TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC ********* ĐỒNG HẢI LÝ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÍ NƯỚC CẤP SINH HOẠT TỪ NGUỒN NƯỚC MẶT VỚI CÔNG SUẤT 15000 M3/NGÀY ĐÊM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa công nghệ môi trường Người hướng dẫn khoa học ThS LÊ CAO KHẢI Hà Nội, 2011 Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Việc thực khóa luận tốt nghiệp việc quan trọng sinh viên nói chung với thân em nói riêng Để thực tốt khóa luận việc nỗ lực cố gắng thân, em nhận hướng dẫn tận tình ý kiến đóng góp sát thực thầy giáo – Thạc sĩ Lê Cao Khải Qua đây, em xin gửi tới thầy lời cảm ơn sâu sắc Bên cạnh em xin chân thành cảm ơn Khoa Hóa học – trường ĐH Sư phạm Hà Nội tạo điều kiện tốt cho sinh viên nói chung thân em nói riêng làm hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Tôi xin gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo xã Khánh Thiện – Yên Khánh – Ninh Bình cung cấp thông tin cần thiết để hoàn thành tốt công việc Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, bạn bè người động viên, ủng hộ, cổ vũ suốt trình thực khóa luận tốt nghiệp để hiệu Hà Nội, Ngày 27 tháng năm 2011 Sinh viên Đồng Hải Lý Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu Trong công trình nghiên cứu, kết số liệu hoàn toàn trung thực, không trùng với tài liệu hay công trình nghiên cứu tác giả khác Hà Nội, Ngày 27 tháng năm 2011 Sinh viên Đồng Hải Lý Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH Danh mục bảng Bảng 2.1 Dự báo dân số xã Bảng 2.2 Nhu cầu sử dụng nước xã Khánh Thiện tính đến năm 2020 Bảng 2.3 Kết phân tích nước sông Âu – Khánh Thiện – Yên Khánh – Ninh Bình Bảng 2.4 Tiêu chuẩn nước ăn uống sinh hoạt khu dân cư đô thị nhỏ nông thôn theo quy định số 505 BYT/QĐ y tế Bảng 2.5 Tiêu chuẩn nước ăn uống sinh hoạt theo phương diện vi khuẩn sinh vật (theo định số 505BYT/QĐ y tế) Bảng 2.6 Phân biệt hai trình lọc Bảng 2.7 Khả keo tụ tương đối chất điện phân Bảng 3.1 Liều lượng phèn để xử lí nước đục Danh mục hình Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ xử lí nước cấp sinh hoạt từ nước sông Âu Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo bể lắng ngang thu nước cuối Hình 2.3 Bể phản ứng có vách ngăn theo phương thẳng đứng Hinh 4.1 Sơ đồ bể hòa phèn tiêu thụ phèn Hình 4.2 Cấu tạo bể lắng ngang Hình4.3 Cấu tạo bể phản ứng có vách ngăn zíc zắc ngang Hình 4.4 Cấu tạo bể lọc nhanh trọng lực Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Cũng ánh sáng không khí, nước thiếu sống người sinh vật trái đất Ở đâu có nước có sống, nước phục vụ cho nhu cầu sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ, giao thông vận tải, du lịch sinh hoạt hàng ngày người Hay nói cách khác nước giá trị đích thực Nước cần thiết cho hoạt động sống người sinh vật Con người không ăn nhiều ngày mà sống chết sau ngày (khoảng ngày) không uống thể người có khoảng 65 đến 70% nước Nếu khoảng 12% nước thể bị nôn nao, hôn mê chết Trong trình trao đổi chất, nước đóng vai trò trung tâm Những phản ứng lí hóa diễn với tham gia bắt buộc nước Nước dung môi nhiều chất đóng vai trò dẫn đường cho muối vào thể Con người cần nước cho ăn uống, sinh hoạt hàng ngày cho sản xuất Mỗi người ngày cần 2,5 đến lít nước, tính chung cho cho sinh hoạt nước phương tây người