Thiết kế trạm xử lí nước ngầm công suất 8400m3ngày đêm.
Đồ án xử lý nước cấp GVHD:Ths Nguyễn Ngọc Thiệp TÊN ĐỒ ÁN:1 Đồ án xử lý nước cấp GVHD:Ths Nguyễn Ngọc Thiệp THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC NGẦMCÔNG SUẤT 8400m3/NGĐTÀI LIỆU THAM KHẢO1. TS.Trịnh Xuân Lai – Cấp nước tập 2. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 20022. PTS.Nguyễn Ngọc Dung – Xử lý nước cấp. Nhà xuất bản xây dựng 19993. Tiêu chuẩn ngành – cấp nước mạng lưới bên ngoài và công trình. Tiêu chuẩn thiết kế TCXD – 33:20062 Đồ án xử lý nước cấp GVHD:Ths Nguyễn Ngọc Thiệp MỤC LỤCCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN - GIỚI THIỆU 1.1 Mục tiêu đồ án 31.2 Nội dung thiết kế 31.3 Thành phần tính chất nước thô 3CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 4CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ3.1 Tính giàn mưa 83.2 Tính bể trộn 93.3 Tính bể phản ứng 113.4 Bể lắng ngang 133.5 Bể lọc 153.6 Công trình tôi vôi 223.7 Hồ cô đặc bùn và sân phơi bùn 243.8 Khử trùng nước 263.9 Bể chứa nước sạch 273.10 Trạm bơm cấp 2 273.11 Giếng khoan 28CHƯƠNG 4: CAO TRÌNH CÁC CÔNG TRÌNH4.1 Cao trình bể chứa nước sạch 294.2 Cao trình bể lọc 294.3 Cao trình bể lắng ngang 294.4 Cao trình bể phản ứng 304.5 Cao trình bể trộn 304.6 Cao trình giàn mưa 30CHƯƠNG 5: KHÁI QUÁT KINH TẾ5.1 Tính chi phí xây dựng ban đầu và thiết bị của hệ thống 313 Đồ án xử lý nước cấp GVHD:Ths Nguyễn Ngọc Thiệp 5.2 Tính chi phí vận hành và xử lý 345.3 Tính giá thành xử lý 1m3 nước 35CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN – GIỚI THIỆU1.1. MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN Nghiên cứu lựa chọn phương án xây dựng nhà máy nước mang tính khả thi cao, phù hợp với phương án bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Cung cấp đầy đủ nước cho các nhu cầu sinh hoạt, công nghiệp, tưới tiêu, thương mại, dịch vụ và chữa cháy1.2 . NỘI DUNG THIẾT KẾ CỦA ĐỒ ÁN - Lựa chọn công nghệ thích hợp với thông số chất lượng nước thô đầu vào và thuyết minh công nghệ- Thiết kế chi tiết các công trình xử lý đơn vị- Vẽ 3 bản vẽ Mặt bằng trạm xử lýMặt cắt theo nước của hệ thống xử lýThiết kế chi tiết 1 công trình đơn vị 1.3.THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THÔChất lượng nước có 2 thành phần cần xử lý pH: giá trị pH ít thay đổi theo các mùa và nguồn nước giếng hiện đang khai thác có giá trị pH thấp. Fe: hàm lượng Fe của các giếng vào mùa khô thường cao hơn chút ít so với mùa mưa. Hàm lượng Fe thường từ 7mg/l. Đối với nguồn nước ngầm, hàm 4 Đồ án xử lý nước cấp GVHD:Ths Nguyễn Ngọc Thiệp lượng Fe như vậy là tương đối cao, phải sử dụng thêm hóa chất mới có thể xử lý nước đạt yêu cầu nước cấp. Bảng thông số chất lượng nước thô : Thông số Giá trị Đơn vịTiêu chuẩn vệ sinh ăn uốngNhiệt độpHĐộ đụcSSĐộ màuĐộ kiềmFeCO2245,620502557500CNTUmg/lPt-Comgđl/lmg/lmg/l-6,5 – 8,5<=5<=15<=0,55 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ2.1. Tổng quan về các phương pháp đang áp dụng2.1.1. Công trình thu nước ngầmCông trình thu nước ngầm có thể chia thành các loại sauGiếng khoan: là công trình thu nước nầm mạch sâu. Độ sâu khoan phụ thuộc vào độ sâu tầng chứa nước, thường nằm trong khoảng 20 – 200m, đôi khi có thể lớn hơn. Giếng khoan được sử dụng rộng rãi trong mọi trạm xử lý. Hiện nay có 4 loại giếng khoan đang được sử dụng:+ Giếng khoan hoàn chỉnh, không áp+ Giếng khoan không hoàn chỉnh, không áp+ Giếng khoan hoàn chỉnh, có áp+ Giếng khoan không hoàn chỉnh có ápCấu tạo giếng khoan gồm+ Miệng giếng+ Ống vách để gia cố và bảo vệ giếng+ Ống lọc+ Ống lắngGiếng khơi: là công trình thu nước ngầm mạch nông, thường không áp đôi khi áp lực yếu, chỉ áp dụng đối với các điểm dùng nước nhỏ hoặc hộ gia đình lẻ.Đường hầm thu nước: được áp dụng để thu nước ngầm mạch nông, độ sâu tầng chứa nước không quá 8m, cung cấp cho những điểm dùng nước với lưu lượng nhỏ.Công trình thu nước ngầm mạch lộ thiênCông trình thu nước thấm2.1.2. Công trình làm thoángMục đích làm thoáng là làm giàu oxy cho nước và tăng pH cho nước.Làm thoáng trước để khử CO2, hòa tan O2 và nâng giá trị pH của nước. Công trình làm thoáng được thiết kế với mục đích chính là khử CO2 vì lượng CO2 trong nước cao sẽ làm giảm pH mà môi trường pH thấp không tốt cho quá trình oxy hoá Fe. Sau khi làm thoáng ta sẽ châm hóa chất để khử Fe có trong nước. Hóa chất sử dụng ở đây là clo – một chất oxy hóa mạnh để oxy hóa Fe, các chất hữu cơ có trong nước, Mn, H2S. Ngoài ra để tạo môi trường thuận lợi cho quá trình oxy hóa Fe thì ta phải cho thêm vôi cùng với clo. Mục đích cho thêm vôi là để kiềm hóa nước giúp cho tốc độ phản ứng oxy hóa Fe diễn ra nhanh hơnCó thể làm thoáng tự nhiên hoặc làm thoáng nhân tạo. Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc ThiệpCác công trình làm thoáng gồm:- Làm thoáng đơn giản: phun hoặc tràn trên bề mặt bể lọc có chiều cao từ trên đỉnh tràn đến mực nước cao nhất > 0,6mHiệu quả:- Khử được 30 – 35% CO2- Tốc độ lọc 5 – 7m/h; d = 0,9 – 1,3mm; Hvll = 1,0 – 1,2m- Cường độ rử lọc bằng nước 10 – 12l/s.m2; bằng khí 20l/s.m2- Fe <=5mg/l; pH sau làm thoáng >6,8- Dàn mưa: làm thoáng tự nhiên. Khử được 75 – 80% CO2, tăng DO (55% DO bão hòa)Cấu tạo dàn mưa gồm:+ Hệ thống phân phối nước+ Sàn tung nước (1 – 4 sàn), mỗi sàn cách nhau 0,8m+ Sàn đỡ vật liệu tiếp xúc+ Sàn và ống thu nước- Thùng quạt gió: làm thoáng tải trọng cao(làm thoáng cưỡng bức) nghĩa là gió và nước đi ngược chiều. Khử được 85 – 90% CO2, tăng DO lên 70 – 85% DO bão hòa.Cấu tạo:- Hệ thống phân phối nước- Lớp vật liệu tiếp xúc2.1.3. Bể lắng:Mục đích của bể lắng là nhằm lắng cặn nước, làm sạch sơ bộ trước đi đư nước vào bể lọc để hoàn than quá trình làm trong nước. Trong thực tế thường dùng các loại bể lắng sau tùy thuộc vào công suất và chất lượng nước mà người ta sử dụngBể lắng ngang: được sử dụng trong các trạm xử lý có công suất >30000m3/ng đối với trường hợp xử lý nước có dùng phèn và áp dụng với bất kì công suất nào cho các trạm xử lý không dùng phèn.Bể lắng đứng: thường được áp dụng cho những trạm xử lý có công suất nhỏ hơn (đến 3000 m3/ng). Bể lắng đứng hay bố trí kết hợp với bể phản ứng xoáy hình trụ. Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn ít diện tích xây dựng hơn nhưng bể lắng trong có cấu tạo phức tạp, chế độ quản lý vận hành khó, đòi hỏi công trình làm việc liên tục và rất nhạy cảm với sự dao động lưu lượng và nhiệt độ của nước. Bể chỉ áp dụng đối với các trạm có công suất đến 3000m3/ng.7 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc ThiệpBể lắng li tâm: có dạng hình tròn, đường kính từ 5m trở lên. Bể thường được áp dụng để sơ lắng các nguồn nước có hàm lượng cặn cao(>2000mg/l) với công suất >=30000 m3/ng thì có hoặc không dùng chất keo tụ2.1.4. Bể lọcBể lọc chậm: dùng để xử lý cặn bẩn, vi trùng có trong nước bị giữ lại trên lớp màng lọc. Ngoài ra bể lọc chậm dùng để xử lý nước không dùng phèn, không đòi hỏi sử dụng nhiều máy móc, thiết bị phức tạp, quản lý vận hành đơn giản. Nhược điểm lớn nhất là tốc độ lọc nhỏ, khó cơ giới hóa và tự động hóa quá trình rửa lọc vì vậy phải quản lý bằng thủ công nặng nhọc. Bể lọc chậm thường sử áp dụng cho các nhà máy có công suất đến 1000m3/ng với hàm lượng cặn đến 50mg/l, độ màu đến 50 độBể lọc nhanh: là bể lọc nhanh một chiều, dòng nước lọc đi từ trên xuống, có một lớp vật liệu là cát thạch anh. Bể lọc nhanh phổ thông được sử dụng trong dây chuyền xử lý nước mặt có dùng chất keo tụ hay trong dây chuyền xử lý nước ngầmBể lọc nhanh 2 lớp: có nguyên tắc làm việc giống bể lọc nhanh phổ thông nhưng có 2 lớp vật liệu lọc là cát thạch anh và than angtraxit nhằm tăng tốc độ lọc và kéo dài chu kỳ làm việc của bể.Bể lọc sơ bộ: được sử dụng để làm sạch nước sơ bộ trước khi làm sạch triệt để trong bể lọc chậm. Bể lọc này làm việc theo nguyên tắc bể lọc nhanh phổ thôngBể lọc áp lực: là một loại bảo vệ nhanh kín, thương được chế tạo bằng thép có dạng hình trụ đứng cho công suất nhỏ và hình trụ ngang cho công suất lớn. Loại bể này được áp dụng trong dây chuyề xử lý nước mặt có dùng chất phản ứng khi hàm lượng cặn của nước nguồn lên đến 50mg/l, độ đục lên đến 80 với công suất trạm xử lý đến 300m3/ng, hay dùng trong công nghệ khử sắt khi dùng ejector thu khí với công suất <500m3/ng và dùng máy nén khí cho công suất bất kì.Bể lọc tiếp xúc: thường được sử dụng trong 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 công suất bất kì hoặc khử sắt trong nước ngầm cho trạm xử lý có công suất đến 10000m3/ng.2.1.5. Khử trùng Khử trùng nước là khâu bắt buộc cuối cùng trong quá trình xử lí nước cấp . Trong nước thô có rất nhiều vi sinh vật và vi trùng gây bệnh như tả, lị, thương hàn cần phải khử trùng nước để đảm bảo chất lượng nước phục vụ nhu cầu ăn uống. Trong hệ thống này dùng clo lỏng để khử trùng. Cơ sở của phương pháp này là dùng chất oxi hóa mạnh để oxy hóa men của tế bào sinh vật và tiêu diệt chúng. Ưu điểm của phương pháp này là vận hành đơn giản, rẻ tiền và đạt hiệu suất chấp 8 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệpnhận được. Dung dịch clo được bơm vào đường ống dẫn nước từ bể lọc sang bể chứa nước sạch.2.1.6. Bể chứa nước sạchBể chứa nước sạch có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nước giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II. Nó còn có nhiệm vụ dự trữ nước chữa cháy trong 3 giờ, nước xả cặn bể lắng, nước rửa bể lọc và nước dùng cho các nhu cầu khác của nhà máy.Bể có thể làm bằng beetong cốt thép hoặc bằng gạch có dạng hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng. Bể có thể xây dựng chìm, nổi hoặc nửa chìm nửa nổi tùy thuộc vào điều kiện cụ thể.2.2. Lựa chọn phương án xử lý2.2.1.Đề xuất phương án xử lýViệc lựa chọn cơng nghệ xử lý nước phụ thuộc vào chất lượng và đặc trưng của nguồn nước thơ. Các vấn đề cần đề cập đến khi thiết kế hệ thống xử lý nước bao gồm chất lượng nước thơ, u cầu và tiêu chuẩn sau xử lý. Dựa vào các số liệu đã có, so sánh chất lượng nước thơ và nước sau xử lý để quyết định cần xử lý những gì, chọn những thơng số chính về chất lượng nước và đưa ra kỹ thuật xử lý cụ thể. Theo chất lượng nước nguồn đã có đưa ra các phương án xử lý:Phương án 1:Phương án 2:giàn mưavơiBể trộnBể phản ứng Bể lắng ngangBể lọc nhanhClorineXả cặn ra hồ nén cặnNước từ trạm bơm giếng khoan Cung cấpBể chứa nước sạch9 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp2.2.2. So sánh 2 phương ánSo sánh Phương án 1 Phương án 2Ưu điểm - Giàn mưa: + Dễ vận hành+ Việc duy tu, bảo dưỡng và vệ sinh định kỳ giàn mưa cũng không gặp nhiều khó khăn- Bể lắng ngang:+ hoạt động ổn định, có thể hoạt động tốt ngay khi chất lượng nước đầu thay đổi+ Vận hành đơn giản- Khi nước qua bể lắng ngang kết hợp với bể phản ứng thì hiệu suất xử lý gần như tương đương so với bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng- Hệ số khử khí CO2 trong thùng quạt gió là 90 – 95% cao hơn so với giàn mưa- Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng đạt hiếu suất cao hơn bể lắng ngang- Khối lượng công trình nhỏ ít chiếm diện tíchKhuyết điểm - Giàn mưa tạo tiếng ồn khi - Thùng quạt gió vận Thùngquạt gióvôiBể trộnBể lắng trong có lớp cặn lơ lửngBể lọc nhanhClorineNước từ trạm bơm giếng khoan Cung caápBể chứa nước sạch10 [...]... Lượng nước dự trữ cho bản thân trạm xử lý(m3) Wbt = 6 × 8400 = 504m 3 100 Wbc = Wđh + W3hcc+Wbt = 1260+324+504 = 2088 m3 Wbc = L × B × H = 20 × 20 × 5,5 3.10.TRẠM BƠM CẤP 2 Trong trạm bơm cấp 2 gồm : 31 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp _ 1 máy bơm chân khơng : bơm gió tới bể lọc để rửa lọc _ 1 máy bơm hướng trục : bơm nước tới bể lọc để rửa lọc _ 2 máy bơm ly tâm hướng trục : 1 máy bơm nước. .. trong bể chứa (m) 3,5: độ chênh lệch mực nước giữa bể lọc và bể chứa (m) 2: chiều cao lớp nước trong bể lọc (m) 0,61: 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 của ống dẫn nước rửa lọc l = 100 m, đường kính ống rửa lọc d=300m; Qr = 196 l/s; 1000i = 32,8 24 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp... lưu lượng nước đầu vào Qua việc so sánh trên ta thấy phương án 1 là hợp lý Chọn phương án 1 làm phương án tính tốn Tóm lại hệ thống xử lý của nhà máy bao gồm: - Giàn mưa - Bể trộn đứng - Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng - Bể lắng ngang - Bể lọc nhanh - Bể chứa nước sạch 11 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TÍNH TỐN HỆ THỐNG CẢI TẠO 3.1.TÍNH GIÀN MƯA Lưu lượng nước qua... Sét kết màu xám đen cấu tạo phân lớp mỏng bão hòa nước dẻo dính 16 20 Sét pha, màu nâu đỏ, xám trắng, ướt dẻo dính 41,0 Ống chống PVC Nắp đáy 50 Bazan đặc sít xen lỗ hổng màu xám đen, đá cứng chắc nứt nẻ mạnh, khả năng chứa nước tốt Cát kết thạch anh, màu xám nâu, bò biến chất, rắn chắc, ít nứt nẻ 7 33 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp CHƯƠNG 4:CAO TRÌNH CÁC CƠNG TRÌNH TRONG TRẠM XỬ LÝ... nước trong bể là 2 phút W= Q × t 350 × 2 = = 11,67m 3 60 60 Thể tích phần hình hộp bể trộn Wt = W − Wd = 11,67 − 3 = 8,67 m 3 Chiều cao phần trên của bể ht = Wt 8,67 = = 2,17 m ft 4 Chọn chiều cao bể ht = 2,2m Chọn chiều cao bảo vệ hbv=0,3m Chiều cao tồn phần của bể h = ht + hd + hbv = 2,2 + 1,5 + 0,3 = 4m Thiết kế thu nước bằng máng vòng có lỗ ngập trong nước Nước chảy trong máng đến chỗ ống dẫn nước. .. phơng đồng tâm: Lưu lượng thu nước lọc của 1 bể là: q = Q 0,097 = = 0,032m 3 / s 3 3 Đường kính ống từ 1 bể ra xi phơng đồng tâm, chọn d = 0,15m Vận tốc nước chảy trong ống: v= 4× q 4 × 0,032 = = 1,8m / s 2 π ×d π × 0,15 2 Thiết bị xi phơng: Đường kính ống xi phơng đồng tâm: d xp = d = 0,15m Nước qua xi phơng ra mương chứa nước sạch, từ đó nước được dẫn về bể chứa Ống dẫn nước tới bể chứa Với v = 1m/s,... đất tại nơi xây dựng bể chứa nước sạch của trạm xử lý Ztr = 0,00 1 Cao trình bể chứa nước sạch Bể chứa nước sạch có dung tích Wbc = 2200 m3 với kích thước 20 × 20 × 5,5m Xây bể kiểu chìm, bể được xây âm dưới đất là 4,5 m Cốt đáy bể chứa Z dbc = Z tr − 5,5 = 1,00 − 5,5 = −4,5m Cốt mực nước trong bể chứa Z nbc = Z dbc + H nbc = −4,5 + 4 = −0,5m Trong đó H nbc : Chiều cao mực nước trong bể chứa 2 Cao trình... trộn đứng Z dg = Z nt + 0,6 = 5,9 + 0,6 = 6,5m Trong đó Z nt : cốt mực nước trong bể trộn (m); 0,6: tổn thất từ giàn mưa qua bể trộn 35 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp CHƯƠNG 5: KHÁI TỐN KINH TẾ 5.1.TÍNH CHI PHÍ XÂY DỰNG BAN ĐẦU VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG Giá thành xử lý nước bao gồm - Chi phí xây dựng cơ bản và thiết bị (chi phí đầu tư ban đầu) - Chi phí vận hành và quản lý Chi phí... vỡ kết cấu ban đầu của lớp cát lọc lấy hbm = 2 m Vậy tổn thất áp lực trong nội bộ bể lọc: ht = h p + hd + hvl + hbm = 2,464 + 0,359 + 2 = 4,8m • Tính bơm nước rửa lọc Áp lực cơng tác cần thiết của máy bơm rửa lọc xác định theo cơng thức: Hr = hhh + ho+ht+ hcb hhh: độ cao hình học từ cột mực nước thấp nhất trong bể chứa đến mép máng thu nước rửa (m) hhh = 4 + 3,5 – 2 + 0,61 = 6,11 m 4: chiều sâu mực nước. .. tung nước bằng các tấm inox có đục lỗ có d = 3mm, khoảng cách giữa các lỗ là 100mm - Số sàn tung nước: 3 - Khoảng cách giữa các sàn tung là 0,7 m Chọn chiều cao ngăn thu nước là 0,3m Chiều cao trên sàn tung nước cao nhất là 0,1m Chiều cao giàn mưa: 0,7 x 3 + 0,3 +0,1 = 2,5m ống phân phối nước Lưu lượng trên mỗi ngăn của giàn mưa q= Qn 0,097 = = 0,0194(m 3 / s ) N 5 Đường kính ống chính phân phối nước . GVHD:Ths Nguyễn Ngọc Thiệp THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC NGẦMCÔNG SUẤT 8400m3/NGĐTÀI LIỆU THAM KHẢO1. TS.Trịnh Xuân Lai – Cấp nước tập 2. Nhà xuất bản khoa. THIẾT KẾ CỦA ĐỒ ÁN - Lựa chọn công nghệ thích hợp với thông số chất lượng nước thô đầu vào và thuyết minh công nghệ- Thiết kế chi tiết các công trình xử