Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu đô thị có dân số 32000 người.

Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu đô thị có dân số 32000 người.Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu đô thị có dân số 32000 người.Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu đô thị có dân số 32000 người.Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu đô thị có dân số 32000 người.

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤPGiới thiệu chung:

Nước ta có địa hình đồi núi chiếm đến 3/4 diện tích lãnh thổ,tập trung phần lớn ở vùng Đông Bắc, Tây Bắc và miền Trung, phầndiện tích còn lại là châu thổ và đồng bằng phù sa, chủ yếu là ởĐồng Bằng Sông Hồng và Đồng Bằng Sông Cửu Long Việt Namnằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, mặc dù lượng mưa trungbình nhiều năm trên toàn lãnh thổ vào khoảng 1.940 mm/nămnhưng do ảnh hưởng của địa hình đồi núi, lượng mưa phân bốkhông đều trên cả nước và biến đổi mạnh theo thời gian đã và đangtác động lớn đến trữ lượng và phân bố tài nguyên nước ở ViệtNam Việt Nam có hơn 2.360 con sông có chiều dài từ 10 km trởlên, trong đó có 109 sông chính Toàn quốc có 16 lưu vực sông vớidiện tích lưu vực lớn hơn 2.500 km2, 10/16 lưu vực có diện tíchtrên 10.000 km2 Tổng diện tích các lưu vực sông trên cả nước lênđến trên 1.167.000 km2, trong đó, phần lưu vực nằm ngoài diệntích lãnh thổ chiếm đến 72%.[1]

Nước trong tự nhiên thường được chia làm 4 nhóm:

Vị trí địa lý, đặc điểm điều kiện tự nhiên đặc thù nên khoảng 60% lượng nước của

cả nước tập trung ở lưu vực sông Mê Công, 16% tập trung ở lưu vực sông Hồng - TháiBình, khoảng 4% ở lưu vực sông Đồng Nai, các lưu vực sông lớn khác, tổng lượngnước chỉ chiếm phần nhỏ còn lại

Hình 1.1: Biểu đồ phân bố tỷ lệ tài nguyên nước theo các lưu vực sông

(Nguồn: Báo cáo Tài nguyên nước, những vấn đề và giải pháp quản lý khai thác, sử

dụng nước, Bộ TN&MT, 2009)

 Hiện trạng nước mặt ở Việt Nam:

Phần lớn các đô thị đều có hệ thống thoát nước chung cho cảnước mặt và nước thải, thiếu hệ thống thu gom và các trạm xử lýnước thải tập trung Tỷ lệ đất cây xanh, công viên rất thấp so vớitiêu chuẩn quy định, chủ yếu tập trung ở các đô thị lớn Dân số đôthị tăng nhanh, đặc biệt là vấn đề di cư từ nông thôn ra thành thịđang là sức ép lớn gây ra tình trạng quá tải trong sử dụng hạ tầng.

Sự tăng trưởng các ngành kinh tế ở khu vực đô thị như xây dựng,công nghiệp, giao thông vận tải, y tế, thương mại - dịch vụ cũngnhư quá trình sử dụng và tiêu thụ năng lượng đã và đang tạo ranhiều sức ép đối với môi trường ở khu vực đô thị, có khoảng13.500 cơ sở y tế công và tư tập trung ở khu vực đô thị làm phátsinh một lượng lớn nước thải và chất thải y tế Số lượng trung tâmthương mại, chợ dân sinh tại các đô thị ngày càng nhiều Hoạt động

du lịch vẫn duy trì tăng trưởng ổn định qua các năm, số lượng lớn

du khách tập trung tại các khu vực có danh thắng, các đô thị venbiển… tạo áp lực không nhỏ đối với môi trường Bên cạnh đó, hoạtđộng của các cơ sở công nghiệp đơn lẻ nằm xen trong các khu đôthị với công nghệ lạc hậu đã và đang tiếp tục đưa một lượng lớnchất thải chưa được xử lý triệt để vào môi trường nước[2]

 Vấn đề ô nhiễm và nhu cầu dùng nước:

Nước mặt ở các sông, hồ, kênh, mương nội thành, nội thịhầu hết đã bị ô nhiễm Mặc dù đã có những nỗ lực cải thiện thôngqua các dự án cải tạo nhưng ô nhiễm nước mặt tại các khu vực nàyvẫn đang là vấn đề nổi cộm tại hầu hết các đô thị hiện nay Tạinhiều đô thị, các kênh, mương, hồ nội thành đã trở thành nơi chứanước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất, điển hình như tại Hà Nội,

Tp Hồ Chí Minh Ô nhiễm nước mặt trong khu vực nội thành xảy

ra không chỉ ở các thành phố lớn mà tại các đô thị nhỏ, đây cũngđang là vấn đề nổi cộm ở nhiều địa phương Vấn đề ô nhiễm chủyếu là ô nhiễm hữu cơ, chất dinh dưỡng và vi sinh Cục bộ tại một

số khu vực, mức độ ô nhiễm đã khá nghiêm trọng Nguồn nước mặt

bị ô nhiễm do chất thải, nước thải sinh hoạt và sản xuất; ngoài racòn chịu tác động biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn đặc biệt trongmùa khô, nước mặn xâm nhập sâu vào đất liền hàng chục km, khuvực chịu ảnh hưởng mạnh là vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long vàvùng Duyên Hải Miền Trung Nguồn nước dưới đất khai thác quámức cho phép dẫn đến ô nhiễm nguồn nước một số nơi như HàNội, Tp Phủ Lý (Hà Nam) và sụt lún đất ở Tp Hồ Chí Minh, Tp

Cà Mau (Cà Mau)

Tại Tp Hồ Chí Minh, lượng nước thải từ các cơ sở sản xuất,khu công nghiệp khoảng hơn 278 nghìn m³/ngày đêm Trong đó,82,5% nguồn thải lưu lượng trên 50 m3/ngày đêm có hệ thống xử lýnước thải; 69,5% nguồn thải lưu lượng từ 30-50 m3/ngày đêm có hệthống xử lý nước thải; 60,5% nguồn thải lưu lượng từ 10-30

m3/ngày đêm có hệ thống xử lý nước thải[3]

Hình 1.2: Biểu đồ biểu diễn tỷ lệ vượt QCVN 08-MT:2015/BTNMTcủa một số thông số trong nước mặt một số sông, hồ, kênh, mương

nội thành, nội thị giai đoạn

2012 – 2015(Nguồn: Báo cáo môi trường năm 2016)

 Thành phần và tính chất:

- Có nhiều chất hòa tan, chủ yếu là oxy

- Chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ do vi sinh vật bị phân hủy, rong tảo, thực vật nổi, động vật nổi, các vi sinh vật (vi trùng và virus )

- Các chất hòa tan dưới dạng ion và phân tử, có nguồn gốc hữu cơ và vô cơ

- Các chất rắn lơ lửng hoặc huyền phù dưới dạng hữu cơ hoặc vô cơ

 Chỉ tiêu đánh giá:

- Chỉ tiêu vật lý: Nhiệt độ, độ màu, độ đục, 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, hàm lượng H2S, Cl-, SO42-, PO4-, F-,

I-, Fe2+, Mn2+, các hợp chất nitơ, các hợp chất axit cacbonic

 Chỉ tiêu vi sinh: số vi trùng gây bệnh E.coli, các loại rong biển

1.1.2 Nước Ngầm:

Nước ngầm được khai thác từ các tầng chứa nước dưới đất, chất lượng nướcngầm phụ thuộc vào thành phần khoáng hóa và cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua

Do vậy nước chảy qua các địa tầng chứa đá vôi thì nước thường có độ cứng và độkiềm hydrocacbonat khá cao Ngoài ra đặc trưng chung của nước ngầm là:

- Độ đục thấp

- Không có oxy nhưng có thể chứa nhiều khí: CO2, H2S…

- Chứa nhiều khoáng chất hòa tan chủ yếu là sắt, magan, canxi, magie, flo

- Không có hiện diện của vi sinh vật

Hình 1.3: Vòng tuần hoàn của nước ngầm

 Hiện trạng nước mặt ở Việt Nam:

Áp lực gia tăng dân số, đô thị hoá ngày càng nhanh chóng đã khiến nguồn nướcdưới đất tại nhiều nơi, đặc biệt là các thành phố lớn bị ô nhiễm và suy thoái Một

số khu vực đô thị đã và đang xảy ra hiện tượng ô nhiễm cục bộ nước dưới đất vớigiá trị một số thông số TDS, Amoni, kim loại nặng (Mn, As, Pb) vượt QCVN vàghi nhận hiện tượng xâm nhập mặn nước dưới đất Nguyên nhân chủ yếu là do cấutạo địa chất và ảnh hưởng từ chất thải bề mặt từ các hoạt động sinh hoạt, côngnghiệp ngấm vào đất

 Vấn đề ô nhiễm:

Nước ngầm là nguồn cung cấp nước sinh hoạt chủ yếu cho các đô thị, khucông nghiệp và nông thôn trên toàn quốc Do vậy, ô nhiễm nước ngầm có ảnhhưởng rất lớn đến chất lượng môi trường sống của con người Các tác nhân gây ônhiễm và suy thoái nước ngầm bao gồm:

- Các tác nhân tự nhiên như nhiễm mặn, nhiễm phèn, hàm lượng Asen, Fe, Mn

và một số kim loại khác

 Các tác nhân nhân tạo như nồng độ kim loại nặng cao, amoni, NO3-, NO2-, PO4 v.v…vượt tiêu chuẩn cho phép, ô nhiễm bởi vi sinh vật

 Thành phần và tính chất:

- Nước ngầm nông có trữ lượng thấp, không áp, dễ bị nhiễm bẩn Và ngược lạiđối với tầng sâu trữ lượng cao, có áp và khả năng nhiễm bẩn thấp hơn.

- Nước ngầm thường không có oxy hòa tan, nhưng có nhiều CO2 và các chất hòatan(sắt, manga, acsen, )

- pH nước ngầm khá thấp, thường dao động từ 3-6

- Sự có mặt của một số thành phần ô nhiễm của nguồn nước ngầm nơi đó(hàmlượng phốtpho, nitơ, E.coli )

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC

2.1 Công trình thu và vận chuyển nước:

Công trình thu nước có nhiệm vụ thu nước từ nguồn nước Công trình thu nướcmặt có các dạng kết hợp hoặc phân ly, thu nước sát bờ bằng cửa thu hoặc thu nướcgiữa dòng bằng ống tự chảy, xiphông Công trình thu nước ngầm thường là giếngkhoan, thu nước từ nguồn nước ngầm mạch sâu có áp Chọn vị trí công trình thu nướcdựa trên cơ sở đảm bảo lưu lượng, chất lượng, độ ổn định, tuổi thọ công trình và thuậntiện cho việc bảo vệ vệ sinh nguồn nước

Công trình vận chuyển: Trạm bơm cấp I có nhiệm vụ đưa nước thô từ côngtrình thu lên trạm xử lý nước Trạm bơm cấp I thường đặt riêng biệt bên ngoài trạm xử

lý nước, có trường hợp lấy nước từ xa, khoảng cách đến trạm xử lý có thể lên tới vàikilomet Trường hợp sử dụng nguồn nước mặt, trạm bơm cấp I có thể kết hợp với côngtrình thu hoặc xây dựng riêng biệt Công trình thu nước sông hoặc hồ có thể dùng cửathu và ống tử chảy đến, ống xiphông hoặc cá biệt có trường hợp chỉ dùng cửa thu vàống tự chảy đến trạm xử lý khi mức nước ở nguồn nước cao hơn cao độ ở trạm xử lý.Khi sử dụng nước ngầm, trạm bơm cấp I thường là các máy bơm chìm có áp lực cao,bơm nước từ giếng khoan đến trạm xử lý

2.2 Các phương pháp xử lý:

2.2.1 Phương pháp hóa lý:

- Làm thoáng:

Bản chất của quá trình làm thoáng là hòa tan oxy từ không khí vào nước để oxyhóa sắt hóa trị II, mangan hóa trị II thành sắt hóa trị III, mangan hóa trị IV tạo thànhcác hợp chất hydroxyl sắt hóa trị III và hydroxyl mangan hóa trị IV Mn(OH)4 kết tủadễ lắng đọng để khử ra khỏi nước bằng lắng, lọc Làm thoáng để khử CO2, H2S cótrong nước, làm tăng pH của nước, tạo điều kiện thuận lợi và đẩy nhanh quá trình oxyhóa và thủy phân sắt và mangan, nâng cao công suất của các công trình lắng và lọctrong quy trình khử sắt và mangan Quá trình làm thoáng làm tăng hàm lượng oxy hòatan trong nước, nâng cao thế oxy hóa khử của nước để thực hiện dễ dàng các quá trìnhoxy hóa các chất hữu cơ trong quá trình khử mùi và mùi của nước

Có hai phương pháp làm thoáng:

+ Đưa nước vào trong không khí: cho nước phun thành tia hay thành màng mỏng chảy trong không khí ở các dàn làm thoáng tự nhiên, hay cho nước phun thành tia và màng mỏng trong các thùng kín rồi thổi không khí vào thùng như ở các dàn làm thoáng cưỡng bức

+ Đưa không khí vào nước: dẫn và phân phối không khí nén thành các bọt nhỏ theo dàn phân phối đặt ở đáy bể chứa nước, các bọt khí nổi lên, nước được làm thoáng.+ Hỗn hợp hai phương pháp trên: làm thoáng bằng máng tràn nhiều bậc và phun trên mặt nước

Hình 2.1: Các quá trình làm thoáng

- Clo hóa sơ bộ:

Clo hóa sơ bộ là quá trình cho clo vào nước trước bể lắng và bể lọc Clo hóa sơ bộ

có tác dụng tăng thời gian khử trùng khi nguồn nước nhiễm clo bẩn nặng, oxy hóa sắthòa tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hòa tan để tạo thành các kết tủatương ứng, oxy hóa các chất hữu cơ để khử màu, ngăn chặn sự phát triển của rong, rêu,phá hủy tế bào của các vi sinh sản ra chất nhầy nhớt trên mặt bể lọc

- Keo tụ – tạo bông:

Quá trình keo tụ tạo bông cặng dùng để khử các chất lơ lửng, chất phân tán dạngkeo trong nước thải Các hạt keo lơ lửng có kích thước khoảng từ 10-8 cm đến 10-7 cm,nếu không có ohóa chất keo tụ không thể loại bỏ các hạt keo này ra khỏi nước thảibằng phường pháp lắng lọc thông thường

- Chất trợ keo tụ:

Để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các chất trợkeo tụ (flucculant) Việc sử dụng chất trợ keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ,giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông keo Các chất trợ keo

tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin (C6H10O5)n, các ete,cellulose, dioxit silic hoạt tính (xSiO2.yH2O)

Các chất trợ keo tụ tổng hợp thường dùng là polyacrylamit (CH2CHCONH2)n Tùythuộc vào các nhóm ion khi phân ly mà các chất trợ đông tụ có điện tích âm hoặcdương như polyacrylic acid (CH2CHCOO)n hoặc polydiallyldimetyl-amon

+ Khử trùng bằng Clo và các hợp chất của Clo:

Clo là một chất oxy hóa mạnh ở bất cứ dạng nào Khi Clo tác dụng với nước tạothành axit hypoclorit (HOCl) có tác dụng diệt trùng mạnh Khi cho Clo vào nước, chấtdiệt trùng sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật và gây phản ứng với men bêntrong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt.Khi cho Clo vào nước, phản ứng diễn ra như sau:

Cl2 + H2OHOCl + HCl

+ Khi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra như sau:

Ca(OCl)2 + H2O CaO + 2HOCl2HOCl + 2H+2OCl-

+ Dùng ozone để khử trùng:

Ozone là một chất khí có màu ánh tím ít hòa tan trong nước và rất độc hại đối vớicon người Ở trong nước, ozone phân hủy rất nhanh thành oxy phân tử và nguyên tử.Ozone có tính hoạt hóa mạnh hơn Clo, nên khả năng diệt trùng mạnh hơn Clo rất nhiềulần Thời gian tiếp xúc rất ngắn do đó diện tích bề mặt thiết bị giảm, không gây mùi vịkhó chịu trong nước kể cả khi trong nước có chứa phênol.

