Đồ án CTMT thiết kế trạm xử lý nước cấp khu dân cư hưng phú i

Lý do thực hiện đồ án Hiện tại, khu dân cư chưa có trạm cấp nước phục vụ cho các nhu cầu sinhhoạt, sản xuất thương mại dịch vụ và đáp ứng các nhu cầu tưới cây, phòng cháychữa cháy đảm bả

LỜI NÓI ĐẦU

Nước là nhu cầu thiết yếu của con người và mọi sinh vât sống Bản thân cơ thểcon người hàng ngày cần 3 – 10 lít nước cho các hoạt động bình thường, lượngnước này được cung cấp qua hoạt động ăn uống Đối với, cơ thể các sinh vật kháchầu hết thành phần cơ thể cũng là nước Do đó, nước là nhu cầu cấp thiết nhất chomọi hoạt động sống và nhu cầu một nguồn nước đảm bảo chất lượng là không thểthiếu

Ngày nay, với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của các hoạt động sản xuấtcông nghiệp và hoạt động sinh hoạt của con người, các nguồn nước đang ngày càng

bi nhiễm bẩn Tuy nhiên, nhu cầu dung nước sạch của con người lại càng tăng cao,việc sản xuất nước sạch và bảo vệ nguồn nước ngày càng được quan tâm Đặc biệt,đối với các khu dân cư cao cấp, nhu cầu sử dụng nước sạch càng được chú trọnghơn

Vì lý do như trên, tôi chọn thực hiện đề tài đồ án “thiết kế kỹ thuật trạm cấp nước Khu dân cư Hưng Phú I” nhằm thiết kế trạm xử lý nước cấp đảm bảo cấp

nước sạch theo quy định cấp nước hiện hành, cơ bản đáp ứng nhu cầu sử dụng tạikhu dân cư

Rất mong nhận được sự góp ý, hướng dẫn của thầy Nguyễn Xuân Hoàng, ýkiến phản biện từ các bạn để đề tài được hoàn chỉnh, thành công!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Huy Thành – 1100942Lớp Kỹ thuật môi trường K36/A2 – MT1057A2

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Trang

Hình 1.1 Bản đồ không gian quy hoạch kiến trúc cảnh quan 03TL: 1/500 Khu dân cư Hưng Phú I

Hình 4.4 Tháp làm thoáng cưỡng bức gió, nước ngược chiều 20

dùng hệ thống ống khoan lỗ phân phối nước rửa

Hình 4.8 Sơ đồ bố trí bơm tại trạm bơm cấp I 23

Hình 4.9 Trạm định lượng Clo bằng clorator 32

DANH MỤC BẢNG – BIỂU ĐỒ

Trang

Bảng 1.1 Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nguồn nước mặt 06

Bảng 1.2 Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước ngầm 08

Bảng 1.3 Giới hạn các chỉ tiêu chất lượng nước cấp cho sinh hoạt 09

Bảng 3.1 Chất lượng nước khu vực sông Cần Thơ qua các năm 12

Bảng 3.2 Chất lượng nước ngầm khu vực quận Cái Răng 13

Bảng 3.3 Chất lượng nguồn nước ngầm dùng cấp nước sinh hoạt cho khu vực 14

Bảng 4.1 Ưu nhược điểm các phương án thiết kế 18

Bảng 4.2 Bảng điểm số lựa chọn phương án 19

Bảng 4.3 Chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc theo độ kiềm toàn phần nước nguồn 25

Bảng 5.1 Chi phí xây dựng và thiết bị phụ kiện các công trình 35

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG1.1 Xuất xứ dự án

Khu dân cư Hưng Phú I thuộc lô số 3A, khu đô thị mới Nam Cần Thơ, phườngHưng Phú, quận Cái Răng, thành phố Cần Thơ, do công ty TNHH MTV Kinhdoanh & Phát triển nhà Thành phố Cần Thơ làm chủ đầu tư

Bản đồ án điều chỉnh quy hoạch chi tiết xây dựng tỷ lệ 1/500 đã được UBNDThành phố Cần Thơ phê duyệt tại quyết định số 3357/QĐ-UBND vào ngày 07tháng 12 năm 2010 (Hình 1.1)

Hình 1.1 Bản đồ không gian quy hoạch kiến trúc cảnh quan TL: 1/500

Khu dân cư Hưng Phú I [1]

- Phía Đông Nam: giáp đường dẫn cầu Cần Thơ, đối diện Khu dân cư lô số 49

do Công ty Cổ phần Đầu tư và Xây dựng số 8 làm chủ đầuu tư

- Phía Đông Bắc: giáp Khu tái định cư phường Hưng Phú (lô số 3B) do Công

ty Trách nhiệm hữu hạn một thành viên Phát triển và Kinh doanh nhà thành phốCần Thơ làm chủ đầu tư và Khu dân cư lô số 3D do Doanh nghiệp tư nhân VạnPhong làm chủ đầu tư

- Phía Tây - Tây Nam: giáp đường Quang Trung - Cái Cui, đối diện Trung tâmVăn hóa Tây Đô

1.2 Lý do, mục tiêu thực hiện đồ án

1.2.1 Lý do thực hiện đồ án

Hiện tại, khu dân cư chưa có trạm cấp nước phục vụ cho các nhu cầu sinhhoạt, sản xuất thương mại dịch vụ và đáp ứng các nhu cầu tưới cây, phòng cháychữa cháy đảm bảo chất lượng Do đó, việc thiết kế, xây dựng và đưa vào hoạt độngtrạm cấp nước đảm bảo các quy định, tiêu chuẩn về cấp nước hiện hành cho khu dân

cư là hết sức cần thiết

1.2.2 Mục tiêu thực hiện đồ án

- Hoàn thành thiết kế kỹ thuật trạm cấp nước phục vụ cấp nước cho các nhucầu sử dụng tại khu dân cư cụ thể gồm:

+ Nước cấp phục vụ sinh hoạt cho 6.000 dân;

+ Nước cấp phục vụ công cộng (tưới cây xanh, rửa đường,…);

+ Nước cấp cho hoạt động phòng cháy, chữa cháy;

+ Nước cấp cho nhu cầu hoạt động của khu thương mại, dịch vụ trongkhu vực;

+ Nước cấp cho các nhu cầu đặc biệt (dung cho bản than nhà máy, dựtrù rò rỉ, các nhu cầu chưa tính khác,…)

- Nước cấp được xử lý đảm bảo các quy định hiện hành về cấp nước

- Đưa ra kết luận, kiến nghị về vấn đề cấp nước tại địa phương

Do đặc điểm địa lý khu dân cư và các quy hoạch sẵn có, trong phạm vi đồ ántôi chỉ đề cập về các vấn đề xử lý nước cấp từ nguồn nước mặt phục vụ cho sinhhoạt và hoạt động thương mại dịch vụ

Theo Trịnh Xuân Lai (2004), nước mặt bao gồm nước trong ao đầm, hồ chứa,sông suối Do kết hợp từ các dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc vớikhộng khí nên có các đặc trưng:

- Chứa khí hòa tan, đặc biệt là Oxy;

- Chứa nhiều chất rắn lơ lửng, riêng trường hợp nước chứa trong ao đầm, hồ

do xảy ra quá trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng còn lại trong nước có nồng độtương đối thấp chủ yếu ở dạng keo;

- Hàm lượng chất hữu cơ cao;

- Có sự hiện diện của nhiều loại tảo;

- Chứa nhiều vi sinh vật

Theo Nguyễn Đình Huấn, Nguyễn Lan Phương (2007), nguồn nước sông còn

có các đặc điểm như sau: Thường có lưu lượng lớn, dễ khai thác, độ cứng và hàmlượng sắt nhỏ Nhưng hàm lượng cặn cao, nhiều vi trùng nên giá thành xử lý đắt

Nó thường có sự thay đổi lớn theo mùa về nhiệt độ, lưu lượng, mức nước,…

Nguồn nước chủ yếu của nước bề mặt là nước sông, chất lượng nước song phụthuộc vào các yếu tố xung quanh như: mức độ phát triển công nghiệp, mật độ dân sốtrong lưu vực, hiệu quả công tác quản lý dòng thải vào song Ngoài ra, chất lượngnước song còn phụ thuộc vào điều kiện thủy văn, vận tốc dòng chảy, thời gian lưu

và thời tiết trong khu vực Nơi có mật độ dân số cao, công nghiệp phát triển màcông tác quản lý các dòng thải công nghiệp, dòng thải sinh hoạt không được chútrọng thì nước song thường bị ô nhiễm bời các hóa chất độc hại, các chất hữu cơ ônhiễm,… Nơi có lượng mưa nhiều, điều kiện xói mòn, phong hóa dễ dàng thì nướcsong thường bị ô nhiễm bởi chất khoáng hòa tan, độ đục cao do chất huyền phù vàcác chất rắn, chất mùn có trong nguồn nước (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2000)

*Yêu cầu chất lượng nguồn cấp nước

Để dung làm nguồn cấp nước, nguồn nước cần đảm bảo một số yêu cầu nhất

Bảng 1.1 Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nguồn nước mặt

9 Nitrit (tính theo N) (NO2-) mg/l 0,01 0,02 0,04 0,05

10 Nitrat (tính theo N) (NO3-) mg/l 2 5 10 15

11 Phosphat (tính theo P) (PO43-) mg/l 0,1 0,2 0,3 0,5

0,0040,0120,10,0020,010,350,020,02

0,0080,0140,130,0040,010,380,020,02

0,010,020,0150,0050,020,40,030,05

0,10,1

0,20,32

0,40,32

0,50,4

10080900

2001001200

4501601800

5002002000

Bảng 1.2 Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước ngầm

8 Nitrit (tính theo N) (NO2-) mg/l 1,0

9 Nitrat (tính theo N) (NO3-) mg/l 15

1.3.2 Chất lượng nước cấp cho ăn uống sinh hoạt

Chất lượng nước cấp cho ăn uống sinh hoạt được quy đinh theo QCVN02:2009/BYT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt do Bộ

Y tế ban hành, các chỉ tiêu cụ thể được nêu như bảng 1.3 sau:

Bảng 1.3 Giới hạn các chỉ tiêu chất lượng nước cấp cho sinh hoạt

Giới hạn tối đa cho phép

- Giới hạn tối đa cho phép I: áp dụng đối với các cơ sở cung cấp nước;

- Giới hạn tối đa cho phép II: áp dụng đối với các hình thức khai thác, sử dụngnước cá nhân, hộ gia đình (các hình thức cấp nước chỉ qua xử lý đơn giản như giếngkhoan, giếng đào, bể mưa, máng lần, đường ống tự chảy)

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ PHÁP LÝ CHO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH2.1 Quy định về cấp nước trong khu dân cư tại địa phương

- Chất lượng nước cấp cho ăn uống sinh hoạt của địa phương tuân theo các quychuẩn quốc về chất lượng nước cấp cho sinh hoạt;

- Đối với công trình cấp thoát nước tuân theo các quy chuẩn quốc gia, tiêuchuẩn kỹ thuật xây dựng do Bộ Xây dựng ban hành

- Theo quy hoạch hệ thống cấp nước được phê duyệt kèm theo Quyết định3357/QĐ-UBND:

+ Nước cấp phải bảo đảm các tiêu chuẩn về nước sạch, tiêu chuẩn về áplực và lưu lượng theo đúng các quy định hiện hành

+ Sử dụng các loại ống cấp nước bằng nhựa PVC: D60, D114, D150,D200 và bằng gang: D300, D400 bảo đảm yêu cầu cấp nước sinh hoạt, tưới đường,tưới cây và chữa cháy

+ Dọc theo các tuyến giao thông, bố trí các họng cấp nước chữa cháy

2.2 Tiêu chuẩn thiết kế

Để thực hiện thiết kế kỹ thuật cho công trình tôi sử dụng các tiêu chuẩn đượcquy định theo các văn bản pháp luật hiện hành cụ thể gồm:

Các tiêu chuẩn, quy định về xây dựng

- TCXD 4419 – 1978 về Khảo sát cho xây dựng – nguyên tắc cơ bản;

- TCXD 160 – 1978 về Khảo Sát Địa Kỹ Thuật Phục Vụ Cho Thiết Kế Và Thi Công Móng Cọc;

- TCXD 40 – 1987 về Nguyên Tắc Cơ Bản Và Tính Toán Kết Cấu Xây Dựng

và Nền;

- TCXD 205 – 98 về Tiêu chuẩn thiết kế Móng Cọc;

- TCVN 5572 – 1991 về Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng – Kết cấu bêtông

và bêtông cốt thép;

- TCVN – 5718-1993 mái bằng & sàn BTCT trong công trình, Yêu cầu chống thấm;

- TCVN 2737 – 1995 tải trọng và tác động – tiêu chuẩn thiết kế;

- TCVN- 2287-1978 về hệ thống tiêu chuẩn an toàn lao động, Quy định cơbản;

- TCXDVN 365:2005 về Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bêtông cốt thép;

- TCVN- 027-1991 về Hệ thống điện;

- Quy chuẩn xây dựng Việt Nam (tập I, II, III)

Các tiêu chuẩn, quy định chất lượng nước cấp

- Luật bảo vệ môi trường 2005;

- QCVN 02:2009/BYT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nướcsinh hoạt;

- TCXD 233:1999 – Các chỉ tiêu lựa chọn nguồn nước mặt – nước ngầm phục

vụ hệ thống cấp nước sinh hoạt;

- TCXDVN 33:2006 – Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình, tiêuchuẩn thiết kế

CHƯƠNG 3: THÔNG SỐ THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH

3.1 Đặc điểm khu dân cư

Khu dân cư Hưng Phú I là khu dân cư đô thị mới, trong khu dân cư có cáccông trình, hoạt động thương mại gồm:

- Nhà ở dạng liền kề;

- Khu dịch vụ thương mại cao tầng đa chức năng;

- Bệnh viện Tây Đô;

- Khu phức hợp bưu chính viễn thông;

- Hai khu chung cư 5 tầng kết hợp thương mại dịch vụ;

- Khu chợ truyền thống kết hợp thương mại dịch vụ hiện đại;

- Trường chính sách, trường tiểu học và mẫu giáo;

- Khu công viên;

- Hệ thống đường giao thông

Như vậy, trong khu vực nhu cầu cấp nước chủ yếu phục vụ cho sinh hoạt dândụng trong các khu dân cư và các khu thương mại, phòng cháy chữa cháy,…

3.2 Chất lượng nguồn nước

Nguồn nước chính sử dụng cấp nước cho khu dân cư là nước sông Hậu đoạnqua Cầu Cần Thơ và nước ngầm khu vực quận Cái Răng Chất lượng nguồn nước

cụ thể được nêu như bảng 3.1 và 3.2 sau:

Bảng 3.1 Chất lượng nước khu vực sông Cần Thơ qua các năm

TT Thông số Đơn vị Giá trị 08:2008 QCVN

(cột A2)

QCVN 02:2008 (cột I)

Bảng 3.2 Chất lượng nước ngầm khu vực quận Cái Răng

vị

Giá trị

QCVN 09:2008

QCVN 02:2008 (cột I)

(Nguồn: Hiện trạng môi trường TP Cần Thơ, 2007)

Nhìn chung, nguồn nước mặt và nước ngầm trên địa bàn dự án giảm chấtlượng qua các năm Nguồn nước mặt nhiễm ô nhiễm vi sinh rất cao và có xu hướnggia tăng ô nhiễm chất hữu cơ Đối với chất lượng nước ngầm tại đây tương đối cònkhá tốt có thể đáp ứng cấp nước sinh hoạt tuy nhiên chỉ tiêu vi sinh và Fe lại vượtnhiều lần giới hạn cho phép cần có biện pháp xử lý phù hợp

Tôi xin chọn nguồn nước ngầm khai thác ở tầng chứa nước thuộc trầm tíchPleistocen_đây là tầng chứa nước có trữ lượng lớn phân bố ở độ sâu 15 – 50m, chấtlượng đáp ứng tiêu chuẩn, trên khu vực làm nguồn nước chính cung cấp cho sinhhoạt Số liệu dùng cho tính toán thiết kế như bảng 3.3, được cung cấp do công ty cổphần đầu tư và xây dựng số 8, phân tích tại phòng thí nghiệm chuyên sâu – ĐHCT,mẫu thu ngày 19/02/2008

Bảng 3.3 Chất lượng nguồn nước ngầm dùng cấp nước sinh hoạt cho khu vực

TT Thông số Đơn vị Giá trị 02:2008/BYT QCVN

3.3 Tính toán nhu cầu sử dụng nước

Nhu cầu cấp nước được tính toán dựa trên TCXD 33:2006 như sau:

3.3.1 Nhu cầu nước sinh hoạt

Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt giai đoạn 2020 là 200 l/người.ngày

1000

6000 200

Trong đó: Qsh: Lượng nước cấp cho sinh hoạt

Qtc: Nhu cầu cấp nước theo tiêu chuẩnN: Số dân tính toán

K: Hệ số không điều hòa, K = 1,3

3.3.2 Nhu cầu nước cấp cho phục vụ công cộng (tưới cây xanh, rửa đường, cứu hỏa,…)

Theo bảng 3.1 TCXD 33:2006 cho đô thị loại I:

156 560 1 1 , 0

3.3.3 Nhu cầu cấp nước cho hoạt động dịch vụ trong khu vực

Theo bảng 3.1 TCXD 33:2006 cho đô thị loại I:

156 560 1 1 , 0

3.3.4 Lượng nước thất thoát

Theo bảng 3.1 TCXD 33:2006 cho đô thị loại I:

3.3.5 Lượng nước cho yêu cầu riêng của nhà máy xử lý

Theo bảng 3.1 TCXD 33:2006 cho đô thị loại I:

Q

9 , 223 2 7 , 164 2 , 187 156 156 560

CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH4.1 Đề xuất phương án thiết kế công trình

Để xử lý nguồn nước với thông số ô nhiễm như bảng 3.3 trên nhằm cấp nướccho khu dân cư, mà mục tiêu chính là loại sắt, giảm độ màu và khử trùng có thể ứngdụng các phương án như sau:

4.1.1 Phương án 1

*Sơ đồ công nghệ

Hình 4.1 Sơ đồ khối công nghệ xử lý 1

*Thuyết minh công nghệ

- Nước thô được bơm từ giếng thu tại trạm bơm cấp I vào hệ thống, qua giànống phun mưa trên bề mặt bể lọc, khi đó sắt II (Fe2+) tiếp xúc với Oxy trong khôngkhí dễ dàng bị Oxy hóa thành sắt III (Fe3+) và bị thủy phân thành Fe(OH)3 dễ dànglắng đọng như phương trình 4.1, sau đó được thu lại qua lớp vật liệu lọc tại bể lọcnhanh

4Fe2+ + O2 + 2H2O + 8OH- → 4Fe(OH)3↓ (4.1)

- Sau khi, nước đã lọc tại bể lọc nhanh được đưa đến chứa tại bể chứa và châmthêm Cl2 vàobằng bơm định lượng nhằm khử Coliform và đảm bảo dư lượng Clođầu ra theo quy định

- Nước tại bể chứa nước sạch được bơm ổn định vào hệ thống mạng lưới cấpnước của khu dân cư

Từ trạm bơm

giếng tới Làm thoáng bằng

ống phun mưa Bể lọc nhanh

Nhà pha hóa chất

Bể chứa nước sạch

Trạm bơm cấp II

Cl2

Mạng lưới

cấp nước

4.1.2 Phương án 2

*Sơ đồ công nghệ

Hình 4.2 Sơ đồ khối công nghệ xử lý 2

*Thuyết minh công nghệ

- Nước thô được bơm từ giếng thu tại trạm bơm cấp I vào hệ thống Sau đó,nước thô được đưa qua tháp làm thoáng cưỡng bức có hướng gió ngược chiều dòngnước nhằm tăng lượng Oxy tiếp xúc dòng nước giúp Oxy hóa sắt II thành sắt III vàthủy phân tạo Sắt Hidroxit như phương trình 4.1

- Sauk hi Oxy hóa sắt tại tháp làm thoáng nước tiếp tục được cho qua bể lọcnhanh giữ lại sắt kết tủa và loại các chất bẩn khác

- Sau khi lọc nước được chuyển đến chứa tại bể chứa nước sạch, được thêm

Cl2 khử trùng và bơm vào hệ thống mạng lưới cấp nước

Bể chứa nước sạch

Trạm bơm cấp II

Cl2

Từ trạm bơm

giếng tới Làm thoáng bằng

giàn mưa tiếp xúcBể lắng

Nhà pha hóa chất

Bể chứa nước sạch

Trạm bơm cấp II

Cl2

Bể lọc trọng lựcPhèn nhôm

Mạng lưới

cấp nước

Mạng lưới

cấp nước

- Nước sạch sau đó được hệ thống bơm cấp II bơm với lưu lượng và áp suấtphù hợp vào mạng lưới cấp nước của khu dân cư.

4.2 Đánh giá, lựa chọn phương án cho thiết kế

Để lựa chọn được phương án thiết kế hợp lý cần căn cứ trên ưu, nhược điểmcủa từng phương án (bảng 4.1) sao cho phù hợp với điều kiện về nhu cầu dùngnước, chất lượng nước yêu cầu, khả năng kinh tế trong đầu tư, diện tích đất xâydựng, khả năng mở rộng về sau,… Ta có thể căn cứ chấm điểm các phương án đểlựa chọn cụ thể như bảng 4.2

Bảng 4.1 Ưu nhược điểm các phương án thiết kế

1 Phương án 1 (Hình 4.1)

- Công nghệ đơn giản, không tiêu tốn nhiều điện năng

- Đảm bảo xử lý nước đạt chất lượng như yêu cầu

- Đáp ứng được công suất theo yêu cầu

- Khử sắt hạn chế, không triệt để

2 Phương án 2 (Hình 4.2)

- Khử được nồng độ sắtcao do có cung cấp thêm Oxy

- Nước đầu ra có chất lượng cao

- Công suất có thể đáp ứng theo nhu cầu

- Tiêu tốn điện năng chothông gió

- Cần xây dựng thêm công trình tháp làm thoáng

3 Phương án 3 (Hình 4.3)

- Công nghệ đơn giản, không tiêu tốn nhiều năng lượng

- Loại được nhiều chất bẩn hơn qua quá trình lắng, lọc tiếp xúc có sử dụng hóa chất trợ lắng

- Nước đầu ra có chất lượng và công suất đảmbảo yêu cầu

- Tiêu tốn nhiều diện tích xây dựng công trìnhlắng, lọc

- Cần nhiều hóa chất

Bảng 4.2 Bảng điểm số lựa chọn phương án

- A: điểm trước gia trọng;

- B: điểm chính thức sau gia trọng

4.3 Sơ lược về các thành phần trong hệ thống thiết kế theo phương án

4.3.1 Công trình thu nước

Là hệ thống giếng khai thác nguồn nước thô trong các mạch nước ngầm phục

vụ cho sản xuất nước sinh hoạt Có các dạng công trình thu nước ngầm như: giếngkhơi, giếng khoan hoặc đường hầm thu nước ngang,…

Địa điểm lựa chọn xây dựng công trình thu nước ngầm cần căn cứ theo một số