Bài giảng cấp nướ

CHƯƠNG TRẠM BƠM, BỂ NƯỚC, ĐÀI NƯỚC 4.1 BƠM VÀ TRẠM BƠM • Các loại máy bơm sử dụng: bơm pít tơng, bơm tia, bơm khí nén • Máy bơm dùng cấp nước: nhiều cấp, hay hai cửa nước vào lắp đặt theo hình thức trục ngang trục đứng • Trạm bơm nơi bố trí thiết bị khí, động lực, điện • Trạm bơm cấp nước chia thành loại: TB cấp I, TB cấp II, TB trung chuyển, Tb tuần hoàn 4.2 ĐÀI NƯỚC Đài nước gọi tháp nước làm nhiệm vụ điều hoà tạo áp đưa nước đến nơi tiêu dùng Đài nước thường đặt vị trí địa hình cao để giảm chiều cao giảm giá thành xây dựng Đài nước đặt đầu cuối mạng lưới Các phận đài: • • • • • Thùng chứa nước cao có dạng hình trịn, đáy phẳng lõm Các ống dẫn nước vào, khỏi đài có khố van chiều (trên đường ống ra) Ống tràn nối với hệ thống thoát nước Ống xả cặn nối với ống tràn Các thiết bị báo hiệu mức nước, thu lôi chống sét, đèn báo hiệu 4.3 BỂ CHỨA NƯỚC Bể chứa nước làm nhiệm vụ điều hoà lượng nước bơm khác trạm bơm cấp I trạm bơm cấp II Ngồi cịn làm nhiệm vụ dự trữ nước chữa cháy (cho 3h cháy), nước rửa bể lắng, bể lọc trạm xứ lý Bể chứa nước xây chìm, tuỳ theo cách bố trí cao trình dây truyền công nghệ xử lý nước điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn Chiều sâu bể từ 2-7m, chiều rộng bể từ vài mét đến vài chục mét Bể chứa thường trang bị thiết bị đường ống sau: • Ống dẫn nước vào bể có khố đóng mở nước • Ống tràn, ống xả cặn nối với hệ thống nước • Ống hút máy bơm • Ống thơng • Thang lên, xuống • Thước báo hiệu mức nước bể CHƯƠNG NGUỒN CUNG CẤP NƯỚC VÀ CƠNG TRÌNH THU 5.1 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC 5.1.1 Nguồn nước mặt a Đánh giá trữ lượng chất lượng nước sông - Đánh giá trữ lượng nước sơng Việt Nam có mạng lưới sơng ngịi dày đặc Diện tích lưu vực 10.000 km2 Lượng nước mặt khoảng 324 km3/năm Để đảm bảo sử dụng nguồn nước mặt lâu dài cần phải có chiến lược sử dụng hợp lý 5.1 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC -Đánh giá chất lượng nước sông Chỉ tiêu lý học: nhiệt độ, hàm lượng cặn khơng tan, độ mầu, mùi, vị Chỉ tiêu hóa học: Khống chất Hàm lượng khống chất sơng 200 - 500mg/l Khống chất sơng Đồng Nai 50 mg/l, sông Cửu Long 150mg/l, sông Hồng 200 mg/l Độ pH Nước sơng VN thường có độ kiềm trung tính yếu, với độ PH khoảng – Độ cứng Nước sông VN phần lớn thuộc loai mềm mềm, nước sông Đông Nai có độ cứng nhỏ 0,4 mg/l Hàm lượng ion Những ion nước sơng bao gồm Ca++,Mg++ Na+, K+, HCO3-, SO42-, Cl-, HCO3- chiếm tỷ lệ lớn đến Ca++ Hàm lượng chất hữu cơ: ion NH4+, NO2-, NO3-, PO4-, chiếm tỷ lệ nhỏ không vượt vài phần mười mg/l Hàm lượng Fe++, Fe+++ nhỏ phụ thuộc vào độ pH 5.1 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC b Đánh giá trữ lượng nước hồ chất lượng nước hồ - Đánh giá trữ lượng nước hồ Nước ta gồm có hồ tự nhiên hồ Ba Bể hồ nhân tạo hồ Núi Cốc, Đại Lải, Hồ Bình, Thác Bà Những hồ tự nhiên thường có trữ lượng nhỏ, có vài hồ lớn có khả làm nguồn cung cấp nước cho đối tượng dùng nước vừa nhỏ Các hồ nhân tạo thường có trữ lượng lớn với nhiệm vụ đa mục tiêu, hồ có khả cung cấp cho đối tượng dùng nước lớn - Đánh giá chất lượng nước hồ Hàm lượng cặn nhỏ nước sơng lắng tự nhiên ổn định Nước hồ thường có độ màu cao rong, rêu tảo phát triển gây Hàm lượng chất hưu nước hồ thường cao xác động thực vật xung quanh khu vực hồ gây nên Nhìn chung chất lượng nước hồ tốt, dây chuyền cơng nghệ xử lý nước đơn giản CNXL nước sơng Lượng hố chất dùng để keo tụ giá thành XLN hồ thường rẻ nước sông 5.1 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC 5.1.2 Nguồn nước ngầm Được thành tạo mưa, nước mặt thấm qua tầng đất giữ lại tầng đất chứa nước nằm hai tầng đất cách nước - Tầng chứa nước: cát, cuội,sỏi lẫn lộn vật liệu với - Tầng cách nước: sét, thịt, cát kết, cuội kết Nước ngầm phân làm hai loại nước ngầm mạch nông nước ngầm mạch sâu Nước ngầm mạch nơng có độ sâu khoảng đến 10 m Nước ngầm mạch sâu có độ sâu lớn 20 m a Đánh giá trữ lượng nước ngầm Nước ngầm có trữ lương lớn ổn định Nước ngầm phân bố nơi phân bố không theo miền địa chất thuỷ văn thành tạo địa chất khác 5.1 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC b Đánh giá chất lượng nước ngầm - Do nước thấm qua tầng đất giống trình lọc qua lớp vật liệu lọc nên nước ngầm có hàm lượng chất lơ lửng nhỏ ổn định - Nước ngầm tồn tầng chứa nước thường có khống chất, nước ngầm thường hàm lượng kim loại sắt, mangan lớn - Hàm lượng vi trùng nhỏ ổn định Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào cấu tạo địa chất khu vực, có nơi nước ngầm đảm bảo yêu cầu nước sinh hoạt ăn uống, ngược lại có nơi hàm lượng sắt mangan cao, chí số nơi cịn bị ô nhiễm nitơ amôn kim loại nặng Nhìn chung nước ngầm có chất lượng tốt nước mặt, xử lý nước ngầm thường khử sắt khử trùng 6.3 LẮNG NƯỚC 6.3.1 Khái niệm Là giai đoạn làm sơ trước đưa nước vào bể lọc để hồn thành q trình làm nước Trong cơng nghệ xử lý nước, q trình lắng xảy phức tạp: - chủ yếu trạng thái động (trong q trình lắng, nước ln chuyển động) - hạt cặn không tan nước tập hợp hạt khơng đồng (kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng khác nhau) - không ổn định (luôn thay đổi hình dạng, kích thước q trình lắng keo tụ) 23 6.3 LẮNG NƯỚC Trong thực tế xử lý nước gặp ba loại cặn sau đây: Cặn rắn: hạt phân tán riêng lẻ, có độ lớn, bề mặt hình dáng khơng thay đổi suốt q trình lắng, tốc độ lắng cặn khơng phụ thuộc vào chiều cao lắng nồng độ cặn Cặn lơ lửng: có bể mặt thay đổi, có khả kết dính keo tụ với trình lắng làm cho kích thước vận tốc lắng bơng cặn thay đổi (tăng dần) theo thời gian chiều cao lắng Các bơng cặn có khả kết dính với nhau, nồng độ lớn 1000mg/l tạo thành đám cặn, đám cặn lắng xuống nước từ lên qua khe rỗng cặn tiếp xúc nhau, lực ma sát tăng lên làm hạn chế tốc độ lắng đám cặn nên gọi lắng hạn chế Hàm lượng cặn phần lớn giữ lại bể lắng (khoảng 80%) - Hoạt động dựa nguyên tắc sau: nước chảy từ từ qua bể tác dụng trọng lượng thân hạt cặn rơi xuống đáy bể theo phương chuyển động nước người ta chia làm loại bể lắng: Bể lắng ngang, Bể lắng đứng, Bể lắng ly tâm 24 6.3 LẮNG NƯỚC 6.3.2 Bể lắng ngang Cấu tạo: có hình chữ nhật, chiều cao bể từ - 3,5m, chiều dài bể tối thiểu gấp 10 lần chiều cao Nguyên tắc hoạt động: nước chuyển động theo phương nằm ngang Dòng chảy từ đầu bể đến cuối bể, thực lắng cặn thu nước cuối bể chuyển ngồi cơng trình Đặc biệt có phần cặn nhỏ có tốc độ lắng nhỏ uo giữ lại bể Tốc độ 5-10mm/s, t = 2h Bể lắng ngang thường dùng cho trạm cấp nước lớn 3000m3/ngày đêm, địi hỏi xây dựng diện tích rộng 25 6.3 LẮNG NƯỚC Tốc độ rơi cặn Đặc điểm nước nguồn phương pháp xử lý Tốc độ rơi cặn U0 (mm/s) Nước đục, có màu xử lý phèn 0,35 - 0,45 Nước đục vừa xử lý phèn 0,45 - 0,5 Nước đục xử lý phèn 0,5 - 0,6 Nước đục, không xử lý phèn 0,08 - 0,15 26 6.3 LẮNG NƯỚC 6.3.3 Bể lắng đứng Cấu tạo: có dạng hình trụ trịn, đáy hình nón, đường kính bể thường khơng vượt 10m, tỉ số D /H = 1,5 ÷ Nguyên lý hoạt động: Nước chảy bể theo chiều thẳng đứng, từ lên với vận tốc từ 0,5 ÷ 0,7mm/s, cịn hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động dòng nước, cặn lắng xuống đáy bể xả Bể lắng đứng thích hợp với cơng suất nhỏ 3.000m3/ngđ, xử lý có dùng phèn Ngồi ra, cịn có bể lắng ly tâm, bể lắng có tầng cặn lơ lửng (xem tài liệu tham khảo) 27 6.3 LẮNG NƯỚC 6.3.3 Bể lắng ly tâm 28 6.4 LỌC NƯỚC 6.4.1 Khái niệm Lọc nước giai đoạn cuối trình làm nước Quá trình lọc nước cho nước qua lớp vật liệu lọc với chiều dày định đủ để giữ lại bề mặt khe hở lớp vật liệu lọc hạt cặn vi trùng có nước Vật liệu lọc thường cát thạch anh, dày từ 0,7 ÷ 1,3m cỡ hạt từ 0,5 ÷ 1mm để giữ cho cát khỏi theo dòng nước lớp cát người ta đổ lớp đỡ cuội, sỏi đá dăm Theo tốc độ lọc người ta thường làm bể lọc sau: bể lọc chậm có tốc độ lọc từ 0,2 ÷ 0,5m/h bể lọc nhanh có tốc độ lọc từ ÷ 15m/h Một số loại bể lọc như: bể lọc chậm, bể lọc nhanh, bể lọc áp lực bể lọc tiếp xúc 29 6.4 LỌC NƯỚC 6.4.2 Bể lọc chậm Nguyên tắc hoạt động: Nước từ máng phân phối vào bể qua lớp vật liệu lọc với vận tốc nhỏ (0,1÷ 0,5 m/h), hạt cặn vi trùng có nước giữ lại khe hở lớp vật liệu lọc bề mặt, tạo nên lớp màng lọc, lớp màng lọc hình thành sau cho nước qua bể lọc từ - ngày, lớp lọc ngày dày lên tới giới hạn định người ta hớt lớp cát bề mặt dày từ - cm để rửa, để bể lọc làm việc theo thiết kế Bể lọc chậm có hiệu cao xử lý không dùng phèn chiếm nhiều diện tích quản lý vất vả, áp dụng cho trạm có cơng suất nhỏ hàm lượng cặn, độ màu nước nhỏ 30 6.4 LỌC NƯỚC 6.4.3 Bể lọc nhanh Tốc độ lọc từ ÷ 15m/h Trong bể lọc nhanh cặn giữ lại nhờ lực kết dính với hạt cát lọc tốc độ lọc lớn nên bể chiếm diện tích Tuy nhiên nhanh bị nhiễm bẩn, rửa lọc, thường rửa từ - lần ngày Việc rửa bể giới hóa người ta bơm nước cho chảy ngược chiều lọc với tốc độ lớn gấp 7÷ 10 lần đơi phải thổi thêm khơng khí làm cho cát lọc bị sục lên, cặn bẩn tách khỏi cát nước vào máng thoát hệ thống thoát nước Bể lọc nhanh áp dụng cho trạm có cơng suất lớn 31 6.5 KHỬ SẮT VÀ MANGAN Khử sắt Trong nước thường chứa nhiều sắt dạng muối hòa tan Fe(HCO3)2 FeSO4, để khử sắt nước ngầm người ta thường sử dụng phương pháp oxi hóa sắt oxy khí trời dùng hố chất (dùng chất ơxi hố mạnh Cl2, KMNO4 vơi) làm dùng phương pháp khác (khử sắt phương pháp trao đổi cation, điện phân, vi sinh vật) Khử sắt làm thống Thực chất phương pháp làm giàu ơxy cho nước, tạo điều kiện để Fe2+ ơxi hố thành Fe3+ Để làm việc người ta phun nước thành hạt nhỏ, để tăng diện tích tiếp xúc với khơng khí, nhờ nước hấp phụ ơxy có khơng khí, sau ơxy ơxy hóa Fe2+ thành Fe3+ Fe3+ tiếp tục thủy phân thành Fe(OH)3 ↓, tách khỏi nước lắng lọc Làm thoáng cho nước ta giàn mưa hay thùng quạt gió Tuỳ vào hàm lượng sắt nước ngầm sử dụng bể lắng khác 32 6.6 KHỬ TRÙNG NƯỚC Khái niệm Khử trùng nước khâu bắt buộc cuối trình xử lý nước ăn uống sinh hoạt Sau nước qua bể lắng, bể lọc phần lớn vi trùng giữ lại bị tiêu diệt (khoảng 90%) nhiên để đảm bảo chất lượng nước theo tiêu chuẩn ta phải tiến hành khử trùng nước Hiện có nhiều biện pháp khử trùng nước có hiệu như: Khử trùng chất ơxi hoá mạnh Khử trùng tia vật lý Khử trùng siêu âm Khử trùng phương pháp nhiệt Khử trùng ion kim loại nặng 33 6.5 KHỬ TRÙNG NƯỚC Phương pháp khử trùng thường dùng Clo hóa tức dùng Clo hợp chất Clo CaOCl2 nước Javen NaOCl chất oxi hóa mạnh có tính chất diệt trùng Khử trùng Clo hợp chất Clo Cl2 sản xuất nhà máy hóa chất dạng lỏng đưa vào nước dạng qua thiết bị chuyên dùng để đưa Clo vào nước gọi Cloratơ Cloratơ có chức pha chế định lượng Clo vào nước Clo hay Clorua vôi đưa vào nước cách châm vào đường ống dẫn nước từ bể lọc sang bể chứa Với nguồn nước có hàm lượng vi trùng cao phải đưa vào nước trước đưa vào bể trộn Hàm lượng Clo hay Clorua vôi dao động từ 0,5 ÷ 1,0g/l Lượng chlor thừa quan trọng, để dự phịng nhiễm bẩn xảy Yêu cầu hàm lượng Cl2 dư nước không 0,3 ÷ 0,5 mg/l 34 6.5 KHỬ TRÙNG NƯỚC Khử trùng nước biện pháp khác + Dùng phương pháp điện phân nước để sản xuất nước Javen NaOCl có khả diệt vi trùng + Dùng phương pháp tia tử ngoại Dùng loại đèn phát tia tử ngoại để diệt trùng, phương pháp đơn giản thiết bị đắt hay hỏng, tốn điện + Phương pháp dùng ôzôn(O3): Ở nước ôzôn phân huỷ nhanh thành ơxi phân tử ngun tử Ơzơn có hoạt tính mạnh Clo, nên khả diệt vi trùng mạnh Clo nhiều Ưu điểm phương pháp không gây mùi, nhược điểm hiệu thấp đạt (10÷ 15%) + Dùng sóng siêu âm: dùng thiết bị phát sóng siêu âm với cường độ tác dụng lớn khoảng thời gian nhỏ phút, diệt tồn vi sinh vật có nước + Phương pháp đun sôi nước: phương pháp tốn nguyên liệu 35 TRẠM XỬ LÝ NƯỚC MẶT 36 CÂU HỎI ÔN TẬP Vẽ sơ đồ tổng quát hệ thống cấp nước, nêu chức cơng trình hệ thống Hãy nêu phân tích yếu tố ảnh hưởng đến sơ đồ bố trí hệ thống cấp nước Hãy nêu phân tích ưu, nhược điểm, phạm vi áp ứng dụng mạng lưới phân nhánh màng lưới vòng Hãy nêu nguyên tắc vạch sơ đồ mạng lưới đường ống cấp nước Nêu bước thiết kế mạng lưới đường ống cấp nước Hãy trình bày trình tự bước tính tốn thuỷ lực mạng lưới phân nhánh Hãy trình bày trình tự bước tính tốn thuỷ lực mạng lưới vịng Hãy nêu loại cơng trình thu nước mặt nước ngầm Hãy trình bày chức năng, cách xác định dung tích cấu tạo đài nước 10 Hãy trình bày chức năng, cách xác định dung tích cấu tạo bể chứa nước 11 Vẽ sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lí nước mặt nêu nhiệm vụ, chức cơng trình đơn vị dây chuyền? 12 Vẽ sơ đồ dây chuyền cơng nghệ xử lí nước ngầm nêu nhiệm vụ, chức công trình đơn vị dây chuyền? 13 Hãy trình bày loại nguồn nước, đánh giá chất lượng trữ lượng nguồn nước 37 ... dùng cấp nước: nhiều cấp, hay hai cửa nước vào lắp đặt theo hình thức trục ngang trục đứng • Trạm bơm nơi bố trí thiết bị khí, động lực, điện • Trạm bơm cấp nước chia thành loại: TB cấp I, TB cấp. .. chung nước ngầm có chất lượng tốt nước mặt, xử lý nước ngầm thường khử sắt khử trùng 5.1 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC 5.1.2 Nguồn nước mưa Ở vùng núi cao thiếu nước, vùng nơng thơn hải đảo thiếu nước nước... loại nước ngầm mạch nông nước ngầm mạch sâu Nước ngầm mạch nơng có độ sâu khoảng đến 10 m Nước ngầm mạch sâu có độ sâu lớn 20 m a Đánh giá trữ lượng nước ngầm Nước ngầm có trữ lương lớn ổn định Nước