TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG NGÔ PHƯỚC SANG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC XÃ MỸ ĐỨC, CHÂU PHÚ, AN GIANG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP An Giang, 05/2011 TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG NGÔ PHƯỚC SANG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC XÃ MỸ ĐỨC, CHÂU PHÚ, AN GIANG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths TRẦN MINH TÂM GVPB: Ths NGUYỄN THANH HÙNG Ths NGUYỄN TRẦN THIỆN KHÁNH An Giang, 05/2011 Qua bốn năm học đại học qua bốn tháng nghiên cứu làm khóa luận tốt nghiệp em dạy tận tình thầy cô Những kiến thức mà em nhận qua truyền đạt thầy cô vô quý báu em Đây lần có hội tiếp cận công việc nghiên cứu khoa học với khoảng thời gian ngắn nên gặp không khó khăn, động viên giúp đỡ nhiệt tình quý thầy cô, gia đình bạn bè giúp em có thêm nghị lực để tiếp tục nghiên cứu hoàn thành khóa luận Bằng tất lòng em xin bày tỏ lòng biết ơn đến tất thầy cô Bộ môn Môi trường phát triển bền vững khoa Kỹ thuật - Công nghệ - Môi trường giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt khóa luận em Em xin chân thành cảm ơn anh Diễn Trạm cấp nước Khánh Hòa 1, anh Trí Trạm cấp nước Mỹ Đức hết lòng giúp đỡ cung cấp thông tin, tài liệu cho em suốt trình làm khóa luận Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Minh Tâm hết lòng hướng dẫn, quan tâm dạy em suốt trình thực khóa luận tốt nghiệp Xin cảm ơn bạn lớp DH8MT đóng góp ý kiến, động viên nhiệt tình giúp đỡ Nhân đây, xin gửi lời cảm ơn, lời tri ân đến cha mẹ sinh thành, nuôi dưỡng tạo điều kiện có ngày hôm Trong trình thực không tránh khỏi sai sót, em cảm ơn nhận xét, đóng góp ý kiến quý Thầy, Cô để đề tài em hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn !!! TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG Z@Y NGÔ PHƯỚC SANG ĐỀ TÀI: Tính toán thiết kế xây dựng hệ thống cấp nước xã Mỹ Đức, Châu Phú, An Giang Z@Y Ý KIẾN CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Long Xuyên, ngày… tháng… năm 2011 Giảng viên hướng dẫn Ths TRẦN MINH TÂM TÓM TẮT NỘI DUNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chương 1: Giới thiệu, nêu lên tính cấp thiết đề tài Chương 2: Lược khảo tài liệu, giới thiệu thành phần chất lượng nước mặt, sơ lược phương pháp xử lý nước cấp, nêu lên khái niệm thành phần hệ thống cấp nước mạng lưới cấp nước Chương 3: Phương tiện phương pháp nghiên cứu, nêu lên đối tượng nghiên cứu, thời gian nghiên cứu, mục tiêu nghiên cứu, nội dung nghiên cứu, phương tiện vật liệu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu Chương 4: Kết thảo luận, nêu lên kết đạt trình nghiên cứu, tính toán nhu cầu sử dụng nước xã Mỹ Đức, tính toán hạng mục công trình Chương chương cuối cùng: Kết luận kiến nghị DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1: Dây chuyền xử lý nước nước nguồn có hàm lượng cặn ≤ 2500mg/l Hình 2.2: Dây chuyền xử lý nước nước nguồn có hàm lượng cặn > 2500 mg/l Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống cấp nước 10 Hình 4.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước 25 DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1: Thành phần chất gây nhiễm bẩn nước mặt Bảng 4.1: Chất lượng nước đầu 22 Bảng 4.2: Hệ số kể đến số dân khu dân cư 24 Bảng 4.3: Lượng phèn dùng để xử lý nước đục 29 Bảng 4.4: Nồng độ cặn sau lắng 37 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 THÀNH PHẦN VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC 2.3 HỆ THỐNG CẤP NƯỚC 10 2.3.1 Khái niệm 10 2.3.2 Các thành phần hệ thống cấp nước chức công trình 10 2.3.3 Các loại nhu cầu dùng nước 11 2.4 MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 12 2.4.1 Khái niệm 12 2.4.2 Các yêu cầu mạng lưới cấp nước 12 2.4.3 Nội dung thiết kế mạng lưới cấp nước 12 2.4.4 Các tài liệu cần thiết để thiết kế mạng lưới cấp nước 13 2.4.5 Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước 13 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 3.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 14 3.2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 14 3.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 14 3.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 14 3.5 PHƯƠNG TIỆN VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 14 3.6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 15 4.1 TỔNG QUAN XÃ MỸ ĐỨC 15 4.1.1 Điều kiện tự nhiên 15 4.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 18 4.1.3 Hiện trạng sở hạ tầng 19 4.2 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC NGUỒN 22 4.3 CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĐẦU RA 22 4.4 NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC CỦA XÃ MỸ ĐỨC 23 4.4.1 Lưu lượng nước cho nhu cầu sinh hoạt, ăn uống 23 4.4.2 Lưu lượng nước cung cấp cho tưới cây, tưới đường 24 4.4.3 Lưu lượng nước cung cấp cho dịch vụ công nghiệp 24 4.5 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 25 4.6 TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH 26 4.6.1 Công trình thu 26 4.6.2 Các công trình chuẩn bị dung dịch phèn 28 4.6.3 Thiết bị pha chế vôi 31 4.6.4 Bể trộn khí 32 4.6.5 Bể tạo 33 4.6.6 Bể lắng đứng 34 4.6.7 Bể lọc nhanh 37 4.6.8 Khử trùng nước 40 4.6.9 Bể chứa nước 41 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 5.1 KẾT LUẬN 44 5.2 KIẾN NGHỊ 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang CHƯƠNG GIỚI THIỆU Cũng không khí ánh sáng, nước đóng vai trò quan trọng cho người, động vật cối, nước sống Trái Đất tồn Ngày nước thừa nhận nguồn tài nguyên chiến lược quốc gia nguồn tài nguyên chủ chốt toàn giới Đối với trồng, nước có vai trò điều tiết chế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng khí đất Đó nhân tố quan trọng cho phát triển thực vật Trong hoạt động công nghiệp, nước cấp dùng cho trình làm lạnh, sản suất thực phẩm đồ hộp, nước giải khát, rượu bia… Hầu hết ngành công nghiệp sử dụng nước cấp nguồn nguyên liệu không thay Đặc biệt sinh hoạt, nước cấp dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, hoạt động giải trí người, hoạt động công cộng cứu hỏa, phun nước tưới cây, rửa đường… An Giang tỉnh đầu nguồn Đồng sông Cửu Long, với dân số 2,21 triệu dân, có 71,75% dân số sống nông thôn (Cục Thống kê An Giang, 2006) Mặc dù tỉnh đầu nguồn An Giang có nhiều dấu hiệu đối mặt với khan nguồn nước nghiêm trọng Điển hình xã Mỹ Đức huyện Châu Phú, có trạm cấp nước với công suất 200 m3/ngày.đêm, số dân xã khoảng gần 22000 dân (theo thống kê Ủy Ban Nhân Dân xã Mỹ Đức, năm 2010), thường xuyên xảy tình trạng thiếu nước Cấp nước đầy đủ vô quan trọng để bảo đảm sức khỏe cộng đồng phát triển kinh tế cho xã hội Xây dựng thêm trạm cấp nước cho vùng nông thôn, xem biện pháp hữu hiệu để đưa nước nông thôn, bên cạnh Ủy Ban Nhân Dân tỉnh An Giang ban hành sách khuyến khích ưu đãi việc đầu tư xây dựng hệ thống cấp nước nông thôn địa bàn tỉnh Chính đề tài “Tính toán thiết kế xây dựng hệ thống cấp nước xã Mỹ Đức, Châu Phú, An Giang” thực để đóng góp phần vào việc cải thiện lại hệ thống cấp nước khắc phục tình trạng thiếu nước địa phương GVHD: Th.s Trần Minh Tâm Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang 4.6.3 Thiết bị pha chế vôi Vôi dùng để kiềm hóa nước, làm mềm nước ổn định nước Cho vôi vào nước sạng sữa hay vôi bão hòa Trước tiên vôi sống phảo đem Bể vôi thường có dung tích đủ 30 - 40 ngày tiêu thụ nhà máy chia làm nhiều ngăn để tiện lau rữa Có thể dùng xẻng gào để xúc vôi sang bể trộn Công thức xác định liều lượng chất kiềm hóa pp ⎞ 100 ⎜ e − K t + 1⎟⎟ c ⎠ ⎝ pk = e1 ⎛⎜ Trong đó: pk: Hàm lượng chất kiềm hóa (mg/l) pp: Hàm lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ (mg/l), tính pp=45mg/l e1, e2: Trọng lượng đương lượng chất kiềm hóa phèn (mg/mgđl) (Trong trường hợp sử dụng chất kiềm hóa CaO nên e1=28; chất keo tụ Al2(SO4)3 e2=57) Kt: Độ kiềm nhỏ nước nguồn (Kt = 1,2 mgđl/l) l: Độ kiềm dự phòng nước (l = mgđl/l) c: Tỉ lệ chất kiềm hóa nguyên chất có sản phẩm sử dụng (%) (Trường hợp c = 80%) ⎛ 45 ⎞ 100 − 1,2 + 1⎟ = 20,63mg / l ⎝ 57 ⎠ 80 pk = 28⎜ Dung tích bể pha vôi sữa xác định theo công thức: Wv = Q.n pk 10000.bv γ Trong đó: Q: lưu lượng nước tính toán, Q = 85 m3/h n: số hai lần pha vôi, n = 12h (TCXD 33 – 1985) pk: liều lượng vôi cho vào nước, pk = 20,63 mg/l GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 31 Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang bv: nồng độ vôi sữa (5%) γ : Khối lượng riêng vôi sữa (1 tấn/m3) Vậy Wv = 85.12.20,63 = 0,42m 10000.5.1 Chọn kích thước bể là: x x 0,5m 4.6.4 Bể trộn khí So với lượng nước cần xử lý, lượng hóa chất thường sử dụng chiếm lượng nhỏ Mặt khác phản ứng chúng lại xảy nhanh sau tiếp xúc với nước Vì cần phải phối trộn để phân phối nhanh hóa chất sau cho chúng vào nước nhằm đạt hiệu xử lý cao Chọn bể trộn, với Q = 2044 m3/ngày đêm = 0,024 m3/s, nhiệt độ t = 300C Chọn gradient vận tốc G = 800 s-1 Thời gian khuấy HRT = 40 s Chiều sâu lớp nước H = D Thể tích trộn: V = HRT*Q = 40.0,024 = 0,96 m3 Mà V = H π D2/4 = 0,96 => D π D2/4 = 0,96 Nên H = D = 1,07 m Chọn chiều cao bảo vệ hbv= 0,3 m Vậy chiều cao bể Hbể = 1,07 + 0,3 = 1,37 m Chọn kích thước bể là: 0,7 x 1,07 x 1,37m Năng lượng khấy: P = μ V.G2 = 0,8.10-3.0,96.8002 = 491,52 W Với μ : độ nhớt động lực nước, 300C , μ = 0,8.10-3N.s/m2 Công suất động GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 32 Khóa luận tốt nghiệp N= P η = Ngô Phước Sang 491,52 = 614,4W 80% Với η: hiệu suất bơm lấy 80% 4.6.5 Bể tạo Trong trình xử lý nước chất keo tụ, sau phèn trộn với nước kết thúc giai đoạn thủy phân bắt đầu giai đoạn hình thành cặn Cần xây dựng bể phản ứng với mục đích đáp ứng yêu cầu kết dính để tạo cặn Nguyên lý làm việc bể tạo trình tạo kết tủa diễn nhờ xáo trộn dòng nước bể biện pháp khí Bộ phận bể cánh khuấy, cánh khuấy thường có dạng thẳng, đặt đối xứng qua trục quay Kích thước cánh tính với tỉ lệ tổng diện tích cánh với mặt cắt ngang bể 15 - 20% Các cánh khuấy lắp vào trục quay tạo thành guồng khuấy Mỗi ngăn đặt guồng khuấy Tốc độ quay guồng khuấy từ – vòng/phút Lấy tốc độ lớn cho ngăn đầu giảm dần cho ngăn sau Nhờ điều chỉnh tốc độ khuấy trộn tạo điều kiện thuận lợi cho cặn tạo thành ngày lớn Dung tích bể tính theo công thức: V = Q.t = 85.0,5 = 42,5 m3 Trong đó: Q: Lưu lượng cần xử lý Q = 2044 m3/ngày đêm, Q = 85 m3/h t: Thời gian lưu nước bể, chọn t = 30 phút = 0,5 h (quy phạm từ 10 – 30 phút) Chia bể làm ngăn nhau, chọn kích thước chiều rộng chiều cao ngăn là: h = b = m Tiết diện ngang ngăn: f = h.b = 3.3 = m2 Dung tích ngăn: Vn = 42,5/3 = 14,17m3 Chiều dài ngăn: L = Vn/f = 14,17/9 = 1,57 m GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 33 Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang Chọn kích thước ngăn là: 1,6 x x 3m 4.6.6 Bể lắng đứng Bể lắng đứng sử dụng cho trạm xử lý có công suất nhỏ (đến 3000 m3/ngày đêm) Trong bể lắng đứng phải có vùng lắng, vùng chứa áp cặn, đồng thời phải có ngăn phản ứng kiểu xoáy đặt bể Nước di vào ngăn phản ứng qua ống phun theo hướng tiếp tuyến Ở phần ngăn phản ứng có khung chắn kích thước 0,5 x 0,5m, cao 0,8m để loại bỏ chuyển động xoáy nước * Tính toán: Tổn thất áp lực ống phun: h = 0,06vtt2 = 0,06.22 = 0,24m Trong đó: h: Tổn thất áp lực ống phun (m) vtt: Tốc độ nước phun đầu miệng phun lấy – 3m/s Chọn vtt = 2m/s Diện tích tiết diện ngang vùng lắng xác định theo công thức: F =β Q 3,6vtt N Trong đó: Q: Lưu lượng xử lý, Q = 85 m3/h vtt: Tốc độ lắng cặn tính toán không lớn u0 = 0,45 ÷ 0,5 mm/s, vtt = 0,5 mm/s N: Số bể lắng đứng Chọn N = β : Hệ số kể đến việc sử dụng dung tích bể lấy giới hạn từ 1,3 – 1,5 Chọn β = 1,5 F = 1,5 85 = 11,81m 3,6.0,5.6 Diện tích ngăn phản ứng xoáy: GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 34 Khóa luận tốt nghiệp f = Ngô Phước Sang Q.t 85.15 = = 0,98m 60 H N 60.3,6.6 Trong đó: t: Thời gian nước lưu lại ngăn phản ứng (15 – 20 phút) Chọn t = 15 phút H: Chiều cao ngăn phản ứng lấy 0,9 chiều cao vùng lắng Chiều cao vùng lắng lấy từ 2,6 – 5m Chọn chiều cao vùng lắng 4m Suy H = 3,6m Đường kính bể xác định theo công thức: ( F + f ).4 D= π = (11,81 + 0,98).4 = 4,04m 3,14 Kiểm tra tỷ số: D 4,04 = = 1,12 < 1,5 H 3,6 => đạt yêu cầu theo TCXD 33 – 1985 Thời gian hai lần xả cặn xác định theo công thức sau: T= Wc N δ (h) Q(Cmax − C ) Trong đó: N = 4: Số bể lắng đứng δ: Nồng độ trung bình cặn nén chặt Chọn δ = 28000 g/m3 C: Hàm lượng cặn lại nước sau lắng 10 ÷ 12 mg/l Cmax: Hàm lượng cặn nước đưa vào bể lắng (kể cử cặn tự nhiên lượng hóa chất cho vào nước) Wc: Dung tích phần chứa nén cặn bể (m3) tính theo công thức sau: Wc = π ⋅ hn ⎛ D + d + D ⋅ d ⎞ ⎜ ⎝ ⎟ (m ) ⎠ Trong đó: D: đường kính ngang bể lắng (m) GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 35 Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang d: đường kính phần đáy nón chóp (m) lấy đường kính ống xả cặn hn: chiều cao phần hình nón chứa nén cặn (m), xác định theo công thức: hn = D−d (m), chọn α = 500; d = 200 mm = 0,2 m 2tg (90 − α ) α : góc nghiêng phần nón so với mặt phẳng nằm ngang (α = 500 ÷ 550) hn = 2, − 0, = 1,3m 2tg (900 − 500 ) Vậy: Wc = π ⋅1,3 ⎛ 2, 42 + 0, 22 + 2, ⋅ 0, ⎞ ⎜ ⎝ ⎟ = 2,13 m ⎠ Ta có: Q = 85 m3/h ; N = bể ; chọn C = 12 mg/l Cmax = Cn + KP + 0,25M + V (mg/l) Trong đó: Cn: Hàm lượng cặn nước nguồn (mg/l) Cn = 200 mg/l P: Liều lượng phèn tính theo sản phẩm không ngậm nước P = 45 mg/l K: Hệ số phụ thuộc vào độ tinh khiết phèn sử dụng K = 0,8 M: Độ màu nước nguồn M = 70 Pt-Co V: Liều lượng vôi kiềm hóa nước (mg/l) V = 20,63 mg/l Vậy: Cmax = 200 + 45.0,8 + 0,25.70 + 20,63 = 274,13 (mg/l) GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 36 Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang Như vậy: T= 2,13.4.28000 = 10,71h 85(274,13 − 12) Lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng tính phần trăm lượng nước xử lí, xác định sau: P= k p Wc N Q.T 100% = 1,15.2,13.4 100% = 1,08% 85.10,71 Bảng 4.4: Nồng độ cặn sau lắng Hàm lượng cặn có nước nguồn mg/l Nộng độ trung bình cặn nén tính g/m3 sau khoảng thời gian 6h 8h 12h 24h 6000 6500 7500 8.000 8000 8500 9300 10.000 24.000 25.000 27.000 30.000 27.000 29.000 31.000 35.000 34.000 36.000 38.000 41.000 - - - 150.000 1.Khi xử lý có phèn - Đến 50 - Trên 50 -100 - Trên 100 - 400 - Trên 400 - 1000 - Trên 1000 - 2500 Khi xử lý không dùng phèn Nguồn: sách Xử Lí Nước Cấp - TS Nguyễn Ngọc Dung - NXBXD 4.6.7 Bể lọc nhanh * Cấu tạo nguyên lý làm việc: Lớp phía lớp than antraxit nghiền nhỏ, có đường kính tương đương dtđ = 1mm, hệ số không đồng k = 2, chiều dày lớp cát lọc l1 = 400 mm GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 37 Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang Lớp phía cát thạch anh, có đường kính tương đương dtđ = 0,7mm, k = 2, l2 = 700mm Khi lọc nước 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 đưa bể chứa nước * Khi rửa: Nước rửa bơm cung cấp, qua hệ thống phân phối nước rửa lọc, qua lớp sỏi đỡ lớp vật liệu lọc kéo theo cặn bẩn tràn vào máng thu nước rửa chảy cuối bể xả theo mương thoát nước Quá trình rửa lọc tiến hành đến hết đục ngưng Sau rửa nước đưa vào bể đến mực nước thiết kế, cho bể làm việc cát rửa chưa xếp lại, độ rổng lớn nên chất lượng nước sau rửa chưa đảm bảo, phải xả nước lọc đầu không đưa vào bể chứa… Thời gian xã lọc qui định 10 phút * Tính toán: Tổng diện tích bể lọc xác định theo công thức: F= Q (m2) T vbt − 3, 6wt1 − a.t2 vbt Trong đó: Q: Công suất trạm xử lý, Q = 2044 m3/ngày.đêm T: Thời gian làm việc trạm ngày đêm T = 24h vbt: Tốc độ lọc tính toán chế độ làm việc bình thường (m/h), bể lọc nhanh có hai lớp vật liệu lọc, chọn vbt = m/h a: Số lần rửa mổi bể ngày đêm chế độ làm việc bình thường Chọn a = 2, điều kiện rửa lọc hoàn toàn tự động w: Cường độ nước rửa lọc (l/sm2) Với bể lọc nhanh hai lớp vật liệu lọc 1,5 – 16 l/sm2 Chọn w = 15 l/sm2 t1: Thời gian rửa lọc (h), chọn phút (tức 7/24 h) t2: Thời gian ngừng bể lọc để rửa (h), t2 = 0,35 h Vậy ta tính tổng diện tích bể lọc nhanh trạm xử lý là: GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 38 Khóa luận tốt nghiệp F= Ngô Phước Sang 2044 = 11,98m 24.8 − 3,6.15 − 2.0,35.8 24 Số bể lọc cần thiết xét theo công thức: N = 0,5 F = 0,5 11,98 = 1,73 bể Chọn N = bể Diện tích bể lọc là: Fbể = 11,98/2 = 5,99 m2 Chiều cao toàn phần bể lọc nhanh xác định theo công thức: H = hd + hv + hn + hp Trong đó: hp: chiều cao lớp bảo vệ bể lọc (0,3 – 0,5), lấy hp = 0,5 m hd: chiều cao lớp sỏi đỡ, lấy hd = 0,7 m hn: chiều cao lớp nước lớp vật liệu lọc, lấy hn = m hv: chiều dày lớp vật liệu lọc gồm than antraxit thạch anh, hv = l1 + l2 = 400 + 700 = 1100 mm = 1,1 m => H = hd + hv + hn + hp = 0,7 + 1,1 + + 0,5 = 5,3 m Vậy thể tích bể lọc nhanh là: V = Fbể.H = 5,99.5,3 = 31,747 m3 Chọn kích thước bể là: 2,45 x 2,45 x 5,3 Tính đường ống từ bể lắng sang bể lọc nhanh Đường kính ống dẫn nước từ bể lắng sang bể lọc nhanh tính theo công thức: D= 4Q π v Với Q = 85 m3/h GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 39 Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang Thay giá vào công thức ta được: D= 4.85 = 0,03m 3,14.1.3600 Vậy chọn ống dẫn nước từ bể lắng sang máng phân phối nước bể lọc có đường kính D = 30 mm 4.6.8 Khử trùng nước Khử trùng nước khâu bắt buộc cuối trình xử lý nước ăn uống sinh hoạt Trong nước thiên nhiên có nhiều vi sinh vật vi trùng gây bệnh tả, lỵ, thương hàn… Sau trình xử lý học, cho nước qua bể lọc, phần lớn vi trùng bị giữ lại Song để tiêu diệt hoàn toàn vi trùng gây bệnh, cần phải khử trùng nước Trong hệ thống dùng clo lỏng để khử trùng, sở phương pháp dùng chất oxi hóa mạnh để oxi hóa men tế bào vi sinh vật tiêu diệt chúng Ưu điểm phương pháp vận hành đơn giản, rẻ tiền đạt hiệu suất cao Clo chất oxi hóa mạnh, dạng nào, đơn chất hay hợp chất, tác dụng với nước tạo thành phân tử HOCl có tác dụng khử trùng mạnh Quá trình khử trùng xảy giai đoạn, chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh, sau phản ứng với men bên tế bào phá hoại trình trao đổi chất dẫn đến diệt vong tế bào Tốc độ trình khử trùng nhanh nồng độ chất khử trùng tăng nhiệt độ nước tăng, đồng thời phụ thuộc vào dạng không phân ly chất khử trùng, trình khuếch tán qua vỏ tế bào xảy nhanh trình phân ly Tốc độ khử trùng giảm nhiều nước có chất hữu cơ, cặn lơ lửng chất khử khác Phản ứng thủy phân Clo nước xảy sau: Cl2 + H2O → HCl + HOCl Axit hypoclorit HOCl yếu, không bền dễ dàng phân ly thành HCl oxi nguyên tử: HOCl → HCl + O GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 40 Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang Hoặc phân ly thành H+ OCLHOCl → H+ + OClCả HOCl, OCl-, O chất oxi hóa mạnh có khả tiêu diệt vi trùng Thời gian tiếp xúc không nhỏ 30 phút, Clo dung dịch bơm vào đường ống dẫn nước vào bể chứa nước Liều lượng Clo hoạt tính cần thiết sử dụng tính theo công thức: C= Q.a 1000 Trong đó: Q: Lưu lượng nước nguồn xử lý Q = 85 m3/h a: Liều lượng Clo hoạt tính (lấy theo tiêu chuẩn 6.164 TCXD 33 – 1985) Chọn a = mg/l = g/m3 Vậy lượng Clo cần thiết dùng để khử trùng là: C= 85.3 = 0,255kg / h 1000 Liều lượng Clo cần thiết sử dụng ngày là: 0,255*24 = 6,12 kg 4.6.9 Bể chứa nước Nước lọc sau cho hóa chất (Clo) để khử trùng đưa vào bể chứa nước Bể chứa nước có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nước trạm bơm cấp I trạm bơm cấp II Nó có nhiệm vụ dự trữ lượng nước chữa cháy, nước xả cặn bể lắng, nước rửa bể lọc nước dùng cho nhu cầu khác nhà máy nước Tại bể chứa, ta thực trình tiếp xúc nước cấp với dung dịch Clo để loại bỏ vi trùng lại trước cấp nước vào mạng lưới cấp nước * Các yêu cầu cấu tạo trang thiết bị cho bể chứa: Yêu cầu mặt kết cấu phải vững chắc, chịu tác dụng tải trọng đất nước, tuyệt đối không rò rỉ để chống thất thoát nước đặc biệt chống ô nhiễm cho nước bể Hiện nay, với công nghệ xây dựng mới, bể GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 41 Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang chứa bêtông cốt thép đổ toàn khối theo yêu cầu không trát Ngoài phải có biện pháp chống thấm từ bên vào bể lớp vải công nghiệp, quét nhựa đường, giấy dầu, bên chèn đất sét Cần phải có biện pháp tuân thủ yêu cầu cấu tạo thi công đường ống qua thành bể để đảm bảo không rò rỉ Bể chứa nước phải có độ dốc đáy phía hố thu nơi đặt ống hút máy bơm để thuận tiện cho việc rửa bể Hố thu nơi đặt ống hút phải có kích thước đảm bảo việc hút nước máy bơm để tận dụng tối đa dung tích bể chứa * Trang thiết bị bể chứa gồm phận sau: • Ống dẫn nước vào bể: đường ống dẫn nước lọc sau cho hóa chất để khử trùng đưa vào bể chứa nước Trên đường ống dẫn nước vào bể bố trí van đóng mở, làm hố van chung cho ngăn bể Ống dẫn nước vào bể có côn mở rộng hướng lên mặt nước cao độ mực nước thiết kế bể • Ống hút: ống hút máy bơm đặt hố thu Cần phải có kết cấu đỡ van hút để đảm bảo tính ổn định cho hệ thống ống hút • Ống tràn: đặt cao mực nước thiết kế bể từ đến 10cm • Ống xả cặn, rửa bể: bố trí ống xả cặn mạng lưới thoát nước trường hợp cao độ đáy bể chứa nước cao cao độ đường ống thoát nước bên khu vực Khi không bố trí ống xả cặn phải cấu tạo hố thu có trang bị bơm thoát nước loại xách tay để tháo rửa định kỳ • Ống thông hơi: làm nhiệm vụ thông hơi, khí Clo cho bể • Lớp đất phủ: để chống đẩy ổn định nhiệt độ nước bể, lớp phủ với chiều dày 0,5 m Bể chứa nước chia thành nhiều ngăn tạo thành dòng chảy lưu thông bể, tránh vùng nước chết bể, đồng thời phải đảm bảo đủ thời gian tiếp xúc nước chất khử trùng Thời gian tiếp xúc dung dịch Clo với nước lấy 30 phút GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 42 Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang Vậy thể tích tối thiểu bể chứa là: Wtối thiểu = Q.t = 85.0,5 = 42,5 m3 Xác định dung tích bể chứa: Bể chứa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng trạm bơm cấp I trạm bơm cấp II, đồng thời làm nhiệm vụ dự trữ nước phục vụ chữa cháy cho khu dân cư Vì dung tích bể chứa xác định sau: W = Wđh + W3hcc Trong đó: Wđh: Dung tích phần điều hòa bể chứa, dựa vào phương pháp lập bảng ta ước lượng dung tích sau: Wđh =15%.Qngày đêm = 15%.2044 = 307 m3 W3hcc: Nước cần cho việc chữa cháy Chọn kiểu nhà hỗn hợp tầng không phụ thuộc bậc chịu lửa: W3hcc = 10 lit/s*3600 s/h*3h/đám cháy = 108000 lit = 108 m3 Vậy: W = Wđh + W3hcc = 307 + 108 = 415 m3 Chọn chiều cao toàn phần bể 5m, chiều cao an toàn 0,3m Tổng diện tích bể là: ∑S = 415/5 = 83 m2 Chia bể làm ngăn, thể tích ngăn: 415/5 = 83 m3 Chọn kích thước ngăn là: 4,1 x 4,1 x 5m GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 43 Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Sau tháng làm khóa luận, em hoàn thành công việc: Sưu tầm số liệu thành phần tính chất nước nguồn Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp theo phương pháp học kết hợp với phương pháp hóa học Tính toán sơ tất công trình xử lý sơ đồ công nghệ xử lý 5.2 KIẾN NGHỊ Hệ thống xử lý thiết kế vẽ, vấn đề thi công cần phải quản lý chặt chẽ Xây dựng trạm cấp nước sớm tốt để cung cấp đủ nước cho người dân Thường xuyên kiểm tra công tác vận hành bảo trì hệ thống xử lý nước Về mặt quy trình công nghệ đề xuất thực quy trình phổ biến, không phức tạp mặt kỹ thuật Quy trình hoàn toàn đảm bảo việc xử lý nước đạt tiêu chuẩn cấp nước Đào tạo bồi dưỡng tay nghề trình độ chuyên môn cho cán nhân viên làm việc trạm xử lý Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường cho toàn cán GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 44 Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Trọng Miên, Vũ Đình Dịu 2005 Giáo trình cấp thoát nước Hà Nội NXB xây dựng Lâm Minh Triết 2006 Kỹ Thuật Môi Trường TP.Hồ Chí Minh NXB Đại Học Quốc Gia Lê Dung 2003 Công trình thu nước – Trạm bơm cấp thoát nước Hà Nội NXB Xây Dựng Nguyễn Duy Thiện 2000 Các công trình cung cấp nước cho thị trấn cộng đồng dân cư nhỏ Hà Nội NXB Xây Dựng Nguyễn Hữu Phú 2000 Cơ sở lý thuyết công nghệ xử lý nước tự nhiên Hà Nội NXB Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Lan Phương 2003 Giáo trình xử lý nước cấp Đà Nẵng NXB Đại Học Bách Khoa Nguyễn Ngọc Dung 2003 Cấp nước đô thị Hà Nội NXB xây dựng Nguyễn Ngọc Dung 2003 Xử lý nước cấp Hà Nội NXB xây dựng Nguyễn Phước Dân 2006 Giáo trình nước cấp TP Hồ Chí Minh Khoa môi trường Đại Học Bách Khoa Nguyễn Thu Hồng 2001 Hướng dẫn thực đồ án cấp nước Hà Nội NXB Đại học Xây Dựng Nguyễn Văn Tính 2001 Cấp nước tập 1, mạng lưới cấp nước Hà Nội NXB Khoa học Kỹ thuật TCXD 33 – 1985 Cấp nước – Mạng lưới bên công trình – Tiêu chuẩn thiết kế Trịnh Xuân Lai 2003 Tính toán thiết kế công trình hệ thống cấp nước Hà Nội NXB Khoa học Kỹ thuật Trung tâm đào tạo ngành nước môi trường 1999 Sổ tay xử lý nước tập Hà Nội NXB Xây Dựng GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 45 [...]... 13 Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đề tài tập trung chủ yếu vào việc tính toán thiết kế hệ thống cấp nước cho xã Mỹ Đức, huyện Châu Phú, tỉnh An Giang 3.2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU Chuyên đề được thực hiện từ 12/2010 đến 04/2011 3.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Tính toán và thiết kế hoàn chỉnh hệ thống cấp nước với công trình quy mô tương... lượng tính toán cho từng đoạn ống Tính toán thủy lực mạng lưới - Tính toán thiết kế các công trình trên mạng lưới cấp nước - Bố trí đường ống cấp nước trên mặt cắt đường phố Thiết lập mặt cắt dọc của tuyến ống thiết kế GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 12 Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang 2.4.4 Các tài liệu cần thiết để thiết kế mạng lưới cấp nước - Bản đồ địa hình khu vực: bao gồm vị trí địa bàn cung cấp, ... nước trong phạm vi thiết kế 2.4.2 Các yêu cầu của mạng lưới cấp nước - Mạng lưới cấp nước phải đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng tới mọi đối tượng dùng nước dưới áp lực yêu cầu và chất lượng tốt - Mạng lưới cấp nước phải đảm bảo cung cấp nước thường xuyên, liên tục, chắc chắn tới mọi đối tượng dùng nước trong phạm vi thiết kế - Mạng lưới cấp nước phải thiết kế sao cho chi phí xây dựng và quản lý mạng lưới... chứa nước sạch Bể lọc nhanh Mạng lưới phân phối Hình 2.2: Dây chuyền xử lý nước khi nước nguồn có hàm lượng cặn > 2500 mg/l (Nguồn: sách Xử lý nước cấp, Nguyễn Ngọc Dung, 1999) GVHD: Th.s Trần Minh Tâm 9 Khóa luận tốt nghiệp Ngô Phước Sang 2.3 HỆ THỐNG CẤP NƯỚC 2.3.1 Khái niệm: Hệ thống cấp nước là tổ hợp các công trình có chức năng thu nước, xử lý nước, điều hòa dự trữ nước, vận chuyển và phân phối nước. .. cầu dùng nước cho người dân trong xã 3.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Thu thập số liệu đầu vào, lựa chọn phương án xây dựng hệ thống cấp nước mang tính khả thi, phù hợp với quan điểm bảo vệ môi trường và phát triển bền vững Cung cấp bổ sung đủ nước cho các nhu cầu thiết yếu như: sinh hoạt, ăn uống, công nghiệp, dịch vụ và chữa cháy cho nhân dân xã Mỹ Đức Xử lý nước để đảm bảo chất lượng cho mục đích cấp nước 3.5... công trình liên quan tới nó là rẻ nhất - Đặc tính qui hoạch cấp nước của khu vực, sự phân bố các đối tượng dùng nước riêng rẽ, sự bố trí các tuyến đường, hình thù, kích thước khu nhà ở, công xưởng, cây xanh… - Các chướng ngại thiên nhiên hay nhân tạo khi đặt ống - Địa hình của khu vực sẽ thiết kế hệ thống cấp nước 2.4.3 Nội dung thiết kế mạng lưới cấp nước - Vạch tuyến mạng lưới cấp nước - Lập sơ đồ... vậy hệ thống cấp nước cho sinh hoạt hay công nghiệp đều phải tính đến trường hợp có cháy Nước dùng cho chữa cháy được dự trữ trong bể chứa nước sạch của thành phố 2.4 MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 2.4.1 Khái niệm Mạng lưới cấp nước là 1 bộ phận của hệ thống cấp nước, là tập hợp các loại đường ống với các cỡ kích thước khác nhau, làm nhiệm vụ vận chuyển và phân phối nước đến các điểm dùng nước trong phạm vi thiết. .. Phước Sang CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 4.1 TỔNG QUAN VỀ XÃ MỸ ĐỨC 4.1.1 Điều kiện tự nhiên * Vị trí địa lý Xã Mỹ Đức là một xã nằm giáp ranh với thị xã Châu Đốc, cách trung tâm thị xã khoảng 9 km Xã có tuyến Quốc lộ 91 từ Cần Thơ đến Châu Đốc đi ngang qua với chiều dài 6 km Có địa giới hành chính được xác định như sau: - Phía Đông giáp xã Khánh Hòa - Phía Tây giáp Ô Long Vĩ - Phía Nam giáp xã Mỹ Phú... Phước Sang Vậy công suất cấp nước cho xã là: Q = (QSH + Qtưới + QdvuCN)*a*b Trong đó: a: hệ số tính đến nước rò rỉ, đối với hệ thống cấp nước mới a = 1,1 ÷ 1,15 Chọn a = 1,12 b: hệ số kể đến lượng nước dùng cho bản thân trạm cấp nước, b = 1,05 ÷ 1,1 Chọn b = 1,08 Q = (1320 + 105,6 + 264)*1,12*1,08 = 2044 m3/ngày.đêm = 85 m3/h = 0,024 m3/s 4.5 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ Phèn Chất keo tụ vôi Nước sông Trạm bơm cấp. .. giáp xã Mỹ Phú - Phía Bắc giáp phường Vĩnh Mỹ và xã Vĩnh Châu, thị xã Châu Đốc Toàn xã Mỹ Đức bao gồm 7 ấp: Mỹ Chánh, Mỹ Phó, Mỹ Thiện, Mỹ Hòa, Mỹ Thạnh, Mỹ Thành và Mỹ Hiệp * Địa hình và địa chất Địa hình nghiêng theo hướng Đông Bắc – Tây Nam Cao độ trung bình từ +1,1m đến +2,6m, phía Đông Quốc lộ 91 có địa hình cao hơn so với phía Tây Địa chất của xã Mỹ Đức mang nét đặc trưng chung của vùng đồng bằng ... hệ thống cấp nước nông thôn địa bàn tỉnh Chính đề tài Tính toán thiết kế xây dựng hệ thống cấp nước xã Mỹ Đức, Châu Phú, An Giang thực để đóng góp phần vào việc cải thiện lại hệ thống cấp nước. .. ơn !!! TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG Z@Y NGÔ PHƯỚC SANG ĐỀ TÀI: Tính toán thiết kế xây dựng hệ thống cấp nước xã Mỹ Đức, Châu Phú, An Giang Z@Y Ý KIẾN CỦA GIẢNG...TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG NGÔ PHƯỚC SANG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC XÃ MỸ ĐỨC, CHÂU PHÚ, AN GIANG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: