Thiết kế quy trình công nghệ nhà máy xử lý nước cấp tại huyện Tuy Phong tỉnh Bình Thuận sử dụng bể trộn vách ngăn

ĐỀ XUẤT VÀ PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

Bể trộn có vách ngăn là một loại bể trộn thủy lực gồm một đoạn mương bê tông cốt thép có các vách trộn chắn ngang để tạo nên sự xáo trộn trong dòng chảy của hỗn hợp nước và hóa chất. Phương pháp trộn thủy lực có ưu điểm là cấu tạo công trình đơn giản, không cần máy móc thiết bị phức tạp, giá thành quản lý thấp. Nhược điểm cơ bản là không điều chỉnh được cường độ khuấy trộn khi cần thiết và do tổn thất áp lực lớn nên công trình phải xây dựng cao hơn.

Căn cứ vào biện pháp thu nước đã lắng, người ta chia bể lắng ngang thành hai loại: bể lắng ngang thu nước ở cuối và bể lắng ngang thu nước đều trên bề mặt. Bể lắng dùng lực ly tâm tác dụng lên hạt cặn, tốc độ chuyển động của các hạt cặn theo hướng từ tâm quay ra ngoài sẽ lớn hơn rất nhiều so với vận tốc lắng tự do của hạt cặn trong khối nước tĩnh, do đó các hạt cặn có thể tách ra khỏi nước bằng các thiết bị ly tâm hay xiclon thủy lực. Lọc nước là quá trình xử lý tiếp theo quá trình lắng, nó có nhiệm vụ giữ lại các hạt cặn nhỏ hơn trong nước không lắng được ở bể lắng, do đó làm trong nước một cách triệt để hơn, với mức độ cao hơn và làm giảm đáng kể lượng vi trùng trong nước.

Do tốc độ lọc nhanh (từ 6 – 15 m/h) nên diện tích xây dựng bể nhỏ và do cơ giới hóa công tác rửa bể nên làm giảm nhẹ công tác quản lý và nó đã trở thành bể lọc cơ bản, được sử dụng phổ biến trong các trạm cấp nước trên thế giới hiện nay. Máy bơm được gắn với thiết bị biến tần để cho phép thay đổi lưu lượng của máy bơm tùy theo nhu cầu sử dụng khác nhau của các giờ trong ngày.

THUYẾT MINH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

Các thiết bị lắng ly tâm có hiệu quả lắng cao nhưng cấu tạo phức tạp, quản lý khó khăn không kinh tế. Chọn bể chứa có mặt bằng hình chữ nhật, đặt nửa chìm nửa nổi để thuận lợi cho việc bố trí bể lọc. Bên trên bể có nắp đậy, ống thông hơi và lớp đất trồng cây để giữ cho nước khỏi nóng.

Nước từ bể lắng được đưa đến bể lọc nhanh chia thành hai dãy bằng mương dẫn và phân phối vào bể lọc bằng các máng phân phối để nước được phân phối đều trên diện tích bề mặt bể lọc. Bể lọc có nhiệm vụ giữ lại các hạt cặn nhỏ và vi khuẩn mà bể lắng không có khả năng giữ lại được. Nước sau khi qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống chụp lọc được thu vào hệ thống ống thu nước lọc và đưa đến bể chứa.

Tại đây, lượng clo được châm vào đủ để khử trùng nước và đảm bảo lượng clo dư đạt tiêu chuẩn trong mạng lưới nước cấp. Nước từ các hố hút được các bơm biến tần từ các trạm bơm cấp II hút và bơm cấp vào mạng lưới tiêu thụ.

LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP PHÙ HỢP CHO NHÀ MÁY Ở HUYỆN TUY PHONG, TỈNH BÌNH THUẬN

Nước sau khi đã được trộn đều với hóa chất sẽ được phân phối vào bể lắng. Nhược điểm: giá thành xây dựng cao, có nhiều hố cặn tạo nên những vòng xoáy làm giảm khả năng lắng của các hạt cặn, chiếm nhiều diện tích xây dựng. Bể vừa làm việc vừa xả cặn liên tục nên khi xả cặn bể vẫn hoạt động bình thường, thuận lợi cho việc xả bùn và tuần hoàn bùn.

Nhược điểm: hiệu quả xử lý không cao bằng bể lắng ngang, chi phí xây dựng tốn kém, hiệu suất xử lý không cao. Ngoài ra, hệ thống gạt bùn có cấu tạo phức tạp và làm việc trong điều kiện ẩm ướt nên dễ bị hư hỏng. So với phương án 2 thì phương án 1 có nhiều ưu điểm hơn, hiệu quả xử lý cao hơn, cấu tạo bể đơn giản.

Qua đó, ta cũng có thể kết luận rằng chi phí xây dựng và chi phí thiết bị của phương án 2 cao hơn phương án 1. Vì vậy, chọn sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp của phương án 1 cho nhà máy tại huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận.

Tính toán các công trình

Bể trộn vách ngăn ngang có cấu tạo như một cái máng hình chữ nhật, trong máng đặt ba vách ngăn có cửa thu hẹp, vách đầu và cuối có cửa thu hẹp ở giữa, vách giữa có cửa thu hẹp ở hai bên. Trong công nghệ xử lý nước, quá trình lắng xảy ra rất phức tạp, chủ yếu lắng ở trạng thái động (trong quá trình lắng nước luôn chuyển động), các hạt cặn không tan trong nước là tập hợp hạt không đồng nhất (kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng khác nhau) và không ổn định (luôn thay đổi hình dạng, kích thước trong quá trình lắng do dùng chất keo tụ). Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật làm bằng bê tông cốt thép, sử dụng trong các trạm có công suất lớn. Để bể lắng ngang làm việc có hiệu quả, trước tiên phải xác định được kích thước vùng lắng một cách hợp lý dựa vào lý thuyết lắng cặn trong bể lắng ngang đã được nghiên cứu. uo được xác định theo tài liệu thí nghiệm hay theo kinh nghiệm quản lý các công trình đã có trong điều kiện tương tự lấy vào mùa không thuận lợi nhất trong năm, với yêu cầu hàm lượng cặn của nước đã lắng không quá 12 mg/l. Vận tốc trung bình của dòng nước trong bể:. Nguyễn Ngọc Dung, trang 76). Trong kỹ thuật xử lý nước, hệ số Reynold của hạt lắng rất nhỏ và hạt lắng luôn trong trạng thái chảy tầng không cần xét đến, chỉ có hệ số Reynold của dòng chảy ngang trong bể là cần xét đến.

Trong thực tế không thể cấu tạo bể lắng có dòng chảy tầng, vì thế quá trình lắng cặn trong bể lắng xảy ra chậm hơn trong ống nghiệm do chuyển động rối, với sự xuất hiện của thành phần tốc độ của dòng chảy theo hướng thẳng đứng và ngang. Vì thế, tại mỗi thời điểm trị số thực và hướng tốc độ chuyển động của hạt cặn trong quá trình lắng là vector tổng hợp của ba vector thành phần: thành phần chuyển động ngang, thành phần thẳng đứng và tốc độ lắng của hạt dưới tác động của trọng lực. Vì vậy, để bể lắng hoạt động có hiệu quả thì hệ số của dòng chảy Reynold của dòng chảy không được quá lớn đủ để phá vỡ các đám mây bông cặn hình thành trong quá trình lắng.

Việc phân phôi nước vào trên toàn bộ mặt cắt ngang của bể là điều kiện cực kì quan trọng bởi vì nếu phân phối không đều nước vào sẽ gây ra hiện tượng ngắn dòng và tạo ra các xoáy nước nhỏ làm cho dòng chảy trong vùng lắng không ổn định, có thể làm các bông cặn bị phá vỡ. Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa khe hở của vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước. Nước trong bể chứa nước sạch được dùng để rửa bể lọc, pha hóa chất, phục vụ vệ sinh, dự trữ cứu hỏa, thể tích nước cần thiết cho tiếp xúc khử trùng, dung tích nước điều hòa cho mạng lưới được chứa trong bể chứa nước sạch.

Tốc độ của quá trình khử trùng nhanh khi nồng độ của chất khử trùng và nhiệt độ của nước tăng, đồng thời phụ thuộc vào dạng không phân ly của chất khử trùng, vì quá trình khuếch tán qua vỏ tế bào xảy ra nhanh hơn quá trình phân ly.

Dự toán giá thành xây dựng các công trình đơn vị của hệ thống

Để đảm bảo khả năng phản ứng diệt trùng xảy ra triệt để, còn có tác dụng đến điểm dừng của nước ở cuối mạng lưới, ta cần đưa thêm vào nước lượng clo dư cần thiết ngoài lượng clo tính toán. Căn cứ vào Quyết định số 11/2013/QĐ – UBND ngày 15 tháng 3 năm 2013 Về việc ban hành biểu giá nước sạch sinh hoạt và phê duyệt phương án giá nước sạch đối với các hệ thống cấp nước nông thôn do Trung tâm nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn quản lý. Tuy nhiên, Ban quản lý Công trình Công cộng huyện Tuy Phong cung cấp nước cho người dân trong huyện với giá 4.500 (đồng/m3).

Do đó, nhà máy xử lý nước cấp tại huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận cũng cung cấp cho người dân với giá 4.500 (đồng/m3).