CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Nước nhu cầu thiếu sống ngày trình sản xuất người Chính vai trò quan trọng đó, việc cấp nước đảm bảo vệ sinh môi trường vấn đề cấp thiết.Kinh tế ngày phát triển, mức sống người dân ngày cải thiện nhu cầu sử dụng nước ngày cao, số lượng lẫn chất lượng Điều đòi hỏi hệ thống cấp nước phải không ngừng nâng cấp, xây dựng mở rộng, phục vụ ngày tốt cho nhu cầu người dân 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN - Khảo sát, tính toán nhu cầu dùng nước quận định hướng đến năm 2020 - Nghiên cứu, tính toán lựa chọn phương án thiết kế xây dựng trạm xử lý nước cấp cho quận nhằm đảm bảo cung cấp đủ nước cho nhu cầu dùng nước địa phương đến năm 2020 1.3 NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN - Điều tra thu thập tài liệu: + Điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội + Lượng trữ lượng nguồn nước khu vực + Hiện trạng cấp nước nhu cầu dùng nước - Nghiên cứu lựa chọn nguồn nước công nghệ xử lý - Tính toán thiết kế trạm xử lý Vẽ vẽ công trình CHƯƠNG : GIỚI THIỆU CHUNG 2.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ Quận quận giáp ranh với trung tâm thành phố, có hình dạng cù lao tam giác với tổng diện tích 4,181km 2, tỷ lệ diện tích so với thành phố 0,1995% (xếp thứ 24/24 quận huyện).Quận nằm gần quận 1,quận 7, quận tạo điều kiện thuận lợi cho việc giao lưu lên với phát triển thành phố, tạo cho quận nhiều tiềm phát triển kinh tế 2.2 ĐỊA HÌNH Quận có địa hình tương đối phẳng thuận lợi cho việc phát triển sở hạ tầng,giao thông va hệ thống cấp thoát nước 2.3 KHÍ HẬU Nằm vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, Thành phố Hồ Chí Mình có nhiệt độ cao năm hai mùa mưa – khô rõ rệt Mùa mưa tháng tới tháng 11, mùa khô từ tháng 12 tới tháng năm sau Trung bình, Thành phố Hồ Chí Minh có 160 tới 270 nắng tháng, nhiệt trung bình 27 °C, cao lên tới 40 °C, thấp xuống 13,8 °C Hàng năm, thành phố có 330 ngày nhiệt độ trung bình 25 tới 28 °C Lượng mưa trung bình thành phố đạt 1.949 mm/năm, năm 1908 đạt cao 2.718 mm, thấp xuống 1.392 mm vào năm 1958 Một năm, thành phố có trung bình 159 ngày mưa, tập trung nhiều vào tháng từ tới 11, chiếm khoảng 90%, đặc biệt hai tháng Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, khuynh hướng tăng theo trục Tây Nam – Ðông Bắc Các quận nội thành huyện phía Bắc có lượng mưa cao khu vực lại.Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng hai hướng gió gió mùa Tây – Tây Nam Bắc – Ðông Bắc Gió Tây – Tây Nam từ Ấn Độ Dương, tốc độ trung bình 3,6 m/s, vào mùa mưa Gió Gió Bắc – Ðông Bắc từ biển Đông, tốc độ trung bình 2,4 m/s, vào mùa khô Ngoài có gió tín phong theo hướng Nam – Đông Nam vào khoảng tháng tới tháng 5, trung bình 3,7 m/s Có thể nói Thành phố Hồ Chí Minh thuộc vùng gió bão Cũng lượng mưa, độ ẩm không khí thành phố lên cao vào mùa mưa, 80%, xuống thấp vào mùa không, 74,5% Trung bình, độ ẩm không khí đạt bình quân/năm 79,5% 2.4 TÀI NGUYÊN NƯỚC  Sông Đồng Nai: bắt nguồn từ cao nguyên Lang Biang (cao nguyên Lâm Viên – Đà Lạt), độ cao 1.700m, chảy qua địa phận tỉnh Lâm Đồng, Đồng Nai, Bình Dương, Tp Hồ Chí Minh Đồng Nai sông lớn, dài 635km, diện tích lưu vực 44.100km 2, tổng lượng dòng chảy bình quân nhiều năm 16,7 tỷ m3/năm Tổng lượng cát, bùn mang theo 3,36 triệu tấn/năm, nguồn cung cấp cát cho nhu cầu xây dựng gia tăng khu vực kinh tế trọng điểm phiá Nam Sông Đồng Nai có giá trị lớn giao thông vận tải, khoáng sản, cung cấp nước cho công nghiệp, đô thị, du lịch,  Sông Sài Gòn : bắt nguồn từ Campuchia, chảy qua vùng đồi núi phiá Tây Bắc huyện Lộc Ninh (tỉnh Bình Phước) cao độ 200 - 250m Sông Sài Gòn dài 256km, diện tích lưu vực 5.560 km 2, đoạn chảy qua địa bàn tỉnh từ Dầu Tiếng đến Lái Thiêu dài 143km Ở thượng lưu sông hẹp, đến Dầu Tiếng, sông mở rộng 100m đến thị xã Thủ Dầu Một 200m Lưu lượng bình quân 85 m 3/s, độ dốc sông nhỏ 0,7%, nên sông Sài Gòn có nhiều giá trị vận tải, cấp nước, nông nghiệp, thủy sản du lịch sinh thái.Ngoài có số nguồn nước khác nước giếng khoan… Nói chung,Tiềm nguồn nước dồi dào.thuận lợi cho mục đích sử dụng nước 2.5 KINH TẾ Quận quận nội thành, có diện tích tự nhiên 4,18km 2, nằm phía Nam thành phố Hồ Chí Minh, với ba bề sông nước (sông Sài Gòn, rạch Bến Nghé Kênh Tẻ) Những năm gần đây, phát triển hệ thống giao thông, có cầu đại tương lai xây dựng nhiều cầu đã, giúp quận kết nối với: + Quận quận 5: trung tâm hữu thành phố Đồng thời trung tâm kinh tế, văn hóa - xã hội, trung tâm tài + Quận - Khu đô thị Phú Mỹ Hưng - Nam Sài gòn với phát triển kinh tế dịch vụ phong phú đầy hứa hẹn tương lai + Quận - Khu đô thị Thủ Thiêm trung tâm tài tương lai + Quận - địa phương không ngừng đổi phát triển Sự kết nối phá vỡ cô lập lâu quận Với vị trí địa lý đặc thù tạo điều kiện để quận giao lưu lên với phát triển thành phố, tạo cho quận nhiều tiềm phát triển kinh tế, đặc biệt kinh tế dịch vụ loại hình: cao ốc văn phòng cho thuê; tài - ngân hàng; Dịch vụ thương mại; Dịch vụ cảng; Dịch vụ du lịch - khách sạn - nhà hàng - vui chơi giải trí số ngành nghề sản xuất truyền thống quận Từ năm 2005 đến nay, thực theo Nghị trên, Đảng bộ, quyền nhân dân quận nổ lực phấn đấu, phát huy tối đa lợi quận, tạo điều kiện đưa tốc độ tăng trưởng kinh tế lên cao hơn, gắn liền với việc chuyển dịch cấu ngành kinh tế địa bàn quận theo hướng dịch vụ, tập trung ưu tiên phát triển ngành dịch vụ nêu Đến nay, đạt thành tựu bước đầu sau: - Giá trị sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp hàng năm tăng từ 13% trở lên - Doanh thu dịch vụ - thương mại hàng năm tăng từ 15% - 17% - Các loại hình dịch vụ không ngừng phát triển 2.6 VĂN HÓA – XÃ HỘI Bên cạnh hệ thống trường mầm non phổ thông,trên địa bàn quận có trường Đại học Luật,trường Cao Đẳng Nguyễn Tất Thành,Trung tâm dạy nghề Quận đơn vị đào tạo có uy tín chất lượng Bệnh viện quận đơn vị nghiệp công lập thuộc Ủy ban nhân dân quận 4, Bệnh viện chịu đạo, hướng dẫn chuyên môn, kỹ thuật, nghiệp vụ Sở Y tế thành phố quản lý toàn diện Ủy ban nhân dân quận Bệnh viện theo tiêu chuẩn hạng III, có 100 giường bệnh nội trú hệ thống phòng khám ngoại trú với trang thiết bị đại, đáp ứng nhu cầu khám chữa bệnh cho người dân phục vụ công tác nghiên cứu chuyên môn Trung tâm Y tế dự pḥng quận đơn vị nghiệp trực thuộc chịu quản lý toàn diện Ủy ban nhân dân quận 4, Trung tâm Y tế dự phòng chịu đạo, hướng dẫn chuyên môn, kỹ thuật, nghiệp vụ Sở Y Tế thành phố, Trung tâm Y tế dự phòng thành phố Trung tâm chuyên ngành Trung tâm Y tế dự phòng quận có chức triển khai thực nhiệm vụ chuyên môn y tế dự phòng như: phòng chống dịch bệnh bệnh xã hội, HIV/AIDS, bảo đảm vệ sinh an toàn thực phẩm, chăm sóc sức khỏe sinh sản, sức khỏe trẻ em, truyền thông giáo dục sức khỏe quản lý, đạo toàn diện hệ thống Trạm Y tế phường địa bàn Trung tâm Thể dục Thể thao quận có trụ sở đặt số 120-122 Khánh Hội phường 4, toạ lạc khuôn viên 10.800m2 Trung tâm xây dựng hoàn chỉnh bao gồm công trình: Câu lạc bơi lộ Vân Đồn, Nhà thi đấu đa môn, Nhà tập luyện đa môn, Sân vận động Khánh Hội Trung tâm văn hoá quận có địa 236 Bến Vân Đồn nơi diễn kiện văn hoá đáp ứng nhu cầu vui chơi giải trí người dân địa phương CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ NƯỚC CẤP 3.1 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC ĐỂ CẤP NƯỚC Để cung cấp nước sạch, khai thác nguồn nước thiên nhiên (thường gọi nước thô) từ nước mặt, nước ngầm, nước biển - Nước mặt: Bao gồm nguồn nước ao, đầm, hồ chứa, sông, suối Do kết hợp từ dòng chảy bề mặt thường xuyên tiếp xúc với không khí nên đặc trưng nước mặt là: chứa khí hoà tan oxy, chất rắn lơ lửng, riêng trường hợp nước chứa ao đầm, hồ xảy trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng lại nước có nồng độ tương đối thấp chủ yếu dạng keo Có hàm lượng chất hữu cao, nhiều loại tảo, chứa nhiều vi sinh vật - Nước ngầm: Được khai thác từ tầng chứa nước đất, chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào thành phần khoáng hoá cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua Đặc trưng chung nước ngầm là: + Độ đục thấp + Nhiệt độ thành phần hoá học tương đối ổn định + Không có oxy chứa nhiều khí như: CO2, H2S, … + Chứa nhiều khoáng chất hoà tan chủ yếu sắt, mangan, canxi, magie, flo, … + Không có diện vi sinh vật - Nước biển: Nước biển thường có độ mặn cao (độ mặn Thái Bình Dương 32 – 35 g/l) Hàm lượng muối nước biển thay đổi tuỳ theo vị trí địa lý như: cửa sông, gần bờ hay xa bờ, nước biển thường có nhiều chất lơ lửng, gần bờ nồng độ tăng, chủ yếu phiêu sinh động thực vật - Nước lợ: Ở cửa sông vùng ven bờ biển, nơi gặp dòng nước chảy từ sông ra, dòng thấm từ đất liền chảy hoà trộn với nước biển Do ảnh hưởng thuỷ triều, mực nước chỗ gặp lúc mức nước cao, lúc mức nước thấp hoà trộn nước nước biển làm cho độ muối hàm lượng huyền phù nước khu vực thay đổi có trị số cao tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt thấp nhiều so với nước biển thường gọi nước lợ - Nước khoáng: Khai thác từ tầng sâu đất hay từ suối phun trào từ lòng đất Nước có chứa vài nguyên tố nồng độ cao nồng độ cho phép nước uống đặc biệt có tác dụng chữa bệnh Nước khoáng sau qua khâu xử lí thông thường làm trong, loại bỏ nạp lại khí CO nguyên chất đóng vào chai để cấp cho người dùng - Nước chua phèn: Nước bị nhiễm phèn tiếp xúc với đất phèn, loại đất giàu nguyên tố lưu huỳnh dạng sunfua hay dạng sunfat vài nguyên tố kim loại nhôm, sắt Đất phèn hình thành trình kiến tạo địa chất - Nước mưa: Nước mưa xem nước cất tự nhiên không hoàn toàn tinh khiết nước mưa bị ô nhiễm khí, bụi, chí vi khuẩn có không khí 3.2 CHẤT LƯỢNG NƯỚC NGUỒN Muốn xử lí nguồn nước cần phải phân tích cách xác ba loại tiêu nguồn nước là: tiêu lý học, hoá học vi trùng 3.2.1 Các tiêu lí học - Nhiệt độ (0C) Nhiệt độ nguồn nước mặt dao động lớn (từ ÷ 400C) phụ thuộc vào thời tiết độ sâu nguồn nước Nước ngầm có nhiệt độ tương đối ổn định (từ 17 ÷ 270C) - Hàm lượng cặn không tan (mg/l) Hàm lượng cặn nước ngầm thường nhỏ (30 ÷ 50 mg/l), chủ yếu hạt mịn nước gây Hàm lượng cặn nước sông dao động lớn (20 ÷ 5.000 mg/l), có lên tới (30.000 mg/l) - Độ màu nước (tính độ) Được xác định theo phương pháp so sánh với thang màu coban Độ màu nước bị gây hợp chất hữu cơ, hợp chất keo sắt, nước thải công nghiệp phát triển rong, rêu, tảo - Mùi vị nước Nước có mùi nước có chất khí, muối khoáng hoà tan, hợp chất hữu vi trùng, nước thải công nghiệp chảy vào, hoá chất hoà tan, … Các tiêu hoá hoc - Hàm lượng cặn toàn phần (mg/l) Bao gồm tất chất vô hữu có nước, không kể chất khí - Độ cứng nước Là đại lượng biểu thị hàm lượng muối canxi magie có nước Có thể phân biệt thành loại độ cứng: độ cứng tạm thời, độ cứng vĩnh cửu độ cứng toàn phần Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng muối cacbonat bicacbonat canxi magie có nước - Độ pH nước (mgđl/l) Có thể phân biệt thành độ kiềm toàn phần riêng phần Độ kiềm toàn phần bao gồm tổng hàm lượng ion bicacbonat, cacbonat, hydroxit, anion muối axit yếu Ktf = [OH − ] + [CO32`− ] + [ HCO3− ] Khi nước thiên nhiên có độ màu lớn , độ kiềm toàn phần bao gồm độ kiềm muối axit hữu gây Người ta phân biệt độ kiềm riêng phần như: độ kiềm bicacbonat hay độ kiềm hyđrat - Độ oxy hoá (mg/l O2 hay KMnO4) Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hết hợp chất hữu có nước Chỉ tiêu oxy hoá đại lượng để đánh giá sơ mức độ nhiễm bẩn nguồn nước Độ oxy hoá nguồn nước cao, chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn chứa nhiều vi trùng - Hàm lượng sắt (mg/l) Sắt tồn nước dạng sắt (II) sắt (III) Khi nước có hàm lượng sắt > 0,5 mg/l, nước có mùi khó chịu, làm vàng quần áo giặt, làm hư hỏng sản phẩm ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp làm giảm tiết diện vận chuyển nước đường ống - Hàm lượng mangan (mg/l) Mangan thường gặp nước nguồn dạng mangan (II), với hàm lượng nhỏ sắt nhiều Tuy với hàm lượng mangan > 0,05 mg/l gây tác hại cho việc sử dụng vận chuyển nước sắt Công nghệ khử mangan thường kết hợp với khử sắt nước - Các hợp chất axit silic (mg/l) Thường gặp nước thiên nhiên dạng nitrit (HNO 2), nitrat (HNO3) amoniac (NH3) Các hợp chất chứa nitơ có nước chứng tỏ bị nhiễm bẩn nước thải sinh hoạt - Hàm lượng sunfat clorua (mg/l) Tồn nước thiên nhiên dạng muối natri, canxi, magie axit H2SO4, HCl Hàm lượng ion Cl − có nước (> 250 mg/l) làm cho nước có vị mặn Các nguồn nước ngầm có hàm lượng clorua lên tới 500 ÷ 1000 mg/l gây bệnh thận Nước có hàm lượng sunfat cao (> 250 mg/l) có tính độc hại cho sức khoẻ người Lượng Na2SO4 có nước cao có tính xâm thực bêtông ximăng pooclăng - Iốt fluo (mg/l) Thường gặp nước dạng ion chúng có ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ người - Các chất khí hoà tan (mg/l) Các chất khí hoà O2, CO2, H2S nước thiên nhiên dao động lớn 3.2.2 Chỉ tiêu vi trùng Trong nước thiên nhiên có nhiều loại vi trùng siêu vi trùng, có loại vi trùng gây bệnh nguy hiểm là: kiết lị, thương hàn, dịch tả, bại liệt, … Việc xác định có mặt vi trùng gây bệnh thường khó khăn nhiều thời gian đa dạng chủng loại Theo tiêu chuẩn cấp nước ăn uống sinh hoạt (TCXD – 33 : 1985) số côli không vượt 20 con/lít nước Ngoài số trường hợp, người ta xác định số lượng vi khuẩn kị khí để tham khảo thêm việc đánh giá mức độ nhiễm bẩn nguồn nước 3.3 CÁC BIỆN PHÁP VÀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Các biện pháp xử lí Trong trình xử lí nước cấp, cần phải thực biện pháp sau: - Biện pháp học: dùng công trình thiết bị làm như: song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc - Biện pháp hoá học: dùng hoá chất cho vào nước để xử lí nước như: dùng phèn làm chất keo tụ, dùng vôi để kiềm hoá nước, cho Clo vào nước để khử trùng - Biện pháp lí học: dùng tia vật lí để khử trùng nước tia tử ngoại, sóng siêu âm Điện phân nước biển để khử muối Khử khí CO hoà tan nước phương pháp làm thoáng Trong ba biện pháp xử lí nêu biện pháp học biện pháp xử lí nước Có thể dùng biện pháp học để xử lí nước cách độc lập kết hợp với biện pháp hoá học lý học để rút ngắn thời gian nâng cao hiệu xử lí nước Trong thực tế để đạt mục đích xử lí nguồn nước cách kinh tế hiệu phải thực trình xử lí việc kết hợp nhiều phương pháp 6.6 BỂ LỌC NHANH LỚP 6.6.1 Kích thước bể - Tổng diện tích bể lọc trạm xử lý : F= Q T × Vbt − , × a × W × t1 − a × t × Vbt (m ) Trong đó: + Q : công suất trạm xử lý, Q = 90.000 (m3/ngày) + T : thời gian làm việc trạm xử lý ngày đêm, T = 24h + Vbt: tốc độ lọc tính toán chế độ làm việc bình thường Dựa vào bảng 6.11 TCVN 33 : 2006 với Vbt = – 10 (m/h), chọn Vbt = (m/h) + a : số lần rửa bể ngày đêm chế độ làm việc bình thường Chọn a=1 + W : cường độ nước rửa lọc, lấy theo bảng 6.13 TCVN 33 : 2006, W=14 (l/sm2) + t1: thời gian rửa lọc, lấy theo bảng 6.13 TCVN 33 : 2006 Chọn t1 = (phút) = 0,117 (h) + t2: thời gian ngừng bể lọc để rửa, t2 = 0,35h Vậy: F= 90000 ≈ 491 24 × − 3, ×1×14 × ,117 − 1× , 35 × (m ) Theo bảng 6.11 TCVN 33 : 2006 bể lọc nhanh lớp ta chọn thông số sau :  Phía lớp than antraxit co chiều dày 500 (mm), đường kính hạt từ 0,8 – 1,8 (mm), hệ số không đồng K = 1,6  Phía lớp cát thạch anh có chiều dày 800 (mm), đường kính hạt từ 0,5 – 1,2 (mm), hệ số không đồng K = 1,5 - Số lượng bể lọc cần thiết là: N = , F = , 5× 491 = 11, 08 (bể) Chọn N = 12 bể - Kiểm tra lại tốc độ lọc tăng cường ngừng lại bể để sữa chữa (N1 = 1) Vtc = Vbt × N 12 = 8× = , ( m / h) N − N1 12 − Theo bảng 6.11 TCVN 33 : 2006 Vtc = 8,5 - 12 (m/h) Vậy kết tính toán hợp lý - Diện tích bể lọc: f= F 491 = = 41 N 12 (m2) - Chọn kích thước bể lọc : L x B = 8,2 x (m) - Chiều cao toàn phần bể lọc : H = Hđ + Hv + Hn + Hbv (m) Trong đó: + Hđ : chiều cao lớp sỏi đỡ, lấy theo bảng 6.12 TCVN 33 : 2006 Chọn H đ = 800 (mm) = 0,8 (m) + Hv : chiều dày lớp vật liệu lọc Hv = 500 + 800 = 1300 (mm) = 1,3 (m) + Hn : chiều cao lớp nước lớp vật liệu lọc Theo TCVN 33 : 2006, hn ≥ (m) Chọn hn = (m) + Hbv : chiều cao bảo vệ bể Theo TCVN 33 : 2006, Hbv ≥ 0,3m Chọn Hbv = 0,5 (m) Vậy : H = 0,5 + 1,3 + + 0,8 = 4,6 (m) 6.6.2 Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc Do bể lọc nhanh lớp rửa lớp vật liệu lọc cát than antraxit dễ xáo trộn nên chọn phương pháp rửa lọc rửa nước túy Theo bảng 6.13 TCVN 33 : 2006 chọn : + Độ nở tương đối vật liệu lọc : 50% + Cường độ rửa bể lọc : W = 14 (l/s.m 2) + Thời gian rửa bể lọc : (phút) - Lưu lượng nước rửa lọc : Qr = L × B ×W = , × ×14 = 574 (l / s ) - Chọn đường kính ống dc= 600mm thép đặt dọc theo chiều dài bể, với Qr = 574 (l/s) tra bảng tra thủy lực Ths Nguyễn Thị Hồng tốc độ nước chảy ống vc = 1,93 (l/s) Theo TCVN vc = 1,5 – (l/s) Vậy dc chọn hợp lý - Chọn khoảng cách ống nhánh 0,25m (tiêu chuẩn 0,25 – 0,3m) Dàn ống có cấu tạo hình xương cá, ống giữa, hai bên sườn ống ống nhánh khoan lỗ + Số ống nhánh bể lọc : m= L 8, ×2 = × = 65 , ( nhánh) , 25 , 25 Chọn m = 66 (ống nhánh) + Lưu lượng nước rửa chảy ống nhánh : qn = Q r 574 = = , (l/s) m 66 - Chọn đường kính ống nhánh dn = 75mm thép đặt cách tường bể khoảng 0,1m Tốc độ nước chảy ống nhánh v n=1,61 (l/s) (theo tiêu chuẩn = 1,6 – l/s ) - Tiết diện ngang bể lọc : Ω = B x H = x 4,6 = 23 (m2) - Theo TCVN 33 : 2006 tổng diện tích lỗ lấy 0,25 – 0,5% tiết diện ngang bể lọc Chọn 0,4% = 0,004 ⇒ Tổng diện tích lỗ : w = 0,004 x Ω = 0,004 x 23 = 0,092 (m2) - Chọn đường kính lỗ dl = 10 mm (theo tiêu chuẩn dl = 10 – 12mm) - Diện tích lỗ : wl = π × d l2 ,14 × (10 × 10 −3 ) = = , 0000785 (m2) 4 - Tổng số lỗ : w , 092 = = 1172 (lỗ) wl , 0000785 n= Chọn n = 1200 lỗ - Số lỗ ống nhánh: nn = n 1200 = = 18 ,18 (lỗ) m 66 Chọn nn = 18 lỗ - Trên ống nhánh, lỗ xếp thành hàng, hướng xuống phía nghiêng góc 45o so với mặt phẳng ngang + Số lỗ hàng ống nhánh là: nn-h = n n 18 = =9 2 (lỗ) + Khoảng cách tim lỗ (tiêu chuẩn 150 – 200 mm): a= − , 625 = , 274 (m) = 274 (mm) 2×9 Trong đó: + 0,625 : đường kính ống gió (m) - Để thoát khí ống dẫn nước rửa bể phải đặt ống thoát khí Chọn ống thoát khí có ∅ 32mm, đặt cuối ống theo phương thẳng đứng, cao chiều cao bể đoạn 0,3m 6.6.3 Máng phân phối nước lọc thu nước rửa lọc Chọn máng thu dẫn nước rửa lọc có tiết diện nửa tròn Phần chiều cao hình chữ nhật, phần hình tròn Với chiều rộng bể 5m, chọn bố trí máng thu nước rửa lọc - Khoảng cách máng (tiêu chuẩn dm ≤ 2,2m): dm = B = = 1,67 (m) 3 - Lượng nước rửa thu vào máng : qm = W x dm x lm (l/s) Trong đó: + W: cường độ rửa lọc, W=14 (l/s.m2) + dm : khoảng cách tâm máng , dm = 1,67 (m) + lm : chiều dài máng, lm = L = 8,2 (m) Vậy : qm = 14 x 1,67 x 8,2 = 191,72 (l/s) - Chiều rộng máng : qm2 Bm = K × (1, 57 + a ) Trong đó: ( m) + qm : lưu lượng nước rửa tháo theo máng qm = 191,72 (l/s) ≈ 0,192 (m3/s) + a : tỉ số chiều cao phần hình chữ nhật ( hCN )với chiều rộng máng Theo TCVN 33 : 2006, a = 1-1,5 Chọn a = 1,2 + K : hệ số tiết diện máng nửa tròn K = Vậy : ,192 = , 56 (m) (1, 57 + 1, ) Bm = × Chọn Bm = 0,5 (m) - Chiều cao phần máng hình chữ nhật ( HCN ) : HCN = B ×a m = , × 1, = , (m) - Chiều cao đáy tròn : + Đường kính phần đáy hình tròn : dtr = Bm = 0,5 (m) + Chiều cao đáy hình tròn : Htr = d tr , = = , 25 (m) 2 - Độ dốc máng lấy phía máng tập trung nước : i = 0,01 - Chiều dày thành đáy máng : lấy δm = 0,08m - Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa : Hm = HCN + Htr + δm = 0,3 + 0,25 + 0,08 = 0,58 (m) - Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng thu nước : h1 = hv × e + 0,3 100 (m) Trong : + hv : chiều dày lớp vật lịêu lọc, hv = 1,3 (m) + e : độ giãn nở tương đối lớp vật liệu lọc, theo TCVN 33 : 2006 bể lọc nhanh lớp vật liệu lọc lấy e = 50% Vậy : h1 = 1, × 50 + , = , 95 (m) 100 Theo tiêu chuẩn khoảng cách đáy máng dẫn nước rửa phải nằm cao lớp vật liệu lọc tối thiểu 0,07m - Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa H m= 0,58 (m) mép máng phải độ cao, tuyệt đối nằm ngang đáy máng dốc phía máng tập trung có độ dốc i = 0,01 Chiều dài máng l m = 8,2m nên chiều cao máng phía máng tập trung : Hmtr = 0,58 + 0,01 x 8,2 = 0,66 m - Khoảng cách từ mép máng thu ( gần máng tập trung ) đến lớp vật liệu lọc : h2 = h1 – 0,66 = 0,95 – 0,66 = 0,29 (m) Nước rửa lọc từ máng thu tràn vào máng tập trung nước - Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung là: h = 1, 73 × 3 q2 tr g × B2 tr Trong đó: + , (m) + qtr : lưu lượng nước chảy vào máng tập trung, qtr = Qr = 0,574 (m3/s) + Btr : chiều rộng máng tập trung Chọn Btr = 0,8 (m) ( tiêu chuẩn Btr ≥ 0,6m ) + g : gia tốc trọng trường, g= 9,81 m/s2 Vậy : h = 1, 73 × 3 , 574 , 81× , + , = 0,85 (m) 6.6.4 Tổn thất áp lực rửa bể lọc - Tổn thất áp lực hệ thống phân phối giàn ống khoan lỗ: vc2 vn2 hp = ξ × + 2g 2g Trong đó: + vc : tốc độ nước chảy đầu ống chính, vc = 1,93 (m/s) + : tốc độ nước chảy đầu ống nhánh, = 1,61 (m/s) + g : gia tốc trọng trường, g =9,81m/s2 + ξ : hệ số sức cản, xác định theo công thức sau: ξ = 3, Z 1, Với Z tỷ số tổng diện tích lỗ ống diện tích tiết diện ngang cuối ống  Tổng diện tích lỗ ống (mỗi ống nhánh lỗ) : fc = π × d n2 ,14 × , 08 × 48 = × 48 = , 2412 (m ) 4  Tiết diện ngang ống : Ω= π × d c2 ,14 × , = = , 2826 (m ) 4 , 2412 ⇒ Z = , 2826 = , 85 ⇒ ξ = 3, , = 4,42 , 85 Vậy : h p = , 42 × 1, 98 1, 732 + = 1, 04 (m) × , 81 × , 81 - Tổn thất áp lực lớp sỏi đỡ: hđ = 0,22 x Hđ x W (m) Trong đó: + Hđ: chiều cao lớp sỏi đỡ, Hđ = 0,5 m + W: cường độ rửa lọc, W =14 l/sm2 Vậy : hđ = 0,22 x 0,5 x 14 = 1,54 (m) - Tổn thất áp lực lớp vật liệu lọc : hvl = (a + b x W) x L x e (m) Với kích thước hạt hai lớp vật liệu d = 0,5 - mm, tra theo sách XLNC Nguyễn Ngọc Dung (công thức 4.47) chọn a= 0,76 ; b = 0,017, e= 50% Vậy : hvl = ( 0,76 + 0,017 x 14 ) x 1,3 x 0,5 = 0,65 (m) - Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu lớp cát lọc (hbm) lấy hbm = 2m - Tổng tổn thất áp lực nội bể lọc: ht = hp + hđ + hvl + hbm = 1,04 + 1,54 + 0,65 + = 5,23 (m) 6.6.5 Chọn máy bơm nước rửa lọc - Áp lực cần thiết máy bơm rửa lọc: Hr = hhh + hô + ht + hcb (m) Trong : + hhh: độ cao hình học từ cốt mực nước thấp bể chứa đến mép máng thu nước hhh = + 3,5 – + 0,95 = 6,45 m Với:  : chiều sâu mực nước bể chứa (m)  3,5 : độ chênh mực nước bể lọc bể chứa (m)  : chiều cao bể lọc (m)  0,95 : khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến mép máng (m) + hô : tổn thất áp lực đường ống dẫn nước từ trạm bơm nước rửa đến bể lọc (m) Giả sử chiều dài đường ống dẫn nước rửa lọc l =100 m Đường kính ống dẫn nước rửa lọc D = 600 mm, Qr = 574 l/s Tra bảng tra thủy lực Nguyễn Thị Hồng i = 0,00748 ⇒ hô = i x l = 0,00748 x 100 = 0,748 (m) + hCB: tổn thất áp lực cục phận nối ống van khoá v2 hcb = ∑ ξ 2g Giả sử đường ống rửa lọc có thiết bị phụ tùng sau: cút 90 0, van khoá, ống ngắn có hệ số sức kháng ξ sau:  Cút 900 : 0,98  Van khoá: 0,26  Ống ngắn: ⇒ ∑ ξ = × 0,98 + 0,26 + 2.1 = 4,22 Với v vận tốc nước chảy ống, v = 1,93 m/s ⇒ h cb = , 22× 1, 932 = , 80 m × , 81 ⇒ Hr = 6,45 + 0,748 + 5,844 + + 0,8 = 13,842 (m) Với Qr = 574 l/s; Hr = 13,842 m ⇒ chọn bơm : công tác , dự phòng - Tỉ lệ lượng nước rửa so với lượng nước vào bể lọc: P= W × f × t1 × 60 × N ×100 Q × To × 1000 Trong đó: + To = Với T − ( t1 + t + t ) n  T = 24  n : số lần rửa bể lọc ngày, n =  t1 : thời gian rửa lọc , t1=0,1h  t3 : thời gian ngừng bể lọc để rửa, t3=0,35h  t2 : thời gian xả nước lọc đầu, t2 =0,17h ⇒ To = 24 − ( ,1+ ,17 + , 35 ) = 23, 38 (h) Vậy : P= 14 × 42× × 60×12×100 = 3, 38 % 3750 × 23, 38×1000 6.7 BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH Nước lọc sau cho hoá chất (clo) để khử trùng đưa vào bể chứa nước Bể chứa nước có nhiệm vụ điều hoà 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 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 Vậy thể tích tối thiểu bể chứa là: Wtối thiêủ = Q.t = 3750 x 0,5 = 1875 m3  Xác định dung tích bể chứa: - Đáp ứng nhu cầu dự trữ chữa cháy cần thiết , chọn bể chứa nước có dung tích 10%QNMN: Wbể = 10% × 90.000 = 9000 m3 - Xây dựng bể chứa Trong có với chiều cao mực nước:H = 3,7 m - Chiều cao bể: Hb = H + hbv = 3,7+ 0,3 = 4m - Tổng diện tích bể là: ST = 9000 / = 2250 m2 Thiết kế thành bể nhau, diện tích bể là: S = 2250 / = 562,5 m2 Mỗi bể chia làm ngăn, diện tích ngăn: 80,36 m2 Chọn kích thước ngăn là: L x B = x 10 m - Vậy kích thước bể: L x B x H = 56 x 10 x m 6.8 HỒ CÔ ĐẶC, NÉN VÀ PHƠI BÙN KHÔ - Liều lượng phèn trung bình sử dụng : 70 mg/l - Độ đục trung bình nước thô C0= 93 NTU - 1g phèn cho 0,26g hydroxit nhôm - độ đục NTU tương đương với 1,3 mg/l cặn không tan - C2=12(mg/l): hàm lượng cặn lại sau lắng(10-12mg/l) - Hàm lượng cặn nước đưa vào bể lắg: 1074 mg/l - Lượng bùn cặn cần xã ngày: G= 90.000 × [ (1074 − 12 ) + ( 70 × 0,26 ) + ( 93 × 1,3) ] = 108.099 kg/ngày 1000 - Lượng bùn cần nén vòng tháng: G1=2x 30 x G = x 30 x 108.099 = 6.486 - Diện tích mặt hồ cần thiết: F= G1 6.486.000 = = 58963,9 a 110 m2 - Với a=110(kg/m2) : tải trọng bùn nén thời gian tháng từ 100 – 110 kg/m tính theo lượng bùn khô - Ta chọn bể có tiết diện là: 75 x 100 m - Sau tháng nước rút khỏi hồ , để phơi bùn tháng , nồng độ bùn đạt 25% , tỷ trọng bùn γ = 1,2(tan/ m ) - Thể tích bùn khô hồ : V = G1 6486 = = 5405 m3 γ 1,2 - Chiều cao bùn khô hồ: hk = V 5405 = = 0,092m F 58963,9 - Lượng cặn khô xả hàng ngày G= 108.009 kg, nồng độ cặn khoảng 0,4% , tỷ trọng bùn 1,001 tấn/m3 - Trọng lượng dung dịch cặn xả hàng ngày : G2 = G 108.009 = = 27.000 0,4% 0,4% - Thể tích bùn loãng ngày: V1 = G2 27.000 = = 26700 m3 γ 1,011 - Chiều cao phần bùn loãng hồ: h1 = V1 26700 = = 0,45 m F 58963,9 - Chiều cao phần chứa cặn năm: hcan=0,45+0,092=0,542 m - Thành đáy hồ lát bêtông tấm, miết mạch vữa ximăng atsfan để chống xói lở ngăn không cho nước bẩn thấm vào nguồn nước ngầm - Đáy hồ đổ lớp, hai lớp sỏi nhỏ đổ lớp sỏi : + Lớp sỏi cỡ hạt 16 – 32mm, dày 0,2m + Lớp sỏi nhỏ đường kính – 8mm, dày 0,1m + Lớp sỏi nhỏ đường kính – 2mm, dày 0,1m - Chọn : + Chiều sâu hồ : H = m + Chiều cao đáy (đáy gồm lớp sỏi) : hđ= 0,4 m + Chiều cao dự trữ hồ : hdtru= 0,7 m - Tổng chiều cao phần chứa cặn : Hc = – 0,4- 0,7 =2,9 m - Đáy hồ có độ dốc – % phía cửa tháo nước - Như vậy, hồ chứa cặn năm, nghĩa vét hồ năm/1 lần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Trên quy trình tính toán Đồ Án Xử Lý Nước Cấp công suất 90000 m 3/ngđ, lần đầu làm nên không tránh khỏi thiếu sót Do thời gian cấp bách nên trình tính toán thiết kế số vấn đề sân phơi bùn, xử lý nước rửa lọc, tính toán lại cao trình để hạn chế việc sử dụng bơm làm tốn kinh phí… nên em xin kiến nghị người nghiên cứu sau có điều kiện bổ sung vào để làm hoàn chỉnh Em xin chân thành cám ơn [...]... thành các bông cặn đủ lớn, trong thời gian là 20 phút - Nước từ máng tập trung lưu lượng sẽ tự chảy sang bể lắng ngang với vận tốc 0,2÷0,3 m/s để không làm vỡ các bông cặn, tại đây các bông cặn sẽ lắng xuống đáy bể nhờ trọng lực Những hạt cặn nhỏ không lắng được tại bể lắng ngang sẽ được giữ lại toàn bộ tại bể lọc nhanh - Nước sạch sau bể lọc nhanh được dẫn sang bể chứa Dung dịch Clo châm vào bể chứa... đường kính dây an lưới, chọn c= 1 (mm) 2  5 +1  ⇒ K = ÷ = 1,512  5  Vậy: ωL = 1, 25 × 0, 752 ×1,512 = 3,5532 (m2) 0, 4 Chọn kích thước lưới chắn rác là: B x H = 1,2 x 3 (m) Số thanh thép theo chiều thẳng đứng của cửa là: 1200 + 1≈220 (thanh) 4,5 + 1 Mỗi thanh dài 3 m Diện tích cản nước của các thanh thẳng đứng của cửa thu nước là: 220 × 3 × 0,001 = 0,66 (m2) Số thanh thép theo chiều ngang của cửa... trình độ quản lý, vận hành cao Chỉ nên áp dụng cho các nhà máy có công suất vừa và lớn - Bể lắng ngang: giống phương án 1 - Bể lọc nhanh 2 lớp: + Ưu điểm: nhờ có lớp vật liệu lọc phía trên có cỡ hạt lớn hơn nên độ rỗng lớn hơn do đó sức chứa cặn bẩn tăng từ 2 – 2,5 lần bể lọc nhanh 1 lớp vật liệu lọc, do đó có thể tăng tốc độ lọc của bể, kéo dài chu kì làm việc của bể + Nhược điểm: dễ bị xáo trộn 2... trước khi pha phèn Được xác định theo biểu đồ Langelier (hình 6.2 TCVN 33 – 2006) dựa vào các thông số to, tổng hàm lượng muối hòa tan (P), pH, độ kiểm Ks Mặt khác 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 (TDS) là tổng hàm lượng muối trong nước... 0,4 (m/s) + K: hệ số co hẹp do các thanh thép K= Với: a+c a  a : khoảng cách giữa các thanh thép, a= 40-50 (mm) Chọn a = 40 (mm)  c : đường kính thanh thép, c = 8 – 10 (mm) Chọn c = 10 (mm) ⇒K= 40 + 10 = 1.25 40 Vậy: Ω=1, 25 × 0, 752 0, 4 ×1, 25 = 2,975 (m 2 ) Chọn kích thước song chắn rác là: L x B = 3 x 1 (m) Khoảng cách giữa 2 song chắn bằng 40 mm, chiều dày mỗi thanh là 10mm, chiều rộng... thời gian lưu nước kéo dài, xả cặn khó khăn - Bể lọc nhanh 1 lớp: + Ưu điểm: đơn giản trong quản lý vận hành, hiệu quả lọc cao + Nhược điểm: sức chứa cặn bẩn so với bể lọc nhanh 2 lớp thì kém hơn vì độ rỗng bề mặt nhỏ hơn, chu kỳ làm việc ngăn hơn bể lọc nhanh 2 lớp 5.2.3.2 Phương án 2 - Bể trộn cơ khí và bể phản ứng cơ khí: + Ưu điểm : có thể điều chỉnh cường độ khuấy trộn theo ý muốn, thời gian khuấy... bông cặn lớn hơn, thời gian lưu nước tại bể phản ứng cơ khí thường từ 15 – 45 phút - Nước sau bể phản ứng sẽ được đưa vào bể lắng ngang, tại đây các hạt sẽ được lắng xuống đáy bể lắng nhờ trọng lực, các hạt nhỏ hơn không lắng kịp sẽ được giữ lại tại bể lọc nhanh 2 lớp vật liệu lọc - Nước sau khi ra khỏi bể lọc được đưa vào bể chứa, Clo sẽ được châm trên đường ống dẫn từ bể lọc sang bể chứa đê khử trùng... x 1 (m) Khoảng cách giữa 2 song chắn bằng 40 mm, chiều dày mỗi thanh là 10mm, chiều rộng của cửa thu nước bằng 3000 mm, số thanh song chắn cần dùng là: 3000/40 - 1 = 74 (thanh) Chiều dài một thanh bằng 1 m Vậy diện tích cản nước của một thanh bằng: f = 1 × 0,01 = 0,01 (m2) Tổng diện tích cản nước của song chắn rác là: ∑f = 74 × f = 74× 0,01 = 0,74 (m2) Diện tích thông thuỷ của... sang bể trộn (để chống đóng rong rêu… trên thành ống và giảm tải một phần lượng clo phải châm để khử trùng) Tại bể trộn, hóa chất sẽ được châm vào theo đường ống đặt đến cửa nước vào, bể trộn cơ khí sử dụng loại tuabin 4 cánh nghiêng góc 45 o để đưa nước từ dưới đáy lên tràn sang máng tập trập nước theo đường ống đi vào bể phản ứng Thời gian khuấy trộn khoảng 3 – 30 giây - Sau đó nước sẽ được đưa sang... dài 3 m Diện tích cản nước của các thanh thẳng đứng của cửa thu nước là: 220 × 3 × 0,001 = 0,66 (m2) Số thanh thép theo chiều ngang của cửa thu: 3000 + 1 ≈ 547 (thanh) 4,5 + 1 Chiều dài mỗi thanh là 1.2 m Diện tích cản nước của các thanh ngang là: 547 × 1.2× 0,001 = 0,6564(m2) Tổng diện tích cản nước của lưới chắn rác là: Flưới = 0,6564 + 0,66 = 1,3164 (m2) Diện tích thông thuỷ của lưới chắn rác là: