Đồ án xử lý nước cấp

Nước mặt là nước trong sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước. Nước mặt được bổ sung một cách tự nhiên bởi giáng thủyvà chúng mất đi khi chảy vào đại dương, bốc hơi và thấm xuống đất.Hệ thống nước mặt Việt Nam với hơn 2.360 con sông, suối dài hơn 10km và hàng nghìn hồ, ao. Nguồn nước này là nơi cư trú và nguồn sống của các loài động, thực vật và hàng triệu người. Tuy nhiên, những nguồn nước này đang bị suy thoái và phá hủy nghiêm trọng do khai thác quá mức và bị ô nhiễm với mức độ khác nhau. Thậm chí nhiều con sông, đoạn sông, ao, hồ đang “chết”.Mức độ ô nhiễm nước đang ngày càng gia tăng do không kiểm soát nguồn gây ô nhiễm hiệu quả. Tình trạng này đang gây ra những ảnh hưởng đến sức khỏe của người, làm tăng nguy cơ ung thư, sảy thai và dị tật bẩm sinh, dẫn đến suy giảm nòi giống. Tại một số địa phương của Việt Nam, khi nghiên cứu các trường hợp ung thư, viêm nhiễm ở phụ nữ, đã thấy 40 50% là do từ sử dụng nguồn nước ô nhiễm.

CHƯƠNG TỔNG QUAN Hiện trạng nguồn nước mặt Việt Nam Nước mặt nước sông, hồ nước vùng đất ngập nước Nước mặt bổ sung cách tự nhiên giáng thủyvà chúng chảy vào đại dương, bốc thấm xuống đất Hệ thống nước mặt Việt Nam với 2.360 sông, suối dài 10km hàng nghìn hồ, ao Nguồn nước nơi cư trú nguồn sống loài động, thực vật hàng triệu người Tuy nhiên, nguồn nước bị suy thoái phá hủy nghiêm trọng khai thác mức bị ô nhiễm với mức độ khác Thậm chí nhiều sơng, đoạn sơng, ao, hồ “chết”.Mức độ ô nhiễm nước ngày gia tăng khơng kiểm sốt nguồn gây nhiễm hiệu Tình trạng gây ảnh hưởng đến sức khỏe người, làm tăng nguy ung thư, sảy thai dị tật bẩm sinh, dẫn đến suy giảm nòi giống Tại số địa phương Việt Nam, nghiên cứu trường hợp ung thư, viêm nhiễm phụ nữ, thấy 40 - 50% từ sử dụng nguồn nước ô nhiễm Mục tiêu đồ án - Đề xuất dây chuyền công nghệ cho trạm xử lý nước mặt - Biết tính tốn cơng trình hệ thống xử lý nước mặt - Lựa chọn phương án xử lý nước mặt đạt hiệu cao nhất, hợp lý nhất, phù hợp Nội dung thiết kế đồ án - Đề xuất, thuyết minh hai phương án công nghệ lựa chọn phương án - Bản vẽ sơ đồ công nghệ - Vẽ chi tiết cơng trình - Bản vẽ tổng mặt khu xử lý Các tiêu chuẩn môi trường liên quan - Tiêu chuẩn thiết kế (TCXDVN 33: 2006 cấp nước-mạng lưới đường ống cơng trình) - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước sinh hoạt (QCVN 02:2009/BYT) - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt (QCVN 08-MT 2015/BTNMT) Cấu trúc Ngoài phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo nội dung đồ án gồm chương: - Chương 1: Tổng quan - Chương 2: Lựa chọn công nghệ xử lý - Chương 3: Tính tốn thiết kế - Chương 4: kết luận Tổng quan khu vực nghiên cứu 5.1 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 5.1.1 Vị trí địa lý Huyện Ứng Hồ nằm phía Nam thành phố Hà Nội, có tọa độ địa lý: 200 38’ đến 200 43’ vĩ độ Bắc từ 1050 54’ đến 1050 49’ kinh độ Đơng.Tổng diện tích đất tự nhiên huyện 186,37 km2 Huyện có đường ranh giới giáp với địa phương sau: phía Bắc giáp huyện Chương Mỹ huyện Thanh Oai; phía Đơng giáp huyện Phú Xuyên; phía Tây giáp huyện Mỹ Đức; phía Nam giáp huyện Kim Bảng, tỉnh Hà Nam Huyện Ứng Hồ có 28 xã 01 thị trấn, nằm đường quốc lộ 21B, cách quận Hà Đông 30km phía Bắc cách khu du lịch Chùa Hương 20 km phía Nam Huyện có tỉnh lộ 428, tỉnh lộ 78 qua đường liên huyện, liên xã để giao lưu với thị trường bên tiếp cận với tiến khoa học kỹ thuật 5.1.2 Địa hình Ứng Hồ có dạng địa hình đồng bằng, với độ dốc thoải từ Bắc xuống Nam, từ Tây sang Đông Độ cao so với mực nước biển trung bình đạt ÷ 1,6 m Theo đặc điểm địa hình, lãnh thổ huyện Ứng Hồ chia làm vùng: - Vùng ven sông đáy gồm 13 xã: Viên An, Viên Nội, Cao Thành, Sơn Công, Đồng Tiến, Thị trấn Vân Đình, Vạn Thái, Hòa Xá, Hòa Nam, Hòa Phú, Phù Lưu, Lưu Hồng, Hồng Quang Các xã vùng ven sông Đáy thường trồng công ngiệp ngắn ngày phía ngồi đê trồng lúa phía đê - Vùng vàn trũng gồm 16 xã: Hoa Sơn, Trƣờng Thịnh, Quảng Phú Cầu, Liên Bạt, Phƣơng Tú, Tảo Dương Văn, Trung Tú, Đồng Tân, Minh Đức, Kim Đường, Đơng Lỗ, Đại Hùng, Đại Cường, Hòa Lâm, Trầm Lộng, Đội Bình Do điều kiện địa hình vàn thấp trũng, không phù sa bồi đắp hàng năm nên đất đai có độ chua cao 5.1.3 Đặc trưng khí hậu, thủy văn - Khí hậu: Khí hậu huyện Ứng Hòa mang tính chất khí hậu nhiệt đới, chịu ảnh hưởng lớn hai hướng gió gió mùa Đơng Bắc gió mùa Đơng - Chế độ nhiệt: Nhiệt độ trung bình tháng năm dao động từ 16,0 đến 29,00C (trạm Ba Thá) Mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng năm sau, thời tiết lạnh khô Tháng lạnh tháng tháng Mùa nóng từ tháng đến tháng 10, nhiệt độ trung bình tháng thường 230C, tháng nóng tháng - Chế độ ẩm: Độ ẩm tương đối trung bình từ 83% - 86% Tháng có độ ẩm trung bình cao tháng tháng độ ẩm lên tới 88%, tháng có độ ẩm trung bình thấp tháng 11, tháng 12 (80 - 81%) - Chế độ gió: Gió theo mùa, mùa đơng thường gió Đơng Bắc, mùa hè thường Đông Nam Chế độ xạ: Huyện Ứng Hòa nằm vùng mang tính chất chung vùng đồng Bắc Bộ, hàng năm có từ 120 - 140 ngày nắng Số nắng năm từ 1.163 đến 1.867 Số nắng thường xuất nhiều đợt khơng có nắng kéo dài - ngày Tháng 2, có số giời nắng thấp nhất, độ ẩm cao làm phát sinh nhiều dịch bệnh cho trồng, vật nuôi - Chế độ mưa: Lượng mưa trung bình năm 1.900mm, cá biệt năm mưa nhiều đạt 2.200mm (1997), năm mưa 1.124mm (1998) Tuy nhiên, lượng mưa phân bố không đồng theo không gian thời gian Do hoạt đông gió mùa phân hố chế độ mưa thành mùa : + Mùa mưa: Từ tháng đến tháng 10 với lượng mưa trung bình 1.200mm, chiếm 70 - 80% tổng lượng mưa năm Mưa lớn thường tập trung vào tháng 6,7,8 với lượng mưa xấp xỉ 300mm/tháng + Mùa khô: Từ tháng 11 đến tháng năm sau, lượng mưa mùa khoảng 300 - 500mm, chiếm 20 - 30% lượng mưa năm Các tháng có lượng mưa thường tháng 12, - Thuỷ văn - Mạng lưới sơng ngòi Huyện Ứng Hồ có mạng lưới sơng ngòi, hồ, ao phong phú đa dạng, với hệ thống sông chủ yếu sơng Đáy phía Tây Nam sơng Nhuệ phía Đơng Nam với kênh Ngoại Độ nguồn cung cấp nước chủ yếu để phát triển nơng nghiệp nhiều thành phần + Sơng Đáy có chiều dài khoảng 240km lưu vực (cùng với phụ lưu sông Nhuệ) Sông Đáy chảy qua địa phận huyện với tổng chiều dài 31km + Sông Nhuệ sông nhỏ dài khoảng 76km, chảy ngoằn ngoèo gần theo hướng Tây Bắc – Đông Nam Đoạn chảy qua địa bàn huyện Ứng Hồ có chiều dài 11km 5.1.4 Điều kiện kinh tế-xã hội khu vực nghiên cứu Tổng giá trị sản xuất toàn huyện năm 2013 đạt 7.405 tỷ đồng, bình quân tăng trưởng giai đoạn 2009 - 2013 đạt 11,34%/năm Ngành nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn: 42,7%, ngành công nghiệp – xây dựng chiếm 36,4%, ngành thương mại - dịch vụ chiếm 20,9% Thu nhập bình quân đầu người ngày tăng: năm 2009 đạt 8,7 triệu đồng/người/năm đến năm 2013 16,46 triệu đồng/người/năm Dân số: Tính đến năm 2018 210463 nười tồn huyện Tốc độ phát triển dân số bình qn thời kỳ 2010 – 2014 1.32 % Y tế - Văn hố: Tính đến năm 2014, tồn huyện có 425 cán y tế; tuyến xã, thị trấn có 158 cán y tế; 100% trạm y tế có y sỹ đa khoa Trên địa bàn tồn huyện có 01 bệnh viện đa khoa cấp 2, 03 phòng khám khu vực trung tâm y tế, 29/29 xã, thị trấn có trạm y tế CHƯƠNG LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Yêu cầu thiết kế Đề xuất cơng nghệ tính tốn cơng trình hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt theo số liệu đây: Nguồn nước thải : loại nước thải sinh hoạt Dân số: 210463 người Tiêu chuẩn cấp nước: 100 l/ng.ngày Công suất thải nước: Q=210463 x 100 x 10-3 = 21000 m3/ ngày đêm Chỉ tiêu chất lượng nước mặt : Chỉ tiêu Nhiệt độ pH Độ màu Độ đục Độ kiềm SS Hàm lượng muối tan Hàm lượng sắt tổng số Hàm lượng mangan tổng Asen Đề xuất cơng nghệ xử lí C TCU NTU Mg/l mg/l 25,7 7,53 80 3,2 328 QCVN 02: 2009/BYT 6,0-8,5 15 - - - - mg/l 4,8 0,5 mg/l - 0,6 Đơn vị Giá trị Đánh giá XL XL XL XL 1.1 Phương án 1: Nước nguồn Máy nghiền rác Song chắn rác Bể trộn đứng vơi Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng Sân phơi bùn Nước, gió, rửa lọc Bể lắng ngang Bể lọc nhanh trọng lực Bể chứa nước Clo Trạm bơm cấp II Cống Mạng lưới • Thuyết minh: - Nước từ ao, hồ, sông suối đưa vào bể trộn đứng nhờ có cơng trình thu nước qua song chắn rác để loại bỏ vật có kích thước lớn nhằm bảo vệ cho cơng trình xử lý phía sau - Định lượng phèn, châm hóa chất vào bể trộn mục đích cho nước hóa chất tiếp xúc với tạo keo tụ Quá trình trộn thời gian ngắn từ 1-2 phút trước lúc tạo thành kết tủa - Sau nước đưa qua bể phản ứng có vách ngăn ngang để tạo bơng kết tủa có kích thước lớn (vì Bể phản ứng có vách ngăn ngang thường sử dụng cho trạm xử lý có cơng suất hớn 30.000 m3/ngày đêm.) - Sau bơng cặn lắng bể lắng ngang - Tiếp theo nước đưa vào bể lọc trọng lực Những hạt cặn sót lại sau q trình lắng giữ lại lớp vật liệu lọc, nước đưa sang cơng trình xử lý - Nước sau lọc khử trùng clo để tiêu diệt vi khuẩn vi trùng trước đưa vào sử dụng - Sau khử trùng nước đưa vào bể chứa Sau nước cung cấp mạng lưới nhờ trạm bơm cấp - Rửa lọc bể lọc nhanh: bơm nước từ bể chứa nước để rửa bể lọc, nước rửa bể lọc đưa cống thoát nước chung 1.2 Phương án 2: Nước nguồn Máy nghiền rác Song chắn rác Bể trộn khí Phèn/ vơi Bể phản ứng xốy hình phễu Cống nước Sân phơi bùn Nước, gió, rửa lọc Bể lắng ngang Bể lọc trọng lực Clo Bể chứa nước Trạm bơm cấp II Mạng lưới Thuyết minh: - Nước thu vào nhờ cơng trình thu nước, qua song chắn rác để loại bỏ chất rắn có kích thước lớn Sau bơm vào bể trộn khí - Tại bể trộn khí nước tiếp xúc với hóa chất phèn để tạo keo tụ Nhờ có bể trộn mà hóa chất phân phối nhanh nước, nhằm đạt hiệu xử lý cao - Sau thời gian trộn nước đưa sang bể phản ứng xốy hình phễu để tạo bơng cặn có kích thước lớn Tiếp nước chuyển sang bể lắng ngang, bơng cặn có kích thước lớn giữ lại nước - Tiếp theo nước đưa sang bể lọc nhanh trọng lực để lọc loại bỏ cặn có kích thước nhỏ sót lại - Sau lọc xong nước khử trùng clo chứa bể chứa nước cung cấp qua trạm bơm cấp - Rửa lọc bể lọc nhanh: bơm nước từ bể chứa nước để rửa bể lọc, nước rửa bể lọc đưa cống thoát nước chung Lựa chọn phương án xử lí Qua hai phương án xử lí nước cấp chọn phương án để tiến hành tính tốn thiết kế hệ thống xử lí Lí chọn phương án 1:  Vận hành tương đối đơn giản  Sử dụng rộng rãi  Các thiết bị đơn giản, dễ giám sát quản lí CHƯƠNG TÍNH TỐN- THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT THEO SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG ÁN 1 Một số thông số đầu vào Qtb = 21000m / ngaydem Qtbh = 21000 = 875m / h 24 Qtbs = 21000 = 0.243m / s 24 × 3600 = 243 l/s Điều 4.1.1 Bảng Hệ số Lưu lượng nước thải trung bình ( l/s) 10 20 50 100 300 500 khơng điều hòa chung K0 K0 max 2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,55 1,5 K0 0,38 0,45 0,5 0,55 0,59 0,62 0,66 Nguồn : TCVn 7957 : 2008 - 100 >500 1,47 1,44 0,69 0,71 Với lưu lượng 11,57 l/s , tra bảng Kết sau tra : Kmax = 1,55 Kmin = 0,62 k max , k : Hệ số không điều hòa lớn nhất, nhỏ Qmax = Qtbngay × k max = 21000 × 1.55 = 32550m / ngaydem Qmin = Qtbngay × k = 21000 × 0.62 = 13020m / ngaydem Lưu lưong theo h Qmax h = Qtbh × k max = 21000 × 1.55 = 1356,25m / h 24 h = = 0,47 m - tốc độ nước từ ngăn phản ứng sang bể lắng vt = 0,05 m/s - chiều cao lớp nước vách tràn: ht = = = 0,3 m - khoảng cách tường bể phản ứng ngăn bể lắng tính với tốc độ nước chảy = 0,03 m/s l = = 0,5 m Bảng thơng số kích thước xây dựng bể phản ứng STT Thông số Giá trị Đơn vị Số bể Chiều dài m Chiều rộng m Chiều cao xây dựng 3,9 m e) bể lắng ngang - Chọn thiết kế số bể lắng ngang N = - Công suất bể 10500 /ngày đêm = 437,5 /h = 0.12 /s - Dựa vào nguồn gốc nước có hàm lượng SS = 328mg/l, = 0.5 (Theo bảng 3-2 giáo trình ‘’ Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung’’) - Chọn tỷ lệ = 10, k = 7.5, = 1.33 (Theo bảng 3-1 giáo trình ‘’ Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung’’) - Diện tích mặt bể lắng ngang F=  F = 1.33 x = 323,26 Chọn chiều cao vùng lắng = m - Vận tốc trung bình dòng nước bể = K x = 7.5 x 0.5 = 3,75 mm/s - Ta có tỷ lệ = 10 => chiều dài bể là: L = 30m - Chiều rộng bể B = 11m - Một bể chia ngăn (do B>3m), b= B:4 = 11:4 = 2.75m - Vách ngăn phân phối vào bể đặt cách đầu bể 1,5m = b x ( – 0.3) = 2.75 x (3 – 0.3) = 7,425 - Hàng lỗ cuối lằm cao mức cặn tính tốn 0.3m (quy phạm 0.3 – 0.5 m) Để phân phối toàn diện tích mặt cắt ngang bể lắng cần đặt vách ngăn có lỗ đầu bể cách tưởng 1.5m ( Theo TCXDVN 33:2006 – 2m) - Lưu lượng tính tốn qua ngăn bể: = = 0.06 /s - Diện tích cần thiết lỗ vách ngăn phân phối nước vào ∑ = = = 0.24 (Theo tiêu chuẩn = 0.2-0.3mm/s)) - Diện tích cần thiết lỗ vách ngăn thu nước cuối bể đặt cách tường 1.5m ∑ = = = 0.12 (Theo tiêu chuẩn = 0.5mm/s) - Lấy đưởng kính lỗ vách ngăn phân phối = 0.06 (tiêu chuẩn d = 0.05-0.15m) - Diện tích lỗ = = 0.003 - Tổng số lỗ vách ngăn phân phối nước vào là: = = = 80 (lỗ) - Lấy đường kính lỗ vách ngăn thu nước cuối bể = 0.05m - Diện tích lỗ = = 0.002 - Tổng số lỗ cách ngăn thu nước cuối bể là: = = =60 (lỗ) vách ngăn phân phối bố trí 10 hàng dọc hàng ngang tổng số lỗ đục là:10x8= 80 lỗ Khoảng cách trục lỗ theo hàng dọc: (10 – 0.3):6 = 1,6 m Khoảng cách trục lỗ theo hàng ngang: :9 = 0,89 m Thể tích vùng nến chứa cặn bể lắng: = Trong đó: T : Thời gian xả cặn chu kỳ xả cặn T = 24h ( T: 6-24h) C: hàm lượng nước lại sau lắng (10-12mg/l) chọn C = 12mg/l : nồng độ trung bình cặn nén lấy = 30000 g/ = + KP + 0.25M + v Với: : hàm lượng cặn có nước = 328 mg/l M: độ màu nước M = 50 K: hệ số phụ thuộc vào độ tinh khiết phèn Chọn K = P: liều lượng phèn Chọn P = 30 mg/l v: liều lượng vơi kiềm hóa v = = 3.19 mg/l = 328 + 30 + 0.25 x 50 + 3.19 = 373,69 mg/l Vậy diện tích vùng chứa nén cặn bể là: = = 63,3 Diện tích mặt bể lắng: = = = 161,63 Chiều cao trung bình vùng chứa nén cặn: = = = 0.4 m Chiều cao xây dựng bể: H = + + = + 0.4 + 0.5= 3.9 m Với: : chiều cao vùng lắng cặn = = 0.3 – 0.5m Thể tích bể lắng: = x xB Trong đó: = 30 + x 1.5 = 33 m = + = + 0.4 = 3,4 m B = 11 m = 33 x 3.4 x 22 =2468.4 Lượng nước tính phần trăm xả cặn bể: P = = x 100 = 1,81 % Hệ thống xả cặn làm máng đục lỗ hai bên đặt dọc theo trục ngăn, thời gian xả cặn từ – 10 phút, chọn 10 phút, tốc độ nước chảy mối máng không nhỏ 1m/s Dung tích chứa cặn bể: = = = 31,65 Lưu lượng cặn ngăn: = = = 0.053 /s Diện tích máng xả cặn: ( = 1.5 m/s) = = = 0.035 Chọn kích thước máng a = 0,25 m , b = 0,15 m Tốc độ nước qua lỗ chọn 1.5 m/s, chọn = 30 mm (25mm) Diện tích lỗ là: = = = 0.0007 Tổng diện tích lỗ máng: = = = 0.035 Số lỗ bên máng xả cặn: n = = = 25 lỗ Đường kính ống xả cặn: = 53 l/s chọn = 250mm Máng thu nước bể lắng Máng thu nước sau bể lắng dùng hệ thống máng thu nước cưa Xác định tổng chiều dài máng thu Theo điều 6.84 TCXDVN 33:2006, máng phải đặt 2/3 chiều dài bể lắng Vậy chiều dài máng là: = x L = x 30 = 20 m Mỗi ngăn đặt máng Chiều dài máng: = = = 6,67 m Tiết diện máng thu cần thiết với vận tốc cuối máng v = 0.6m/s (Theo TCVN 33:2006, điều 6.84 v = 0.6 – 0.8) = = = 0.1 Chọn máng thu có chiều rộng 0.3m Chiều sâu máng thu: = = = 0.33m Máng thu nước từ phía, chiều dài mép máng thu: = x = x 20 = 40 m Tải trọng thu nước 1m dài mép máng: q = = = l/s.m Với Q = 0.12 /s = 120 l/s 1m dài máng phải thu 0.003/s Chọn xẻ khe hình chữ V, góc đáy 90 để điều chỉnh độ cao cho mép máng Chiều cao hình V 5cm, đáy V 10cm, m dài có khe V, khoảng cách đỉnh 20cm Lưu lượng nước qua khe chữ V: = = = x /s Chiều cao mực nước qua khe chữ V: = => h= = = 0.045 = 4,5 cm>5cm đạt yêu cầu Với Q = 0.12/s, với v = 1.3m/s, lấy với khả lớn lưu lượng tính tốn 20 – 30% ta chọn đường kính ống dẫn sang ngăn phân phối nước bể lọc d = 600mm Bảng thồng số tính tốn bể lắng ngang Thơng số tính tốn Cơng suất bể Chiều rộng Chiều dài Chiều cao Bể lắng Ống thu nước Ống xả cặn Đơn vị m m m bể mm mm Giá trị 10500 11 30 3.9 600 250 f) Bể lọc Tổng diện tích bể lọc trạm xử lý là: F= (m2) Trong đó: • Q : Cơng suất trạm xử lý ( m3/ ngày đêm) • T : Thời gian làm việc trạm ngày đêm ( giờ) • Vbt : Tốc độ lọc tính tốn chế độ làm việc bình thường (m/h) lấy theo bảng 6.11 điều 6.103 TCXDVN 33:2006 • a : Số lần rửa bể ngày đêm chết độ làm việc bình thường xem điều 6.102 (TCXDVN 33:2006) • W : Cường độ nước rửa lọc (l/sm2) xem điều 6.115 6.124 (TCXDVN 33:2006) • t1 : Thời gian rửa lọc (giờ) xem điều 6.115 6.124 (TCXDVN 33:2006) • t2: Thời gian ngừng bể lọc để rửa (giờ) t2=0,35 Chọn T= 24 ; vbt = m/h; a=2 ; W= 12 l/s.m2 ; t1=6 phút=0,1giờ; t2=0,35 Vậy ta có: F= = 155 m2 Trong bể lọc, chọn cát lọc có cỡ hạt dtd = 0,7 0,8mm, hệ số không đồng K=2 2,2; chiều dày lớp cát lọc L= 0,8 m (lấy theo bảng 6.11 điều 6.103 TCXDVN 33) Số bể lọc cần thiết xác định theo công thức (4-51): N= 0,5 = 0,5 = 6,2 bể Chọn N= bể Kiểm tra lại tốc độ lọc tăng cường với điều kiện đóng bể để rửa: Vtc= Vbt (m/h) Vtc= =7,2 m/h nằm khoảng từ 7,5 m/h  đảm bảo Diện tích bể lọc là: f= = = 25,83 m2 Chọn kích thước bể lọc là: L B = 4,5 =27 m2 Chiều cao toàn phần bể lọc nhanh xác định theo công thức : H= hd + hv +hn +hp Trong đó: • hd: Chiều cao lớp sỏi đỡ, lấy theo bảng 4-7 giáo trình xử lý nước cấp Nguyễn Ngọc Dũng; hd= 0,7m • hv : Chiều dày lớp vật liệu lọc, lấy theo bảng 6.11(TCXDVN 33) ; hv=0,8 m • hn : Chiều cao lớp nước lớp vật liệu lọc ; hn= 2m • hp : Chiều cao phụ hp= 0,5m Vậy H= 0,7+ 0,8+2+0,5 = 4,0 m Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc: Chọn biện pháp rửa lọc gió, nước phối hợp Cường độ nước rửa lọc W= 12 l/s.m (quy phạm 12 14 l/s.m2 cho bảng 6.13 TCXDVN 33 với mức độ nở tương đối lớp vật liệu lọc 45% Cường độ gió rửa lọc Wgió= 15 l/s.m2 ( quy phạm cho phép Wgió= 15 20 l/s.m2) Theo điều 6.123 TCXDVN 33: 2006 chế độ rửa nước gió phải lấy sau: Rửa gió với cường độ 15-20 l/s.m2 1-2 phút sau rửa kết hợp nước + gió thời gian 4-5 phút với cường độ gió 15-20 l/s.m2 nước 2,5-3 l/s.m2, cho cát không bị trôi vào máng thu nước rửa Cuối ngừng rửa gió tiếp tục rửa nước túy với cường độ 5-8 l/s.m2 khoảng thời gian 4-5 phút Lưu lượng nước rửa bể lọc là: Qr= = =0,324 m3/s =324 l/s Chọn đường kính ống dc= 500mm thép tốc độ nước chảy ống vc=1,91 m/s ( nằm giới hạn cho phép 2,0 m/s) Lấy khoảng cách ống nhánh 0,28m (quy phạm cho phép 0,25 0,3 m) số ống nhánh bể lọc là: m = = 32 ống nhánh lưu lượng nước rửa lọc chảy ống nhánh là: qn= = =10,125 l/s Chọn đường kính ống nhánh dn=75 mm thép, tốc độ nước chảy ống nhánh là: = 1,99 m/s ( nằm giới hạn cho phép 1,8 2,0 m/s ) Với ống 500mm tiết diện ngang ống là: = =0,19625 m2 Tổng diện tích lỗ lấy 35% diện tích tiết diện ngang ống ( quy phạm cho phép 3035% ) , tổng diện tích lỗ tính là: 0,35 0,19625 = 0,0687 m2 Chọn lỗ có đường kính 12mm ( quy phạm 1012 mm) diện tích lỗ là: = = 0,000113 m2 Tổng số lỗ là: = = 608 lỗ Số lỗ nhánh là: = 19 lỗ Trên ống nhánh, lỗ xếp thành hàng so le nhau, hướng xuống phía nghiêng góc 45 so với mặt phẳng nằm ngang Số lỗ hàng ống nhánh là: 18/2=9 lỗ Chọn ống khí 32mm đặt cuối ống Tính hệ thống dẫn gió rửa lọc: Chọn cường độ gió rửa bể lọc Wgió= 15m/s /thì lưu lượng tính tốn là: Qgió= = = 0,405 m3/s Lấy tốc độ gió ống dẫn gió 15m/s ( quy phạm 15 20 m/s), đường kính ống gió lấy sau: Dgió = = =0,185 m= 185mm Số ống gió nhánh lấy 25 Lượng gió ống nhánh là: =0,013 m3/s Đường kính ống gió nhánh là: dgió = = 0,033 mm Đường kính ống gió 200mm, diện tích mặt cát ngang ống gió là: = =0,0314 m2 Tổng diện tích lỗ lấy 40% diện tích tiết diện ngang ống gió chính( quy phạm 3540% ), = 0,4 0,0314 = 0,01256 m2 Chọn đường kính lỗ gió 3mm (quy phạm 25mm), diện tích lỗ gió là: flỗ gió = = 0,000007 m2 Tổng số lỗ gió là: m= = 1794 lỗ Số lỗ ống gió nhánh là: = 56 lỗ  Tính tốn máng phân phối thu nước rủa lọc Bể có chiều dài m Chọn bể bố trí máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác Khoảng cách tim máng d = 6/5= 1,2 m (Theo 6.117- TCVN 33:2006: d≤ 2,2m).Khoảng cách từ tâm máng tới tường : d/2 = 1,2/2 = 0,6m Lượng nước rửa thu vào máng: qm = Wn×d×l (l/s) Trong đó: Wn = 12 l/s.m3 ( cường độ rửa lọc) d: khoảng cách tim máng 1,2m l: chiều dài máng l = m qm = 12x1,2x4 = 57,6 l/s = 0,0576 m3/s Chiều rộng máng tính theo cơng thức : Bm = (m) Trong a: tỉ số chiều cao phần chữ nhật với ½ chiều rộng máng a = 1,5 (Theo TCVN 33:2006: a = ÷ 1,5 ) k: hệ số tiết diện máng hình tam giác k = 2,1 Ta có: a= hcn Bm Bm a ⇒ hcn = = = 0,221m Chọn h=0,2m Vậy chọn chiều cao máng thu nước hcn= 0,2m lấy chiều cao đáy tam giác hd =0,2m Độ dốc máng lấy phía máng nước tập trung i = 0,01; chiều dày thành máng δm = 0,08 m Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa Hm = hcn + hd + δm = 0,2 + 0,2 + 0,08 = 0,48 m Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng thu nước xác định theo công thức: ∆Hm = He 100 + 0,3 (TCXDVN 33:2006) Trong đó: H: chiều cao lớp vật liệu lọc H = 0,8 m e: độ giãn nở tương đối lớp vật liệu lọc (Bảng 6.13) e = 45% ∆Hm = 0,8 × 45 100 + 0,3 = 0,66 m ( khơng t/m < Hm) Theo quy phạm khoảng cách đáy máng dẫn nước rửa phải nằm cao lớp vật liệu lọc tối thiểu 0,07 m Chiều cao toàn phần máng thu nước là: Hm = 0,48 m Vì máng dốc phía máng tập trung i = 0,01, máng dài m × ⇒ Chiều cao máng tập trung là: 0,48 + 0,01 = 0,52m Vậy ∆Hm phải lấy bằng: ∆Hm = 0,07 + 0,52 = 0,59 m Chọn 0,6 m Nước rửa lọc từ máng thu nước tập trung Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung xác định theo công thức q2 1,73 g∆2 hm = + 0,2 (TCXDVN 33:2006) Trong × qm: lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước qm = 0,0576 = 0,3m3/s ∆ : chiều rộng máng tập trung máng tập trung không nhỏ 0,6 m) ∆ = 0,7m (Theo TCVN 33:2006: chiều rộng g = 9,81 m/s2 : gia tốc trọng trường 0,3 1,73 × 9,81 × 0,7 hm = + 0,2 = 0,66 m  Tính tốn số chụp lọc Sử dụng loại chụp lọc có dài, có khe rộng 1mm Chọn 40 chụp lọc 1m2 sàn công tác (Theo TCXDVN 33:2006) Tổng số chụp lọc bể là: N = 40×26=1040 Lưu lượng nước qua chụp lọc:===0,3 l/s Lưu lượng gió qua chụp lọc:===0,375 l/s Tổn thất áp lực qua chụp lọc:==0,8 Trong V: tốc độ chuyển động nước hỗn hợp nước gió qua khe hở chụp lọc ( lấy khơng nhỏ 1,5m/s) µ : hệ số lưu lượng chụp lọc Đối với chụp lọc khe hở µ =0,5  Tính ống thu nước lọc Nước sau lọc đưa bể chứa Vận tốc nước ống thu nước chung 1,2m/s.điều 6.120 TCXD 33:2006 Đường kính ống dẫn nước lọc tập trung sang bể chứa Dch = = = 0,24 (m) Chọn đường kính ống 300 mm Trong đó: Q: Lưu lượng nước cho đơn nguyên, Q = 0,0576 m3/s Vc vận tốc nước chảy ống, vc = 1,5 m/s( – 1,5 )  Đường kính ống nước rửa lọc Dch = = = 0,22 (m) Chọn đường kính ống 200 mm Trong đ: - Q: Lưu lượng nước rửa vào máng tập trung, Q = 0,0576 m3/s V vận tốc nước chảy ống, v = 1,5 m/s( 1,5 – m/s)  Đường kính ống xả rửa lọc Nước rửa lọc xả qua ống Đường kính ống: Chọn D=400mm  Tính bơm rửa lọc Áp lực cơng tác cần thiết máy bơm rửa lọc xác định theo công thức: Hr = hhh + ho+ht+ hcb hhh: độ cao hình học từ cột mực nước thấp bể chứa đến mép máng thu nước rửa (m) hhh = 5,5 + 3,5 + + 0,71 = 11,71 m 5,5: chiều sâu mực nước bể chứa (m) 3,5: độ chênh lệch mực nước bể lọc bể chứa (m) 2: chiều cao lớp nước bể lọc (m) 0,71: khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến mép máng (m) ho: tổn thất áp lực đường ống dẫn nước từ trạm bơm nước rửa đến bể lọc (m) Giả sử chiều dài ống dẫn nước rửa lọc l = 100 m, đường kính ống rửa lọc d=300m; Qr = 57,6 l/s; 1000i = 32,8 × 100 = 3,28 × ho = i l = 0,0328 m hcb: tổn thất áp lực cục nơi nối ống van khoá v2 ξ ∑ 2g hcb = (m) Giả sử đường ống dẫn nước rửa lọc có: cút 900, van khố, ống ngắn Cút 90o : 0,98 Van khóa : 0,26 Ống ngắn : 1,7 2.9,81 hcb = (2.0,98 + 0,26 + 2) = 0,62 m Hr = 11,71 + 3,28 + + 0,62 = 23,61 m Công suất bơm: N = ==35kW η: hiệu suất chung bơm, η = 0,7  Tính tổn thất áp lực rửa bể lọc nhanh Tổn thất áp lực hệ thống phân phối ống khoan lỗ bể lọc cần xác định theo công thức : Hp =ε vc2 vn2 + = 18.96 × + = 2g 2g × 9.81 × 9.81 m (theo 6.111 /TCXD 33- 2006) Trong : - Vc : tốc độ đầu ống (m/s) vc= 1.6(m/s) - Vn : tốc độ cuối ống nhánh (m/s) Vn= 1.7 (m/s) ε= - 2.2 +1 k w2 : hệ số sức cản Với tỉ số tổng diện tích lỗ ống máng diện tích tiết diện ngang ống máng (quy phạm 35%- 40%) chọn 35 % ε= 2.2 +1 352 = 18,96  Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ: × hd = 0,22.Ls.W= 0,22.0,7 12 = 1,848 m Trong đó: Ls: chiều dày lớp sỏi đỡ: 0.7 m - W: cường độ rửa lọc W = 12 l/s.m2  Tổn thất áp lực lớp vật liệu lọc hvl = ( a + b × W ) × L × e = ( 0.76 + 0.017 × 12 ) × 0.8 × 0.25 = 0.1928m Trong đó: - a b hệ số phụ thuộc vào kích thước hạt vật liệu lọc Ứng với kích thước hạt d=0.5-1 mm;a = 0.76; b = 0.017 (Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung) - e: độ giãn nở tương đối lớp vật liệu lọc e = 0,25 - L: chiều dày lớp cát lọc L = 0,8m Áp lực phá vỡ kết cấu ban đầu lớp cát lọc lấy hbm = m  Vậy tổn thất áp lực nội bể lọc : Ht= hp + hvl+ hd +hbm = 5,3 +0,1928+1,848+2 =9,3408 (m) Chọn máy bơm rửa lọc bơm nước rước rửa lọc Áp lực công tác cần thiết máy bơm rửa lọc xác định theo công thức 4-58(sách giáo trình dung): Hr = hhh + ho + hp + hvl + hcb + hbm Trong : ht = hp + hd + hvl + hbm (m) Nhu tính ht = 9,3408m độ cao hình học từ cột mực nước thấp bể chứa đến mép máng thu nước rửa (m) hhh = 5,5 + 3,5 -2 + 0,71 = 7,71 m Chiều sâu mức nước bể chứa : 5,5 m Độ chênh lệch mức nước bể lọc bể chứa : 3,5 m Chiều cao lớp nước bể lọc : 2m Khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến máng : 0,7m ho tổn thất áp lực đường ống dẫn nước từ trạm bơm nước rủa tới bể lọc giả sư chiều dài dẫn ống nước lọc l= 100m,đường kính ống dẫn nước rửa lọc 500mm.Qr = 96 l/s Bảng thơng số kích thước xây dựng bể lọc nhanh lớp STT Thơng số Số bể lọc nhanh Kích thước Đơn vị Bể Số lớp vật liệu lọc( chọn vật liệu lọc cát thạch anh) Lớp Chiều cao bể lọc m Chiều dày lớp vật liệu lọc 0,8 m Thời gian rửa lọc phút Số lần rửa lọc Lần Cách thức rửa lọc: chọn rửa lọc gió kết hợp với nước g) Bể chứa nước Dung tích bể chứa = + + ( Trong đó: : dung tích phần điều hòa bể chứa = 15% x = 15% x 21000 = 3150 : nước cần cho việc chữa cháy 3h Chọn lưu lượng 1s chữa cháy 25l/s = 10.8 x n x Với: n: số đám cháy xảy đồng thời Chọn n = : quy chuẩn nước chữa cháy () = 15l/s (khoảng 20000 dân) = 10.8 x x 0.015 = 324 : lượng nước dự trữ cho thân trạm xử lý () = = 1260  = 3150 + 324 + 1260 = 4734  Chọn bể chứa : Wbc = 2367 m3 = L xB x H = 21 x 19 x Bảng thơng số tính tốn bể chứa nước Thơng số tính tốn Chiều dài m Chiều rộng m Chiều cao m Số bể • Tính tóan lượng Clo dùng để khử trùng Đơn vị Giá trị 21 19 Lượng clo để khử trùng nước đạt tiêu chuẩn cấp nước, vừa đảm bảo liều lượng clo dư bể chứa nước nằm khoảng 0,3 – 0,5 mg/l Dùng phương pháp khử trùng nước clo lỏng Đối với nước mặt lượng clo cần dùng khoảng (2-3 mg/l), chọn mCl = 3mg/l (6.162 TCXD 33-2006) Liều lượng clo cần dùng (lấy 1.3 lần so với lượng clo hoạt tính cần cho vào nước theo TCXD 33 – 2006) là: 1,3 x = 3.9 mg/l  Liều lượng Clo dùng giờ: ==34(kg/h)  Thể tích Clo dùng giờ: ==23,13 (l/h) Với : trọng lượng riêng Clo là: 1.47 (kg/l) Lượng nước tính tốn cho Cloratơ làm việc lấy 0.6 (m3/kgClo) (Theo 6.169 TCXD33-2006)  Lưu lượng nước cấp cho trạm clo h Q = 0,6 Q clo = 0.6×34 = 20,4 (m3/h)  Lượng Clo dùng cho ngày: clo h Q ng = Q clo × 24 = 34 × 24 = 816 (kg/ngđ)  Lượng Clo tiêu thụ ngày: Vcl == 555,1(l) Với trọng lượng riêng Clo 1.47 (kg/l) Chọn số bình Clo dự trữ trạm đủ dùng tối thiểu 30 ngày  Lượng Clo dùng 30 ngày : Vcl30 = 555,1 x 30 = 16653 (l/tháng) CHƯƠNG KẾT LUẬN  Qua thời gian thực đề tài, nội dung mà đồ án làm thực bao gồm: - Từ thông số ô nhiễm nước mặt, đưa sơ đồ công nghệ phù hợp để xử lý; - Đã tiến hành tính tốn thiết kế chi tiết cơng trình đơn vị  Nước mặt ảnh hưởng đến mơi trường người, cần lưu ý số vấn đề sau trình vận hành hệ thống xử lý : - Hệ thống phải kiểm soát thường xuyên khâu vận hành để đảm bảo chất lượng nước sau xử lý; tránh tình trạng xây dựng hệ thống không vận hành được; - Thường xuyên quan trắc chất lượng nước mặt xử lý đầu để quan chức thường xuyên kiểm sốt, kiểm tra xem có đạt điều kiện xả vào nguồn theo QCVN 02:2009/BYT TÀI LIỆU THAM KHẢO Xử lý nước cấp - Nguyễn Ngọc Dung, NXB Xây Dựng 2005 Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp - Trịnh Xuân Lai, NXB Xây Dựng, 2004 TCVNXD 33:2006: Cấp nước – Mạng lưới đừng ống cơng trình – Tiêu chuẩn thiết kế ... chứa nước cung cấp qua trạm bơm cấp - Rửa lọc bể lọc nhanh: bơm nước từ bể chứa nước để rửa bể lọc, nước rửa bể lọc đưa cống thoát nước chung Lựa chọn phương án xử lí Qua hai phương án xử lí nước. .. trùng nước đưa vào bể chứa Sau nước cung cấp mạng lưới nhờ trạm bơm cấp - Rửa lọc bể lọc nhanh: bơm nước từ bể chứa nước để rửa bể lọc, nước rửa bể lọc đưa cống thoát nước chung 1.2 Phương án 2: Nước. .. tháng năm dao động từ 16,0 đến 29,00C (trạm Ba Thá) Mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng năm sau, thời tiết lạnh khô Tháng lạnh tháng tháng Mùa nóng từ tháng đến tháng 10, nhiệt độ trung bình tháng