cần khoảng 300 lít nước ngày Với nước phát triển lượng nước thường dùng chung cho gia đình khoảng – người Nước dùng sinh hoạt nước trực tiếp tác dụng tới sống sức khỏe người Chính mà, nước sinh hoạt phải đảm bảo đầy đủ thành phần lí hóa, hóa học, vi sinh vật theo yêu cầu quy phạm, không chứa thành phần hóa lí, hóa học, vi sinh vật có ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người Nói chung nước sinh hoạt phải đạt tiêu chuẩn tổ chức y tế giới WHO tiêu chuẩn độ pH, độ đục, màu sắc, độ cứng, độ kiềm, độ axit, nồng độ sắt, kẽm, mangan… Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Tuy nhiên biết môi trường nước không tồn độc lập với môi trường khác mà tiếp xúc với không khí, đất, sinh Bên cạnh đó, tác động chủ quan người hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ, hay tác động thiên tai bão lũ… làm cho môi trường nước, đặc biệt môi nước mặt trở nên bị ô nhiễm trầm trọng Con người đứng trước thảm họa thiếu nước sinh hoạt, nước bị ô nhiễm chất lượng, sử dụng không xử lí trước Vì đôi với sử dụng khai thác hợp lí nguồn nước, người cần phải biết xử lí nước cấp sinh hoạt để có đủ đảm bảo chất lượng nước đáp ứng nhu cầu ngày cao nước sinh hoạt Một số nguồn nước cấp sinh hoạt cần xử lí nước mặt nước ao, hồ, sông, suối Địa bàn xã Khánh Thiện – Yên Khánh – Ninh Bình nơi mà sinh sống nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt ngày tăng điều thiết yếu Do thấy cần thiết phải có hệ thống xứ lí nước cấp sinh hoạt cho địa phương Với lí mà lựa chọn đề tài làm khóa luận tốt nghiệp là: Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước cấp sinh hoạt từ nguồn nước mặt với công suất 15000 m3/ ngày đêm, với nguồn nước mặt nước sông Âu Mục đích nghiên cứu Thiết kế hạng mục xử lí nước cấp sinh hoạt từ nguồn nước mặt nước sông Âu – Khánh Thiện – Yên Khánh – Ninh Bình, công suất 15000 m3/ngày đêm Nhiệm vụ nghiên cứu - Xác định thông số chất lượng nước sông Âu - Lựa chọn dây chuyền xử lí nước phù hợp với chất lượng nước công suất đề 15000 m3/ngày đêm - Tính toán hạng mục công trình Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Đối tượng nghiên cứu - Nguồn nước mặt sông Âu - Tình hình dân cư, hoạt động kinh tế xã hội địa bàn xã Khánh Thiện – Yên Khánh – Ninh Bình Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập tài liệu - Phương pháp tính toán - Phương pháp trao đổi ý kiến với thầy cô, bạn bè Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ XÃ HỘI VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC TẠI XÃ KHÁNH THIỆN - YÊN KHÁNH - NINH BÌNH 1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lí Xã Khánh thiện nằm phía Đông Bắc huyện Yên Khánh - Tỉnh Ninh Bình Ranh giới xã: - Phía Đông giáp với sông Đáy - Phía Nam giáp với xã Khánh Cường - Phía Tây giáp với xã Khánh Lợi - Phía Bắc giáp với xã Khánh Tiên 1.1.2 Khí hậu - Nhiệt độ: Cao 390C, thấp 80C trung bình 250 - Độ ẩm: Cao 92%, thấp 50% trung bình 86% - Lượng mưa trung bình năm là: 2345,5 mm - Gió: Hướng gió thịnh hành mùa hạ gió Đông Nam mùa đông gió Bắc 1.1.3 Địa hình Địa hình xã Khánh Thiện phần lớn phẳng chiếm 100% Tổng diện tích xã 1409,1 1.1.4 Thủy văn Có sông Âu kênh tiêu qua, bên cạnh có hệ thống kênh mương tưới tiêu phục vụ nông nghiệp 1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 1.2.1 Dân số Theo số liệu điều tra xã Khánh Thiện tính đến năm 2010 dân số toàn xã 8560 người, 2031 hộ chia thành xóm, dân tộc chủ yếu dân tộc Kinh Tỉ lệ gia tăng dân số hàng năm 1,4% Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp 1.2.2 Hoạt động kinh tế - Nền kinh tế chủ yếu độc canh lúa, bên cạnh tiểu thủ công nghiệp, thương nghiệp dịch vụ hoạt động tương đối tốt - Cơ cấu kinh tế: + Nông nghiệp: 70,6% + Tiểu thủ công nghiệp: 2,7% + Thương nghiệp dịch vụ: 7,5% + Thu nhập khác: 10,2% - Tổng thu nhập GDP toàn xã 65,324 triệu/ năm 1.2.3 Tình hình xã hội a Giáo dục - Trẻ em độ tuổi nhà trẻ, mẫu giáo đến trường: 50,14% - Trẻ em độ tuổi tiểu học trung học sở đến trường là: 100% b Y tế - Tổ chức tiêm chủng tốt - Thực vận động kế hoạch hóa gia đình tốt, có hiệu cao (tỉ lệ tăng tự nhiên 1,4%) c Tình hình văn hóa phát triển - Các thôn xóm xã có nhà văn hóa thôn, xóm - Xã có trạm truyền thanh, trang thiết bị hệ thống loa đến thôn - Thiết bị nghe nhìn: 97% hộ có ti vi, 75% hộ có rađio - Thông tin: 70% hộ có lắp điện thoại, có bưu điện văn hóa xã d Tình hình xã hội - Trình độ dân trí cao - Tệ nạn xã hội 1.2.4 Các công trình xây dựng a Công trình công cộng Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Các công trình hạ tầng xã hội cấp xã đầu tư đủ danh mục, hạng mục công trình 100% nhà cấp cấp 2, quy mô chất lượng đáp ứng nhu cầu sử dụng b Nhà dân - Nhà ở: 100 % dân có nhà ở, chất lượng nhà đạt loại tốt + Nhà kiên cố (mái 1-2 tầng trở lên): chiếm 48,5% + Nhà kiên cố (1 tầng mái ngói): chiếm 51,5% - Dân cư: Phân tán địa bàn xã, toàn xã có xóm, xóm lớn xóm 1, gồm 1460 người, xóm lớn thứ xóm Phong An gồm 1360 người Xóm nhỏ xóm Cầu Âu gồm có 750 người 1.2.5 Giao thông - Giao thông đối ngoại: Có đường quốc lộ 58 chạy qua dài km Có đường quốc lộ liên xã dài 5,4 km; bề rộng 5,5 m - Giao thông đối nội: Toàn xã có 57Km đường trục xã, liên xã liên thôn, hệ thống tuyến hoàn chỉnh, lại giao lưu đối ngoại thuận lợi, đường liên thôn bê tông hóa 100% chất lượng tương đối tốt 1.2.6 Cấp điện - Xã có điện lưới quốc gia chạy qua, hệ thống điện đáp ứng đủ yêu cầu sinh hoạt sản xuất dân cư - Tỷ lệ hộ dùng điện: 100% 1.2.7 Hiện trạng thoát nước vệ sinh môi trường - Thoát nước chưa có hệ thống cống rãnh tiêu nước thải sinh hoạt, chăn nuôi gia cầm mà chủ yếu thoát xuống ao, lưu thông ao hồ, hạn chế nên nguồn nước mặt bị ô nhiễm - Rác thải: Không thu gom, gia đình tự giải (cho vào chuồng nuôi gia súc để tăng hàm lượng phân hữu cơ) - Hố tiêu gia đình tình trạng không cao lắm: + Hố tự hoại : 47% Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 10 Khóa luận tốt nghiệp vtb: tốc độ trung bình dòng nước bể - Tính vtb: Sơ chọn bể có L/HL =15 L: Chiều dài vùng lắng HL: Chiều cao vùng lắng Từ L/h=15 tra tiêu chuẩn ta hệ số K=10 Vậy vận tốc trung bình chuyển động ngang: vtb=K.u0 = 10.0,55 = 5,5 (mm/s)  = 0,55 =1,5 5,5 0,55  30 Do tổng diện tích mặt bể: F 625 1,5  473,48(m ) 3,6.0,55 Chiều cao trung bình vùng lắng chọn HL=2,8 m Chiều dài vùng lắng là: L = HL.15=2,8.15=42m Mương phân phối nước rộng 1m Máng phân phối nước rộng 1m Tất tính với vận tốc v = 0,5m/s Thiết kế mương phân phối máng phân phối đầu bể (1 hệ thống để phân phối nước vào, hệ thống để thu nước sau lắng)  Chiều rộng tổng cộng mương máng đầu 2m  Tổng chiều dài bể: L = 42 +2 +2 = 46 (m) - Chiều rộng bể: Chọn số bể lắng ngang N=3, chiều rộng bể là: B 625 Q =  3,76(m) 3,6.vtb h0 n 3,6.5,5.2,8.3 Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 57 Khóa luận tốt nghiệp - Chiều dài bể lắng: F 473,48   42(m) B.N 3,76.3 L Kiểm tra lại tỉ số: L/HL = 42 / 2,8 = 15, tỉ số chọn Như chọn sơ bô Vậy, chiều rộng bể 3,76m Mỗi bể lắng chia làm ngăn, ngăn có chiều rộng là: b= 3,76/3 = 1,25 m Trong ngăn có vách ngăn hướng dòng có đục lỗ, hàng lỗ cuối lằm cao mức cặn tính toán 0,3 m (quy phạm 0,3-0,5) diện tích công tác vách ngăn phân phối vào bể đặt cách đầu bể 1,5 m là: Fn  b( H L  0,3)  1, 25.(2,8  0,3)  3,125( m ) Lưu lượng nước tính toán qua ngăn bể: qn  625  167(m / h)  0.0463(m / s ) 1,25.3 Tốc độ nước chảy qua lỗ đục vách ngăn đầu bể: vl1 = 0,3 (m/s)  Diện tích cần thiết lỗ vách ngăn phân phối nước vào: f l1  q n 0,0463   0,154 (m ) v l1 0,3 Tốc độ nước chảy qua lỗ đục vách ngăn cuối bể: vl2 = 0,5 (m/s) Diện tích cần thiết lỗ ngăn thu cuối bể (đặt cách tường 1,5 m) là: f l2  q n 0,0463   0,093(m ) vl 0,5 - Lấy đường kính lỗ vách ngăn thu nước thứ d=0,06 m Diện tích lỗ fl1 = 0,00285 m2, tổng số lỗ vách ngăn phân phối thứ nhất: Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 58 Khóa luận tốt nghiệp n1 = f l1 f11  0,154  54 (lỗ) 0,00285 - Lấy đường kính lỗ vách ngăn thu nước thứ hai d2=0,05m Diện tích lỗ flỗ = 0,00196 m2  Tổng số lỗ n2 = f fl2 l2  0.093  48 (lỗ) 0,00196 Ở vách ngăn phân phối, bố trí thành hàng dọc hàng ngang, tổng số lỗ đục: 9x6 =54 lỗ Khoảng cách trục lỗ theo hàng dọc: (2,8 - 0,3):6=0,42 m Khoảng cách trục lỗ theo hàng ngang: 1,25 : 9=0,14 m - Việc xả cặn theo chu kỳ, thời gian hai lần xả cặn T=24 - Thể tích vùng chứa nén cặn bể lắng: W C  T Q(Cmax  m) (m )  tb Trong T: chu kì xả cặn, T = 24h Q: lưu lượng nước ngăn, Q = 625/3 = 208,3 (m3/h) Cmax: hàm lượng cặn lớn nước trước vào bể, Cmax =1500 (mg/l) m: hàm lượng cặn cho phép lại nước sau khỏi bể lắng, m = 10 (mg/l)  tb : nồng độ trung bình cặn nén sau 24h,  tb = 41000(g/m ) Wc  24.208,3.(1500  10)  181,68(m ) 41000 - Diện tích mặt bể lắng: Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 59 Khóa luận tốt nghiệp fbể=F/N=473,48/3=157,83 (m2) - Chiều cao trung bình vùng chứa nén cặn: HC  Wc 181,68   1,15(m) f b 157,83 - Chiều cao trung bình bể lắng: Hbể=HL+Hc = 2,8 +1,15 =3,95 ( m) Chiều cao bảo vệ bể lấy 0,4m  Chiều cao xây dựng bể: Hb = 3,95+0,4= 4,7 m - Tổng chiều dài bể lắng (như tính trên): L = 46m - Thể tích bể lắng: Wb = L.Hb.B = 46 3,95 3,76=683,19 (m3) - Lượng nước tính % xả cặn bể là: P= K p Wc Q.T 100(%) Trong đó: Kp: hệ số pha loãng xả cặn thuỷ lực, Kp = 1,5 P = 1,5.181,68 100  3,49(%) 625 24 Hệ thống xả cặn làm máng đục lỗ bên đặt theo trục ngăn Thời gian xả cặn quy định t = – 10’ Tốc độ nước chảy cuối máng không nhỏ 1m/s Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 60 Khóa luận tốt nghiệp 4.6 Bể phản ứng có vách ngăn zíc zắc ngang - Câu tạo bể: 1- Mương dẫn nước 2- Mương xả cặn 3- Cửa đưa nước vào 4- Cửa đưa nước 5- Van xả cặn 6- Vách ngăn hướng dòng Hình4.3 Cấu tạo bể phản ứng có vách ngăn zíc zắc ngang - Chiều rộng bể lắng ngang (đã tính phần 6): B = 3,76m - Chiều rộn bể phản ứng lấy chiều rộng bể lắng ngang: B= 3,76m - Số bể phản ứng lấy số bể lắng ngang = bể - Tốc độ nước chảy hành lang vách ngăn lấy v = 0,2m/s - Dung tích bể phản ứng: W b  Q.t ( m) 60.N Trong đó: Q: công suất trạm, Q = 625 m3/h t: thời gian phản ứng, t = 20’  W b - Diện tích bề mặt bể:  625.20  69,44(m ) 60.3 Fb  Wb ( m ) Hb Hb: chiều cao bể Lấy Hb = 2,5m Fb  69,44  27,77(m ) 2,5 Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 61 Khóa luận tốt nghiệp - Chiều rộng bể phản ứng: L  Fb 27,77   7,39(m ) B 3,76 - Chọn số hành lang n = hành lang - Từ công thức: L = n.b + (n-1)  Với  : chiều rộng vách ngăn (tường bê tông cốt thép) Lấy  = 0,15m - Chiều rộng hành lang: b = L  ( n  1). 7,39  (8  1).0,15   0,79(m ) n 4.7 Bể lọc nhanh trọng lực - Cấu tạo bể lọc nhanh trọng lực 1-Ống dẫn nước từ bể lắng ngang sang 2- Hệ thống thu nước phân phối nước rửa lọc 3- Ống dẫn nước lọc 4- Ống xả nước rửa lọc 5- Máng phân phốinước lọc thu nước rửa lọc 6- Ống dẫn nước rửa lọc 7- Mương thoát nước 8- Máng phân phối nước lọc 9- Ống xả nước lọc dầu 10- Van điều chỉnh tốc độ Hình 4.4 Cấu tạo bể lọc nhanh trọng lực lọc - Bể lọc tính toán với chế độ làm việc bình thường tăng cường Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 62 Khóa luận tốt nghiệp - Dùng vật liệu lọc cát thạch anh với thông số tính toán: + dmax = 1,6 (mm) + dmin = 0,7 (mm) + dtương đương =0,8 1,0 (mm) Hệ số dãn nở tương đối e = 20%, hệ số không đồng k = 2,0 Chiều dày lớp vật liệu lọc = 1,2 (m) Hệ thống phân phối nước lọc hệ thống phân phối trở lực lớn chụp lọc đầu có khe hở Tổng diện tích phân p1hối lấy 0,8% diện tích công tác bể lọc (theo quy phạm 0,8  1,0 m) 1 - Tổng diện tích bể lọc trạm xử lí 1: F = Q T vbt  3,6.W t1  at vbt Trong đó: Q = 625 m3/h = 15000m3/ngđ Công suất TXL T: Thời gian làm việc trạm ngày đêm (giờ) T = 24h vbt: Vận tốc lọc tính toán chế độ làm việc bình thường (m/h) Tra bảng với bể lọc nhanh lớp vật liệu lọc với cỡ hạt khác 1 , dtđ = 0,8  1mm,  vbt = 7m/h a: Số lần rửa bể 1ngày đêm chế độ làm việc bình thường, lấy a = lần W: Cường độ rửa lọc (l/s_m2).Tra bảng: W = (l/s_m2) t1: Thời gian rửa lọc (giờ), t1 = ' = 0,1 t2: Thời gian ngừng bể lọc để rửa, t2 = 0,35 F 15000  93,62(m ) 24.7  3,6.8.0,1  2.0,35.7 - Số bể lọc cần thiết N = 0,5 F = 0,5 93,62  (bể) Kiểm tra lại tốc độ lọc tăng cường đóng bể để rửa sửa chữa Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 63 Khóa luận tốt nghiệp vtc = vbt N 7  8,75 (m/h) N  N1 1 N1: Số bể lọc ngừng để sửa chữa, N1 = vtc = 8,75 m/h < vtccf = 8,75  10m/h - Diện tích bể lọc là: f = F/N = 93,62/8 =11 m2 Chọn kích thước bể : L x B = 3,4 x 3,4m = 11,56m2 Chiều cao toàn phần bể lọc nhanh: H = hđ + hv + hn + hp (m) Trong đó: hđ: Chiều cao lớp sỏi đỡ (m).Tra bảng hđ = 0,3 m (rửa gió nước kết hợp) hv: Chiều dày lớp vật liệu lọc hv = 1,2 m hn: Chiều cao lớp nước lớp vật liệu lọc (m): hn  m.Lấy hn=2m hP: Chiều cao phụ kể đến việc dâng nước đóng bể để rửa, hP = 0,5m  H = 0,3 + 1,2 + + 0,5 = m 4.8 Bể chứa nước - Thiết kế bể chứa nước có dung tích = 20% Qtrạm dung tích bể: Wb  20 15000  3000(m3 ) 100 - Thiết kế bể vuông, bể có dung tích 3000 (m3/ngđêm ) với chiều cao bể 5(m) - Diện tích bể là: Fb  1500  300( m ) - Vậy kích thước bể 17,4  17,4 300 (m2) - Tổng chiều cao bể là: HB = HNB + Hbv Trong Hbv chiều cao bảo vệ, lấy Hbv = 0,5m HB = + 0,5 = 5,5 (m) 4.9 Tính toán lượng clo cần dùng a Tính lượng Clo cần dùng - Lượng clo cần thiết xác định theo công thức: Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 64 Khóa luận tốt nghiệp qclo  Q.LCl 1000 (kg/h) Trong : Q: Công suất trạm, Q = 15000m3/ngđ = 625 m3/h LCl: Lượng clo cần thiết để khử trùng, LCl = LClSơ + LClKhử trùng LClSơ = 24,65 mg/l = 24,65 g/m3 LClKhử trùng: Lượng clo dùng để khử trùng nước trước dẫn nước vào bể chứa nước Lấy theo tiêu chuẩn: Với nước mặt LClKhử trùng = 3mg/l = 3g/m3 LCl = 24,65+ = 27,65g/m3 - Lượng clo khử trùng là: qclo  625.27, 65  17, 28( kg / h) 1000 - Lượng clo tiêu thụ ngđ 414,74 kg/ngđ, tháng 12,442T/tháng b Tính số Cloratơ - Cloratơ dùng để định lượng clo vào nước - Chọn loại cloratơ chân không - Lượng clo tiêu thụ ngày là: C = qClo.24 = 17,28.24 = 414,74 (kg/ngđ) - Dùng bình Clo lỏng có dung tích 500 (l), suất bốc Clo kg/h điều kiện bình thường.- Số lượng bình làm việc đồng thời là: 17, 28  4(bình) - Số bình Clorat dự trữ bình - Mỗi bình đặt lên bàn cân Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 65 Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Dựa vào việc tìm hiểu đặc điểm kinh tế xã hội, dân số, tìm hiểu nguồn nước đặc biệt chất lượng nước sông Âu, đề tài xây dựng thành công công sơ đồ dây chuyền xử lí nước mặt sông Âu làm nguồn nước cấp sinh hoạt Đề tài tính toán xác hạng mục công trình bể hòa trộn phèn, thiết bị định lượng phèn, kho dự trữ phèn, bể trộn đứng, bể lắng ngang, bể phản ứng có vách ngăn zic zắc ngang, bể lọc nhanh trọng lực, bể chứa nước Với hệ thống xử lí nước cấp sinh hoạt từ nguồn nước mặt sông Âu thiết kế đem vào hoạt động đáp ứng nhu cầu lớn người dân nước sinh hoạt Để đạt mục tiêu tới năm 2020 100% số hộ thành phố 90% số hộ nông thôn sử dụng nước sạch, hi vọng xã Khánh Thiện nói riêng địa phương khác nói chung có hệ thống xử lí nước cấp sinh hoạt sớm Tuy kết đề tài đạt mục tiêu đề ra, thu kết quan trọng, song thời gian thực đề tài chưa nhiều, số liệu mang tính lí thuyết, tính toán sai số không tránh khỏi thiếu sót nên mong nhân đóng góp ý kiến thầy cô bạn sinh viên Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 66 Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Ngọc Dung Xử lí nước cấp NXB Xây dựng, tái 2008 Trịnh Xuân Lai Tính toán, thiết kế công trình hệ thống cấp nước NXB KHKT, 1998 Trịnh Xuân Lai Đồng Minh Thu Xử lí nước cấp sinh hoạt công nghiệp, tập NXB KHKT, 1986 Nguyễn Thị Thu Thủy Xử lí nước cấp sinh hoạt công nghiệp NXB KHKT, 2003 Tài liệu giảng kỹ thuật xử lí nước cấp Lê Long Cấp nước dân dụng công nghiệp NXB Xây dựng Hà Nội 1980 Tính toán, thiết kế công trình hệ thống cấp nước NXB KHKT, 1998 Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 67 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội PHỤ ĐỀ 12401 2100 3760 3400 6 6 3400 3400 3400 3400 3400 17400 17400 3760 7 3390 17450 Nước sông Ghi chú: Kho dự trữ phèn Bể hòa phèn Bể trộn đứng Bể phản ứng có vách ngăn Bể lắng ngang Bể lọc nhanh trọng lực Bể chứa nước Mặt khu xử lý nước cấp sinh hoạt Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 68 Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ XÃ HỘI VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC TẠI XÃ KHÁNH THIỆN - YÊN KHÁNH - NINH BÌNH 1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lí 1.1.2 Khí hậu 1.1.3 Địa hình 1.1.4 Thủy văn 1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 1.2.1 Dân số 1.2.2 Hoạt động kinh tế 1.2.3 Tình hình xã hội 1.2.4 Các công trình xây dựng 1.2.5 Giao thông 10 1.2.6 Cấp điện 10 1.2.7 Hiện trạng thoát nước vệ sinh môi trường 10 1.3 Hiện trạng cấp nước 11 1.4 Nhu cầu sử dụng nước 11 1.5 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng hệ thống cấp nước 13 Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 69 Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC 16 2.1 Nguồn nước 16 2.1.1 Nguồn nước ngầm mạch nông 16 2.1.2 Nước ngầm mạch sâu 16 2.1.3 Nước mặt 16 2.2 Lựa chọn nguồn nước 16 2.3 Chất lượng nước sông Âu 18 2.4 Đề xuất công nghệ xử lí 22 2.5 Công nghệ xử lí nước 24 2.5.1 Các trình xử lí sơ 24 2.5.2 Quá trình lắng 24 2.5.3 Quá trình lọc 26 2.5.4 Quá trình keo tụ 31 2.5.5 Quá trình khử trùng 39 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CÒN THIẾU VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC 47 3.1 Xác định tiêu thiếu 47 3.2 Đánh giá chấ lượng nước nguồn 47 3.3 Xác định liều lượng hóa chất đưa vào nước 49 3.3.1 Xác định lượng Clo hoá sơ 49 3.3.2 Xác định liều lượng phèn Lp 49 3.3.3 Kiểm tra độ kiềm nước theo yêu cầu keo tụ 50 CHƯƠNG TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH TRONG DÂY CHUYỀN 51 4.1 Bể hòa trộn phèn 51 4.2 Thiết bị định lượng phèn 54 4.3 Kho dự trữ phèn 54 Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 70 Khóa luận tốt nghiệp 4.4 Bể trộn đứng 55 4.5 Bể lắng ngang 56 4.6 Bể phản ứng có vách ngăn zíc zắc ngang 61 4.7 Bể lọc nhanh trọng lực 62 4.8 Bể chứa nước 64 4.9 Tính toán lượng clo cần dùng 64 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHỤ ĐỀ…………………………………………………………………….65 Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 71 [...]... dụng nước đến năm 2020 Tiêu chuẩn nước cấp: - Tiêu chuẩn nước sinh hoạt: Thiết nghĩ về vấn đề cấp nước và vệ sinh nông thôn đến năm 2020 thì nhu cầu nước sinh hoạt bình quân đầu người là 240 lít/ người, ngày đêm - Nước dùng cho trạm y tế xã bằng 40% nước sinh hoạt - Nước dùng cho 2 trường mầm non xã bằng 40% nước sinh hoạt - Nước dùng cho các trường tiểu học và trung học của xã bằng 10% nước sinh hoạt. .. vận tốc nhỏ để tách các hạt cặn ra khỏi nước có thể cần hoặc không cần các chất keo tụ 2.5.4.6 Ứng dụng của quá trình keo tụ Keo tụ là phương pháp dùng phổ biến trong công nghệ xử lí nước cấp cũng như nước thải Trong công nghệ xử lí nước cấp đặc biệt là xử lí nước thô là nước mặt có thể kể đến hệ thống xử lí ứng dụng công nghệ như sau: - Keo tụ đơn giản với nước thô có độ đục không lớn, sau đó qua... khử trùng được hết - Nước từ bể chứa nước sạch được trạm bơm cấp 2 bơm vào mạng lưới và phân phối tới nơi tiêu dùng Đồng Hải Lý - K33A - Khoa Hóa học 22 Khóa luận tốt nghiệp Nước sông Trạm bơm cấp 1 Lưới chắn Bể keo tụ tạo bông Bể lắng Bể lọc nhanh Khử trùng bằng Clo Bể chứa nước sạch Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ xử lí nước cấp sinh hoạt từ nước sông Âu - Dẫn nước thô từ sông vào để xử lí - Tách rác, mảnh... 2 Nước cấp sinh hoạt (Qsh) Nước cho trạm y tế 3 4 5 Dân số Tiêu chuẩn nước cấp (l/ngày đêm) Nhu cầu (m3/ngày) 240 3145 40%Qsh 1259 40%Qsh 1259 10%Qsh 315 13107 Nước cho trường mầm non Nước cho trường tiểu học và trung học cơ sở 6 Nước cho khu công nghiệp tinh lọc bột sắn 3000 7 Nước cho khu công nghiệp chế biến thức ăn gia súc, gia cầm 4000 8 Nước thất thoát rò rỉ 9 10 Nước cho bản thân nhà máy Công. .. ngang để xử lí cặn trong nước là tốt nhất và phù hợp công suất của nhà máy Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật, được sử dụng trong các trạm xử lí có công suất lớn hơn 3.000 m3 /ngày đêm đối với trạm xử lí dùng phèn và sử dụng với công suất bất kì cho những trạm xử lí không dùng phèn Căn cứ vào biện pháp thu nước lắng người chia thành 2 loại bể: Bể lắng ngang thu nước ở cuối và bể lắng ngang thu nước trên... trong năm - Sông luôn có dòng chảy nên nước luôn được làm sạch Vì vậy khi chưa có tài liệu cụ thể về nước ngầm của xã, tôi lựa chọn sông Âu là nguồn cung cấp nước chính Tuy nhiên, khi chọn nước sông làm nguồn cung cấp cho hệ thổng cấp nước sạch cần có các biện pháp bảo vệ nguồn nước, trong vùng bảo vệ vệ sinh phải cấm dân cư sống hai bên bờ, thải trực tiếp nước sinh hoạt xuống sông, cấm giặt, chăn thả... lớn đảm bảo đủ nước cho cả mùa khô Ngoài ra trong xã còn có cả các hồ ao, kênh mương thủy lợi, nhưng có trữ lượng nước không ổn định nhất là trong mùa khô hạn Chất lượng nước sông Âu có các tiêu chí hóa lí, vi sinh đảm bảo tiêu chuẩn chung làm nguồn cấp nước để xử lí phục vụ sinh hoạt 2.2 Lựa chọn nguồn nước Sau khi khảo sát lấy mẫu phân tích của nguồn nước mặt và tài liệu sơ bộ về nước ngầm trong... rỉ 9 10 Nước cho bản thân nhà máy Công suất nhà máy 11 Tính tròn công suất 7% (2+3+4+5+6+7) 8% (2+3+4+5+6+7) 908 1038 14924 15000 1.5 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng hệ thống cấp nước Nước sạch cho nhu cầu ăn uống, sinh hoạt sản xuất của nhân dân dần trở thành một nhu cầu tối thiểu không thể thiếu của mọi khu tập trung dân cư Vì vậy việc xây dựng hệ thống cấp nước cho xã Khánh Thiện là một việc tất... cơ bản về mặt lí hay hóa học của nguồn nước như pH, độ kiềm, độ oxi hóa, hàm lượng Mn, Cu, Pd… đều nằm trong giới hạn cho phép dùng làm nguồn nước sử dụng vào mục đích cấp nước cho ăn uống và sinh hoạt theo tiêu chuẩn quốc gia Tuy nhiên mẫu nước có độ đục và hàm lượng Fe, Mn hơi cao so với TCVN, hàm lượng NO3-, Colifom khá cao cần xử lí trước khi đưa vào dùng làm nước sinh hoạt Đặc biệt nước không... tiêu: Không có 1.3 Hiện trạng cấp nước - Nguồn nước sử dụng: Dân cư trong xã sử dụng 4 nguồn nước chủ yếu trong ăn uống và sinh hoạt: Nước giếng đào, nước mưa, nước mặt, giếng khoan đường kính nhỏ - Hiện trạng sử dụng: + Nước mưa: Dùng ăn uống, 95% số hộ có bể chứa Số hộ có bể chứa dự trữ đủ cho mùa khô chiếm 34% (bể > 5m3) + Nước giếng đào: Số hộ có giếng đào chiếm 58%, Mực nước tĩnh mùa khô 0,5 - 1m, ... cấp sinh hoạt từ nguồn nước mặt với công suất 15000 m3/ ngày đêm, với nguồn nước mặt nước sông Âu Mục đích nghiên cứu Thiết kế hạng mục xử lí nước cấp sinh hoạt từ nguồn nước mặt nước sông Âu... điều thiết yếu Do thấy cần thiết phải có hệ thống xứ lí nước cấp sinh hoạt cho địa phương Với lí mà lựa chọn đề tài làm khóa luận tốt nghiệp là: Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước cấp sinh hoạt. .. chuẩn chất lượng nước mặt, ta thấy nguồn nước dùng làm nguồn cấp nước cho trạm xử lý nước cấp cho ăn uống sinh hoạt - So sánh tiêu với tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ăn uống sinh hoạt, ta thấy