Đang tải... (xem toàn văn)
thiết kế và tính toán các công trình chính cho một hệ thống xử lý nước ngầm với công suất 12000 m3ngày đêm • Lựa chọn công nghệ thích hợp với thông số chất lượng nước đầu vào và thuyết minh dây truyền sử lý. • Thiết kế chi tiết các công trình xử lý • Vẽ bản 2 bản vẽ: • Mặt bằng trạm xử lý • Sơ đồ công nghệ trạm xử lý
MỤC LỤC Chương 1:Tổng quan – Giới thiệu 4 1.1.Mục tiêu của đồ án 4 1.2.Nội dung thiết kế của đồ án 4 1.3.Các tiêu chuẩn môi trường liên quan 4 1.4.Thành phần, tính chất của nước thô: 4 Chương 2 Lựa chọn công nghệ xử lý 6 2.1 Tổng quan vê các công trình đang được áp dụng trong xử lý nước ngâm 6 2.1.1 Công trình thu nước ngầm 6 2.1.2 Công trình làm thoáng 6 2.1.3 Bể lắng 7 2.1.4 Bể lọc 9 2.1.5 Khử trùng 11 2.1.6 Bể chứa nước sạch 11 2.2 Lựa chọn phương án xử lý 11 2.2.1 Đề xuất phương án xử lý 11 Chương 3 thiết kế tính toán hệ thống xử lý nước cấp 17 3.1 giếng khoan 17 3.2 Giàn mưa 17 3.3 Bể đứng tiếp xúc 20 3.4 Bể lọc nhanh 22 3.5 Tháp hấp thụ bằng vật liệu cationit 31 3.6 khử trùng 33 3.7 Bể chứa nước sạch 35 3.8 Sân phơi bùn 36 Chương 4 Kết luận 37 Tài liệu tham khảo 40 MỞ ĐẦU Nước là nguồn tài nguyên rất cần thiết cho sự sống của các sinh vật trên Trái Đất. Nước không chỉ là tài nguyên mà còn là một trong những thành phần môi trường để duy trì sự sống. Các nền văn minh lớn của nhân loại cũng nảy nở trên các sông lớn như văn minh Lưỡng Hà ở Tây Á, văn minh Ai Cập ở hạ lưu sông Nin, văn minh Hoàng Hà ở Trung Quốc , văn minh sông Hồng ở Việt Nam.( nguồn: Lâm Minh Triết, 2007, ENVIRONMENT ENGINEERING, NXB ĐH Quốc Gia). Nước là một nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật trên Trái Đất. Không có nước cuộc sống trên Trái Đất không thể tồn tại được. Nước dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động vui chơi giải trí, các hoạt động cứu hỏa, phun nước, tưới cây, rửa đường và mọi nghành công nghiệp hầu như sử dụng nước như là một nguyên liệu không thể thay thế được trong sản xuất. Hiện nay tổ chức Liên Hợp Quốc đã thống kê có 1/3 các điểm dân cư trên thế giới thiếu nước sinh hoạt.Vì vậy, nhiều nơi phải dung nước không sạch. Điều này đã dẫn đến hàng năm có tới 500 triệu người mắc bệnh và 10 triệu người bị chết (chủ yếu là trẻ em), 80% các trường hợp mắc bệnh tại các nước đang phát triển có nguyên nhân từ việc dùng các nguồn nước bị ô nhiễm (nguồn từ Huỳnh Ngọc Bích, Luận văn tốt nghiệp, 2004). Vấn đề nước sạch và cung cấp nước sạch , chống ô nhiễm nguồn nước do tác động của nước thải sinh hoạt, nước thải nông nghiệp và công nghiệp đang là vấn đề cấp bách hiện nay. Mỗi quốc gia đều có những tiêu chuẩn riêng về chất lượng nước cấp. Nhưng nhìn chung, các chỉ tiêu này phải đảm bảo vệ sinh về: số vi trùng có trong nước, không có chất độc hại làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người, các chỉ tiêu về pH, nồng độ oxy hòa tan, độ đục, màu sắc, hàm lượng các kim loại hòa tan, độ cứng, mùi, vị… tiêu chuẩn chung nhất là của Tổ chức Sức khỏe Thế giới (WHO) hay của cộng đồng Châu Âu. Ngoài ra, còn phụ thuộc vào mục đích sử dụng mà nước cấp còn có những yêu cầu riêng. Các nguồn nước cấp trong