i LỜI CẢM ƠN Trong suốt gần 4 năm học tập tại trường Đại Học Nha Trang Thành Phố Nha Trang tôi đã được quý thầy cô Viện Công Nghệ Sinh Học Và Môi Trường trang bị cho một nền tảng kiến thức quý báu. Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô đã hết lòng giảng dạy, truyền đạt những kiến thức hữu ích trong suốt quá trình học tập cũng như động viên góp ý giúp tôi hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy cô trực tiếp hướng dẫn là thầy PGS.TS. Phạm Hùng Thắng và cô ThS. Trần Nguyễn Vân Nhi đã tận tình hướng dẫn và đóng góp nhiều ý kiến thiết thực trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Cuối cùng tôi xin gởi lời tri ân đến cha mẹ, anh chị em trong gia đình cùng tất cả bạn bè trong lớp, trong Viện, những người đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi học tập cũng như trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Nha trang, tháng 06 năm 2012 Sinh viên thực hiện Đỗ Quang Huy ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH SÁCH BẢNG vii DANH SÁCH HÌNH viii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN 1 Chương I: TỔNG QUAN 4 1.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN: 4 1.1.1. Vị trí địa lý: 4 1.1.2. Địa hình: 4 1.1.3. Đặc điểm khí hậu: 4 1.1.4. Mạng lưới thủy văn: 5 1.2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ NƯỚC DƯỚI ĐẤT 6 1.2.1. Cấu tạo nước dưới đất tại khu vực nghiên cứu: 6 1.2.2. Định nghĩa về sự ô nhiễm nước dưới đất: 7 1.2.3. Các chất ô nhiễm có trong nước: 8 1.2.3.1. Các chất rắn có trong nước: 8 1.2.3.2. Các chất gây mùi vị trong nước: 8 1.2.3.3. Các hợp chất của Canxi, Magiê: 8 1.2.3.4. Các chất phóng xạ trong nước: 9 1.2.3.5. Khí HydroSunfua H 2 S: 9 1.2.3.6. Các hợp chất của nitơ (NH 4 + , NO 2 - , NO 3 - ): 9 1.2.3.7. Sắt và Mangan: 10 1.2.3.8. Các hợp chất của axit cacbonic: 10 1.2.3.9. Các hợp chất có photphat: 11 1.2.3.10. Các hợp chất sunfat: 11 1.2.3.11. Các hợp chất Clorua: 11 1.2.3.12. Các hợp chất Florua: 12 1.2.3.13. Các kim loại nặng: 12 1.2.3.14. Các chỉ tiêu vi sinh: 13 1.3. TỔNG QUAN MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP 14 iii 1.3.1. Công trình thu nước: 14 1.3.2. Công trình vận chuyển nước: 14 1.3.3. Xử lý nước cấp bằng phương pháp cơ học: 15 1.3.3.1. Hồ chứa và lắng sơ bộ: 15 1.3.3.2. Song chắn rác và lưới chắn rác: 15 1.3.3.3. Bể lắng: 15 1.3.3.4. Lọc: 16 1.3.4. Xử lý nước cấp bằng phương pháp hóa lý: 17 1.3.4.1. Làm thoáng: 17 1.3.4.2. Clo hóa sơ bộ: 17 1.3.4.3. Keo tụ - Tạo bông: 18 1.3.4.4. Khử trùng nước: 20 1.3.5. Các phương pháp khử Fe trong nước ngầm: 22 1.3.5.1. Công nghệ khử sắt bằng làm thoáng 22 1.3.5.2. Công nghệ khử sắt bằng hóa chất: 25 1.3.5.3. Công nghệ làm thoáng kết hợp với sử dụng chất oxy hóa mạnh: 25 1.3.6. Các phương pháp khử độ cứng trong nước ngầm: 25 1.3.6.1. Phương pháp dùng hóa chất: 25 1.3.6.2. Phương pháp nhiệt: 26 1.3.6.3. Phương pháp trao đổi ion: 27 1.3.6.4. Phương pháp lọc màng: 27 1.3.6.5. Phương pháp tổng hợp: 28 1.4. MỘT SỐ CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC NGẦM TRONG THỰC TẾ 29 1.4.1. Công nghệ xử lý nước ngầm nhiễm sắt cao ( 40 – 60 mg/l) tại xã Phước Kiểng, huyện Nhà Bè, Thành phố Hồ Chí Minh 29 1.4.2. Công nghệ xử lý nước ngầm tại Hóc Môn, Thành phố Hồ Chí Minh công suất 65.000 m 3 /ngày đêm 30 1.5. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ 30 Chương II: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 32 2.1. HIỆN TRẠNG CUNG CẤP SỬ DỤNG NƯỚC TẠI NHÀ MÁY VÀ TRONG KHU VỰC 32 2.1.1 Hiện trạng cung cấp và sử dụng nước tại Vĩnh Lương – Nha Trang: 32 iv 2.1.2. Hiện trạng cung cấp và sử dụng nước ở nhà máy sản xuất đá cây tại Vĩnh Lương – Nha Trang 34 2.2. ẢNH HƯỞNG CỦA TẠP CHẤT ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĐÁ CÔNG NGHIỆP: 34 2.3. LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC CHO NHÀ MÁY 36 2.4. ĐẶC ĐIỂM NGUỒN NƯỚC NGẦM TẠI LƯƠNG SƠN – NHA TRANG 37 2.5. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC NGẦM CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐÁ CÂY VĨNH LƯƠNG – NHA TRANG 39 2.5.1. Lựa chọn công nghệ: 39 2.5.1.1. Quá trình làm thoáng: 39 2.5.1.2. Bể trộn: 39 2.5.1.3. Bể lắng: 39 2.5.1.4. Bể lọc: 39 2.5.1.5. Bể chứa: 40 2.5.1.6. Cụm xử lý bùn: 40 2.5.2. Công nghệ được đề xuất: 40 Chương III: TÍNH TOÁN QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG 42 3.1. THIẾT KẾ GIẾNG KHOAN: 42 3.1.1. Lưu lượng thiết kế: 42 3.1.2. Tính toán thiết kế giếng khoan: 42 3.1.2.1. Tính toán công suất giếng: 42 3.1.2.2. Thiết kế giếng khoan: 42 3.1.2.3. Chọn bơm cấp 1: 43 3.2. THIẾT KẾ GIÀN MƯA: 43 3.2.1. Xác định kích thước giàn mưa: 44 3.2.2. Sàn tung mưa: 44 3.2.3. Hệ thống phân phối nước: 45 3.2.4. Hệ thống thu, thoát khí và ngăn nước: 49 3.2.5. Sàn và ống thu nước: 49 3.2.6. Hệ thống xả cặn và ống dẫn nước sạch cọ rửa giàn mưa: 50 3.2.7. Hàm lượng CO 2 , O 2 và pH sau làm thoáng bằng giàn mưa: 50 3.2.7.1. Hàm lượng CO 2 sau làm thoáng: 50 v 3.2.7.2. Hàm lượng O 2 sau làm thoáng: 51 3.2.7.3. Xác định pH sau làm thoáng: 51 3.3. THIẾT KẾ BỂ TRỘN: 52 3.4. THIẾT KẾ BỂ LẮNG ĐỨNG 54 3.4.1. Hàm lượng cặn trong nước khi đưa vào bể lắng đứng: 55 3.4.2. Xác định kích thước bể lắng đứng: 56 3.4.3. Máng thu nước: 60 3.4.4. Ống dẫn nước vào bể lắng: 62 3.5. THIẾT KẾ NGĂN CHỨA TRUNG GIAN 63 3.5.1. Thể tích ngăn chứa trung gian: 63 3.5.2. Kích thước của bể chứa trung gian: 63 3.6. THIẾT KẾ BỒN LỌC ÁP LỰC: 63 3.6.1. Xác định kích thước bồn lọc áp