Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho khu dân cư 33.000 dân

Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho khu dân cư 33.000 dân

Chương 1 TỔNG QUAN1.1 Đặt vấn đề

Nước là một nhu cầu cần thiết cho mọi sinh vật trên trái đất Không có nước,cuộc sống trên trái đất không thể tồn tại Nhu cầu sử dụng nước của con người cho cáchoạt động bình thường cũng là khá lớn chưa kể đến các hoạt động sống khác

Nước cấp dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí, ngoài ranước còn sử dụng cho các hoạt động khác như: cứu hỏa, tưới cây, rửa đường,… Hầuhết mọi ngành công nghiệp đều cần đến nước cấp như một nguồn nguyên liệu khôngthể thay thế được trong sản xuất

Ngày nay, phát triển sản xuất đã góp phần cải thiện cuộc sống Nhưng bên cạnh

đó cũng tạo ra những nguồn thải trực tiếp hay gián tiếp làm ô nhiễm những nguồn cấpcho chính con người Mặt khác, nguồn nước tự nhiên không đảm bảo hoàn toàn đạt tiêuchuẩn chất lượng nước cấp và tính ổn định không cao

Vấn đề được đặt ra là làm thế nào để cung cấp nước sạch cho sinh hoạt và sảnxuất một cách tốt nhất và hiệu quả bên cạnh đo phải thích hợp về mặt kinh tế đồng thờikhông gây ra những tác động ảnh hưởng tới môi trường

Trong những năm gần đây, cùng sự phát triển chung của kinh tế xã hội cả nước

và Tp.Buôn Ma Thuột cũng như khu dân cư phường Tân An Cơ cấu kinh tế đangchuyển đổi mạnh mẽ, các ngành nghề mở rộng giúp cho kinh tế phát triển từ đó nhucầu sử dụng nước sạch cho ăn uống, sinh hoạt của người dân tăng cao

Do đó nhiệm vụ thiết ké hệ thống cung cấp nước sạch phục vụ cho hoạt động sản xuất

và sinh hoạt ở khu dân cư phường Tân An – TP Buôn Ma Thuột là cần thiết, đáp ứngnhu cầu dùng nước sạch cho sinh hoạt hàng ngày của người dân trong khu dân cư

1.2 Khái quát chung về phường Tân An

Phường Tân An thuộc thành phố Buôn Ma Thuột là một khu vực kinh tế năngđộng, do đó nước là một yếu tố không thể thiếu của khu vực

Do đó, việc xây dựng trạm xử lý là cần thiết, đáp ứng nhu cầu nhu cầu sử dụngnước trong sinh hoạt, trong các hoạt động sản xuất kinh doanh hiện tại và trong tươnglai theo định hướng phát triển của khu vực phường Tân An.

1.3 Điều kiện tự nhiên

1.3.1 Vị trí địa lý

Phường Tân An nằm ở phía Tây Nam của thành phố Buôn Ma Thuột

Hình 1.1 Bản đổ hành chính thành phố Buôn Ma Thuột.

Có ranh giới:

+ Đông giáp xã Ea Tu và Phường Tân Lập;

+ Tây giáp phường Tân Lợi;

+ Nam giáp phường Tân Lập và phường Tân Lợi;

+ Bắc giáp xã Ea Tu và huyện Cư M'gar.

Hình 1.2 Bản đổ giới hạn và vị trí phường Tân An, tp Buôn Ma Thuột

1.3.2 Điều kiện thủy văn

Hệ thống sông suối trên địa bàn tỉnh khá phong phú, bao gồm 3 hệ thống sông chính:

- Hệ thống sông Srepok, chảy theo hướng Tây Bắc đổ vào sông Mê Kông, gồm:

+ Sông Srepok là sông lớn nhất ĐắkLắk Tổng diện tích lưu vực là 14420 km2,chiều dài chạy qua địa bàn tỉnh 341 km, lòng sông rộng 100 - 150 m Mô đun dòngchảy bình quân trên lưu vực khoảng 20 lít/s/km2 Sông Srepok có 2 nhánh chính làsông Krông Ana và Krông Nô

+ Sông Krông Ana: diện tích lưu vực khoảng 3960 km2, dài gần 120 km Môđun dòng chảy bình quân 21 lít/s/km2

+ Sông Krông Nô: diện tích lưu vực khoảng 3930 km2, môđun dòng chảy bìnhquân 34 lít/s/km2, phần hạ lưu dòng chảy tương đối gấp khúc

- Hệ thống sông Đồng Nai nằm ở phía Nam, phần chạy qua địa bàn tỉnh có tổng diện tích lưu vực là 3642 km2 , gồm 3 nhánh chính là suối Đak Tih, suối Đak Nông và suối Đak Rung.