+ Khử trùng bằng tia cực tím (UV):

Tia cực tím uv là tia bức xạ điện từ có bước sóng khoảng 4 – 400 nm, có tác dụngdiệt trùng rất mạnh Dùng các đèn bức xạ tử ngoại, đặt trong dòng chảy của nước Cáctia cực tím phát ra sẽ tác dụng lên các phân tử protit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấutrúc và mất khả năng trao đổi chất, vì thể chúng sẽ bị tiêu diệt Hiệu quả khử trùng chỉđạt được triệt để khi trong nước không có các chất hữu cơ và cặn lơ lửng Sát trùngbằng tia cực tím không làm thay đổi mùi, vị của nước

- Khử trùng bằng siêu âm:

Dòng siêu âm với cường độ tác dụng không nhỏ hơn 2W/cm2 trong khoảng thờigian trên 5 phút có khả năng tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật trong nước

- Khử trùng bằng ion bạc:

Ion bạc có thể tiêu diệt phần lớn vi trùng có trong nước Với hàm lượng 2 – 10ion g/l đã có tác dụng diệt trùng Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là: nếutrong nước có độ màu cao, có chất hữu cơ, có nhiều loại muối,…thì ion bạc khôngphát huy được khả năng diệt trùng

Ngoài các phương pháp xử lý trên, khi chất lượng nước cấp được yêu cầu cao hơn nêntrong xử lý nước cấp còn sử dụng một số phương pháp sau:

+ Khử mùi và vị bằng làm thoáng, chất oxy hóa mạnh, than hoạt tính;

+ Làm mềm nước bằng phương pháp nhiệt, phương pháp hóa học, phương pháp trao đổi ion;

+ Khử mặn và khử muối trong nước bằng phương pháp trao đổi ion, điện phân, lọc quamàng, nhiệt hay chưng cất

2.2.2 Phương pháp cơ học:

- Hồ chứa và lắng sơ bộ:

Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô (nước mặt) là: tạo điều kiện thuậnlợi cho các quá trình tự làm sạch như: lắng bớt cặn lơ lửng, giảm lượng vi trùng do tácđộng của các điều kiện môi trường, thực hiện các phản ứng oxy hóa do tác dụng củaoxy hòa tan trong nước, và làm nhiệm vụ điều hòa lưu lượng giữa dòng chảy từ nguồnnước vào và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm nước thô bơm cấp cho nhà máy xử lýnước

Hình 2.2: Bể lắng

- Song chắn rác:

Song chắn và lưới chắn đặt ở cửa dẫn nước vào công trình thu làm nhiệm vụloại trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng caohiệu quả làm sạch của các công trình xử lý Vật nổi và vật lơ lửng trong nước cóthể có kích thước nhỏ như que tăm nổi, hoặc nhành cây non khi đi qua máy bơmvào các công trình xử lý có thể bị tán nhỏ hoặc thối rữa làm tăng hàm lượng cặn và

độ màu của nước

Hình 2.3: Hình vẽ song chắn rác

- Bể lắng cát:

Nhiệm vụ của bể lắng cát là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát có kích thướclớn hơn hoặc bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,5; để loại trừ hiệntượng bào mòn các cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng cặn nặng tụ lại trong

CHƯƠNG 3

ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ, TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ

3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý nước mặt:

Lựa chọn công nghệ xử lý nước phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng và đặctrưng của nguồn nước, yêu cầu chất lượng nước cấp và công suất trạm nước cấp cầnxử lý Hơn nữa, chất lượng của nguồn nước có thể thay đổi theo ví trí(điểm lấy nướccấp) và thời gian(các mùa trong năm), do vậy công nghệ xử lí nước và quá trình vậnhành cũng sẽ thay đổi theo tính chất của nguồn nước thô, so sánh với yêu chất lượngnước sau xử lý để có thể lựa chọn công nghệ xử lý nước phù hợp, đưa ra kỹ thuật xử lý

cụ thể, chọn hóa chất và tính toán liều lượng hóa chất cần dùng, tối ưu hóa điều kiệnvận hành cho từng công đoạn và sắp xếp các bước xử lý cho phù hợp

Dựa vào các số liệu đã có, so sánh chất lượng nước thô và chất lượng nước saukhi xử lý để quyết định cần tách chất gì ra khỏi nước, chọn thông số chính về chấtlượng nước và đưa ra kỹ thuật xử lí cụ thể, chọn hóa chất và liều lượng hóa chất cầndùng, tối ưu hóa các điều kiện vận hành cho từng bước xử lý

3.2 Đề xuất công nghệ xử lý:

Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu đô thị códân số 32000 người, giả sử trong đô thị loại I

Tính theo tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt TCXD 33:2006

Qngày.tb=qtc N f1000 + D (m3/ngày)

Trong đó: qtc: Tiêu chuẩn nước cấp sinh hoạt lấy theo TCXD 33:2006

N: Số dân tính toán ứng với tiêu chuẩn cấp nước

f: Tỷ lệ dân được cấp nước lấy theo TCXD 33:2006(95%)

D: Lượng nước tưới cây, rửa đường, dịch vụ đô thị, khu công nghiệp, thấtthoát nước cho bản thân nhà máy xử lý nước được tính theo bảng 3.1 trongtiêu chuẩn TCXD 33:2006 và lượng nước dự phòng cho phát triển côngnghiệp, dân cư và các lượng nước khác chưa tính được cho phép lấy thêm5-10% tổng lưu lượng nước cho ăn uống sinh hoạt của điểm dân cư Khi có

lý do xác đáng được phép lấy thêm không quá 15%

Lượng nước cấp cho sinh hoạt:

qsh =qtc N f1000 = 200.32000.95 %1000 = 6080 (m3/ngày)Lượng nước phục vụ công cộng:

qcc = 10%.qsh = 608 (m3/ngày)

Lượng nước dịch vụ đô thị:

qdv = 10%.qsh = 608 (m3/ngày)

Lượng nước khu công nghiệp: 0 m3

Lượng nước thất thoát:

qtt = 15%(qsh + qcc + qdv + qcn) = 1094,4 (m3/ngày)

Lượng nước dùng cho nhà máy xử lý nước:

qnhà máy nước = 8%( qsh + qcc + qdv + qcn + qtt) = 671,2 (m3/ngày)

Lưu lượng nước dự phòng:

qdp = 10%.qsh = 608 (m3/ngày)

D = qcc + qdv + qcn + qtt +qnhà máy nước + qdp = 3589,6 (m3/ngày)

Lưu lượng nước trung bình:

Qngày.tb=qtc N f1000 + D = 9669,6 (m3/ngày)

Qngaymax = kngaymax.Qngaytb = 1,2.9669,6 = 11603,5 (m3/ngày)

Qngaymin = kngaymin.Qngaytb = 0,9.9669,6 = 8702,6 (m3/ngày)

Trong đó:

Hệ số dùng nước không điều hòa ngày kể đến cách tổ chức đời sống xã hội, chế độlàm việc của các cơ sở sản xuất, mức độ tiện nghi, sự thay đổi nhu cầu dùng nước theomùa cần lấy như sau:

kngaymax = 1,1-1,2; kngaymin = 0,8-0,9 (áp dụng cho đô thị loại I) (TCVN 33:2006)Chất lượng nước đầu vào như sau:

STT CHỈ TIÊU GIÁ TRỊ QCVN01:2009/BYT

Nhận xét:

- Với chất lượng nước mặt như trên thì hệ thống cần xử lý chủ yếu là chất rắn lơlửng, độ đục, độ màu và coliform tổng số Công nghệ được đề xuất là: Lắng –lọc – khử trùng

- Lắng – lọc: Là quá trình làm trong nước bằng cách khử màu, khử đục, đượcthực hiện trong bể lắng và bể lọc Trong thực tế để tăng nhanh và hiệu quả làmtrong nước người ta thường cho thêm vào nước các chất phản ứng (phèn nhôm,phèn sắt)

- Khử trùng: Chất khử trùng được sử dụng phổ biến hiện nay là các hợp chất clo:Clorua vôi, nước javen, clo lỏng được đưa vào đường ống dẫn nước từ bể lọcsang bể chứa hoặc đưa trực tiếp vào bể chứa Ngoài ra có thể dung ozon, các tiavật lý(tia tử ngoại), song siêu âm để tiệt trùng