lực: 65 3.6.2. Rửa lọc: 67 3.6.3. Hệ thống thu nước và phân phối nước: 71 3.6.4.Hệ thống phân phối nước: 72 3.6.5. Hệ thống sàn chụp lọc: 72 3.6.6. Tính Bơm: 73 3.6.7. Tính cơ khí: 82 3.7. HÓA CHẤT DÙNG ĐỂ KHỬ CỨNG 88 3.8. TÍNH TOÁN KHỬ TRÙNG 88 3.8.1. Liều lượng Clo hoạt tính cần thiết sử dụng trong một giờ được xác định theo công thức sau: 89 3.8.2. Liều lượng Clo cần thiết trong một ngày: 89 3.9. THIẾT KẾ BỂ CHỨA 89 3.9.1. Dung tích điều hòa của bể chứa: 90 3.9.2. Một số bộ phận của bể chứa: 91 3.10. THIẾT KẾ BỂ CHỨA CẶN 92 3.11. KẾT QUẢ KHẢO NGHIỆM MÔ HÌNH 93 3.11.1. Mô hình khảo nghiệm: 93 3.11.2. Kết quả khảo nghiệm mô hình: 94 3.12. BỐ TRÍ MẶT BẰNG 94 vi 3.13. TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH XỬ LÝ 95 3.13.1. Tính toán bê tông sử dụng cho các công trình 95 3.13.1.1. Giàn mưa 95 3.13.1.2. Bể trộn 95 3.13.1.3. Bể lắng đứng 96 3.13.1.4. Bể chứa trung gian 97 3.13.1.5. Bể chứa nước sạch 97 3.13.1.6. Bể chứa cặn 98 3.13.2. Khai toán kinh phí xây dựng các công trình 98 3.13.3. Chi phí vận hành 100 3.13.3.1. Suất đầu tư cho 1m 3 nước cấp: 100 3.13.3.2. Chi phí xử lý 1m 3 nước cấp: 101 3.13.3.3. Phân tích lợi ích kinh tế: 102 3.13.3.4. Thời gian hoàn vốn xây dựng hệ thống: 102 3.14. QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG 102 3.14.1. Công tác chuẩn bị trước khi vận hành 102 3.14.2. Các thao tác vận hành hằng ngày và công tác bảo dưỡng 103 3.14.2.1. Trình tự vận hành 103 3.14.2.2. Thao tác vận hành và bảo dưỡng 104 3.14.2.3. Thao tác vận hành và bảo dưỡng 110 3.14.3. SỰ CỐ VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 110 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 vii DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1: Nhiệt độ và lượng mưa trung bình các tháng đo tại trạm Nha Trang năm 2010 5 Bảng 1.2: Phân loại độ cứng theo CaCO 3 9 Bảng 1.3: Hiệu xuất loại bỏ tạp chất của màng lọc RO 28 Là phương pháp phối hợp hai trong ba phương pháp nói trên (Phương pháp thứ nhất với thứ hai, thứ nhất với thứ ba,…) sao cho chất lượng đầu ra đạt yêu cầu 28 Bảng 2.1: Hàm lượng tạp chất trong nước đá công nghiệp 35 Bảng 2.2: Ảnh hưởng một số tạp chất đến chất lượng nước đá 35 Bảng 2.3: Kết quả xét nghiệm nước ngầm tại Lương Sơn – Nha Trang 37 Bảng 3.1: Tóm tắt các thông số của giàn mưa 52 Bảng 3.2: Nồng độ trung bình của cặn đã nén 59 Bảng 3.3: Tóm tắc các thông số của bể lắng đứng 63 Bảng 3.4: Đặc trưng của lớp vật liệu lọc 64 Bảng 3.5: Lựa chọn lớp sỏi đỡ 66 Bảng 3.6: Độ nở tương đối của vật liệu lọc và cường độ rửa lọc 67 Bảng 3.7: Độ đặc của cặn 68 Bảng 3.8: Thể tích cặn chiếm chỗ trong lỗ rỗng hạt vật liệu lọc 68 Bảng 3.9: Đặc tính vật liệu lọc 68 Bảng 3.10: Các thông số về chân đỡ 87 Bảng 3.11: Tóm tắc các thông số bồn lọc 88 Bảng 3.12: Tóm tắc các thông số của bể chứa 92 Bảng 3.13: Tóm tắc các thông số của bể chứa cặn 93 Bảng 3.14: Kết quả khảo nghiệm mô hình 94 Bảng 3.15: Khai toán kinh phí xây dựng các công trình 98 Bảng 3.16: Các sự cố và biện pháp khắc phục 110 viii DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1: Biểu đồ nhiệt độ và lượng mưa trung bình các tháng đo tại trạm Nha Trang năm 2010 5 Hình 1.2: Biểu đồ tương quan hàm lượng của CO 2 , HCO 3 - và CO 3 2- ở nhiệt độ 25 0 C với các giá trị pH khác nhau 10 Hình 1.3: Sơ đồ làm thoáng đợ giản – Lọc 22 Hình 1.4: Sơ đồ làm thoáng tự nhiên – Lắng tiếp xúc – Lọc 22 Hình 1.5: Sơ đồ làm thoáng cưỡng bức – Lắng – Lọc 23 Hình 1.6: Sơ đồ xử lý nước ngầm bằng ejector thu khí và lọc áp lực 23 Hình 1.7: Sơ đồ xử lý nước ngầm bằng máy nén khí và lọc áp lực 24 Hình 1.8: Sơ đồ làm thoáng - Lọc tiếp xúc 25 Hình 1.9: Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm tại xã Phước Kiểng, huyện Nhà Bè, Thành phố Hồ Chí Minh 29 Hình 1.10: Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm tại Hóc Môn 30 Hình 2.1: Những tụ điểm nước công cộng không đủ đáp ứng nhu cầu sinh hoạt hằng ngày của người dân xã Vĩnh Lương 33 Hình 2.2: Người dân phải đi xa mua nước sạch về sử dụng 33 Hình 2.3: Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm cho nhà máy đá cây tại Vĩnh Lương – Nha Trang 40 Hình 3.1: Sơ đồ khảo nghiệm mô hình 93 ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng BYT : Bộ y tế 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN ∗ ĐẶT VẤN ĐỀ: Cùng với sự phát triển của kinh tế thế giới nền kinh tế Việt Nam cũng ngày càng tăng lên đáng kể, Việt Nam đã trở thành một thành viên của WTO trong năm 2007. Khi nền kinh tế phát triển, đời sống của người dân được nâng cao thì nhu cầu dùng nước sạch càng mạnh mẽ. Do đó, vấn đề nước sạch đang là nỗi bức xúc của người dân là một việc làm cần thiết và cấp bách. Nó không chỉ đáp ứng nhu cầu dùng nước hằng ngày nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân mà còn góp phần tạo điều kiện thuận lợi để đưa nền kinh tế của Việt Nam vươn xa hơn nữa. Thiếu nước sạch hiện nay là tình trạng nghiêm trọng không chỉ ở nước ta mà cả toàn cầu, khi mà những vấn đề ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu ngày càng nhận được sự quan tâm hàng đầu trên thế giới thì vấn đề này càng trở nên nóng bỏng. Nước sạch là nước không màu, không mùi, không vị và không có các mầm bệnh, chất độc hại, có các thành phần hóa lý phù hợp với tiêu chuẩn quy định. Trong sinh hoạt, nước cấp dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí, các hoạt động công cộng như: cứu hỏa, phun nước, tưới cây, rửa đường,… Trong các hoạt động công nghiệp nước cấp được dùng cho quá trình làm lạnh, sản xuất thực phẩm như: đồ hộp, nước giải khát, bia rượu,…Hầu hết mọi nghành công nghiệp đều sử dụng nước cấp như một nguồn nguyên liệu không gì thay thế trong sản xuất. Nước sạch cấp cho hoạt động sinh hoạt và công nghiệp là nhu cầu không thể thiếu trong cuộc sống hôm nay. Theo Cục Thủy Lợi (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) nhu cầu dùng nước tại Việt Nam ngày càng tăng trong khi nguồn cung cấp thì có hạn, khiến cho Việt Nam đang bị đẩy vào nguy cơ xếp hạn là một trong những quốc gia thiếu nước trên thế giới. Tại nhiều vùng trong cả nước nguồn nước cấp cho sinh hoạt và sản xuất đang bị thiếu trầm trọng, được sử dụng nước sạch là niềm khao khát của người dân. [...]... cho nhà máy á cây t i Vĩnh Lương – Nha Trang ∗ NHI M V ÁN: Tính tốn thi t k h th ng x lý nư c c p cho nhà máy á cây t i Vĩnh Lương – Nha Trang ∗ N I DUNG ÁN: 1 Tìm hi u t ng quan v hi n tr ng cung c p nư c t i nhà máy và khu v c thi t k t i Vĩnh Lương – Nha Trang 2 L a ch n và xu t cơng ngh x lý cho nhà máy á cây t i Vĩnh Lương – Nha Trang 3 Tính tốn thi t k các cơng trình x lý nư c ng m cho nhà máy. .. m t lý h c, hóa h c cũng như các ch tiêu v sinh an tồn khác như vi trùng trong nư c Nư c c p cho cơng nghi p ngồi các ch tiêu chung v ch t lư ng thì còn ph thu c vào m c ích s d ng mà t ra nh ng u c u riêng Xu t phát t nhu c u c p thi t c a nhà máy s n xu t á cây là c n có ngu n nư c c p là nư c ng m 3 s n xu t á cây t i Vĩnh Lương – Nha Trang nên em th c hi n tài: Tính tốn thi t k h th ng x lý nư... tốn thi t k các cơng trình x lý nư c ng m cho nhà máy á cây t i Vĩnh Lương – Nha Trang 4 Th c hi n b n v : a M t b ng tr m x lý nư c b M t c t các cơng trình theo cao trình c Chi ti t các cơng trình ơn v 5 Tính tốn kinh t 4 Chương I: T NG QUAN 1.1 I U KI N T 1.1.1 V trí NHIÊN: a lý: Thơn Lương Sơn thu c xã Vĩnh Lương n m v phía B c Thành ph Nha Trang cách trung tâm thành ph 12km - Phía ơng: Giáp bi... bơm c p cho nhà máy x lý nư c 1.3.3.2 Song ch n rác và lư i ch n rác: Song ch n và lư i ch n t c a d n nư c vào cơng trình thu làm nhi m v lo i tr v t n i, v t trơi lơ l ng trong dòng nư c b o v các thi t b và nâng cao hi u qu làm s ch c a các cơng trình x lý V t n i và v t lơ l ng trong nư c có th có kích thư c nh như que tăm n i, ho c nhành cây non khi i qua máy bơm vào các cơng trình x lý có th... nhi t Nha Trang là vùng ít gió bão, t n s bão kho ng 0,82 cơn bão/năm so v i 3,74 cơn bão/năm n tháng 8, thay có th lên t i i t 20-27°C b vào Nha Trang th p ch có b vào b bi n Vi t Nam, 5 các tr n bão ư c d ốn s b vào Nha Trang trong nh ng năm g n ây thư ng l ch hư ng vào Nam ho c tan ngay khi g n vào b Tuy v y, do sơng su i có a hình d c cao nên khi có bão kèm theo mưa l n, làm nư c dâng cao nhanh... Lương Sơn – Vĩnh Lương – Nha Trang tuy giáp nhi u èo d c nhưng hình có xám và d c khơng cao, th p d n t Tây sang t phèn Khu v c c p nư c có ơng Có 2 lo i a hình tương t chính là a t i b ng ph ng, cách Qu c l 1A kho ng 250m v phía Tây và bi n ơng 400m v phía ơng 1.1.3 c i m khí h u: Xã Vĩnh Lương thu c ph i c a khí h u nhi t tương a ph n Nha Trang n m trong khu v c ch u s chi i gió mùa, v a mang tính ch... ch dùng c a thu và ng t ch y cao n tr m x lý khi m c nư c ngu n nư c cao hơn tr m x lý Khi s d ng nư c ng m, tr m bơm c p I thư ng là các máy bơm chìm có áp l c cao, bơm nư c t gi ng khoan n tr m x lý 15 1.3.3 X lý nư c c p b ng phương pháp cơ h c: 1.3.3.1 H ch a và l ng sơ b : Ch c năng c a h ch a và l ng sơ b nư c thơ (nư c m t) là t o i u ki n thu n l i cho các q trình t làm s ch như: L ng b t c... bùng n dân s ã làm cho ngu n nư c t nhiên b hao ki t và ơ nhi m d n Vì th con ngư i ph i bi t khám phá và x lý các ngu n nư c m i áp ng nư c s ch cho c ng có th ng và cu c s ng ngày càng cao c a ngư i dân ∗ TÍNH C P THI T: Nư c là nhu c u thi t y u cho cu c s ng c a con ngư i và sinh v t Nư c s ch xem như là hàng hóa c bi t trong i s ng c a con ngư i Vi c quy ho ch và xây d ng mơ hình x lý nư c phù h p... ngun lý cơ h c - L ng tr ng l c - Gi h t r n theo qn tính - H p ph hóa h c - H p ph v t lý - Q trình dính bám - Q trình l ng t o bơng Thi t b l c v i l p h t có th ư c phân lo i thành thi t b l c ch m, thi t b l c nhanh, thi t b l c h và thi t b l c kín Chi u cao l p v t li u l c trong thi t b l c h dao ng trong kho ng 1÷2 m và trong thi t b l c kín t 0,5÷1 m 1.3.4 X lý nư c c p b ng phương pháp hóa lý: ... NH4+< 1 mg/l, oxy hóa ≤ 0,15Fe2+, pH sau làm thống ≥ 6,8 - Ưu i m: • Có th dùng v i b t c cơng su t nào • Cơng trình g n, d v n hành, n nh Làm thống cư ng b c – l ng – l c nhanh c Ch t kh trùng Gi ng Thùng B B qu t gió l ng l c Hình 1.5: Sơ B ch a làm thống cư ng b c – L ng – L c [3] Cơng ngh này thư ng áp d ng cho trư ng h p nư c ng m có các sau: pH th p (dao c tính ng trong kho ng r ng), s t < 6 mg/l, . thống xử lý nước cấp cho nhà máy đá cây tại Vĩnh Lương – Nha Trang . ∗ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho nhà máy đá cây tại Vĩnh Lương – Nha Trang. ∗ NỘI DUNG. trạng cung cấp nước tại nhà máy và khu vực thiết kế tại Vĩnh Lương – Nha Trang. 2. Lựa chọn và đề xuất công nghệ xử lý cho nhà máy đá cây tại Vĩnh Lương – Nha Trang. 3. Tính toán thiết kế các. cầu cấp thiết của nhà máy sản xuất đá cây là cần có nguồn nước cấp là nước ngầm 3 để sản xuất đá cây tại Vĩnh Lương – Nha Trang nên em thực hiện đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước