Đồ án Xử lý nước cấp - Nguyễn Thanh Bình

MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU š ª › Trong thời đại ngày nay “Môi trường và phát triển bền vững” là chiến lược được nhiều quốc gia và nhiều tổ chức quan tâm. Cùng với sự phát triển về kinh tế - xã hội, mức độ đô thị hóa ngày càng tăng, nhu cầu dùng nước sạch cũng tăng lên đáng kể ở thành thị lẫn nông thôn. Một trong những biện pháp tích cực ở các đô thị và nông thôn là cần phải tính toán thiết kế trạm xử lí nước cấp một cách hợp lí nhằm cung cấp cho người dân lượng nước đảm bảo cả về số lượng và chất lượng Do đó cần phải xây dựng nhà máy xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt, đó cũng là mục tiêu thiết kế đồ án này. Tuy nhiên, trong phạm vi môn học, việc thực hiện đồ án xử lý nước cấp chỉ nhằm giúp sinh viên củng cố kiến thức lý thuyết được học ở trên lớp và củng cố kiến thức nhằm hoàn thành môn học Xử lý nước cấp. CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Xã la Ngà thuộc huyện Định Quán Tĩnh đồng nai.Cách Thị trấn Huện định quán 11 km,phía tây các Hộ trị An 22 Km,xung quanh tiếp giáp với các xã ngọc Định,Phú Túc..đi dọc theo sông La Ngà cách xã thanh sơn 5 km,tiếp giáp với xã phú ngọc bắt qua bởi cầu La Ngà nằm trên quốc lộ 20,cách Ngã ba Dầu Dây 40 km,đi theo quốc Lộ 20 Cách Tĩnh Lâm Đồng 45 km. Huyện định quán gồm 13 xã,trong đó La Ngà là xã đi đầu trong việc hình thành rất sớm các nhà máy công nghiệp,và dự định đến 2013 sẽ xậy dựng khu công nghiệp miền núi với vốn điều lệ:60 tỷ đồng,trong đó các nhà máy đã đi vào hoạt động,trong đó có nhà máy sản xuất lò xo(nhà máy Lò Xo đầu tiên ở việt nam),các xí nghiệp ngành đồ gỗ.v.v.v Do nhu cầu dùng nước của người dân xã La Ngà – Huyện định quán ngày càng lớn, mà nguồn cung cấp nước ngầm càng cạn kiệt do người dân sử dụng tự phát ngoài mục đích sử dụng cho sinh hoạt còn sử dụng cho việc tưới tiêu,trong những năm gần đây người dân sống ở cây số 101,cây số 99 cách thi xã la nga 2 km,thì không có nước ngầm để sử dụng,khoan đào cũng không có,nên điều này không thể cung cấp đủ và đảm bảo vệ sinh cho người dân đến năm 2020. Chính vì thế, biện pháp tối ưu là phải tìm ra nguồn nước có trữ lượng lớn, dồi dào để giải quyết vấn đề bức thiết này. Nguồn nước mặt của sông La Ngà là nguồn nước được lựa chọn đầu tiên để sử dụng xử lý cấp cho người dân và cho sản xuất. 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN Mục tiêu của đồ án là tính toán, lựa chọn phương án tối ưu để thiết kế và xây dựng trạm xử lý nước cấp nhằm đảm bảo cung cấp đủ nước sạch cho nhu cầu dùng nước đến năm 2020 của người dân xã La Ngà, góp phần cải thiện sức khỏe người dân, hỗ trợ phát triển kinh tế xã hội của xã. 1.3 NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN Điều tra thu thập các tài liệu Điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội Phương hướng phát triển của thị xã Lượng và trữ lượng các nguồn nước trong khu vực Hiện trạng cấp nước và nhu cầu dùng nước Nghiên cứu lựa chọn nguồn nước và công nghệ xử lý Tính toán thiết kế trạm xử lý Tính toán kinh tế Thực hiện bản vẽ 1.4 YÊU CẦU THIẾT KẾ Cung cấp số lượng nước đầy đủ và an toàn về mặt hóa học, vi trùng học để thỏa mãn các nhu cầu về ăn uống sinh hoạt, dịch vụ, sản xuất công nghiệp và phục vụ sinh hoạt công cộng của các dối tượng dùng nước. Cung cấp nước có chất lượng tốt, ngon, không chứa các chất gây vẫn đục, gây ra màu mùi, vị của nước. Cung cấp nước có đủ thành phần khoáng chất cần thiết cho việc bảo vệ sức khỏe của người sử dụng Để thỏa mãn các nhu cầu trên thì nước sau xử lý phải có các chỉ tiêu chất lượng thỏa mãn ” Tiêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt’’ nêu ở bảng (1.13) sách Cấp nước .Tập 2 –của Trịnh Xuân Lai 1.5 CƠ SỞ THIẾT KẾ Dựa vào: Số liệu các chỉ tiêu của nguồn nước được lựa chọn Tài liệu thuỷ văn của nguổn nước Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp - TS. Trịnh Xuân Lai Xử lý nước cấp - PTS. Nguyễn Ngọc Dung Công trình thu nước trạm bơm cấp thoát nước - ThS. Lê Dung Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam - Tiêu chuẩn cấp nước 33 - 2006 - Bộ xây dựng CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC TÍNH TOÁN THIẾT KẾ I ĐIỀU KIỆN ĐỊA PHƯƠNG 1.1 Vị trí địa lý Xã la Ngà thuộc Huyện Định Quán Tĩnh Đồng Nai.Cách Thị trấn Huyện Định Quán 11 km,phía tây các Hộ trị An 22 Km,xung quanh tiếp giáp với các xã ngọc Định,Phú Túc..đi dọc theo sông La Ngà cách xã thanh sơn 5 km,tiếp giáp với xã phú ngọc bắt qua bởi cầu La Ngà nằm trên quốc lộ 20,cách Ngã ba Dầu Dây 40 km,đi theo quốc Lộ 20 Cách Tĩnh Lâm Đồng 45 km.Huyện định quán gồm 13 xã,trong đó La Ngà là xã đi đầu trong việc hình thành rất sớm các nhà máy công nghiệp,và dự định đến 2013 sẽ xậy dựng khu công nghiệp miền núi với Vốn điều lệ:55,8 tỷ đồng,trong đó các nhà máy đã đi vào hoạt động,trong đó có nhà máy sản xuất lò xo(nhà máy Lò Xo đầu tiên ở việt nam),các xí nghiệp ngành đồ gỗ.v.v.v 1.2 Khí hậu Về khí hậu, Xã La Ngà có 2 mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng 3 - 9, mùa mưa từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau; nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 28 độ C. Có diện tích tự nhiên 8.242 ha 1.3 Địa hình Tại thị xã la ngà Tương đối bằng phẳng và đươc bao bọc xung quanh là sông và cách đó về phía bắc tiếp giáp với đồi,phần lớn la đồi canh tac nông nghiệp 1.4 Thuỷ văn Ở thượng nguồn sông La Ngà là hợp lưu của hệ thống nhiều sông suối nhỏ, nhưng về tổng thể có thể coi là ba sông nhánh bắt nguồn từ phía tây, đông bắc và đông thị xã Bảo Lộc. Chúng hợp lưu ở phía nam thị xã Bảo Lộc, theo đường chim bay khoảng 7 km. Từ đây sông La Ngà chảy ngoằn ngoèo theo hướng bắc tây bắc-đông đông nam trên chiều dài khoảng 30 km tới hồ chứa nước cho nhà máy thủy điện Hàm Thuận công suất 300 MW của cụm nhà máy thủy điện Hàm Thuận-Đa Mi nằm trên địa phận hai tỉnh Lâm Đồng và Bình Thuận. Từ hồ chứa nước này sông La Ngà tách làm hai nhánh, một nhánh chảy theo hướng đông bắc-tây nam để dẫn nước tới hồ chứa nước cho nhà máy thủy điện Đa Mi công suất 175 MW (ở phía tây tây nam hồ chứa nước của nhà máy thủy điện Hàm Thuận). Nhánh phía đông chảy vòng thúng rồi hợp lưu với nhánh thoát nước của nhà máy thủy điện Đa Mi trong địa phận huyện Tánh Linh tỉnh Bình Thuận. Sau đó sông La Ngà đổi hướng thành đông nam-tây bắc tới ranh giới với tỉnh Đồng Nai. Từ đây nó đổi hướng thành đông bắc-tây nam, tạo thành ranh giới tự nhiên giữa hai tỉnh Đồng Nai và Bình Thuận rồi sau đó chảy theo hướng đông nam-tây bắc trong địa phận tỉnh Đồng Nai tới hồ Trị An. 1.5 Đặc điểm địa chất Qua khảo sát thực địa cho thấy ngoài khu vực có nền đất tốt, giảm bớt phần xử lý nền móng khi xây dựng công trình. Mực nước ngầm tương đối thấp. II. ĐIỀU KIỆN KINH TẾ Xà HỘI 2.1. Hoạt động kinh tế Toàn xã hiện có 411 hộ kinh doanh, mua bán lớn nhỏ, so cùng kỳ giảm 91 hộ, phần lớn tập trung tại chợ La Ngà và chợ Vĩnh An. Do ảnh hưởng của tình hình lạm phát cho nên giá cả hàng hóa biến động cũng phần nào ảnh hưởng đến việc kinh doanh buôn bán trên địa bàn xã. - Tiểu thủ công nghiệp: Trên địa bàn hiện có 69 cơ sở, so cùng kỳ giảm 2 hộ, gồm các ngành sửa chữa ô tô,cơ khí, mộc dân dụng tập trung chủ yếu ở các ấp 1, ấp 3, ấp 4 và dọc theo Quốc lộ 20. - Về kinh doanh dịch vụ nhà trọ, nhà nghỉ trên địa bàn gồm 15 hộ. Trong đó đăng ký nhà trọ 10 hộ, đăng ký nhà nghỉ 5 hộ. - HTX hiện đang kinh doanh các ngành nghề: chế biến nông sản, dịch vụ, gia công đan lát, thi công công trình. Vốn điều lệ 2.150.000.000 đồng; trong đó góp vốn tiền mặt là 121.000.000 đồng, còn lại là góp vốn bằng tài sản,với 24 xã viên góp vốn. Tình hình hoạt động kinh doanh năm 2008 với tổng doanh thu là 1.200.000.000 đồng, tổng chi phí là 1.084.000.000 đồng, tổng lợi nhuận là 116.000.000 đồng. 2.1.1 Công nghiệp: Trên địa bàn xã hình thành khu công nghiệp Miền núi huyện Định Quán ở ấp Phú Quý 1-xã La Ngà với tổng diện tích quy hoạch là 182 ha. Bước đầu cơ sở hạ tầng đang được đầu tư xây dựng và cũng đã có một số công ty, xí nghiệp đi vào hoạt động sản xuất. Đây là tiềm năng thế mạnh trong việc phát triển kinh tế xã hội của xã nhà. Tổng vốn đã đầu tư hạ tầng: 0.61 triệu USD. Hiện đã có 11 doanh nghiệp thuê hết diện tích đất dành cho thuê, trong đó có 2 doanh nghiệp đang hoạt động, 2 doanh nghiệp đã xây dựng xong nhà xưởng, 2 doanh nghiệp đã san lắp mặt bằng, các doanh nghiệp còn lại đang chờ hệ thống giao thông hoàn thiện sẽ triển khai xây dựng. Dịch vụ hạ tầng: 5 năm đầu được miễn, năm thứ 6 trở đi 0.4 USD/m2/năm. Ưu tiên đầu tư: Công nghiệp vật liệu xây dựng, lắp ráp cơ khí, chế biến nông sản, điện, điện tử, may mặc, công nghiệp nhẹ, bao bì, gia dày, sản xuất lắp ráp sửa chữa máy nông lâm nghiệp và giao thông vận tải. Ngoài khu công nghiệp, trên địa bàn xã còn có 2 công ty đang hoạt động là công ty Cổ Phần Mía Đường La Ngà và công ty Men Thực Phẩm Mauri La Ngà ở ấp 4-xã La Ngà.Với quy mô hoạt động khá lớn, 2 công ty này đã tạo điều kiện cho lao động của xã có việc làm và thu nhập khá cao, góp phần làm phát triển kinh tế của xã. 2.1.2 Đất đai 2.1.2.1 Trồng trọt: - Tổng diện tích đất trồng trọt là 2.866 ha; trong đó diện tích cây hàng năm là 315 ha và diện tích cây lâu năm là 2.688 ha. - Các chỉ tiêu về cây trồng: đều đạt và vượt chỉ tiêu kế hoạch, ngoài ra nhân dân còn tận dụng diện tích vùng bán ngập lòng hồ Trị An để trồng một số cây trồng khác như: lúa, bắp,... đạt hiệu quả nâng suất cao. - Về chuyển đổi cây trồng do những năm gần đây một số diện tích cây trồng không đạt hiệu quả trong giá trị sản xuất nông nghiệp nên nhân dân có khuynh hướng chuyển từ cây điều, nhãn, mía sang trồng xoài các loại.  Việc ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật mới vào sản xuất được đại đa số nhân dân ứng dụng. Nên các loại sâu bệnh thông thường nông dân có thể tự xử lý được không gây ảnh hưởng nhiều đến sản lượng sản xuất. Từ đó sản phẩm cây trồng của địa phương ngày càng được nâng cao về số lượng và chất lượng, góp phần cải thiện đời sống của nhân dân và bước đầu bộ mặt nông thôn đã có những nét khởi sắc. 2.1.2.2 Chăn nuôi: - Số lượng gia súc, gia cầm giảm do ảnh hưởng tình hình dịch cúm gia cầm, dịch LMLM, dịch heo tai xanh cùng với sự biến động giá cả trên thị trường, giá thức ăn gia súc tăng nhanh trong khi giá thịt heo lại xuống. - Công tác thú y, phòng chống dịch bệnh được chú trọng và thực hiện tốt. Kết quả tiêm phòng trên địa bàn: Trâu, bò đạt 93% so tổng đàn; heo đạt 94% so tổng đàn; gia cầm đạt 99% so tổng đàn. - Các hộ chăn nuôi chủ yếu theo mô hình kinh tế hộ gia đình,theo phương pháp công nghiệp với mô hình chuồng trại chăn nuôi tiên tiến và chú ý hướng cải tạo giống có chất lượng kinh tế cao. 2.1.2.3 Công tác quản lý và trồng rừng: Diện tích rừng là 141 ha gồm rừng đặc dụng và rừng phòng hộ. Về công tác quản lý và phòng chống cháy rừng được thực hiện tốt, đã tổ chức nghiệm thu việc phòng chống cháy rừng năm 2007-2008 diện tích là 7,28 ha. Trong kỳ đã giải tỏa 0,63 ha diện tích rừng, bàn giao tiến hành xây nhà ở cho 8 hộ đồng bào dân tộc thiểu số chuyể từ xã Túc Trưng lên định cư tại xã La Ngà. Hiện số diện tích đất rừng trên địa bàn còn lại là 140,37 ha. 2.1.3 Tài nguyên khoáng sản Tài nguyên khoáng tại địa phương đến nay vẫn chưa đựơc phát hiện. 2.1.4 Thắng cảnh du lịch, di tích lịch sử Xã La Ngà có mặt lòng hồ Trị An bao quanh, có đồi Du Lịch sát lòng hồ và đường giao thông nối liền với quốc lộ 20. Cảnh quan lòng hồ thoáng mát, giao thông rất thuận lợi và phù hợp cho việc phát triển du lịch sinh thái. Đây là tiềm năng du lịch của địa phương. Nhìn chung toàn xã La Ngà trong tương lai có thể khai thác ưu thế tiềm năng của khu du lịch sinh thái, khu công nghiệp Miền núi và một số ngành nghề truyền thống. 2.1.5 Giao thông Hệ thống giao thông đáp ứng được nhu cầu đi lại của nhân dân. Hàng năm đường giao thông thôn ấp nhân dân tự đóng góp vốn, ngày công lao động trị gía hàng trăm triệu đồng để sửa chữa và làm mới lại hệ thống đường giao thông nhằm phục vụ việc đi lại và giao lưu buôn bán hàng hóa của xã. Ngoài ra đã được Nhà Nước đầu tư nhựa hóa đường nối từ quốc lộ 20 vào ấp 5, từ quốc lộ 20 vào Đồi Du Lịch và hiện đang tiếp tục thi công công trình nhựa hóa đường nối từ khu công nghiệp Miền Núi vào xã Suối Nho. 2.1.6 Thông tin liên lạc Công trình điện: xã đã có mạng lưới điện quốc gia kéo đến 10/10 ấp trên địa bàn. Đến nay mạng lưới điện đã cung cấp điện phục vụ sinh hoạt, sản xuất cho 82% hộ gia đình trên toàn xã. Hiện nay hệ thống thông tin liên lạc của địa phương khá phát triển đảm bảo máy móc đài truyền thanh được hoạt động liên tục nhằm phát thanh trên đài các chủ trương, chính sách của Đảng, pháp luật của Nhà Nước để nhân dân hiểu và làm đúng pháp luật. Bên cạnh đó hệ thống đài truyền thanh luôn cung cấp đầy đủ mọi thông tin trong nước và quốc tế nhằm phổ biến đến từng địa bàn của xã, đặc biệt là các thông tin về khoa học kỹ thuật,thông tin về thời tiết được phổ biến kịp thời. Ngoài ra, trên địa bàn xã hệ thống cáp điện thọai đã phủ khắp tòan xã, trung bình khoảng 10,2 máy/100 dân. La Ngà là vùng đất giàu tiềm năng phát triển kinh tế văn hoá xã hội. Là xã trọng điểm của huyện Định Quán. 2.2) Giáo dục – y tế - văn hóa thể thao w Giáo dục: Hiện xã la ngà có 3 trường mẫu giáo, 4 trường tiểu học, 2 trường trung học cơ sở và 1 trường phổ thông trung học. Nhìn chung các trường học đủ diều kiện cho 100% học sinh đến lớp. w Y tế: Hiện đang có 2 trạm y tế xã. Nhìn chung đáp ứng được nhu cầu khám chữa bệnh của nhân dân trong xã w Văn hóa – thể thao: phường có 1 thư viện, 1 sân bóng đá và là nơi có cầu La Ngà từ thời pháp thuộc được xây dựng lai sau giải phóng nối xã với xã khác,xã còn có tượng đài chiến thắng, được xây dựng vào năm 1998 tượng cao 15,5m, đặt trên bục 2,5m trong khuôn viên rộng hơn 5 hecta. Và còn có một nhà bảo tàng chiến tranh,năm 2008 xã đã khởi công xây dựng một nhà văn hóa,một sân khấu ngòai trời với tổng diện tích gần 10000 m2 CHƯƠNG III XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG NƯỚC CẤP - LỰA CHỌN NGUỒN CẤP I – QUY MÔ CÔNG SUẤT Theo thống kê dân số của Xã La Ngà hiện có 2575 hộ với tổng dân số là 10300 theo tỉ lệ gia tăng dân số hàng năm là 1,2 % đến năm 2020 là 12360 người, xã có một khu công nghiệp với gần 5500 công nhân, lượng nước cấp cho sản xuất là 7680 m3/ngđ. Quy mô dùng nước của xã được tính như sau 1. Lưu lượng nước cấp cho ăn uống sinh hoạt (m3/ngđ) Trong đó qi : Tiêu chuẩn lấy nước ( l/ng.ngđ) Ni : Số dân tính toán (người) Kngày max : Hệ số không điều hòa ngày lớn nhất; Kngàymax = 1,2 ÷ 1,4. Theo TCXD 33 – 2006 đối với đô thị loại II, thiết kế cho giai đoạn 2020 sẽ có 100% dân đô thị được cấp nước với tiêu chuẩn: qi = 150 l/ng.ngđ; chọn Kngàymax = 1,4. Þ =2596 (m3/ngđ) 2. Lưu lượng nước cấp cho công nghiệp tập trung Lưu lượng nước cấp cho sản xuất:với tổng diện tích 192 ha và theo quy chuẩn cấp 25-45 m3/ha chọn q = 40 m3/ha ,Qsx =7680 (m3/ngđ). Lưu lượng nước dùng cho nhu cầu sinh hoạt của công nhân trong thời gian làm việc, với số công nhân là 7000 người. (m3/ngđ) Trong đó qi : Tiêu chuẩn dùng nước cho công nhân khi làm việc trong nhà máy (l/ng.ngđ). Ni : Tổng số công nhân của nhà máy (người). Theo TCXD 33 – 2006: qi = 25 l/ng.ca cho điều kiện làm việc bình thường. Þ = 175 (m3/ngđ) Lưu lượng nước tắm cho công nhân sau mỗi ca làm việc (nước tắm được cấp trong 45 phút). (m3/ngđ) Trong đó qi : Tiêu chuẩn nước cho một lần tắm hoa sen (l/hoa sen). Ni : Số công nhân tắm hoa sen (người). n : Số người sử dụng tính cho một nhóm hoa sen. Theo TCXD 33 – 2006: qi = 300 l/giờ; công nhân làm việc trong điều kiện bình thường - không bẩn quần áo tay chân: n = 30 người/nhóm hoa sen. Þ = 53(m3/ngđ) Vậy lưu lượng nước cấp cho công nghiệp tập trung: = 7680 + 175 + 53 = 7908 (m3/ngđ) 3. Lưu lượng nước cấp cho tiểu thủ công nghiệp (m3/ngđ) Do không có số liệu cụ thể nên chọn 15%. Þ = 389,4(m3/ngđ) 4. Lưu lượng nước tưới đường, tưới cây (m3/ngđ) Do không có số liệu cụ thể nên chọn 8%. Þ =208 (m3/ngđ) Vì lưu lượng nước tưới cây chiếm 40% nên: Þ Qtcay = 40% x QTuoi = 0,4 x 208 =83,2 (m3/ngđ) Vì lưu lượng nước tưới đường chiếm 60% nên: Þ Qtcay = 60% x QTuoi = 0,6 x 208 = 121,8 (m3/ngđ) 5. Lưu lượng nước cấp cho các công trình công cộng (m3/ngđ) Do không có số liệu cụ thể nên chọn 10%. Þ = 259,6 (m3/ngđ) 6. Công suất hữu ích cấp cho đô thị = 2596 + 7908 + 389 + 208 + 260 = 11361 (m3/ngđ) 7. Công suất của trạm bơm cấp II phát vào mạng lưới cấp nước (m3/ngđ) Trong đó Kr : Hệ số kể đến lượng nước rò rỉ trên mạng lưới và lượng nước dự phòng, theo TCXD 33 – 2006: Kr = 1,1 – 1,2. Vì hệ thống cấp nước đô thị