tự nhiên bao gồm nước mặt và nước ngầm. Nước ngầm ít chịu ảnh hưởng do các yếu tố từ con người hơn nươc mặt. Chất lượng nươc ngầm tốt hơn chất lượng nươc mặt, dễ xử lý. Chính vì thế nước ngầm thường được ưu tiên xử lý hơn nước mặt. Được sự hướng dẫn tận tình của thầy Lê Ngọc Thuấn cùng các thầy cô trong khoa Môi trường của trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường đã giúp em xin hoàn thành Đồ án công nghệ mang tên: thiết kế và tính toán các công trình chính cho một hệ thống xử lý nước ngầm với công suất 12000 m 3 /ngày đêm. Với lượng kiến thức của bản than và thực tế chưa nhiều, nên trong quá trình làm đồ án không thể tránh khỏi những sai sót trong bài. Rất mong các thầy cô xem xét và chỉ bảo để em hoàn thành đồ án. Em xin chân thành cảm ơn!!! Chương 1 Tổng quan – Giới thiệu 1.1Mục tiêu của đồ án: • Nghiên cứu lựa chọn phương án xây dựng trạm xử lý nước mang tính khả thi cao, phù hợp với phương án bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. • Cung cấp đủ nước cho các nhu cầu sinh hoạt, công nghiệp, tưới tiêu, thương mại, dịch vụ và chữa cháy theo yêu cầu cấp nước của đồ án. • Biết cách tính toán 1 công trình xử lý nước cấp. 1.2.Nội dung thiết kế của đồ án: • Lựa chọn công nghệ thích hợp với thông số chất lượng nước đầu vào và thuyết minh dây truyền sử lý. • Thiết kế chi tiết các công trình xử lý • Vẽ bản 2 bản vẽ: • Mặt bằng trạm xử lý • Sơ đồ công nghệ trạm xử lý . 1.3.Các tiêu chuẩn môi trường liên quan 1. Tiêu chuẩn thiết kế (TCVN 33-2006) 2. Quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt, ăn uống (quy chuẩn do Bộ Y tế ban hành: QCVN 02/2009) 3. Quy chuẩn quốc gia về chất lượng nguồn nước. 1.4.Thành phần, tính chất của nước thô: Bảng thành phần chất lượng nước thô: - Nguồn nước: Ngầm. - Công suất cấp nước: …12.000 m3/ngày đêm - Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước: Chỉ tiêu Đơn vị đo Giá trị TCXDVN QCVN 02:2009/ 33:2006 BYT Nhiệt độ 0 C - pH - 6.5-7.5 Độ màu TCU - Độ đục NTU - TS mg/l - SS mg/l 50 Hàm lượng sắt tổng số mg/l 30 <0,3 mg/l 0,5mg/l Hàm lượng amoni mg/l 10 <=1,5mg/l 3mg/l Hàm lượng mangan tổng số mg/l 2.5 0,2mg/l Theo TCXDVN 33:2006 các thành phần cần xử lý là: 1. Hàm lượng TS( chất rắn lơ lửng) 2. Hàm lượng Fe: hàm lượng Fe tổng số của nước nguồn là 30 mg/l rất lớn vượt ngưỡng gấp 100 lần so với hàm lượng Fe tổng số quy định trong TCXD33- 2006. 3. Hàm lượng mangan tổng số: so với tiêu chuẩn thì hàm lượng mangan tổng số vượt ngưỡng gấp gần 12,5 lần phải được xử lý. Mangan trong dây truyền xử lý thì được sử lý cùng với Fe. 4. Hàm lượng NH 4 : vượt ngưỡng so với TCXD33-2006 là 7 lần phải được xử lý. Được xử lý bằng tháp hấp thụ với vật liệu cationit. Chương 2 Lựa chọn công nghệ xử lý 2.1 Tổng quan vê các công trình đang được áp dụng trong xử lý nước ngâm: 2.1.1 Công trình thu nước ngầm: Công trình thu nước ngầm có thể chia thành các loại sau: • Giếng khoan: là công trình thu nước nằm mạch sâu. Độ sâu giếng khoan phụ thuộc vào độ sâu của tầng chứa nước, thường nằm trong khoảng 20-200m, đôi khi có thể lớn hơn. Giếng khoan được sử dụng rộng rãi trong mọi trạm xử lý. Cấu tạo của giếng