Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho khu đô thị mễ trì công suất 15000 m3 ngày đêm (khóa luận quản lý tài nguyên rừng và môi trường)

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG & MƠI TRƢỜNG  - KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC CẤP CHO KHU ĐƠ THỊ MỄ TRÌ CÔNG SUẤT 15000 m3/ NGÀY ĐÊM NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN MÔI TRƢỜNG MÃ SỐ: 7850101 Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực Mã sinh viên Lớp Khóa học : ThS Trần Thị Thanh Thủy : Lê Trần Đức : 1653150549 : K61 - QLTN&MT : 2016 - 2020 Hà Nội, 2020 LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập Trường Đại học Lâm Nghiệp, với mục đích hồn thiện chương trình đào tạo học phần luận văn tốt nghiệp, nhằm nâng cao kỹ nghề nghiệp, giúp sinh viên tiếp cận với điều kiện thực tế trở thành cử nhân môi trường có kiến thức vững vàng tương lai Để luận văn đạt kết tốt đẹp, em nhận hỗ trợ, giúp đỡ nhiều quan, tổ chức, cá nhân Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép em bày tỏ lòng biết ơn đến tất cá nhân quan tạo điều kiện giúp đỡ em trình học tập nghiên cứu đề tài Trước hết em xin gửi lời chào trân trọng tới thầy cô Khoa Quản lý tài nguyên rừng Môi trường Trường Đại học Lâm nghiệp Với quan tâm, dạy dỗ, bảo tận tình chu đáo thầy cơ, đến em hồn thành luận văn, đề tài: “Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho khu thị Mễ Trì cơng suất 15000m 3/ ngày đêm” Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Cô ThS Trần Thị Thanh Thủy Thầy ThS Lê Phú Tuấn hỗ trợ, quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành tốt luận văn thời gian qua Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo Trường Đại học Lâm Nghiệp, Khoa Phòng ban chức trực tiếp gián tiếp giúp đỡ em suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Khơng thể không nhắc tới đạo Ban lãnh đạo Công ty cổ phần kỹ thuật công nghệ thiết bị điện HTN giúp đỡ nhiệt tình anh chị Phòng quản lý dự án tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian thực tập quý Công ty Với điều kiện thời gian kinh nghiệm hạn chế học viên, luận văn tránh thiếu sót Em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy để em có điều kiện học hỏi, bổ sung, nâng cao ý thức kiến thức cịn thiếu sót để phục vụ tốt cơng tác thực tế sau Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Sinh viên Lê Trần Đức i năm 2020 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC SƠ ĐỒ vii ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát nước cấp 1.2 Các loại nguồn nước dùng để cấp nước 1.3 Chất lượng nguồn nước 1.4 Tổng quan chất lượng nước 1.5 Tổng quan phương pháp xử lý nước cấp 11 1.6 Dây chuyền công nghệ xử lý nước 14 CHƢƠNG II MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 20 2.2 Nội dung nghiên cứu 20 2.3 Phạm vi nghiên cứu 21 2.4 Phương pháp nghiên cứu 21 CHƢƠNG III GIỚI THIỆU CHUNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ - XÃ HỘI – KHU VỰC NGHIÊN CỨU 23 3.1 Điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội 23 3.2 Tổng quan khu thị Mễ Trì 28 ii CHƢƠNG IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 30 4.1 Nghiên cứu, đánh giá trạng chất lượng loại nước nguồn dùng để xử lý thành nước cấp 30 4.1.1 Cơ sở lựa chọn cơng nghệ xử lí nước, đánh giá lựa chọn nguồn nước dùng để xử lý thành nước cấp 30 4.1.2 Tính tốn lưu lượng trạm xử lý nước cấp dự báo nhu cầu dùng nước 31 4.1.3 Hiện trạng chất lượng nước tiêu chất lượng nước 32 4.2 Đề xuất công nghệ, hệ thống xử lý nước cấp phù hợp với dự án 40 4.2.1 Thực trạng sử dụng nguồn nước cấp khu vực nghiên cứu Cơ sở thực tiễn để đề xuất trạm xử lý nước cấp cho khu đô thị 40 4.2.2 Đề xuất công nghệ 41 4.2.3 Phân tích ưu - nhược điểm lựa chọn dây chuyền cơng nghệ 44 4.3 Tính tốn, thiết kế dự tốn chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý nước cấp 45 4.3.1 Tính tốn cơng trình đơn vị, lựa chọn thiết bị liên quan 45 4.3.2 Khai tốn cơng trình 67 4.3.3 Sử dụng phần mềm Autocad để thiết kế cơng trình 75 CHƢƠNG V KẾ LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ 76 5.1 Kết luận 76 5.2 Tồn 76 5.3 Kiến nghị 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC iii DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Nguyên nghĩa COD Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) BOD5 Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand) GHTĐ Giới hạn tối đa GTVT Giao thông vận tải MNCN Mực nước cao MNTN Mực nước thấp NTU QCVN 01/2009/BYT QCVN 08- Đơn vị đo độ đục (Nepheometric Turbidity Unit) Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt MT:2015/BTNMT (National technical regulation on surface water quality) TCXDVN 33:2006 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam cấp nước – mạng lưới đường ống cơng trình tiêu chuẩn thiết kế TXL Trạm xử lý TP Thành Phố Tổ chức Giáo dục, Khoa học Văn hóa Liên Hợp UNESCO Quốc Tên đầy đủ tiếng anh United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization VAT Thuế giá trị gia tăng ( Value Added Tax) iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thành phần chất gây ổ nhiễm nguồn nước mặt Bảng 1.2: Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống Bảng 1.3: Dự báo nhu cầu dùng nước 32 Bảng 1.4: Kết thí nhiệm chất lượng nước sơng Hồng 33 Bảng 1.5: Các tiêu vượt quy chuẩn cần xử lý 40 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Sơ đồ tác nhân làm nhiễm bẩn nguồn nước Hình 1.2: Khu thị Mễ Trì trung tâm thành phố Hà Nội 23 Hình 1.3: Sơ đồ cấu tạo cơng trình thu trạm bơm cấp I 45 Hình 1.4: Bể Trộn đứng 50 Hình 1.5: Bể lắng ngang thu nước bề mặt 54 vi DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1: Nhà máy xử lý nước Thủ Đức 13 Sơ đồ 1.2: Nhà máy xử lý nước BOO Thủ Đức 13 Sơ đồ 1.3: Nhà máy xử lý nước Tam Hiệp 14 Sơ đồ 1.4: Quy trình cơng nghệ xử lí nước mặt tiêu biểu 19 Sơ đồ 1.5: Sơ đồ công nghệ sử dụng bể lắng có lớp cặn lơ lửng 42 Sơ đồ 1.6: Sơ đồ công nghệ sử dụng bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng kết hợp bể lắng ngang 43 vii ĐẶT VẤN ĐỀ Trong sống chúng ta, nước chiếm 71% diện tích bề mặt trái đất môi trường vấn đề mà hầu hết quan tâm Tuy nhiên, vấn đề khơng tự phát sinh mà nguyên nhân nhu cầu sống người gây Nước môi trường nước đóng vai trị quan trọng q trình hình thành sống phát triển trái đất Trong khu dân cư, nước phục vụ cho mục đích sinh hoạt, nâng cao đời sống tinh thần cho người dân Nước cịn đóng vai trị quan trọng sản xuất, phục vụ cho hàng loạt ngành nông nghiệp, công nghiệp ngành khác Nước tham gia vào trình tái sinh giới hữu cơ, nguồn gốc hình thành tích lũy chất hữu tượng quang hợp thực tác dụng lượng mặt trời với góp phần nước khơng khí Trong q trình trao đổi chất, nước đóng vai trị chất trao đổi trung gian q trình phản ứng lý, hóa học diễn tham gia bắt buộc nước Chính đề tài trọng đến việc cải tạo môi trường, ngăn ngừa ô nhiễm cung cấp nguồn nước cho người khu thị Mễ Trì Vấn đề được đặt làm để cung cấp nước cho sinh hoạt sản xuất cách tốt hiệu nhất, vừa phải đảm bảo mặt kinh tế vừa đảm bảo mặt mơi trường Theo định hướng cấp nước phủ đến giai đoạn 2025, nhằm phát triển kinh tế, nâng cao đời sống nhân dân, với việc phát triển mạnh thị hóa nên cơng trình kỹ thuật sở hạ tầng cần xây dựng với quy mơ tương xứng, có cơng trình cấp nước Khu thị Mễ Trì nằm Quận Nam Từ Liêm phía Tây trung tâm thành phố Hà Nội, theo quy hoạch chung Thủ đô Hà Nội đến 2025, tầm nhìn 2050, quận Nam Từ Liêm đô thị lõi, trung tâm hành chính, dịch vụ, thương mại Thủ Hà Nội Kinh tế xã hội ngày phát triển mạnh, vấn đề gia tăng dân số học áp lực nước nhu cầu thiếu để phục vụ sinh hoạt sản xuất khu vực việc xây dựng trạm xử lý nước cấp phục vụ cụm dân cư khu đô thị phường Mễ Trì nhu cầu cấp thiết Nó đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt hoạt động sản xuất kinh doanh tương lai Nhận thức tầm quan trọng nguồn nước, định chọn đề tài: “Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho khu thị Mễ Trì với cơng suất 15000 m3/ngđ” CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát nƣớc cấp Khái niệm nước cấp - Nước cấp nước sau trải qua trình xử lý nhà máy xử lý làm công nghệ đại chuyển đến trạm trung chuyển từ trạm cung cấp nước cho người tiêu dùng Nước cấp chia thành loại: nước cấp dành cho sinh hoạt nước cấp dành cho ăn uống Hai nguồn nước cấp hoàn toàn khác nguồn nước tài nguyên ( sông, suối, ao, hồ, nước ngầm nước mưa) cơng nghệ làm Các thành phần nước nhà máy đo đạc cẩn thận kiểm nghiệm an toàn trước đưa vào sử dụng - Hiện loại nguồn nước (nước mặt, nước ngầm) khai thác, xử lý để cấp cho nhu cầu sinh hoạt, sản xuất có nguy bị nhiễm Chính vậy, bảo vệ nguồn nước lâu dài bền vững chiếm vai trò quan trọng đời sống người bối cảnh kinh tế ngày phát triển…[2] Hình 1.1: Sơ đồ tác nhân làm nhiễm bẩn nguồn nước 1.2 Các loại nguồn nƣớc dùng để cấp nƣớc Nước biển, nước ngầm, nước mưa, nước mặt, nước khống…, nguồn nước tự nhiên gọi nước thơ chưa qua xử lý, khai thác dùng nước cung cấp cho trạm xử lý +) Tổng hàm lượng muối: P = 237.48 (mg/l) +) Hàm lượng (Co2)1: (Co2)1 = 40.02 (mg/l) +) Độ kiềm toàn phần: k1 = 3.39 (mgđl/l) Từ k1 , (Co2)1, P, to ta dựa vào toán đđồ hình 6-2 TCXDVN 33:2006 ta xác định pHo : pHo = 6.85 mg/l +) pHs : độ pH nước sau bão hòa Cacbonat đến trang thái cân bằng: pHs  f1(t)  f2(Ca2+)  f3(k1)  f4(P ) Trong đó: f1(t0): hàm số nhiệt độ theo to f2(Ca2+): hàm số nồng độ ion Ca2+ f3(k1): hàm số độ kiềm sau pha phèn k1 f4(P ): hàm số tổng hàm lượng muối P - Dựa vào hình 6-1: Đồ thị để xác định pH nước bão hòa Canxi Cacbonat ta xác định t0 =23.50C => f1(t0) = 2.03 Ca2+ = 83 (mg/l) => f2(Ca2+) = 1.82 k1 = 3.39 (mgđl/l) => f3(k1) = 1.6 P = 237.48 (mg/l) => f4(P ) = 8.785 => pHs  2.03  1.82  1,6  8,785 = 7.395 => J  6.85 - 7.395 = - 0.545 J < chứng tỏ nước nguồn có tính xâm thực nên cần phải tạo lớp bảo vệ Cacbonat mặt thành ống kiềm hóa nước Ta dùng vơi để tiến hành kiềm hóa nước d Lượng vôi (Dv) pha thêm vào để đưa nước trạng thái ổn định (J=0) - Dựa vào bảng 6.20 TCXDVN 33:2006 ta có: J < 0, pH0 < pHs < 8.4 => Dv = x k1 : hệ số xác định theo đồ thị hình 6-4: biểu đồ để xác định hệ số theo nồng độ kiềm TCXDVN 33:2006 Ta có |J| = 0.545 pHo = 6.85 mg/l => = 0.15 => Dv = 0.15 x 3.39 = 0.5085 (mgđl/l) - Ta chuyển đổi Dv thành đơn vị trọng lượng kỹ thuật D’v (mg/l): (mg/l) Trong đó: e: đương lượng hoạt chất kiềm mg/mgđl Đối với vơi tính theo CaO, e=28 Ck : hàm lượng hoạt chất sản phẩm kỹ thuật Ck = 80% e Hàm lượng cặn lớn sau đưa hóa chất vào Cmax = C0max + 0.25 M + Kp Dp + D’v (mg/l) Trong đó: C0max: hàm lượng cặn ban đầu nước, C0max = 13.18 mg/l M: độ màu nước nguồn, M = Pt-Co Kp: hệ số ứng với loại phèn, với phèn nhôm sạch, Kp = 0.55 Dp: liều lượng phèn đưa vào nước, Dp = 35mg/l Dv: liều lượng vôi đưa vào nước, Dv = 17.703 (mg/l) => Cmax = 13.18 + 0.25 x + 0.55 x 35 + 17.703 = 52.4 (mg/l) Tính tốn cơng trình dây chuyền công nghệ a Thiết bị vôi tôi, pha chế sữa vơi dung dịch vơi bão hịa - Ta sử dụng vơi dạng vơi sữa, hịa vơi vào nước để dung dịch vôi sữa - Với liều lượng vôi cần đưa vào D’v = 17.703 (g/m3) => Liều lượng vôi dùng ngày: Mv = = 266 kg/ngày b Bể hịa trộn vơi - Kích thước bể vơi sữa: Dung tích bể pha vơi : Wv (m )  Q  n  Dv 10.000  b2   Trong : Q : lưu lượng nước tính tốn, Q = 15000 ( m3/ngày) = 625 (m3/h) n : số lần pha vôi, n = 8h D : liều lượng vôi cho vào nước, D = 17.703 mg/l b2 : nồng độ vôi sữa, b2 = 5%  : khối lượng riêng vôi sữa,   1(T / m ) Ta có: ( ) - Ta thiết kế thùng đựng vơi sữa: +) Bể pha vơi sữa có tiết diện hình trịn đường kính D = 1.6m, gồm phần: phần hình trụ, bên hình chóp có góc tâm 600, bề rộng đáy a = 0,2m +) Đáy bể đặt ống xả cặn D = 150mm - Chiều cao phần hình trụ : ( ) - Chiều cao phần hình chóp : ( ⁄ ) ( ( ) ⁄ ) - Chiều cao dự trữ : Hdt = 0,3m (qui phạm 0,3 – 0,4m ) - Tổng chiều cao bể pha vôi sữa:H = Ht + Hdt + Hch = 0.9 + 0.3 + 1.2 = 2.4 m - Thể tích xây dựng bể : ( ) ( ) ( )  Khuấy trộn máy trộn cánh quạt: Chọn số vòng quay cánh quạt 40 vòng/phút (TCXDVN 33:2006 qui định > 40 vịng/phút) Chọn chiều dài cánh quạt 0.45 đường kính bể (qui phạm : 0.4 – 0.45) - Chiều dài cánh quạt : ( ) - Chiều dài toàn phần cánh quạt : ( ) - Diện tích cánh quạt thiết kế 0,15 m2 cánh quạt/1m3 vôi sữa bể (qui phạm 0,1 – 0,2m2) : ( ) - Chiều rộng cánh quạt : ( ) - Công suất động để quay cánh quạt : N (W )  0,5    hq  n  d  z  Trong :  : trọng lượng thể tích dung dịch khuấy trộn t  250 C    997kg / m hq : chiều cao cánh quạt, hq = bq = 0.093m n : số vòng quay cánh quạt giờ, n = 40 v/phút = (40/60)v/s d : đường kính vịng trịn đầu cánh quạt tạo quay d = Lq = 1.44m z: số cánh quạt trục máy khuấy, z =  : hệ số hữu ích cấu truyền động,   0,8 ( ) Ta có: ( ) => Chọn động có cơng suất 300W c Bể tiêu thụ vơi - Kích thước bể tiêu thụ vơi : Dung tích bể tiêu thụ : ( ) Trong đó: Wv1: Dung tích bể hòa trộn Wp1 = 1.8 m3 bh : Nồng độ dung dịch vơi thùng hịa tan (%) (qui phạm 10 – 17%) Chọn bh =10% bt : Nồng độ dung dịch bể tiêu thụ bt = 5% (qui phạm – 10%) Số bể tiêu thụ bể Bể tiêu thụ có tiết diện hình trịn đường kính D = 1.6m, gồm phần: phần hình trụ, bên hình chóp có góc tâm 600, bề rộng đáy a = 0.2m Đáy bể đặt ống xả cặn D = 150mm - Chiều cao phần hình trụ : ( ) - Chiều cao phần hình chóp : ( ⁄ ) ( ( ⁄ ) - Chiều cao dự trữ : Hdt = 0.3m (qui phạm 0.3 – 0.4m ) - Tổng chiều cao bể pha vôi sữa:H = Ht + Hdt + Hch = 0.9 + 0.3 + 1.2 = 2.4 m - Thể tích xây dựng bể : ( ) ( ) ( Các thông số thiết kế bể tiê thụ vôi : (chiều cao bảo vệ 0.3m) STT Thơng số Đơn vị Kích thƣớc Số lượng bể 2 Chiều cao m 2.4 Đường kính m 1.6 Thể tích m3 1.8 )  Khuấy trộn máy trộn cánh quạt: Chọn số vòng quay cánh quạt 40 vòng/phút (TCXDVN 33:2006 qui định > 40 vòng/phút) Chọn chiều dài cánh quạt 0.45 đường kính bể (qui phạm : 0.4 – 0,45) - Chiều dài cánh quạt : ( ) - Chiều dài toàn phần cánh quạt : ( ) - Diện tích cánh quạt thiết kế 0.15 m2 cánh quạt/1m3 vôi sữa bể (qui phạm 0.1 – 0.2m2) : ( ) - Chiều rộng cánh quạt : ( ) - Công suất động để quay cánh quạt : N (W )  0,5    hq  n  d  z  Trong :  : trọng lượng thể tích dung dịch khuấy trộn t  250 C    997kg / m hq : chiều cao cánh quạt, hq = bq = 0.093 m n : số vòng quay cánh quạt giờ, n = 40 v/phút = (40/60)v/s d : đường kính vịng trịn đầu cánh quạt tạo quay d = Lq = 1.44 m z: số cánh quạt trục máy khuấy, z =  : hệ số hữu ích cấu truyền động,   0,8 ( ) ( ) => Chọn động có cơng suất 350W d Chọn bơm định lượng - Lưu lượng dung dịch vôi sữa 5% cần thiết đưa vào nước : (l/h) = 6.15 ( ) - Cột áp bơm : H = 100 m - Cơng suất bơm : Ta có: 0.075 (kw) Trong đó: qb : lưu lượng bơm, qb = 6.15.10-5m3/s  : khối lượng riêng dung dịch,   997kg / m g : gia tốc trọng trường, g = 9.81 m/s2 H : cột áp bơm, H = 100 m  : hiệu suất chung bơm  = 0.72 – 0.93 Chọn = 0.8 => Chọn bơm định lượng kiểu màng lưu lượng 10 – 40 l/h, công suất 1KW - Trong trạm đặt bơm, làm việc dự phòng Thiết bị hòa tan, tiêu thụ định lƣợng phèn - Trước cho vào bể trộn đứng, phèn phải hòa thành dung dịch bể hòa tan bể tiêu thụ nhằm điều chỉnh đến nồng độ thích hợp (5%), dẫn vào bể trộn đứng hòa trộn với nước cần xử lý a Bể hòa tan phèn - Kích thước bể hịa tan : Dung tích bể hịa tan : Wp  Q  n  Dp 10  bh   Trong đó: Q: Lưu lượng nước xử lý (m3/h), Q = 15000 m3/ngày = 625 m3/h Dp: Liều lượng phèn cần thiết lớn (g/m3), Dp = 35 mg/L = 35g/m3 n : Thời gian hai lần hịa trộn (giờ) Cơng suất trạm xử lý Q = 15000 m3/ngày => n = bh : Nồng độ dung dịch phèn thùng hòa tan (%) (qui phạm 10 – 17%) Chọn bh = 10% tính theo sản phẩm khơng ngậm nước  : Khối lượng riêng dung dịch phèn (T/m3),   T/m ( ) - Ta thiết kế bể hòa tan phèn: +) Bể hịa tan có tiết diện hình trịn đường kính D = 1.4 m gồm phần: Phần hình trụ +) Bên hình chóp có góc tâm 600, bề rộng đáy a = 0.2m +) Đáy bể đặt ống xả cặn D = 150mm - Chiều cao phần hình trụ : ( ) - Chiều cao phần hình chóp : ( ⁄ ) ( ⁄ ) ( ) +) Chiều cao dự trữ : Hdt = 0.3m (qui phạm 0.3 – 0.4m ) +)Tổng chiều cao bể hòa tan : H = Ht + Hdt + Hch = 1.2 + 0.3 + = 2.5 (m) - Thể tích xây dựng bể : ( ) ( ) ( ) Các thơng số thiết kế bể hịa tan : (chiều cao bảo vệ 0.3m) STT Thông số Đơn vị Kích thước Số lượng bể Chiều cao m 2.5 Đường kính m 1.4 Thể tích m3 2.1  Khuấy trộn máy trộn cánh quạt: Chọn số vòng quay cánh quạt 30 vòng/phút (TCXDVN 33:2006 qui định 20 – 30 vòng/phút) Chọn chiều dài cánh quạt 0.45 đường kính bể (qui phạm : 0.4 – 0.45) - Chiều dài cánh quạt : ( ) - Chiều dài toàn phần cánh quạt : ( ) - Diện tích cánh quạt thiết kế 0.15 m2 cánh quạt/1m3 vôi sữa bể phạm 0.1 – 0.2m ) : ( ) - Chiều rộng cánh quạt : ( ) - Công suất động để quay cánh quạt : (qui N (W )  0,5    hq  n  d  z  Trong :  : trọng lượng thể tích dung dịch khuấy trộn t  250 C    997kg / m hq : chiều cao cánh quạt, hq = bq = 0.107m n : số vòng quay cánh quạt giờ, n = 30 v/phút = 0.5v/s d : đường kính vịng trịn đầu cánh quạt tạo quay d = Lq = 1.26 m z : số cánh quạt trục máy khuấy, z =  : hệ số hữu ích cấu truyền động,   0,8 ( ) Ta có: => Vậy chọn động có cơng suất 100W b Bể tiêu thụ phèn - Kích thước bể tiêu thụ phèn : Dung tích bể tiêu thụ : ( ) Trong đó: Wp1: Dung tích bể hòa trộn Wp1 = 1.8 m3 bh: Nồng độ dung dịch phèn thùng hòa tan (%) (qui phạm 10 – 17%) Chọn bh = 10% tính theo sản phẩm không ngậm nước bt: Nồng độ dung dịch bể tiêu thụ bt = 5% (qui phạm – 10%) - Số bể tiêu thụ không nhỏ => ta thiết kế bể, bể có dung tích Wp2 = 1.8 (m3) +) Bể tiêu thụ có tiết diện hình trịn đường kính D = 1.4m, gồm phần : phần hình trụ, bên hình chóp có góc tâm 600, bề rộng đáy a = 0.2m +)Đáy bể đặt ống xả cặn D = 150mm - Chiều cao phần hình trụ : ( ) - Chiều cao phần hình chóp : ( ⁄ ) ( ( ) ⁄ ) - Chiều cao dự trữ : Hdt = 0.3m (qui phạm 0.3 – 0.4m ) => Tổng chiều cao bể tiêu thụ : H = Ht + Hdt + Hch = 1.2 + 0.3 + = 2.5(m) - Thể tích xây dựng bể : ( ) ( ) ( ) Các thông số thiết kế bể tiê thụ phèn : (chiều cao bảo vệ 0.3m) Thơng số STT Đơn vị Kích thƣớc Số lượng bể 2 Chiều cao m 2.5 Đường kính m 1.4 Thể tích m3 2.1  Khuấy trộn máy trộn cánh quạt : Chọn số vòng quay cánh quạt 40 vòng/phút (TCXDVN 33:2006 qui định > 40 vòng/phút) Chọn chiều dài cánh quạt 0.45 đường kính bể (qui phạm : 0.4 – 0.45) - Chiều dài cánh quạt : ( ) - Chiều dài toàn phần cánh quạt : ( ) - Diện tích cánh quạt thiết kế 0.15 m2 cánh quạt/1m3 vôi sữa bể (qui phạm 0.1 – 0.2m2) : ( ) - Chiều rộng cánh quạt : ( ) - Công suất động để quay cánh quạt : N (W )  0,5    hq  n  d  z  Trong :  : trọng lượng thể tích dung dịch khuấy trộn t  250 C    997kg / m hq : chiều cao cánh quạt, hq = bq = 0.107m n : số vòng quay cánh quạt giờ, n = 40 v/phút = (40/60)v/s d : đường kính vịng trịn đầu cánh quạt tạo quay d = Lq = 0.126m z : số cánh quạt trục máy khuấy, z =  : hệ số hữu ích cấu truyền động,   0,8 ( ) Ta có: ( ) => Chọn động có cơng suất 200W c Chọn bơm định lượng phèn - Lưu lượng dung dịch phèn b = 5% cần thiết đưa vào nước : (l/h) = 1.22 ( ) - Cột áp bơm : H = 100m - Công suất bơm : N (kW )  qb    g  H 1000   Trong đó: qb : lưu lượng bơm, qb = m3/s  : khối lượng riêng dung dịch,   997kg / m g : gia tốc trọng trường, g = 9.81 m/s2 H : cột áp bơm, H = 100m  : hiệu suất chung bơm  = 0.72 – 0.93 Chọn = 0.7 Ta có: 0.17(kw) - Chọn máy bơm định lượng kiểu màng, loại chịu axit có lưu lượng thay đổi từ 10 – 30 (l/h), công suất bơm 0.17kW - Trong trạm bố trí máy, làm việc dự phòng - Bể hòa trộn thiết kế có tường đáy nghiêng so với mặt phẳng ngang 450 - Đường kính ống xả cặn bể hịa phèn D = 150 (mm) - Sàn đỡ phèn bẻ hịa trộn phải đặt ghi để tháo gỡ Khe hở ghi 15 (mm) - Bể tiêu thụ thiết kế đáy có độ dốc 0.005 phía ống xã - Đường kính ống xã cặn bể tiêu thụ D = 100(mm) - Mặt bể hòa trộn tiêu thụ phải phủ lớp xi măng chống axit ốp gạch men chịu axit - Bơm dung dịch phèn phải dùng bơm chịu axit Ejectơ - Các đường ống dẫn phèn làm vật liệu chịu axit - Bể hòa tan tiêu thụ phèn phải đặt phịng riêng có thơng tốt Tính toán lƣợng Clo để khử trùng - Lượng Clo đưa vào để khử trùng Lcl = 3mg/l (TCXDVN 33 -2006 từ 2-3 mg/l)  Liều lượng Clo dùng giờ: Q  Lcl 15000    1.875 (kg/h) 1000  24 1000  24 h Q clo =  Thể tích Clo : Vclo = h Qclo  clo  4,5 = 3.06 (l/h) 1,47 - Với trọng lượng riêng Clo là: 1.47 (kg/l) - Lượng nước tính tốn cho Cloratơ làm việc lấy 0.6 (m3/kgClo)  Lưu lượng nước cấp cho trạm clo: h Q = 0.6 x Q clo = 0.61.875 = 1.125 (m3/h) =3.125.10 4 (m3/s) = 0.3125 (l/s)  Đường kính ống : D= 4Q  0, 0003125  = 0,026 (m) = 26 (mm)=> D=32mm 3,14  0,   Vn => Vận tốc nước chảy ống dẫn: Vn = 0.6 (m/s)  Lượng Clo dùng cho ngày: h Q clo ng = Q clo  24 = 1.875  24 = 45 (kg/ng®)  Lượng Clo tiêu thụ ngày: - Với trọng lượng riêng Clo 1.47 (kg/l) Vcl =45 / 1.47 = 30.61 (l) - Chọn số bình Clo dự trữ trạm đủ dùng tối thiểu 30 ngày - Lượng Clo dùng 30 ngày: Vcl30 = 30.61 x 30 =981.3 (l/tháng) - Chọn bình loại 250(l), bình hoạt động bình dự trữ Bảng giá trị giới hạn thông số chất lượng nước mặt QCVN 08 - MT:2015/BTNMT Giá trị giới hạn Thông số TT Đơn vị A B A1 A2 B1 B2 6-8,5 6-8,5 5,5-9 5,5-9 pH Ơxy hịa tan (DO) mg/l ≥6 ≥5 ≥4 ≥2 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 20 30 50 100 COD mg/l 10 15 30 50 BOD5 (200C) mg/l 15 25 Amoni (NH+4) (tính theo N) mg/l 0,1 0,2 0,5 Clorua (Cl-) mg/l 250 400 600 - Florua (F-) mg/l 1,5 1,5 Nitrit (NO-2) (tính theo N) mg/l 0,01 0,02 0,04 0,05 10 Nitrat (NO-3) (tính theo N) mg/l 10 15 11 Phosphat (PO43-) (tính theo P) mg/l 0,1 0,2 0,3 0,5 12 Xianua (CN-) mg/l 0,005 0,01 0,02 0,02 13 Asen (As) mg/l 0,01 0,05 0,1 14 Cadimi (Cd) mg/l 0,005 0,005 0,01 0,01 15 Chì (Pb) mg/l 0,02 0,02 0,05 0,05 16 Crom III (Cr3+) mg/l 0,05 0,1 0,5 17 Crom VI (Cr6+) mg/l 0,01 0,02 0,04 0,05 18 Đồng (Cu) mg/l 0,1 0,2 0,5 19 Kẽm (Zn) mg/l 0,5 1,0 1,5 20 Niken (Ni) mg/l 0,1 0,1 0,1 0,1 21 Sắt (Fe) mg/l 0,5 1,5 22 Thủy ngân (Hg) mg/l 0,001 0,001 0,001 0,002 23 Chất hoạt động bề mặt mg/l 0,1 0,2 0,4 0,5 24 Tổng dầu, mỡ (oils & grease) mg/l 0,01 0,02 0,1 0,3 25 Phenol (tổng số) mg/l 0,005 0,005 0,01 Aldrin + Dieldrin µg/l 0,002 0,004 0,008 0,01 Endrin µg/l 0,01 0,012 0,014 0,02 BHC µg/l 0,05 0,1 0,02 0,02 26 Hóa chất bảo vệ thực vật Clo hữu 0,13 0,015 DDT µg/l 0,001 0,002 0,004 0,005 Endosunfan(Thiodan) µg/l 0,005 0,01 0,01 0,02 Lindan µg/l 0,3 0,35 0,38 0,4 Chlordane µg/l 0,01 0,02 0,02 0,03 Heptachlor µg/l 0,01 0,02 0,02 0,05 hữu µg/l 0,1 0,2 0,4 0,5 Paration µg/l 0,1 0,32 0,32 0,4 2,4D µg/l 100 200 450 500 2,4,5T µg/l 80 100 160 200 Paraquat µg/l 900 1200 1800 2000 29 Tổng hoạt độ phóng xạ Bq/l 0,1 0,1 0,1 0,1 30 Tổng hoạt độ phóng xạ Bq/l 1,0 1,0 1,0 1,0 31 E.coli MPN/ 20 50 100 200 2500 5000 7500 10000 27 Hoá chất bảo vệ thực vật phospho Malation 28 Hóa chất trừ cỏ 100ml 32 Coliform MPN/ 100ml Bảng tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống (Ban hành kèm theo Quyết định Bộ trưởng Bộ Y tế số 01/ 2009/ BYT / QÐ ngày 17/6/2009) Tên tiêu STT Ðơn vị Giới hạn tính tối đa I Chỉ tiêu cảm quan thành phần vô Màu sắc (a) Mùi vị (a) Ðộ đục (a) pH (a) TCU 15 Khơng có mùi, vị lạ NTU 6,5-8,5 Phương pháp thử Mức độ giám sát TCVN 6185-1996 (ISO 7887-1985) Cảm quan (ISO 7027 - 1990) TCVN 6184- 1996 AOAC SMEWW A A A A Ðộ cứng (a) Tổng chất rắn hoà tan (TDS) (a) Hàm lượng nhôm (a) Hàm lượng Amoni, tính theo NH4+ (a) Hàm lượng Antimon mg/l 300 mg/l 1000 mg/l 0,2 TCVN 6224 - 1996 A TCVN 6053 –1995 (ISO 9696 –1992) ISO 12020 – 1997 B B TCVN 5988 – mg/l 1,5 1995 (ISO 5664 B 1984) mg/l 0,005 AOAC SMEWW C TCVN 6182 – 10 Hàm lượng Asen mg/l 0,01 1996 B (ISO 6595 –1982) 11 Hàm lượng Bari 12 Hàm lượng Bo tính chung cho Borat Axit boric 13 mg/l 0,7 mg/l 0,3 Hàm lượng Cadimi mg/l 0,003 14 Hàm lượng Clorua (a) mg/l 250 15 Hàm lượng Crom mg/l 0,05 mg/l 16 Hàm lượng Ðồng (Cu) (a) 17 Hàm lượng Xianua mg/l 0,07 18 Hàm lượng Florua mg/l 0,7 – 1,5 mg/l 0,05 19 Hàm lượng Hydro sunfua (a) 20 Hàm lượng Sắt (a) mg/l 0,5 21 Hàm lượng Chì mg/l 0,01 AOAC SMEWW ISO 9390 - 1990 TCVN6197 - 1996 (ISO 5961-1994) TCVN6194 - 1996 (ISO 9297- 1989) TCVN 6222 - 1996 (ISO 9174 - 1990) (ISO 8288 - 1986) TCVN 6193- 1996 TCVN6181 - 1996 (ISO 6703/1-1984) TCVN 6195- 1996 (ISO10359/1-1992) ISO10530-1992 TCVN 6177-1996 (ISO 6332-1988) TCVN 6193- 1996 (ISO 8286-1986) C C C A C C C B B A B 22 Hàm lượng Mangan mg/l 0,5 TCVN 6002- 1995 (ISO 6333 - 1986) A TCVN 5991-1995 23 Hàm lượng Thuỷ ngân mg/l 0,001 (ISO 5666/1-1983  ISO 5666/3 - B 1983) 24 Hàm lượng Molybden mg/l 0,07 25 Hàm lượng Niken mg/l 0,02 26 Hàm lượng Nitrat mg/l 50 (b) 27 Hàm lượng Nitrit mg/l (b) 28 Hàm lượng Selen mg/l 0,01 29 Hàm lượng Natri mg/l 200 30 Hàm lượng Sunphát (a) mg/l 250 31 Hàm lượng kẽm (a) mg/l AOAC SMEWW C TCVN 6180 -1996 (ISO8288-1986) C TCVN 6180- 1996 (ISO 7890-1988) TCVN 6178-1996 (ISO 6777-1984) TCVN 6183-1996 (ISO 9964-1-1993) TCVN 6196-1996 (ISO 9964/1-1993) TCVN 6200 -1996 (ISO9280 -1990) TCVN 6193 -1996 (ISO8288-1989) A A C B A C TCVN 6186:1996 32 Chỉ số Pecmanganat mg/l ISO 8467:1993 (E) A ... tốn thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho khu thị Mễ Trì với cơng suất 15000 m3/ ngđ” CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát nƣớc cấp Khái niệm nước cấp - Nước cấp nước sau trải qua trình... em hồn thành luận văn, đề tài: ? ?Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho khu thị Mễ Trì cơng suất 15000m 3/ ngày đêm? ?? Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Cô ThS Trần Thị Thanh Thủy... xuất công nghệ, hệ thống xử lý nƣớc cấp phù hợp với dự án 4.2.1 Thực trạng sử dụng nguồn nước cấp khu vực nghiên cứu Cơ sở thực tiễn để đề xuất trạm xử lý nước cấp cho khu đô thị - Hiện khu đô thị