được thiết kế mới cho giai đoạn 2020 nên chọn hệ số dự phòng Kr = 1,2. Þ = 13633(m3/ngđ) 8. Lưu lượng nước chữa cháy (m3/ngđ) Trong đó qcc : Tiêu chuẩn nước chữa cháy (l/s) n : Số đám cháy xảy ra đồng thời k : Hệ số xác định theo thời gian phục hồi nước dự trữ chữa cháy. Đối với khu dân dụng và khu công nghiệp có hạng sản xuất A, B, C thì k = 1. Đối với khu công nghiệp có hạng sản xuất D, E, F và khu công nghiệp sản xuất hạng C nếu qcc < 25 l/s thì k = 2/3. Đối với khu công nghiệp có hạng sản xuất E và qcc = 25 l/s thì k = 1. nhà xây dựng hỗn hợp các tầng không phụ thuộc vào bậc chịu lửa, theo TCXD 33 – 2006: n = 2, qcc = 25 l/s, k = 1. Þ = 540(m3/ngđ) 9. Công suất trạm xử lý Theo TCXD 33 – 2006 KXL = 1,04 – 1,06, chọn KXL =1.05 = 13633 × 1,05 + 540 = 14855 (m3/ngđ) Lấy tròn15000 (m3/ngđ) Trong đó KXL: Hệ số tính đến lượng nước cho bản thân trạm xử lý, chọn KXL = 1,05. Vậy công suất trạm xử lý là Q = 15000 (m3/ngđ). II - LỰA CHỌN NGUỒN CẤP NƯỚC Do xã La Ngà có 2 nguồn nước cung cấp chính là sông La Ngà và nguồn nước ngầm.Nhưng sử dụng Nước sông La Ngà sẽ dễ cấp nước hơn cho các khu công nghiệp,nên việc lựa chọn nước sông La Ngà là hợp lý Ngoài ra Do trữ lượng nước ngầm ngày càng giảm đi rất nhiều đặc biệt là hiện tượng nhiễm phèn ngày càng nghiệm trọng ở hầu hết khu vực xã,đặc biệt là dân cư ở các cây số; 102,103,104,còn các khu dân cư ở cây số 99,100,105,106 thì lượng nước trữ trong giếng sẽ bị kiệt vào mùa khô,nên phải mua nước bằng các xe chuyên chở.Nên để đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng nước của người trước mắt cũng như tầm nhìn ở tương lai thì việc lựa chọn nguồn nước mặt là hợp lý CHƯƠNG IV: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC VÀ QUY TRINH XỬ LÝ- LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ I - CÁC CHỈ TIÊU VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC NGUỒN Theo tiêu chuẩn chất lượng nước sạch dùng để thiết kế công trình xử lý nước cấp cho ăn uống - sinh hoạt TCXD 33 – 2006 và tiêu chuẩn bộ y tế 1329 – 2002. STT Chỉ tiêu Đơn vị Tiêu chuẩn Khảo sát Ghi chú 1 pH 6,5 – 8,5 7,2 2 Độ đục NTU ≤ 2 75 XL 3 Độ màu Pt - Co ≤ 10 45 XL 4 Độ cứng mg/l ≤ 350 50 5 Fe mg/l ≤ 0,3 2 XL 6 Mn mg/l ≤ 0,1 0,1 7 Ca2+ mg/l 40 8 Coliform MPN/100ml 0 10000 XL 9 Độ oxy hoá mg/l ≤ 2 3 XL 10 Nhiệt độ °C 27 11 Độ kiềm tổng cộng mgđl/l ≤ 100 1,2 12 Tổng hàm lượng cặn mg/l 250 XL 13 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 146,5 14 Tổng chất rắn lơ lửng mg/l 103,5 II - MỘT SỐ CHỈ TIÊU CẦN XÉT ĐẾN ĐỂ THIẾT KẾ 1. Liều lượng phèn cần thiết để keo tụ Do nước vừa đục vừa có màu nên theo TCXD 33 – 2006 lượng phèn nhôm dùng để keo tụ được xác định như sau a) Lượng phèn nhôm tính theo độ màu: (mg/l) Trong đó Lp1 : Liều lượng phèn để keo tụ (mg/l) M : Độ màu của nước nguồn sẽ xử lý tính bằng độ theo thang màu Pt-Co. b) Lượng phèn nhôm tính theo hàm lượng cặn: Hàm lượng cặn lớn nhất là 250 mg/l. Theo TCXD 33 – 2006 (tra bảng 6.3) ta xác định được liều lượng phèn cần để xử lý là Lp2 = 45 mg/l. So sánh liều lượng phèn nhôm Lp1 tính theo độ màu và Lp2 tính theo hàm lượng cặn trong 2 trường hợp trên, chọn lượng phèn nhôm lớn hơn. Þ Liều lượng phèn cần thiết để keo tụ Lp = 45 mg/l. 2. Kiểm tra độ kiềm của nguồn nước Lượng vôi dùng để kiềm hóa nước theo TCXD 33 – 2006 Trong đó Lv1 : Liều lượng vôi cần kiềm hóa (mg/l) Lp : Liều lượng phèn để keo tụ tính theo hàm lượng cặn (mg/l) e : Đương lượng của phèn nhôm Al2(SO3) = 57 Kio : Độ kiềm tổng cộng của nguồn nước, Kio = 3,2 (mgđl/l). Þ = 20,63 (mg/l) > 0 Kết luận: Nước phải kiềm hóa do độ kiềm của nước khôngđảm bảo. 3. Kiểm tra độ ổn định của nước sau khi keo tụ Trong đó pHo : Độ pH của nước sau khi keo tụ, phụ thuộc vào Kio và CO2 của nước sau khi keo tụ. pHs : Độ pH cân bằng bão hòa của nước bằng cacbonat canxi. Theo quy phạm TCXD 33 - 2006 quy định: Nếu -0,5 < J < +0,5 thì nước có tính ổn định. a) Xác định độ kiềm của nước sau khi keo tụ (mgđl/l) Trong đó Lp : Liều lượng phèn để keo tụ tính theo hàm lượng cặn (mg/l) Kio : Độ kiềm tổng cộng của nguồn nước trước khi keo tụ, Kio = 3,2 (mg/l). e : Đương lượng của phèn nhôm Al2(SO3) = 57. b) Xác định lượng CO2 có trong nước sau khi keo tụ (mg/l) Trong đó : Nồng độ axit cacbonic có trong nước nguồn. Vì tổng hàm lượng muối hòa tan có trong nước nguồn là tổng hàm lượng thành phần của các cation và anion có trong nước nên có thể xem giá trị tổng hàm lượng cặn hòa tan trong nước là tổng hàm lượng muối trong nước. Vậy P = 146,5 (mg/l). t = 27°C. Kio = 1,2 (mgđl/l). pH = 7,2. Tra biểu đồ Langlier (6 - 2) theo TCXD 33 - 2006 Þ = 16,5mg/l Þ (mg/l) Với nguồn nước sau khi keo tụ có các thông số CO*2 = 51,24 (mg/l). t = 27°C. Ki = 1,2 (mgđl/l). P = 146,5 (mg/l). Tra biểu đồ Langlier (6 – 2) theo TCXD 33 – 2006 ta có: pHo = 6,75. (1’) c) Xác định pHs phụ thuộc vào hàm số sau pHs = f1x (to) – f2x (Ca2+) – f3x (Ki) + f4x (P) Tra biểu đồ Langlier (6 – 1) theo TCXD 33 – 2006 ta có: t = 27°C (Ca2+) = 40 Ki = 0,4 P = 146,5 1,96 1,6 0,6 8,74 Trong đó: f1, f2, f3, f4 : là các hàm số của nhiệt độ, nồng độ (Ca2+), độ kiềm và tổng hàm lượng cặn của nước. Þ pHs = 1,96 - 1,6 – 0,6 + 8,74 =8,5 (2’) Vậy từ (1’) và (2’) ta được: J = 6,75 – 8,5 = - 1,75 < - 0,5. Kết luận: Nước không ổn định, có hàm lượng CO2 lớn hơn giá trị cân bằng Þ nước có tính xâm thực, cần phải xử lý độ ổn định của nước bằng cách kiềm hóa. 4. Xử lý độ ổn định nước, ta phải dùng vôi hoặc Sôđa a) Liều lượng hóa chất cần dùng Dk = Ki × β = 0,4 × 0,05 = 0,02 (mg/l) (1) Trong đó: Ki : Độ kiềm của nước sau khi keo tụ β : Hệ số phụ thuộc vào độ ổn định J và pHo < pHs < 8,4. Khi J = 1,05; pHs = 7,7. Tra biểu đồ (6.4) theo TCXD 33 – 2006 ta được β = 0,05. Mặt khác: (mg/l) (2) Từ (1) và (2) Þ Dk < dk Vậy để xử lý độ ổn định nước ta chỉ cần dùng vôi. b) Liều lượng vôi đưa vào để xử lý độ ổn định của nước (kiềm hóa) Ta có: pHo < pHs < 8,4. Lượng vôi được xác định theo công thức: (mg/l) Trong đó ek : Đương lượng của hóa chất đưa vào kiềm hóa, khi dùng vôi ek = 28. 5. Hàm lượng cặn lớn nhất sau khi đưa vôi sữa vào nước Co = Cmax + (K × Lp + 0,25 × M + Lv2) (mg/l) Trong đó Cmax : Hàm lượng cặn lớn nhất của nước nguồn (mg/l) K : Hệ số kể đến độ tinh khiết của phèn nhôm; K = 0,5 Lp : Liều lượng phèn đưa vào để keo tụ (mg/l) M : Độ màu của nước nguồn, M = 30 (Pt - Co) Lv2 : Liều lượng vôi đưa vào để kiềm hóa. Þ (mg/l) III - SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 1. Đề xuất dây chuyền công nghệ 1.1 Đề xuất công nghệ xử lý Việc lựa chọn công nghệ xử lý phụ thuộc vào chất lượng đặc trưng của nguồn nước thô. Các vấn đề cần đề cập đến khi thiết kế quá trình xử lý nước bao gồm chất lượng nước thô, yêu cầu về chất lượng nước sau xử lý. Dựa vào các số liệu đã có sẵn so sánh chất lượng nước thô và nước sau xử lý để quyết định cần xử lý chất gì ra khỏi nước, rồi chọn các thông số chính về chất lượng nước và đề xuất công nghệ xử lý nước đảm bảo nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn cấp nước. 1.2 Lựa chọn sơ đồ xử lý nước mặt: 1.2.1 Bể trộn: Dùng phương pháp trộn thủy lực với bể trộn đứng, đây là loại bể trộn thường được sử dụng phổ biến hiện nay trong trường hợp có dùng vôi sữa để kiềm hóa nước với công suất bất kỳ. Vì chỉ có bể trộn đứng mới đảm bảo giữ cho các phần tử vôi ở trạng thái lơ lững, làm cho quá trình hòa tan vôi được triệt để. Còn nếu sử dụng bể trộn khác thì vôi sữa sẽ bị kết tủa trước các tấm chắn. Mặt khác, nó có cấu tạo đơn giản, vận hành dễ, chi phí quản lý thấp do dùng năng lượng nước để trộn, phù hợp với quy mô công suất và dây chuyền công nghệ xử lý. 1.2.2 Ngăn tách khí: Ngăn tách khí cần được thiết kế khi sử dụng bể lắng có ngăn phản ứng bên trong, bể lắng trong có lớp cặn lơ lững và bể lọc tiếp xúc. Ngăn tách khí có tác dụng tách khí tránh hiện tượng bọt khí dâng lên trong bể sẽ làm phá vỡ các bông cặn kết tủa tạo thành, ảnh hưởng đến quá trình lắng. 1.2.3 Bể phản ứng: Bể phản ứng xoáy: Bể phản ứng xoáy hình trụ: loại bể này thường áp dụng cho các trạm xử lý có công suất nhỏ ( đến 3000m3 / ngày ), ít khi được xây dựng kết hợp với các kiểu bể lắng khác do cấu tạo phức tạp của vòi phun. Bể phản ứng xoáy hình phễu: Có ưu điểm là hiệu quả cao, tổn thất áp lực trong bể nhỏ do thời gian nước lưu lại trong bể nhỏ nên dung tích bể nhỏ. Tuy nhiên, nó có nhược điểm là khó tính toán cấu tạo bộ phận thu nước trên bề mặt theo hai yêu cầu là thu nước đều và không phá vỡ bông cặn. Ngoài ra đối với bể có dung tích lớn sẽ khó xây dựng, nên chỉ thích hợp với những trạm có công suất nhỏ. Bể phản ứng vách ngăn: thường được xây dựng kết hợp với bể lắng ngang. Nguyên lý cấu tạo cơ bản của bể là dùng các vách ngăn để tạo ra sự đổi chiều liên tục của dòng nước. Bể có ưu điểm là đơn giản trong xây dựng và quản lý vận hành. Tuy nhiên, nó có nhược điểm là khối lượng lớn do có nhiều vách ngăn và bể phải có đủ chiều cao để thỏa mãn tổn thất áp lực trong toàn bể. Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng: Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng thường được đặt ngay trong phần đầu của bể lắng ngang. Bể thường được chia thành nhiều ngăn dọc, đáy có tiết diện hình phễu với các vách ngăn ngang, nhằm mục đích tạo dòng nước đi lên đều, để giữ cho lớp cặn lơ lững được ổn định. Ưu điểm của bể là cấu tạo đơn giản, không cần máy móc cơ khí, không tốn chiều cao xây dựng. Bể phản ứng cơ khí: Nguyên lý làm việc của bể là quá trình tạo bông kết tủa diễn ra nhờ sự xáo trộn của dòng nước trong bể bằng biện pháp cơ khí. Bể có ưu điểm là có khả năng điều chỉnh cường độ khuấy trộn theo ý muốn. Tuy nhiên, nó có nhược điểm là cần máy móc, thiết bị cơ khí chính xác và điều kiện quản lý vận hành phức tạp, tốn nhiều điện năng nên chỉ thích hợp đối với trạm có công suất lớn. Kết luận: qua phân tích như trên ta chọn bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng. 1.2.4 Bể lắng: 1.2.4.1 Bể lắng ngang: Dùng bể lắng ngang thu nước bể mặt bằng các máng đục lỗ, bể được xây dựng kế tiếp ngay sau bể phản ứng. được sử dụng trong các trạm xử lý có công suất lớn hơn 3000m3/ ngày đêm đối với trường hợp xử lý nước có dùng phèn. Căn cứ vào biện pháp thu nước đã lắng, người ta chia bể lắng ngang thành 2 loại: bể lắng ngang thu nước ở cuối và bể lắng ngang thu nước đều trên bề mặt. Bể lắng ngang thu nước ở cuối thì được kết hợp với bể phản ứng có vách ngăn hoặc bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng. bể lắng ngang thu nước đểu trên bề mặt thường được kết hợp với bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng. 12.4.2 Bể lắng đứng: Trong bể lắng đứng nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên còn các hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động với dòng nước từ trên xuống. lắng keo tụ trong bể lắng đứng có hiệu quả lắng cao hơn nhiều so với lắng tự nhiên do các hạt cặn có tốc độ tơi nhỏ hơn tốc độ dòng nước bị đẩy lên trên. Chúng đã kết dính lại với nhau và tăng dần kích thước cho đến khi có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ chuyển động dòng nước sẽ rơi xuống. tuy nhiên hiệu quả lắng trong bể lắng đứng không chỉ phụ thuộc vào chất keo tụ, mà còn phụ thuộc vào sự phân bố đều của dòng nước đi lên và chiều cao bể lắng phải đủ lớn thì các hạt cặn mới dính kết lại với nhau. 1.2.4.3 Bể lắng lớp mỏng: Bể lắng lớp mỏng thường có cấu tạo giống như bể lắng ngang thông thường nhưng khác với bể lắng ngang là trong vùng lắng của bể lắng lớp mỏng được đặt trên các bản vách ngăn bằng thép không rỉ hoặc bằng nhựa. Do có cấu tạo các bản vách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệu suất cao hơn so với bể lắng ngang. Vì vậy kích thước Bể lắng lớp mỏng nhỏ hơn bể lắng ngang, tiết kiệm diện tích đất xây dựng và khối lượng xây dựng công trình. Tuy nhiên do phải đặt nhiều bản vách ngăn song song ở vùng lắng nên việc lắp ráp phức tạp và tốn vật liệu là vách ngăn. Mặt khác do bể có chế độ làm việc nhất định nên đòi hỏi nước đã hòa trộn chất phản ứng cho vào vào bể phải có chất lượng tương đối ổn định. Hiện nay Bể lắng lớp mỏng còn ít sử dụng ở việt nam, do trong phần cấu tạo của bể còn một số vấn đề chưa được thực hiện nghiên cứu hoàn chỉnh, nhất là vấn đề thu xả cặn. 1.2.4.4 Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng Mặc dù hiệu suất lắng của bể cao. Bể lắng trong có ưu điểm là không cần xây dựng bể phản ứng, bời vì quá trình phản ứng và tạo bông kết tủa xảy ra trong điều kiện keo tụ tiếp xúc ngay trong lớp cặn lơ lửng của bể lắng. Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn ít diện tích xây dựnghơn. Nhưng nó có nhược điểm là kết cấu phức tạp và chế độ quản lý chặt chẽ. Đòi hỏi công trình làm việc suốt ngày đêm và rất nhạy cảm với sự dao động lưu lượng và nhiệt độ của nước. Chỉ áp dụng bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng , khi nước đi vào công trình có lưu lượng điều hòa hoặc thay đổi dần dần trong phạm vi không quá ±15% trong 1 giờ và nhiệt độ nước đưa vào thay đổi không quá ± 10C trong 1 giờ. Kết luân : qua phân tich như trên ta dùng bể lắng ngang thu nước trên bề mặt. 1.2.5.Bể lọc : 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 1 cách triệt để hơn, với mức độ cao hơn và làm giảm đáng kể lượng vi trùng trong nước. 1.2.5.1 Bể lọc chậm: Bể lọc chậm có ưu điểm là chất lượng nước lọc cao, không đòi hỏi nhiều máy móc, thiết bị phức tạp, công trình đơn giản, tốn ít ống và thiết bị thi công dễ, quản lý và vận hành đơn giản. Tuy nhiên nó có nhược điểm là diện tích lớn, giá thành xây dựng cao, chiếm nhiều đất do có vận tốc làm nhỏ, khó cơ khí hóa và tự động hóa quá trình rửa lọc, vì vậy phải quản lý bằng thủ công nặng nhọc. Vì vậy bể lọc chậm thường được áp dụng cho nhà máy nước có công suất đến 1000m3/ngày với hàm lượng cặn đến 50mg/l và độ màu đến 500. 1.2.5.2 Bể lọc nhanh: Bể lọc nhanh được sử dụng là Bể lọc nhanh hở phổ thông, là loại bể lọc nhanh 1 chiều, dòng nước lọc đi từ trên xuống dưới, có một lớp vật liệu lọc là cát thạch anh và là lọc trọng lực, được sử dụng trong dây chuyền xử lý nước mặt có dùng chất keo tụ. Ưu điểm của Bể lọc nhanh là có tốc độ lọc lớn gấp vài chục lần so với bể lọc chậm. Do tốc độ lọc nhanh ( từ 6 – 15 m/h ) nên diện tích xây dựng bể nhỏ và do cơ giới hóa công tác rữa nên làm giảm nhẹ công tác quản lý và nó đã trở thành loại bể lọc cơ bản, được sử dụng phổ biến trong các trạm cấp nước trên thế giới hiện nay. Tuy nhiên nó có nhược điểm là tốn ống và thiết bị, tăng chi phí quản lý ( nhất là chi phí điện năng cho việc rửa bể ) Kết luận: qua phân tích như trên ta dùng Bể lọc nhanh phổ thông. 1.2.6 Bể chứa: Chọn Bể chứa có mặt bằng hình chữ nhật, đặt nửa chìm nửa nổi để thuận tiện cho việc bố trí bể lọc. Bên trên bể có nắp đậy, ống thông hơi, lớp đất trồng cây cỏ để tránh bể bị nổi khi cạn nước và giữ cho nhiệt độ nước ổn định... 1.2.7 Trạm bơm cấp 2: Trạm bơm cấp 2 dự kiến sẽ được chọn lắp đặt là bơm ly tâm trục ngang. Máy bơm được gắn thiết bị biến tầng để cho phép thay đổi lưu lượng của máy bơm tùy theo nhu cầu sử dụng khác nhau của các giờ trong ngày, mà không cần xây dựng đài nước. Tuy nhiên do điều kiện kinh tế kỹ thuật, quản lý và vận hành của máy biến tầng đòi hỏi kỷ thuật cao có thể chưa đáp ứng được nhu cầu trong vận hành. Do đó để đảm bảo an toàn cho hệ thống mạng lưới cấp nước ngay từ đầu cho nên ta vẫn chọn phương án xây dựng mạng lưới có đài nước và sử dụng trạm bơm 2 cấp như nhiều mạng lưới cấp nước khác mà đến nay vẫn hoạt động an toàn. Việc đề xuất công nghệ xử lý dựa trên Đánh giá chất lượng nước nguồn. Căn cứ vào TCXD 33 - 2006. Căn cứ vào tiêu chuẩn nước cấp cho sinh hoạt ăn uống. Các kết quả tính toán được: Hàm lượng cặn trong nước nguồn : Cmax = 250 mg/l. Độ kiềm của nước sau khi keo tụ : Ki = 0,4 mgđl/l. Độ pH của nước sau khi keo tụ : pHo = 6,75. Ta đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý như sau: 2. Thuyết minh công nghệ Phương án 1 Từ trạm bơm cấp 1, nước sông LA NGÀ được đưa vào bể trộn đứng theo hướng từ dưới lên, đồng thời hóa chất (phèn - vôi) cũng được đưa vào cùng lúc đó. Tốc độ dòng nước đưa vào phía đáy vđ = 1 ÷ 1,5 m/s nhằm tạo nên chuyển động rối làm cho nước trộn đều với hóa chất. Sau thời gian lưu nước trong bể khoảng 2 phút, nước sẽ được dẫn qua bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng kết hợp với bể lắng ngang. Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng thường xây dựng liền trước bể lắng ngang. Nước vào bể qua các máng phân phối đều đặt dọc theo mặt bể (hoặc các ống phân phối đặt dưới đáy bể). Các ống đứng dẫn nước từ máng xuống đáy bể và các bức vách nghiêng phân phối đều dòng đi lên trên toàn bộ bề mặt bể đồng thời làm giảm tốc độ dòng chảy. Đáy bể có cấu tạo giống bể phản ứng xoáy hình côn nên khi qua đến đây nước đã được khuấy trộn sơ bộ và hình thành các bông cặn nhỏ. Các bông cặn đi lên và lớn dần, khi lên đến bề mặt bể sẽ bị cuốn đi theo dòng chảy ngang sang bể lắng. Thời gian lưu nước trong bể phản ứng khoảng 20 phút. Nước trước khi đưa vào bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng phải được đưa qua bộ phận tách khí. Tốc độ nước tràn qua bể lắng không vượt quá 0,05 m/s để tránh làm vỡ các bông cặn. Tại đây các bông cặn sẽ được lắng xuống đáy bể nhờ trọng lực. Nước sau lắng có hàm lượng cặn nhỏ hơn 12 mg/l và sẽ tiếp tục chảy sang bể lọc nhanh. Tại bể lọc các hạt cặn chưa lắng được ở bể lắng và các vi trùng có trong nước sẽ được giữ lại trên bề mặt hoặc các khe hở của lớp vật liệu lọc (cát thạch anh). Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt chuẩn cho phép (≤ 3 mg/l). Vì vậy lọc là giai đoạn cuối cùng để làm trong nước triệt để. Nước sau khi qua bể lọc được dẫn đến bể chứa nước sạch. Tạo đây, Clo sẽ châm vào đủ để khử trùng nước và đảm bảo lượng Clo dư đạt chuẩn cho phép cấp cho ăn uống sinh hoạt. Phương án 2 Phương án 2 cũng giống như phương án 1 chỉ khác ở chỗ ta thay thế bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng kết hợp với bể lắng ngang thành bể lắng trong có lớp cặn cặn lơ lửng (còn gọi là bể lắng trong). Trong sơ đồ công nghệ này ta không sử dụng bể phản ứng vì quá trình phản ứng và tạo bông cặn được thực hiện ngay trong lớp cặn lơ lửng của bể lắng. Ngoài ra nước trước khi đưa vào bể lắng trong phải qua ngăn tách khí để tránh hiện tượng các bọt khí sẽ kéo theo các hạt cặn tràn vào máng thu nước trong làm giảm chất lượng nước sau lắng. 3. Phân tích lựa chọn dây chuyền công nghệ Phương án 1 Ưu điểm Dễ vận hành, hiệu suất lắng tốt, ít bị ảnh hưởng do biến động của lưu lượng và nhiệt độ. Xây dựng cùng một khối với ngăn tách khí và bể phản ứng nối liền với bể lắng nên giải pháp kết cấu đơn giản, chiều cao xây dựng thấp. Nhược điểm Diện tích bề mặt lớn. Phương án 2 Ưu điểm Các hạt cặn được hình thành có bề mặt tiếp xúc lớn, thúc đẩy quá trình keo tụ. Nước đi lên tại mọi điểm của diện tích bể lắng làm cho chế độ thủy lực tốt hơn. Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác. Khối lượng xây dựng nhỏ, ít chiếm diện tích. Nhược điểm Lớp cặn tiếp xúc rất nhạy cảm với bọt khí, các bọt khí lại di chuyển từ dưới lên, nếu không được tách hết có thể sẽ phá vỡ lớp cặn và mang theo cặn vào vùng lắng. Kết cấu phức tạp, chế độ quản lý chặt chẽ, rất nhạy cảm với sự dao động lưu lượng và nhiệt độ. Với hàm lượng cặn nhỏ hơn 300 mg/l bể làm việc kém. Chiều cao bể lớn, khó xây dựng hợp khối với công trình khác. BỂ TRỘN ĐỨNG BỂ PHẢN ỨNG CÓ LỚP CẶN LƠ LỬNG KẾT HỢP VỚI BỂ LẮNG NGANG BỂ LỌC NHANH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ PHƯƠNG ÁN 1 BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH NƯỚC TỪ TRẠM BƠM CẤP 1 TRẠM BƠM CẤP2 MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC Phèn Vôi BỂ PHA VÔI SỮA TB ĐỊNH LƯỢNG BỂ PHA PHÈN Kết luận Từ những nhận xét trên ta chọn thiết kế và xây dựng trạm theo phương án 1 vì nó kinh tế và phù hợp với trình độ quản lý của địa phương. CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC 5.1 CÔNG TRÌNH THU NƯỚC 5.1.1 Vị trí và loại công trình thu nước Vị trí công trình thu nước mặt được đặt ở Sông La Ngà nhằm đảm bảo lấy đủ lượng nước có chất lượng tốt theo yêu cầu cho nước mắt và tương lai, đồng thời đảm bảo điều kiện vệ sinh cho nguồn nước. Căn cứ vào lưu lượng, điều kiện địa chất thủy văn, địa chất công trình, giao thông,...đặc biệt là mực nước dao động giữa hai mùa khá lớn nên Ta chọn công trình thu nước loại ven bờ và xa bờ kết hợp Vì nhà máy có công suất 15000 m3/ngđ = 625 m3/h = 0,173 m3/s Þ chọn hai ngăn thu và hai ngăn hút (một làm việc, một dự phòng). Song chắn rác đặt ở cửa ngăn thu, lưới chắn rác đặt ở cửa thông giữa ngăn thu và ngăn hút.do địa hình bờ sông ổn định nên họng thu nước đặt xa bờ dùng ống tự chảy vào ngăn thu. 5.1.2 Tính toán song chắn rác và lưới chắn rác a)Song chắn rác Diện tích công tác của song chắn rác Trong đó Q : Lưu lượng tính toán của công trình (m3/s). v : Vận tốc nước chảy qua song chắn (m/s), chọn v = 0,2 m/s (lấy trong khoảng 0,2 ÷ 0,6 m/s theo TCXD 33 – 2006) n : Số cửa thu nước; n = 2. K2 : Hệ số co hẹp do rác bám vào song; K2 = 1,25 K3 : Hệ số kể đến ảnh hưởng hình dạng của thanh thép, đối với tiết diện chữ nhật; K3 = 1,25 K1 : Hệ số co hẹp do các thanh thép, được tính theo công thức: với a : Khoảng cách giữa các thanh thép, a = 4 ÷ 5 cm; chọn a = 4 cm. d : Đường kính thanh thép; chọn d =0,6 cm. Vậy (m2) Song chắn rác được bố trí móc kéo để dễ dàng nâng hạ khi sửa chữa. Tổn thất áp lực qua song chắn (m) Trong đó ξ : Hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn, được xác định bởi công thức: với β : Hệ số hình dạng, đối với thanh thép hình chữ nhật β = 1,25 k : Hệ số dự trữ; k = 3. Vậy (m) b)Lưới chắn rác Lưới được làm bằng sợi thép không rỉ có đường kính 1 ÷ 1,5 mm; mắt lưới 2 × 2 ÷ 5 × 5 mm. Diện tích công tác của lưới chắn rác (m2) Trong đó Q : Lưu lượng tính toán của công trình (m3/s) v : Vận tốc nước chảy qua lưới (m/s); chọn v = 0,2 m/s (lấy trong khoảng 0,2 ÷ 0,4 m/s theo TCXD 33 – 2006). n : Số lượng cửa đặt lưới. K2 : Hệ số co hẹp do ảnh hưởng của rác bám vào lưới; K2 = 1,5 K3 : Hệ số ảnh hưởng của hình dạng; K3 = 1,15 ÷ 1,5 K1 : Hệ số co hẹp, được xác định theo công thức: với a : Kích thước mắt lưới; a = 5 mm d : Đường kính dây đan lưới; d = 1 mm Vậy (m2) Tổn thất cục bộ qua lưới chắn Trong đó ξ : Hệ số tổn thất cục bộ qua lưới chắn, được xác định bởi công thức: với β : Hệ số hình dạng; β = 1,15. k : Hệ số dự trữ; k = 3. Vậy (m) 5.1.3 Tính ống hút a) Tính ống hút chung Theo TCXD 33 - 2006, vận tốc cho phép trong ống hút có đường kính D = 300 ÷ 800 mm là v = 1 ÷ 1,3 m/s; chọn v = 1,2 m/s. Đường kính ống hút chung là D = = 0.428 (m) Vậy D = 450 mm, tra bảng tính toán thủy lực của thạc sĩ Nguyễn Thị Hồng Þ v = 1,27 m/s, 1000i = 4,09. Hai ống hút được đặt song song và có độ dốc tối thiểu i = 0,004 cao về phía máy bơm. b) Tính ống hút riêng Với lưu lượng Q = 0,173m3/s = 173 l/s. Chọn 2 bơm, một làm việc, một dự phòng, ống hút bằng thép. Do đó lưu lượng của mỗi ống thu là qt = = 0,0865 (m3/s) Đường kính ống hút riêng là D = 0.302 (m) Vậy D = 350 mm 5.1.4 Ống tự chảy và họng thu Đường kính ống tự xác định theo công thức D = Với vận tốc ta chọn là 1m/s (theo quy phạm 0,7- 1,5 m/s).Lưu lượng là Q =0,173 m/s Dtc = = 0,469 (m) Chọn Dtc= 500 mm Ở đây ta bố trí nhóm họng thu nước thường xuyên ngập (thích hợp cho công trình thu cỡ vừa) cửa thu của họng là hình vuông.Với vận tốc qua miệng hông thu qua song chắn rác là 0,2-0,6 m/s Chọn v = 0,4 m/s vậy diện tích miệng thu là Fmt= = =0,423 (m) Với tiết diện hình vuông,chiều dài mỗi cạnh là B = = 0,650 (m) Vì đáy sông hay bị bồi lắp nhiều nên Ta bố trí các cọc gỗ làm bộ phận cố định họng thu.chiều cao của các cọc gỗ tính từ đáy sông đến đáy của ống là h > 0,5 (m) 5.1.5 Ngăn thu nước và ngăn hút nước Với ống hút có đường kính Dh = 450 mm Þ đường kính phễu bằng (1,3 ÷ 1,5)Dh theo sách cấp nước đô thị của TS. Nguyễn Ngọc Dung Þ chọn Dp = 700 mm. Với Dh = 450 mm, tra sách Công trình thu nước - trạm bơm cấp thoát nước của ThS. Lê Dung ta xác định được các kích thước ngăn thu, ngăn hút và các kích thước đường ống như sau Kích thước mặt bằng ngăn thu có thể xác định Chiều dài At=2m(lấy trong khoảng 1,6 ÷ 3 m) Chiều dài Ah =2 m (lấy trong khoảng 1,5 ÷ 3 m). Chiều rộng Bh=3.Dp = 3.700 = 2100 mm. Chiều rộng Bh=Bt = 2100 mm. Khoảng cách từ mép dưới đáy cửa thu đến đáy sông H1= 0,8 m (lấy trong khoảng 0,7 ÷ 1 m). Khoảng cách từ mép dưới cửa đặt lưới đến đáy công trình thu H2= 0,6 m (lấy trong khoảng 0,5 ÷ 1 m). Khoảng cách từ mực nước thấp nhất đến mép trên cửa thu H3= 0,5 m (quy phạm H3 ≥ 0,5 m) Khoảng cách từ mực nước cao nhất đến sàn công tác: H4= 0,5 m (quy phạm H4 ≥ 0,5 m). Khoảng cách từ mực nước thấp nhất đến miệng vào phểu hút H6=1,05m( quy phạm H6≥1,5 Dp và H6≥ 0,5 m) Khoảng cách từ đáy ngăn hút đến miệng vào phễu hút H5=1m ( quy phạm H5≥ 0,5 m và H5≥0,8 Dp) Thiết kế ngăn thu và ngăn hút 5.1.6 Cao độ công trình thu Chọn cốt mặt đất tại nơi xây dựng bể chứa nước sạch của trạm xử lý là Ztr = 0,00. Cao độ mực nước tính toán của ngăn thu (m) Trong đó Hmin : Cốt mực nước thấp nhất trong hồ (m) tính từ mặt đất, Hmin = -0,5 m. hsc : Tổn thất áp lực qua song chắn (m), hSC = 0,002 m. Cao độ mặt công trình thu (m) Trong đó Hmax : Cốt mực nước cao nhất trong sông(m), Hmax = -0,1 m. 0,5m : Cao độ an toàn. Cao độ đáy công trình (m) Trong đó Zn.t: cao độ mực nước trong ngăn thu (m). 0,7m: cao độ an toàn. 5.2 TÍNH TOÁN TRẠM BƠM CẤP I 5.2.1 Ống đẩy 5.2.1.1 Ống đẩy chung Trạm bơm cấp I được đặt gần công trình thu và cách trạm xử lý 100 m. Với lưu lượng Q = 0,173 m3/s = 173 l/s. Theo TCXD 33 – 2006, vận tốc cho phép trong ống đẩy có đường kính D = 300 ÷ 800 mm là v = 1,2 ÷ 1,8 m/s; chọn v = 1,5 m/s. Đường kính ống đẩy chung D = = =0,383 (m) Vậy Dđc = 400 mm 5.2.1.2 Ống đẩy riêng (từ trạm bơm cấp I đến bể trộn) Nhằm đảm bảo an toàn cho hệ thống nên dùng 2 đường ống dẫn song song làm việc. Vậy lưu lượng mỗi ống là qđ = 0,173/2 = 0,0865m3/s. Đường kính ống đẩy riêng là Ddr = = 0,270 (m) Vậy Ddr = 300 mm 5.2.2 Áp lực toàn phần của bơm Trong đó ZXL : Cốt mực nước cao nhất của công trình xử lý đầu tiên (m), thường là bể trộn, ZXL = 5,24 m. Zm : Cốt mực nước thấp nhất ở công trình thu nước (m), thường là cốt mực nước thấp nhất ở sông hồ, Zm = -0,5 m. hh : Tổn thất áp lực trên đường ống hút của máy bơm, tính từ công trình thu đến trạm bơm cấp I, hh = l*i = 100 * 4,09/1000 = 0,409 m (đối với 100 m chiều dài). hđ : Tổn thất áp lực trên đường ống đẩy, tính từ trạm bơm cấp I đến công trình làm sạch đầu tiên, hđ = l*i = 100 * 4,09/1000 = 0,409 m (đối với 100 m chiều dài). Þ (m) 5.2.3 Chọn bơm Trạm bơm cấp I làm việc theo chế độ điều hòa suốt ngày đêm với lưu lượng 4,17% Qngđ. Công suất trạm xử lý Qngđ = 15000 m3/ngđ. Þ Q = 15000 × 4,17% = 6255 m3/ngd. Vậy chọn 2 bơm, một làm việc, một dự phòng. Q1 = 625/2 = 312.5(m3/h) Với q1 = 312.5 m3/h, = 6,558 m ta tra bảng chọn loại bơm thích hợp cho công trình. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ Tính thiết bị trộn phèn Vòi nước Ống gió Phèn Ghi giá đỡ Ống dẫn dung dịch hóa chất sang bể định lượng Ống xả Hình 1.1: Bể pha phèn sục bằng không khí nén Như ở trên đã tính được công suất trạm xử lý: Q =15000 m3/ngđ = 625 m3/h = 0,173 m3/s = 173 l/s. 5.3.1.1 Tính dung tích kho phèn Lượng phèn dự trữ cần dùng cho 1 ngày (tấn) Trong đó: Q : Công suất trạm xử lý (m3/ngđ) a : Liều lượng phèn cần thiết (mg/l); a = 45 mg/l P = 35% Al2(SO4)3 tính theo sản phẩm không ngậm nước. Þ = 1,928 (tấn) Lượng phèn dự trữ dùng cho 15 ngày G2 = 15 × 1,928 = 28,92 (tấn) Ta dùng luôn kho chứa dự trữ phèn ướt làm bể hòa tan phèn đến nồng độ bão hòa, kho chia làm 2 ngăn bằng tường chịu lực ở giữa. Kích thước 1 ngăn: rộng 2 m; dài 3,5m; cao 2m tính từ sàn đỡ đến mép bể. Sàn đỡ làm bằng xà gỗ 25 × 50 mm đặt cách nhau 15 mm, chiều dài xà gỗ l = 2000/2 = 1000 mm; hai đầu gắn chặt vào mấu và dầm đỡ. Mặt dưới của sàn đỡ cách đáy bể 15 cm. Đáy bể được thiết kế với độ dốc dọc 1% về phía đặt ống xả cặn và độ dốc ngang 2%. Chiều sâu bể phía đặt bơm và ống xả H1 = 2 + 0,3 + 3,5(1%) = 2,7 (m) Chiều sâu đầu bể H2 = 2 + 0,2 + 0,35= 2,6 (m) 5.3.2 Tính dung tích bể tiêu thụ Dung tích bể tiêu thụ: (m3) Trong đó: Q : Công suất trạm xử lý (m3/h) n : Số giờ giữa 2 lần hòa tan đối với công suất 10000 – 50000 (m3/h) là 8 ÷ 10h; chọn n = 8h. a : Liều lượng phèn cho vào nước (g/m3); a = 40 (g/m3). bt : Nồng độ dung dịch phèn trong thùng tiêu thụ (%). α : Khối lượng riêng của dung dịch phèn (= 1T/m3). Theo TCXD 33 – 2006 tra được bt = 4 - 10%; chọn bt = 5%. Þ = 4 (m3) Trong trạm đặt 2 bể, 1 làm việc, 1 dự phòng. Kích thước mỗi bể: 2 × 2 × 1,5m (lấy chiều cao an toàn bể hòa trộn và tiêu thụ là 0,3 ÷ 0,5 m),chọn 0,5m. Dung dịch phèn 5% ở bể tiêu thụ được định lượng đều với liều lượng không đổi bằng bơm định lượng để đưa vào bể trộn. 5.3.2.1 Chọn bơm định lượng Lưu lượng dung dịch phèn 5% cần thiết đưa vào nước trong 1 h: (l/h) Chọn bơm định lượng kiểu màng. 5.3.2.2 Tính thiết bị khuấy trộn Chọn máy quạt gió và tính toán ống dẫn khí nén: Theo TCXD 33 - 2006 quy định cường độ sục khí nén trong bể hòa trộn W = 8 ÷ 10 l/sm2; chọn W1 = 8 l/sm2. Cường độ sục khí nén trong bể tiêu thụ W = 3 ÷ 5 l/sm2; chọn W2 = 4 l/sm2. Có một bể hòa trộn làm việc, diện tích của bể là F = 2 × 3,5 = 7 (m2) Lưu lượng gió thổi vào bể trộn (m3/p) Trong đó W : Cường độ sục khí trong bể (l/sm2) F : Diện tích bề mặt bể (m2). Þ =3,36 (m3/ph) = 0,056 (m3/s) Có một bể tiêu thụ làm việc, diện tích của bể là F = 2 × 2 = 4 (m2) Lưu lượng gió thổi vào bể tiêu thụ (m3/ph) = 0,016 (m3/s) Tổng lưu lượng gió đưa vào bể hòa trộn và bể tiêu thụ Q gió =Q gió + Q gió = 3,36 + 0,96 = 4,32 (m3/ph) = 0,072 (m3/s) Đường kính ống gió chính (m) Theo TCXD 33 – 2006 tốc độ không khí trong ống v = 10 ÷ 15 m/s; chọn v = 12 m/s. =0,087(m) Vậy chọn đường kính ống gió chính Dc = 90 mm. Đường kính ống dẫn gió đến thùng hòa trộn (m) Vậy chọn đường kính ống dẫn gió đến thùng hòa trộn Dht = 80 mm. Đường kính ống dẫn gió đến đáy thùng hòa trộn (m) Vậy chọn đường kính ống dẫn gió đến thùng hòa trộn Dđ = 60 mm. Lưu lượng nước vào ống nhánh (thiết kế 3 nhánh) (m3/s) Đường kính ống nhánh vào thùng hòa trộn (m) Vậy chọn đường kính ống nhánh vào thùng hòa trộn Dnh = 25 mm. Tính số lỗ khoan trên giàn ống gió ở bể hòa trộn Theo TCXD 33 – 2006 đường kính lỗ bằng 3 ÷ 4 mm, tốc độ khí qua lỗ bằng 20 ÷ 30 m/s; chọn dl = 3 mm, vl = 20 m/s,Ln = 2 m. Diện tích lỗ (m2) Tổng diện tích các lỗ trên 1 ống nhánh (m2) Số lỗ trên 1 nhánh (lỗ) Khoảng cách giữa các lỗ (mm) Nếu khoan 2 hàng lỗ thì l = mm. 5.3.3 Tính thiết bị pha chế vôi sữa BỂ PHA PHÈN BỂ PHA PHTB ĐỊNH LƯỢNG ÈN BỂ PHBỂ PHA VÔI SỮA Vôi Phèn MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC BỂ PHA VÔI SỮA TRẠM BƠM CẤP2 5.3.3.1 Xác định kho chứa vôi cục Lượng vôi dự trữ cần dùng cho 1 ngày (kg) Trong đó Q : Công suất trạm xử lý (m3/ngđ) a : Liều lượng vôi cần thiết đưa vào (mg/l) P = 80% CaO tính theo sản phẩm không ngậm nước. Þ (kg) Lượng vôi dự trữ dùng cho 15 ngày G2 = 15 × G1 = 15 × 845,25 = 12678,75 (kg) = 12,67875 (tấn) Thể tích vôi cục choán trong kho (m3) Trong đó ρ : Tỷ trọng vôi cục khi đổ thành đống; ρ = 1,2. Vôi đổ cao 1 m. Diện tích mặt bằng để đổ vôi: 10,56/1 = 10,56 (m2). Thiết kế bể dài 4,5 m, rộng 3 m. 5.3.3.2 Tính dung tích thùng tiêu thụ chứa dung dịch sữa vôi 5% Sau mỗi lần tôi, sữa vôi từ bể tôi tự chảy theo máng hở về bể tiêu thụ chứa sữa vôi. Dung tích bể pha vôi sữa (m3) Trong đó Q : Công suất trạm xử lý (m3/h) n : Số giờ giữa 2 lần pha vôi (h) a : Liều lượng vôi cần thiết đưa vào (mg/l) bv : Nồng độ vôi sữa (= 5%) γ : Khối lượng riêng của vôi sữa (= 1 T/m3). Theo TCXD 33 – 2006 quy định số giờ giữa 2 lần pha vôi từ 6 ÷ 12 h; chọn n = 8h. Þ (m3) 5.3.3.3 Tính các thông số thiết kế và thiết bị khuấy trộn (dùng cánh quạt) Dung tích bể pha vôi tính được ở trên: Wv = 4,5 (m3). Bể được làm bằng bêtông cốt thép, phần trên là hình trụ, phần dưới là hình nón, góc nghiêng giữa 2 phần của thành bể là 45°; đường kính bể lấy bằng chiều cao công tác của bể d = h. Þ (m) Chiều cao phần hình nón (m) Thể tích phần hình nón (m3) Thể tích phần hình trụ (m3) Chiều cao công tác của hình trụ (m) Chiều cao an toàn lấy h3 = 0,3 m. Chiều cao tổng cộng của bể (m) Theo TCXD 33 - 2006 số vòng quay cánh quạt θ ≥ 40 vòng/phút, chiều dài cánh quạt l = 0,4 ÷ 0,45d Þ chọn θ = 45 vòng/phút; l = 0,45d. Chiều dài cánh quạt lcq = 0,4 × d = 0,45 × 1,8 = 0,81 (m) Chiều dài toàn phần của cánh quạt l1 = 1,62 m. Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế 0,2 m2 cánh quạt/1 m3 vôi sữa trong bể (quy phạm bằng 0,1 ÷ 0,2 m2). ƒcq = 0,2 × 4,5 = 0,9 (m2) Chiều rộng mỗi cánh quạt (m) Vậy công suất của động cơ để quay cánh quạt là: N = 3 (kw). Máy khuấy được đặt trên nắp bể vôi sữa. Trong trạm bố trí 2 bể: 1 làm việc, 1 dự phòng. Diện tích mặt bằng của một bể có dạng hình vuông với kích thước là: dài 1,8 m; rộng 1,8 m. 5.3.3.4 Tính thiết bị bơm định lượng vôi Lưu lượng sữa vôi 5% cần phải đưa vào nước trong 1h (l/h) Chọn bơm định lượng kiểu màng. Trong trạm bố trí 2 bơm: một làm việc, một dự phòng. 5.4 TÍNH TOÁN BỂ TRỘN ĐỨNG Công suất trạm xử lí là 15000 m3/ngđ = 625 m3/h = 0,174 m3/s= 174l/s. Diện tích tiết diện ngang ở phần trên của bể trộn với vận tốc nước dâng vd = 25mm/s = 0,025m/s là: m2 Nếu mặt bằng phần trên của bể trộn có hình dạng vuông, thì chiều dài mỗi cạnh là : . Chọn đường kính ống dẫn nước nguồn vào bể là : D = 350 mm. Ứng với Q = 174 l/s thì v =1,1 m/s tức là nằm trong giới hạn cho phép từ 1÷1,5m/s. Đường kính ngoài của ống dẫn nước vào bể sẽ là 380 mm. Do đó diện tích đáy bể là: m2 Chọn góc nón thì chiều cao phần hình tháp sẽ là: m Thể tích phần hình tháp của bể trộn bằng: Thể tích toàn phần của 1 bể với thời gian lưu lại của nước trong bể là 1,5 phút sẽ là: m3 Thể tích phần trên của bể sẽ là: m3 Chiều cao phần trên của bể sẽ là: m Chiều cao toàn phần của bể sẽ là: m Dự kiến thu nước bằng máng vòng có lỗ ngập trong nước. Nước chảy trong máng đền chỗ dẫn nước ra khỏi bể theo hai hướng ngược chiều nhau. Vì vậy, lưu lượng nước tính toán của máng sẽ là: m3/h Diện tích tiết diện máng với tốc độ nước chảy trong máng vm = 0,6m/s sẽ là: m2 Chọn chiều rộng máng : bm = 0,3 m thì chiều cao lớp nước tính toán trong máng là: m Độ dốc của máng về phía ống tháo nước ra lấy bằng 0,02 tổng diện tích các lỗ ngập thu nước ở thành máng với tốc độ nước chảy qua lỗ vl = 1m/s sẽ là: m2 Chọn đường kính lỗ dl = 30mm thì diện tích của mỗi lỗ sẽ là: fl = 0,0007 m2. Tổng số lỗ trên thành máng sẽ là: lỗ Các lỗ được bố trí ngập trong nước 70mm( tính đến tâm lỗ), chu vi phía trong của máng là: Pm =4. bt =4.2,64 = 10,56 m Khoảng cách giữa các tâm lỗ : m Khoảng cách giữa các lỗ: e – dl =0,042 - 0,03 =0,012 m với Q = 174 l/s, chọn ống dẫn sang bể phản ứng d = 400 mm, ứng với v = 0,8 m/s .(Quy phạm 0,8 ÷ 1 m/s). 5.5 TÍNH TOÁN NGĂN TÁCH KHÍ Vì thời gian lưu lại của nước trong bể không được nhỏ hơn 1 phút và nước đi xuống với tốc độ không lớn hơn 0,05 m/s Ta có thể tích ngăn tách khí với thời gian lưu lai nước trong bể là: Wtk = Q.t = 0,173.90 =15,5 m3 Cấu tạo 3 ngăn tách khí,mỗi ngăn có chiều dài 4.5 m,rộng 1 m,vận tốc nước đi xuống sẽ là: V= = = 0,013 m/s (< 0,05 m/s đảm bảo) Chiều cao ngăn tách khí h== = 1,15 m (chưa kể chiều cao bảo vệ) ống dẫn nước từ bể trộn sang đặt ngập trong nagn8 tách khí với khoảng cách không được nhỏ hơn 100 mm tính từ miệng ống đến mực nước trong ngăn tách khí 5.6 TÍNH TOÁN BỂ PHẢN ỨNG CÓ LỚP CẶN LƠ LỮNG Thường gắn liền với bể lắng Với công suất xử lí; Q = 15000 m3/ngay.dem = 625 m3/h =0.173 m3/s Diện tích mặt bằng cửa bể phản ứng F= V:tốc độ đi lên của dòng nước trong bể phản ứng ở phần trên ứng với hàm lượng cặn = 250 mg/l V = 1,6 mm/s: N số bể phản ứng lấy bằng 3 F= = 36 m2 Lấy chiều rộng bể phản ứng bằng chiều rộng bể lắng B = 4,5m suy ra L = 8 m Thể tích bể phản ứng tính với thời gian nước lưu lại trong bể là 25 phút W= = =87 m3 Chiều cao của bể phản ứng H = 2,5 m Trong ngăn phản ứng đặt 3 tấm chắn hướng dòng khoảng cách giữa các tấm chắn là m = = 2 (m) Đáy ngăn phản ứng đặt ống khoan lỗ để phân phối nước mỗi ngăn đặt 2 ống,tốc độ nước chảy theo quy phạm v = 0,5 – 0,6 m/s Tiết diện ống phân phối f = = = 0,077 m2 Ta lấy đường kính ống D =200 mm Lấy tổng diện tích lỗ phân phối bằng 30% tiết diện ống..vậy tổng diện tích lỗ là: ==0,027 m2 ống khoan lỗ d = 25 mm,vậy diện tích mỗi lỗ là Flo =π d2/4 = 3,14.(0,025)2/4 =0,00049 m2 Số lỗ là : n =/ Flo = 0,027/0,00049 = 54 lỗ lỗ khoan thành 2 hàng so le ở thành ống,lỗ hướng xuống phía dưới làm với phương đứng 1 góc 450 khoảng cách giữa các tim lỗ e = = 281,5 mm tổn thất áp lực qua giàn ống phân phối h=( 2.2/k2 + 1)v2/2g (k= 0.3,v=0,5 m/s) vậy h= 0,32 m tốc độ nước từ ngăn phản ứng sang bể lắng vt = 0,05 m/s chiều cao lớp nước trên vách tràn ht = Q/BNvt = 0,173/(4,5.3.0,05) = 0,256 (m) khoảng cách giữa tường bể phản ứng với tấm ngăn sang bể lắng tính với vận tốc (vn = 0,03 m/s) l == 0,427 m nước sẽ được qua giàn ống thu nước chảy qua bể lắng trong hoặc qua máng dọc 5.7 TÍNH BỂ LẮNG NGANG KẾT HỢP VỚI BỂ PHẢN ỨNG CÓ LỚP CẶN LƠ LỮNG Diện tích mặt bằng 1 bể lắng Trong đó Uo: tốc độ rơi của cặn (Theo bảng 6.9 TCVN 33:2006) = 1,3: hệ số sử dụng thể tích của bể lắng (Theo TCVN : 2,5 – 3,5m) Chia bể lắng làm 3 ngăn, chiều rộng mỗi ngăn B = 4.5m (B=3-5m). Chiều dài bể lắng L = Để phân phối đều trên toàn bộ diện tích mặt cắt ngang của bể lắng cần đặt các vách ngăn có lỗ ở đầu bể, cách tường 1,5m (Theo TCXDVN 33:2006: 1 – 2m). Lưu lượng nước tính toán qua mỗi ngăn của bể Diện tích của các lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào (Theo TCXDVN 33:2006 vận tốc lỗ qua vách ngăn lấy bằng 0,5m/s) Lấy đường kính lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào là d1=0,08m (Theo sách Cấp nước – Trịnh Xuân Lai: d=0,075-0,2m) Diện tích một lỗ f1lo = 0,005 Tổng số lỗ ở vách ngăn phân phối lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào bố trí thành 3 hàng dọc và 3 hàng ngang. Theo sách Cấp nước – Trịnh Xuân Lai, khoảng cách giữa tâm các lỗ từ 0,25 – 0,45m Thời gian xả cặn T = 4 ngày xả cặn một lần. Thể tích vùng chứa nén cặn của bể lắng: Trong đó: C = 10mg/l C= C+0,25M+vôi = 250 + 0,25 x 50 + 45=308 mg/l Với: Cn: hàm lượng cặn trong nước nguồn M: độ màu của nước Vôi: hàm lượng vôi dùng để nâng pH : nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt Chiều cao trung bình của vùng chứa nén cặn : 1,5m Chiều cao trung bình của bể lắng: Chiều cao xây dựng bể bao gồm chiều cao bảo vệ: Thể tích một bể lắng: Thời gian xả cặn Theo TCXDVN 33:2006 t = 10 – 20 phút. Lấy t = 20 phút Chọn đường kính ống xả cặn dc=150mm Máng thu nước bể lắng Máng thu nước sau bể lắng dùng hệ thống máng thu nước răng cưa. Xác định tổng chiều dài máng thu Theo điều 6.84 TCXDVN 33:2006, máng phải đặt trên 2/3 chiều dài bể lắng. Vậy chiều dài máng: Mỗi ngăn đặt 3 máng Chiều dài 1 máng Tiết diện 1 máng thu cần thiết với vận tốc cuối máng v = 0,6m/s (Theo TCVN 33:2006, điều 6.84 v = 0,6 – 0,8m/s) Chọn máng thu có chiều rộng 0,35m Chiều sâu máng thu Máng thu nước từ 2 phía, chiều dài mép máng thu Tải trọng thu nước trên 1m dài mép máng Với Q = 0,173m3/s = 173l/s 1m dài máng phải thu 0,01m3/s Chọ tấm xẻ khe hình chữ V, góc đáy 90o để điều chỉnh cao độ mép máng. Chiều cao hình chữ V là 5cm, đáy chữ V là 10cm, mỗi m dài có 5 khe chữ V, khoảng cách giữa các đỉnh là 20cm. Lưu lượng nước qua 1 khe chữ V: Chiều cao mực nước qua khe chữ V đạt yêu cầu Với Q = 0,173m3/s, với v = 1,3m/s, lấy với khả năng lớn hơn lưu lượng tính toán 20 – 30% cho nên ta chọn đường kính ống dẫn sang ngăn phân phối nước của bể lọc là d = 800mm 5.8 TÍNH TOÁN BỂ LỌC NHANH Tổng diện tích bể lọc của trạm xử lí: Ở đây chọn: T = 24h a = 2 t2 = 0,35h vtb = 6m/h ( lấy theo bảng 4_6) W = 12 l/s.m2; t1 = 0,1h ( lấy theo bảng 4_6) Vậy ta có: m2 Trong bể lọc , chọn cát lọc có cỡ hạt dtđ =0,7 ÷ 0,8mm, hệ số không đồng nhất K = 2 ÷ 2,2. Chiều dày lớp cát lọc L = 0,8m (lấy theo bảng 4_6) Số bể lọc cần thiết: bể Chọn 5 bể. Kiểm tra lại tốc độ lọc tăng cường với điều kiện đóng 1 bể để rửa: m/h nằm trong khoảng từ 6÷7,5→ đảm bảo. Diện tích một bể lọc là: Chọn kích thước bể là : L x B = 5,5 x 4 = 22 Chiều cao toàn phần của bể lọc nhanh xác định theo công thức : Trong đó: hđ_chiều cao lớp sỏi đỡ. Lấy theo bảng 4_7; hđ = 0,7m hv_chiều cao lớp vật liệu lọc. lấy theo bảng 4_6; hv = 0,8m hn_chiều cao lớp nước trên vật liệu lọc; hn=2m hp_chiều cao phụ hp=0,3m Vậy H = 0,7 + 0,8 + 2 + 0,3 = 3,8m. Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc Chọn biện pháp rửa bể bể bằng nước và không khí phối hợp. Cường độ nước rửa lọc W = 14 (l/s.m2) ứng với độ nở tương đối của lớp vật liệu lọc là 45%; theo TCXD 33 – 2006 quy định Wg = 15 ÷ 20 (l/s.m2), chọn cường độ gió rửa lọc Wg = 18 (l/s.m2). Lưu lượng nước rửa của một bể lọc Qr = 0.308 (m3/s) Chọn đường kính ống chính dc = 300 mm bằng thép thì tốc độ nước chảy trong ống chính vc = 1,95 m/s thỏa điều kiện vì theo TCXD 33 – 2006 quy định vc ≤ 2 m/s. Theo TCXD 33 – 2006 khoảng cách giữa các ống nhánh ln = 0,25 ÷ 0,3 m, chọn ln = 0,3 m. Số ống nhánh của một bể lọc M= 4.2/0,3 = 26,6 (ống nhánh) Lưu lượng nước rửa lọc chảy trong mỗi ống nhánh qn = 308/27 =11,4 (l/s) Chọn đường kính ống nhánh dn = 100 mm bằng thép và tốc độ nước chảy trong ống nhánh là vn = 2 m/s thỏa điều kiện vì vn nằm trong giới hạn cho phép vn = 1,8 ÷ 2 m/s. Với ống chính dc = 300 mm, thì tiết diện ngang của ống là 0,07 m2 Theo TCXD 33 – 2006 quy định tổng diện tích lỗ bằng 0,35 ÷ 0,5 diện tích tiết diện ngang của ống,chọn 0,5 Þ tổng diện tích lỗ: ω = 0,3 × 0,07 = 0,021 (m2) Theo TCXD 33 – 2006 quy định đường kính lỗ dl = 10 ÷ 12 mm, chọn dl = 12 mm Þ diện tích một lỗ (m2) Tổng số lỗ 186 (lỗ) Số lỗ trên mỗi ống nhánh: (lỗ). Trên mỗi ống nhánh, các lỗ xếp thành 2 hàng so le nhau, hướng xuống phía dưới và nghiêng 1 góc 45° so với mặt phẳng nằm ngang. Số lỗ trên mỗi hàng của ống nhánh là: 19/2 = 10 lỗ. Khoảng cách giữa các lỗ (m) (với 0,525 m là đường kính ngoài của ống rửa chính) Chọn 1 ống thoát khí φ = 0,32 mm đặt ở cuối ống chính.(theo sách “Xử lý nước cấp”- của TS Nguyễn Ngọc Dung) 5.9 TÍNH TOÁN BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH Dung tích của bể chứa Wbc = Wđh + W3hcc+Wbt , m3 Trong đó: Wđh: Dung tích phần điều hoà của bể chứa, Wđh = 15% Qngày đêm =15%.1500 = 2250 m3 W3hcc : Nước cần cho việc chữa cháy trong 3 giờ. Chọn lưu lượng 1s chữa cháy la 25l/s W3hcc n: số đám cháy xảy ra đồng thời, n=2 qcc: tiêu chuẩn nước chữa cháy (m3). qcc= 25 l/s Wbt: Lượng nước dự trữ cho bản thân trạm xử lý(m3) Wbt = Wbc = Wđh + W3hcc+Wbt = 2250 + 540 +900 = 3690 m3 Wbc = 5.10 XÁC ĐỊNH LƯỢNG CLO CẦN THIẾT VÀO BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH Lượng Clo sử dụng vừa để khử trùng nước đạt tiêu chuẩn cấp nước, vừa đảm bảo liều lượng Clo dư ở bể chứa nước sạch phải nằm trong khoảng 0,3 – 0,5 mg/l. Sau khi thí nghiệm đã xác định được liều lượng Clo hoạt tính cần cho vào nước là 3,5mg/l. Liều lượng Clo cần dùng (lấy bằng 1,3 lần so với lượng Clo hoạt tính cần cho vào nước theo TCXD 33 - 2006) là: 3,5 . 1,3 = 4,6 (mg/l). Þ Lượng clo trung bình cần dùng trong một ngày đêm Wclo = Q . 1000 . 4,6 = 15000 . 1000 . 4,6 = 69000000 (mg) = 69(kg) Þ Thể tích clo lỏng cần dùng trong một ngày Vclo = Wclo/1.47 = 47 m3 Trong đó 1,47 là trọng lượng riêng của clo lỏng được nén trong bình (kg/l). Trong trạm bố trí hai gian: gian đặt clorator và gian đặt các bình clo lỏng. Lượng clo dự trữ phải đủ dùng trong một tháng (30 ngày). Þ Lượng clo cần dự trữ trong kho là Vclo30 = Vclo1 . 30 =47. 30 = 1410(lít) Trong trạm đặt các bình clo có dung tích 200 lít, khi đó số bình clo cần dự trữ trong trạm là: N = Vclo/200 = 8 (bình) Lưu lượng clo đưa vào nước qclo = Wclo/24 = 2.85 kg/h Với lưu lượng clo cho vào nước là 2,85 kg/h ta chọn clorator có công suất 0,4 - 25,4 kg/h. Trong trạm bố trí hai clorator, một làm việc, một dự phòng. Đường kính ống dẫn clo (m) Trong đó Qclo : Lưu lượng lớn nhất của clo trong ống (m3/s), lấy lớn hơn lưu lượng giây trung bình 5 lần (lấy trong khoảng 3 - 5 lần theo TCXD 33 - 2006). (m2/s) Qclo = 2,7 . 10-6 v : Tốc độ của Clo trong đường ống, clo lỏng lấy v = 0,8 m/s. 1,2. = 2,2 (mm) Đường kính tính toán quá nhỏ, ta có thể sử dụng ống PVC với đường kính nhỏ, bố trí đường ống dẫn clo ngắn nhất có thể, tại đầu ống đưa Clo vào nước gắn van điều chỉnh lưu lượng để đảm bảo đưa Clo vào nước đúng lưu lượng và đủ tốc độ để hòa trộn đều vào nước. Diện tích trạm clo Theo tiêu chuẩn diện tích trạm cho 1 clorator là 3m2, 1 cân bàn là 4m2; trong trạm đặt hai clorator nên chọn diện tích mặt bằng là 30m2 = 6 x 5m. Gian đặt bình Clo có mặt bằng đủ để đặt 8 bình Clo dung tích 200 lít và bố trí các thiết bị nâng, thông gió,… nên lấy kích thước gian này bằng 50m2 = 5 x 10m. 5.11 TRẠM BƠM CẤP II Trong trạm bơm cấp 2 gồm : 1 máy bơm chân không : bơm gió tới bể lọc để rửa lọc. 1 máy bơm hướng trục : bơm nước tới bể lọc để rửa lọc. 2 máy bơm ly tâm hướng trục : 1 máy bơm nước từ bể chứa ra mạng lưới, 1 máy bơm dự phòng. 5.12 TÍNH CỐT CAO TRÌNH MỰC NƯỚC Cao trình bể lọc nhanh Tổn thất áp lực từ bể lọc sang bể chứa (theo TCVN 33:2006) Cốt mực nước trong bể lọc Cốt đáy bể lọc Trong đó H: Chiều cao bể lọc; H = 4m 0,4: Chiều cao phụ dự phòng của bể lọc Cao trình bể lắng ngang Tổn thất áp lực từ bể lắng sang bể lọc lấy 0,7m (Theo TCVN 33:2006: 0,5 – 1m) Cốt mực nước cuối bể lắng Cốt đáy bể lắng m Trong đó : chiều cao bể lắng (m); = 5 m 0,3: chiều cao dự phòng Cao trình bể phản ứng Chiều cao lớp nước trên vách tràn bể phản ứng Cốt mực nước của bể phản ứng Cốt đáy bể phản ứng lấy bằng cốt đáy bể lắng Cao trình bể trộn Tổn thất áp lực trong bể trộn là 0,5m (Theo TCVN 33:2006 : 0,4 – 0,6m) Cốt mực nước trong bể trộn Cốt đáy bể trộn đứng Trong đó : Chiều cao bể trộn (m); Ht = 4m 0,3: Chiều cao dự phòng Cao trình bể chứa nước sạch Bể chứa nước sạch có dung tích Wbc = 2250 m3 với kích thước Xây bể kiểu chìm, bể được xây âm dưới đất là 4,5 m. Cốt đáy bể chứa Cốt mực nước trong bể chứa Trong đó Chiều cao mực nước trong bể chứa CHƯƠNG VI: TÍNH KHÁI QUÁT KINH TẾ KINH PHÍ XÂY DỰNG STT CÔNG TRÌNH THỂ TÍCH(m3) SÔLƯỢNG DỰA TRÊN THỂ TÍCH ĐƠN GIÁ(106 VNĐ) THÀNH TIỀN(106 VNĐ) 1 Công trình thu - 1 2500 2 Bể trộn đứng 31.94 2 1.5 95.82 3 Ngăn tách khí 31.92 1 1.5 47.88 4 Bể phản ứng 319.44 2 1.5 958.32 5 Bể lắng ngang 2223 2 1.5 6669 6 Bể lọc nhanh 2819.04 1 1.5 4228.56 7 Bể chứa 6800 1 1.5 10200 8 Bể pha hoá chất 29 1 1.5 43.5 9 Hố thu bùn cặn 35 1 1.5 52.5 10 Công trình phụ - 1 325 TỔNG CỘNG 25120.58 STT CÔNG TRÌNH DIỆN TÍCH(m2) SỐ LƯỢNG ĐƠN GIÁ (106 VNĐ) THÀNH TIỀN (106 VNĐ) 1 Phòng công nhân trực ca 15 1 1.5 22.5 2 Nhà điều hành 100 1 1.5 150 3 Phòng thí nghiệm hoá học 40 1 1.5 60 4 Kho chứa dụng cụ và hoá chất thí nghiệm 15 1 1.2 18 5 Gian dự trữ Clo 30 1 1.2 36 6 Trạm Clorator 25 1 1.2 30 7 Kho chứa trang thiết bị dự phòng 80 1 1.2 96 8 Xưởng cơ khí 40 1 1.2 48 9 Khu nhà hành chính 150 1 1.5 225 10 Phòng bảo vệ 15 1 1.2 18 11 Nhà để xe 50 1 1.2 60 12 Trạm y tế 25 1 1.2 30 13 Trạm biến thế 25 1 1.5 37.5 14 Sân thể thao 300 1 1.2 360 15 Đường nội bộ,cổng, hàng rào - - - 1000 TỔNG CỘNG 2191 KINH PHÍ THIẾT BỊ STT THIẾT BỊ KHỐI LƯỢNG ĐƠN VỊ ĐƠN GIÁ(106 VNĐ) THÀNH TIỀN (106 VNĐ) 1 Bơm nước thô 2 Cái 90 180 2 Bơm nước rửa lọc 2 Cái 70 140 3 Bơm gió rửa lọc 2 Cái 85 170 4 Bơm định lượng 4 Cái 20 80 5 Bơm bùn 2 Cái 50 100 6 Bơm thu hồi nước rửa 3 Cái 50 150 7 Bơm nước sạch 4 Cái 90 360 8 Chụp lọc nhựa đuôi dài 1600 Cái 0.025 40 9 Cân bàn 1 Cái 20 20 10 Bình Clo 11 Cái 65 715 11 Máy khuấy 2 Cái 5 10 12 Tủ đỉện điều khiển 1 Cái - 200 13 Hệ thống đường ống kỹ thuật - m - 700 14 Phao điều chỉnh tốc độ bộ lọc 7 bộ 5 35 15 Vật liệu lọc 23.04 m3 - 80.64 16 Hệ thống đường điện kỹ thuật Hệ thống 17 Cloraor 3 - 50 150 18 Thiết bị cho nhà hoá chất 50 19 Các thiết bị phụ trợ khác 60 TỔNG CỘNG 3240,64 CHI PHÍ KHÁC = Giai đoạn chuẩn bị đầu tư+ Giai đoạn thực hiện đầu tư+ Giai đoạn kết thúc đưa vào khai thác sử dụng = VNĐ. TỔNG CHI PHÍ ĐẦU TƯ STT HẠNG MỤC THÀNH TIỀN (106 VNĐ) 1 Chi phí xây dựng 25120,58 2 Chi phí thiết bị 3240 3 Chi phí khác 3510,64 4 Dự phòng(10%) 3082,222 33904,442 CHI PHÍ QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH 1) Chi phí nhân công Công nhân vận hành 8 người chia làm 2 ca. Cán bộ quản lý 4 người làm giờ hành chính. Bảo vệ và nhân viên vệ sinh công cộng: 3 người Tổng số: 15 người với lương tháng với các khoảng liên quan 3,5 triệu/người.tháng Tổng chi phí nhân công TN= 15 x 3,5 triệu = 52.5 triệu/ tháng = 1.750.000 đồng/ ngày 2) Chi phí điện năng Tổng điện năng tiêu thụ 1200 Kwh/ngày Lấy chi phí điện cho 1 Kwh= 2.000 VNĐ Vậy chi phí điện năng cho 1 ngày vận hành TĐ=2400000 VNĐ 3) Chi phí sửa chữa và bảo dưỡng Chiếm 5% chi phí đầu tư TS=33904.442106 5%= 1695.2221106 (VNĐ/ năm) =4.644.444 (VNĐ/ngày) 4) Chi phí hoá chất - Chi phí phèn nhôm Lượng phèn nhôm tiêu thụ hàng năm là 57750 (kg/tháng)12( tháng/ năm)= 693.000(kg/năm) Giá phèn 3500 VNĐ CP=693.0003500= 2425,5106 (VNĐ/ năm) Chi phí vôi Lượng vôi tiêu thụ hàng năm là 845.25(kg/ngày) 365( ngày/ năm)= 308516.25(kg/năm) Giá VÔI 2500 VNĐ Cv=308516.252000= 617.032.500(VNĐ/ năm) - Chi phí Clo Lượng Clo tiêu thụ hàng năm là 60 (kg/ngày) 365( ngày/ năm)= 21900 (kg/năm) Giá clo 35.000 CCl=2190035.000= 766.500.000(VNĐ/ năm) Vậy tổng chi phí hoá chất là TH= CP + Cv+ CCl = 2425,5106 + 617.032.500 +766.500.000 = 3.809.032.500 VNĐ/năm =10.435.705,48 VNĐ/ngày CHI PHÍ XỬ LÝ 1m3 NƯỚC: Chi phí khấu hao Chi phí xây dựng cơ bản được khấu hao trong 20 năm, chi phí máy móc thiết bị khấu hao trong 10 năm: TKH== = 1695.2221 (VNĐ/năm) =464.444.444(VNĐ/ngày) Vậy chi phí xử lý 1m3 nước TC= (TN+TĐ+TH+TKH+TS)/15000 (VNĐ/m3) (1.750.000 đồng+2.400.000 +4.644.444 + 10.435.705,48+20.894.851)/15000 =2675 (VNĐ/m3)