Đồ án Xử lý nước ngầm công suất 5000 m3ngđ

Đồ án Xử lý nước cấp nước ngầm với công suất 5000 m3ngđ. Tống 58 trang. Khu vực thiết kế có mặt bằng khu đất xây dựng nhà máy xử lý nước có đường đồng mức cách nhau 1m (hoặc cho cao độ san nền). Công suất thiết kế: 5000m3ng.đ Nguồn cung cấp nước: nước ngầm Mặt bằng khu đất xây dựng nhà máy nước số 6 Hướng gió chủ đạo trong năm: hướng Tây Chất lượng nước nguồn: số 23 Yêu cầu chất lượng nước sạch sau xử lí: đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh đối với nước dùng cho ăn uống và sinh hoạt theo các quy định hiện hành.

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP MỞ ĐẦU Những năm gần đây, vấn đề bảo vệ môi trường nhiều quốc gia giới đặc biệt quan tâm xu tiến tới trình phát triển bền vững Hịa xu Việt Nam, mà kinh tế có bước tăng trưởng mạnh mẽ vữmg chắc, đời sống nhân dân ngày nâng cao vấn đề mơi trừơng điều kiện vệ sinh môi trường lại trở nên cấp thiết hết Vấn đề bảo vệ sức khỏe cho người, bảo vệ mơi trường sống, bảo vệ nguồn nước khỏi bị ô nhiễm Đảng nhà nước quan tâm Đó khơng trách nhiệm cá nhân mà trách nhiệm toàn xã hội Nước nguồn tài nguyên vô tận mà thiên nhiên ban tặng cho ngừơi, song nguồn nước ngày khan bị nhiễm bẩn từ hoạt động sống làm việc người gây Vì vấn đề nước vệ sinh mơi trường nói chung vấn đề cung cấp đầy đủ nước cho nhân dân nói riêng cần giải cách tốt Trước tình hình mơn học “Xử lý nước cấp” hình thành, với ý nghĩa cơng cụ khoa học, kỹ thuật biện pháp xử lý nước cách tốt Sau học môn học “Xử lý nước cấp”, chúng em hiểu rõ vấn đề Cơ giáo cho chúng em thực đồ án môn học Được hướng dẫn tận tình Cơ với cố gắng thân Em hoàn thành xong đồ án mơn học Em kính mong có góp ý Cơ để đồ án em hoàn thiện ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP MỤC LỤC MỞ ĐẦU ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP VỚI CÔNG SUẤT 5000 M3/NGĐ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC THIẾT KẾ 1.1 Điều kiện tự nhiên, địa hình CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 2.1 Xác định thông số thiếu 2.1.1 Trước làm thoáng 2.1.1.1 Xác định hàm lượng muối: 2.1.1.2 Xác định hàm lượng CO2 hòa tan: 2.1.1.3 Kiểm tra độ cứng 2.1.2 Các thơng số sau làm thống 2.1.2.1 Hàm lượng CO2 .6 2.1.2.2 Độ kiềm 2.1.2.3 Độ pH 2.2 Kiểm tra ổn định nước 2.3 Đề xuất phương án xử lý nước 2.3.1 Cơ sở lựa chọn dây chuyền công nghệ 2.3.2 Các phương án lựa chọn CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH .10 A Phương án 10 3.1 Tính tốn cơng trình 10 3.1.1 Giàn mưa 10 3.1.2 Bể lắng đứng tiếp xúc 16 3.1.3 Bể lọc nhanh trọng lực 20 3.1.4 Sân phơi vật liệu lọc: 32 3.1.5 Tính tốn khử trùng nước 33 3.1.6 Bể chứa nước .35 3.1.7 Hồ lắng bùn .37 B Phương án 39 3.2.1 Bể lọc tiếp xúc: 39 3.2.2 Hồ lắng bùn 49 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CAO TRÌNH CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC 53 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP 4.1 Bể chứa nước 53 4.2 Bể lọc nhanh trọng lực 54 4.3 Bể lọc tiếp xúc: 54 4.4 Giàn mưa: (cho phương án 2) 54 4.5 Bể lắng đứng tiếp xúc 55 4.4 Giàn mưa: (cho phương án 1) 55 LỜI CẢM ƠN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP VỚI CÔNG SUẤT 5000 M3/NGĐ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC THIẾT KẾ 1.1 Điều kiện tự nhiên, địa hình - Khu vực thiết kế có mặt khu đất xây dựng nhà máy xử lý nước có đường đồng mức cách 1m (hoặc cho cao độ san nền) - Công suất thiết kế: 5000m3/ng.đ - Nguồn cung cấp nước: nước ngầm - Mặt khu đất xây dựng nhà máy nước số - Hướng gió chủ đạo năm: hướng Tây - Chất lượng nước nguồn: số 23 - Yêu cầu chất lượng nước sau xử lí: đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh nước dùng cho ăn uống sinh hoạt theo quy định hành 1.2 Chất lượng nước nguồn So sánh tiêu chất lượng nước với QCVN 01-1:2018/BYT => đáp ứng yêu cầu để dùng làm nguồn nước cấp Chỉ tiêu Tiêu chuẩn Nước nguồn Nhận xét 6,5 – 8,5 Đạt Độ oxi hóa KMnO4 (mg/l) ≤2 5,4 Vượt Độ cứng tổng cộng (mgđlg/l) ≤ 12 3,6 Đạt Độ màu (độ Pt/Co) ≤ 15 11 Đạt pH Hàm lượng Fe (mg/l) ≤ 0,3 Hàm lượng Mn (mg/l) ≤ 0,3 Fe tổng 10 Fe2+ Vượt bị khử q trình làm thống 0,1 Đạt Hàm lượng H2S (mg/l) ≤ 0,05 0,1 Trong trình xử lý H2S bị đuổi khỏi nước Ca2+ (mg/l) ≤ 100 60,12 Đạt NH4+ (mg/l) ≤3 0,8 Đạt SO42- (mg/l) ≤ 250 15 Đạt Cl- (mg/l) ≤ 250 12 Đạt ≤3 0,5 Đạt NO2- (mg/l) Các tiêu khác nằm giới hạn cho phép nước dùng cho ăn uống, sinh hoạt ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 2.1 Xác định thơng số cịn thiếu 2.1.1 Trước làm thoáng 2.1.1.1 Xác định hàm lượng muối: P = ƩMe + + ƩAe- + 1,4[Fe2+] + 0,5[HCO3-] + 0,13[SiO32-] (mg/l) Trong đó: • ƩMe+: tổng hàm lượng ion dương nước nguồn không kể Fe2+ (mg/l) ƩMe+ = [Na+] + [K+] + [Ca2+] + [Mg2+] + [NH4+] = 18 + 60,12 + 7,3 + 0,8 = 86,22 (mg/l) • ƩAe-: tổng hàm lượng ion âm khơng kể HCO3-, SiO32-(mg/l) ƩAe-= [SO42-] + [Cl-] + [NO2-] = 15 + 12 + 0,5 = 27,5 (mg/l) • [Fe2+]: hàm lượng ion Fe2+ có nước nguồn, [Fe2+] = (mg/l) • [HCO3-]: hàm lượng ion HCO3- có nước nguồn, [HCO3-] = 195 (mg/l) • [SiO3-]: hàm lượng ion SiO3- có nước nguồn, [SiO32-] = (mg/l) Vậy, tổng hàm lượng muối là: P = [Na+] + [K+] + [Ca2+ ]+ [Mg2+] + [NH4+] + [SO42-] + [Cl-] + [NO2-] + 1,4[Fe2+ ]+ 0,5[HCO3-] + 0,13[SiO32-] = 86,22 + 27,5 + 1,4.6 + 0,5  195 + 0,13  = 219,62 (mg/l) 2.1.1.2 Xác định hàm lượng CO2 hòa tan: Dựa vào biểu đồ mối quan hệ Ki, pH, to, P (Hình 6.2 – TCVN 33-2006) Với pH = Nhiệt độ 28 oC Độ kiềm Ki0 = 3,2 (mgđlg/l) Tổng hàm lượng muối hòa tan P = 219,62 (mg/l) Tra biểu đồ Langlier ta tìm lượng CO2 tự [CO2] = 26,5 mg/l Các tiêu khác nằm giới hạn cho phép nước dùng cho ăn uống, sinh hoạt ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP 2.1.1.3 Kiểm tra độ cứng • Đợ cứng tồn phần: Ctp = + = + = 3,6 (mg/l) Đúng với thông số cho • HCO3- Kiểm tra độ kiềm: Trường hợp pH ≤ 8, độ kiềm chủ yếu phụ thuộc nồng độ Độ kiềm ban đầu nước: Ki = = = 3,2 (mgđlg/l) Đúng với thơng số đề cho • Kiểm tra đợ cứng Cacbonat: Vì Độ kiềm < Tổng độ cứng (3,2 < 3,6) => Độ cứng cacbonat = Độ kiềm = 3,2 (mgđlg/l) Đúng với thông số cho 2.1.2 Các thơng số sau làm thống - Nước nguồn nguồn nước ngầm có hàm lượng sắt Fe2+ = mg/l, cơng suất tính tốn nhà máy nước 5000 m3/ngđ nên sơ dùng phương pháp làm thoáng tự nhiên (giàn mưa) để xử lý nước 2.1.2.1 Hàm lượng CO2 - Khi làm thoáng giàn mưa theo TCXDVN 33-2006 giảm 75-80% lượng CO2 Chọn a=0,75 - Lượng CO2 sau làm thoáng: [CO2]* = [CO2]0(1-a)+1,6[Fe2+]= 26,5  (1-0,75) + 1,6  6=16,225 (mg/l) 2.1.2.2 Đợ kiềm - Để oxy hóa thủy phân mg Fe2+ tiêu thụ 0,143 mg O2 đồng thời tăng 1,60 mg CO2 độ kiềm giảm 0,036 mgđg/l - Ki * = Ki0 – 0,036[Fe2+] = 3,2 – 0,036  = 2,984 mgđlg/l > mgđlg/l 2.1.2.3 Độ pH - Dựa vào biểu đồ mối quan hệ Ki, pH, t0, P (Hình 6.2-TCVN 33-2006) - Làm thoáng tự nhiên: Với nhiệt độ 280C, P = 219,62 (mg/l); Ki * = 2,984 mgđlg/l, [CO2] = 16,225 mg/l => pH1= 7,15 Sau làm thoáng hàm lượng cặn nước là: C*max = C0max + 1,92[Fe2+] + 0,25M (mg/l) Trong đó: ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP o C0max hàm lượng cặn nước nguồn = 10 mg/l o M độ màu nước (Thang màu Pt/Co) = 11 độ  C*max = 10 + 1,92  +0,25  11 = 24,27 mg/l Vậy với pH1 = 7,15 > Ki = 2,984 (mgđlg/l), [> (mgđlg/l)] H2S = 0,1 (mg/l), [< 0,2 (mg/l)] NH4+ = 0,8 < [1,5 (mg/l)] 2.2 Kiểm tra ổn định nước Chỉ số bão hòa J = |pH0-pHS| pH0: pH sau làm thoáng pHS: pH nước sau bão hịa Cacbonat đến trạng thái cân tính theo công thức: pHs = f1(t) - f2(Ca2+) - f3(K) + f4(P) Trong f1(t) - f2(Ca2+) - f3(K) + f4(P) trị số phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ canxi, độ kiềm, tổng hàm lượng muối nước, xác định theo đồ thị H6.1, TCXD 33-2006 pHs = f1(t) - f2(Ca2+) - f3(K) + f4(P) = f1(28) - f2(60,12) - f3(2,984) + f4(220,12) = 1,94 – 1,78 – 1,47 + 8,7785 = 7,4685 - Làm thoáng tự nhiên: J= |pH0-pHS| = |7,15 -7,4685| = 0,3185 => Nước ổn định 2.3 Đề xuất phương án xử lý nước 2.3.1 Cơ sở lựa chọn dây chuyền công nghệ Dựa vào sở sau: – Với hàm lượng sắt Fe2+ = mg/l < 10mg/l – Công suất trạm Q = 5000 m3/ngđ – Nước sau làm thoáng ổn định 2.3.2 Các phương án lựa chọn - Phương án 1: Chọn làm thoáng giàn mưa, bể lắng đứng tiếp xúc, bể lọc nhanh trọng lực – Phương án 2: Chọn làm thoáng giàn mưa, bể lọc tiếp xúc, bể lọc nhanh trọng lực – Sơ đồ dây chuyền cộng nghệ : ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Phương án 1(Hạnh) – – Khử trùng Phương án (Hằng) Nước ngầm Nước ngầm Giàn mưa Giàn mưa Bể lắng đứng tiếp xúc Bể lọc tiếp xúc Bể lọc nhanh trọng lực Cl2 Bể chứa nước Trạm bơm II Bể lọc nhanh trọng lực Cl2 Khử trùng Bể chứa nước Trạm bơm II MLCN MLCN – Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ Nước ngầm bơm lên qua hệ thống làm thoáng ống dẫn nước phân phối giàn mưa Tại nước nhiễm sắt (Fe2+) tiếp xúc với oxy bị oxy hóa thành Fe3+, sau thủy phân thành Fe(OH) tan Nước đưa qua bể lắng tiếp xúc, cặn có trọng lượng riêng lớn lắng xuống đáy đưa bể hồ lắng bùn Nước từ bể lắng đưa qua bể lọc nhanh phân phối vào bể lọc máng phân phối Bể lọc có nhiệm vụ giữ lại hạt cặn nhỏ vi khuẩn mà bể lắng không giữ Vật liệu lọc cát thạch anh cát, đường kính hạt từ 0.7-1.6 mm Nước sau qua lớp vật liệu lọc thu vào hệ thống ống thu nước lọc đưa đến bể chứa Trên đường ống qua bể chứa khử trùng clo để đảm bảo tiêu chuẩn nước cấp cho ăn uống sinh hoạt Các bể thau rửa theo định kỳ – Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ Nước ngầm qua trạm bơm cấp I dẫn lên giàn mưa phân phối thông qua hệ thống máng cưa, sau rơi xuống, tiếp xúc với lớp vật liệu tiếp xúc, nước chia nhỏ dần qua lớp vật liệu tiếp xúc, tạo điều kiện cho oxy hòa tan vào nước, oxy hóa Fe2+ thành Fe3+, tạo thành hyđroxit kết tủa dễ lắng đọng, đồng thời khử khí CO2, H2S…có nước Nước tiếp tục đưa sang bể lọc tiếp xúc, lúc q trình oxy hóa thủy phân sắt diễn hoàn toàn, đồng thời bể lọc giữ phần cặn nặng trước ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP sang bể lọc nhanh trọng lực Nước từ bể lọc tiếp xúc sang bể lọc nhanh trọng lực, hạt cặn lơ lửng nước có kích thước lớn kích thước lỗ rỗng tạo hạt vật liệu lọc giữ lại, hạt keo sắt, keo hữu gây độ đục độ màu, có kích thước nhỏ nhiều lần kích thước lỗ rỗng có khả kết dính hấp thụ lên bề mặt hạt lớp vật liệu lọc nên giữ lại Nước từ bể lọc nhanh theo đường ống sang bể chứa nước Sau qua trạm bơm cấp II cung cấp cho mạng lưới - Phân tích lựa chọn dây chuyền: Tiêu chí Tổn thất thủy lực Diện tích xây dựng Chi phí thi cơng Vận hành quản lý Phương án Vừa lắng cặn, tổn thất thủy lực bể thấp Phương án Nước từ lên qua lớp vật liệu lọc gây tổn Ít tốn diện tích xây dựng thất thủy lực lớn Tốn nhiều diện tích xây hợp khối với giàn mưa Thi cơng đơn giản, chi dựng giàn mưa xây cao Thi cơng phức tạp, tốn phí xây dựng Dễ dàng vận hành nhiều chi phí xây dựng Khó khăn vận hành quản lý quản lý  Từ đó, chúng em nhận thấy phương án không hiệu tiết kiệm chi phí so với phương án Nên chọn phương án để thiết kế dây chuyền nhà máy xử lý nước với công suất 5000 m3/ngđ CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH A Phương án Xác định công suất thực cần xử lý QXL = QML  C = 5000  1,1 = 5500 m3/ngđ = 5500/24 = 229,17 m3/h Trong đó: o Q: Công suất thiết kế trạm - Q = 5000 m3/ngđ o C hệ số kể đến lượng nước dùng cho thân nhà máy - C = 1,1 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP 3.1 Tính tốn cơng trình 3.1.1 Giàn mưa 3.1.1.1 Ngun lý Giàn mưa cơng trình làm thống tự nhiên, có chức làm giàu oxi cho nước khử khí CO2 có nước Giàn mưa có khả thu lượng oxi hoà tan 5% lượng oxi bão hồ có khả khử 75 – 80% lượng CO có nước, đồng thời làm thống giàn mưa khử phần khí H 2S, Mn nước nguồn Nước nguồn bơm trực tiếp lên giàn mưa phân phối qua hệ thống máng phân phối, nước tiếp tục chia nhỏ sau qua sàn tung nước, qua lớp vật liệu tiếp xúc thu lại phân phối cho bể lắng tiếp xúc 3.1.1.2 Cấu tạo giàn mưa Gồm phận sau: + Hệ thống phân phối nước + Sàn tung nước + Sàn đỗ vật liệu tiếp xúc + Sàn ống thu nước + Hệ thống thu khí ngăn nước 3.1.1.3 Hệ thống phân phối nước a Kích thước giàn mưa + Công suất trạm: QXL=QML  C = 5000  1,1 = 5500 m3/ngđ = = 229,17 m3/h + Diện tích mặt tiếp xúc giàn mưa: F = (m2) (Nguồn: Trang 171, sách Xử lý nuớc cấp, TS Nguyễn Ngọc Dung) Trong đó: o F: Diện tích mặt tiếp xúc dàn mưa (m2) o Q: Lưu lượng nước cần xử lý (m3/h) o qm: Cường độ mưa lấy từ 10-15 (m3/m2.h) (Nguồn: Ðiều 6.246, trang 95, TCXD33:2006) Chọn qm= 14 (m3/m2.h) Diện tích giàn mưa: F = = 16,37 (m2) Chọn F = 16,4 m2 10 Để thu nước nhiều khơng khí, chọn thiết kế dàn mưa cách chia giàn mưa làm ngăn, diện tích ngăn là: ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP  Chọn ống thép có đường kính =25mm Vận tốc thực gió ống nhánh: = = = 18,3 (m/s) (Thỏa ĐK) - Tổng diện tích lỗ ống nhánh: f l = 0,4 x ω = 0,4 x 0,0078 = 3,12 x 10-3 (m2) Chọn đường kính lỗ: mm (mục 6.122 TCVN 33:2006; d = - 5mm) - Diện tích lỗ:  d  0,005 fl= = = 19,63  10 -6 (m2) f Tổng số lỗ có ống nhánh: N = l f1 = = 160 (lỗ) N - Số lỗ ống nhánh: nn = m = = 10 (lỗ) nn  Như vậy, số lỗ hàng ống nhánh: n = = = (lỗ) - Khoảng cách lỗ: e = = = 0,2275 (m) c)Tính tốn máng thu nước rửa lọc:  Mỗi bể bố trí máng thu nước, máng có đáy hình tam giác Khoảng cách tim máng : b = = = 1,2 (m) (mục 6.117 TCVN 33:2006, khoảng cách tim máng l ≤ 2,2m) Lưu lượng nước thu qua máng : qm = W x b x B Trong đó: o W = 20: cường độ rửa lọc (l/s.m2) o b = 1,2: khoảng cách tâm máng (m) o B = 2,4: chiều dài máng (m) 43 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP => qm = 20 x 1,2 x 2,4 = 58 (l/s)  Chiều rộng máng: Bm= K =2,1 = 0,343 (m) Trong đó: o K = 2,1 Hệ số máng hình tam giác o a: Tỉ số chiều cao phần hình chữ nhật với nửa chiều rộng máng, Chọn a = 1,5 (mục 6.117 TCVN 33:2006; lấy a = ÷ 1,5) Chiều cao máng chữ nhật: hcn= x 1,5 = x 1,5 = 0,26 (m) Chiều cao phần đáy tam giác: hđ= = = 0,173 (m) Chiều cao toàn phần máng thu nước: Hm= hcn + hđ + (m) Trong đó: – = 0,05 m: Chiều dày thành máng  Hm = 0,26 + 0,173 + 0,05 = 0,483 (m)  Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung: hm= 1,73 x q m g.b + 0,2 Trong đó: o b: Chiều rộng máng tập trung, chọn b = 0,7 m, (mục 6.118 TCVN 33:2006, b ≥ 0,6m) o qm = 0,058 (m3/s): lưu lượng nước chảy vào máng tập trung (m3/s)  hm = 1,73 x + 0,2 = 0,354 (m) - Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng thu nước: hn = 0,8 (m) Chọn độ dốc đáy máng lấy phía máng tập trung i = 0,01 (Mục 6.117 TCVN 33:2006) 44 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Chọn độ dốc đáy máng lấy phía máng tập trung i = 0,01 ( Mục 6.117 TCVN 33:2006)  Chiều cao máng phía máng tập trung là: Hđm = Hm + L x i = 0,354 + 2,4 x 0,01 = 0,378 (m) Theo mục 6.124 đáy máng phải cao mặt lớp lọc 100 mm  Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng thu nước: hn ≥ Hđm + 0,1 = 0,378 + 0,1 = 0,478 (m) (thoả hn = 0,8 m) d) Tính tốn ống dẫn nước từ giàn mưa qua: - Thiết kế bể lọc thành dãy nên có ống dẫn từ giàn mưa qua Lưu lượng ống: Qô = = 114,585 (m3/h) = 0,032 (m3/s) – Vận tốc nước ống dẫn vào bể: 0,8 – 1,2 m/s Chọn vd = m/s - Đường kính ống dẫn nước: Dd = = = 0,2 (mm) => Chọn ống thép có đường kính Dd = 200 mm - Vận tốc thực nước đường ống: vd = = = 1,02 (m/s) (Thỏa ĐK) Chọn đường kính ống xả kiệt D = 200mm Đáy bể lọc tạo độ dốc i = 0,005 phía ống xả kiệt, đầu ống lắp khố Chọn đường kính ống xả nước rửa lọc D = 200mm  Tính tốn hệ thống chụp lọc Chọn phương pháp phân phối khí nước chụp lọc - Chọn loại chụp lọc có kích thước khe hở 0,5mm, chiều dài khe 15mm, số lượng khe/ chụp lọc 24 45 - Tổng diện tích khe hở chụp lọc là: F k= = 5×10-4 × 0,015 × 24= 1,8 × 10-4 (m2) - Tổng diện tích cần thiết khe hở: Trong đó: qr: lưu lượng nước rửa bể lọc (qr = 0,1152 m3/s) ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Vk: vận tốc nước chảy qua khe chụp lọc (Vk = 1,5 m/s Theo điều 6.112 Vk ≥ 1,5m/s) F = = 0,0768 (m2) - Tổng số chụp lọc toàn bể: N = = 427 (chụp lọc) - Đan đỡ chụp lọc: Chụp lọc gắn đan bê tông cốt thép Loại chụp lọc đuôi dài - Kích thước đan: ft = m x m = m2 - Số đan bể: = = 5,76  Chọn - Số chụp lọc: 50 cái/m2 - Số lượng chụp lọc tính bể lọc: Ncl = 50 x 6= 300 Tổng diện tích khe hở chụp lọc bể là: = Fk  Ncl = 1,8 × 10-4  300 =0,054 m2 Tổn thất qua hệ thống phân phối chụp lọc: hpp = = = 0,2451 (m) đó: =0,5_ chụp lọc có khe hở e) Tính tốn sân phơi vật liệu lọc: - Thể tích vật liệu lọc bể: V = Fb.h l = 5,76 x 2,5 = 14,4 (m 3) => Sân phơi cát chứa lượng cát: 14,4 (m 3) - Chọn chiều dày lớp cát phơi 20 cm Do diện tích sân phơi cần thiết là: Fs = = = 72 (m2) Bố trí sân phơi, đặt sân phơi cát sau dãy bể lọc đơn nguyên - Diện tích sân phơi cát là: Fs = = 36 (m2) - Chiều dài sân phơi: a = (m) - Chiều rộng sân phơi: b = = 4,5 (m) - Kích thước sân phơi: a  b = x 4,5 m  Tổn thất áp lực hệ thống phân phối giàn ống khoan lỗ: 46 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP hp=.+ (m) Trong đó: – vc: tốc độ nước chảy đầu ống vc = 1,63 m/s – vn: Tốc độ nước chảy đầu ống nhánh vn= 1,63 m/s 3,3 1,8 Hệ số sức cản: = W o W: tỉ số tổng diện tích lỗ ống diện tích tiết diện ngang ống : W = = = 0,35 ξ = = 21,84 hp = 21,84 x = 3,093 (m) (< 7m thỏa mãn)  Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ: hđ = 0,22 x Ls x W (m) Trong đó: o Ls chiều dày lớp sỏi đỡ Ls= Hđ = 0,15 m o W = 20 l/m2s cường độ rửa lọc  hđ = 0,22 x 0,15 x 20 = 0,66 (m)  Tổn thất áp lực lớp vật liệu lọc: hvl = (a + b x W) x L x e Trong đó: o a,b – thơng số phụ thuộc vào kích thước hạt: a = 0,85; b = 0,004 (Xử lý nước cấp PT.S Nguyễn Ngọc Dung) o W – cường độ rửa lọc, W = 20 l/s.m2 o L – chiều dày lớp vật liệu lọc, L = 2,5 m o e – độ giản nở tương đối lớp vật liệu lọc, e = 20%  hvl = (0,85 + 0,004 x 20) x 2,5 x 20% = 0,465 (m) 47 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP + Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu lớp vật liệu lọc: hbđ = m (Giáo trình xử lý nước cấp Th.S Nguyễn Lan Phương) Vậy tổn thất ban đầu nội bể lọc là: Ht= hp + hđ + hvl + hbđ = 3,093 + 0,66 + 0,465 + = 6,218(m) 3.2.2 Hồ lắng bùn 3.2.2.1 Chu kỳ rửa lọc lọc tiếp xúc: Theo mục 6.250 TCXDCN 33:2006 độ chứa cặn tối đa 1m3 cát lọc kg Fe(OH)3 Lượng cặn tối đa chứa bể lọc tiếp xúc Gmax = x Wb = x 14,4 = 72 (kg) Lượng cặn ngày bể lọc tiếp xúc: G= Trong đó: o Qb = x 1000 = 2750 x 103 (l/ngđ) o Cmax = Cn +1,92 [Fe2+] + 0,25.M Trong đó: o Cn - Hàm lượng cặn nước nguồn (mg/l) Cn = 10 (mg/l) o M - Là độ màu nước nguồn M = 11(độ Pt/Co)  Cmax=10 +1,92 x + 0,25 x 11 = 24,27 (mg/l) - C: hàm lượng cặn trog nước sau khỏi bể Vì bể lọc tiếp xúc có vai trị giống bể lắng đứng tiếp xúc dây truyền nên hàm lượng cặn sau khỏi bể giống bể lắng đứng tiếp xúc C = 10 – 12 mg/l Chọn C = 12mg/l  G= = 67485 (g/ngđ) = 67,485 (kg/ngđ) Chu kỳ rửa cặn bể lọc nhanh: T = =  ngày bể lọc tiếp xúc rửa lọc lần 3.2.2.2 Dung tích hồ lắng bùn: W = Wn + WC (m3) = (ngày) 48 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Trong đó: o Wc - dung tích cặn lưu bể lắng bùn 90 ngày (m3) o Wn - dung tích nước lưu ngày nước rửa lọc bể lọc nhanh lọc tiếp xúc + Thể tích cặn lưu hồ lắng bùn 90 ngày: W C = m3 Trong đó: o T: Thời gian lưu cặn, T = 90 ngày o C: hàm lượng cặn vào bể lắng o Q: công suất trạm xử lý, Q= 5500 (m3/ngđ) o : khối lượng riêng cặn,= 1,1 x 106 g/m3 o m: lượng cặn lại nước nguồn cho phép sau xử lý, chọn m = mg/l (Theo QCVN 01-1:2018/BYT , m ≤ 3) = 10,0215 (m3) WC = = + Lưu lượng nước thải từ bể lọc tiếp xúc lọc nhanh - Lọc tiếp xúc: Lưu lượng nước cần thiết để rửa bể lọc tính theo cơng thức : qr = Wn  F1b x T Trong đó: o Wn: Cường độ nước rửa Wn = 20 l/s.m2 o F1b: Diện tích bể, F1b = 5,76(m2) o T: thời gian rửa bể lọc tổng thời gian rửa lọc giai đoạn T = T2 + T3= 4,5 + 4,5 = (phút) qr = Wn x F1b x T = 20 x 5,76 x x 60 = 62208 (l) = 62,208 (m3) 49 Trong ngày tất bể lọc tiếp xúc rửa lần, tổng lưu lượng nước rửa lọc ngày là: ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Qltx = x 62,208 = 124,416 (m3) - Lọc nhanh trọng lực: Lưu lượng nước cần thiết để rửa bể lọc tính theo công thức : qr = Wn x F1b x T Trong đó: o Wn: Cường độ nước rửa o F1b: Diện tích bể, F1b = 13,5 (m2) o T: thời gian rửa lọc Trong giai đoạn thứ quy trình rửa bể: - Wn = 2,5 l/s.m2, T = phút Q1 = Wn x F1b x T = 2,5 x 13,5 x x 60 = 8100 (l) = 8,1 (m3) Trong giai đoạn thứ quy trình rửa bể: - Wn = l/s.m2, T = phút Q2 = Wn x F1b x T = x 13,5 x x 60 = 16200 (l) = 16,2 (m3) Vậy lưu lượng nước cần thiết để rửa bể lọc: Q = Q1 + Q2 = 8,1+ 16,2 = 24,3 (m3) Trong ngày tất bể lọc nhanh rửa lần, tổng lưu lượng nước rửa lọc ngày là: Qln = x 24,3 = 72,9 (m3) Lượng nước rửa lọc ngày: Qln =72,9 x = 145,8 (m3) Thể tích nước hồ lắng hai ngày : Wn = Qltx + Qln = 124,416 + 145,8 = 270,22 (m3) - Dung tích hồ lắng bùn: W = Wn + WC = 270,22 + 10,0215 = 280,24 (m3) Chọn hồ lắng bùn Dung tích hồ: w = = 50 = 140,12 (m3) ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Chiều cao bể: H = m Diện tích hồ lắng bùn: B L = 2.5m x 8m 51 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CAO TRÌNH CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC Tính tốn cao trình Độ chênh mực nước cơng trình cần phải xác định cụ thể qua tính tốn Sơ ta chọn tổn thất áp lực để bố trí cao độ cơng trình (theo 6.355-TCXD 33/2006) - Tổn thất áp lực công trình: Bể lắng đứng tiếp xúc : 0,6m Bể lọc tiếp xúc : 2m Bể lọc nhanh trọng lực : 3m - Tổn thất áp lực đường ống từ cơng trình đến cơng trình lấy sau: Từ giàn mưa đến bể lắng, bể lọc : 0,5m Từ bể lọc tiếp xúc sang bể lọc nhanh : 0,2m Từ bể lọc nhanh đến bể chứa : 0,5m (0,5-1m) - Tổn thất cục Từ giàn mưa đến bể lắng, bể lọc : 0,5 m Từ bể lọc tiếp xúc đến bể lọc nhanh : 1m Từ bể lọc đến bể chứa nước : 0,5m - Nhà máy xử lý đặt vị trí có cốt mặt đất m, lấy mực nước cao bể chứa làm chuẩn 4.1 Bể chứa nước Bể chứa nước thiết kế nửa nửa chìm Cao trình mực nước cao bể chứa nước chọn: MNmaxBể chứa = (m) - Chọn cốt mặt đất vị trí trạm xử lí hmđ = (m) - Cao trình mực nước BCNS cao trình mặt đất tự nhiên: = = (m) 52 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP - Cao trình mặt bể chứa nước sạch: = + = + 0,5 = 7,5 (m) - Cao trình đáy bể chứa nước là: = - = 7,5 – = 2,5 (m) Với = m chiều cao bể chứa nước - Cao trình đáy bể chứa nước đến đáy độ dốc bể chứa nước sạch: = - i Lbể chứa = 2,5 – 0,01 7,5 = 2,425 (m) 4.2 Bể lọc nhanh trọng lực Cao trình mực nước cao bể lọc: = + + + (m) Trong đó: + hBL-BCNS: tổn thất áp lực đường ống từ bể lọc đến bể chứa, lấy hBL-BCNS = 0,5 (m) + hBLN: tổn thất áp lực nội bể lọc, lấy hBL = m (Quy phạm - 3,5m) + hcb: tổn thất cục hcb = 0,5 (quy phạm 0,5 - 1m)  = + 0,5 + + 0,5 = 11(m) - Cao trình mặt bể lọc: = + = 11 + 0,5 = 11,5 (m) (: chiều cao bảo vệ bể lọc 0,5m) - Cao trình đáy bể lọc: = - = 11,5 – 4,5 = (m) - Cao trình mực nước máng tập trung bể lọc: = + 0,1 = 11 + 0,1 = 11,1 (m) 4.3 Bể lọc tiếp xúc: - Cao trình mực nước bể lọc: =  = 11,1 + 0,2 + = 12,3 (m) - Cao trình mặt bể lọc: = + hbv = 12,3 + 0,5 =12,8 (m) - Cao trình đáy bể lọc: = – hxd = 12,8 – 4,6 = 8,2 (m) 53 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP 4.4 Giàn mưa: (cho phương án 2) - Cao trình mực nước máng thu nước tập trung: = + + + = 12,3 + + 0,5 + = 15,8 (m) - Cao trình mực nước ngăn thu nước: = + 0,1 = 15,8 + 0,1 = 15,9 (m) - Cao trình mặt ngăn thu nước: = + 0,1 = 15,9 + 0,1 = 16 (m) - Cao trình đáy ngăn thu nước: = - 0,3 = 16 – 0,3 = 15,7 (m) - Cao trình đáy ngăn thu nước phía máng tập trung: = – L x 0,03 =15,7 – 2,5 x 0,03 = 15,625 (m) - Cao trình giàn ống phân phối: = + h = 15,625 + 4,7 = 20,325 (m) 4.5 Bể lắng đứng tiếp xúc - Cao trình mực nước máng tập trung bể lắng: => = 11,1 + 0,5= 11,6 (m) - Cao trình mực nước bể lắng: 11,6 + 0,1 =11,7 (m) - Cao trình mặt bể lắng: = 11,7+ 0,5 = 12,2 (m) - Cao trình đáy bể lắng: = =12,2 – 5,75 = 6,45 (m) 4.4 Giàn mưa: (cho phương án 1) - Cao trình mực nước máng thu nước tập trung: 54 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP =+ + = 12,2 + 0,1 + 0,5 = 12,8 (m) - Cao trình mực nước ngăn thu nước: = + 0,1 = 12,8 + 0,1 = 12,9 (m) - Cao trình mặt ngăn thu nước: = + 0,1 = 12,9 + 0,1 = 13 (m) - Cao trình đáy ngăn thu nước: = - 0,3 = 13 – 0,3 = 12,7 (m) - Cao trình đáy ngăn thu nước phía máng tập trung: = – L x 0,03 =12,7 – 2,5 x 0,03 = 12,625 (m) - Cao trình giàn ống phân phối: = + h = 12,625 + 4,7 = 17,325 (m) 55 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP LỜI CẢM ƠN Trên tính tốn cụ thể thơng số kĩ thuật cơng trình trạm xử lý Qua q trình thực đồ án mơn học xử lí nước cấp, kĩ tính tốn thiết kế cơng trình kĩ vẽ kĩ thuật sinh viên nâng cao Qua đó, q trình nhận thức rõ hiểu sâu lí thuyết mơn “xử lí nước cấp” sinh viên đẩy mạnh, giúp cho sinh viên có nhìn ngày hồn thiện cơng việc ngành nghề tương lai Trong q trình hồn thành đồ án có hướng dẫn bảo tận tình thầy, cô hướng dẫn Tuy chưa hoàn thiện kiến thức thiếu kinh nghiệm thực tế, nên trình thực đồ án kết cuối sai sót định Chúng em kính xin thầy cô thông cảm giúp em thiếu sót để kiến thức kinh nghiệm em ngày nâng cao Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô giúp em hoàn thành đồ án 56 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCXDVN 33:2006: Cấp nước – Mạng lưới đường ống cơng trình – Tiêu chuẩn thiết kế [2] TCVN 4513:1988: Cấp nước bên – Tiêu chuẩn thiết kế [3] Bảng tra cấp thoát nước, Trường Đại Học Bách Khoa – Khoa Môi Trường [4] ThS Nguyễn Thị Hồng (2001), Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học Mạng lưới cấp nước, Nhà xuất Xây dựng [5] ThS Nguyễn Thị Hồng (2001), Các bảng tính tốn thủy lực, Nhà xuất Xây dựng [6] TS Nguyễn Ngọc Dung (2005), Giáo trình Xử lí nước cấp, Nhà xuất Xây dựng [7] ThS Nguyễn Lan Phương Giáo trình cấp nước sinh hoạt công nghiệp [8] QCVN 01-1:2018/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống 57