khoan gồm: o Miệng giếng o ống vách để gia cố và bảo vệ giếng o ống lọc o ống lắng • Giếng khơi: là công trình thu nước ngầm mạch nông, thường không áp đôi khi áp lực yếu chỉ áp dụng với các điểm dùng nhỏ lẻ hoặc hộ gia đình. • Đường hầm thu nước: được áp dụng để thu nước ngầm mạch nông, độ sâu tầng chứa nước không quá 8m, cung cấp cho những điểm cung cấp cho những điểm dùng nước với lưu lượng nhỏ. • Công trình thu nước ngầm mạch lộ thiên • Công trình thu nước thấm. 2.1.2 Công trình làm thoáng Mục đích của làm thoáng là làm giàu O2 và tăng pH nước. Làm thoáng để khử CO 2 , hòa tan O 2 và năng cao giá trị pH của nước. Công trình làm thoáng được thiết kế với mục đích chính là khử CO 2 vì lượng CO 2 trong nước cao sẽ làm giảm pH mà môi trường pH thấp sẽ không tốt cho quá trình oxi hóa Fe và Mangan. Sau khi làm thoáng ta sẽ châm hóa chất để khủ Fe và Mangan có trong nước.Hóa chất được sử dụng ở đây là clo- một hóa chất OXH mạnh để OXH Fe, các chất hữu cơ trong nước, mangan, H 2 S… Có thể làm thoáng tự nhiên hoặc nhân tạo. Công trình làm thoáng gồm: • Làm thoáng dơn giản: phun hoặc tràn trên bề mặt bể lọc có chiều cao trên đỉnh tràn đến mực nước cao nhất >0,6m + khử được: 30 – 45% CO 2 + Fe <= 5mg/l, pH>6,8 • Giàn mưa: làm thoáng tự nhiên. Khử được 75- 80% CO 2 , tăng lượng DO( 55% DO bão hòa), khủ Fe, Mn Cấu tạo giàn mưa bao gôm: + hệ thống phân phối nước + sàn tung nước + sàn đỡ vật liệu tiếp xúc. + sàn và ống thu nước • Thùng quạt gió: làm thoáng tải trọng cao (làm thoáng cưỡng bức) nghĩa là gió và nước đi ngược chiều. Cấu tạo gồm + hệ thống phân phối nước + lớp vật liệu tiếp xúc 2.1.3 Bể lắng Mục đích của bể lắng là nhằm lắng cạn trong nước, làm sach sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước. Tùy vào công suất và chất lượng nước thì người ta thường dùng các bể lắng sau: • Bể lắng ngang: nước chuyển động theo chiều ngang từ đầu bể đến cuối bể. Bể lắng ngang được sử dungjtrong các trạm có công suất lớn hơn 3000 m 3 /ngày đêm. Cấu tạo gồm 4 thành phần chính: 1. Bộ phận vùng phân phối nước vào bể 2. Vùng lắng cặn 3. Hệ thống thu nước đã lắng 4. Hệ thống thu xả cặn • 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 của dòng nước từ trên xuống. bể lắng đứng sử dụng cho trạm sử lý nước có công suất nhỏ từ 3000 m 3 /ngày đêm trở xuống. Bể lắng đứng được chia làm 2 vùng: 1. Vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp ở phía trên 2. Vùng chứa nén cặn có dạng hình nón hoặc hình chóp ở phía dưới. • Bể lắng lớp mỏng: có cấu tạo giống bể lắng ngang thông thường nhưng khác vói bể lắng ngang là trong vùng lắng của bể lắng của bể lắng lớp mỏng được đặt thêm các vách ngăn bắng thép không rỉ hoặc bằng nhựa. Bể lắng lớp mỏng được sử dụng cho những trạm xử lý có công suất nhỏ, khi xây mới, hoặc có thể sử dụng khi cần cải tạo lại bể lắng ngang cũ để nâng công suất trong điều kiện diện tích không cho phép xây dựng thêm công trình mới. • Bể lắng trong có cặn lơ lửng (gọi tắt là bể lắng trong): được sử dụng cho các trạm sử lý có công suất đến 3000 m 3 /ngày đêm. Tuy hiệu quả sử lý của bể lắng trong cao hơn các bể lắng khác và tốn ít diện tích xây dựng hơn. Nhưng bể lắng trong lại có kết cấu phức tạp, chế độ quản lý chặt chẽ, đòi hỏi công trình làm việc lien tục suốt ngày đêm và rất nhạy cảm với sự dao động của lưu lượng và nhiệt độ của nước. • Bể lắng ly tâm: là loại trung gian giữa beer lắng ngang và bể lắng đứng. Nước được chuyển động từ trong ra ngoài (nên gọi là bể lắng ly tâm) và từ dưới lên trên. Bể lắng ly tâm thường được sử dụng để lắng các nguồn nước có hàm lượng cặn cao (lớn hơn 2000 mg/l) với công suất lớn hơn hoặc bằng 30.000 m 3 /ngày đêm và có hoặc không sử dụng chất keo tụ. tuy nhiên bể lắng ly tâm có hiệu quả lắng cặn kém hơn so với các bể lắng khác do bể có đường kình lớn, tốc độ dòng nước chuyển động chậm dần từ trong ra ngoài, ở vùng trong do tốc độ lớn cặn khó lắng… • Xyclon thủy lực: dùng để xủ lý sơ bộ nguồn nước mặt có nhiều thành phần cặn thô, nhất là những nguồn nước có độ đục cao đột xuất trong khoảng thời gian không lâu là rất thích hợp. Xyclon thủy lực có nhiều ưu điểm: kích thước gọn nhẹ, công suất trên 1 đơn vị diện tích rất cao, giá thành lắng 1m 3 nước không phèn rẽ hơn nhiều so với các loại bể lắng sơ bộ. Thích hợp với những trạm xử lý có công suất nhỏ và làm việc không liên tục. • Bể lắng tiếp xúc: có chức năng lưu lại nước trong bể từ 30-45 phút tạo điều kiện cho quá trình oxi hóa và thủy phân sắt được sảy ra hoàn toàn, đồng thời giữ lại một phần bông cặn nặng trước khi đưa sang bể lọc. o Bể lắng đứng tiếp xúc: có cấu tạo như bể lắng đứng dùng để xử lý nước mặt và nước ngầm có công suất trạm xủa lý nhỏ hơn 30.000 m 3 /ngày. o Bể lắng ngang tiếp xúc: dùng cho trạm xử lý nước mặt và nước ngầm có công suất lớn hơn 30.000m 3 /ngày. 2.1.4 Bể lọc [...]... tùy thuộc vào điều kiện cụ thể 2.2 Lựa chọn phương án xử lý 2.2.1 Đề xuất phương án xử lý Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước phụ thuộc vào chất lượng nước và đặc trưng của nguồn nước thô Các vấn đề cần đề cập đến khi thiết kế hệ thống xử lý nước bao gồm chất lượng nước thô, yêu cầu và tiêu chuẩn sau xử lý Dựa vào số liệu đã có, so sánh với chất lượng nước thô và chất lượng nước sau khi xử lý thì ta... hợp lý vì các lý do sau: Thứ 1: PA1 xử lý được triệt để các thông số ô nhiễm đầu vào của nguồn nước Thứ 2: khi sử dụng PA1 vận hành đơn giản, dễ dàng cho việc duy tu và sữa chữa khi gặp sự cố Thứ 3: khi tăng hoặc giảm công suất với giá trị nhỏ thì vẫn có thể đáp ứng yêu câu Thứ 4: chi phí ban đầu cho xây dựng và thiết kế là nhỏ hơn PA2 Chọn PA1 để tính toán và thiết kế dây truyền xử lý nước ngầm. .. nghệ xử lý nước mặt có dùng hóa chất phản ứng với nguồn nước có hàm lượng cặn đến 150 mg/l, độ màu đến 150 o (thường là nước hồ) với công suất bất kỳ hoặc khử sắt trong nước ngầm có công suất xử lý lên đến 10.000 m3/ngày đêm Khi dùng bể lọc tiếp xúc, dây truyền xứ lý nước mặt sẽ không cần có bể phản ứng và bể lắng Hỗn hợp nước phèn sau khi qua bể trộn vào thẳng bể lọc tiếp xúc, còn dây truyền sử lý. .. lý nước ngầm Chương 3: 3.1 Thiết kế tính toán hệ thống xử lý nước cấp Giếng khoan Do lượng nước cần cho sinh hoạt là 12000m3/ngày là lớn nên chọn lấy nước từ 4 giếng khoan mỗi giếng có công suất 3000 m3/ngày Mỗi giếng có độ sâu khoảng 70m, cấu tạo của giếng khoan gồm: • ống vách: dùng để đặt bơm lấy nước và chống được sức ép của đất và nước từ phía ngoài Chiều dày ống vách và đường kính ống được xác... qua ngăn thu nước và tới bể lắng đứng tiếp xúc Tính giàn mưa cho trạm xử lý nước ngầm có công suất 12.000 m 3/ngày đêm Cho các số liệu sau: Hàm lượng sắt của nước nguồn là 30 mg/l Giả sử: pH lấy =7; nhiệt độ = 24o; Cd = 45 mg/l; K = 2 mgđl/l Hàm lượng muối hòa tan trong nước : 300 mg/l • Diện tích giàn mưa: (CT 5-3 tài liệu 1) F= Với Q là lưu lượng nước xử lý (m3/h), Q = 12.00 m3/ngày đêm = 500 m3/h... mg/l, Mn= 7 mg/l và khử được 1 phần NH4 3.3 Bể lắng đứng tiếp xúc Bể lắng đứng tiếp xúc được thiết kế cùng với giàn mưa Dựa theo yêu cầu và công suất cho như đề bài thiết kế 4 giàn mưa ứng với 4 bể lắng đúng tiếp xúc Nguyên lý làm việc: nước từ sàn thu nước của giàn mưa đi qua ống dẫn nước vào bể lắng tiếp xúc nước được đi qua ống trung tâm ở đây các cặn được lắng xuống dước bể lắng và nước không chứa... dước bể lắng và nước không chứa cặn được đấy lên trên đi qua ống dẫn sang bể lọc Tính bể lắng đứng tiếp xúc thu nước cho trạm xử lý có công suất 12.000 m3/ ngày đêm Thiết kế 4 bể lắng đứng tiếp xúc mỗi bể có công suất 3000 m3/ ngày đêm Xác định dung tích bể: W= (m3) Với: • Q: công suất trạm xử lý (m3/h) • t thời gian lưu lại nước trong bể 30 -45phut (TCXDVN 33-2006) chọn t =40 phút W= = 333 m3 Dung... (có công suất lớn) Bể lọc áp lực được sủ dụng trong dây truyền sử lý nước mặt có dùng chất phản ứng khi hàm lượng cặn của nước nguồn đến 50 mg/l, độ màu đến 80 o với công suất trạm sử lý đến 3000 m3/ngày, hay dùng trong dây truyền sử lý sắt khi dùng ezecto thu khí với công suất nhỏ hơn 500 m 3/ngày và dùng khí nén cho công suất bất kì • Bể lọc tiếp xúc Là loại bể lọc được sử dụng trong dây truyền công. ..Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước Trong dây truyền xử lý nước ăn uống sinh hoạt, lọc là giai đoạn cuối cùng để làm trong nước triệt để Hàm lượng cặn trong nước sau khi đi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép (nhỏ hơn hoặc bằng 3 mg/l) Các loại... tiếp xúc với oxi của khí trời nhằm giảm tối đa hàm lượng Nước sau bể lắng đứng tiếp xúc sẽ loại bỏ triệt để các cặn có trong nước, bao gồm các cặn Sắt và Mn bị oxi hóa 3.4 Bể lọc nhanh: Nguyên lý làm việc: - Khi lọc: nước được dẫn từ bể lắng sang, qua máng phân phối vào bể lọc, qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nước trong - Khi rưả: nước rửa do bơm cấp, qua hệ thống phân phối nước rửa . thành Đồ án công nghệ mang tên: thiết kế và tính toán các công trình chính cho một hệ thống xử lý nước ngầm với công suất 12000 m 3 /ngày đêm. Với lượng kiến thức của bản than và thực tế chưa. được xử lý. Được xử lý bằng tháp hấp thụ với vật liệu cationit. Chương 2 Lựa chọn công nghệ xử lý 2.1 Tổng quan vê các công trình đang được áp dụng trong xử lý nước ngâm: 2.1.1 Công trình thu nước. lắng đứng dùng để xử lý nước mặt và nước ngầm có công suất trạm xủa lý nhỏ hơn 30.000 m 3 /ngày. o Bể lắng ngang tiếp xúc: dùng cho trạm xử lý nước mặt và nước ngầm có công suất lớn hơn 30.000m 3 /ngày.