- Căn cứ vào bảng 2.7 – Bảng thống kờ lưu lượng nước tiờu thụ theo cỏc giờ trong ngày dựng nước lớn nhất, ta cú thành phố dựng nước nhiều nhất vào lỳc 15 –
c.Phõn phối lưu lượng về nỳt.
Ta cú bảng phõn phối lưu lượng nước thể hiện ở bảng 8, Phụ lục 1. Dựa vào kết quả chạy Epanet, ta cú:
- Bảng cỏc thụng số về nỳt trong giờ dựng nước lớn nhất thể hiện ở bảng 13 Phụ lục 1. - Bảng cỏc thụng số về đoạn ống trong giờ dựng nước lớn nhất thể hiện ở bảng 14 Phụ
2.10.2.Tớnh toỏn mạng lưới trong giờ dựng nước lớn nhất cú chỏy.
Xỏc định lưu lượng nước chữa chỏy, lấy theo tài liệu [9, mục 10.3, bảng 12]. Với quy mụ dõn số khu vực là 243.888 người.
- Lượng đỏm chỏy xảy ra đồng thời là 3 đỏm chỏy.
- Khu vực thành phố cú nhà xõy hỗn hợp, cỏc loại tầng khụng phụ thuộc vào bậc chịu lửa.
- Lưu lượng nước cho một đỏm chỏy là 40 (l/giõy).
Lưu lượng nước chữa chỏy là: Qcc = 40.3 = 120 (l/s) (Cộng Qcc vào lưu lượng nỳt bất lợi nhất trong epanet).
Dựa vào kết quả chạy Epanet, ta cú:
- Bảng cỏc thụng số về nỳt trong giờ dựng nước lớn nhất cú chỏy thể hiện ở bảng 15 Phụ lục 1.
- Bảng cỏc thụng số về đoạn ống trong giờ dựng nước lớn nhất cú chỏy thể hiện ở bảng 16 Phụ lục 1.
2.11. Khỏi toỏn kinh tế mạng lưới cấp nước.
Phương ỏn 1:
- Chi phớ xõy dựng đường ống phõn phối: 41 768,37 (tr.đồng). - Chi phớ khấu hao và sửa chữa: 2 213,72 (tr.đồng).
- Chi phớ quản lý đường ống: 18,82 (tr.đồng).
Tổng chi phớ cần cho phương ỏn 1 là: 44 000,91 (tr.đồng). Phương ỏn 2:
- Chi phớ xõy dựng đường ống phõn phối: 49 344,55 (tr.đồng). - Chi phớ khấu hao và sửa chữa: 2 615,26 (tr.đồng).
- Chi phớ quản lý đường ống: 22,23 (tr.đồng).
- Tổng chi phớ cần cho phương ỏn 1 là: 51 982,04(tr.đồng). Phần tớnh toỏn được thể hiện chi tiết ở Phụ lục 3.
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ Lí NƯỚC
Chất lượng nước nguồn.
- Nguồn nước: Sử dụng nguồn nước mặt của sụng Đỏy tại khu vực.
- Chỉ tiờu chất lượng nguồn nước (theo Bỏo cỏo hiện trạng mụi trường tỉnh Hà Nam 5 năm giai đoạn 2011 - 2015).
Bảng 3.1. Kết quả phõn tớch chất lượng nước sụng Đỏy.
STT Chỉ tiờu Đợn vị Giỏ trị QCVN 02:2009/BY T Nhận xột 1 Nhiệt độ oC 23.5 2 Độ đục NTU 9 5 Xử lý 3 pH - 6.78 6,0 – 8,5 4 Độ màu Pt - Co 150 15 Xử lý
5 Tổng chất rắn lơ lửng mg/l 60 - 6 Độ cứng mgCaCO3/l 70 350 7 Độ kiềm toàn phần mgđl/l 3,5 - 8 BOD5 mg/l 13,2 - 9 COD mg/l 23,5 - 10 Hàm lượng muối mg/l 140 - 11 Hàm lượng Ca2+ mg/l 12 - 12 Hàm lượng amoni mg/l 1,07 3 13 Hàm lượng phosphat mg/l 0.11 - 14 Coliform Vi khuẩn / 100ml 3300 50 Xử lý
Nhận xột: Giỏ trị độ đục, độ màu, hàm lượng coliform vượt quỏ giới hạn cho phộp trong QCVN 02:2009/BYT nờn cần phải xử lý.
3.1. Tớnh toỏn sơ bộ chất lượng nước đầu vào.
3.1.1. Xỏc định CO2 tự do cú trong nước nguồn.
- Ta cú:
Nhiệt độ: t = 23.5 oC. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tổng hàm lượng muối: P = 140 (mg/l). Độ kiềm: Kio = 3,5.
pH = 6,78.
Tra biểu đồ Langlier, hỡnh 6.2 - [7] ta cú CO2 tự do trong nước = 52 mg/l. 3.1.2. Tớnh toỏn liều lượng húa chất đưa vào.
a. Xỏc định liều lượng phốn dựng keo tụ:
+ Hàm lượng phốn xỏc định theo độ màu: Căn cứ vào độ màu của nước nguồn M = 150 Pt – Co, ta cú cụng thức xỏc định lượng phốn nhụm như sau:
(mg/l) [7, CT 6 - 1].
+ Hàm lượng phốn xỏc định theo hàm lượng cặn nước nguồn [7, Bảng 6.3]. Căn cứ vào hàm lượng cặn của nước nguồn C = 60 (mg/l) và theo bảng 6.3 – [7] thỡ lượng phốn nhụm cần thiết để keo tụ là 25 - 35 (mg/l). Chọn 30 (mg/l).
So sỏnh giữa liều lượng phốn nhụm tớnh theo hàm lượng cặn và độ màu, ta chọn liều lượng phốn tớnh theo độ màu, Pp = 49 (mg/l).
b. Xỏc định lượng clo húa sợ bộ.
- Mục đớch:
+ Kộo dài thời gian tiếp xỳc để tiệt trựng khi nguồn nước bị nhiễm bẩn nặng. + Oxy húa sắt hũa tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy húa mangan hũa tan để tạo thành cỏc kết tủa tương ứng.
+ Oxy húa cỏc chất hữu cơ để khử màu.
+ Trung hũa amoniac thành cloramin cú tớnh chất tiệt trựng.
Clo húa sơ bộ cũn cú tỏc dụng ngăn chặn sự phỏt triển của rong, rờu trong bể phản ứng tạo bụng và bể lắng, phỏ hủy tế bào của cỏc vi sinh vật sinh sản ra chất nhầy nhớt trờn bề mặt bể lọc, làm tăng thời gian của chu kỳ lọc.
Với hàm lượng BOD5 = 13,2 (mg/l) , COD = 23,5 ( mg/l) => phải clo húa sơ bộ.
- Lưu lượng Clo cần thiết cho vào nước để Clo húa sơ bộ trờn đường ống dẫn từ bể lọc đến bể chứa nước sạch, chọn sơ bộ 2mg/l. Lấy theo [7 - mục 6.162 ].
- Lượng Clo cần thiết dựng cho trạm trong 1h là:
2
Cl
q
= = = 6,71 (kg/h).
- Năng suất bốc hơi của một bỡnh ở 20oC là Cs = 0,7 kg/h. Do đú số bỡnh Clo dựng đồng thời là:
N = 7 7 , 0 2 l C q = = 10 (bỡnh). Tớnh số Clorator
- Cloratơ dựng để định lượng clo hơi vào nước.
- Chọn Cloratơ chõn khụng, lượng Clo tiờu thụ trong một ngày : 6,71 x 24 = 161 (kg/ngđ).
- Do đặc thự trạm xử lý gần khu vực sản xuất Clo nờn chọn số bỡnh dự trữ Clo đủ dựng trong 20 ngày. Lượng Clo dựng trong 20 ngày :
161 x 20 = 3220 (kg).
- Clo cú tỷ trọng riờng là 1,43 kg/l nờn tổng lượng dung dịch Clo: = 2252 (lớt).
Chọn 4 bỡnh Clo loại 770 lớt trong đú cú 3 bỡnh hoạt động, 1 bỡnh dự trữ. 3.1.3. Kiểm tra độ ổn định của nước.
Sau khi cho phốn nhụm vào để keo tụ thỡ độ pH của nước giảm, do đú khả năng nước cú tớnh xõm thực nờn cần phải kiểm tra độ ổn định của nước. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
a. Kiểm tra độ kiềm của nước sau khi pha phốn.
[7, CT 6 – 33].
Trong đú: Ko: độ kiềm của nước nguồn trước khi pha phốn (mgđl/l). Dp: liều lượng phốn tớnh theo sản phẩm khụng ngậm nước (mg/l).
e: đương lượng của phốn khụng nước, lấy theo điều 6.15 – [7] (mg/mgđl). Vậy .
b. Kiểm tra chỉ số bóo hũa J.
- Chỉ số bao hũa J được xỏc định theo cụng thức:
J = pHo – pHs [7, CT 6 – 31]. Trong đú: pHo: độ pH của nước sau khi keo tụ.
pHs: độ pH của nước sau khi đó bóo hũa cacbonat đến trạng thỏi cõn bằng. pHs = f1 (t) – f2 (Ca2+) – f3 (K) + f4 (p) [7, CT 6-32].
Trong đú:
f1 (t), f2 (Ca2+) , f3 (K) , f4 (p) là những trị số phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ canxi, độ kiềm, tổng hàm lượng muối trong nước, xỏc định theo hỡnh H-6.1- [7]
f1 (t) = 2,2 ứng với nhiệt độ 23,5oC.
f2 (Ca2+) = 1,1 ứng với nồng độ Ca2+ = 12 mg/l. f3 (K) = 1,54 ứng với độ kiềm là 3,5.
f4 (p) = 8,74 ứng với độ muối là 140 mg/l. pHs = 2,2 – 1,1 - 1,54 + 8,74 = 8,3
Theo mục 6.204 – [7] đối với nước được xử lý bằng phốn vụ cơ khi tớnh chỉ số bóo hũa phải kể đến độ giảm pH và độ kiềm của nước do pha phốn vào.
Lượng axit cacbonic tự do trong nước sau khi pha phốn: [7,CT6-34].
Trong đú: (CO2)0 – Nồng độ axit cacbonic trong nước nguồn trước khi pha phốn.
(CO2)0 = 52 mg/l.
Độ pH của nước sau khi pha phốn xỏc định theo toỏn đồ hỡnh 6-2 – [7] theo độ kiềm và hàm lượng axit cacbonic sau khi pha phốn.
Ta cú: CO2 = 89,25 (mg/l), K1 = 2,64 (mgđl/l), t = 23,5 oC, P = 140 (mg/l). => pHo = 6,5
Như vậy: J = pHo – pHs = 6,5 – 8,3 = - 1,8 < - 0,5 => cú tớnh xõm thực.
Khi chỉ số bóo hũa õm, để tạo lớp bảo vệ bằng cacbonat ở mặt trong thành ống phải kiềm húa nước.
c. Liều lượng kiềm pha thờm vào để đưa nước về trạng thỏi ổn
định (J = 0).
Lấy theo bảng 6.20 – [7] với J<0, pHo < pHs < 8,4 thỡ: DK = β. K = 0,9 . 2,64 = 2,38 Trong đú:
Dk – Liều lượng kiềm (mgđl/l).
β – Hệ số tra ở hỡnh 6.4 – [7] hệ số β phụ thuộc vào chỉ số bóo hũa J và pH của nước. Với J = 1,8 và pH = 6,5=> β = 0,9.
K – Độ kiềm của nước trước khi xử lý ổn định (mgđl/l) K = K1 = 2,64 (mgđl/l) .
Chuyển Dk thành đơn vị trọng lượng trong sản phẩm kỹ thuật (mg/l): DK = DK . e2.
Trong đú:
e2 – Đương lượng của hoạt chất trong kiềm, (mg/mgdl). Ta kiềm húa bằng CaO, e =28. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ck – Hàm lượng hoạt chất trong sản phẩm kỹ thuật, lấy Ck = 80%. DK = 2,38 . 28. = 83,3 (mg/l).
3.1.4. Hàm lượng cặn lớn nhất trong nước sau khi đưa húa chất vào để kiềm húa và keo tụ.
Ta cú cụng thức tớnh như sau:
(mg/l) [3, CT 3-27, Tr.78]. Trong đú:
Cn: hàm lượng cặn nước nguồn, Cn = 60 (mg/l).