3.3 Các phương án:

Bể chứa nước sạch

Bể lọc nhanh

Xử lý Thu bùn

Bể lắng ngang

- Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Nước từ nguồn sau khi đi qua song chắn rác thì được trạm bơm cấp I đưa lên bểtrộn đứng tại đây các hóa chất như phèn, vôi sẽ được cho vào với liều lượng thích hợp

để tạo ra các hạt keo có khả năng dính lại với nhau và dính các hạt cặn lơ lửng trongnước tạo thành các bông cặn

Sau khi trộn nước sẽ được đưa sang bể phản ứng cơ khí có chức năng hoànthành hết quá trình keo tụ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc giữa các hạtkeo và cặn bẩn trong nước tạo nên những bông cặn đủ lớn và được giữ lại trong bểlắng đứng Sau đó nước được đưa tới bể lọc nhanh, qua lớp vật liệu lọc làm trong nướctriệt để để khi đưa đến bể chứa nước sạch, trên đường từ bể lọc nhanh đến bể chứanước sạch là giai đoạn khử trùng nước bằng Cl2 để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh.Nước từ bể chứa nước sạch được trạm bơm cấp II đưa ra mạng lưới tiêu thụ

3.3.2 Phương án 2:

Nước nguồn – song chắn rác – trạm bơm cấp I – bể trộn đứng – bể lắng trong

có cặn lơ lửng – bể lọc nhanh – khử trùng – bể chứa nước sạch – trạm bơm cấp II –mạng lưới tiêu thụ

Sơ đồ công nghệ:

Song chắn rác

Nguồn nước

Nước Phèn Nước

Thùng hòa trộn

Vôi sữa đặc từ bể vôi tôi Thùng tiêu thụ Trạm bơm cấp I

Bể trộn vôi sữa Thiết bị định lượng Bể trộn đứng

Bể lắng có lớp cặn lơ

lửng

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Nước từ nguồn sau khi đi qua song chắn rác thì được trạm bơm cấp I đưa lên

bể trộn đứng tại đây các hóa chất như phèn, vôi sẽ được cho vào với liều lượng thíchhợp để tạo ra các hạt keo có khả năng dính lại với nhau và dính các hạt cặn lơ lửngtrong nước tạo thành các bông cặn

Sau khi trộn nước sẽ được đưa sang bể có cặn lơ lửng hoàn thành hết quá trìnhkeo tụ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc giữa các hạt keo và cặn bẩntrong nước tạo nên những bông cặn đủ lớn và các hạt có kích thước được giữ lại Sau

đó nước được đưa tới bể lọc nhanh, qua lớp vật liệu lọc làm trong nước triệt để đểkhi đưa đến bể chứa nước sạch, trên đường từ bể lọc nhanh đến bể chứa nước sạch làgiai đoạn khử trùng nước bằng Cl2 để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh Nước từ bểchứa nước sạch được trạm bơm cấp II đưa ra mạng lưới tiêu thụ

3.4 Phân tích và lựa chọn công nghệ xử lý

3.4.1 Đánh giá ưu nhược điểm của hai phương án

Mạng lưới tiêu thụ Trạm bơm cấp II

Cl 2

Khử trùng

Bể chứa nước sạch Lắng nước rửa lọc Bể lọc nhanh

Xử lý Thu bùn

Hai phương án khác nhau ở quá trình rắn Mô tả một số công trình đơn vị:Phương án 1:

Song chắn rác: Nước thải đưa tới công trình làm sạch trước hết phải qua song

chắn rác Tại song chắn rác, các loại rác có kích thước lớn như gỗ, xơ bã, các loạichai được giữ lại tránh làm tắc bơm, đường ống, kênh dẫn

- Ưu điểm:

+ Đơn giản, rẻ tiền, dễ lắp đặt

+ Giữ lại tất các các loại rác có kích thước lớn

- Nhược điểm:

+ Không xử lý, chỉ giữ tạm thời các loại rác tạp vật lớn

+ Làm tăng trở lực hệ thống theo thời gian

+ Phải xử lý rác thứ cấp

Bể trộn cơ khí: Dùng năng lượng cánh khuấy để tạo ra dòng chảy rối.

- Ưu điểm:

+ Có thể điều chỉnh cường độ khuấy theo ý muốn

+ Thời gian khuấy trộn ngắn

- Nhược điểm:

+ Phải có máy khuấy trộn và các thiết bị cơ khí

+ Đòi hỏi người quản lí vận hành phải có trình độ nhất định

Bể lọc nhanh: Bao gồm một hoặc 2 hay nhiều lớp vật liệu lọc, vật liệu lọc có

thể là cát, thạch anh… Thông thường được sử dụng cho dây chuyền xử lý nước mặthoặc nước ngầm

- Ưu điểm:

+ Tốc độ lóc lớn, thời gian lọc nhanh

+ Kỹ thuật đơn giản

- Nhược điểm:

+ Hiệu quả lọc không cao

+ Tốc độ nước đi qua lớn nên sức dính kết của nhiều hạt cặn không đủ sức giữchúng lại

Bể lắng đứng: Nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên,

còn hạt cặn rơi chiều ngược lại với chiều chuyển động của dòng nước Hiệu quả xử lýngoài phụ thuộc vào chất keo tụ còn phụ thuộc vào sự phân bố của dòng nước đi lên vàchiều cao vùng lắng phải đủ lớn thì các hạt cặn mới kết dính với nhau

- Ưu điểm:

+ Thuận tiện cho việc xã cặn, ít tốn diện tích xây dựng, khả năng ứng dụng thực

tế cao

+ Giá thành xây dựng cao

Phương án 2:

Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: Thường áp dụng cho công trình có lưu

lượng điều hòa hoặc thay đổi dần dần trong phạm vi không quá 15% trong 1 giờ vànhiệt độ nước được đưa vào bể thay đổi không quá 1oC trong 1 giờ Lớp cặn lơ lửngcác hạt lớn lên rồi bị phá vỡ thành những hạt cặn nhỏ hơn, sau đó lại hấp phụ và lớnlên Để cho hạt lớn lên phải có thời gian, nếu như lưu lượng nước giao động quá lớnhạt cặn chưa đủ lớn sẽ bị cuốn đi

- Ưu điểm:

+ Không cần xây dựng bể phản ứng, quá trình phản ứng và tạo bông kết tủa xảy

ra trong điều kiện keo tụ tiếp xúc trong lớp cặn lơ lửng của bể lắng

+ Hiệu quả xử lý cao, ít tốn diện tích xây dựng

Qua 2 phương án ta thấy:

- Hiệu quả 2 phương án chênh lệch không cao

- Diện tích và chi phí của phương án 2 thấp hơn phương án 1

- Phương án 1 tuy tốn diện tích nhiều hơn phương án 2 nhưng không đáng kể

- Khả năng vận hành của phương án 1 dễ dàng hơn và ứng dụng thực tế cao

W = 483,5 x 260 = 16 (m3)

Ta chọn 2 bể trộn hoạt động đồng thời, dung tích mỗi bể là:W1b = 16/2 =8 (m3).

Đường kính ống dẫn nước vào bể:

Lưu lượng nước vào mỗi bể: Q1 = Q/2 = 483,5/2 = 241,8 m3/h = 0.067 m3/s

Chọn đường kính dẫn nước vào bể D250mm => vtt = 1,36 m/s Theo TCXDVN33:2006 quy định vận tốc trong ống dẫn vào bể là v = 1  1.5 (m/s)

Đường kính ngoài của ống dẫn vào bể là 280mm

Diện tích đáy nhỏ: Chọn mặt bằng đáy bể có dạng hình vuông

Chọn đường kính ngoài của ống dẫn là cạnh của đáy nhỏ: b đ = 0.28 (m)

V (m2)

Fm = 0,6 x 3600120,83 = 0,056 (m2)

Chiều cao máng:

Chọn khoảng cách bảo vệ từ mực nước đến mép trên máng thu là 0,1m

Khoảng cách từ mực nước đến mép trên lỗ ngập là 0,1m

Đường kính lỗ ngập D= 50 mm = 0,05m