Thuyết minh đồ án môn học xử lý nước cấp thiết kế hệ thống cấp nước cho thị trấn 50000 dân

Phần: Thuyết minh Tính toán công suất trạm xử lý m’/ngd Tính toán các công trình đơn vị Phần: Bản vẽ Trắc dọc theo nước Bồ trí mặt bằng trạm Bản vẽ chỉ tiết một công trình đơn vị tự

Trang 1

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHO THỊ TRẤN 50.000 DÂN

I LÝ DO VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

1 LÝ DO THIẾT KẾ

Song song với việc học lý thuyết ở trên lớp sinh viên phải thực hiện đồ án môn học, nhắm hoàn thành va nam vững môn học “xử lý nước câp”

2 NHIEM VU THIET KE

Thiết kế nhà máy cấp nước cho Thị trấn với số đân 50.000 người, Thị trấn không có

nhà máy xí nghiệp, có vài hộ gia đình làm tiêu thủ công nghiệp

Phần: Thuyết minh

Tính toán công suất trạm xử lý (m’/ngd)

Tính toán các công trình đơn vị

Phần: Bản vẽ

Trắc dọc theo nước

Bồ trí mặt bằng trạm

Bản vẽ chỉ tiết (một công trình đơn vị tự chọn)

GVHD : GS.TS Lâm Minh Triết -1- SVTH: Nguyễn Nhật Nam Thi

Trang 2

II CÁC SỐ LIEU THIET KE

1 Dân số của thị trấn: N = 50.000 dân

2 Các chỉ tiêu về chất lượng nước sông:

STT Chỉ tiêu Nước mặt | TCVN- 5501

02_ | Độ đục (N.T.U) 40 <5

03_ | Độ màu (Pt - Co) 70 <10

04_ | Độ kiểm (mgđl/) 2 <10

05 | DO man mg/l (CI) 200 < 250

07 _| Nitrit mg/l (N-NO,) 0,002 0

08 | Nitrat mg/l (N - NO;) 0,2 <5

09 | Amonia mg/l (N —NH3) 0,1 <3

13 | Vi Sinh(Coliform/100mg) 4000 0

14_ | Độ oxy hoá (mg/l) 5,3

15_ | Hàm lượng can (mg/l) 500

II XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TIEU THU:

- N= 50.000 dân

GVHD : GS.TS Lam Minh Triét -2- SVTH: Nguyén Nhat Nam Thi

Trang 3

- qu= 120 l/ng.ngđ ( tra bảng 3.1/14 — TCXD 33-2006)

1 Lượng nước dùng cho sinh hoạt:

qN 120 x 50.000

=’ K =

Os = 1999 Snes 1000 x13=7800 m° /ngd

Trong do:

- dtc: lượng nudc | nguGi tiéu thu trong | ngay dém (/ng.ngd)

- Ñ: số dân tính toán

- K: hệ số không điều hoà, K=1,3

2 Lưu lượng nước phục vụ công cộng ( tưới cây xanh, rửa đường, cứu hỏa ) :

Theo bang 3.1 — TCXD 33 - 2006 cho đô thị loại II, II

OQ, =10%Q,, = 10% x 7800 = 780 m°/ngd

3 Lưu lượng nước cho công nghiệp dịch vụ:

Q, =10%Q,, =10%7800=780 mỶ/ng.đ

4 Lưu lượng nước cho khu công nghiệp:

Q, = 30%Q,, = 30%7800 = 2340 m’/ng.d

5 Lượng nước thất thoát:

QO, =25%(Q,, +O, + QO, + Q;) =25%11.700 = 2.925 mỶ/ngử

6 Lượng nước cho yêu cầu riêng của nhà máy xử lý nước:

Ó, =8%(0,„ + Ó,+O, +Ó,+Ó,)= 8%14.625 =1.170 mỶ/ngđ

7 Vậy công suất công trình thu:

Q= (Qsn + Qi + Qs + Q3 +Qu+Qs )

= 7.800+ 780 + 780 + 2.340+ 2.925 + 1.170

= 15.795 m*/nged

=> Q= 16.000 m*/ngd = 666,67 m*/h = 0,19 m*/s

IV TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ CHO XỬ LÝ NUGC CAP:

NỘI DUNG TÍNH TOÁN BAO GỒM:

1 ĐỀ SUẤT CÔNG NGHỆ CỦA TRẠM XỬ LÍ

Trang 4

2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

3 TÍNH TOÁN CHI PHÍ XỬ LÍ

1 ĐỀ SUẤT CÔNG NGHỆ CỦA TRẠM XỬ LÍ

Theo chất lượng nước nguôn thì phương án xử lý được đê ra là :

v Phương án l1:

Phèn

Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng

<——T| ngang

Bể lắng

Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

Bể chứa < Bể lọc nhanh

Clo

v Phương án 2

Phèn

trình thu cơ khí

Bể chứa Bể lọc nhanh

Clo

4 THUYET MINH CONG NGHE

v Phuong an 1:

Trang 5

- Nước từ sơng sẽ được bơm lên trạm bơm cấp 1, tại miệng thu nước lắp đặt song chắn rác để cản lại những vật rắn trơi nổi trong nước Sau đĩ nước được

bơm đến bể trộn cơ khí

- Tại bể trộn nước sẽ được tiếp xúc với hĩa chất phèn để tạo kết tủa Nhờ cĩ

bể trộn mà hĩa chất được phân phối nhanh và đều vào trong nước, nhằm đạt hiệu quả xử lý cao nhất

- Sau khi nước tạo bơng cặn lắng ở bể trộn sẽ được dẫn đến bể phản ứng Tại

đây

- Sau đĩ các bơng cặn đĩ sẽ được lắng ở bể lắng ngang Tiếp theo nước sẽ

chẩy vào mương phân phối và được đưa vào bể lọc nhanh

- Những hạt cặn cịn sĩt lại sau quá trình lắng sẽ được giữ lại trong vật liệu lọc, cịn nước sau lọc thì sẽ tiếp tục qua các cơng trình xử lý tiếp theo

- Nước sau khi được làm sạch các cặn lắng thì cần phải được khử trùng để tiêu diệt vi khuẩn và vi trùng trước khi đưa vào sử dụng

- Nước sau khi khử trùng sẽ được đưa đến bể chứa Sau một thời gian nước sẽ được bơm ra mạng lưới để đáp ứng cho nhu cầu của người dân

vx Phương án 2

Cũng giống như phương án 1 nhưng ở phương án 2 khơng dùng bể lắng ngang mà thay vào là dùng bể lắng trong cĩ lớp cặn lơ lửng Ở bể này các hạt

cặn sẽ tự kết hợp tạo thành bơng cặn lớn hơn và lắng xuống đáy bể Vì thế sơ

đồ xử lý này khơng sử dụng bể phản ứng

+ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN:

v Phương án l1:

= Uudiém:

GVHD: GS.TS Lam Minh Triét -5- SVTH: Nguyễn Nhật Nam Thi

Trang 6

- Bể lắng ngang hoạt động ổn định, có thể hoạt động tốt ngay cả khi chất lượng nước đầu vào thay đổi

- Bể được hợp khối nên cụm xử lý được thu gọn thuận lợi trong vận hành

" Nhược điểm:

- Khối lượng công trình lớn, chiếm diện tích lớn

vx Phương án 2:

= Uudiém:

- Khối lượng công trình nhỏ hơn, tiết kiệm diện tích đất xây dựng

- Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng đạt hiệu quả xử lý rất tốt

" Nhược điểm:

-_ Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng rất nhạy cảm với sự dao động về lưu lượng

và nhiệt độ của nguồn nước : thay đổi lưu lựơng không được quá 15% và nhiệt

độ không quá I°C trong vòng 1h Nếu lưu lượng thay đổi thất thường có thể gây xáo trộn cặn gây hiệu quả xử lý rất thấp

- Quần lý vận hành phức tạp : tầng cặn lơ lửng đòi hỏi phải ở một chiều cao nhất định, theo dõi thường xuyên chất lượng nước đầu ra sau bể lắng để thu cặn

hợp lý

=> Chon Phương án 1 để tính toán

2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

2.1 CÔNG TRÌNH THU:

Chọn loại công trình thu nước và trạm bơm bố trí kết hợp trong một nhà

Tính toán công trình thu gồm nội dung sau:

e Song chắn rác

Trang 7

e Lưới chắn rác

® Ngăn hút - Ngăn thu

2.1.1 SONG CHẮN RÁC

Song chắn rác đặt ở cửa thu nước của công trình

Tính toán song chắn rác dựa trên các thông số sau:

- Lưu lượng công trình, Q = 0,19 mỶ/s

- Đường kính thanh thép, chọn d= 8mm

- Khoảng cách giữa các thanh thép, a=(40 + 50)mm, chọn a=40 mm

- Vận tốc nước chẩy qua song chắn, theo TCVN-33-85, v=(0,4 + 0,8)m/s, chon v=0,5 m/s

- Số cửa thu nước, chọn n=2

Khi đó, tính được:

Hệ số co hẹp do các thanh thép:

K, = 20d M048 _

a 40

1,2

-_ Hệ số co hẹp do rác bám vào song: thường lấy

K, = 1,25

- Hé sé ké dén hinh dang ciia thanh thép: K; =1,25

Do đó, tiết điện của song chắn rác là:

o- Q KKK, = 0,19 x 1,2 x 1,25 x 1,25 =0,35m?

Chọn kích thước song chắn rác là: B,x H, = 0,35 m x 1m

Trang 8

L4

Ầ 20°

yp Li v la y ley

1.Song chắn 2 Sàn công tác

2.1.2 LƯỚI CHẮN RÁC

+ Lưới chắn rác là một tấm lưới đan bằng dây thép có đường kính 1,5 mm, lưới chắn được đặt cuối đường ống, giữa ngăn thu và ngăn hút

Chọn loại lưới phẳng để tính toán

Tính toán lưới chắn rác với các thông số sau:

- _ Q: Lưu lượng công trinh, Q=0,19 m?/s

n: số lượng cửa đặt lưới, n=2

v: vận tốc nước chảy qua lưới, v = (0,2 + 0,4)m/s, chọn v=0,3m/s d: đường kính dây đan lưới, d=(I + 1,5)mm, chon d=1,5 mm

- _ Kích thước mắt lưới, a=4 mm Khi đó:

(a+4)”_ (4+1,5 -_ Hệ số cohẹp: K,= C ep 1 @ = a =189

- Hés6co hep do rac bam vào lưới: K; = 1,5

- Hệ số kể đến hình dạng: Kạ =(1,15 + 1,5), chọn K;=1,3

= Diện tích lưới chắn là: @

Trang 9

o= Q KKK, = 0,19 x 1,89 x 1,5 x 1,3 =114

Chọn kích thước mắt lưới là: B¡x Hị = 0,8 m x 1,4m

2.1.3 NGĂN THU -NGĂN HÚT

o_ Kích thước mặt bằng ngăn thu:

- Chiểu đài : A¡ =(1,6+ 3)m, chọn A¡ =2,5m

- Chiều rộng: B,;=B,+2e=1+42x0,5=2,0m

với e=(0,4+0,6), chọn e =0,5 m

o_ Kích thước mặt bằng ngăn hút:

- Đường kính ống hút:

D,= 4x0 - 4x019 =0,45m

Zxy z x12

Chọn vận tốc nước chảy trong ống là : v=1,2m/s

Vậy chọn ống hút làm bằng gang có đường kính Dạ = 450 mm

- — Đường kính phiếu hút: D;=(1,3 + 1,5)Dạ

= 1,4x450 = 630 mm

- Chiêu rộng: để tiện thi công ta chọn Bạ= B¡= 2m

- Chiéu dai: A, = (1,5 + 3)m, chon A,=3m

Trong ngăn hút ta đặt các bơm trục ly tâm ngang để hút nước đưa vào trạm

xử lý, Sử dụng 2 bơm chìm ( 1 hoạt động, 1 dự phòng ) có lưu lượng 670 mỶ/h

2.2 TÍNH TOÁN LIEU LƯỢNG HÓA CHẤT

2.2.1 THIET BI DINH LUONG LIEU LUONG PHEN

Tính toán dựa trên các thông số sau:

-_ Q= 16.000 mỶ/ngày

- Ham lugng can 1a: 500 mg/l

- Độ màu: 70 Pt— Co

Trang 10

- D6 duc: 40N.T.U

e Căn cứ vào hàm lượng cặn của nguồn nước mat 1a: 500mg/I, chọn liều

lượng phèn nhôm không chứa nước đùng để xử lý nước đục theo bảng 6.3

Liều lượng phèn để xử lí nước trang 47 “TCXD 33-2006” là: 50 mg/1

e Căn cứ vào độ màu của nguồn nước là 70 Pt-Co_, nên liều lượng phèn

nhôm được xác định là:

P,, = 4V70 =33,47mg/1

So sánh liều lượng phèn cần dùng để khử độ đục và liễu lượng phèn cần để

khử độ màu thì ta chọn liều lượng phèn tính toán là: Pạ¡= 50 mg/

e Dung tích bể hoà trộn:

_— OxnxP, _ 666,67x10x50

10.000x,xz 10.000x10x1

h

Trong đó:

- Q : lưu lượng nước xử lý, Q = 666,67 mỶ/⁄h

-n : thời gian giữa hai lần hoà tan phèn, với công suất

(10000 +50000) mỶ/ngày , n=(8 + 12)h, chọn n= 10h

- P,: liéu lượng phèn dự tính cho vào nước , P, = 50 mg/l

- bạ : nồng độ dung dịch phèn trong thùng hoà trộn (10+17 %),

lấy bạ =10%

-+_ : khối lượng riêng của dung dịch, y =1 tấn/mỶ

Chọn 1 bể hoà trộn, kích thước bể là: 2m x 1,5m x 1,1 m = 3,3 mỶ

e Dung tích bể tiêu thụ:

„ - Pb, _ 33310

th 5 =6,66m`

Trong đó:

- b.,=(4 + 10)% , chọn b, = 5%

- b,: nồng độ dung dịch phèn trong thùng tiêu thụ

Chọn 1 bể tiêu thụ, kích thước mỗi bể là: 2,0m x 1,96m x 1,7m = 6,664 mỶ

e Chọn chiều cao an toàn ở bể hoà trộn và bể tiêu thụ là:(0,3 + 0,5)m

GVHD: GS.TS Lâm Minh Triết -10- SVTH: Nguyễn Nhật Nam Thi

Trang 11

e Chọn quạt gió và tính toán ống dẫn khí nén

Lưu lượng gió phải thổi thường xuyên vào bể hoà trộn là:

Q¡ =0,06 xW; x F =0,06 x 10 x 3,0 = 1,8 m/phút

Trong đó: W¡ = cường độ khí nén ở thùng hoà trộn 101/sm (theo qui phạm)

e Lưu lượng gió cần thiết ở bể tiêu thụ là:

Q, = 0,06 x 5 x3,92 = 1,176 mỶ/phút

Trong đó : cường độ khí nén ở thùng tiêu thụ lấy bằng 5 I⁄sm”

e Tổng lương gió phải vào bể hoà trôn và bể tiêu thụ là:

Qeis = Qn + Q =1,8 + 1,176 = 2,976 m*/phiit = 0,05 m”/s

e Đường kính ống gió chính:

4

D= 40, = 40,05 = 0,065m = 65mm 7w Zz x15

v= (10 + 15)m/s, chọn v=15m/s

e Đường kính ống dẫn gió đến thùng hoà trộn

D, =, 40, _ |4%0,03 =0,05m = 50mm

Zxw 3,14x15 Chọn Dạ = 50 mm

e Đường kính ống dẫn gió đến đáy thùng hoà trộn

e Đường kính ống nhánh vào thùng hoà trộn

- Thiết kế 3 nhánh

0,03

——— =0,0057 /s = 5l /š 2x3

Q„=

- Suy ra:

Dy = (a0 _ 02m ~ 20mm 314 x15 Tính số lỗ khoan trên giàn ống gió ở bể hoà trộn:

GVHD: GS.TS Lâm Minh Triết -11- SVTH: Nguyễn Nhật Nam Thi

Trang 12

Theo qui phạm ( 6.22 - 52 TCXD 33-2006 ) :

-d=3 + 4mm

- vị = 20 + 30m/s

e Chiều dài ống nhánh;

1,=1,5m , chon dị= 3mm ; vị= 25m/s

Diện tích lỗ

=8 =Zx9003ˆ =7 07x105m

Tổng diện tích các lỗ trên 1 ống nhánh

R= Qe = 92005 _ 9 10-4 mỸ V, 25

e Số lỗ trên I nhánh

4 _F 2.10 = 28 13 707.10

Khoan 1 hàng lỗ thì khoảng cách giữa các lỗ là:

l= 1% _ 1500 = 53,57mm 54mm

n 28

Ống gió Phèn Ghi đỡ phèn

Ống dẫn dung dịch hoá chất sang

bể định lượng

6 Ống xả

SO DO BE PHA PHEN SUC BANG KHONG KHi NEN

GVHD: GS.TS Lam Minh Triét -12- SVTH: Nguyén Nhat Nam Thi

Trang 13

2.2.2 LIỀU LƯỢNG VÔI CHO VÀO

Liều lượng chất kiểm hóa ( vôi ) được tính theo công thức:

Pu =e¡( Ppg/e¿ — K; + 1 )100/c Trong đó:

- P¿: hàm lượng chất kiểm hóa( mg/1)

- P,: hàm lượng phèn cần dùng để keo tụ, P, = 50 (mg/l)

- 1, ep: trong lượng đương lượng của chất kiểm hóa và của phèn, ta có

e¡ =28, e; = 57 (mg/mgửđi )

-_ K¿ độ kiểm nhỏ nhất của nước nguồn, K, = 2 ( mgđl/I) -_c: tỉ lệ chất kiểm hóa nguyên chất có trong sản phẩm sử dụng,

c=80 (%)

=> P,= 28(50/57 — 2 + 1)x100/80 <0 > Độ kiểm tự nhiên của nước đủ đảm bảo cho quá trình thủy phân phèn, trường hợp này không cân kiểm hóa nước

2.3 BỀ TRỘN CƠ KHÍ

4 Bể trộn có tác dụng giúp cho hóa chất tiếp xúc đều với nước Nó đưa các phần tử hóa chất vào trạng thái phân tán đều trong nước khi phản ứng xảy ra, đồng thời tạo điểu kiện tốt nhất giữa chúng với các phần tử tham gia phản ứng Khi cho phèn vào

nước chúng sẽ tác dụng với muối kiểm của Ca, Mg để tạo thành các hydroxit kém tan

dễ kết tủa Bông kết tủa của phèn sẽ hấp dẫn các hạt keo tự nhiên Do đó, các hạt sẽ

có kích thước lớn và sẽ dễ lắng hơn

2.3.1 KÍCH THƯỚC BE:

Q = 16.000 mỶ/nđ = 666,67 mỶ/h = 0,19 mỶ/s

Chọn thời gian khuấy trộn trong bể là 30 giây

- Thể tích bể trộn là:

V =30 x0,19 = 5,56 (mỶ )

Chọn 1 bể trộn có tiết điện vuông

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	5,03 MB