Đồ án môn họcThiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân

Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân MỞ ĐẦU   ĐẶT VẤN ĐỀ : Với nhu cầu sử dụng nước người dân khu vực ngày cao, mà nguồn nước ngầm ngày cạn kiệt người dân sử dụng cách tự phát thiếu ý thức Chính biện pháp tối ưu để giải vấn đề cần phải tìm nguồn nước có trữ lượng lớn, dồi Nguồn nước mặt sông lựa chọn để xử lý dùng cho mục địch cấp nước cho người dân sinh hoạt cho sản xuất Cấp nước ngành thuộc sở hạ tầng kỹ thuật thị, giữ vai trị quan trọng hoạt động sản xuất sinh hoạt xã hội Trong năm qua với trình phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu sử dụng nước ngày tăng lên đô thị Để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sạch, nhiều dự án mở rộng xây dựng nhà máy xử lý nước cấp đầu tư với quy mô công suất khác Vì vậy, đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân” nhu cầu cấp thiết SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân  MỤC TIÊU ĐỀ TÀI : Chọn hệ thống xử lý nước mặt đạt quy chuẩn Việt Nam QCVN 08:2008/BTNMT; 01/2009/BYT/QĐ Tính tốn, thiết kế tồn cơng trình đơn vị phương án lựa chọn, bao gồm thiết bị phụ trợ đường ống nhằm đảm bảo cung cấp đủ nước cho nhu cầu dùng nước khu dân cư 6000 dân  PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN : Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu: tìm hiểu khâu xử lý nước mặt, kham khảo đề tài nghiên cứu mạng internet… Phân tích thành phần, nồng độ nguồn nước cấp Từ tính tốn thiết kế chi tiết cơng trình đơn vị xử lý nước mặt  NỘI DUNG ĐỀ TÀI : - Trình bày thành phần, tính chất nước cấp cần xử lý Trình bày tổng quan phương pháp xử lý nước thải Đề xuất 02 phương án xử lý lựa chọn phương án Tính tốn, thiết kế tồn cơng trình đơn vị phương án lựa chọn, bao gồm thiết bị phụ trợ đường ống Vẽ 04 vẽ: 01 mặt cắt cơng nghệ, 01 bố trí mặt 02 vẽ chi tiết 02 cơng trình SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Nội dung kết Đồ án Tinh thần, thái độ tác phong làm việc Bố cục hình thức trình bày đồ án SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN Nội dung kết Đồ án Tinh thần, thái độ tác phong làm việc Bố cục hình thức trình bày đồ án SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP 1.1 Tổng quan nước mặt 1.2 Hiện trạng chất lượng nước .8 1.2.1 Chất lượng nước nguồn 1.2.2 Yêu cầu chất lượng nước sau xử lí CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC 11 2.1 Các biện pháp xử lý 11 2.2 Dây chuyền công nghệ xử lý nước 14 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 18 3.1 Cơ sở lựa chọn cơng nghệ xử lí nước .18 3.2 Tính tốn sơ lưu lượng nước xử lí 18 3.3 Đề xuất lựa chọn quy trình cơng nghệ xử lí .20 3.4 Tính tốn cơng trình .24 3.4.1 Bể lắng sơ 24 3.4.2 Bể trộn khí .24 3.4.3 Bể lắng đứng có ngăn phản ứng 26 3.4.3 Bể lọc nhanh 32 3.4.4 Bể chứa nước .41 3.5 Tính tốn liều lượng hóa chất cao trình trạm xử lý 42 3.5.1 Tính lượng Clo cần dùng 42 3.5.2 Tính tốn cao trình trạm xử lý 43 KẾT LUẬN 46 KIẾN NGHỊ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHỤ LỤC 49 SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP 1.1 Tổng quan nước mặt Nước thiên nhiên dùng làm nguồn nước cung cấp cho ăn uống sinh hoạt cơng nghiệp có chất lượng khác nhau, khai thác từ nguồn nước thiên nhiên (thường gọi nước thô) nước mặt, nước ngầm nước biển Đối với nguồn nước mặt bao gồm nguồn nước hồ chứa, sơng suối… Hình 1.1 : Nguồn nước sông Nước sông: loại nước mặt chủ yếu thường dùng để cung cấp nước Nước sông dễ khai thác, trữ lượng lớn Tuy nhiên phần lớn nước sông thường dễ bị nhiễm bẩn (hàm lượng chất lơ lửng cao, vi trùng, kim loại nặng, thuốc trừ sâu…) Chất lượng nước sông thay đỗi theo điều kiện thổ nhưỡng, thảm thực vật bao phủ, chất ô nhiễm từ cộng đồng dân cư… Nước sơng có khả tự làm chất ô nhiễm, khả nặng tự làm đánh giá cách xác định diễn biến nồng độ oxy hịa tan (DO) dọc theo dịng sơng Nước ao, hồ: hồ tự nhiên hay hồ nhân tạo (hồ hình thành xây đập thủy điện…) Nước suối: thường bắt gặp vùng đồi núi, trữ lượng bị ảnh hưởng thời tiết, mưa to nước suối thường bị đục theo nhiều cặn, sỏi đá SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân Do kết hợp dòng chảy bề mặt thường xun tiếp xúc với khơng khí nên đặc trưng nước mặt là: - Chứa khí hịa tan, đặc biệt oxy Thường chứa nhiều chất rắn lơ lửng ( riệng trường hợp nước hồ, chứa chất rắn lơ lửng chủ yếu dạng keo) Thường có hàm lượng chất hữu cao Có diện nhiều loại tảo Thường có độ đục, độ màu hàm lượng vi trùng cao Có thể nói, hầu hết nguồn nước thiên nhiên khơng đáp ứng yêu cầu mặt chất lượng cho đối tượng dùng nước Chính vậy, trước đưa nước vào sử dụng, cần phải tiến hành xử lý chúng Các tiêu chất lượng nước Chỉ tiêu lí học:  Nhiệt độ: Nhiệt độ nước đại lượng phụ thuộc vào đại lượng môi trường khí hậu Nhiệt độ có ảnh hưởng khơng nhỏ đến q trình xử lí nước nhu cầu tiêu thụ.Nước mặt thường có nhiệt độ thay đổi theo nhiệt độ môi trường  Độ màu: Độ màu thường chất bẩn nước tạo Các chất sắt, mangan khơng hịa tan làm nước có màu nâu đỏ, chat humic tạo màu vang Các loại thủy sinh tạo nước màu xanh Nước có độ màu (PtCo) Độ màu biểu kiến nước thường chất lơ lưởng nước tạo dễ dàng loại bỏ bằngphuonh pháp lọc  Độ đục: Nước môi trường truyền ánh sáng tốt, nước có vật lạ như: chất huyền phù, hạt cặn đất cát, vi sinh vật…khả truyền sang bị giảm Nó có độ đục lớn chứng tỏ nước nhiều cặn bẩn Đơn vị đo độ đục thường mg SiO2/l, NTU, FTU Hàm lượng chất lơ lủng đại lượng tương quan đến đọ đục nước  Mùi vị: Mùi vị nước thường hợp chất hóa học, chủ yếu lafc ác hợp chất hưu cơ, hay sản phẩm từ trình phân hủy vật chất gây nên Nước thiên nhiên có mùi đất, mùi tanh, mùi thối Nước sau khử trùng với hợp chất clo bị nhiễm mùi clo hay clophenol Tuỳ theo thành phần muối khống hịa tan nước có vị mặn, ngọt, chát, đắng… Các tiêu hóa học:  Độ pH: Độ ph số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có dung dịch, có ứng dụng khử hợp chất sunfua cacbonat tăng pH có thêm ác nhân oxy hóa, kim loại hịa tan nước chuyển thành dạng kết tủa dễ dàng tách khỏi nước biện pháp lắng lọc SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân  Độ kiềm: Độ kiềm tổng hàm lượng ion bicacbonat, hydroxit anion muối axit yếu Do hàm lượng chất có nước nhỏ nên bỏ qua.Ở nhiêt độnhất định độ kiềm phục thuộc vào độ pH hàm lượng khí CO có nước  Độ cứng: Độ cứng nước đại lượng biểu thị ion canxi magie có nước Dùng độ cứng cao sinh hoạt gây xà phòng cacxi magie phản ứng với axit béo tạo hợp chất khóa tan Các tiêu sinh học: Vi khuẩn thường dạng đơn bào Tế bào có cấu tạo đơn giản so với sinh vật khác Vi khuẩn có nước gay bệnh lỵ, viêm đường ruột bệnh tiêu chảy khác Bảng 1.1: Thành phần chất gây ổ nhiễm nguồn nước mặt Chất rắn lơ lửng D > 1µm - Đất sét - Cát - Keo Fe(OH)3 - Chất thải hữu cơ, vi sinh vật - Vi trùng 1-10µm - Tảo Các chất keo D = 0,001-1µm - Đất sét - Protein - Silicat SiO2 - Chát thải sinh hoạt hữu - Cao phân tử hữu - Ví rút 0,03-0,3 µm Các chất hịa tan D < 0,001 µm - Các ion K+, Na+, Ca+, NH4+, SO42-, Cl-, PO43-… - Các chất khí CO2 , O2, N2, CH4, H2S… - Các chất hữu - Các chất mùn 1.2 Hiện trạng chất lượng nước Hiện chất lượng nước vùng thượng lưu sơng cịn tốt Tuy nhiên vùng hạ lưu có nhiều vùng bị ô nhiễm nặng nề Đặc biệt mức độ ô nhiễm sông tăng cao vào mùa khơ lượng nước đổ sơng giảm Chất lượng nước suy giảm mạnh, nhiều tiêu như: BOD, COD, NH 4, N, P cao tiêu chuẩn cho phép nhiều lần 1.2.1 Chất lượng nước nguồn Bảng 1.2: Chất lượng nước nguồn STT Chỉ tiêu Đơn vị Nước nguồn pH Độ đục Độ màu NTU TCU 75 45 Độ cứng Fe mg/l mg/l 50 0,2 Mn Ca2+ mg/l mg/l 0,1 40 Coliform Nhiệt độ Vi khuẩn/100 ml C 10000 27 10 Độ kiềm tổng cộng mgđl/l 1,2 Ghi 7,2 SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang Xử lí Xử lí Xử lí Đồ án mơn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân 11 Tổng chất rắn lơ lửng mg/l 110 Xử lí 1.2.2 Yêu cầu chất lượng nước sau xử lí 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 / /2009) Ðơn vị STT Tên tiêu I Chỉ tiêu cảm quan thành phần vô Màu sắc (a) Mùi vị (a) Ðộ đục (a) pH (a) Ðộ cứng (a) Tổng chất rắn hoà tan (TDS) (a) Hàm lượng nhơm (a) Hàm lượng Amoni, tính theo NH4+ (a) tính TCU Giới hạn tối đa 15 Khơng có mùi, vị lạ NTU 6,5-8,5 mg/l 300 mg/l 1000 mg/l 0,2 mg/l 1,5 Hàm lượng Antimon mg/l 0,005 10 Hàm lượng Asen mg/l 0,01 11 Hàm lượng Bari mg/l 0,7 cho Borat Axit boric mg/l 0,3 13 Hàm lượng Cadimi mg/l 0,003 14 Hàm lượng Clorua (a) mg/l 250 15 Hàm lượng Crom mg/l 0,05 16 Hàm lượng Ðồng (Cu) (a) mg/l 17 Hàm lượng Xianua mg/l 0,07 12 Hàm lượng Bo tính chung SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang Phương pháp thử Mức giám sát TCVN 6185-1996 (ISO 7887-1985) Cảm quan (ISO 7027 - 1990) TCVN 6184- 1996 AOAC SMEWW TCVN 6224 - 1996 TCVN 6053 –1995 (ISO 9696 –1992) ISO 12020 – 1997 TCVN 5988 – 1995 (ISO 5664 1984) AOAC SMEWW TCVN 6182 – 1996 (ISO 6595 –1982) 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 độ A A A A A B B B C B C C C A C C C Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân 18 19 Hàm lượng Florua Hàm lượng Hydro sunfua (a) mg/l 0,7 – 1,5 mg/l 0,05 20 Hàm lượng Sắt (a) mg/l 0,5 21 Hàm lượng Chì mg/l 0,01 22 Hàm lượng Mangan mg/l 0,5 23 Hàm lượng Thuỷ ngân mg/l 0,001 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 SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 10 (ISO 6703/1-1984) TCVN 6195- 1996 (ISO10359/1-1992) ISO10530-1992 TCVN B B 6177-1996 (ISO 6332-1988) TCVN 6193- 1996 (ISO 8286-1986) TCVN 6002- 1995 A B (ISO 6333 - 1986) A TCVN 5991-1995 (ISO 5666/1-1983  ISO 5666/3 -1983) AOAC SMEWW TCVN 6180 B C -1996 (ISO8288-1986) TCVN 6180- 1996 C (ISO 7890-1988) A TCVN 6178-1996 A (ISO 6777-1984) TCVN 6183-1996 C (ISO 9964-1-1993) TCVN 6196-1996 B (ISO 9964/1-1993) TCVN 6200 -1996 A (ISO9280 -1990) TCVN 6193 -1996 C (ISO8288-1989) Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân lớp vật liệu lọc 45%) Cường độ gió rửa lọc W gió = 15 l/s.m2 (quy phạm cho phép Wgió = 15 ÷ 25 l/s.m2) Lưu lượng nước rửa bể lọc là: Chọn đường kính ống d c = 250 mm thép tốc độ nước chảy ống là: vc = 1,07 m/s (nằm giới hạn cho phép ≤ 2,0 m/s) Lấy khoảng cách ống nhánh 0,28m (quy phạm cho phép 0,25 ÷ 0,3m), số ống nhánh bể lọc là: Lưu lượng nước rửa lọc chảy ống nhánh là: Chọn đường kính ống nhánh dn = 50 mm thép, tốc độ nước chảy ống nhánh là: = 1,87 m/s (nằm giới hạn cho phép 1,8 ÷ 2,0 m/s) Với ống 250 mm, tiết diện ngang ống là: Tổng diện tích lỗ lấy 35% diện tích tiết diện ngang ống (quy phạm cho phép 30 ÷ 35%), tổng diện tích lỗ tính là: Chọn lỗ có đường kính 10 mm (quy phạm 10 ÷ 12mm) diện tích lỗ là: Tổng số lỗ là: Số lỗ ống nhánh là: Trên ống nhánh, lỗ xếp thành hàng so le nhau, hướng xuống phía nghiêng góc 450 so với mặt phẳng nằm ngang Số lỗ hàng ống nhánh là: 13 lỗ Khoảng cách lỗ là: (0,425: đường kính ngồi ống gió (m)) SVTH: Nguyễn Lê Hồi Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 34 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân Chọn ống khí đặt cuối ống Tính hệ thống dẫn gió rửa lọc Chọn cường độ gió rửa bể lọc là: Wgió = 15 m/s, lưu lượng gió tính tốn là: Lấy tốc độ gió ống dẫn gió 15 m/s (quy phạm 15 ÷ 20 m/s), đường kính ống gió tính sau: Số ống gió nhánh lấy 16 Lượng gió ống gió nhánh là: Đường kính ống gió nhánh là: Chọn đường kính ống nhánh 20mm, thép Đường kính ống gió 90mm, thép, diện tích mặt cắt ngang ống gió là: Tổng diện tích lỗ lấy 40% diện tích tiết diện ngang ống gió (quy phạm 35 ÷ 40%), Chọn đường kính lỗ gió 3mm (quy phạm ÷ 5mm), diện tích lỗ gió là: Tổng số lỗ gió là: Số lỗ ống gió nhánh là: Khoảng cách lỗ là: (0,9: đường kính ngồi ống gió chính; 6: số lỗ hàng, lỗ gió ống nhánh phải đặt thành hàng so le nghiêng góc 450 so với trục thẳng đứng ống) Tính tốn máng phân phối nước lọc thu nước rửa lọc SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 35 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân Bể có chiều rộng 2m, chọn bể bố trí máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác, khoảng cách máng d = 2/1 = 2m (quy phạm không lớn 2,2m) Lượng nước rửa thu vào máng xác định theo cơng thức: Trong đó: W: Cường độ rửa lọc; W = 12 (l/s.m2) d: Khoảng cách tâm máng; d = 2m l: Chiều dài máng; l = 2m l/s = 0,048 m3/s Chiều rộng máng tính theo cơng thức: Trong đó: K : Hệ số phụ thuộc vào hình dáng máng, có tiết diện đáy tam giác, K  2,1 qm: Lưu lượng nước vào máng, qm 0,048 (m3/s) a: Tỉ số chiều cao phần chữ nhật máng với nửa chiều rộng máng, a  1,2 ( quy phạm a = ÷ 1,5) Vậy chiều cao phần máng hình chữ nhật là: h CN = 0,200 (m) Lấy chiều cao phần đáy tam giác là: hđ = 0,2m Độ dốc đáy máng lấy phía máng tập trung nước i = 0,01 Chiều dày thành máng lấy là: Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa là: Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng thu nước xác định theo cơng thức sau: Trong đó: L: Chiều dày lớp vật liệu lọc, L = 0,8 (m) e: Độ giãn nở tương đối lớp vật liệu lọc, e = 45% SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 36 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân Theo quy phạm, khoảng cách đáy máng dẫn nước rửa phải nằm cao lớp vật liệu lọc tối thiểu 0,07 (m) Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa Hm = 0,61m, máng dốc phía máng tập trung i = 0,01; máng dài 2m nên chiều cao máng phía máng tập trung là: 0,61 + 0,03 = 0,64 m Vậy phải lấy bằng: Nước rửa lọc từ máng thu tràn vào máng tập trung nước Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung xác định theo cơng thức: Trong đó: qM : Lưu lượng nước chảy vào mương tập trung nước (m3/s); qM = 0,043m3/s A : Chiều rộng máng tập trung Chọn A = 0,75m (quy phạm không nhỏ 0,6m) g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 Vậy Tính tổn thất áp lực bể rửa lọc nhanh Tính tổn thất áp lực hệ thống phân phối giàn ống khoan lỗ: Trong đó:  v0: tốc độ nước chảy đầu ống chính; vo = 1,91 m/s  vn: tốc độ nước chảy đầu ống nhánh; = 1,99 m/s  g: gia tốc trọng trường; g = 9,81 m/s2  : hệ số sức cản; (kW = 0,35) Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ: Trong đó: Ls: chiều dày lớp sỏi đỡ; Ls = 0,7m SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 37 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân W: cường độ rửa lọc; W = 12 l/s.m2 Tổn thất áp lực lớp vật liệu lọc (với kích thước hạt d = 0,5 ÷ mm; a = 0,76; b = 0,017) Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu lớp cát lọc lấy hbm = 2m Vậy tổn thất áp lực nội bể lọc Chọn máy bơm rửa lọc bơm gió rửa lọc: Áp lực công tác cần thiết máy bơm rửa lọc xác định theo cơng thức: Trong đó: = 7,93m hhh: độ cao hình học từ cốt mực nước thấp bể chứa đến mép máng thu nước rửa (m) : chiều sâu mức nước bể chứa (m) 3,5 : độ chênh mực nước bể lọc bể chứa (m) : chiều cao lớp nước bể lọc (m) 0,71 : khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến mép máng (m) hô: tổn thất áp lực đường ống dẫn nước từ trạm bơm nước rửa đến bể lọc (m) Giả sử chiều dài đường ống dẫn nước rửa lọc l = 100m Đường kính ống dẫn nước rửa lọc D = 400mm, Q r = 144 l/s Tra bảng 1000i = 3,92 Vậy hô = i.l = 0,00392 x 100 =0,392 (m) hcb: tổn thất áp lực cục phận nối ống van khóa, xác định theo công thức Giả sử đường ống dẫn nước rửa lọc có thiết bị phụ tùng sau: co 90 0, van khóa, ống ngắn Vậy SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 38 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân Với Qr = 144 l/s; Hr = 15,332m chọn máy bơm nước rửa lọc phù hợp Ngoài máy bơm rửa lọc công tác, phải chọn máy bơm dự phịng Với Q gió = 0,18 l/s, Hgió = 3m chọn máy bơm gió phù hợp Tỉ lệ lượng nước rửa so với lượng nước vào bể lọc tính theo cơng thức Trong đó: W: cường độ nước rửa lọc (L/s.m2); W = 12 L/s.m2) f: diện tích bể lọc (m2), f = 5,51 m2 N: số bể lọc; N = bể Q: công suất trạm xử lý (m3/h); 75 m3/h T0: thời gian công tác bể lần rửa (giờ) Trong đó: T: thời gian công tác bể lọc ngày (giờ) n: số lần rửa bể lọc ngày t1, t2, t3: thời gian rửa, xả nước lọc đầu thời gian chết bể (giờ) Bảng Các thông số thiết kế bể lọc Thông số Số lượng Đơn vị Vật liệu Bể lọc N bể Bê tông cốt thép, dày 0,3 m Chiều rộng bể B m Bê tông cốt thép Chiều dài bể L 2,8 m Bê tông cốt thép Chiều cao bể HXD mm Bê tông cốt thép Ống dẫn nước rửa lọc 400 mm Thép Ống dẫn gió 150 mm Thép 3.4.4 Bể chứa nước Thiết kế bể chứa nước có dung tích = 15%Q trạm dung tích bể : SVTH: Nguyễn Lê Hồi Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 39 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân Q bể  15 �1800  270 100 (m³/ngđ) Thiết kế bể chứa, với chiều cao chứa nước bể 3m Diện tích bể : F V 270   90(m²) H Chọn chiều cao bảo vệ 0,5m tổng chiều cao xây dựng bể 3,5m Chọn chiều dài bể chiều dài bể lắng sơ bể lọc: (20 + 0,3 + 2,9) = 23,2 L × B = 23,2 × Bảng Các thơng số thiết kế bể chứa nước Thông số Số lượng Đơn vị Vật liệu Bể chứa N bể Bê tông cốt thép Dày 0,3 m Chiều rộng bể B m Bê tông cốt thép Chiều dài bể L 23,2 m Bê tông cốt thép Chiều cao bể HXD 3,5 m Bê tơng cốt thép 3.5 Tính tốn liều lượng hóa chất cao trình trạm xử lý 3.5.1 Tính lượng Clo cần dùng Phương pháp khử trùng nước Clo lỏng, sử dụng thiết bị phân phối Clo Clorator  Lượng Clo dùng để khử trùng = (0,7÷1)mg/l nước mặt chất lượng tốt lấy 1,0 (mg/l)  Vâỵ tổng lượng Clo bao gồm lượng Clo dùng để Clo hóa sơ : LCl2 =1,0(mg/l)  Lượng Clo cần dùng : qCl  Q �LCl  75 � 103  0, 075( kg / h) Trong : Q – công suất trạm xử lý Q = 75 (m³/h) LCl2 – lượng Clo hóa cần dùng LCl2 =1,0(mg/l) = 10-3 (kg/m³)  Năng suất bốc bình nhiệt độ khơng khí 20 0C từ (0,7÷1)kg/h lấy Cs=0,8kg/h SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 40 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân N Do số bình Clo dùng đồng thời : bình Clo sử dụng đồng thời để khử trùng nước qCl 0, 075   0, 075 Cs Vậy dùng 1/10  Lượng nước tính tốn cho Clorator làm việc lấy 0,6m³ cho 1kg Clo  Lượng nước cấp cho trạm Clo : qcấp  0, �qCl  0, �0, 075  0, 045(m³ / h)  0, 0125(l / s)  Đường kính ống dẫn Clo : Q 0, 0125.10 3 D  1,  1,  0, 005( m) v 0, Với v vận tốc dẫn Clo đường ống với Clo lỏng lấy v = 0,6(m/s)  Lượng Clo dùng ngày : Q Clo = 24 �qClo  24 �0, 075  1,8( kg / ngd)  Lượng nước tiêu thu ngày đêm : Q cấp  24 �qCâp  24 �0, 045  1, 08( kg / ngd) Do đặc thù vị trí địa lý trạm xử lý gần khu vực sản xuất Clo nên chọn số bình Clo dự trữ trạm dùng đủ 30 ngày  Lượng Clo dùng 30 ngày : QCl  30 �1,8  54(kg )  Clo lỏng có tỷ trọng riêng 1,40 (kg/l) nên tổng lượng dung dịch Clo : QCllong2  54  38, 6(l ) 1, 40 Chọn bình Clo loại 40(l), bình hoạt động, bình dự trữ Chọn thiết bị định lượng Clo loại PC5, Clorator có cơng suất (1,28÷20,5)kg/l Trong có Clorator dự trữ 3.5.2 Tính tốn cao trình trạm xử lý SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 41 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân Theo điều 6.355, TCXDVN 33 :2006 ta lấy tổn thấp áp lực trong cơng trình đơn vị sau : Trong bể trộn khí : 0,4 – 0,6m Chọn 0,5m Trong bể lắng đứng : 0,4 – 0,6 m Chọn 0,5 m Trong bể lọc : – 3,5 m Chọn 3m Tổn thất áp lực ống nối : Từ bể trộn đến bể bể lắng : 0,3 – 0,4 m Chọn 0,3 m Từ bể lắng đến bể lọc : 0,6 m Từ bể lọc đến bể chứa nước : 0,5 -1 m.Chọn 0,5m Cao trình cơng trình trạm xử lí : Chọn cốt mặt đất trạm xử lí Ztr = +0,00m  Cao trình bể chứa nước Xây dựng bể nửa nửa chìm, với kích thước bể : Lxd = 23,2,5m Cốt đáy bể chứa : Zđáy bể chứa = + 0,00 – = -4 m Mực nước cao bể chứa 3,5m Cốt mực nước bể chứa : Zmực nước bể chứa = 3,5 -4 = -0,5m  Cao trình bể lọc nhanh Tổn thất áp lực từ bể lọc đến bể chứa nước : Hlọc = 3,5 m Cốt mực nước bể lọc : Zmực nước bể lọc = Zmực nước bể chứa + Hlọc = -0,5 + 3,5 = +3,0 m Cốt đáy bể lọc : Zđáy bể lọc = Zmực nước bể lọc - Hlọc = – 3,5 = - 0,5m  Cao trình bể lắng ngang Cốt mực nước bể lắng : Znước bể lắng = Zmực nước bể lọc = +3 m Cốt đáy bể lắng : Zđáy bể lắng = Znước bể lắng – (Hl + hnón) = +3 – (5 + 3,8) = -5,8 m SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 42 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân Trong  Hl = 5m, chiều cao bể lắng ;  hnón = 3,8m, chiểu cao phần nón chứa cặn  Cao trình bể trộn khí Tổn thất áp lực từ bể trộn đến bể bể lắng : 0,5 m Cốt mực nước bể trộn : Znước bể trộn = Znước bể lắng + 0,5 = +3,5 m Cốt đáy bể trộn : Zđáy bể trộn = Znước bể trộn – (Htrộn + hchân) = +3,5 – (2,5 + 1) = +0,00 m Trong :  Htrộn = 2,5 m, chiều cao bể trộn;  hchân = m, chiều cao chân bể trộn  Cao trình bể lắng sơ Tổn thất áp lực từ bể lắng đến bể trộn : hlắng1 = 0,5 m Cốt mực nước bể lắng : Znước bể lắng = Z nước bể trộn + hlắng1 = +3,5 + 0,5 = +4 m Cốt đáy bể lắng : Zđáy bể lắng = Znước bể lắng – Hl = +4 – 4= -0,00 m Trong  Hl = 5m, chiều cao bể lắng Tất cơng trình chọn chiều cao bảo vệ 0,5m SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 43 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân KẾT LUẬN Trạm xử lý nước cấp thiết kế tương đối đầy đủ với cơng trình sơ đồ cơng nghệ, hệ thống thu nước thiết bị phụ trợ Tuy nhiên, so sánh với đồ án thực tế để xây dựng đồ án cịn thiếu xót nhiều sơ đồ đường ống, thiết bị kèm theo số chi tiết khác Đồ án thiết kế với sơ đồ công nghệ đơn giản có khả xử lý cao, khơng cần trình độ tự động hóa phức tạp Các cơng trình đơn vị chọn lựa cho phù hợp với công suất, vận hành đơn giản phù hợp với kinh tế địa phương Tuy đồ án cố gắng đề xuất sơ đồ công nghệ công trình đơn vị cho phù hợp với điều kiện địa phương không tránh khỏi mâu thuẫn nhiều khía cạnh kinh tế, cơng suất trình độ kĩ thuật Bất sơ đồ cơng nghệ hay cơng trình đơn vị có ưu nhược điểm người làm đồ án hi vọng ưu điểm lựa chọn phát huy khuyết điểm dần khắc phục trình vận hành hệ thống SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 44 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân KIẾN NGHỊ Có thể nói trạm xử lý nước vào hoạt động giải tốt vấn đề nước Tuy nhiên, nói mâu thuẫn ưu nhược điểm công nghệ mà trình vận hành cần ý đến cố xảy Để hệ thống xử lý nước hoạt động có hiệu ổn định số đề xuất mà ban quản lý trạm xử lý cần lưu ý bao gồm:  Thực tốt vấn đề quy hoạch, thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho phù hợp với quy hoạch chung huyện công suất đáp ứng nhu cầu phát triển tương lai  Khi thi công cần có biện pháp thi cơng an tồn, đảm bảo chất lượng vật liệu xây dựng theo yêu cầu kĩ thuật  Bảo đảm công tác quản lý vận hành theo hướng dẫn kỹ thuật  Thường xuyên quan trắc chất lượng nước cấp xử lý đầu vào để kiểm tra xem lưu lượng chất lượng có đạt điều kiện xử lý đảm bảo chất lượng đầu phù hợp tiêu chuẩn  Nâng cao ý thức sử dụng nước tiết kiệm mục đích, chống thất SVTH: Nguyễn Lê Hồi Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 45 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Ngọc Dung, 2010 Xử lý nước cấp Nhà xuất xây dựng Hà Nội [2] Nguyễn Ngọc Dung, 2003 Cấp nước đô thị Nhà xuất xây dựng Hà Nội [3] Trịnh Xuân Lai, 2002 Cấp nước – Tập 2: xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh hoạt công nghiệp Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội [4] Tiêu chuẩn xây dựng (TCXD) 33:2006, Cấp nước – Mạng lưới bên ngồi cơng trình - Tiêu chuẩn cơng trình thiết kế Bộ Xây Dựng, Hà Nội [5] Nguyễn Thị Hồng, 2001 Các bảng tính tốn thủy lực NXB xây dựng Hà Nội [6] Lâm Minh Triết, 2014 Xử lý nước thải đô thị công nghiệp NXB Đại học quốc gia TP.HCM SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 46 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 47 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 6.000 dân PHỤ LỤC Bảng: Thông số ống nhựa HDPE công ty Thuận Phát Tên sản phẩm Đường kính ngồi (mm) D Chiều dày (mm) Ống HDPE ϴ 20 20 1,7 Ống HDPE ϴ 25 25 1,9 Ống HDPE ϴ 32 32 2,4 Ống HDPE ϴ 50 50 3,7 Ống HDPE ϴ 90 90 6,7 Ống HDPE ϴ 110 110 8,1 Ống HDPE ϴ 125 125 9,2 Ống HDPE ϴ 140 140 10,3 Ống HDPE ϴ 160 160 11,8 Ống HDPE ϴ 200 200 14,7 Ống HDPE ϴ 225 225 16,6 Ống HDPE ϴ 250 250 18,4 Ống HDPE ϴ 280 280 20,6 Ống HDPE ϴ 315 315 23,2 Ống HDPE ϴ 355 355 26,1 Ống HDPE ϴ 400 400 29,4 Ống HDPE ϴ 450 450 33,1 Ống HDPE ϴ 500 500 36,8 SVTH: Nguyễn Lê Hoài Nam MSSV:0150020180 GVHD: Ths Trần Ngọc Bảo Luân Trang 48