K: hệ số phụ thuộc vào độ tinh khiết của phốn sử dụng. Đối với phốn khụng sạch K = 1.
P: liều lượng phốn đưa vào để keo tụ, P = 49 (mg/l). M: độ màu, M = 150 Pt – Co.
V: liều lượng vụi kiềm húa nước, V = DK =83,3 (mg/l). Vậy (mg/l).
3.2. Đề xuất dõy chuyền cụng nghệ xử lý.
Căn cứ vào kết quả chất lượng nước sau khi xử lý sơ bộ: - Cụng suất: Q = 80500 (m3/ngđ).
- Hàm lượng cặn lớn nhất: 229,8 (mg/l). - Độ kiềm nước nguồn: 2,64 (mgđl/l). - Độ màu: 150 Pt – Co.
Bể tiờu thụ phốn Vụi sữa Nước sụng Đỏy
Bể lắng ngang kết hợp với bể phản ứng cú lớp cặn lơ lửng
Bể lọc nhanh 1 lớp vật liệu Bể chứa Trạm bơm cấp II Bể hũa trộn phốn. Mạng lưới Khử trựng bằng clo Bể tiờu thụ vụi Sõn phơi bựn Bể hũa trộn vụi. Nước Phốn Bể trộn đứng Trạm bơm cấp I Song chắn rỏc Dõy chuyền 1:
Vụi sữa Bể lắng trong cú lớp cặn lơ lửng Bể lọc nhanh 2 lớp vật liệu Bể chứa Bể hũa trộn phốn. Bể tiờu thụ vụi Trạm bơm cấp II Bể hũa trộn vụi. Bể tiờu thụ phốn Mạng lưới Nước Khử trựng bằng clo Bể trộn đứng Trạm bơm cấp I Song chắn rỏc Sõn phơi bựn Nước sụng Đỏy Phốn Dõy chuyền 2:
Thuyết minh ưu, nhược điểm dõy chuyền 1:
Từ trạm bơm cấp I nước được đưa vào bể trộn đứng theo đường ống đi từ dưới lờn và hũa trộn với chất phản ứng cũng được đưa vào từ phớa dưới bể. Nước sau khi trộn với húa chất được dẫn sang bể phản ứng cú lớp cặn lơ lửng kết hợp với lắng ngang thu nước bề mặt. Nước trước khi vào bể phản ứng được dẫn qua ngăn tỏch khớ được đặt ở đầu bể để trỏnh hiện tượng cỏc bọt khớ kộo theo cỏc hạt cặn tràn vào mỏng thu nước trong, sau đú theo ống phõn phối nước vào cú đục lỗ đặt dưới đỏy bể, nước chuyển động từ dưới lờn đi qua cỏc vỏch ngăn hướng dũng sau đú tràn sang bể lắng ngang. Tốc độ nước tràn khụng vượt quỏ 0,05 m/s. Tại đõy, cỏc bụng cặn lắng xuống đỏy bể nhờ trọng lực, nước sau lắng sẽ tiếp tục chảy sang bể lọc nhanh.
Tại bể lọc, cỏc hạt cặn cũn lại và cỏc vi trựng cú trong nước sẽ được giữ lại trờn bề mặt hoặc cỏc khe hở của lớp vật liệu lọc. Hàm lượng cặn cũn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt chuẩn cho phộp.
Nước sau khi qua bể lọc được dẫn đến bể chứa nước sạch. Tại đõy, Clo được chõm vào đủ để khử trựng và đảm bảo lượng Clo dư đạt tiờu chuẩn cho phộp cấp nước sinh hoạt. Trạm bơm cấp II cú nhiệm vụ bơm nước từ bể chứa vào mạng lưới cấp nước phõn phối cho hộ gia đỡnh.
- Ưu điểm:
+ Dễ vận hành, hiệu quả lắng tốt.
+ Xõy dựng kết hợp giữa bể phản ứng và bể lắng ngang nờn giải phỏp kết cấu đơn giản, chiều cao xõy dựng thấp.
+ Bể lọc nhanh 1 lớp vật liệu dễ vận hành, hiệu quả lắng khỏ tốt. - Nhược điểm:
+ Diện tớch bề mặt lớn. + Khởi động chậm.
+ Khi tiến hành rửa lọc sẽ tạo độ rỗng lớn, thời gian xả nước lọc kộo dài hơn. Thuyết minh ưu, nhược điểm dõy chuyền 2.
Dõy chuyền 2 cũng tương tự như dõy chuyền 1 chỉ khỏc ở chỗ ta thay thế bể phản ứng cú lớp cặn lơ lửng kết hợp bể lắng ngang bằng bể lắng trong cú lớp cặn lơ lửng và bể lọc nhanh 1 lớp vật liệu bằng bể lọc nhanh 2 lớp vật liệu. Trong dõy chuyền cụng nghệ này, ta khụng sử dụng bể phản ứng vỡ quỏ trỡnh phản ứng và tạo bụng xảy ra ngay trong bể lắng trong.
- Ưu điểm:
+ Hiệu quả lọc bể 2 lớp vật liệu cao hơn lọc 1 lớp.
+ Khi tiến hành rửa lọc thỡ bể 2 lớp vật liệu sẽ tạo độ xỏo trộn, độ rỗng nhỏ hơn so với bể 1 lớp vật liệu.
- Nhược điểm: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Kết cấu phức tạp, chế độ quản lý chặt chẽ, đũi hỏi cụng trỡnh làm việc liờn tục suốt ngày đờm và rất nhạy cảm với sự dao động lưu lượng và nhiệt độ.
+ Phải duy trỡ và kiểm tra thường xuyờn chiều cao của tầng cặn lơ lửng. + Bể lọc nhanh 2 lớp đũi hỏi chi phớ đầu tư cao hơn , chế độ quản lý chặt chẽ. 3.3. Tớnh toỏn cỏc cụng trỡnh trong dõy chuyền cụng nghệ 1.
3.3.1. Song chắn rỏc.
Lưu lượng nước của trạm bơm cấp 1 là 80500 m3/ngđ = 0,93 m3/s. a. Tớnh toỏn song chắn rỏc đặt ở ngăn thu.
Song chắn rỏc cấu tạo là thanh thộp HCN kớch thước 650 mm.
Khoảng cỏch giữa cỏc thanh a = 40 ữ 50 mm [8, Tr.77]. Chọn a = 40 mm. Đường kớnh thanh d = 6 mm.
Số cửa thu nờn chọn tối thiểu là 2 ngăn [8, Tr.83]. Chọn n = 2. Hệ số co hẹp do cỏc thanh thộp: K1 = [8, CT 3-2, Tr.77]. Hệ số co hẹp do rỏc bỏm vào song : K2 = 1,25.
Hệ số kể đến ảnh hưởng đến hỡnh dạng thanh thộp K3 = 1,25. Vận tốc nước chảy qua song chắn rỏc v = 0,4 m/s [7, mục 5.83]. Diện tớch cụng tỏc song chắn rỏc:
K1. K2. K3= . 1,15.1,25.1,25 = 2,1 (m2). b. Tớnh toỏn song chắn rỏc đặt ở họng thu.
Cấu tạo gồm cỏc thanh thộp tiết diện trũn.
Khoảng cỏch giữa cỏc thanh a = 40 ữ 50 mm [8, Tr.77]. Chọn a = 40 mm. Đường kớnh thanh d = 10 mm.
Số cửa thu nờn chọn tối thiểu là 2 ngăn [8, Tr.83]. Chọn n = 2. Hệ số co hẹp trong cỏc thanh thộp: K1==1,25 [8, CT 3-2, Tr.77]. Hệ số co hẹp do rỏc bỏm vào song : K2 = 1,25.
Hệ số kể đến ảnh hưởng kể đến ảnh hương của hỡnh dạng thanh thộp K3 = 1,1. Vận tốc nước chảy qua song chắn rỏc v = 0,5m/s [7, mục 5.83].
Diện tớch cụng tỏc song chắn rỏc:
K1. K2. K3= .1,25.1,25.1,1 = 1,60 (m2). 3.3.2. Thiết bị hũa trộn và tiờu thụ phốn.