đồ án xử lý nước cấp

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP HCM KHOA MÔI TRƯỜNG KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC MẶT CHO KHU DÂN CƯ CÓ DÂN SỐ 25.000 NGƯỜI SVTH: NGÔ KIM TUYỀN MSSV: 0450201721 GVHD: PGS.TS LÊ HỒNG NGHIÊM TP HCM 12/2018 BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP HCM KHOA MÔI TRƯỜNG KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC MẶT CHO KHU DÂN CƯ CÓ DÂN SỐ 25.000 NGƯỜI SVTH: HUỲNH KIM TUYỀN MSSV: 0450201721 GVHD: PGS.TS LÊ HOÀNG NGHIÊM TP HCM 12/2018 BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG Khoa Mơi Trường Bộ môn Kỹ thuật Môi trường TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC CẤP Họ tên sinh viên: Huỳnh Kim Tuyền Lớp: 04_ĐHKTMT_2 Ngành: Kỹ Thuật Môi Trường MSSV: 04502017201 Ngày giao đồ án: 21/08/2018 Ngày hoàn thành đồ án: 15/12/2018 Đầu đề đồ án: Thiết kế hệ thống xử lí nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 25.000 người Yêu cầu số liệu ban đầu: - Thành phần tính chất nước cấp (Bảng: Số liệu chất lượng nước nguồn) - Tiêu chuẩn nước sau xử lí đạt QCVN 01:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Lập bản thút minh tính tốn bao gờm:  Tởng quan về nước cấp được cho đề tài đặc trưng  Đề xuất phương án công nghệ xử lý nước cấp được yêu cầu xử lí, từ đó phân tích lựa chọn cơng nghệ thích hợp  Tính tốn cơng trình phương án đã chọn  Tính toán lựa chọn thiết bị (bơm nước, bơm hố chất, máy thởi khí, …) cho cơng trình đơn vị tính tốn Các vẽ kỹ thuật: - Vẽ bản vẽ mặt cắt công nghệ của phương án đã chọn: 01 bản vẽ khổ A2 Vẽ chi tiết công trình đơn vị hồn chỉnh (cơng trình chính): 02 bản vẽ khổ A2 Vẽ mặt bằng bố trí công trình: 01 bản vẽ khổ A2 TP.HCM, Ngày 25 tháng 18 năm 2018 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Kí ghi rõ họ tên) PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị pH 6,81 Chất rắn lơ lửng mg/l 43 Độ đục NTU 18 Độ màu mg/l 79 Amoni mg/l 0,4 Mangan, Mn2+ mg/l 0,25 Sắt Fe2+ mg/l 0,25 Độ kiềm mgCaCO3/l 73 Độ cứng mgCaCO3/l 102 10 Canxi Ca2+ mgCa2+/l 39 11 Magie Mg2+ mgMg2+/l 1,5 12 TDS mg/l 414 13 Coliform tổng số Vi khuẩn/100 ml 14 Nhiệt độ nước C Bảng: Số liệu chất lượng nước nguồn 20 - 25 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TP.HCM, Ngày 15 tháng 12 năm 2018 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN TP.HCM, Ngày … tháng … năm 2018 GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN THƯ CẢM ƠN Trên thực tế không có sự thành công mà không có sự giúp đỡ, hỗ trợ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt trình làm đồ án, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm của quý thầy Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi đến thầy Lê Hoàng Nghiêm – Giảng viên hướng dẫn đồ án nước cấp quý thầy cô Khoa Môi trường – Trường Đại học Tài nguyên Môi trường thành phố Hồ Chí Minh lời cảm ơn chân thành vì đã tận tình chỉ dẫn em hoàn thành tốt đồ án Tuy đã được thầy cô giáo chỉ dẫn tận tình khó để không tránh khỏi thiếu sót cách trình bày tính toán vì thế em rất mong nhận được ý kiến đóng góp quý báu của quý thầy cô để kiến thức của em lĩnh vực có thể hồn thiện hồn thành tớt đồ án tiếp theo Cuối cùng, em xin kính chúc quý thầy cô của Khoa Môi trường – Trường Đại học Tài nguyên Môi trường thành phố Hồ Chí Minh dồi sức khỏe để truyền đạt kiến thức cho chúng em thế hệ sau Em xin chân thành cảm ơn thầy cô! Kính gởi! TP HCM, ngày 20 tháng 11 năm 2018 Sinh viên thực hiện (Ký ghi rõ họ tên) HUỲNH KIM TUYỀN Muc luc DANH MỤC HÌNH Sơ đồ công nghệ DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 So sánh loại công trình thu nước 20 Bảng 3.1 Số liệu chất lượng nước nguồn quy chuẩn Bảng 3.2 So sánh ưu, nhược điểm hai công nghệ Bảng 4.1 Thống số thiết kế bể pha phèn vôi Bảng 4.2 Thông số thiết kết bể trộn Bảng 4.3 Thông số thiết kế bể bạo Bảng 4.4 Thông số thiết kế bể lắng Bảng 4.5 Thông số thiết kế bể lọc Bảng 4.6 Thông số thiết kế bể chứa nước sạch Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân Bố trí lỗ so le về hai bên ống => bên lỗ − −  − Khoảng cách lỗ: l = 3,6/7 = 0,5 m Chọn chiều cao vùng xả cặn Hxả cặn = 1,2m => Đáy nhỏ có bề rộng Bđáy = 1,2m Tính tốn máng thu nước Chiều dài tới thiểu máng thu cần thiết: LM = = = 16,2 m [2]  Chiều dài máng thu nước tại bể LM bể = LM/3 = 16,2/3 = 5,4m  Bố trí máng thu dọc bể lắng, số máng bể n = máng, khoảng cách từ tường đến tâm máng thu 0,6 m; khoảng cách tâm máng thu 1,2 , chiều dài máng: L1M = LM bể/2 = 5,4/2 = 2,7 m − Kiểm tra tải trọng thu nước 1m dài mép máng: q = = = 3,36 l/s.m dài, lớn điều kiện (q = – l/s.m) − Chọn tải trọng thu nước 1m dài mép máng q = l/s.m dài − Tổng chiều dài mép máng: LM = = = 18,2 m − Mỗi bể đặt máng, chiều dài máng là: L1M = = 3,03 m ≈ 3,1 m − Chiều rộng máng: Chọn Bm = 0,2m Chọn vận tốc nước chảy qua máng vm = m/s (Mục 6.84/[1] − Tiết diện ngang của máng thu: fmáng = = = 0,018 m2 − Chiều sâu máng thu: hm = = = 0,09m Hai bên mép máng gắn tấm điều chỉnh chiều cao mép máng bằng inox xẻ rãnh chữ V, mét chiều dài có chữ V, chiều cao chữ V 6cm, đáy chữ V 12cm, khoảng cách đỉnh 20cm  Tổng chiều dài bể L = Lđầu bể + Lvùng lắng = 1,5 + 30 = 31,5 m  Tổng chiều cao bể: H = HVùng lắng + Hxả cặn + Hbv = + 1,2 + 0,4 = 4,6 m Bảng 4.4 Thông số thiết kế bể lắng Thông số Bể lắng ngang Chiều rộng bể Số liệu thiết kế 3,6 SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Đơn vị Bể m Vật liệu Bê tông cốt thép - 51 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân Chiều dài bể Chiều cao bể 31,5 4,6 SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm m m - 52 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân 4.4 Bể lọc  Xác định kích thước bể lọc − Chọn loại bể lọc cho trạm xử lý loại bể lọc nhanh lớp vật liệu lọc cát thạch anh với cỡ hạt khác Đặc trưng của lớp vật liệu lọc (lấy theo bảng 6.11/[1]): + Đường kính nhỏ nhất: 0,5 mm + Đường kính lớn nhất: 1,25 mm + Đường kính hiệu dụng: d10: 0,6 – 0,65 mm + Hệ số không đồng nhất: K = 1,5 – 1,7 + Chiều dày lớp vật liệu lọc hv = 700 - 800 mm, chọn hv = 800 mm = 0,8m + Tốc độ lọc làm việc chế độ bình thường: vbt = - m/h chọn vtb = m/h + Tốc độ lọc cho phép chế độ lọc tăng cường: vtc = - 7,5 m/h − Với đường kính hiệu dụng 0,6 – 0,65 mm, dựa vào bảng 6.13/[1] ta được: + Độ nở tương đối của vật liệu: 45% + Thời gian rửa lọc t1 = – phút, chọn t1 = phút = 0,1h − Diện tích bể lọc của trạm xử lí: (m2) + + (CT 6-20/ [1]) • Trong đó: + Q: lưu lượng trạm xử lý (m3/ ngày) + T: thời gian làm việc của trạm ngày đêm (giờ); T = 24h + Vbt: tốc độ lọc tính toán chế độ làm việc bình thường (m/h) a: số lần rửa bể ngày đêm chế độ làm việc bình thường W: cường độ nước rửa lọc (l/s.m2) Chọn W = l/s.m2 Theo [1], rửa gió kết hợp với nước thì cường độ nước rửa lọc từ – l/s.m2 + t1: thời gian rửa lọc (giờ) + t2: thời gian ngừng bể lọc để rửa (giờ), t2 = 0,35h (Mục 6.102/[1])  F = = 84,88 m2 − Số bể lọc cần thiết: bể (CT 4-51/140/[4]) − Kiểm tra lại tốc độ lọc tăng cường với điều kiện đóng bể để rửa: vtc = vtb× = 5× = 6,25 m/h (khoảng cho phép vtc = – 7,5 m/h) − Diện tích bể lọc: f = = = 16,976 m2 − Thiết kế bể hình vuông: L × B = 4,2 × 4,2 = 17,64 (m2) − Chiều cao toàn phần của bể lọc nhanh: H = hd + hv + hn + hp (m) • Trong đó: SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm 53 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân + + + + : chiều cao lớp sỏi đỡ, = 0,8 m (lấy theo bảng 6.12/[3]) : chiều dày lớp vật liệu lọc, hv = 0,8 m : chiều cao lớp nước lớp vật liệu lọc, : chiều cao dự trữ, hp = 0,4 m (phạm vi 0,3 – 0,5m)   Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc thu nước lọc Chọn biện pháp rửa lọc bằng gió, nước kết hợp − Lưu lượng nước rửa của bể lọc: Qr = = = 0,141 (m3/s) − Chọn đường kính ống chính D = 300 mm bằng thép thì tốc độ nước chảy ống chính sẽ v = m/s (phạm vi v = – m/s quy định Mục 6.111) [1]; đường kính ngồi của ớng chính Dngồi = 320 mm − Chọn khoảng cách trục ống nhánh 0,35m (phạm vi 0,25 - 0,35) [1] − Số ống nhánh của bể lọc: ống − Lưu lượng nước rửa lọc chảy qua ống nhánh là: qn = = = 5,04×10-3 m3/s = 5,04 l/s − Chọn đường kính ống nhánh dn = 60mm bằng thép thì tốc độ nước chảy ống nhánh: = 1,8 m/s (phạm vi 1,6 - m/s) (Mục 6.111/[1] − Tiết diện ngang của ống chính: = = = 0,07 (m ) − Tổng diện tích lỗ lấy bằng 35% diện tích tiết diện ngang của ống chính (phạm vi cho phép 30 - 35%), tổng diện tích lỗ tính được là: = 35% × = 0,35 × 0,07 = 0,025 m2 − Chọn lỗ có đường kính dl = 10 mm (phạm vi 10 - 12 mm) (Mục 6.111/[1]) − Diện tích lỗ sẽ là: = = = 7,85×10−5 m2 − Tởng sớ lỗ ớng nhánh: n0 = = = 320 lỗ − Số lỗ ống nhánh:nn = lỗ  Trên ống nhánh, lỗ xếp thành hàng so le nhau, hướng lên phía nghiêng góc 450 so với mặt phẳng nằm ngang Số lỗ hàng của ống nhánh là: nh = 14/2 = lỗ SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm 54 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân − Khoảng cách tâm lỗ sẽ là: a = = = 0,27 m  Tính hệ thống dẫn gió rửa lọc Cường độ gió rửa bể lọc Wgió = 15 l/s.m2 (phạm vi 15 - 20 l/s.m2)(Mục 6.123/[1]) − Lưu lượng gió tính toán: Qgió = = = 0,27 m3/s Tốc độ gió ống chính ống nhánh vgió = 15 m/s (phạm vi 15 - 20 m/s) − Đường kính ống gió chính: Dgió = = = 0,15 (m) = 150 (mm) Số ống gió nhánh lấy bằng 28 ống − Lượng gió ống nhánh : qgió = = 0,01 (m3/s) − Đường kính ống gió nhánh: dgió = = 0,03 (m) = 30 (mm) − Diện tích mặt cắt ngang của ống gió chính: gió = = = 0,018 (m ) Tổng diện tích lỗ chọn bằng 40% diện tích tiết diện ngang ống gió chính (phạm vi 35 – 40%) (Mục 6.122/[1]) − Tổng diện tích lỗ gió tính được là: Flỗ gió = 40% × = 0,4 × 0,018 = 7,2×10-3 m3 Chọn đường kính lỗ gió mm (phạm vi - mm) (Mục 6.122/[1]) − Diện tích lỗ gió là: f lỗ gió = = 7,065×10-6 m2 − Tởng số lỗ gió: mgió = = 1020 (lỗ) + − Số lỗ ống gió nhánh: (lỗ) − Khoảng cách lỗ: agió = = 0,09 m • Trong đó: + Đường kính ngồi ớng gió chính: 0,17 m Số lỗ hàng: 21 lỗ (lỗ gió phải đặt phần ống thành hàng so le nghiêng góc 450 so với trục thẳng đứng của ớng)  Tính tốn máng phân phối nước lọc thu nước rửa lọc Bể có chiều dài 4,2 m, chọn bể bố trí máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác Khoảng cách máng d = 4,2/3 = 1,4 m (phạm vi d ≤ 2,2 m) SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm 55 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân − Lượng nước rửa thu vào máng: l/s = 0,047 m3/s • Trong đó: + W: cường độ rửa lọc (l/s.m2), W = l/s.m2 + d: khoảng cách tâm máng, d = 1,4 m + Chiều dài của máng, l = 4,2 m − Chiều rộng máng: Bm = K × (m) = 2,1 × = 0,33 m (CT6-25/[1]) + • Trong đó: a: tỉ số chiều cao phần chữ nhật với nửa chiều rộng của máng Lấy a = 1,3 (phạm vi a = - 1,5) + K: hệ số với tiết diện máng hình tam giác K =2,1 − Chiều cao phần máng chữ nhật: hHCN = = = 0,22 (m) Máng có độ dốc 1% về phía cuối: − Chiều cao phần chữa nhật phía đầu máng: hHCNđầu = hHCN + = 0,22 + = 0,241 m − Chiều cao phần chữa nhật phía cuối máng: hHCNcuối = hHCN − = 0,22 − = 0,199 m Lấy chiều cao phần đáy tam giác: hđ = 0,2 m Máng có độ dốc 1% => chiều cao tăng thêm độ dớc tao ht = 4,2 × 0,01 = 0,042m Chiều dày thành máng lấy là: δm = 0,03m − Chiều cao toàn phần của máng thu nước rửa: Hm = hHCN + ht + hđ + = 0,22 + 0,042 + 0,2 + 0,03 = 0,492 m − Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến máng thu nước: Hm = + 0,3 = + 0,3 = 0,66 m (CT 6-27/[1]) • Trong đó: + H: chiều cao lớp vật liệu lọc, H = 0,8 m + e: độ nở tương đối của lớp vật liệu lọc, e = 45%  Máng thu nước tập trung  Máng phân phối nước vào bể lọc Nước rửa lọc từ máng thu tràn vào máng tập trung nước bố trí cạnh bể, chiều rộng máng tập trung chọn A = 0,7m (A không nhỏ 0,6m) + Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung: H = 1,73 × + 0,2 SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm (CT 6–26/[1]) 56 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân • Trong đó: + q: lưu lượng nước chảy vào máng tập trung (m3/s), q = 0,141 (m3/s) + Δ: chiều rộng máng tập trung lấy không nhỏ 0,6m, chọn Δ = 0,8m + g: gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2  H = 1,73 × + 0,2 = 0,46 m Mực nước máng tập trung thấp đáy máng thu 0,2 m  Tính ống dẫn nước vào máng tập trung, thu nước lọc, xả nước rửa lọc Chọn vận tốc nước vào máng tập trung bể lọc vv = 1,2 m/s (phạm vi 0,8 – 1,2 m/s) (T.133/[3]) − Đường kính ống dẫn nước vào máng tập trung: D = = = 0,34 m = 340 mm Nước sau lọc được đưa về bể chứa nước sạch Vận tốc nước của ống thu nước sạch chung vt = 1,2 m/s (phạm vi – 1,5 m/s) (T.133/[3]) − Đường kính ống dẫn nước đã lọc tập trung sang bể chứa d = = = 0,22 m = 220 mm − Đường kính ống xả rửa lọc (xả qua ống): dxả lọc = = = 0,3 m = 300 mm Với vxả lọc: vận tốc chảy ống xả nước rửa lọc, chọn v xả lọc = 2m/s (phạm vi 1,5 – m/s) (T.133/[3])  Tính tởn thất áp lực rửa bể lọc nhanh − Tính tổn thất áp lực hệ thống phân phối bằng giàn ống khoan lỗ: (CT 6-23/[1]) + • Trong đó: + v0: tốc độ nước chảy đầu ống chính (m/s); v0 = m/s + vn: tốc độ nước chảy đầu ống nhánh (m/s); = 1,8 m/s + : hệ số sức cản; = + = + = 18,96 Kw: tỉ số tổng diện tích lỗ ống của máng diện tích tiết diện ngang của ống chính máng (quy phạm 35 – 40%), chọn Kw = 35%  hp = 18,96 × + = m − Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ: (CT 4-46/[3]) • Trong đó: + Ls: chiều dày lớp sỏi đỡ; Ls = 0,8 m SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm 57 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân + W: cường độ rửa lọc; W = l/s.m2  − Tổn thất áp lực lớp vật liệu lọc: (m) (CT 4-47/[3]) Trong đó: a, b thông số phụ thuộc vào kích thước hạt, với kích thước hạt d = 0,5 - 10 mm; a = 0,76; b = 0,017  − Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu của lớp cát lọc lấy hbm = 2m − Tổn thất áp lực nội bể lọc: ht = hp + hđ + hvl + hbm = + 1,41 + 0,32 + 2,0 = 7,73 m  Chọn máy bơm rửa lọc bơm gió rửa lọc − Áp lực công tác cần thiết của máy bơm rửa lọc: Hr = hhh + h + ht + hcb (m) + + • Trong đó: hhh: độ cao hình học đưa nước tính từ cốt mực nước thấp nhất bể chứa đến mép máng thu nước rửa (m); hhh = + 3,5 – + 0,7 = 6,2 m Với: o Chiều sâu mức nước bể chứa (m), chọn bằng m o Độ chênh lệch mực nước bể lọc bể chứa (m), chọn bằng 3,5 m o Chiều cao lớp nước bể lọc (m), chọn bằng m o Khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến mép máng (m), chọn bằng 0,7 m h: tổn thất áp lực đường ống dẫn nước từ trạm bơm nước rửa đến bể lọc (m) Giả sử chiều dài đường ống dẫn nước rửa lọc l = 30 m Đường kính ống dẫn nước rửa lọc D = 400 mm, Qr = 141 l/s, v = 1,12 m/s Tra phụ lục 14/[1] ta được 1000i = 3,5 h = i × l = 0,0035 × 30 = 0,105 m + hcb: tổn thất cục phận nối ống van khóa Giả sử đường ống dẫn nước rửa lọc có thiết bị phụ tùng sau: cut 90 , van khóa, ống ngắn (CT 4-59/[3])  Với: o : tổng hệ sức kháng cục o Các giá trị của ξ lấy sau: SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm 58 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân • Cút 900: ξ = 0,98; • Khóa: ξ = 0,26; • Ớng ngắn máy bơm: ξ = o v: vận tốc nước chảy ống (m/s)  Hr = 6,2 + 0,105 + 7,73 + 0,27 = 14,305 m ≈ 15 m => Chọn máy bơm có công suất 150 l/s = 540 m 3/h tổn thất áp lực 15m (Chọn bơm ly tâm trục ngang SLW 300 – 235: công suất 540 m 3/h, tổn thất cột áp 20,5 m)  Tỷ lệ lượng nước rửa so với lượng nước vào bể lọc: P = (%) (CT 4-60/[3]) • Trong đó: + W: cường độ rửa lọc (l/s.m2); W=8 l/s.m2 + f: diện tích bể lọc (m2), f = 17,64 m2 + N: Số bể lọc, N = bể + Q: công suất trạm xử lý (m3/h); Q =392 m3/h + T0: thời gian công tác của bể lần rửa (giờ) T0 = – (t1 + t2 + t3) (giờ)  Với: oT: thời gian công tác của bể lọc ngày (giờ) on: số lần rửa bể lọc ngày ot1: Thời gian rửa lọc (h); t1 = 0,1h ot2: Thời gian xả nước lọc đầu (h); t2 = 0,2h ot3: Thời gian ngưng bể lọc để rửa (h); t3 = 0,35h => T0 = – (0,1 + 0,2 + 0,35) = 11,35 h  P = = 0,095 % Bảng 4.5 Thông số thiết kế bể lọc Thông số Bể lọc Chiều rộng bể Chiều dài bể Chiều cao xây dựng bể Ống dẫn nước rửa Ớng dẫn gió Sớ máng bể lọc Chiều rộng máng Chiều dài máng Số lượng 4,2 4,2 300 150 0,33 4,2 SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Đơn vị Bể m m m mm mm máng m m Vật liệu Bê tông cốt thép Thép Bê tông 59 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân Chiều cao máng 0,492 m - 4.5 Tính tốn số cơng trình đơn vị khác 4.5.1 Trạm bơm cấp Trạm gồm bơm li tâm trục ngang, bơm để làm việc, bơm dự phòng Trạm làm việc 24/24h, nên lưu lượng bơm: Q = 392 (m3/h) Đường kính ống đáy: Chọn ống nhựa HDPE D = 200 mm, với chiều dày ống 18,2 mm − Vận tốc ống: (nằm phạm vi cho phép (1,2 – 1,8 m/s)) Chọn cột áp bơm: H = 10m − Cơng śt bơm: N(kW) • Trong đó: + ρ: Khối lượng riêng của dung dịch, ρ = 1000 kg/m3 + g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s + H: Cột áp bơm + η: Hiệu suất chung của bơm Η = 0,72 – 0,93 Chọn η = 0,8 Vậy ta chọn bơm nước ly tâm trục ngang Teco GPS G340-250 (400 m3/h, 30 kW) 4.5.2 Bể chứa nước sạch − Chức của bể chứa nước sạch: điều hòa lưu lượng trạm bơm cấp trạm bơm cấp 2, nó có nhiệm vụ dự trữ lượng nước chữa cháy, nước xả cặn bể lắng, rửa bể lọc nước dùng cho nhu cầu khác của nhà máy nước − Tại bể xảy trình tiếp xúc nước cấp với dung dịch Clo (30 phút) để loại bỏ vi trùng lại trước cấp nước vào mạng lưới cấp nước  Tính toán dung tích bể chứa − Qua kiểm tra ta xác định được dung tích điều hòa của bể chứa (tính tốn phần cấp nước) là: 20% Qngàyđêm − Thể tích bể chứa: WBC = WĐH + WCC + WBT (m3) • Trong đó: + WĐH: thể tích điều hòa của bể chứa (m3) WĐH = 20% × Q × Ngày = 0,2 × 9400 = 1880 (m3) SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm 60 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân • WCC: dung tích dự trữ cho chữa cháy liền (m3) Wcc = n × qcc × = × 54 × =324 (m3) o Với:  qcc: tiêu chuẩn nước chữa cháy (m3), qcc = 15 l/s = 54 m3/h  n: số đám cháy diễn đờng thời n = • WBT: lượng nước dự trữ dùng cho trạm xử lý (m3) WBT = 6% × Q = 0,06 × 9400 = 564 (m3) (phạm vi WBT = (4 - 6% )Q)  Thể tích bể chứa: WBC = 1880 + 324 + 564 = 2768 (m3)  − − − Xây thành bể chứa với kích thước bể: Chiều sâu bể chứa: HBC = 5m Chiều dài bể chứa: l = 20 m Chiều rộng bể chứa: b = 14 m => Thể tích bể: × 20 × 14 = 1400 m3 − Chiều cao an toàn của bể: 0,4 m (phạm vi 0,3 – 0,5 m) − Chiều cao tổng cộng của bể chứa: HBC = + 0,4 = 5,4 m − Chọn đường kính ống dẫn: d = 300 mm Bảng 4.6 Thông số thiết kế bể chứa nước sạch Thông số Thông số kĩ thuật Đơn vị Vật liệu Bể Bê tông cốt thép Chiều cao bể 5,4 m - Chiều dài bể 20 m - Chiều rộng bể 14 m - Bể chứa nước sạch 4.5.3 Trạm bơm cấp − Trạm bơm cấp làm việc theo bậc: + Bậc 1: 22h – 6h; máy bơm + Bậc 2: 6h – 22h; máy bơm làm việc với máy bơm (2 máy làm việc, máy dự phòng) − Qbậc1 = 2,7%×Q = 0,027 × 9400 = 235,8 (m3/ngày) ≈ 10 m3/h − Qbậc2 = 4,9%×Q = 0,049 × 9400 = 460,6 (m3/ngày) ≈ 20 m3/h  Chọn máy bơm PENTAX CM 32-160A (thông số kĩ thuật: lưu lượng - 27 m3/h, cột áp 22,3m – 36,4m) SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm 61 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân 4.5.4 Lượng Clo dùng để khử trùng Để đảm bảo chất lượng nước, ta cần phải khử trùng nước Khử trùng bằng Clo hợp chất của Clo biện pháp khử trùng đơn giản, hiệu quả thông dụng nhất Lưu lượng Clo cần thiết cho vào nước để Clo hóa sơ Trên đường ống dẫn từ bể lọc đến bể chứa nước sạch cho mg/l tính theo Clo hoạt tính (Clo khử trùng nước: - mg/l theo nước mặt, lấy theo mục 6.162 [1]) Liều lượng Clo cần dùng lấy bằng 1,3 lần so với lượng Clo hoạt tính cần cho vào nước:LCl = 1,3 × = 2,6 mg/l =2,6 g/m3 Khi cho Clo vào nước, phản ứng diễn sau: Cl2 + H2O  HOCl +HCl Hoặc có thể dạng phương trình phân li: Cl2 + H2O  H+ + OCl- +ClKhi sử dụng Clo vôi, phản ứng diễn sau: Ca(OCl)2 + H2O  CaO + 2HOCl 2HOCl  2H+ + 2OCl Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước − Lượng Clo cần thiết giờ: QCl = = = 1018,33 (g/h) = 1,02 (kg/h) − Thể tích Clo dùng giờ: VCl = = = 0,7 (l/h) • Với: Trọng lượng riêng của Clo là: = 1,47 (kg/l) => Thể tích Clo dùng cho ngày: VCl ngày = 0,7 × 24 = 16,8 (l) Lượng nước tính toán cho Clorator làm việc lấy bằng 0,6m3 cho 1kg Clo (Mục 6.169)[1] − Lưu lượng nước cấp cho trạm Clo: Q = 0,6 × QCl = 0,6 × 1,02 = 0,612 (m3/h) 4.6 Cao độ của cơng trình  Tổn thất áp lực công trình lấy theo Mục 6.355/[1] sau: − Bể trộn khí: 0,1 – 0,2 m; Chọn htrộn = 0,2 m − Bể tạo khí: 0,1 – 0,2 m; Chọn htạo = 0,2 m − Bể lắng ngang: 0,4 – 0,6 m; Chọn hlắng = 0,5 m − Bể lọc nhanh: – 3,5 m; Chọn hlọc = 3,5 m  Dựa vào tổn thất áp lực công trình ta bố trí cao độ của bể phù hợp Cao độ của mực bể được xác định sau: − Bể trộn: htrộn + htạo + hlắng + hlọc = 0,2 + 0,2 + 0,5 + 3,5 = 4,4 m − Bể tạo bông: htạo + hlắng + hlọc = 0,2 + 0,5 + 3,5 = 4,2 m − Bể lắng ngang: hlắng + hlọc = 0,5 + 3,5 = 4,0 m − Bể lọc nhanh: hlọc = 3,5 m SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm 62 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân − Bể chứa nước sạch: m SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm 63 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Hiện nay, nhiều khu vực phạm vi cả nước nói chung cà vùng sâu vùng xa nói riêng, việc người dân sử dụng nguồn nước sinh hoạt ăn uống không hợp vệ sinh ảnh hưởng rất nhiều đến sức khỏe của người dân Vì việc xây dựng nhà máy xử lý nước cấp để cung cấp nguồn nước sạch cho người dân vấn đề cấp thiết cần được áp dụng tiến hành nơi để đảm bảo chất lượng sống chi người dân Những đề xuất tính tốn đã đưa hệ thớng xử lý có ưu điểm đơn giản, dễ lắp đặt, hiệu quả xử lý cao chi phí phù hợp Đặc biệt với công trình đơn giản dễ vận hành có thể được áp dụng nhiều nơi để đáp ứng được tiêu chuẩn cấp nước Quá trình làm đồ án đã phát hiện nhiều vấn đề cụ thể cần hiểu củng cố gì đã học, biết thêm nhiều kiến thức nhiều kinh nghiệm thiết kế lựa chọn công nghệ xử lý nước cấp hợp lý với điều kiện kỹ thuật kinh tế để đạt với quy chuẩn pháp luật ngành, tiếp cận kỹ trình bày báo cáo, thực hiện bản vẽ; sở để thực hiện nghiên cứu sâu lĩnh vực nghiên cứu ngành tương lai công việc thực tế sau 5.2 Kiến nghị Sau lắp đặt cần kiểm tra toàn máy móc hoạt động thế nhà máy để đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài cho hệ thống Sau đó cần kiểm tra thường xuyên, bảo trì máy móc nhằm đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định trì tuổi thọ công trình Để hoạt định diễn ổn định, nhà máy cần phải có đội ngũ kỹ sư, kỹ thuật viên được đào tạo tốt về chuyên môn có tinh thần trách nhiệm cao SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm 64 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCXDVN 33:2006, Cấp nước - Mạng lưới đường ớng và cơng trình tiêu chuẩn thiết kế [2] Trịnh Xuân Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, NXB Xây dựng, 2004 [3] Nguyễn Ngọc Dung, Giáo trình xử lý nước cấp, NXB Xây dựng, 2011 [4] Các bảng tính thuỷ lực, NXB xây dựng, 2015 [5] QCVN 01:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm 65 ... Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC CẤP 1.1 Hiện trạng nguồn nước cấp. .. PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm 13 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư 25.000 dân 1.2 Tổng quan nguồn nước mặt 1.2.1 Phân loại... mm; Độ đồng nhất từ 1,2 – 1,8; Có từ – lớp SVTH: Huỳnh Kim Tuyền GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm 24 Đồ án xử lí nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước