đồ án xử lý nước cấp ĐH Tài nguyên và môi trường hà nội

Đây là đồ án xử lý nước cấp đạt điểm cao do sự tính toán đặc biệt, chi tiết và rõ ràng. Nội dung chia thành các phần tính toán cụ thể. Mong Các bạn sinh viên ngành môi trường nên tham khảo nhằm giúp đồ án của các bạn được hoàn thiện và tốt hơn nhé, đạt kết quả cao trong năm học.

PHẦN I: MỞ ĐẦU I Nhu cầu sử dụng nước Ngày nay, vấn đề nước vấn đề xúc thu hút quan tâm tất cộng đồng người giới đặc biệt nước phát triển chậm phát triển Hầu hết nguồn nước giới nói chung Việt Nam nói riêng bị ô nhiễm mức độ nặng nhẹ khác Một báo cáo kết nghiên cứu năm 1993 Ủy ban hành động Quốc tế Dân số ( PAI ) Mỹ cho biết đến năm 2025, người có người nước sống khó khăn căng thẳng khan nước Nước có vai trò quan trọng sống sản xuất người Các nguồn nước sử dụng nước mưa, giếng khoan, ao hồ Những nguồn nước bị ô nhiễm tác nhân như: chất hữu cơ, vi sinh vật, kim loại nặng từ hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, nước chảy tràn, nước thải sinh hoạt người Nếu khơng có biện pháp ngăn chặn xử lý kịp thời gây ảnh hưởng xấu đên môi trường sức khỏe người Hiện có nhiều nhà máy xử lý nước cấp cho sinh hoạt ăn uống sử dụng dây chuyền công nghệ tiên tiến xử lý nước mặt nước ngầm Việc lựa chọn day chuyền công nghệ phù hợp quan trọng phụ thuộc vào chất lượng đầu vào, yêu cầu nguồn nước, điều kiện kinh tế, kỹ thuật I Các nguồn cấp nước Nước mặt Nước mặt nguồn nước sông, suối, ao, hồ, kênh rạch Nước mặt bổ sung cách tự nhiên giáng thủy chúng chảy vào đại dương, bốc thấm xuống đất.Lượng giáng thủy thu hồi SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO lưu vực, tổng lượng nước hệ thống thời điểm tùy thuộc vào số yếu tố khác Các yếu tố khả chứa hồ, vùng đất ngập nước hồ chứa nhân tạo, độ thấm đất bên thể chứa nước này, đặc điểm dòng chảy mặt lưu vực, thời lượng giáng thủy tốc độ bốc địa phương Tất yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ nước Việt Nam có 2000 sông lớn nhỏ dọc từ Bắc – Nam với tổng dòng chảy 900 tỷ /năm Hai hệ thống sông lớn Việt Nam bắt nguồn từ nước ngồi, sơng Hồng bắt nguồn từ Trung Quốc sơng Cửu Long bắt nguồn từ Tây Tạng có tính phụ thuộc cao ( phát triển kinh tế - xã hội, ô nhiễm, chặt phá rừng, hoạt động sinh hoạt,  Một số thành phần tính chất có nước mặt như: - Có nhiều chất hòa tan, chủ yếu oxy - Chất rắn lơ lửng, chất hữu bị vi sinh vật phân hủy, rong tảo, thực vật nổi,  - động vật nổi, vi sinh vật ( vius, vi trùng, vi khuẩn ) Các hóa chất hòa tan dạng ion phân tử, có nguồn gốc vơ hữu Các chất rắn lơ lửng huyền phù dạng hữu vô Các tiêu đánh giá chất lượng nước mặt: Chỉ tiêu vật lý: nhiệt độ, độ màu, độ đục, mùi vị, pH, tính phóng xạ, độ dẫn - điện, Chỉ tiêu hóa học: nhu cầu oxy hóa ( BOD ), lượng oxy hòa tan ( DO), độ cứng, độ kiềm, hàm lượng S, , , hợp chất ni tơ, hợp chất axit cacbonic - Chỉ tiêu vi sinh: số vi trùng E.coli, rong tảo, Nước ngầm Việt Nam quốc gia có nguồn nước ngầm phong phú trữ lượng tốt chất lượng Nước ngầm tồn lỗ hỏng khe nứt đất đá, tạo thành giai đoạn trầm tích thẩm thấu, thấm nguồn nước mặt, nước mưa… nước ngầm tồn cách mặt đất vài trăm mét Khoảng 60% nước ăn uống, 15% nước sinh hoạt, 20% nước tưới, 20 – 30% nước công nghiệp lấy từ nước ngầm Trung bình năm khoảng 700 tỷ /năm Bị ảnh hưởng mạnh mẽ hoạt động khai thác người SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO Các nguồn nước ngầm không chứa rong tảo, nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước Thành phần đáng quan tâm nước ngầm tạp chất hòa tan ảnh hưởng điều kiện địa tầng, thời tiết PHẦN II: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ I Tổng quan cơng trình xử lý nước Keo tụ Mục đích: tạo hạt keo có khả kết dính lại với kết dính hạt cặn lơ lửng có nước tạo thành bơng cặn lớn có trọng lượng đáng kể dễ dàng lắng xuống Một số chất keo tụ trợ keo tụ thường dùng: phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt FeSO4, FeCl3, hợp chất cao phân tử (PAA, SiO2)… - Các cơng trình q trình keo tụ:  Các thiết bị cơng trình q trình keo tụ: cơng trình chuẩn bị dung dịch phèn ( thùng hòa trộn, thùng tiêu thụ ), thiết bị định liều lượng phèn, thiết bị pha chế vôi, kho dự trữ hóa chất  Thiết bị hòa trộn chất phản ứng: phương pháp trộn học, phương pháp trộn thủy lực ( bể trộn đứng, bể trộn có chắn khoan lỗ, bể trộn vách ngăn ngang có cửa thu hẹp, bể trộn khí )  Tách nước: thiết kế sử dụng bể lắng có ngăn phản ứng đặt bên bể lắng có lớp cặn lơ lửng bể lọc tiếp xúc  Thiết bị phản ưng tạo kết tủa: Bể phản ứng xốy: hình trụ, hình phễu Bể phản ứng xốy hình trụ gồm ống hình trụ đặt trung tâm bể ắng đứng, thường áp dụng cho trạm xử lý cho công suất nhỏ đến 3000 m3/ngđ Bể phản ứng xốy hình phễu có dạng phễu lớn, hiệu kết dính hạt cao, tổn thât áp lực bể nhỏ Do thời gian nước lưu lại bể nhỏ nên dung tích bể nhỏ, nhiên khó tính tốn phận thu nước bề mặt theo yêu cầu: thu nước không phá vỡ cặn Bể phản ứng kiểu vách ngăn: thường xây kết hợp với bể lắng ngang, nguyên lý bể dùng vách ngăn để tạo đổi chiều liên tục dòng nước Ưu điểm SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO bể đơn giản xây dựng quản lý vận hành, nhiên khối lượng xây dựng lớn có nhiều vách ngăn bể phải có ủ chiều cao thõa mãn tổn thất áp lực bể Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng: thường đặt phần đầu bể lắng ngang Nước đưa vào bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng phải đưa qua phận tách khí Bể áp dụng cho nguồn nước tương đối ổn định Bể phản ứng khí: nguyên lý làm việc bể q trình tạo bơng kết tủa diễn nhờ xáo trộn dong nước bể biện pháp khí Ưu điểm có khả điều chỉnh cường độ khuấy theo ý muốm; nhiên cần có máy móc , thiết bị khí xác điều kiện quản lý vận hành phức tạp tốn nhiều điện Cơng trình làm thống Mục đích làm thống làm giàu oxy cho nước, khử tăng pH nước, tạo điều kiện để oxy hóa thành , sau thực q trình thủy phân để tạo thành hợp chất tan Fe, dùng bể lọc để giữ lại Làm thống làm thoáng tự nhiên hay làm thoáng nhân tạo Sau làm thống, q trình oxy hóa thủy phân xảy mơi trường tự do, môi trường hạt hay môi trường xúc tác - Các cơng trình làm thống gồm:  Làm thống đơn giản lọc: phun tràn bề mặt lọc có chiều cao từ đỉnh tràn đến mực nước cao > 0,6m lọc trực tiếp qua lớp vật liêu lọc Có thể dùng dàn khoan lỗ hay máng để phân phối nước Hiệu xử lý: khử 30 – 35% , Fe ≤ 5mg/l, pH sau làm thoáng > 6,8  Dàn mưa ( làm thoáng tự nhiên ): có chức làm giàu oxy cho nước khử khí có nước Giàn mưa có khả thu lượng oxy hòa tan 55% lượng oxy bão hòa có khả khử 7580% lượng  Thùng quạt gió: làm thống tải trọng cao ( làm thống cưỡng ) nghĩa gió nước ngược chiều Khử 80 – 90% , tăng DO lên 70 – 85% DO bão hòa Bể lắng Mục đích: lắng cặn nước, làm sơ trước đưa nước vào bể lọc để hồn thành q trình làm nước Trong thực tế tùy thuộc vào công suất chất lượng nước mà người ta sử dụng loại bể lắng phù hợp - Các cơng trình lắng gồm: SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO  Bể lắng ngang: trình lắng tuân theo nguyên lý nước chuyển động theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể hạt rơi theo phương thẳng đứng từ xuống Thường sử dụng trạm xử lý có Q > 3000 /ngđ Bể thường có hình chữ nhật làm gạch bê tơng cốt thép  Bể lắng đứng: q trình lắng tuân theo nguyên lý nước chuyển động theo chiều từ lên hạt cặn rời theo chiều ngược lại Thường áp dụng cho trạm xử lý có Q ≤ 3000/ngđ Bể lắng đứng hay bố trí kết hợp với bể phản ứng xốy hình trụ, có hình dạng hình vng hình tròn  Bể lắng có lớp cặn lơ lửng: q trình lắng theo môi trường hạt, nước chuyển động từ lên Hiệu xử lý cao bể lắng khác, không cần xây dựng bể phản ứng tốn diện tích xây dựng hơn, bể lắng có cấu tạo phức tạp, chế độ quản lý vận hành khó, đòi hỏi cơng trình làm việc liên tục nhạy cảm với dao động lưu lượng nhiệt độ nước Bể áp dụng trạm có cơng suất đến 300 /ngđ  Bể lắng li tâm: Bể thường áp dụng để sơ lắng nguồn nước có hàm lượng cặn cao >2000mg/l với cơng suất ≥ 30000 /ngđ, có khơng dùng chất keo tụ Bể có dạng hình tròn, đường kính > 5m  Bể lắng lớp mỏng: gần giống bể lắng ngang thông thường khác với bể lắng ngang vùng lắng bể lắng lớp mỏng đặt thêm vách ngăn thép không rỉ nhựa Bể lọc Mục đích: giữ lại bề mặt khe hở lớp vật liệu lọc hạt cặn vi trùng nước Các cơng trình bể lọc gồm:  Bể lọc chậm: tốc độ lọc từ 0,1 – 0,5 /h, thường có 2-3 lớp vật liệu lọc Có hiệu lọc cao tốn nhiều diện tích xây dựng khó khăn việc giới hóa tự động hóa q trình Áp dụng cho trạm xử lý có cơng suất nhỏ  Bể lọc nhanh: bao gồm bể lọc chiều bể lọc hai chiều Bể lọc nhanh chiều gồm bể lọc ngược lọc xuôi Lọc ngược, nước phân phối từ đáy bể di chuyển qua lớp vật liệu lọc Lọc xuôi, nước phân phối từ đỉnh Bể lọc chiều nước phân phối từ đỉnh đáy di chuyển qua lớp vật liệu lọc, ống thu nước đặt Bể có tốc độ lọc nhanh, áp dụng cho trạm SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO cử lý có cơng suất lớn Bể lọc nhanh phổ thơng sử dụng dây chuyền xử lý nước mặt có dùng chất keo tụ hay dây chuyền xử lý nước ngầm  Bể lọc nhanh lớp: có nguyên tắc làm việc giống bể lọc nhanh phổ thông có lớp vật liệu lọc cát thạch anh than angtraxit nhằm tăng tốc độ lọc kéo dài chu kỳ làm việc bể  Bể lọc sơ bộ: sử dụng để làm nước sơ trước làm triệt để bể lọc chậm Bể lọc làm việc theo nguyên tắc bể lọc nhanh phổ thông  Bể lọc áp lực: loại bảo vệ nhanh kín, thương chế tạo thép có dạng hình trụ đứng cho cơng suất nhỏ hình trụ ngang cho cơng suất lớn Loại bể áp dụng dây chuyề xử lý nước mặt có dùng chất phản ứng hàm lượng cặn nước nguồn lên đến 50mg/l, độ đục lên đến 80 với công suất trạm xử lý đến 300 /ngđ, hay dùng công nghệ khử sắt dùng ezector thu khí với cơng suất < 500 /ngđ dùng máy nén khí cho cơng suất  Bể lọc tiếp xúc: thường sử dụng dây chuyền xử lý nước mặt có dùng chất phản ứng với nguồn nước có hàm lượng cặn đến 150mg/l, có độ màu đến 150 với cơng suất khử sắt nước ngầm cho trạm xử lý có công suất đến 10000 /ngđ Khử trùng Khử trùng nước khâu bắt buộc cuối trình xử lí nước cấp Trong nước thơ có nhiều vi sinh vật vi trùng gây bệnh tả, lị, thương hàn cần phải khử trùng nước để đảm bảo chất lượng nước phục vụ nhu cầu ăn uống Các biện pháp khử trùng: dùng chất oxi hóa mạnh, tia vật lý, siêu âm, phương pháp nhiệt, ion kim lọai Hiện Việt Nam sử dụng phổ biến phương pháp khử trùng chất oxy hóa mạnh Bể chứa nước Bể chứa nước có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nước trạm bơm cấp I trạm bơm cấp II Ngồi có nhiệm vụ dự trữ nước chữa cháy giờ, nước xả cặn bể lắng, nước rửa bể lọc nước dùng cho nhu cầu khác nhà máy SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO Bể làm bê tơng cốt thép gạch có dạng hình chữ nhật hình tròn mặt Bể xây dựng chìm, nửa chìm nửa tùy thuộc vào điều kiện cụ thể II Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý nước mặt Các tiêu chất lượng nước nguồn Theo QCVN 02:2009/BYT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước sinh hoạt, ta có: Chỉ tiêu Đơn vị đo Nước nguồn Nhiệt độ QCVN 02:2009/BYT Ghi 27 pH - 7,2 – 8,5 Đạt Độ màu ( Pt – Co ) mgđl/l 45 15 XL Độ đục NTU 75 XL Độ cứng mg/l 50 350 Đạt Độ kiềm mgđl/l 1,2 mg/l 250 XL MPN/100ml 10000 50 XL Fe mg/l 0,5 0,5 Đạt Mn mg/l 0,1 0,2 Đạt Độ oxy hóa mg/l mg/l 40 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 146,5 Tổng chất rắn lơ lửng mg/l 103,5 Tổng hàm lượng cặn Colifrom tổng Đề xuất phương án xử lý So sánh chất lượng nguồn nước mặt với QCVN 02 : 2009/BYT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước sinh hoạt, ta thấy nguồn nước mặt có số tiêu sau chưa đạt yêu cầu cần xử lý:  Độ màu vượt lần SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO  Tổng hàm lượng cặn vượt 250 mg/l  Độ đục vượt 15 lần  Colifrom tổng vượt 200 lần Như vậy, nguồn nước cần xử lý độ màu, độ đục, hàm lượng cặn, vi sinh vật có nước thấp giới hạn cho phép nêu Công nghệ đề xuất quan tâm tới cơng trình là: lắng – lọc – khử trùng Từ đánh giá trên, sơ đồ cơng nghệ xử lý nước sử dụng là:  Sơ đồ 1: Trạm bơm cấp I Bể trộn Bể phản ứng xốy Bể hình lắng trụđứng Chất kiềm hóa Bể chứa nước Khử trùng Nguyên tắc hoạt động: Nước từ TB cấp bơm tram xử lý, hóa chất keo tụ, kiềm hóa cho vào nguồn nước với liều lượng thích hợp vào bể trộn để trộn chất hóa học với nước để tạo hạt keo có khả kết dính dính với hạt cặn lơ lửng nguồn tạo thành bơng cặn có trọng lượng đáng kể Nước sau trộn đưa sang bể lắng đứng có bể phản ứng xốy đặt bể Bể phản ứng có chức hồn thành hết q trình keo tụ tạo điều kiện thuận lợi cho trình tiếp xúc hạt keo cặn bẩn nước để tạo nên cặn đủ lớn giữ lại bể lắng Nước sau trình lắng đưa sang máng phân phối đến bể lọc nhanh, qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ để làm nước triệt để, SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO trước đưa đến bể chứa nước sạch, trước tới bể giai đoạn khử trùng để loại bỏ vi sinh vật gây bệnh  Sơ đồ 2: Chất keo tụ Trạm bơm cấp I Bể trộn Chất kiềm hóa Bể lọc nhanh Bể chứa nước Khử trùng Nguyên tắc hoạt động: Nước từ TB cấp bơm tram xử lý, hóa chất keo tụ, kiềm hóa cho vào nguồn nước với liều lượng thích hợp vào bể trộn để trộn chất hóa học với nước để tạo hạt keo có khả kết dính dính với hạt cặn lơ lửng nguồn tạo thành cặn có trọng lượng đáng kể Sau đưa hỗn hợp nước dẫn sang bể lắng có lớp cặn lơ lửng,tại hạt cặn tự nhiên va chạm kết dính với hạt cặn lơ lửng giữ lại, kết nước làm Nước sau lắng dược phân phối đến bể lọc nhanh, qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ để làm nước triệt để, trước đưa đến bể chứa nước sạch, đường tới bể giai đoạn khử trùng để loại bỏ vi sinh vật gây bệnh Phân tích lựa chọn cơng nghệ xử lý Hai phương án chủ yếu khác trình lắng ta đánh giá hai trình lắng để đề xuất phương án tối ưu: SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO Phương án Ưu điểm Nhược điểm Phương án Có cấu tạo đơn giản, kết hợp Hiệu xử lý cao bể lắng bể phản ứng bể lắng tiết khác kiệm diện tích xây dựng Khối lượng xây dựng nhỏ chiếm Hiệu suất lắng tốt, bị ảnh hưởng diện tích biến động lưu lượng nhiệt độ Hiệu lắng không phụ thuộc vào chất keo tụ mà phụ thuộc vào phân bố dòng nước lên chiều cao vùng lắng phải đủ lớn hạt cặn kết dính với Lớp cặn tiếp xúc nhạy cảm với bọt khí, bọt khí lại di chuyển từ không tách hết phá vỡ lớp cặn mang theo cặn vào vùng lắng Kết cấu phức tạp, quản lý chặt chẽ, nhạy cảm với dao động lưu lượng nhiệt độ Với hàm lượng cặn nhỏ 300 mg/l bể làm việc Chiều cao bể lớn khó xây dựng hợp khối với cơng trình khác  Qua phân tích ưu nhược điểm sơ đồ trên, cho thấy sơ đồ hợp lý nhất, chọn sơ đồ làm sơ đồ công nghệ tính tốn thiết kế cho trạm xử lý PHẦN III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ I Cơng trình thu nước mặt, trạm bơm cấp 1 Cơng trình thu nước mặt 1.1 Đặc điểm - Đối với nguồn nước mặt vị trí đặt cơng trình thu cần có bờ lòng sơng ổn định thuận tiện cho việc bố trí cơng trình khác tn theo điều kiện bảo - vệ vệ sinh nguồn nước Vị trí lấy nước thiết phải nằm vị trí thượng lưu so với khu vực dùng - nước Dòng sơng có đoạn bờ lõm đoạn bờ lồi Những đoạn bờ lõm bờ sông só thể bị xói lở, mùa lũ, lắng cặn tự nạo vét Những đoạn bờ lồi thường bị bồi lấp, nhiều trường hợp bị bồi lấp nghiêm trọng Nếu cơng trình thu bố trí vị trí thường bị bồi lấp gây tốn cho việc nạo vét mà cửa thu nước bị bồi lấp thu nước không đảm SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 10 - Tỷ lệ lượng nước rửa so với nước vào bể lọc tính theo cơng thức: P = = = 9,1% ( 4.60(2)_T143 ) Trong đó: • • • • • • W: cường độ rửa lọc, W = 17 l/sm² f : diện tích bể lọc, f = 10,5 m² : thời gian rửa bể, = phút N: số bể lọc , N = bể Q: công suất trạm xử lý, Q =125 m³/h : thời gian công tác bể lần xả cặn, = – ( 0,1 + 0, 35 + 0,167 ) = 11,383 Với: T thời gian công tác bể ngày, 24 n : số lần rửa bể ngày, n = :thời gian rửa bể lọc, = phút = 0,1 :thời gian chết bể, = 0,35 :thời gian xả nước lọc đầu, = 10 phút = 0,167  Một số trang thiết bị bể lọc nhanh Mục 6.120(1) quy định, kích thước ống dẫn máng bể lọc phải tính theo chế độ lọc tăng cường với tốc độ nước chảy ống sau: - Ống dẫn nước vào bể lọc tốc độ từ ( 0,81,2 m/s ) Với = 1500 m³/ngđ = 17,36 l/s, chọn ống dẫn nước vào bể có đường kính D = 150 mm làm thép với tốc độ nước chảy ống v = 0,98 m/s - Ống dẫn nước rửa bể lọc, ống thoát nước rửa bể lọc từ ( 1,52 m/s ) với = 642,6 m³/h = 178,5 l/s, chọn ống dẫn nước rửa bể lọc ống thoát nước rửa bể lọc có đường kính D = 350 mm làm thép với tốc độ nước chảy ống v = 1,86 m/s - Ống dẫn nước bể chứa nước SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 35 Vận tốc ống dẫn nước lọc bể chứa nước lấy khoảng ( 1,5 m/s ) Với = 1500 m³/ngđ = 17,36 l/s, chọn ống dẫn nước bể chứa có đường kính D = 125 mm làm thép với tốc độ nước chảy ống v = 1,42 m/s - Ống xả nước lọc đầu Được nối trực tiếp với ống dẫn nước khỏi bể Trên đường ống xả có lắp khóa quản lý, nước lọc đầu thường có chất lượng chưa ổn định, xả hệ thống thoát nước Lấy đường kính ống xả nước lọc đầu đường kính ống dẫn nước bể lọc với D = 125 mm a - Khử trùng nước Nguyên tắc Là khâu bắt buộc cuối xử ký nước ăn uống sinh hoạt Chọn phương pháp khử trùng phải ý đến yêu cầu chất lượng nước, độ tin cậy biện pháp khử trùng, sở kinh tế, giới hóa việc lao đơng điều kiện bảo quản vật chất - Hiện có số phương pháp khử trùng nước hiệu như:  Khử trùng chất oxy hóa  Khử trùng tia vật lý  Khử trùng siêu âm  Khử trùng phương pháp nhiệt  Khử trùng ion kim loại b Khả khử trùng nước chất oxy hóa mạnh  Nguyên lý: - Khi cho Clo vào nước Clo tác dụng với nước để tạo thành HOCl có tác dụng diệt trùng mạnh, chất tiệt trùng khuyech tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật gây phản ứng với men bên tế bào làm phá hoại trình trao đổi chất dẫn đên vi sinh vật bị tiêu diệt Pt phản ứng: C + O HOCl + HCl Hoặc: C + O SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 36 - Khả khử trùng Clo phụ thuộc phụ thuộc vào hàm lượng HOCl có nước Nồng độ HOCl phụ thuộc hàm lượng ion nước hay phụ thuộc vào pH nước khi: pH= HOCl chếm 99,5%, chiếm 0,05% pH= HOCl chếm 79%, chiếm 21% pH= HOCl chếm 25%, chiếm 75% - Khi nước có tồn , hay hợp chất hữu cơ, HOCl tạo thành - tác dụng với chất làm cho khả diệt trùng Để đảm bảo cho phản ứng khử trùng xảy triệt để tiếp tục trình vận chuyển đường ống đến điểm dùng nước cuối mạng lưới cần đưa thêm lượng Clo dư cần thiết ngồi lượng Clo tính tốn Theo TCXD 33:2006, lượng Clo dư đầu mạng lưới tối thiểu 0,5mg/l, cuối mạng lưới tối thiểu 0,005 mg/l c Liều lượng Clo đưa vào nước để khử trùng Điều 6.162(1) , quy định: liều lượng Clo khử trùng nước mặt từ 23 mg/l, nước ngầm 0, 71 mg/l Hóa chất chứa Clo để sát trùng nước mặt phải cho vào đường ống dẫn nước lọc trước đưa bể chứa Lấy liều lượng Clo là: 3mg/l = 0,003 kg/m³ - Lượng Clo cần dùng trạm cho ngày đêm là: = Q× 0,003 = 3000 ×0,003 = 9kg/ngđ Trong đó: Q công suất trạm xử lý, Q = 3000 m³/ngđ Bể chứa nước Dung tích bể chứa lấy sơ 22% công suất trạm xử lý Vậy tổng dung tích bể chứa là: = 0,22 ×3000 = 660 m³ SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 37 - Xây dựng bể chứa làm bê tông cốt thép, có dạng hình chữ nhật, nắp bể có trồng cỏ để chống nóng cho bể - Xây bể có ngăn với khích thước bể xác định là: H × L×B = 4,5 ×20×8 - Chiều cao bảo vệ bể: 0,5 m - Chiều cao xây dựng bể là: m Hồ lắng tự nhiên - Số lượng bùn tích lại bể lắng sau ngày tính theo cơng thức: G = = = 872,16 kg/ngày Trong  Q: Lưu lượng trạm xử lý, Q = 3000 m3/ngđ  C1: Hàm lượng cặn lớn cho vào bể, C1 = 302,72 mg/l  C2: Hàm lượng cặn sau nước qua bể lắng, C =12 mg/l ( quy phạm 10 12 mg/l) - Số lượng bùn tích lại bể lắng sau ngày tính theo cơng thức: G = = = 27 kg/ngày Trong  Q: Lưu lượng trạm xử lý, Q = 3000 m3/ngđ  C1: Hàm lượng cặn lớn cho vào bể lọc , C1 = 302,72 mg/l  C2: Hàm lượng cặn sau nước qua bể lọc , C =3 mg/l ( quy phạm < mg/l) - - Tổng hàm lượng cặn trung bình xả ngày là: G = 899,16 kg/ngày Lượng bùn cần phơi tháng là: 30×899,16 = 26974,8 kg = 26,9748 Diện tích cần thiết: Fm = = = 225 (m2) (Trong 120 tải trọng nén bùn tính theo lượng bùn khô đơn vị kg/m2) Chia bùn hồ lắng, diện tích hồ là: L×B= 11,25 x = 56,25 m² Bùn chứa hồ tháng sau rút nước bùn phơi nồng độ bùn khô đạt 25% tỷ trọng γ = 1.2 tấn/m3 - Thể tích bùn khơ hồ: Vbùn = = = 22,479 (m3) Chiều cao bùn khô bể: SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 38 h= = = 0,0996 m - Trong lượng cặn xả ngày có nồng độ cặn 0.4%, tỷ trọng 1,011 tấn/m Trọng lượng dung dịch cặn xả Gđd = = 224790 kg/ngày = 224,79 tấn/ngày Thể tích bùn lỗng xả ngày Vl = = 222,34 m3 Chiều cao bùn loãng : H l = 0,997 m - Tổng chiều cao hồ: H = hđ + hcặn + hbv = 0.7+ 0,997 + 0.5 = 2,197 m Chọn H = 2,2 m - Trong đó: hđ gồm chiều cao lớp sỏi đáy Lấy hđ = 0.7m hbv chiều cao bảo vệ lấy = 0.5m Cần có biện pháp phòng chống rong rêu muỗi phát sinh hồ Các cơng trình phụ trợ trạm xử lý Trong trạm xử lý ngồi cơng trình thi phải có cơng trình phụ trợ trạm để đảm bảo hoạt động trạm Dựa vào bảng 6.28 (1) , trạm xử lý có số cơng trình phụ trợ thể bảng PHẦN IV: BỐ TRÍ CAO TRÌNH CHO TRẠM XỬ LÝ I - Ngun tắc bố trí cao trình Bố trí cao trình trạm xử lý phải đảm bảo theo ngun tắc tự chảy Sắp xếp cơng trình đảm bảo điều kiện mỹ quan, quản lý thuận tiện, đường - giao thơng nội đến tận chân cơng trình Phải thiết kể đường ống vòng qua cơng trình xử lý, phòng trạm hỏng chuyển nước thô trực tiếp cho nguồn tiêu thụ, cơng trình đơn vị dây chuyền xử lý bị hỏng dẫn nước vòng qua sang dây chuyền II Tính tốn cao trình Chọn cao trình mặt đất nơi xây dựng trạm xử lý là: = + 0,00 Cao trình bể chứa nước - Bể chứa nước có dung tích 1014 m³ với kích thước: H ×L×B = x 20 x 12 SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 39 - Bể xây 2,5 m chìm 2,5 m Cao trình đáy bể là: đbc = – 2,5 = - 2,5 m Chiều cao lớp nước bể chứa: = = 4,13 m Cao trình mực nước bể chứa: mực nước = - 2,5 + 4,13 = + 1,63 m Cao trình bể lọc nhanh - Cao trình mực nước bể lọc nhanh là: = mực nướcB.chứamax + hB.lọc + hốngB.lọc - B.chứa (m) - mức bước B.lọc • Trong : hB.lọc : Tổn thất áp lực bể lọc Theo điều 6.355 (1) , tổn thất áp lực bể • lọc lấy 33,5 m Lấy hB.lọc = m hốngB.lọc - B.chứa: Tổn thất áp lực đường ống dẫn nước từ bể lọc đến bể chứa Theo điều 3.555(1) hốngB.lọc - B.chứa lấy từ 0,5 1m Chọn hốngB.lọc - B.chứa = 0,5m ⇒ mức bước B.lọc = 1,63 + +0,5 = + 5,13 (m) - Cao trình đỉnh bể: đỉnh B.lọc = mức bước B.lọc + hbv = 5,13 + 0,5 = + 5,63 m - Cao trình đáy bể: đáy B.lọc = 5,625 - = 5,63 – 4,4 = + 1,23 m Cao trình bể lắng đứng Cao trình mực nước bể lắng là: mực nước B.lắng = mức bước B.lọc + hB lắng (m) Trong : • hB lắng: Tổn thất áp lực bể lắng Theo điều 6.355 (1) , tổn thất áp lực bể lắng lấy 0,40,6 m Lấy hB lắng = 0,6 (m) ⇒ mực nước B.lắng = 5,13 + 0,6 = + 5,73 (m) - Cao trình đỉnh bể lắng: đỉnh B.lắng = mức bước B.lắng + hbv=5,73 + 0,5 =+ 6,23 m - Cao trình đáy bể : đáy B.lắng = đỉnh B.lắng - - - hbv = 6,23 – 3,5 - – 0,5 = - 2,77 m Cao trình bể trộn đứng Cao trình mực nước bể trộn: SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 40 mực nước B.trộn = mức bước B.lắng + hB trộn + hốbể trộn-b.lắng = + 5,73 + 0,4 + 0,3 = + 6,43 m Trong đó: • hB trộn:Tổn thất áp lực nội bể trộn đứng, theo điều 6.355 (1) , tổn thất áp lực bể trộn lấy 0,40,6 m Lấy hB.trộn=0,4 m • Hốbể trôn-b.lắng : tổn thất áp ực miệng phun bể phản ứng xoáy, b.lắng - = 0,3 m ( quy phạm 0,3-0,4, điều 6.355 (1) ) Cao trình đỉnh bể trộn: đỉnh B.trộn = mức bước B.trộn + hbv = 6,43 + 0,5 = 6,93 m Cao trình đáy bể trộn : đáy B.trộn = đỉnh B.trộn - Hbể = 6,93 – 3,6 = + 3,33 m SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 41 H ốbể trơn- BẢNG 1: KÍCH THƯỚC CÁC KHO DỰ TRỮ HĨA CHẤT Cơng trình Kho chứa phèn Kho chứa vôi Kho chứa clo Thông số Số lượng Đơn vị Vật liệu Số lượng kho m Gạch Chiều dài 27 m - Chiều rộng 10 m - Chiều cao m - Số lượng kho m Gạch Chiều dài 19 m - Chiều rộng 10 m - Chiều cao m - Số lượng kho m Gạch Chiều dài 10 m - Chiều rộng m - Chiều cao m - SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 42 BẢNG 2: KÍCH THƯỚC BỂ TRỘN ĐỨNG Bể trộn đứng ống dẫn nước vào bể Máng thu nước ống dẫn nước sang bể lắng Thông số Số lượng Đơn vị Vật liệu Số lượng bể Chiều cao bể Chiều cao đỉnh bể Chiều rộng đỉnh bể 3,6 1,7 1,2 Bể m m m Bê tông cốt thép - Chiều cao đáy bể 1,4 m - Chiều rộng đáy 0,225 m - Đường kính 225 mm thép Số lượng máng máng Bê tông cốt thép Chiều cao máng 0,2 m - Chiều rộng máng 0,15 m - Đường kính lỗ 20 mm - Số lỗ 112 Lỗ - Khoảng cách lỗ 0,043 m - Đường kính 175 mm thép SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 43 BẢNG 3: KÍCH THƯỚC BỂ LẮNG ĐỨNG KẾT HỢP BỂ PHẢN ỨNG XỐY HÌNH TRỤ Bể lắng đứng kết hợp bể phản ứng xốy hình trụ chia làm bể: Bộ phận Thông số Số lượng Đơn vị Vật liệu Vùng lắng Chiều cao Đường kính Chiều cao Chiều rộng Chiều cao Đường kính đáy Đường kính Đường kính miệng phun Chiều dài miệng phun Khoảng cách miệng phun với buồng phản ứng xốy Đường kính 5,5 1,63 3,5 0,2 200 75 170 0,33 m m m m m m mm mm mm m thép - 100 mm thép Chiều cao khung Chiều dài khung Chiều rộng khung Số lượng máng 0,8 0,5 0,5 m m m máng Chiều cao Chiều rộng Số lượng máng 0,15 0,1 m m máng Chiều cao Chiều rộng Chiều rộng máng 0,1 0.075 0,75 m Bê tông cốt thép Bê tơng cốt thép - Đường kính 100 mm thép Ngăn phản ứng xoáy Vùng chứa nén cặn ống xả cặn Vòi phun ống dẫn nước vào bể phản ứng Tấm hướng dòng Máng vòng thu nước Máng nan quạt Máng thu nước tập trung ống dẫn nước sang bể lọc SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 44 BẢNG 4: KÍCH THƯỚC BỂ LỌC NHANH Trạm có bể lọc nhanh với bể dự trữ, kích thước phận bể sau: Bộ phận Kích thước bể Hệ thống phân phối nước rửa lọc Máng thu nước tập trung Máng thu nước ống dẫn nước vào bể lọc ống dẫn nước rửa bể lọc ống thoát nước rửa bể lọc ống xả nước lọc đầu ống dẫn nước bể chứa Thông số Chiều cao bể Chiều dài bể Chiều rộng bể Chiều cao lớp sỏi đỡ Chiều cao lớp vật liệu lọc ống ống nhánh Số lượng ống nhánh Khoảng cách ống nhánh Số lỗ/1 hàng ống nháh Đường kính lỗ Khoảng cách lỗ Số lượng Chiều rộng máng Số lượng máng Chiều cao máng Chiều cao máng phía máng tập trung Chiều cao hình chữ nhật Chiều cao đáy tam giác Chiều dài máng Chiều rộng máng Chiều dày máng Khoảng cách từ bề mặt vật liệu lọc đến mép máng Khoảng cách đáy máng đến đáy máng tập trung Đường kính Số lượng 4,4 3,5 0,7 1,2 375 75 20 0,3 10 0,19 0,75 0,29 0,32 Đơn vị m m m m m mm mm ống m Lỗ mm m máng m máng m m Vật liệu thép thép thép Bê tông cốt thép Bê tống cốt thép - 0,12 0,09 0,18 0,08 0,39 m m m m m m - 0,34 m - 150 mm Thép Đường kính 350 mm Thép Đường kính 350 mm Thép Đường kính 125 mm Thép Đường kính 125 mm Thép SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 45 BẢNG 5: KÍCH THƯỚC BỂ CHỨA VÀ SÂN PHƠI BÙN Công trinhh Thông số Số lượng Đơn vị Vật liệu Bể chứa nước Số ngăn ngăn Bê tông cốt thép Chiều cao m - Chiều dài 20 m - Chiều rộng Số sân sân Bê tông cốt thép Chiều cao 2,2 m - Chiều dài 11,25 m - Chiều rộng m - Sân phơi bùn SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 46 BẢNG 6: CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ TRONG TRẠM XỬ LÝ Tên cơng trình Diện tích Kích thước Đơn vị Phòng thí nghiệm hóa học 30 6x5 m Phòng kiểm nghiệm vi trùng 20 5x4 m Phòng ni cấy mơi trường nghiên cứu thủy sinh vật 10 5x2 m Phòng làm kho chứa dụng cụ chai lọ, hóa chất thí nghiệm 10,5 5x2 m Phòng trực ca 10,5 3,5 x m Phòng giám đốc 10,5 3,5 x m Xưởng sữa chữa 10,5 3,5 x m Xưởng khí đường ống 30 6x5 m Phòng bảo vệ cơng tường rào 10,5 3,5 x m - SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO TCXD 33:2006 – Cấp nước – mạng lưới đường ống cơng trình tiêu chuẩn thiết kế Giáo trình xử lý nước cấp – T.S Nguyễn Ngọc Dung SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 48 SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO 49 ... lý sơ nguồn nước - Nước từ TB cấp đưa trạm xử lý trước đưa vào dây chuyền xử lý cần phải xử lý sơ biện pháp: học, hóa học, lý học, Dưới phương pháp xử lý hóa học nước có tiêu chưa đảm bảo Liều... bơm nước tới vị trí cao trạm xử lý II Xác định cơng suất trạm xử lý Cơng trình xử lý nước cung cấp cho khu dân cư 20000 người:  Khu dân cư thuộc đô thi loại II, vùng nội đô, quy mô công suất xử. .. điểm sơ đồ trên, cho thấy sơ đồ hợp lý nhất, chọn sơ đồ làm sơ đồ cơng nghệ tính tốn thiết kế cho trạm xử lý PHẦN III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ I Cơng trình thu nước mặt, trạm bơm cấp 1 Cơng