- Hệ thống sông Ba, nằm ở phía Đông Bắc tỉnh, đổ ra biển Đông, phần chảy trên địa bàn Đắk Lắk có diện tích lưu vực 1500 km2 , mô đun dòng chảy bình quân 37,5

lít/s/km2, bao gồm 2 nhánh chính là sông Krông Hin và sông Krông HNăng

Bên cạnh hệ thống sông suối khá dày đặc, trên địa bàn tỉnh còn có nhiều hồ tự nhiên vànhân tạo như hồ Lắk, Ea Kao, Buôn Triết, Ea Sô

1.3.3 Điều kiện điạ chất

Chủ yếu là nhóm đất xám, đất đỏ bazan và một số nhóm khác như: đất phù sa,đất gley, đất đen

Các đất hình thành từ đá bazan có độ phì khá cao (pH/H2O từ trung tính đếnchua, đạm và lân tổng số khá) Sự đồng nhất cao giữa độ phì nhiêu tự nhiên và độ phìnhiêu thực tế của các nhóm đất và loại đất, được phân bố trên cao nguyên Buôn MaThuột trải dài khoảng 90 km theo hướng đông bắc - tây nam và rộng khoảng 70 km

- Nhóm đất phù sa (Fuvisols): Được hình thành và phân bố tập trung ven các sông suối.

Tính chất của loại đất này phụ thuộc vào sản phẩm phong hoá của mẫu chất

- Nhóm đất Gley (Gleysols): Phân bố tập trung ở các khu vực thấp trũng.

- Nhóm đất xám (Acrisols): Là nhóm lớn nhất trong số các nhóm đất có mặt tại Daklak,

phân bố ở hầu hết các huyện

- Nhóm đất đỏ (Ferrasol, trong đó chủ yếu là đất đỏ bazan): chiếm diện tích lớn thứ hai

(sau đất xám) chiếm tới 55,6% diện tích đất đỏ bazan toàn Tây Nguyên Đất đỏ bazancòn có tính chất cơ lý tốt, kết cấu viên cục độ xốp bình quân 62 - 65%, khả năng giữnước và hấp thu dinh dưỡng cao rất thích hợp với các loại cây công nghiệp có giá trịkinh tế như cà phê, cao su, chè, hồ tiêu và nhiều loại cây ăn quả, cây công nghiệpngắn ngày khác

1.4 Điều kiện kinh tế - xã hội

1.4.1 Dân số

Hiện tại dân số của khu vực phường Tân An vào khoảng 12 000 nhân khẩu

Tỉ lệ gia tăng dân số trung bình : 13,5%

Dân số dự kiến từ đây đến năm 2020 khoảng 33 000 dân

1.4.2 Kinh tế

Nhìn chung tình hình phát triển kinh tế xã hội của khu vực tương đối mạnh thuhút sự tập trung của lao động và tạo thu nhập ổn định cho người dân Mục tiêu pháttriển đề ra như sau:

1.4.2.1 Đến năm 2015

+ Phấn đấu GDP của phường đến năm 2015 (giá so sánh) tăng gấp 2,16 lần so với

năm 2010

+ GDP tăng bình quân 16-17%/năm, trong đó công nghiệp – xây dựng tăng lên

18-19%; dịch vụ tăng 16-17%, nông lâm nghiệp tăng 2-3%

+ Cơ cấu kinh tế: chuyển dần sang công nghiệp xây dưng là 48%, dịch vụ là 47%,

nông – lâm nghiệp là 5%

+ Xây dựng một số khu đô thị mới trong phường đạt tiêu chuẩn đô thị loại I.

1.4.2.2 Đến năm 2020

+ Phấn đấu GDP của phường đến 2020 (giá so sánh) tăng 2,1 lần so với 2015 + GDP tăng bình quân 15-16%/năm , trong đó dịch vụ tăng 16-17%, công nghiệp

– xây dựng tăng 14-15%, nông – lâm nghiệp tăng 1-2%

+ Cơ cấu kinh tế: công nghiệp xây dựng chiếm 50%, dịch vụ là 47,5% và nông –

lâm nghiệp chiếm 2,5%

+ Xây dựng một số khu vực đạt đô thị loại I, toàn bộ phường đạt tiêu chuẩn đô thị

loại II

1.5 Hiện trạng và định hướng cấp nước

Năm 2010, có 100% dân số thành thị được dùng nước sạch với định mức bình quân 120 lít/ngày và trên 70% dân số nông thôn với bình quân 80 - 90 lít/ ngày Đến năm 2020 có 100% dân số được sử dụng nước sạch

Tranh thủ thu hút các nguồn vốn ODA, NGO; kết hợp nhà nuớc và nhân dân cùng làm, khuyến khích các thành phần kinh tế đầu tư xây dựng hệ thống cấp nước, nhà máynước, trạm cấp nước và được thu tiền sử dụng nước của các hộ gia đình

Khuyến khích thành lập các hợp tác xã kinh doanh nước sinh hoạt Thực hiện giá khuyến khích lắp đặt và sử dụng nước, hoặc cho vay trả chậm đối với các hộ nghèo

Chương 2 TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT CỦA TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP

PHƯỜNG TÂN AN2.1 Nước cấp cho ăn uống, sinh hoạt

Trong đó:

 qi: Tiêu chuẩn lấy nước ( l/ng.ngđ), theo TCXD 33 – 2006 đối với đô thị loại II, thiết kếcho giai đoạn 2020 sẽ có 100% dân đô thị được cấp nước với tiêu chuẩn cấp nước qi =

150 l/ng.ngđ

 Ni : Số dân tính toán (người)

 Kngày max : Hệ số không điều hòa ngày lớn nhất; Kngàymax = 1,2 ÷ 1,4 theo TCXD 33 –

2006 chọn Kngàymax = 1,4

2 2 Nước dùng cho công nghiệp

Lưu lượng nước cấp cho sản xuất: Qsx = 2 000 (m3/ngđ).

Lưu lượng nước dùng cho nhu cầu sinh hoạt của 400 người công nhân trong thờigian làm việc:

Trong đó

 qi: Tiêu chuẩn dùng nước cho công nhân khi làm việc,theo TCXD 33/2006 với điềukiện làm việc bình thường qi = 25 l/ng.ca

 Ni : Tổng số công nhân của nhà máy (người)

Lưu lượng nước tắm cho công nhân sau mỗi ca làm việc (nước tắm được cấptrong 45 phút)

Trong đó

 qi : Tiêu chuẩn nước cho một lần tắm hoa sen (l/hoa sen)

 Ni : Số công nhân tắm hoa sen (người)

 n : Số người sử dụng tính cho một nhóm hoa sen

Theo TCXD 33 – 2006: qi = 300 l/giờ với n = 30 người công nhân làm việctrong điều kiện bình thường - không bẩn quần áo tay chân /nhóm hoa sen

Vậy lưu lượng nước cấp cho công nghiệp tập trung:

2 3 Nước dùng cho tiểu thủ công nghiệp

Do không có số liệu cụ thể nên chọn 10%.

2 4 Nước dùng cho tưới đường, tưới cây

Do không có số liệu cụ thể nên chọn 8%

 Vì lưu lượng nước tưới cây chiếm 40% nên:

 Vì lưu lượng nước tưới đường chiếm 60% nên:

2 5 Nước dùng cho công trình công cộng

Do không có số liệu cụ thể nên chọn 10%

2 6 Nước dùng cho chữa cháy

Trong đó

 qcc: Tiêu chuẩn nước chữa cháy (l/s), chọn qcc = 15l/s (theoTCXD 33-2006)

 n: Số đám cháy xảy ra đồng thời, theo TCXD 33 – 2006 có n = 2

 k : Hệ số xác định theo thời gian phục hồi nước dự trữ chữa cháy Đây là đô thị loại II

có 25.000 dân, nhà xây dựng hỗn hợp các tầng không phụ thuộc vào bậc chịu lửa, theo TCXD 33 – 2006 thì k = 1

2 7 Công suất của trạm xử lý

• Công suất hữu ích cấp cho đô thị

• Công suất của trạm bơm cấp II phát vào mạng lưới cấp nước

Trong đó

 Kr : Hệ số lượng nước rò rỉ trên mạng lưới và lượng nước dự phòng, theo TCXD

33 – 2006 thì Kr = 1,1 – 1,2.Vì hệ thống cấp nước đô thị được thiết kế mới cho giaiđoạn 2020 nên chọn hệ số dự phòng Kr = 1,2

3.1 Tổng quan về nguồn nước ở khu vực

3.1.1 Nước mặt

Với những đặc điểm về khí hậu-thủy văn và với 3 hệ thống sông ngòi phân bố tươngđối đều trên lãnh thổ (hệ thống sông Srepok; hệ thống sông Ba, hệ thống sông ĐồngNai) cùng với hàng trăm hồ chứa và 833 con suối có độ dài trên 10 km, đã tạo choĐắkLắk một mạng lưới sông hồ khá dày đặc Vì vậy, nhiều vùng trong tỉnh có khảnăng khai thác nguồn nước mặt thuận lợi để phục vụ sản xuất và đời sống, nhất là cácđịa bàn phân bố dọc theo hai bên sông Krông Ana thuộc các huyện: Krông Ana, KrôngPắc, Lăk và Krông Knô

3.1.2 Nước ngầm

Tồn tại chủ yếu dưới 2 dạng: Nước lỗ hổng và nước khe nứt Chất lượng nước thuộcloại nước siêu nhạt, độ khoáng hoá M= 0,1 - 0,5, pH = 7-9 Trữ lượng ở đây vàokhoảng 50 000 m3/ngđ (theo Liên đoàn Địa chất Thuỷ văn - Địa chất công trình).

3.1.3 Lựa chọn nguồn nước cấp

Ta thấy trên địa bàn phường Tân An có hai nguồn nước có thể cung cấp nước cho khuvực là nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm Cả hai nguồn nước này đều đáp ứngđược nhu cầu dùng nước của khu vực Tuy nhiên nhằm thuận tiện trong việc khai thác,

xử lý và kinh tế này ta chọn nguồn nước ngầm làm nguồn cung cấp nước cho khu vực

3.2 Tổng quan quá trình xử lý nước ngầm

Đối với nguồn nước xử lý là nước ngầm, thì chủ yếu là quá trình khử sắt trongnước ngầm Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại ở dạng ion, sắt có hóa trị II là thànhphần của các muối như Fe(HCO3); FeSO4 Hàm lượng sắt có trong các nguồn nướcngầm thường cao và phân bố không đồng đều

Quá trình xử lí nước phải qua nhiều công đoạn , mỗi công đoạn được thực hiệntrong các công trình đơn vị khác nhau Tập hợp các công trình đơn vị từ đầu đến cuốigọi là một dây chuyền công nghệ , căn cứ vô chỉ tiêu chất lượng nguồn nước, yêu cầunước sử dụng cụ thể xây dựng các sơ đồ dây chuyền công nghệ khác nhau

Trong nước ngầm, sắt II bicacbonat là muối không bền vững, thường phân ly theodạng sau:

Fe d

2 2

Trong đó,

: Sự biến thiên nồng độ [Fe2+] theo thời gian t.

 [Fe2+]; [H+] ;[O2]: Nồng độ của các ion Fe2+ ; H+ v oxy tan trong nước

 K: Hằng số tốc độ phản ứng, phụ thuộc vào nhiệt độ và chất xúc tác

 Trường hợp nước có oxy hòa tan: vôi được coi như chất xúc tác, phản ứng khử sắtdiễn ra như sau:

2 3 3

2 2

2 2

 Trường hợp nước không có oxy hòa tan: khi cho vôi vào nước phản ứng diễn ranhư sau:

O H CaCO FeCO

OH Ca HCO

Fe2+ có trong nước Kết quả Fe2+ được giữ lại trong lớp vật liệu lọc

 Khử sắt bằng điện phân: dùng các cực âm bằng sắt, nhôm, cùng các cực dươngbằng đồng, … và dùng điện cực hình ống trụ hay hình sợi thay cho tấm điện cựchình trụ phẳng

 Khử sắt bằng phương pháp vi sinh vật: cấy các mầm khuẩn sắt trong lớp các lọccủa bể lọc Thông qua hoạt động của các vi khuẩn, sắt được loại bỏ khỏi nước

3.2.2 Quá trình lắng

Lắng là giai đoạn làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thànhquá trình làm trong nước Trong công nghệ xử lý nước, quá trình lắng xảy ra rất phứctạp, chủ yếu lắng ở trạng thái động Các hạt cặn không tan trong nước là những tậphợp hạt không đồng nhất (kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng khác nhau) vàkhông ổn định (luôn thay đổi hình dạng, kích thước trong quá trình lắng do chất keotụ)

Theo phương chuyển động của dòng nước qua bể, người ta chia ra các loại bểlắng sau:

 Lắng tĩnh và lắng theo từng mẻ kế tiếp: thường gặp trong các hồ chứa nước, sautrận mưa nước chảy vào hồ mang theo cặn lắng làm cho nồng độ cặn trong hồ tănghơn, nước đứng hơn, cặn lắng tĩnh xuống đáy……

 Bể lắng cố định nước chảy ngang cặn rơi thẳng đứng hay còn gọi là bể lắng ngang:cấu tạo bể lắng ngang gồm bốn bộ phận chính: bộ phận phân phối nước vào bể;vùng lắng cặn; hệ thống thu nước được lắng; hệ thống thu xả cặn Căn cứ vào biệnpháp thu nước đã lắng, người ta chia bể lắng ngang làm hai loại: bể lắng ngang thunước ở cuối và bể lắng ngang thu nước đều trên mặt Bể lắng ngang thu nước ởcuối thường kết hợp với bể phản ứng có vách ngăn hoặc bể phản ứng có lớp cặn lơlửng Bể lắng ngang thu nước bề mặt thường kết hợp với bể phản ứng có lớp cặn

lơ lửng

 Bể lắng cố định nước đi từ dưới lên, cặn rơi từ trên xuống gọi là bể lắng đứng: bểlắng đứng thường kết hợp với bể phản ứng xoay hình trụ (hay còn gọi là ống trungtâm) Theo chức năng làm việc, bể chia làm hai vùng: vùng lắng có dạng hình trụhoặc hình hộp ở phía trên vùng chứa nén cặn có dạng hình nón hoặc hình chóp ởphía dưới

 Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: trong bể lắng nước đi từ dưới lên qua lớp cặn lơlửng được hình thành trong quá trình lắng, cặn dính bám vào lớp cặn, nước trongthu trên bề mặt, cặn thừa đưa sang ngăn nén cặn, từng thời kỳ xả ra ngoài Bể lắng

có lớp cặn lơ lửng dùng bể lắng cặn có khả năng keo tụ

 Lắng trong các ống tròn hoặc trong các hình trụ vuông, lục lăng đặt nghiêng so vớiphương ngang 60o: nước từ dưới lên, cặn trượt theo đáy ống từ trên xuống gọi là bểlắng nghiêng hay còn gọi bể lắng cặn lớp mỏng, dùng chủ yếu để lắng nước đãtrộn

3.2.3 Quá trình lọc

Quá trình lọc là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với lớp chiều dày nhất định đủ

để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng

có trong nước Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêuchuẩn cho phép Sau khoảng thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị giữ lại, làm tốc độlọc giảm dần Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc, ta phải tiến hành rửa lọc,

có thể rửa bằng nước hoặc bằng gió hoặc bằng gió nước kết hợp

Để thực hiễn quá trình lọc nước có thể sử dụng trong số loại bể lọc có nguyêntắc làm việc, cấu tạo vật liệu lọc và thông số vận hành khác nhau, có thể chia ra cácloại bể lọc sau:

 Theo chiều của dòng nước chia ra

 Bể lọc xuôi: là bể lọc có dòng nước chảy qua lớp vật liệu lọc từ trên xuống như

 Bể lọc hai hay nhiều lớp vật liệu

 Theo cỡ hạt vật liệu lọc chia ra

 Bể lọc cỡ hạt nhỏ: d< 0,4 mm

 Bể lọc cỡ hạt vừa: d = 0,4 ÷ 0,8 mm.

 Bể lọc cỡ hạt thô: d > 0,8 mm

 Theo cấu tạo vật liệu lọc chia ra

 Bể lọc có vật liệu lọc ở dạng hạt

 Bể lọc lưới: nước đi qua lưới lọc kim loại

 Bể lọc có màng lọc: nước lọc di qua màng được tạo thành trên bề mặt lưới đỡhoặc lớp vật liệu lọc rỗng

3.2.4 Quá trình khử trùng nước

Khử trùng nước là khâu bắt buột cuối cùng trong quá trình xử lý nước ăn uốngsinh hoạt Trong nước thiên nhiên chứa rất nhiều vi sinh vật và vi trùng Sau các quátrình xử lý cơ học, nhất là nước sau khi qua lọc, phần lớn các vi trùng đã được giữ lại.Song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh, ta còn phải tiến hành khử trùngnước

Hiện nay có rất nhiều biện pháp khử trùng nước hiệu quả như:

 Khử trùng bằng các chất oxy hóa mạnh: như Clo Hợp chất của Clo, Ozon, Kali

 Khử trùng nước bằng tia tử ngoại: hay còn gọi là tia cực tím, là các tia có bướcsóng ngắn có tác dụng diệt trùng rất mạnh Khi chiếu các tia này trong nước, cáctia này sẽ tác dụng vào các phần tử prôtit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc vàkhả năng trao đổi chất, vì thế chúng bị tiêu diệt

 Khử trùng bằng siêu âm: dùng dòng siêu âm với cường độ có tác dụng trongkhoảng thời gian nhỏ nhất là 5 phút, sẽ có thể tiêu diệt toàn bộ vi sinh có trongnước

 Khử trùng bằng phương pháp nhiệt: đun sôi nước ở nhiệt độ 100oC sẽ có thể tiêudiệt phần lớn các vi khuẩn có trong nước Chỉ trừ nhóm vi khuẩn gặp nhiệt độ cao

sẽ chuyển sang dạng bào tử vững chắc

 Khử trùng bằng ion bạc: ion bạc có thể tiêu diệt phần lớn vi trùng có trong nước.Với hàm lượng 2 - 10 ion g/l đã có tác dụng diệt trùng Tuy nhiên hạn chế củaphương pháp này là: nếu trong nước có độ màu cao, có chất hữu cơ, có nhiều loạimuối… Thì ion bạc không phát huy được khả năng diệt trùng của nó.

3.3 Đề xuất dây truyền công nghệ

Qua thu thập dữ liệu, nước ngầm tại phường Tân An có các chỉ tiêu như sau:

ST

NƯỚCNGUỒN

15 các muối hòa tanTổng hàm lượng mg/l 300

Bảng 3.1 Chỉ tiêu nguồn nước ngầm tại phường Tân An

(Nguồn: Theo xét nghiệm của Trung tâm Y Tế Dự Phòng – Sở Y Tế Dak Lak 06/2009).

 Căn cứ trên kết quả so sánh trên thì dây chuyền công nghệ nhất thiết phải qua các côngđoạn sau: Do hàm lương sắt trong nước ngầm khá cao nên quá trình oxy hóa sắt haithành ba bằng biện pháp làm thoáng cần kết hợp với quạt gió cưỡng bức Dây chuyềncông nghệ dùng quạt gió cưỡng bức thuận lợi là trong tương lai khi hàm lượng sắt 2tiếp tục tăng thì chỉ cần thay quạt gió có lưu lượng lớn hơn để cung cấp đủ oxy cho quátrình oxy hóa

Dựa vào các số liệu đã có, so sánh chất lượng nước thô và nước sau xử lý đểquyết định cần xử lý những chất gì, chọn những thông số chính về chất lượng nướcnguồn đã có thì các phương án xử lý đề xuất là:

Tại bể lọc, những cặn còn lại của quá trình lắng sẽ được giữ lại trong lớp vật liệulọc và giữ lại các chất như sắt và mangan Sau đó nước được bơm về bể chứa nướcsạch.Tại đây nước được khử trùng bằng clo, thời gian đảm bảo tối thiểu 30 phút tiếpxúc với nước trước khi bơm ra sử dụng.

• Phương án 2Tương tự như phương án 1, nhưng ở phương án 2 ta không dùng công trình khử sắt

là giàn mưa mà sử dụng thùng quạt gió.Và ở phương án 2 ta sử dụng bể lắng trong cólớp cặn lơ lửng

- Bể lắng ngang hoạt động ổnđịnh, có thể hoạt động tốt ngaykhi chất lượng nước đầu vào thayđổi và vận hành đơn giản

- Chủ động trong việc tănggiảm lưu lượng hằng ngày haytăng công suất xử lý khi cần thiết

- Hệ số khử khí CO2 trong thùngquạt gió là 90-95% cao hơn so vớigiàn mưa là 80-85%

- Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửngđạt hiệu suất cao hơn bể lắng ngangtrong xử lý

- Khối lượng công trình nhỏ chiếm

- Bể lắng ngang chiếm diệntích xây dựng lớn

- Khi tăng công suất phải xây dựngthùng quạt gió chứ không thể cải tạolại

- Bể lắng trong rất nhạy cảm với sựdao động về lưu lượng và nhiệt độnguồn nước, khó khăn khi tăng haygiảm lưu lượng nước đầu vào

Qua phân tích so sánh chọn phương án 1 để xử lý nguồn nước

3.5 Xác định và đánh giá các chỉ tiêu nước nguồn:

Ta có tổng hàm lượng các muối hòa tan trong nước là P = 300mg/l

 Xác định CO 2 tự do trong nước nguồn

Lượng CO2 tự do có trong nước nguồn phụ thuộc vào nhiệt độ, độ kiềm Ki và

pH và được xác định theo biểu đồ Langlier

Với: P = 300 mg/l

T = 30 0C

pH = 7,6

Độ kiềm Ki0 = 6,25 mgđl/l

Tra biểu đồ Langlier ta xác định được hàm lượng CO2 tự do là 36 (mg/l)

 Xác định các chỉ tiêu sau làm thoáng:

 Độ kiềm sau làm thoáng được xác định theo công thức:

 pH của nước sau làm thoáng:

Có các giá trị đã biết: K = 5,53 (mgđg lượng/l)

706040 30 20 16 9 6 4 3 2 1

6 6,5 7 7,5 8 8,5

8 7 6 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5

1

0,5

800750700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

4.1 Tính toán các công trình đơn vị

4.1.1 Giàn mưa

Nhiệm vụ:

 Hòa tan oxy từ không khí vào nước, tạo điều kiện để Fe2+ oxy hóa thành Fe3+,

Mn2+ thành Mn4+ để dễ dàng kết tủa, dễ lắng đọng

 Khử khí CO2 , H2S có trong nước, làm tăng pH của nước, tạo điều kiện thuận lợi

và đẩy nhanh quá trình oxy hóa và thủy phân Sắt và Mangan, nâng cao năngsuất của các công trình lắng và lọc

 Diện tích giàn mưa:

Trong đó: - Q = 15000 m3/ngđ = 625 m3/h

- qm : cường độ mưa khoảng 10-15 m3/m2-h, chọn qm=10 m3/m2-h

Để thu được nhiều không khí, giàn mưa được chia thành N = 5 ngăn và bố trí thànhmột hàng vuông góc với hướng gió chính

 Diện tích mặt bằng của một ngăn giàn mưa:

Chọn kích thước mỗi ngăn của giàn mưa: L × B = 5 × 2,5

Kiểm tra lại cường độ mưa:

 Tổng diện tích bề mặt tiếp xúc:

Trong đó:

- K: Kệ số khử khí, chọn vật liệu tiếp xúc là than cốc có d = 24mm, theo biểu đồhình 5-8 trang 173 sách “Xử lý nước cấp” của Nguyễn Ngọc Dung, xác định được K =0,092 m/h ứng với nhiệt độ của nước là 300C

- G: Lượng CO2 tự do cần khử (kg/h)

Fe2+ hàm lượng sắt của nước nguồn, Fe2+ = 20 mg/l.

Cđ: Hàm lượng CO2 ban đầu trong nước ngầm, Cđ = 36 mg/l

Ct: Nồng độ CO2 tính toán ứng với pH = 7,5 và độ kiềm của nước nguồn

Trong đó:

Cbđ: nồng độ CO2 tự doxác định theo biểu đồ Langlier, ứng với pH =7,6 và độkiềm K = 6,25 mg/l ở 200C thì Cbđ = 60 mg/l

: hệ số kể đến hàm lượng muối hòa tan trong nước (tra bảng 5-1 trang 173 sách

“Xử lý nước cấp” của Nguyễn Ngọc Dung, ứng với lượng muối hòa tan trong nước là P

F: diện tích tiết diện ngang của giàn mưa (m2).

Lấy chiều cao lớp tiếp xúc ở mỗi sàn là 0,3m Thiết kế giàn mưa 2 tầng ( 1 sàn tungnước và 1 sàn đổ vật liệu tiếp xúc), chiều cao mỗi ngăn là 0,8m, chiều cao ngăn thu là0,6m

 Chiều cao của giàn mưa:

Trong đó:

 Hfm: Chiều cao từ sàn tung nước đến dàn phun Chọn Hfm = 0,6m

 Hvl: khoảng cách giữa các sàn đổ vật liệu tiếp xúc – nằm dưới sàn tungnước, cách 0,8m, sàn bằng inox có đục lỗ

H : Chiều cao ngăn thu nước, chọn H = 0,6m

Chiều cao của dàn mưa:

Tổng diện tích lỗ lấy bằng 30% diện tích tiết diện ngang của sàn (cho phép 30

40 %), tổng diện tích lỗ tính được là:

Chọn đường kính lỗ khoan là 25 mm, diện tích lỗ sẽ là:

vậy số lỗ trên mỗi sàn là:

Số lỗ khoan theo chiều rộng là 62 lỗ, chiều dài là 125 lỗ, bước lỗ là 40mm

 Đường kính ống dẫn nước lên giàn mưa:

Chọn vận tốc nước chảy trong ống là vd = 1m/s ( cho phép là 0,8 ÷ 1,2 m/s), ta có:

Vậy chọn một ống dẫn nước lên giàn mưa có đường kính Dd = 400 mm, ứng với giá trị

vd = 1,295 m/s (trong khoảng 0,8 ÷ 1,2 m/s)

 Đường kính ống dẫn nước từ sàn thu sang bể lắng:

Chọn vận tốc nước chảy trong ống xả là vx = 1,2 m/s (cho phép 1 ÷ 1,5 m/s), ta có:

Vậy chọn một ống dẫn nước lên giàn mưa có đường kính Dx = 400 mm, ứng với giá trị

v x = 1,295 m/s (trong khoảng 1 ÷ 1,5 m/s)

 Hệ thống cửa chớp:

Hệ thống cửa chớp có cấu tạo bằng bê tông với chiều rộng 200mm, dày 25mm.Vậy ta sẽ có 2 loại cửa chớp:

 Cửa chớp rộng 200mm, dày 25mm, dài 2500mm ứng với chiều rộng củamột ngăn của giàn mưa

 Cửa chớp rộng 200mm, dày 25mm, dài 5000mm ứng với chiều dài củamột ngăn giàn mưa

Khoảng cách giữa 2 của chớp kế nhau là 200mm, 2 cửa chớp được đặt songsong với nhau và nghiêng 1 góc 450 so với phương thẳng đứng.Các cửa chớp này đượcxây dựng cách các mép ngoài của sàn tung 0,6m

 Sàn thu nước:

Sàn thu nước được làm bằng bê tông cốt thép, có độ dốc ( i = 0,02 ÷ 0,05), chọn

i = 0,02 về phía ống dẫn nước xuống bể lắng tiếp xúc và được đặt ở dưới đáy giàn mưa.Sau khi nước được làm thoáng, nước được thu lại và tập trung tại 1 ống thu nước có D

= 400mm ở giữa sàn thu nước - đặt ở đáy sàn thu nước cao hơn mặt đáy sàn ít nhất là200mm Cát nếu có trong nước sau khi phun lên giàn mưa sẽ tập trung nhờ độ nghiêngcủa sàn thu nước và ống thu

Chọn đường kính ống nước rửa sàn tung nước d = 50mm với khoảng cách phục

vụ là 5m với 5 vòi phun bố trí về 1 phía của giàn mưa Bố trí 5 ống thoát nước rửa sàn

d = 100mm để xả nước thau rửa giàn mưa

Ống xả cặn: bố trí mỗi ngăn có một ống xả cặn theo quy phạm đường kính ống

từ 100-200 mm, ống này đặt sát sàn để thu cặn và xả nước khi làm vệ sinh giàn mưa.Chọn ống xả cặn là ống PVC có đường kính là 100 mm, mỗi ngăn đặt một ống xả cặn

ở giữa ngăn và sát sàn thu nước, phía đáy thấp Toàn giàn mưa có 5 ống xả

 Hệ thống phân phối nước cho giàn mưa:

Trên 1 ống dẫn chính, ta sắp xếp các ống phân phối chính, chọn khoảng cáchgiữa 2 ống phân phối chính là 5mm Như vậy trên 1 ngăn của giàn mưa có 1 ống phânphối chính, trên ống phân phối chính có các ống nhánh được nối với ống phân phối