thiết kế hệ thống xử lý nước của quận Tân Phú

trình bày về thiết kế hệ thống xử lý nước của quận Tân Phú

Trang 1

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỒ ÁN MON HOC XU LI NUOC CAP

Hiện nay, trên địa bàn quận Tân Phú các nguồn nước cấp cho sinh hoạt của các hộ dân, các cơ quan xí nghiệp, các khu công nghiệp đang rất phức tạp Phần lớn nguồn nước cấp cho sinh hoạt, cho tiêu dùng đều chưa được xử lý một cách cơ bản Nước được dùng chủ yếu là nguồn nước ngầm, nước ngầm được bơm lên qua một bể chứa tự do trong mỗi hộ gia đình và không được xử lý Mà nguồn nước ngầm ở khu vực này

có hàm lượng phèn cao, độ đục cũng tương đối, về lâu dài sẽ ảnh hưởng lớn tới sức khỏe người dân

Do vậy nhu cầu xử lý nước để dùng cho sinh hoạt cũng như các khu công nghiệp nhỏ lẻ trong địa bàn quận Tân Phú là rất cần thiết Nguồn nước sẽ được cấp cho toàn bộ hệ thống dân cư đông đúc, vì quận Tân Phú hiện nay là quận mới nên số lượng người ở đi làm thuê đông, nên lượng tiêu thụ nước rất đa dạng và phức tạp.Việc thiết kế một hệ thống xử lý nước cấp cho sinh hoạt cho quận Tân Phú sẽ mang lại rất nhiều lợi ích, người dân sẽ thỏa mãn được nhu cầu dùng nước hợp vệ sinh, các căn bệnh gây nên do nguồn nước chưa xử

lý như các căn bệnh về tiêu hóa hay một số bệnh khác sẽ được giảm đi rất nhiều Đặc biệt là nguồn nước cấp cho các khu công nghiệp có nhu cầu dùng nước sạch cao như các khu công nghiệp Tân Bình hay một số khu công nghiệp nhỏ lẻ

1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ ÁN

Vấn đề cấp nước sạch và đảm bảo vệ sinh môi trường đang là một vấn đề cần giải quyết và rất được quan tâm ở nước ta Mục đích của đồ án là thiết kế nên một hệ thống xử lý nước nhằm đáp ứng được nhu cầu cấp nước tiêu dùng cho xã hội

1.3 NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN

Thu thập tất cả các số liệu liên quan đến việc thiết kế của quận Tân Phú: Diện tích, dân số, mật độ dân cư, hiện trạng dùng nước Các số liệu về chất lượng nguồn nước, nhiệt độ của nước, các chỉ tiêu như độ đục,

độ màu, các hàm lượng khoáng chất và các tính chất hóa lý của nguồn nước

Tính toán công trình thu nước và hệ thống xử lý nước

1.4 GIỚI THIỆU KHU VỰC CẤP NƯỚC

Khu vực cấp nước cho Quận Tân Phú quy hoạch đến năm 2025

Diện tích: 16,1 km2

Dân số: 372.519 người

Mật độ dân số: 231,4 người/ha

Tốc độ gia tăng dân số: 3,6%/năm

1.5 CẤU TRÚC BÁO CÁO

Chương 1 Giới Thiệu Chung

Chương 2 Giới Thiệu Khu Vực Thiết Kế

Chương 3 Lựa Chọn Công Nghệ Xử Lý

Chương 4 Tính Toán Các Công Trình Đơn Vị Theo Phương Án 1

Chương 5 Tính Toán Các Công Trình Đơn Vị Theo Phương Án 2

Chương 6 Tính Toán Kinh Tế

Trang 2

Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn

Chương 7 Kết Luận Và Kiến Nghị

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 3

Chương 2 GIỚI THIỆU KHU VỰC THIẾT KẾ

VÀ XÁC ĐỊNH CÔNG XUẤT THIẾT KẾ

2.1 GIỚI THIỆU VỀ KHU VỰC THIẾT KẾ

2.1.1 Vị Trí Địa Lý 1

Quận Tân Phú thành lập vào ngày 02 tháng 12 năm 2003 theo nghị định số 130/2003/NĐ-CP ngày 05/11/2003 của quận Tân Phú

Địa giới hành chính của quận:

Phía Đông giáp quận Tân Bình

Phía Tây giáp quận Bình Tân

Phía Bắc giáp quận 12

Phía Nam giáp quận 6 và quận 11

Trang 4

2.1.2 Khí Hậu 2

Nhìn chung khí hậu của quận Tân Phú mang khí hậu điển hình của thành phố, đặc trưng của khu vực Đông Nam Bộ, nhiệt đới gió mùa Khí hậu hai mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 tới tháng 11, lượng mưa trung bình là 1,979 mm, mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4 năm sau

Nhiệt độ trung bình 27,9oC – 34oC; lượng mưa cao nhất trong năm là 2178 mm/năm; lượng mưa trung bình 1895,4 mm/năm; lượng mưa thấp nhất 1329mm/năm

2.1.3 Địa Hình

Địa hình quận Tân Phú thì tương đối bằng phẳng so về bề mặt chung của địa hình, nhưng nhìn từ phía Bắc xuống phía Nam thì địa hình thấp dần Do vậy khi thiết kế hệ thống cấp nước cho quận sẽ chú trọng đến yếu tố này

2.1.4 Diện Tích Và Dân Số 3

Theo thống kê dân số quận Tân Phú tính đến giữa năm 2005 là 250.763 người

Diện tích là 19,06 ha với tỉ lệ tăng dân số là 1,6%

Mật độ dân cư là 131,6người/km2

Quận Tân Phú theo thống kê tỉ lệ tăng dân số của thành phố năm 2004 là 1,6% Tân Phú cũng là quận rất mới đang trong tiến trình phát triển rất mạnh mẽ, tương lai sẽ thu hút được rất nhiều sự đầu tư của các doanh nghiệp, về cả các cơ sở vật chất và hạ tầng, cho nên tương lai dân số sẽ tăng lên rất cao

Dân số quận Tân Phú tính đến năm 2025 ước tính qua công thức sau đây:

P r P

Pt= × +

Với P: Số dân hiện tại

Pt: Số dân tính đến năm sau

r: Tỷ lệ gia tăng dân số của thành phố (r = 1,6%)

Số dân tăng theo các năm được tính theo Bảng 2.1

Bảng 2.1 Tính toán dân số quy hoạch tới năm 2025

Bảng 2.1 Tính toán dân số quy hoạch tới năm 2025 (tiếp theo)

Năm Dân Số Tỷ lệ

gia tăng

Dân số

ở các năm cần tính

Năm Dân Số Tỷ lệ

gia tăng

Dân số

ở các năm cần tính

Kết quả tính toán P2025 = 349.960 người

2.2 TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT CẤP NƯỚC ĐẾN NĂM 2025

Trang 5

Dân số tính toán đến năm 2025 là 349.960 người theo Bảng 2.1, lưu lượng xác định cho từng bộ phận dùng

nước trong quận bao gồm như lưu lượng cấp cho sinh họat, cho công nghiệp, bệnh viện, trường học, các trung tâm giải trí…

Lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt

q0: Tiêu chuẩn dùng nước cho một người là 200 – 270 (l/người.ngđ) (TCXDVN 33 – 2006) ta chọn q0 =

349.960 200

%

ngày TUOI Q

Lượng nước tưới đường chiếm 60%

4 , 039 5 8399

2501000

1000250

Trang 6

14001000

349.960

%20201000

= q N

q0: Là tiêu chuẩn dùng nước cho một người, q0 = 20 (l/người)

N: Số học sinh + giáo viên + bảo vệ, chiếm 20% về dân số trong khu vực

N = 20% ×349.960 người (TCXDVN 33 - 2006)

Công viên

1001000

000.2541000

= q F

F: Diện tích công viên bao gồm 2,5 ha = 25.000 m2

q0: Tiêu chuẩn dùng nước cho công viên là 4 l/m2 (TCXDVN 33 - 2006)

Chợ

361000

000.661000

q0:Tiêu chuẩn dùng nước/chỗ ngồi là 3 lít/chỗ ngồi (Cấp nước đô thị - NXB XD)Giả sử sân vận động có chỗ ngồi là 1200 chỗ thì 1200 × 20 % = 240 (người)

72 , 0 1000

20041000

Trang 7

136003

3301000

QCC: Tiêu chuẩn nước cấp cho chữa cháy, qCC = 30 lít, (TCVN 2622 – 1995)

Thời gian chữa cháy quy định trong 3h

Lưu lượng thất thoát

= 10% × 94176,5 = 9417,65 (m3/ngđ)

Lưu lượng nước yêu cầu riêng cho nhà máy xử lý nước

7535 94176,5

2.3 THỰC TRẠNG NGUỒN NƯỚC HIỆN NAY

Hiện nay trên địa bàn quận Tân Phú nguồn nước sử dụng chủ yếu là nguồn nước ngầm, phần lớn nguồn nước ngầm được khai thác bằng giếng khoan và được đưa lên bể chứa nước và sử dụng nguồn nước đó làm nguồn nước sinh hoạt Chỉ có số ít các khu dân cư dùng nguồn nước ngầm đã qua xử lý cục bộ dùng cho việc sinh hoạt

Nguồn nước ngầm thuộc khu vực quận đang trong tình trạng báo động về việc người dân khai thác nguồn nước ngầm một cách quá lạm dụng khiến cho việc khai thác nước ở một số nơi đang gặp hiện tượng thiếu nước Nguyên nhân do người dân dùng các hệ thống giếng khoan không theo một tiêu chuẩn nào, việc khoan giếng khai thác nước rất tự do khiến cho các khu vực trên địa bàn quận đang thiếu nước khai thác Ở

độ sâu khoảng 20 – 25m nguồn nước đang cạn dần, cho nên xu hướng khoan giếng của người dân bây giờ muốn khai thác sâu tới 50 - 70m

Hiện nay đất đang lún dần do nguồn nước đang cạn, kèm theo đó là nguồn nước ở khu vực này chưa đủ chỉ tiêu để cung cấp cho sinh hoạt, nước có độ đục cũng tương đối cao và độ nhiễm phèn lớn hơn với mức chỉ tiêu cho phép

Do vậy việc thiết kế một hệ thống xử lý nước ngầm để cung cấp cho quận Tân Phú là rất cấp thiết Hệ thống xử lý này sẽ phân phối nguồn nước cho các khu dân cư, các cơ quan, xí nghiệp một cách hợp lý, tiết kiệm được nguồn nước mà người dân hiện nay đang khai thác một cách lạm dụng Trên địa bàn quận Tân Phú có khu công nghiệp rộng lớn có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao vì vậy nhu cầu cung cấp nước cho các công ty là rất cần thiết

2.4 SỐ CƠ QUAN, XÍ NGHIỆP, TRƯỜNG HỌC, BỆNH VIỆN

Hiện nay trên quận Tân Phú có tất cả 11 phường bao gồm các phường Tân Sơn Nhì, Tây Thạnh, Sơn Kỳ, Tân Quý, Tân Thành, Phú Thọ Hòa, Phú Thạnh, Phú Trung, Hòa Thạnh, Hiệp Tân, Tân Thới Hòa

Quận có trên 140 trường học bao gồm các trường Cao đẳng, các trường trung học, tiểu học, mầm non

Có khoảng 40 cơ quan thuộc trung ương như các cơ quan Phòng Tư pháp quận Tân Phú Phòng Tư pháp quận Tân Phú, Phòng Nội vụ quận tân Phú, Phòng Giáo dục quậnTân Phú, Phòng Kinh tế quận Tân Phú, Phòng Tài nguyên và Môi trường quận Tân phú, Phòng Lao động Thương binh xã hội quận Tân Phú, Phòng Quản lý Môi Trường và Đô thị quận Tân Phú, Phòng Tài Chính

TT

Q

Trang 8

Trang 9

Chương 3 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC NGẦM

Q = 112.100 m3/ngđ

3.1 GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN NƯỚC

Bảng 3.1 Các thông số của nguồn nước cấp và chỉ tiêu để xử lý

Từ Bảng 3.1 ta thấy các chỉ tiêu cần xử lý: SS, CHC, Ca2+, NH4+, Fe, Mn, độ cứng

Lọc

Đảm bảo chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và cho công nghiệp khá tốt.

Chỉ làm việc tốt khi hàm lượng chất rắn không quá cao, nếu lượng cặn quá cao sẽ mau tắc lọc.

Trang 10

3.2.1 Khử Chất Hữu Cơ

Bao gồm các phương pháp sau: sục khí, oxy hóa, và cho hấp thụ qua than hoạt tính

Phương pháp sử dụng than hoạt tính là được phổ biến nhất, nhưng chi phí cao

Hàm lượng chất hữu cơ ít nên dùng Clo để oxy hóa

Ghi chú: Quá trình ôxy hoá Mn (II) thành Mn (III) và Mn (IV) bằng oxy của không khí hòa tan trong nước

Bể lắng ngang

Hiệu quả lắng tốt hơn so với bể lắng đứng Áp dụng cho những trạm có công suất lớn, có thể lắng các hạt cặn không có khả năng keo

tụ Khi cần thiết có thể làm bể lắng ngang nhiều tầng.

Tốn diện tích xây dựng do kích thước bể lớn.

Bể lắng đứng

Bể lắng đứng được sử dụng cho những trạm xử lý có công suất đến 5.000m 3 /ngày

Cường độ khuấy trộn trong ngăn phản ứng cơ khí tính theo gradient tốc độ lấy từ 30 s -1 đối với nước có màu và đến 70 s -1 đối với nước đục.

Trong bể lắng đứng phải có vùng lắng, vùng chứa và ép cặn, đồng thời phải có ngăn phản ứng kiểu xoáy hoặc ngăn phản ứng kiểu cơ khí đặt

Đòi hỏi sự ổn định cao về lưu lượng

và nhiệt độ, kết cấu phức tạp, chế độ quản lý và vận hành chặt chẽ.

Bể ly tâm

Nhờ có thiết bị gạt bùn nên đáy bể

có độ dốc nhỏ hơn so với bể lắng đứng nên chiều cao công tác nhỏ thích hợp xây dựng ở những khu vực có mạch nước ngầm cao.

Hiệu quả lắng kém hơn các bể khác, thu nước bằng hệ thống máng vòng xung quanh bể nên thu nước không đều Hệ thống gạt bùn có cấu trúc phức tạp vận hành trong điều kiện

ẩm ướt nên dễ hư hỏng.

Xiclon thủy lực

Kích thước gọn nhẹ, công suất trên một đơn vị diện tích rất cao Hiệu quả lắng tăng lên cùng công suất xả cặn dể dàng Dùng trong nước công nghiệp và xử lý nước thải công nghiệp.

Trang 11

hoặc xảy ra rất chậm Khi pH > 8, quá trình ôxy hoá Mn (II) thành Mn (IV) bằng oxy không khí xảy ra nhanh hơn

Dây chuyền khử Mn là dùng phối hợp giữa bể lọc cùng các biện pháp dùng hoá chất để ôxy hoá Mn

Các biện pháp để khử Mn

Làm thoáng rồi lọc qua Piroluzit, cát đen

Lọc nước bằng cát thạch anh sau khi đã dùng hoá chất như Clo, Clodiôxyt, Ôzôn hoặc KMnO4 để oxy hoá Mn

Dùng Vôi, Xút hoặc Sôđa, kết hợp dùng phèn rồi lắng lọc Lọc qua bể Cationit

Cấu tạo bể lọc để khử Mn chọn giống như bể lọc dùng để làm trong, khử màu cũng như để khử Fe

Liều lượng Vôi hoặc Xút, hoặc Sôđa đưa vào nước: đủ để nồng độ pH của nước nguồn lên trị số 9 - 9,5

Khi khử Mn dùng Clo, mà độ pH của nước nguồn ≤ 7 thì bể lắng phải có thời gian lưu nước không ít hơn

60 phút

Khi khử Mn bằng KMnO4 thì dung dịch KMnO4 pha ở nồng độ 3% Việc hòa trộn và bảo quản dung dịch bằng các thùng thép không rỉ, hoặc nhựa Khuấy trộn dung dịch bằng khí nén hoặc bằng thiết bị cơ khí Hoà tan KMnO4 bằng nước nóng ở nhiệt độ 50 - 60°C Thời gian khuấy là 2 – 3 h

Lưu lượng KMnO4 tính theo công thức:

Các dây chuyền công nghệ để khử Fe

Làm thoáng đơn giản và lọc;

Làm thoáng kết hợp quá trình lắng lọc tiếp xúc với lọc trong;

Kiềm hóa, làm thoáng, lắng lọc tiếp xúc, lọc trong;

Oxy hóa bằng hóa chất, lắng và lọc tiếp xúc, lọc trong;

Quá trình xử lý phải dựa trên từng đặc tính của nguồn nước

3.2.3 Khử SO4

-Các phương pháp lựa chọn để xử lý: dùng Ca(OH)2, hoặc BaCl2 Khi lượng bari dùng nhiều sẽ gây độc đối với con người, đắt tiền Dùng vôi để khử SO24− vì có hiệu quả cao và chi phí rẻ tiền

3.2.4 Khử NO−3

Các phương pháp lựa chọn: dùng phương pháp thẩm thấu ngược, điện phân, trao đổi ion

Thẩm thấu ngược: hiệu quả cao nhưng chi phí cao Ta dùng phương pháp trao đổi ion

Trang 12

Liều lượng vôi cần pha vào nước để khử độ cứng phụ thuộc vào tỷ số của các ion

canxi, magie, hydrocacbonat (tính bằng mđlg/l) có trong nước.

Dùng trao đổi ion Hiệu quả xử lý cao nhưng đắt tiền do độ cứng của nguồn nước là độ cứng canxi nên ta sử dụng vôi khử làm mềm đầu tiên sau khi cho vào cột trao đổi ion.

Nước có cả độ cứng Ca và Mg nên ta chọn dùng phương pháp là khử bằng Vôi và Soda

Nước từ trạm bơm cấp 1 sau khi được ổn định nước qua bể trộn cơ khí, bể trộn cơ khí nhằm mục đích keo

tụ các cặn làm bẩn trong nước như là các hạt sét, cát, bùn, sinh vật phù du, sản phẩm phân hủy chất hữu cơ…

Trong bể trộn thường cho phèn vào để làm mất tính ổn định của hệ keo thiên nhiên đồng thời tạo ra hệ keo mới có khả năng kết dính tạo thành các bông cặn lớn, lắng nhanh và có hoạt tính bề mặt cao

Nước sau khi trộn tiếp tục chuyển qua bể lắng có tầng cặn lơ lửng Hàm lượng cặn trong nước sau khi được trộn hóa chất tạo thành sẽ được lọc qua tầng cặn lơ lửng trong bể Nước sau khi được lắng qua bể lắng có tầng cặn lơ lửng được thu lại bằng máng thu nước và được chuyển tới bể lọc nhanh.Tại bể lọc nhanh nước

sẽ được lọc để loại bỏ phần cặn còn dư, khử độ màu, và loại bỏ thêm hàm lượng vi sinh vật trong nước.Nước sau khi lọc xong được chuyển qua bể tiếp xúc nhằm mục đích khử trùng nước bằng Clo, để tiêu diệt hết hàm lượng vi sinh vật gây bệnh

Nước sau khi được khử trùng rồi chuyển vào bể chứa, bể chứa nhằm mục đích cung cấp nguồn nước cho các đối tượng dùng nước qua trạm bơm cấp II

Ưu Điểm

Hóa chất được khuấy trộn đều trong bể trộn cơ khí

Bể trộn cơ khí có thể điều chỉnh cường độ khuấy Thời gian khuấy ngắn nên dung tích nhỏ tiết kiệm vật liệu xây dựng

Tiết kiệm được công trình xử lý (bể phản ứng)

Hiệu quả xử lý ở bể lắng trong rất cao, cho nên quá trình lọc sẽ đạt hiệu quả cao

Trang 13

Nước từ trạm bơm cấp 1 sau khi được ổn định nước qua bể trộn cơ khí, bể trộn cơ khí nhằm mục đích keo

tụ các cặn làm bẩn trong nước như là các hạt sét, cát, bùn, sinh vật phù du, sản phẩm phân hủy chất hữu cơ…

Xử lý bùn

Sân phơi bùn Thải bỏ hoặc tái sử dụng Bùn thải Bể nén bùn

Hình 3.4 Sơ đồ dây truyền công nghệ xử lý bùn theo phương án 2.

Hình 3.3 Sơ đồ dây truyền công nghệ xử lý nước cấp theo phương án 2.

Sân phơi bùn Thải bỏ hoặc tái sử dụng Bùn thải Bể nén bùn

Hình 3.2 Sơ đồ dây truyền công nghệ xử lý bùn theo phương án 1.

Trạm bơm

cấp I Bể trộn cơ khí

Bể lắng có tầng cặn lơ lửng

Bể tiếp xúc

Bể chứa

Clo Chất kiềm

Chất keo tụ Xử lý bùn

Trạm bơm cấp II

Hình 3.1Sơ đồ dây truyền công nghệ xử lý nước cấp theo phương án 1.

Bể lọc nhanh

Trang 14

Trong bể trộn thường cho phèn vào để làm mất tính ổn định của hệ keo thiên nhiên đồng thời tạo ra hệ keo mới có khả năng kết dính tạo thành các bông cặn lớn, lắng nhanh và có hoạt tính bề mặt cao

Nước sau khi trộn tiếp tục chuyển qua bể bể phản ứng rồi đến bể lắng ngang Hàm lượng cặn trong nước sau khi được trộn hóa chất tạo thành sẽ được lắng trong bể trong bể lắng ngang

Nước sau khi được lắng qua bể lắng ngang sẽ được thu lại bằng máng thu nước và được chuyển tới bể lọc nhanh

Tại bể lọc nhanh nước sẽ được lọc để loại bỏ phần cặn còn dư, khử độ màu, và loại bỏ thêm hàm lượng vi sinh vật trong nước

Nước sau khi lọc xong được chuyển qua bể tiếp xúc nhằm mục đích khử trùng bằng Clo, để tiêu diệt hết hàm lượng vi sinh vật gây bệnh

Nước sau khi được khử trùng rồi chuyển vào bể chứa, bể chứa nhằm cung cấp nguồn nước cho các đối tượng dùng nước qua trạm bơm cấp II

Ưu Điểm

Vận hành đơn giản, hiệu quả lắng cũng đạt kết quả cao, vì dùng bể lắng ngang có thể theo dõi mức độ hiệu quả của nước đạt được trong thời gian hợp lý

Nhược Điểm

Hiệu quả xử lý không cao bằng bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng

Tốn chi phí xây dựng cho bể lắng ngang

Chức năng của các công trình đơn vị:

Trạm bơm cấp 1: Đưa nước từ nguồn nước vào nhà máy xử lý

Bể trộn: Trộn đều hòa chất trước khi đưa nước vào bể lắng

Bể phản ứng: Các phản ứng hóa học của các quá trình làm mềm nước, khử độ cứng, kiềm hóa…

Bể lắng: Lắng cặn hình thành trong bể lắng phản ứng

Bể lọc: Tách các cặn còn lại sau quá trình lắng

Bể trao đổi ion: Khử các canion và anion còn lại.

Bể chứa Cl: Khử trùng nước

Bể chứa nước: Lưu nước sau khi khử trùng để phân phối vào mạng lưới.

Trạm bơm cấp II: Bơm nước, phân phối nước vào mạng lưới tiêu dùng.

Trang 15

Chương 4 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN

VỊ THEO PHƯƠNG ÁN 1

4.1 XÁC ĐỊNH LƯỢNG VÔI KIỀM HÓA

Để quá trình khuấy trộn tạo bông diễn ra nhanh hơn, cần nâng pH trong nguồn nước lên

Sau khi cho phèn vào bể khuấy trộn, xảy ra phản ứng sau:

3

40 10

0,65 10 ( / )61

Trong khi pH cần thiết cho quá trình keo tụ là 8 ÷ 9 nên cần thiết phải kiềm hóa nước để tăng pH lên

4.1.1 Liều Lượng Kiềm Hoá

c

K e

2

1 − + ×

PK: Hàm lượng chất kiềm hoá (mg/l)

PP: Hàm lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ (mg/l)

e1,e2: Trọng lượng đương lượng của chất kiềm hoá và của phèn (mg/mgđl)

Kt: Độ kiềm nhỏ nhất của nước nguồn (mgđl/l)

1: Độ kiềm dự phòng của nước

c: Tỉ lệ chất kiềm hoá nguyên chất có trong sản phẩm sử dụng

Dùng vôi sữa làm chất kiềm hoá

5 , 28 80

100 1 50

40 57

Trang 16

4.1.2 Dung Tích Bể Pha Vôi Sữa

Dung tích của bể pha vôi sữa được xác định theo công thức:

P n

Q

W 4

Trong đó:

Qtt: Lưu lượng nước xử lý (m3/h)

n: Thời gian giữa hai lần hoà tan vôi, (Quy phạm n = 6 – 12h), chọn n = 8h

Pp: Liều lượng phèn dự tính cho vào nước (g/m3)

bv: Nồng độ dung dịch vôi trong thùng (%)

γ: Khối lượng riêng của dung dịch γ = 1tấn/m3

2,261

510

3584671

V

b

P n

Chiều dài toàn phần của cánh quạt: 0,725 × 2 = 1,45 (m)

Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế 0,15m2 cánh quạt/m3 vôi sữa (Quy phạm 0,1 ÷ 0,2 m2)

Trang 17

4.2 XÁC ĐỊNH LƯỢNG PHÈN Al2(SO4)3

Căn cứ vào hàm lượng cặn tính toán của nước nguồn là 140 mg/l Căn cứ vào độ màu của nước là 30 Pt-Co

Lượng phèn nhôm cần thiết:

100 4671

n: Thời gian giữa 2 lần hoàn tan phèn, (chọn n = 3h)

bh: Nồng độ dung dịch phèn trong thùng hoà trộn, (chọn bh = 10%)

γ : Khối lượng riêng của dung dịch; (γ = 1 tấn /m3)

PAl: lượng phèn hóa chất thêm vào (mg/l), PAl = 35 (mg/l).

Kích thước của bể tiêu thụ: B × L × H = 2,2 × 3 × 1,5 = 9,9 (m3)

Lấy chiều cao an toàn của bể hòa trộn và bể tiêu thụ là 0,3 ÷ 0,5 m chọn 0,5 m ta có:

H = 1,5 + 0,5 = 2 (m)

Chọn máy quạt gió và tính toán ống dẫn khí nén

Theo tiêu chuẩn cường độ khí nén ở thùng hòa trộn: 4 – 5 (l/s.m2), bể tiêu thụ là 2 – 3 (l/s.m2)

Trang 18

4 , 5 4 4

mm m

60

4,54D

5 , 1 4 4

mm m

3 60

5 , 1 4 4

mm m

Đường kính ống nhánh vào thùng hoà trộn

Thiết kế ba nhánh, lưu lượng mỗi nhánh là:

3

10 12 , 4 3

14

,

3

10 12 ,

4

mm m

Trang 19

4( 2)

4,12 10

2,06 1020

, 16

2500

mm n

1 71

mg

=

×

Lượng Clo được tính: 0,64 × 8 (mg/l) = 5,12(mgCl2)

Vậy để oxy hóa 8 mg/l Fe cần 5,12 mgCl2 và giảm độ kiềm của nước còn 0,3 mg/l.

4.3.2 Dùng Khử Mn

Dùng chất oxy hóa mạnh Clo để khử Mn

Để oxy hóa 1 mg Mn2+ cần 1,35 mg Cl2 và giảm độ kiềm xuống còn 0,2 (mg/l)

Trang 20

Tại pH = 7 độ kiềm của nước gây ra bởi thành phần bicacbonat với thành phần là 40 mgCaCO3/l Nồng độ

mol của bicacbonat là:

4 3

2 1

1

8 100,875

1069,41047,410

1047,41

11

1

2 2 , 7

11 7

2 , 7

7 2

2 1 1

×

×+

=+

+

H

K K H

Trang 21

Độ cứng cacbonat = Độ kiềm = 40 mg/l (vì độ kiềm < độ cứng tổng cộng)

Độ cứng không cacbonat = Độ cứng tổng cộng – Độ cứng cacbonat

Cc: Độ cứng cacbonat của nước, (40 mg/l)

Ck: Độ cứng không cacbonat của nước, (272,5 mg/l)

Dk: Liều lượng chất keo tụ FeSO4 mg/l tính theo sản phẩm khô, ( DK= 35 mg/l )

eK: Đương lượng của hoạt chất trong chất keo tụ, (EK = 57)

CV: Khối lượng vôi tinh khiết trong sản phẩm khô, (80 %)

l mg

Trang 22

Hóa chất dùng trong xử lý như: phèn, vôi, Clo, muối… Cần phải luôn dự trữ để đảm bảo có thể sử dụng liên tục Lượng hóa chất dự trữ phải đủ cho 1 – 2 tháng tiêu thụ Đối với các nhà máy nước lớn, tối thiểu cũng phải dự trữ trong vòng 15 ngày Kho chứa hóa chất phải khô ráo, có mái che

Diện tích sân kho có thể tính theo công thức

)(10

2 0

G h P

T P

Q

F

K kho

P: Liều lượng hóa chất tính toán (g/m3)

Liều lượng phèn cần thiết

P

∑ = 1,823 + 47,8 + 9609,625 + 2757 =12.416,248 (g/m 3 )

T: Thời gian giữ hóa chất trong kho, (2 tháng)

α : Hệ số tính đến diện tích đi lại và thao tác trong kho, α =1,3

G0: Khối lượng riêng của hóa chất (tấn/m3), thường là 1,1 tấn/m3

PK: Độ tinh khiết của hóa chất %, (80%)

h: Chiều cao cho phép của lớp hóa chất lấy như sau:

Phèn nhôm cục: h = 2m

Vôi cục chưa tôi: h = 1,5m

Phèn FeSO4 trong bao giấy: h = 2m

Chọn h = 2 m

) ( 685 61 1

, 1 2 80 10

3 , 1 30 2 12.416,248 100

Vậy kích thước của kho là: F = B × L = 200 × 308,5 (m)

Chọn chiều cao an toàn của kho là: H = 5 m, chiều cao như vậy phù hợp cho quá trình vận chuyển của các loại xe ôtô mang vật liệu hóa chất vào kho

Trang 23

)1,0(14,34

2 3 2

3 , 1

m v

3,1

)(09,081,92)075,0(

1

2 2

2

m g

08 , 0

m

=

Tiết diện bể trộn chỗ đặt tấm chắn:

)(3,410030

3,1

3

,

4

m H

Trang 24

Chiều cao lớp nước trước tấm chắn thứ nhất:

Khoảng cách giữa tâm lỗ theo chiều ngang đều như nhau ở cả 3 tấm chắn

) ( 205 21

4300

B

Chiều cao lớp nước lớn nhất: 1,3 + 0,3 = 1,6 (m)

Chiều cao của bể: CC = 1600 mm = 1,6 m

6 , 1 3 , 4

78

m m

CC CR

Ngăn đầu cho hóa chất có chiều dài là: 3m

Phần cuối bể có chiều dài là: 4m

Độ dốc của máng là 0,1 %

Tính toán cửa ra của bể trộn

Tốc độ dòng nước ở cuối máng trộn vm = 0,6 m/s (Dung, 2005)

Diện tích cửa ra bể trộn

1 , 1 97 , 1 ) ( 17 , 2 6

Bảng 4.1 Các thông số thiết kế bể trộn thủy lực

STT Thông số Đơn vị Giá trị

01 Lưu lượng thiết kế m 3 /ngđ 112.100

Trang 25

1557 60

20 4671

=

b

L n

δ: chiều dày của vách ngăn, (Quy phạm tường bê tông cốt thép δ = 0,15 ÷ 0,2 m) chọn δ = 0,2 m

→

= +

=

+

2 , 0 865

Trang 26

65 , 0

65 ,

v: vận tốc nước ở đầu bể 0,3 m/s (Dung, 2005)

Khoảng cách từ đầu vách ngăn đến tường: F = 3 × 0,723m

Diện tích cửa ra bể phản ứng (mỗi bể có 4 cửa thu nước ra)

878 , 1 865 , 0 ) ( 625 , 1 1 , 0 4

65 ,

Bảng 4.2 Các thông số thiết kế bể phản ứng có vách ngăn

STT Thông số thiết kế Số lượng Đơn vị Giá trị

5 , 335

1 ×L0,8 = × 0,8 = (m)

Chọn H = 3,7 m ; (Quy phạm H = 3 ÷ 5 m)

Bán kính thủy lực :

Trang 27

76 , 2 7 , 3 2 6 , 21

7 , 3 6 , 21

× +

/ 3 ,

2 2

0

6 0

10 10 976 , 0 10 76 , 9 76 , 2 81 , 9

) 01626 , 0 (

000 20 433 44 10

01 , 1

76 , 2 01626 , 0 Re

Lắp thêm 5 vách ngăn không chịu lực, chia bể thành 6 ngăn

Chiều rộng mỗi ngăn là 21,6/6 = 3,6 (m)

Bán kính thủy lực

21 , 1 7 , 3 2 6 , 3

7 , 3 6 , 3

× +

01,1

21,101626,0

2

21 , 1 81 , 9

) 01626 , 0 ( = × − > −

3 , 1

Vùng phân phối nước vào

Đặt tấm phân phối cách cửa đưa nước vào là l = 2,5 m (Quy phạm từ 1,5 ÷ 2,5 m) hiệu quả lắng v = 0,3

m/s Để đảm bảo phân phối đều qua 12 cửa theo nguyên tắc phân phối trở lực lớn Cửa thu φ = 500 (m).Vận tốc qua cửa

Trang 28

)/(55,04

5,012

3,14

12

)/(3,

1

2 2

3

s m d

s m F

55 , 0 1 2

2 2

m g

Đảm bảo phân phối đều nước từ mương chung vào 12 cửa Cánh cửa thu 2,5 m Đặt tấm chắn khoan lỗ φ

= 120 mm Phân phối đều nước trên toàn mặt cắt ngang của những bể lắng

Vận tốc qua lỗ từ 0,2 ÷ 0,3 (m/s), chọn vận tốc qua lỗ là vlỗ = 0,215 (m/s) Tổng diện tích lỗ cần thiết trên 2 tường chắn là:

) ( 05 , 6 215 , 0

3 ,

)12,0(

05,6

Ở vách ngăn phân phối bố trí thành 10 hàng dọc và 9 hàng ngang

Khoảng cách giữa trục lỗ theo hàng dọc là (3,7 – 0,3) : 9 = 0,38 m

Khoảng cách giữa các trục lỗ theo hàng ngang là 3,6 : 10 = 0,36 m

Phù hợp với quy phạm khoảng cách giữa tâm các lỗ là từ 0,25 ÷ 0,45 m

Máng thu nước

Chọn tải trọng thu nước bề mặt a = 2,5×10-3 m3/s, (Quy phạm tải trọng yêu cầu 1,5 ÷ 3 l/s.m).

) ( 520

/ 10 5

,

2

/ 3 , 1

3 3

3

m m

s m

h m a

Q m

10 56 , 0 7 , 3 5

3 , 1 5

Chiều dài máng thu: 520/2 = 260 (m)

Chiều dài máng thu một bể: 260/6 = 43,33 (m)

Khoảng cách các tâm máng: 1,2 m < 1,5 × H = 1,5 × 3,7 = 5,55 (m)

Số máng cần cho mỗi ngăn: 3,6/1,2 = 3 (máng)

Khoảng cách từ máng tới tường 0,6 m

Chiều dài một máng: 43,33/3 = 14,44 (m)

Vận tốc nước đi vào máng thu

Tiêu đề	Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Của Quận Tân Phú
Tác giả	Tuyết Nhung, Lê Tuấn
Người hướng dẫn	TS. Trần Thị Mỹ Diệu
Trường học	Trường Đại Học Công Nghệ
Chuyên ngành	Công Nghệ Xử Lý Nước
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Tân Phú

Định dạng
Số trang	57
Dung lượng	1,53 MB

thiết kế hệ thống xử lý nước của quận Tân Phú

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