kl ho thi na ly 910956b

Những tác động của các yếu tố tự nhiên đến chất lượng nước sông Sài Gòn ... M ục tiêu luận văn Mục tiêu luận văn là đề xuất và tính toán thiết kế qui trình xử lý nước sử dụng nguồn nước

TR ƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

CHO KHU DÂN CƯ HOÀ PHÚ

Ngày hoàn thành luận văn : 16/12/2009

Xác nhận của GVHD

NGÀNH CẤP THOÁT NƯỚC & MÔI TRƯỜNG NƯỚC

Trước hết em xin chân thành cảm ơn quí thầy, cô trường Đại học Tôn Đức Thắng, đặc biệt là những thầy cô đã tận tình dạy bảo cho em trong suốt thời gian học tập tai trường

Em xin gởi lời biết ơn sâu sắc đến Th.S Lê Việt Thắng đã dành nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Đồng thời em xin cảm ơn quí anh, chị và ban lãnh đạo Tổng công ty cấp nước Sài Gòn, nhà máy nước Tân Hiệp đã cung cấp dữ liệu giúp đỡ cho em trong quá trình viết

luận văn này

Mặc dù đã cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp quí báu của quí thầy cô và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn

M ỤC LỤC

Danh mục các chữ viết tắt 4

Danh mục các bảng 5

Danh mục các hình 6

Chương 1- Mở đầu 7

1.1 Đặt vấn đề 7

1.2 Mục tiêu luận văn 8

1.3 Phương pháp nghiên cứu 8

1.4 Nội dung luận văn 8

Chương 2- Tổng quan về chất lượng nước sông Sài Gòn 9

2.1 Chế độ nguồn nước và thủy văn 9

2.2 Những tác động của các yếu tố tự nhiên đến chất lượng nước sông Sài Gòn 10

2.3 Hiện trạng môi trường tại khu vực khai thác nước thô 13

Chương 3- Xác định qui mô dùng nước, công xuất trạm cấp nước và lựa chọn sơ đồ công nghệ xử lý 16

3.1 Xác định quy mô dùng nước 16

3.2 Nhu cầu dùng nước và tiêu chuẩn dùng nước 17

3.3 Tính toán công suất cấp nước của Khu dân cư 17

3.4 Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý 22

Chương 4- Tính toán thiết kế các công trình xử lý 28

Phương án 1 28

4.1 Bể trộn cơ khí 28

4.1.1 Thể tích bể trộn 29

4.1.2 Tính toán cánh khuấy 29

4.1.3 Tính toán ống dẫn nước ra mỗi bể trộn 31

4.2 Bể phản ứng cơ khí 31

4.2.1 Xác định kích thước bể phản ứng 31

4.2.2 Xác định kích thước buồng phản ứng 32

4.2.3 Tính toán cánh guồng tạo bông 33

4.2.4 Tính toán ống dẫn nước ra mỗi bể 36

4.3 Bể lắng ngang 36

4.3.1 Xác định kích thước bể lắng 37

4.3.2 Thiết kế cấu tạo vùng phân phối nước vào và máng thu nước bể lắng 38

4.3.3 Tính toán hệ thống thu xả cặn 39

4.3.4 Tính toán ống dẫn nước vào và ra mỗi bể lắng 41

4.3.5 Mương tập trung nước của bể lắng 42

4.4 Bể lọc nhanh 42

4.4.1 Các thông số kĩ thuật của vật liệu 42

4.4.2 Xác định kích thước bể lọc 43

4.4.3 Tính toán hệ thống phân phối nước rửa lọc 46

4.4.4 Tính toán hệ thống cấp khí rửa lọc 48

4.4.5 Tính toán máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc 51

4.4.6 Tính toán mương tập trung nước rửa lọc 53

4.4.7 Tính toán các đường ống kỹ thuật trong bể lọc 54

4.4.8 Tính toán tổn thất áp lực khi rửa lọc 56

4.4.9 Chọn bơm rửa lọc và bơm gió rửa lọc 57

4.5 Bể chứa nước sạch 61

4.6 Xử lý nước thải bể lọc và bùn thải bể lắng 62

4.6.1 Số lượng và chất lượng nước thải rửa lọc 62

4.6.2 Số lượng và chất lượng bùn thải từ bể lắng 63

4.6.3 Tuần hoàn lại nước rửa lọc, xả bùn ra hồ cô đặc, nén và phơi khô bùn 63

Phương án 2 67

4.7 Bể trộn đứng kết hợp tách khí 67

4.7.1 Tính toán kích thước bể 67

4.7.2 Tính toán ống dẫn nước vào bể 70

4.7.3 Tính toán máng thu nước bể trộn 70

4.7.4 Tính toán ống dẫn nước ra khỏi bể 72

4.7.5 Tính toán ngăn tách khí 72

4.8 Bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng 74

4.8.1 Nguyên lý hoạt động 74

4.8.2 Xác định kích thước bể lắng 75

4.8.3 Tính toán hệ thống phân phối nước vào bể lắng 76

4.8.4 Tính toán hệ thống nén, xả cặn 82

4.8.5 Tính toán tổn thất áp lực trong ống chạc ba 83

4.9 Bể lọc nhanh 84

4.10 Bể chứa nước sạch 84

4.11 Xử lý nước thải bể lọc và bùn thải bể lắng 85

4.12 Thiết bị pha trộn hóa chất 85

4.12.1 Phèn 85

4.12.2 Vôi 89

4.12.3 Chọn máy nén khí và tính toán ống dẫn khí nén 94

4.12.4 Kho dự trữ hóa chất 100

4.13 Hệ thống khử trùng 101

4.13.1 Vị trí cần châm 101

4.13.2 Nguyên tắc 101

4.13.3 Tính toán 102

4.13.4 Cấu tạo nhà trạm 105

Chương 5- So sánh lựa chọn phương án thiết kế 106

5.1 Về công nghệ xử lý 106

5.2 Kinh phí xây dựng các công trình 106

5.3 So sánh, chọn phương án xây dựng các công trình xử lý nước 107

Chương 6- Tính toán kinh tế 109

6.1 Chi phí xây dựng các công trình 109

6.2 Chi phí điện năng 110

6.3 Chi phí hóa chất 113

6.4 Chi phí nhân công quản lý vận hành hệ thống 114

6.5 Chi phí khấu hao 114

6.6 Giá thành sản phẩm nước bán ra 115

Chương 7- Kết luận và kiến nghị 116

Danh mục tài liệu tham khảo 117

Phụ lục 118

DANH M ỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Kết quả phân tích thành phần tính chất nguồn nước sông Sài Gòn

(từ năm 2005 đến 6 tháng đầu năm 2009) 15

Bảng 4.1: Hệ số công suất các loại cánh khuấy 30

Bảng 4.2: Kết quả tính toán guồng khuấy 35

Bảng 4.3: Thông số thiết kế bể phản ứng cơ khí 36

Bảng 4.4: Thông số thiết kế bể lắng ngang 42

Bảng 4.5 : Thông số ống thu nước rửa lọc 55

Bảng 4.6: Thông số thiết kế bể lọc 60

Bảng 4.7: Thông số thiết kế bể trộn đứng 73

Bảng 4.8: Thông số thiết kế bể lắng có tầng cặn lơ lửng 84

Bảng 5.1: Tính toán kinh tế phương án 1 107

Bảng 5.2: Tính toán kinh tế phương án 2 107

Bảng 6.1: Tính toán giá thành xây dựng 109

Bảng 6.2: Giá thiết bị 110

Bảng 6.3: Tính toán chi phí hóa chất trong một năm 114

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1: Sơ đồ phương án 1 27

Hình 3.2: Sơ đồ phương án 2 27

Hình 4.1: Bể trộn cơ khí 28

Hình 4.2: Khung guồng tạo bông 34

Hình 4.3: Bể lọc 45

Hình 4.4: Cấu tạo chụp lọc 47

Hình 4.5: Bể trộn đứng 67

Hình 4.6: Bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng 74

Hình 4.7: Sơ đồ hệ thống pha phèn 85

Hình 4.8: Sơ đồ hệ thống pha vôi 89

Hình 4.9: Sơ đồ hệ thống Clor 102

của thành phố đang không ngừng tăng cao bởi lượng người từ các địa phương khác

nhập cư vào với mong muốn tìm kiếm việc làm cải thiện đời sống Với mật độ gia tăng dân số ngày càng cao như hiện nay các nhà quản lý của TP HCM đang đứng trước một sức ép vô cùng lớn là phải đảm bảo điều kiện sống, nơi ở, các nhu cầu sinh hoạt thiết yếu cho người dân Đó là điều vô cùng khó khăn bởi hiện tại khu vực

nội thành mật độ dân số đã quá cao và không còn quĩ đất để phát triển nhà ở nữa Phương án được đưa ra là phát triển các khu dân cư mới ở các quận, huyện mới được thành lập sau này Khu dân cư Hòa Phú thuộc xã Hòa Phú, huyện Củ Chi cũng

là một trong số những dự án nhằm giải tỏa bớt sức ép gia tăng dân số cho khu vực

nội thành TP.HCM

Khu dân cư Hòa Phú, xã Hòa Phú, huyện Củ Chi được qui hoạnh với diện tích 143,7ha Dân số hiện trạng là 5.800 người, mật độ dân số trung bình là 52 người/ha

Mục tiêu của đồ án quy hoạch là nhằm tạo ra một khu dân cư có môi trường

sống văn minh, làm cơ sở pháp lý phục vụ công tác quản lý đô thị và kế hoạch sử

dụng đất phù hợp với quy hoạch của huyện Đồng thời xác định quy mô khu đất dành chỉnh trang khu dân cư hiện hữu và phát triển mới, đất công trình công cộng như trường học, công viên cây xanh vui chơi giải trí Dân số dự kiến khoảng 12.000 người Mật độ dân số bình quân trên đất đô thị 94,5 người/ha Mật độ xây dựng 30% Tầng cao xây dựng 1 - 4 tầng Hệ số sử dụng đất từ 0,7 - 1,2

Các chỉ tiêu quy hoạch - kiến trúc cụ thể của các khu chức năng cụ thể là: đất ở

có diện tích 72,7ha, trong đó khu dân cư hiện hữu cải tạo chiếm 67,05 ha có mật độ xây dựng 30% - 35%, tầng cao xây dựng tối đa 2 tầng, hệ số sử dụng đất 0,7 Khu nhà ở xây dựng mới có diện tích 5,65ha sẽ có mật độ xây dựng từ 25% - 30% Đất công viên cây xanh - thể dục thể thao có diện tích 17,39 ha Đất công nghiệp khu nhà máy nước có diện tích 2,52ha

Khu dân cư hiện hữu, khu dân cư xây dựng mới và khu công trình công cộng

dọc các trục đường tỉnh lộ 8, Bến Than sẽ giữ lại hầu hết Khu dân cư phía Bắc tỉnh

lộ 8 và giáp sông Sài Gòn sẽ tạo đặc trưng khu ở, cây xanh gắn liền mặt nước, vừa

là nơi vui chơi giải trí, vừa tạo không gian thoáng mát cho khu ở Công trình cao

khoảng 2 tầng, có khoảng lùi tạo không gian chuyển tiếp công trình với các trục đường chính Khu nhà ở xây dựng mới 5,65ha được tổ chức thành từng nhóm nhà ở xây dựng hoàn chỉnh, bố trí các công trình công cộng như giáo dục, văn hóa, dịch

vụ thương mại với bán kính phục vụ hợp lý

Cụm công nghiệp, xã Hòa Phú, huyện Củ Chi, quy mô toàn khu 112,9ha, trong

đó KCN 99,9ha, khu nhà ở cho chuyên gia & công nhân 13ha, nằm trung tâm 2, xã Hòa Phú & Tân Thạnh Đông, cách trung tâm TP.HCM 40km, cách cửa khẩu Mộc Bài 35km, giao thông thuận lợi

Để có thể hỗ trợ tốt cho dự án qui hoạch thì việc cấp bách là phải xây dựng

một trạm xử lý nước để phục vụ cho nhu cầu sử dụng của khu dân cư Hòa Phú, cụm công nghiệp xã Hòa Phú, và một phần dân cư của Huyện Củ Chi trong tương lai

Trạm xử lý này sẽ sử dụng nguồn nước mặt của sông Sài Gòn

1.2 M ục tiêu luận văn

Mục tiêu luận văn là đề xuất và tính toán thiết kế qui trình xử lý nước sử dụng nguồn nước mặt sông Sài Gòn nhằm đáp ứng cho nhu cầu của khu dân cư Hòa Phú,

cụm công nghiệp xã Hòa Phú và một phần dân cư Huyện Củ Chi thuộc các xã lân

cận xã Hòa Phú là xã Bình Mỹ, xã Trung An và xã Tân Thanh Đông Giúp cải thiện

sức khỏe người dân và hỗ trợ phát triển kinh tế khu dân cư Hoà Phú

1.3 Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp thu thập số liệu: giúp có được những dữ liệu cần thiết để có

thể lập luận đưa ra phương án và tiến hành tính toán thiết kế

• Phương pháp tham khảo tài liệu: có được các công thức, cách tính toán

• Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia:giúp giải quyết những vấn đề bế tắt

• Phương pháp so sánh: chọn ra phương án tối ưu nhất

• Phương hồi cứu: xem xét các nghiên cứu đã từng có rút kinh nghiệm

• Phương pháp tính toán

1.4 N ội dung luận văn

Nội dung luận văn bao gồm:

• Phần giới thiệu sơ lược về chất lượng nước sông Sài gòn

• Tính toán về qui mô dung nước của Khu dân cư Hòa Phú

• Tính toán thiết kế trạm

• Tính toán chi phí kinh tế

• Các bản vẽ thiết kế

CHƯƠNG 2

2.1 Ch ế độ nguồn nước và thủy văn

Sông Sài Gòn là một con sông trung bình, có chiều dài khoảng 280 km, bắt nguồn từ vùng đồi cao ở cao độ khoảng 200m dọc biên giới Campuchia (thuộc huyện Lộc Ninh) Đến địa phận Tây Ninh, sông hợp thành một dòng chính, chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam xuống khu đồng bằng, đổ vào châu thổ sông Đồng Nai Lưu vực của sông rộng khoảng 4500km2

Nét nổi bật nhất chi phối tất cả các chế độ dòng chảy trong khu vực TP.HCM

là sự xâm nhập của thủy triều Phân tích biên độ dao động thủy triều tại các trạm

Bến Lức, Gò Dầu Hạ (trên sông Vàm Cỏ Đông), các trạm Nhà Bè, Phú An, Thủ

Dầu Một (trên sông Sài Gòn) cho thấy biên độ dao động triều dọc sông Sài Gòn thay đổi và giảm dần từ cửa sông đến Dầu Tiếng và biên độ dao động trên sông Vàm Cỏ Đông nhỏ hơn trên sông Sài Gòn rất nhiều

, khá bằng phẳng và ít đồi núi (nếu kể đến Nhà Bè) Bên dưới sông Thị Tính, lưu vực sông Sài Gòn không còn rõ ràng nữa vì còn rất nhiều dòng chảy nhỏ Lượng mưa trong lưu vực này thay đổi từ 1800mm đến 2200 mm/năm Các khúc uốn của sông phát triển ở vùng đồng bằng

vốn có nguồn gốc là sông Cửu Long cổ Lưu vực sông trên ngã ba Thị Tính tương đối ít dân cư nhưng ở phía hạ lưu, mật độ dân cư tương đối đông đúc Một phần lưu

vực sông Sài Gòn về hạ lưu chịu ảnh hưởng của thủy triều và bị nhiễm mặn vào mùa khô Nước lũ cũng xuất hiện ở vùng hạ lưu này, nhưng phần lớn do sông Đồng Nai gây ra nên không đe dọa nhiều đến khu vực hạ lưu sông Sài Gòn Đặc biệt, trận

lũ lịch sử năm 1952, có mực nước tại cầu Phú Cường là +1,62m Tại ngã ba sông Sài Gòn, Thị Tính, cầu Ông Cộ là +2,20m Mực nước bình quân ngày thường lớn vào thời kỳ triều cường và nhỏ vào thời kỳ triều kém, có xu thế xuống thấp từ tháng

5 đến tháng 7 và lên cao từ tháng 8 đến tháng 12 hàng năm

Với chế độ dòng triều như vậy cho nên hầu như ảnh hưởng và sự trao đổi dòng

chảy giữa hai sông Sài Gòn và Vàm Cỏ Đông rất yếu và đó cũng là nguyên nhân tạo

ra các giáp nước trên sông Bến Lức và kênh Thầy Cai Đặc điểm này cũng đã được nghiên cứu kỹ khi lập các phương án tiêu thoát nước cho dự án Hóc Môn - Bắc Bình Chánh, có nghĩa là hướng tiêu có hiệu quả và tốt nhất là ở các vùng dọc sông

Sài Gòn và theo hướng rạch Cây Khô, sông Cần Giuộc là những nơi có biên độ triều lớn, khả năng tiêu thoát cao

Do ảnh hưởng thủy triều biển Đông, nước sông Sài Gòn có 2 lần triều lên và 2

lần triều xuống trong một ngày đêm Biên độ thủy triều tại cửa sông rất cao (2,5 - 4,0)m Thủy triều có thể xâm nhập vào đất liền thông qua các nhánh sông và hệ

thống kênh rạch chàng chịt Do nằm trên địa hình thấp (độ cao thấp hơn 2,5m), chịu ảnh hưởng của biên độ sóng cao nên hầu hết các sông rạch tại phía Nam TP.HCM

và phía Tây Bà Rịa - Vũng Tàu đều chịu ảnh hưởng mặn Thủy triều còn ảnh hưởng đến tận Bình Dương (Thủ Dầu Một) trên sông Sài Gòn Điều này không chỉ gây ra

mặn hóa nước bề mặt và nước ngầm mà còn gây bất lợi cho quá trình tự làm sạch

của các sông Nguyên nhân là do tác động qua lại giữa dòng chảy của sông và thủy triều liên tục trong ngày Với nước sông Sài Gòn theo thủy triều, nước thường ròng sát vào ban đêm (xa bờ từ 10m - 15m) và lớn nhất vào ban ngày

Lưu lượng của sông Sài Gòn phụ thuộc rất lớn vào lượng mưa trên lưu vực Lượng mưa trung bình hàng năm trong khu vực khoảng 1548 mm, ở vùng ven biển

là thấp nhất (1200mm), sau đó tăng dần về vùng cao phía Đông Bắc (1600 - 2000)mm Lưu lượng sông thấp vào mùa khô, đặc biệt cuối mùa khô (tháng 3, 4) và cao vào mùa mưa (nhất là tháng 8, 9)

2.2 Nh ững tác động của các yếu tố tự nhiên đến chất lượng nước sông Sài Gòn 2.2.1 Tác động của các yếu tố địa hình,địa chất – thổ nhưỡng

• Đa phần diện tích trong vùng đầu nguồn phòng hộ và lưu vực trung tâm cũng như các sông nhánh có mặt nghiêng tương đối thoải,dòng lũ không quá lớn, nhưng ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động lâu bền của

hồ Dầu Tiếng vì là vùng lòng máng đổ vào các hồ này Điều này đặt

ra nhiệm vụ hết sức quan trọng trong việc quản lý và bảo vệ rừng phòng hộ đầu nguồn, bảo vệ tích thủy cho sông Sài Gòn

• Địa hình vùng hạ lưu thấp, mưa nhiều có thể gây ngập cục bộ hoặc

ngập trên diện rộng lúc triều cường (Cần Giờ, Nhà Bè, Nhơn Trạch và

một số điểm khác) Việc ngập và rút theo con nước dẫn đến việc tải theo dòng nườc các nguồn ô nhiễm do sinh hoạt,do canh tác nông nghiệp và sản xuất công nghiệp

• Vùng thượng nguồn bao gồm các nhóm đất phát triển trên đá trầm tích (Fs,Fq), đất phát triển trên đá mắc ma kiềm và trung tính (FK), đất

phù xa ven sông suối (P) Nhóm đất phát triển trên nền phù xa cổ (Fo)…là các loại đất tương đối ổn định, tuy độ phì nhiêu khác nhau nhưng có thể nói ít tác động đến nguồn nước Vấn đề chí nh của thượng nguồn lưu vực sông là phải bảo vệ thực vật

• Vùng lưu vực trung tâm, lưu vực thượng nguồn sông Sài Gòn, không

có khác biệt lớn về địa chất thổ nhưỡng so với vùng thượng nguồn khác nhưng có sự khác biệt về quá trình rữa trôi và xói mòm.Các lưu

vực này phần lớn diện tích đất đều được khai phá và tạo lập các khu định cư ven sông như Tân Uyên, Tân Châu, Dương Minh Châu, Trảng Bàng thuộc Tây Ninh, Dầu Tiếng, Bến Cát, Thủ Dầu Một, Thuận An,

Dĩ An thuộc Bình Dương Việc rửa trôi xói mòn dẫn đến tăng hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước sông, nhất là vào cao điểm mùa mưa (tháng 6 – 7 và tháng 9 -10 -11)

• Vùng hạ lưu có đặc trưng thổ nhưỡng tiêu biểu là nhóm đất phù xa, đất phèn đất mặn Do độ cao thấp, có hai đặc trưng mà vùng hạ lưu sông có thể có tác động đến chất lượng nước sông là tác động của phèn và xâm nhập mặn từ nước biển đưa vào thông qua thủy triều

Giải pháp khắc phục mặn và phèn đối với chất lượng nước vùng hạ lưu sông không phải là giải pháp tự thân mà là phải giải quyết vấn đề

quản lý lưu vực tích thủy ở thượng nguồn, đảm bảo lượng nước về hồ

Dầu Tiếng ổn định về mùa nắng

2.2.2 Tác động của các yếu tố khí hậu, khí tượng – thủy văn

• Hệ thống sông Sài Gòn bao gồm sông chính và các phụ lưu nằm trong khu vực có nhiều thuận lợi về mặt khí hậu, nhất là lượng mưa Vùng thượng nguồn có lượng mưa lớn hơn, vùng hạ lưu (Cần Giờ), lượng mưa ít hơn nhưng cũng đạt khoảng 1200 đến 1500mm/năm

• Chế độ mưa rất khác nhau giữa các tháng trong năm, khí hậu thể hiện

sự phân chia thành mùa mưa và các vùng nắng rõ rệt Vì vậy, để bảo đảm điều tiết chất lượng nước, việc bảo vệ lưu vực tích thủy vô cùng quan trọng

• Trong hệ thống sông Sài Gòn có sự hiện diện của các đập ngăn nước

lớn như hồ Dầu Tiếng Việc bảo vệ đất, chống xói mòn cho lưu vực thượng nguồn có vai trò quan trọng bảo vệ các công trình hồ đập nói

trên Các hồ đập đã góp phần điều tiết các lượng nước giữa hai mùa

nắng mưa trong lưu vực

• Có hai yếu tố tác động đến chất lượng nước của các loại đất đai và đặc điểm địa lý của vùng hạ lưu là độ mặn và nhiễm phèn Phía sông Vàm Cỏ có tác động đến độ nhiễm phèn và phía Nhà Bè, nước thủy triều có tác động đến độ mặn của nước sông ở vùng hạ lưu

• Có 2 chế độ thủy văn trong hệ thống sông : Vùng thượng nguồn không chịu ảnh hưởng của thủy triều Vùng hạ lưu chịu ảnh hưởng rất

lớn đến thủy triều Việc bảo vệ nguồn nước, nhất là đoạn sông khai thác nước cung cấp cho TP.HCM không thể không gắn liền với việc

quản lý bảo vệ môi trường vùng hạ lưu, nhất là các vùng nhận nước

thải từ các khu công nghiệp liên tiếp được xây dựng

2.2.3 Tác động của các yếu tố thảm thực vật

• Về số lượng : 89% các loại thực bì che phủ rừng phòng hộ là các loại kém tác dụng về khả năng giữ nguồn nước, dưới tán rừng thảm mục ít làm giảm khả năng điều hòa trong mùa nắng cho sông

• Kết quả điều tra đặc điểm lâm học cũng cho thấy rừng đã xuống cấp

cần được phục hồi, vấn đề cần được quan tâm là rừng lồ ô và hỗn giao

gỗ và lồ ô khá lớn cho thấy sự diễn biến của rừng theo chiều hướng

xấu đi và vấn đề khai thác sử dụng nguồn tài nguyên này thế nào cho

hợp lý không để cây già tự chết mục trong rừng ở những nơi cho phép tác động

• Những loại rừng như lồ ô, hỗn giao gỗ lồ ô, tre nứa, tái sinh dưới tán

rất hạn chế do không đủ nguồn sáng và nguồn giống, do đó đối với các loại cây rừng cần có biện pháp thích hợp để bảo vệ đất, nước theo

mục tiêu phòng hộ đầu nguồn

• Trong diện tích rừng phòng hộ, việc tổ chức quản lý rừng chưa đạt

hiệu quả, nạn di dân tự do xảy ra rất nghiêm trọng, rừng ngày càng bị khai phá lấy lâm sản, lấy đất trồng cây công nghiệp, không đảm bảo

chức năng phòng hộ đầu nguồn Cần có những khảo sát đánh giá lại

cơ cấu thảm thực vật trong khu vực phòng hộ

2.3 Hi ện trạng môi trường tại khu vực khai thác nước thô

2.3.1 V ị trí

Vị trí khai thác nước thô được thực hiện trên 1 khu đất ở khu vực Bến

Than Đầu nguồn khai thác sông Sài Gòn là trạm bơm nước thô về đến nhà máy xử lý nước Hòa Phú Khu vực trạm bơm nước thô và nhà máy xử lý nước

là khu vực ngoại thành của TP.HCM Tại đây hầu hết đất nông nghiệp, mật độ dân cư thấp, các công trình xây dựng ít

Mực nước thấp nhất : -1,9m

Mực nước cao nhất hàng năm : +0,8m

Mực nước lũ cao nhất : +1,8m

2.3.2 Điều kiện khí hậu

Trạm xử lý nước sông Sài Gòn nằm trong vùng ảnh hưởng khí hậu chung

của TP.HCM gồm 2 mùa mưa nắng rõ rệt : mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

2.3.2.1 Nhi ệt độ

Nhiệt độ không khí là một trong những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình chuyển hóa và phát tán các chất gây ô nhiễm trong không khí

Nhiệt độ trung bình năm : 270Nhiệt độ tháng cao nhất (vào tháng 4 hàng năm) : 35

Lượng mưa trung bình hàng năm : 1.884mm/năm

Số ngày mưa trung bình năm : 146 ngày/năm

2.3.2.3 Độ ẩm không khí

Độ ẩm không khí cũng như nhiệt độ không khí là một trong những

yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa và phát tán các chất

ô nhiễm trong khí quyển, đến quá trình trao đổi nhiệt của cơ thể, từ đó ảnh hưởng đến sức khỏe của người lao động

Độ ẩm tương đối của khu vực : 75 – 85%

Độ ẩm cao nhất tuyệt đối : 98,67%

2.3.3.2 Địa chất

Ngoài phần đồi gò chiếm 10% và đồng bằng cao 35%, diện tích còn

lại chiếm 55% là vùng trũng thấp Tại vùng này, công tác chuẩn bị kỹ thuật đất đai gặp khó khăn do mực nước ngầm nằm nông, thoát nước khó

khăn, nền địa chất yếu, công tác san nền đòi hỏi khối lượng đất đắp lớn

Dựa vào điều kiện của khu vực khai thac nước thô ta sẽ đưa ra phương án khai thác nguồn nước một cách hợp lí nhất

2.3.4 Ch ất lượng nước sông Sài Gòn

TT Các ch ỉ tiêu Đơn vị

K ết quả phân tích Tiêu chu ẩn nước

sinh ho ạt TCVN 5502-2003

Min Max Trung

8 Độ oxy hóa KMnO 4 mgO2/l 6,5 5,2 5,9 ≤ 2

9 Oxy hòa tan mgO2/l 3,4 4 3,7 -

CHƯƠNG 3

XÁC ĐỊNH QUY MÔ DÙNG NƯỚC ,CÔNG SUẤT TRẠM

3.1 Xác định quy mô dùng nước

Dựa theo TCXDVN 33 : 2006

3.1.1 Quy mô dân s ố

Dự tính qui mô dân số khu dân cư Hòa Phú là 12.000 người

Qui mô dân cư các xã lân cân Bình Mỹ, Trung An, Tân Thanh Đông khoảng 30.000 người

3.1.2 Quy mô công nghi ệp

Cụm công nghiệp xã Hòa Phú, huyện Củ Chi, quy mô toàn khu 112.9ha

3.1.3 Các công trình công c ộng

- Các cơ quan nhà nước, khu vực hành chính của khu dân cư

- Trường học :

+ Các trường đại học : 1.000 sinh viên

+ Các trường cao đẳng : 1.500 sinh viên

+ Các trường trung cấp và dạy nghề : 1.500 sinh viên

+ Các trường trung học phổ thông, trung học cơ sở và tiểu học

- Bệnh viện : Thành phố hiện có một bệnh viện tỉnh với sức chứa là

200 giường bệnh

- Khách sạn, nhà nghỉ

- Các trung tâm công cộng khác : nhà văn hóa, rạp chiếu phim, bến xe,

chợ …

3.2 Nhu c ầu dùng nước và tiêu chuẩn dùng nước

3.2.1 Nhu c ầu dùng nước

Các loại hình thức sử dụng nước:

Nước dùng cho sinh hoạt : Là nước người dân sử dụng vào mục đích sinh

hoạt hàng ngày như : tắm giặt, ăn uống, vệ sinh,…

Các yếu tố để xác định lượng nước này là dân số và tốc độ đô thị hóa, mức

sống của người dân, đồng thời với nó là mức độ phục vụ của hệ thống cấp nước được đánh giá qua chỉ tiêu tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt

Nước dùng cho sản xuất công nghiệp: Nước sử dụng trong các hoạt động

sản xuất công nghiệp

Nước dùng vào các hoạt động khác : Dùng trong các cơ quan, công sở,

trường học, bệnh viện, tưới cây, tưới đường…

Nước rò rỉ và các loại nước khác : do rò rỉ trên mạng lưới hoặc do sự cố

3.2.2 Tiêu chu ẩn dùng nước

Tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt lấy như sau:

• Khu dân cư Hòa Phú: qtc

3.3.1 Lượng nước dùng cho sinh hoạt

Lượng nước dùng cho sinh hoạt tính theo công thức:

Lượng nước dùng trung bình ngày

Dân số của khu dân cư Hòa Phú N1

Dân số các xã lân cận trong Huyện Củ Chi = 30.000 người

= 12.000 người

• q : tiêu chuẩn dùng nước cho một đầu người trong một ngày đêm

Dân khu dân cư Hòa Phú thì q = 200l/người.ngđ

Dân các xã thì q = 150l/người.ngđ

• kngđ

k

: hệ số không điều hòa ngày đêm

ngđ = 1,3 ÷ 1,4 Với khu dân cư Hòa Phú với quy mô vừa phải, chọn

1000

30000

1000

30000

150 ×

= ×1,4 = 6300m3Như vậy, lượng nước sinh hoạt:

Do chưa có số liệu thống kê đầy đủ về quy mô, dây chuyền, số lượng

công nhân… của các xí nghiệp c ông nghiệp nên theo TCXDVN 33 : 2006 ta

có thể lấy lưu lượng nước cấp cho công nghiệp theo tổng diện tích :

3.3.3 Lượng nước dùng cho công cộng

3.3.3.1 Nước tưới cây và rửa đường

Theo TCXDVN 33 – 06 khi thiếu số liệu về quy hoạch thì lưu lượng nước cấp cho tưới cây và rửa đường tính theo tổng lưu lượng nước dùng cho sinh hoạt:

Qt,r = (8 ÷ 12)% QSH Chọn Qt,r = 10% Q

- Đối với lưu lượng nước dùng cho sinh hoạt trung bình

SH

TB r t

Q, = 10% Qng-tb = 10% 6900 = 690m× 3/ngđ

+ Nước tưới cây chiếm 40% tương ứng với Q

Trong đó:

t = 276m3+ Nước rửa đường chiếm 60% tương ứng với Q

/ngđ

t = 579,6m3

3.3.3.2 Nước dùng cho trường học

/ngđ Lưu lượng trung bình ngày của trường học được tính theo công thức

= 20l/người.ngđ

Q = 20 + 30 + 30 = 80m3

3.3.3.3 Nước dùng cho bệnh viện

/ngđ

Lượng nước cấp cho bênh viện trung bình trong một ngày có thể tính

theo công thức sau:

BV ngd TB

Q − =

1000

.q tc bv G

, m3/ngđ

+ G : Số giường của bệnh viện Giả sử Khu dân cư có một bệnh

viện lớn với quy mô là G = 200 giường bệnh

Trong đó:

+ BV tc

Q : Tiêu chuẩn cấp nước cho một giường bệnh, theo tiêu chuẩn thì qbv

tc

⇒

= 300l/người.ngđ

BV ngd TB

/ngđ

BV h TB

Q

= 2,5m3Lưu lượng lớn nhất giây của bệnh viện

/h

BV s

Qmax− =

3600

1000 c

BV h

= 1,74l/s

Vậy : Tổng lưu lượng nước dùng cho công cộng là:

TB CC

Q = TB

r t

Q, + ngd

TH

Q + BV

ngd TB

Q − = 690 + 80 + 60 = 830m3

max

CC Q

/ngđ = max

Trong đó :

- b: Hệ số kể đến những yêu cầu chưa tính hết và lượng nước hao

hụt trong quá trình vận hành hệ thống cấp nước

Theo quy phạm : b = 1,1 ÷ 1,2 , ta chọn b = 1,1

- QSH+ Lưu lượng nước trung bình Q

: Lưu lượng nước dùng cho sinh hoạt

cc: Lượng nước dùng cho công cộng, m3

+ Lưu lượng nước trung bình

/ngđ

TB CC

Q = 830m3+ Lưu lượng nước lớn nhất

Tổng công suất trung bình của trạm bơm cấp II là:

QTBII = 1,1 (1.6900 + 5080,5 + 830) = 14091,6m× 3

3.3.4.2 Công su ất của trạm xử lý

/ngđ

QXL = QTBII c , m3/ngđ

c: Hệ số kể đến lượng nước dùng cho bản thân trạm cấp nước Theo quy

phạm c = 1,05 ÷ 1,1 Do lượng nước này không bơm vào mạng lưới, ta

Q

/ngđ = 1,1×14091,6 = 16391,76m3

Chọn

/ngđ

TB XL

hoạt nên phải dùng vôi để nâng độ pH

- Do hàm lượng cặn lơ lửng cao nên phải dùng phèn Al2(SO4)3

- Phải Clor hóa sơ bộ

để keo tụ

3.4.1 Xác định lượng clor để clor hóa sơ bộ

Ta phải clor hóa sơ bộ trong 2 trường hợp sau:

* Nước nguồn có chứa NH3, NO2

- [O

2]o > 0,15[Fe2+] + 3

Do [O2]o = 4mg/l > 0,15[Fe2+] + 3 = 0,15 2,02 + 3 = 3,3mg/l nên ph× ải clor hóa sơ bộ

Lượng clor để oxy hóa : Lcl = 0,5[O2] = 0,5 4 = 2mg/l ×

* Nước nguồn có chứa NH3 (ở dạng NH4+

Liều lượng clor dùng để khử NH

) nên ta phải clor hóa sơ bộ

4+, NO2- L

:

cl = 6[NH4+] + 1,5[NO2-] + 2 = 6 1,12 + 1,5× ×0,017 + 2 = 8,75mg/l

Như vậy : Tổng lượng clor dùng để clor hóa sơ bộ là:

∑Lcl

Lượng clor dùng để clor hóa sơ bộ này được đưa vào trước quá trình xử lý

nhằm đảm bảo yêu cầu vệ sinh cho các công trình trong dây chuyền công nghệ

* Căn cứ vào độ màu M của nước nguồn là 106, liều lượng phèn cần đưa vào để xử lý được xác định bởi công thức:

Pp =4 M = 4 106 = 40mg/l

So sánh giữa 2 liều lượng phèn tính theo hàm lượng cặn và độ màu, ta chọn

liều lượng phèn lớn nhất là 40mg/l

3.4.3 Xác định liều lượng vôi để kiềm hóa

Khi cho phèn vào nước, pH giảm Đối với phèn nhôm, giá trị pH thích hợp

để quá trình keo tụ xảy ra đạt hiệu quả từ 5,5 đến 7,5

Giả sử cần phải kiềm hóa nước để nâng pH lên giá trị phù hợp với yêu cầu

xử lý, lượng kiềm được xác định bởi công thức:

3.4.4 Xác định liều lượng vôi để ổn định nước sau khi keo tụ

⇒ Nước có tính xâm thực, phải ổn định nước bằng vôi

Trên cơ sở dữ liệu như trên, em đưa ra 2 sơ đồ dây chuyên công nghệ như sau:

 Dây chuy ền công nghệ theo phương án 1

B ể lắng trong có

t ầng cặn lơ lửng

Vôi Clor

li ệu

B ể chứa nước sạch Clor kh ử trùng

B ể trộn cơ khí

B ể lắng ngang

Vôi

B ể tuần hoàn Nước rửa lọc

Clor

Bùn l ắng

Trộn cơ khí là dùng năng lượng cánh khuấy để tạo ra dòng chảy rối

Nguyên lý làm việc như sau : Nước từ trạm bơm nước thô về bể tiếp nhận

của nhà máy Tại đây, hóa chất được đưa vào từ trên xuống dưới đáy bể Trên đường ống dẫn từ mặt nước xuống đáy có khoan các lỗ để đưa hóa chất vào bể Nhờ

các cánh khuấy, hóa chất được trộn đều vào nước thành dung dịch để đưa vào bể

= 10,42m

Chọn kích thước mỗi bể là L

3

× B × H = 2,2 × 2,2 × 2,2m Theo TCXDVN 33-2006, chiều cao bảo vệ 0,3 – 0,5m Chọn hBV

Như vậy, kích thước của mỗi bể sẽ là : L

= 0,5m

× B × H = 2,2 × 2,2 × 2,7m

4.1.2 Tính toán cánh khu ấy

Năng lượng cần thiết để khuấy trộn

µ

V G

P= 2

P = ( 800s-1 ) 2 10,42 × × 0,001 = 6668,8 W = 6,7 kW Năng lượng cần thiết của cánh khuấy; hiệu quả khuấy trộn lấy 90%

P’ =

9,0

7,69,

0P = = 7,44 kW Tính toán kích thước cánh khuấy và tốc độ quay

Sử dụng cánh khuấy tuabin bản phẳng với tỷ số w/d = 0,15

Hệ số công xuất Np = 2,6 ( bảng 4.1)

B ảng 4.1: Hệ số công suất các loại cánh khuấy

Bản phẳng góc 45o

4 cánh (w/d = 0,15) 1,36

4 cánh (w/d = 0,2) 1,94

(Ví d ụ tính toán thiết kế nhà máy xử lý nước – NXB ĐHQG TP.HCM)

Tốc độ quay của cánh khuấy được tính theo công thức

7440

= 2,86 vòng/s = 172 vòng/phút

Kiểm tra hệ số Reynold

NR = = × × =

001,0

100086,2

2,86×106

4.1.3.Tính toán ống dẫn nước ra mỗi bể trộn

> > 10000 : dòng chảy là dòng

chảy rối do đó sử dụng công thức tính tốc độ quay cánh khuấy như trên là hợp lý

Lưu lượng nước ra mỗi bể trộn

tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành bông cặn, cần xây dựng các bể phản ứng

với mục đích đáp ứng các yêu cầu của chế độ keo tụ tối ưu Ta chọn các bể phản ứng cơ khí

Nguyên lý hoạt động của bể phản ứng cơ khí là dùng năng lượng của các

guồng khuấy chuyển động trong nước để tạo ra sự xáo trộn dòng chảy Bể phản ứng

cơ khí được chia làm nhiều ngăn tùy theo công suất của trạm xử lý Mỗi ngăn lại chia làm nhiều buồng, mỗi buồng đặt 1 guồng khuấy

= 8,7m Như vậy, kích thước 1 bể phản ứng sẽ là L × B × H = 8,7 × 3 × 4m

= 2,9m Như vậy, khoảng cách giữa các vách ngăn là 2,9m

Diện tích mỗi buồng là F1buồng = B l = 3× ×2,9 = 8,7m

4.2.3 Tính toán cánh gu ồng tạo bông

Tính toán cánh guồng bao gồm: tốc độ khuấy trộn, kích thước guồng và cánh guồng, nhu cầu năng lượng và số lượng cánh guồng

Gradient vận tốc trong ngăn thứ nhất của bể tạo bông là G = 60/s Thể tích ngăn là V = 34,8 m3

1253,0

03132,0

00783,0

0,0125kW

 Xác định kích thước số lượng guồng cánh khuấy

Guồng cánh khuấy thường được chế tạo thành từng bộ khung nhỏ rồi đưa

tới nhà máy lắp ráp Mỗi khung guồng có độ dài 2,8 m Đường kính xấp xỉ 65%

mực nước trong bể phản ứng

Mỗi ngăn phản ứng có 1 khung guồng, tổng cộng 12 cánh, mỗi cánh có chiều rộng 15 cm dài 2,8 m Khoảng cách giữa mỗi cánh là 10 cm

Ngăn thứ nhất có 1 guồng khuấy gồm 12 cánh dài 2,8m rộng 15cm Mỗi

bản cánh có khoảng cách đến tâm là 2,45m; 1,95m; 1,45m Tốc đ ộ quay tính theo phương trình

P = ( 3)

3 3 3 2 2 3 1 1

: tổng diện tích các bảng cánh trong một ngăn phản ứng

Diện tích này được tính toán như sau:

1

2 = πntdd2 = 0,75πntpdv

2

3 = πntdd3 = 0,75πntpd3

• d1; d2; d3

- Tốc độ cần thiết của cánh guồng ngăn thứ nhất

: khoảng cách tính từ tâm của các bản cánh so với tr ục

guồng, m

P1 ( ) ( 3)

3 3 2 3 1 3 75 , 0

A C

,02

68,1100035,1

A C

, 0 2

68 , 1 1000 35 ,

A C

, 0 2

68 , 1 1000 35 ,

vòng/phút

1 60 0,2 0,1253 0,36 0,48

2 30 0,05 0,03132 0,135 0,18

3 15 0,0125 0,00783 0,0063 0,084

4.2.4 Tính toán ống dẫn nước ra mỗi bể

Lưu lượng nước ra mỗi bể phản ứng

q = =

2

Q

= 2

2315 , 0

0,11575m3

Dựa theo bảng tra thuỷ lực ta chon ống D= 400 mm; v = 0,95 m/s Theo TCXDVN 33 – 2006 thì v = 0,8 – 1m/s

/s = 115,75 l/s

STT Thông số Đơn vị Số liệu thiết kế

7 Chiều dài mỗi buồng m 2,9

8 Thể tích buồng m3 34,8

4.3 B ể lắng ngang

Bể lắng là 1 khâu quan trọng của công nghệ xử lý nước, là giai đoạn làm

sạch sơ bộ trước khi nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước Dựa vào nguyên lý rơi tự do, việc lắng có thể loại bỏ 90 - 95% lượng cặn bẩn trong nước

33,83333,1

Q

tb 6 ,

tb = K.u0 = 7,5 0,5 = 3,75mm/s ×

⇒ B =

4.375,36,3

33,833

×

× = 5,14m Chọn B = 5,2m Chiều dài bể lắng :

L =

N B

F

. =

42,5

74,615

4.3.2.1 Phân ph ối nước

Việc phân phối nước vào trong toàn bộ mặt cắt ngang của bể là điều kiện cực kỳ quan trọng vì nếu phân phối không đều nước vào sẽ gây ra hiện tượng ngắn dòng và tạo ra các xoáy nước nhỏ làm cho dòng

chảy trong vùng lắng không ổn định Biện pháp có hiệu quả nhất là đặc

tấm phân phối khoang lỗ cách tường 1,5m (theo TCXDVN 33 – 2006 là

1 – 2m) tấm phân phối có kích thước bằng mặt cắt ngang của bể Đoạn dưới của vách ngăn trong phạm vi chiều cao 0,3 – 0,5 m kể từ mặt trên

của vùng nén chứa cặn không cần phải khoang lỗ