Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cụm cấp nước An Lạc 2 quận Bình Tân, thành phố Hồ Chí Minh, công suất 700m3ngày

Tại phường An Lạc A quận Bình Tân nguồn nước sử dụng cho các hộ dân ở đây chủ yếu là các giếng đào, giếng khoan với chất lượng nước không đảm bảo vệ sinh, nhiễm phèn.. 3 Nhiệm vụ luận vă

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

Nhu cầu dùng nước là rất cần thiết cho cuộc sống sinh hoạt hằng ngày cũng như vui chơi giải trí Nước sạch là một trong những chỉ tiêu để đánh giá đô thị văn minh hiện đại Tại phường An Lạc A quận Bình Tân nguồn nước sử dụng cho các hộ dân ở đây chủ yếu là các giếng đào, giếng khoan với chất lượng nước không đảm bảo vệ sinh, nhiễm phèn Khoan giếng không có kế hoạch chủ trương dễ dẫn đến việc gây ô nhiễm nguồn nước ngầm

2 Tính cấp thiết của đề tài

Theo chỉ thị 200 TTg ngày 20/04/1994 của thủ tướng chính phủ thì “ đảm bảo nước sạch, bảo vệ môi trường ở nông thôn là trách nhiệm của mọi ngành, chính quyền các cấp, mọi tổ chức, mọi công dân Các ngành, các địa phương phải có trách nhiệm và chỉ đạo cụ thể đẻ thực hiện được chương trình đã xác định Đây là vấn đề hết sức cấp bách, phải được tổ chức hực hiện nghiêm túc và thường xuyên” Và theo chỉ đạo của UBND trên thành phố đến năm 2010 phải đảm bảo 90% dân số thành phố phải được sử dụng nước sạch

3 Nhiệm vụ luận văn

Luận văn tốt nghiệp được thực hiện nhằm thiết kế, tính toán các công trình xử lý nước cấp của cụm cấp nước An Lạc 2 – Bình Tân – TP HCM

Tổng quan về khu dân cư An Lạc và nhu cầu cấp nước

Lựa chọn nguồn nước và các công nghệ xử lý

Đề xuất đưa ra quy trình công nghệ xử lý cho phù hợp

Tính toán kích thước công trình và các thiết bị trong hệ thống

Khái toán giá thành đầu tư hệ thống và chi phí xử lý 1 m nước

Đưa hệ thống vào hoạt động và quản lý vận hành hệ thống

Thực hiện các bản vẽ thiết kế chi tiết

4 Nội dung luận văn

Thực hiện nhiệm vụ luận văn và trình bày có hệ thống

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHƯỜNG AN LẠC A, QUẬN BÌNH TÂN 2.1 Điều kiện tự nhiên

Phường An Lạc A thuộc Quận Bình Tân, thành phố Hồ Chí Minh Quận Bình Tân

là đô thị mới được thành lập bao gồm 10 phường theo nghị định 130/NĐ-CP ngày 05/11/2003 của Chính Phủ, từ Thị trấn An Lạc, xã Bình Hưng Hoà, xã Bình Trị Đông và

xã Tân Tạo của huyện Bình Chánh trước đây Trong những năm gần đây tốc độ đô thi hoá diễn ra khá nhanh, có phường hầu như không còn đất nông nghiệp Hiện nay nhiều mặt kinh tế-xã hội của quận phát triển nhanh theo hướng đô thị

2.1.1 Vị trí địa lý quận Bình Tân

Diện tích tự nhiên là 5188,02ha Phía đông giáp các quậnTân Phú, Quận 6 và Quận

8 Phía tây giáp huyện Bình Chánh mới Phía nam giáp quận 8 và huyện Bình Chánh mới Phía bắc giáp Quận 12 và huyện Hóc Môn

Phường An Lạc A là trung tâm của quận Bình Tân ( trước đây thuộc thị trấn An Lạc huyện Bình Chánh)

Hình 2.1 bản đồ phường An Lạc A

2.1.2 Địa hình, thổ nhưỡng địa chất công trình

- Địa hình quận Bình Tân thấp dần theo hướng Đông Bắc- Tây Nam, được chia làm hai vùng:

 Vùng 1: Vùng cao dạng địa hình bào mòn sinh tụ, cao độ từ 3-4m, độ dốc 0-4m tập trung ở phường Bình Trị Đông, phường Bình Hưng Hoà

 Vùng 2: Vùng thấp dạng địa hình tích tụ bao gồm: phường Tân Tạo và phường An Lạc

- Về thổ nhưỡng quận Bình Tân có 03 loại chính:

 Đất xám nằm ở phía Bắc thuộc các phường Bình Hưng Hoà, Bình Trị Đông thành phần cơ học là đất pha thịt nhẹ kết cấu rời rạc

 Đất phù sa thuộc phường Tân Tạo và một phần của phường Tân Tạo A

 Đất phèn phân bố ở An Lạc và một phần phường Tân Tạo

 Nhìn chung vị trí địa lý thuận lợi cho việc hình thành phát triển đô thị mới

2.2 Đặc điểm dân số và nguồn nhân lực

Theo kết quả điều tra ngày 1/4/2009 dân số quận Bình Tân là 572.796 người, mật

độ 11039 người/km2

là đơn vị có dân số lớn thứ hai trong số các đơn vị hành chánh cấp huyên cả nước, chỉ sau thành phốBiên Hòa, tỉnh Đồng Nai Dân số quận tăng rất nhanh, chủ yêu do dân nhập cư từ các địa phương khác đến sinh sống

Dân số quận Bình Tân trung bình năm 2003 là 265.411 người, trong đó nữ chiếm 52,55% nam chiếm 47,45% Do tác động của quá trình đô thị hoá, dân số quận Bình Tân Tăng rất nhanh trong thời gian qua, tốc độ tăng dân số bình quân năm giai đoạn 1999-

2003 là 16,17%

Mật độ dân cư bình quân năm 2003 là 5.115 người/km2, nơi có mật độ dân cư đông nhất là phường An Lạc A 16.680 người/km2 và thấp nhất là phường Tân Tạo 1.592 người/km2 Dân cư phân bố không đồng đều, chủ yếu tập trung vào các phường có tốc độ

đô thị hoá nhanh như: An Lạc A, Bình Hưng Hoà A, Bình Trị Đông

Việc cung cấp nước sạch ở đây rất cần thiết

2.3 Đặc điểm kinh tế

2.3.1 Tăng trưởng và cơ cấu kinh tế

Quy mô tăng trưởng theo nhóm ngành Khu vực nông nghiệp, thuỷ sản có quy mô rất nhỏ trên địa bàn quận năm 2003 Nguyên nhân chính của sự sụt giảm trong họat động sản xuất nông nghiệp, thuỷ sản là do tốc độ đô thị hoá ngày càng mạnh trên địa bàn quận những năm gần đây khiến quỹ đất giành cho hoạt động sản xuất nông nghiệp ngày càng giảm

 Khu vực công nghiệp- tiểu thủ công nghiệp-xây dựng là động lực tăng trưởng chính của kinh tế trên địa bàn quận

 Khu vực thương mại-dịch vụ (TM-DV) gồm các ngành thương nghiệp, khách sạn nhà hàng, tài chính tín dụng, vận tải kho bãi, bưu chính viễn thông, kinh doanh bất động sản, khoa học công nghệ, công tác đảng, đoàn thể, quản lý nhà nước…

Nhìn chung, sự chuyển dịch cơ cấu kinh tế trên địa bàn quận Bình Tân theo hướng ngày càng tăng tỷ trọng của khu vực CN-TTCN-XD và giảm dần tỷ trọng của khu vực nông nghiệp, thuỷ sản Khu vực thương mại dịch vụ có tỷ trọng tương đối ổn định Sự chuyển dịch cơ cấu theo hướng công nghiệp-thương mại, dịch vụ-nông nghiệp này là đúng hướng và phù hợp với xu thế công nghiệp hoá- hiện đại hoá và quá trình hiện đại hoá nhanh của một quận đô thị mới

hình 2.2 khu công nghiệp Pouyuen

- Khu công nghiệp do thành phố quản lý:

Trên địa bàn quận Bình Tân hiện có hai khu công nghiệp do Ban quản lý các khu công nghiệp Thành Phố quản lý là khu công ngiệp Tân Tạo và khu công nghiệp Vĩnh Lộc (Văn phòng BQL đặt tại phường Bình Hưng Hoà) Riêng khu công nghiệp giày da

POUYUEN là khu công nghiệp 100% vố nước ngoài chuyên sản xuất giày da, diện tích

58 ha

 Khu công nghiệp Tân Tạo: Được thành lập theo quyết định số 906/TTg của Thủ tướng Chính Phủ ngày 30/11/1996 với diện tích theo giấy phép là 181 ha (giai đoạn 1) Sau đó được mở rộn thêm với diện tích 262 ha (giai đoạn II)

 Khu công nghiệp Vĩnh Lộc: Được thành lập theo quyết định số 81/TTg của Thủ Tướng Chính Phủ ngày 05/02/1997 với diện tích theo giấy phép là 207 ha

- Cụm công nghiệp do Quận quản lý:

Hiện trên quận Bình Tân có 4 cụm công nghiệp do quận quản lý với tổng diện tích 31,4 ha Tất cả 4 cụm công nghiệp trên địa bàn quận đều hình thành tự phát do các doanh nghiệp (chủ đầu tư) tự đứng ra đầu tư cơ sở hạ tầng như giao thông, điện, nước, hệ thống nước thải… rồi cho các doanh nghiệp khác thuê lại để sản xuất kinh doanhtheo phương thức khai thác đến đâu, mở rộng đến đó

2.3.2 Hiện trạng ngành du lịch, khách sạn-nhà hàng quận Bình Tân

Hiện nay, trên địa bàn quận chưa có khu du lịch, điểm vui chơi lớn nhằm mục đích thu hút khách du lịch từ các địa bàn khác đến tham quan Tuy nhiên, một số hộ dân đã phát triển hình thức câu lạc bộ câu cá ở phường Bình Hưng Hoà cũng thu hút khách không chỉ tại địa phương mà còn từ các quận nội thành đến, góp phần tăng doanh thu ngành Ngoài ra, quận cũng quan tâm chỉnh trang và phát triển dịch vụ ở các công viên phục vụ vui chơi giải trí của người dân

Trong xu thế phát triển đô thị, hoạt động ngành khách sạn- nhà hàng cũng sôi động hơn Việc phát triển khách sạn- nhà hàng thời gian qua tập trung chủ yếu dọc theo tuyến đường Kinh Dương Vương và các khu quy hoạch dân cư được duyệt chủ yếu do khu vực

tư nhân đầu tư

2.4 Hiện trạng cấp nước ở Bình Tân

Tình trạng cấp nước ở Bình Tân còn nhiều bất cập Tình trạng thiếu nước thường xảy ra, mùa mưa lẫn mùa khô Nước bị đục, bẩn Người dân phải mua nước giá cao từ những xe chở nước của Sawaco Cầu nhiều hơn cung trong việc cấp nước sạch cho người dân Với tình trạng như trên, việc thiết kế hệ thống xử lý nước cấp trạm An Lạc 2 rất cần thiết , nhằm cải thiện khả năng cấp nước sạch cho người dân khu vực này

2.5 Lựa chọn nguồn nước

2.5.1 Tổng quan về nước ngầm

ViệtNamlà quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng và khá tốtvề chất lượng Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá, đượctạo thành trong giai đoạn trầm tích đất đá hoặc do sự thẩm thấu, thấm của nguồnnước mặt, nước mưa… nước ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài mét, vài chụcmét, hay hàng trăm mét

Đối với các hệ thống cấp nước cộng đồng thì nguồn nước ngầm luôn luôn là nguồnnước được ưa thích Bởi vì, các nguồn nước mặt thường hay bị ô nhiễm và lưulượng khai thác phải phụ thuộc vào sự biến động theo mùa Nguồn nước ngầm ítchịu ảnh hưởng bởi các tác động của con người Chất lượng nước ngầm thường tốthơn chất lượng nước mặt nhiều Trong nước ngầm hầu như không có các hạt keohay các hạt lơ lửng, và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp

Bảng 2.1 Một số đặc điểm khác nhau giữa nước ngầm và nước mặt

Chất rắn lơ lửng Rất thấp, hầu như không có Thường cao và thay đổi

Hàm lượng Fe2+,

Rất thấp, chỉ có khi nước

ở sát dưới đáy hồ

Khí CO2 hoà tan Có nồng độ cao Rất thấp hoặc bằng 0 Khí O2 hoà tan Thường không tồn tại Gần như bão hoà

nhiễm bẩn

SiO2 Thường có ở nồng độ cao Có ở nồng độ trung bình

Các nguồn nước ngầm hầu như không chứa rong tảo, một trong những nguyênnhân

gây ô nhiễm nguồn nước Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là cáctạp chất hoà tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết, nắng mưa, các quátrình phong hoá

và sinh hoá trong khu vực Ở những vùng có điều kiện phong hoátốt, có nhiều chất bẩn

và lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễmbởi các chất khoáng hoà tan, các chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa thấmvào đất

Ngoài ra, nước ngầm cũng có thể bị nhiễm bẩn do tác động của con người Các chấtthải của con người và động vật, các chất thải sinh hoạt, chất thải hoá học, và việc

sửdụng phân bón hoá học… tất cả những loại chất thải đó theo thời gian nó sẽ ngấmvào nguồn nước, tích tụ dần và làm ô nhiễm nguồn nước ngầm Đã có không ítnguồn nước ngầm do tác động của con người đã bị ô nhiễm bởi các hợp chất hữucơ khó phân huỷ, các vi khuẩn gây bệnh, nhất là các hoá chất độc hại như các kimloại nặng, dư lượng thuốc trừ sâu và không loại trừ cả các chất phóng xạ

Ưu – nhược điểm khi sử dụng nước ngầm

2.5.2 Ưu điểm

- Nước ngầm là tài nguyên thường xuyên, ít chịu ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu như hạn hán

- Chất lượng nước tương đối ổn định, ít bị biến đổi theo mùa như nước mặt

- Chủ động hơn trong vấn đề cấp nước cho vùng xa, hẻo lánh Nhất là trong hoàn cảnh hiện nay, nước ngầm có thể khai thác ở nhiều công suất khác nhau

- Để khai thác nước ngầm có thể sử dụng nhiều thiết bị: máy bơm, máy nén khí hoạc bơm tay Ngoài ra nước ngầm còn được khai thác tập trung ở các nhà máy xử lý tập trung, các khu công nghiệp hoặc từng hộ dân Đây là ưu điểm nổi bậc của nước ngầm trong vấn đề cấp nước ở nông thôn

- Giá thành xử lý nước ngầm nhìn chung là rẻ hơn nước mặt

2.5.3 Nhược điểm

- Một số nguồn nước ngầm ở tầng sâu được hình thành từ hàng ngàn năm, ngày nay được

sụ bổ cập của nguồn nước mưa Và tầng nước này nói chung không thể tái tạo hoặc khả năng tái tạo rất hạn chế Do vậy trong tương lai cần phải tìm nguồn nước khác thay thế khi nguồn nước này bị cạn kiệt

- Việc khai thác nước ngầm với quy mô và tần suất lớn làm cho hàm lượng muois trong nước tăng lên Từ đó dẫn đến việc tăng chi phí cho khâu xử lý Mặc khác làm cho mực nước ngầm hạ thấp xuống, kéo theo làm cho đất nền bị võng xuống, gây hư hại cho các công trình xây dựng

- Khi nước ngầm được khai thác không đúng cách, khai thác một cách bừa bãi dễ dẫn tới tình trạng ô nhiễm nước ngầm

 Nước ngầm là nguồn nước được lựa chọn đầu vào

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC NGẦM

Về nguyên tắc nước chứa hàm lượng tạp chất ở dạng nào lớn hơn giới hạn cho phép phải được xử lý trước khi đưa vào sử dụng Ở đây, nguồn nước ngầm bị nhiễm sắt với hàm lượng cao, các chỉ tiêu khác nằm trong quy chuẩn cho phép Công nghệ ở đây nói về xử

lý sắt trong nước ngầm

3.1 Làm thoáng khử sắt

Phương pháp khử sắt bằng làm thoáng là làm giàu oxy cho nước, tạo điều kiện để Fe2+oxy hóa thành Fe3+, sau đó thực hiện quá trình thủy phân để tạo thành hợp chất ít tan Fe(OH)3 được giữ lại ở bể lắng, một phần ở bể lọc Làm thoáng có 2 loại: làm thoáng tự nhiên bằng giàn mưa, làm thoáng cưỡng bức

Trong nước ngầm, sắt(II) bicacbonat là muối không bền vững, thường phân ly theo dạng sau: Fe(OH)2= Fe2+ + 2HCO3-

Nếu trong nước có oxy hòa tan, quá trình oxy hóa diễn ra như sau:

Làm thoáng đơn giản trên bề mặt vật liệu lọc: khử sắt bằng giàn phun mưa ngay trên bề mặt lọc Chiều cao giàn phun mưa thường lấy cao khong 0,7m; lỗ phun mưa có đường kính từ 5-7mm, lưu lượng tưới khoang 10m3/h Lượng oxy hòa tan trong nước sau làm thoáng ở 250C lấy bằng oxy bão hòa

Làm thoáng bằng giàn phun tự nhiên: nước được tưới lên giàn mưa một bậc hay nhiều bậc với các sàn thường làm bằng các tấm bằng kim loại Lưu lượng tưới và chiều cao tháp cũng lấy trong trường hợp trên Lượng oxy hòa tan bằng 55% luongj oxy bão hòa Lượng CO2 giảm 50%

Làm thoáng cưỡng bức: có thể dùng tháp làm thoáng cưỡng bức với lưu lượng từ

30-40 m3/h, lượng không khí tiếp xúc lấy từ 4-6m3

cho 1m3 nước Lượng oxy làm thoáng bằng 70% lượng oxy bão hòa Hàm lượng CO2 sau làm thoáng giảm 75%

Một số sơ đồ làm thoáng thường gặp:

3.1.1 làm thoáng đơn giản- lọc

Hình 3.1 sơ đồ làm thoáng đơn giản – lọc

Công nghệ này áp dụng khi nguồn nước có [Fe2+] < 10 mg/l, độ oxy hóa= 0,15[Fe2+

]x5 mg/l O2 , NH4

+ < 1mg/l, H2S < 0,5 mg/l, pH làm thoáng đạt 6,8, hệ thống này khử được 30-35% CO2 trong nước

Ưu điểm:

+ Có thể áp dụng bất kỳ công suất nào

+ Công trình đơn giản, hiệu quả xử lý hiệu quả cao, ổn định

+ Cho chu kỳ lọc lọc dài do tổn thất áp lực của vật liệu tăng chậm

3.1.2 Làm thoáng tự nhiên – lắng tiếp xúc – lọc

nước sạch

Phun mưa lên bề mặt lọc

Bể lọc nhanh

Bể chứa Giàn mưa

Chất khử trùng

Hình 3.2 sơ đồ làm thoáng cưỡng bức, lắng tiếp xúc, lọc nhanh

Công nghệ này áp dụng cho nước ngầm có đặc tính sau: chứa sắt có nồng độ nhỏ hơn 25mg/l, độ kiềm < 2mg/l, H2S< 0,2 mg/l, NH4+ < 1mg/l

Ưu điểm:

+ Có thể dùng với bất kỳ công suất nào

+ Công trình gọn, dễ vận hành, ổn định

3.1.3 Làm thoáng cưỡng bức – lắng – lọc trong

Hình 3.3 sơ đồ làm thoáng cưỡng bức, lắng tiếp xúc, lọc

Công nghệ này thường áp dụng cho trường hợp nước ngầm có đặc tính sau: pH thấp ( dao động trong khoảng rộng, Fe < 6 mg/l, Mn < 1mg/l, CO2 dao động trong khoảng rộng

Bể lọc nhanh

Bể chứa nước sạch

Quạt

gió

Bể lắng tiếp xúc

Bể lọc nhanh

Bể chứa nước sạch

Chất khử trùng Chất khử trùng

+ diện tích xây dựng nhỏ

+ không khí được cấp bằng quạt gió nên chủ động về thời gian

+ tốc độ oxy hóa Fe2+ diễn ra nhanh chóng, đồng thời các khí hòa tan trong nước nhu H2S,

CO2, NH3,…cũng thoát ra dễ dàng với tỷ lệ cao

trong thực tế thường gặp 3 loại lắng sau

Cặn rắn: các hạt phân tán riêng lẻ, có trọng lượng riêng lớn, hình dáng và bề mặt không thay đổi trong quá trình lắng Tốc độ lắng không phụ thuộc vào chiều cao lắng và nồng

độ cặn, có thể xem tốc độ lắng không thay đổi theo thời gian

Cặn lơ lững: có bề mặt thay đổi, có khả năng kết dính và keo tụ với nhau trong quá trình lắng làm cho kích thước và tốc độ lắng của bông ặn tầng dưới tăng dần theo thời gian và chiều cao lắng

Các bông cặn: có khả năng kết dính với nhau, khi nồng độ lớn hơn 1000 mg/l tạo thành các đám cặn Khi các đám cặn lắng xuống, nước từ dưới đi lên qua các khe rỗng giữa cá bông cặn tiếp xúc với nhau, lực ma sát tăng lên làm hạn chế tốc độ lắng của đám bông cặn nên được gọi là lắng hạn chế Tốc độ lắng của đám bông cặn phụ thuộc vào tính chất

sang ngăn nén cặn từng thời kỳ sẽ được xả ra ngoài Bể lắng trong có lớp cặn lơ lững dùng để lắng cặn có khả năng keo tụ

Bể lắng tiếp xúc( bể lắng Lamella): cũng giống như bể lắng thường, gồm 3 vùng

Vùng phân phới nước

Vật liệu lọc có thể là than, sỏi, cát,… Trong đó, cát được sử dụng rộng rãi nhất do giá thành rẻ và hiệu suất lọc cao Có thể sử dụng nhiều lớp vật liệu lọc kết hợp nhằm tăng hiệu quả lọc Sau một thời gian làm việc, các khe giữa các lớp vật liệu lọc bị lấp đầy làm giảm tốc độ lọc Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc ta phải tiến hành rửa lọc bằng khí hoặc nước hoặc khí kết hợp với nước

Để thực hiện quá trình lọc nước ta có thể sử dụng một số loại bể lọc sau:

3.3.3 Chia theo chiều của dòng nước

- Bể lọc xuôi: là bể có dòng chảy qua lớp vật liệu lọc từ trên xuống như bể lọc chậm, lọc nhanh

- Bể lọc ngược: nước chảy qua lớp vật liệu từ dưới lên như bể lọc tiếp xúc

3.3.5 Chia theo số lượng lớp vật liệu lọc

Bể lọc một lớp vật liệu

Bể lọc 2 hay nhiều lớp vật liệu lọc

Chia theo cấu tạo của vật liệu lọc:

+ Bể lọc có vật liệu lọc ở dạng hạt: cát, than

+ Bể lọc có vật liệu lọc ở dạng lưới: lưới kim loại

+ Bể lọc dàng màng: nước lọc đi qua màng được tạo thành trên bề mặt lưới đỡ hay lớp vật liệu rỗng

3.4 Khử trùng

Khử trùng là một khâu quan trọng , bắt buộc và là khâu cuối cùng trong xử lý nước ăn uống và sinh hoạt Đây là một quá trình nhằm tiêu diệt, làm mất khả năng haotj động của các vi sinh vật gây bệnh

Hiện nay có nhiều phương pháp khử trùng như sau:

+ Khử trùng bằng các tia vật lý

+ Khử trùng bằng các chất oxy hóa mạnh: chlorine, chloramines, chlorine dioxide, ozon, + Khử trùng bằng siêu âm

+ Khử trùng bằng phương pháp nhiệt

Hiên nay, ở nước ta thường khử trùng bằng các chất oxy hóa mạnh, chủ yếu là chlorine

Cơ chế khử trùng: có 3 cơ chế khử trùng chính trong nước cấp

+ Phá hủy hoặc làm suy giảm cấu trúc tế bào

+Làm cản trở quá trình trao đổi chất và năng lượng

+ Làm cản trở quá trình sinh tổng hợp và phát triển

Quá trình khử trùng chính là sự kết hợp của 3 cơ chế này, tùy thuộc vào tác nhân khử

sinh học và khuếch tán qua thành tế bào là cần thiết cho bất kỳ một tác nhân khử trùng nào

Yếu tố ảnh hưởng: hiệu quả khử trùng phụ thuộc các yếu tố sau

+ Dạng và liều lượng chất khử trùng

+ Dạng và nồng độ của vi sinh vật

+ Thời gian tiếp xúc trong bể

+ Đặc trưng của nước

3.5 Một số sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm

3.5.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm tại trạm cấp nước Tam Bình 2

Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm tại trạm cấp nước Tam Bình 2, khu phố 3 phường Tam Bình quận Thủ Đức công suất 600m3/ng.d do trung tâm nước sinh hoạt và vệ sinh môi trường nông thôn quản lý

Hình 3.4 sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm tại nhà máy Tam Bình 2

Đặc trưng nguồn nước: pH : 5,5 ; Fe <5mg/l

Nhận xét: công nghẹ này sử dụng thiết bị làm thoáng cưỡng bức, tnagw hiệu suất khử

CO2 trong nước đạt 80-90% và lượng õi hòa tan bằng 70% lượng õi bão hòa Công nghẹ này thường áp dụng cho trạm có công suất vừa và lớn

bể chứa nước sạch

bòn lọc áp lực

bể điều hòa

bể phản ứng

3.5.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm tại phường Hiệp Bình Chánh, Thủ Đức,

và đưa vào mạng lưới

3.5.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm tại trạm Quy Đức 2, huyện Bình Chánh, công suất 480m 3/ngày

Bể chứa nước sạch

Bể lọc

áp lực

Bể chứa trung gian

Bể lắng đứng

Thiết bị deairato

Bể lọc

áp lực

Bể lắng đứng

Giàn mưa khử sắt

Hình 3.6 Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm tại trạm Quy Đức 2, huyện Bình Chánh

Thuyết minh công nghệ

+ Nước được khai thác và bơm lên giàn mưa khử sắt Giàn mưa có hệ thống đục lỗ đẻ phân phối nước, tạo sự tếp xúc tốt giữa oxi và nước, nâng cao hiệu quả quá trình oxi hóa Giàn mưa được thiết kế thành bậc đẻ việc oxi hóa triệt để

+ Nước từ giàn mưa được rơi xuống bể lắng đứng, phần cặn được lắng xuống đáy bể và được xả bỏ định kỳ Phần nước trong theo ống thu nước qua bể lọc

+ Khi nước trong máng thu đầy, nước sẽ tràn sang ngăn lọc đẻ loại bỏ các cặn không thẻ lắng được

+ Hệ thống giàn mưa, bể lắng, bể lọc được thiết kế theo 2 module song song nhằm đảm bảo công suất của trạm và trạm vẫn hoạt động khi có sự cố hoặc bảo trì, bảo dưỡng + Nước từ bể lọc được dẫn qua bể chứa, tại đây clo được châm vào để khử trùng và lưu trên đường ống Hàm lượng clo dư tại đầu nguồn đạt 0,7-1 mg/l

+ Cuối cùng nước được bom lên đài cấp nước để đưa vào mạng lưới Đài nước được thiết

kế đạt tiêu chuẩn 1329/2002/BYT

CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 4.1 Đặc tính nguồn nước được lựa chọn

Theo kết quả điều tra địa chất thủy văn và địa chất công trình miền Nam Địa chất chính là trầm tích bở rời Kainozoi vùng thành phố Hồ Chí Minh có 4 phân vị chứa nước chủ yếu: nước lổ hổng trong trầm tích Holocen, Pleistocen, nước lổ hổng trong trầm tích sản phẩm Pliocen muộn và Pliocen sớm

Sau đây là sự mô tả sơ lược phân vị chứa nước dùng để cấp cho nhà máy

Tầng chứa nước lỗ rỗng trong các trầm tích Pliocen trên (N22)

Các trầm tích Pliocen trên phân bố rộng khắp thành phố Hồ Chí Minh, chìm ở độ sâu 50-60m về phía bắc( Củ Chi, Hóc Môn); 70-100m về phía tây nam ( Bình Chánh) và sâu hơn nữa 110-150m ở khu vực Nhà Bè qua Cần Giờ Chiều dày trầm tích cũng thay đổi theo chiều hướng tương tự( phía tây bắc chỉ dày 40-60 m, dần xuống phía nam chiều dày tăng dần đến 100m) Thành phần đất đá chứa nước là cát nhiều cỡ hạt lẫn sỏi sạn, phân nhịp tương đối rõ rang: trên cùng là lớp sét, sét bột chứa cacbonat màu sắc loang lổ

có khả năng cách nước tốt, dày 10- 25m Đây là tầng chứa rất giàu nước và là đối tượng tìm kiếm thăm dò, khai thác quy mô lớn cho thành phố

Tầng chứa nước lổ rỗng trong trầm tích Pliocen trên rất phong phú, có khả năng đáp ứng nhu cầu cung cấp rất lớn cho thành phố Tầng chứa nước Pliocen dưới là một đối tượng có triển vọng cung cấp nước có quy mô vừa và lớn Tuy nhiên từ trước tới nay, tầng chứa nước này chưa phải là đối tượng điều tra chính, nên các giai đoạn tìm kiếm, thăm dò trước đây đều ít đầu tư công trình để nghiên cứu chi tiết Do đó mức độ nghiên cứu còn sơ lược, chưa đánh giá hết khả năng và triển vọng của tầng chứa nước này

Một điều có thể khẳng định rằng: nước dưới đất trong trầm tích Pliocen dưới là nguồn dự trữ rất quan trọng trong tương lai, cần phải đầu tư đích đáng để nghiên cứu chi tiết hơn Đặc biệt đối với vùng khai thác các tầng chứa nước bên trên, nước trong tầng Pliocen dưới là nguồn bổ sung trữ lượng rất quan trọng khi cần mở rộng khai thác quy

mô lớn

4.2 Kết quả phân tích mẫu nước

Mẫu được lấy trực tiếp tại miệng giếng theo yêu cuầ kỹ thuật của lấy mẫu Kết quả được xét nghiệm tại phòng thí nghiệm khoa Môi trường, trường Đại học Bách Khoa tp HCM vào ngày 30/05/2008 và trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm

- Nơi lấy mẫu: trạm xử lý nước cấp An Lạc 2

- Địa chỉ: 119/8 Phùng Tá Chu, khu phố 7, phường An Lạc A, quận Bình Tân

- Loại mẫu: nước khoan giếng số 1

Bảng 4.1 kết quả phân tích nước ngầm tại trạm xử lý An Lạc 2

Stt Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Kết quả QCVN 02/2009

4.3 Tiêu chuẩn cấp nước

Nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt phải không màu, không mùi lạ, không chứa các chất độc hại, vi sinh vật và tác nhân gây bệnh Hàm lượng các chất hòa tan không vượt quá tiêu chuẩn cho phép Các hệ thống xử lý nước cấp ở nước ta hiện nay đang áp dụng tiêu chuẩn “tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống” theo QCVN 02/2009 BYT

Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt ( đô thị loại I –ngoại vi) : 120 l/người/ngày (bảng 3.1/5 TCXD 33-2006)

4.4 Yêu cầu thiết kế

Chất lượng nước đầu ra phải đạt chuẩn nước cấp chi ăn uống và sinh hoạt theo QCVN 02/2009 BYT

Lưu lượng nước phải đảm bảo cho nhu cầu sử dụng nước của người dân

Áp lực nước phải mạnh, đảm bảo đủ áp lực cho cho từng hộ dân

Công nghệ xử lý đơn giản, dễ vận hành, hạn chế thấp nhất các sự cố có thể xảy ra Một số lưu ý cần biết đến khi lựa chọn công nghệ

 Địa điểm: đặt ở đâu, diện tích như thế nào Có đủ mặt bằng để xây dựng giàn mưa

 Đặc tính: pH nước thấp, hàm lượng sắt cao, cần châm NaOH để nâng pH,

Dựa trên bảng phân tích chỉ tiêu nước ngầm đầu vào: pH thấp, hàm lượng sắt vừa đề xuất công nghệ như sau

4.5 Đề xuất công nghệ

Đối với quá trình làm thoáng có thể sử dụng giàn mưa hoặc thùng quạt gió ( tháp

oxy hóa)

Sau khi qua giàn mưa nước được đưa sang bể lắng

Sau khi ra bể lắng, nước tới bể lọc Bể lọc làm nhiệm vụ giữ lại tất cả các cặn bã còn lại sau bể lắng Đối với hệ thống xử lý nước với công suất lớn người ta thường sử dụng bể lọc nhanh với tốc độ lọc 8-30 m/h Ở đây ta có thể sử dụng bể lọc áp lực với tốc

độ 15m/h

Chọn bể chứa dạng hình chữ nhật, nửa chìm nữa nổi Phía trên có nắp đậy, ống thông hơi

Sơ đồ công nghệ 1

Hình 4.1 sơ đồ công nghệ 1

Giàn mưa

Bể lắng ngang

Bồn lọc áp lực

Bể chứa nước sạch

Giếng thu nước ( trạm bơm cấp 1)

Bể xử lý bùn

Nước sạch rửa lọc

Nước sau rửa lọc Chôn lắp

Xả ra cống thoát nước

Trạm bơm cấp 2

Bồn chứa clo Bơm định lượng

Sơ đồ công nghệ 2

Hình 4.2 sơ đồ công nghệ 2

Giếng thu nước ( trạm bơm cấp 1)

Thùng quạt gió

Bể lắng đứng

Bồn lọc áp lực

Bể chứa nước sạch

Nước sạch rửa lọc

Nước sau rửa lọc

Xả ra cống thoát nước

Trạm bơm cấp 2

Bồn chứa clo Bơm định lượng

Phân tích ưu nhược điểm 2 công nghệ

Công nghệ 1:

Ưu điểm:

- giàn mưa khi hoạt động thì việc quản lý tương đối dễ dàng và thuận tiện Việc duy tu, bảo dưỡng và vệ sinh định kỳ giàn mưa cũng tương đối đơn giản Cần tiến hành vệ sinh thường xuyên do các cặn Fe dễ dàng bám trên các sàn làm bít các lổ dẫn đến giảm hiệu quả của giàn mưa

- Bể lắng ngang lắng với hiêu quả cao

- Thùng quạt gió: chi phí vận hành cao, để duy tu bảo dưỡng đòi hỏi phải hiểu kỹ

- Bể lắng đứng: hiệu quả xử lý thấp hơn so với bể lắng ngang

4.6 Lựa chọn công nghệ

Đề tài này thiết kế dựa trên công nghệ 2

Sơ đồ công nghệ 2

Hình 4.2 sơ đồ công nghệ 2

Giếng thu nước ( trạm bơm cấp 1)

Thùng quạt gió

Bể lắng đứng

Bồn lọc áp lực

Bể chứa nước sạch

Nước sạch rửa lọc

Nước sau rửa lọc

Xả ra cống thoát nước

Trạm bơm cấp 2

Bồn chứa clo Bơm định lượng

Chương 5 TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 5.1 Giếng khoan

5.1.1 Lưu lượng tính tốn cho hệ thống cấp nước tập trung được xác định theo cơng

thức

D 000

1

f.

N q )

đêm ngày

/ m (

TB

f = tỷ lệ dân được cấp nước (lấy theo bảng 3.1 /5 TCXD 33: 2006)

D = lượng nước phục vụ cơng cộng, dịch vụ, cơng nghiệp, thất thốt, nước cho bản thân nhà máy xử lý nước và lượng nước dự phịng (lấy 5-10% tổng lưu lượng nước phục vụ ăn uống)

- Đơ thị loại I :

+ Tiêu chuẩn nước sinh hoạt (a) : Nội vi : 160 lít /người.ngày

- Tỷ lệ dân được cấp nước (a) : Nội vi : 85%

+ Nước phục vụ cơng cộng (b) : 10% x a

+ Nước thất thốt (c) : 17% x (a+b)

+ Nước cho nhu cầu riêng của trạm : 7% x (a+b+c)

ngày

3 ngày max ( m / ngày đêm ) Q xK

min ngày TB

ngày

3 ngày min ( m / ngày đêm ) Q xK

Trong đĩ:

sống xã hội, chế độ làm việc và sự thay đổi nhu cầu dùng nước theo mùa…

+ Đối với Thành phố Hồ Chí Minh, cĩ thể áp dụng Kngàynhư sau :

Qmax.ngày = 562,48 * 1,2 = 674,98 m3/ngày đêm

Qmax.ngày = 562,48 * 0,9 = 506,23 m3/ngày đêm

5.1.3 Lưu lượng tính tốn trong 1 giờ phải được xác định theo cơng thức

Q

*K

qgiờ.max  giờ.max ngày.max ;

24

Q

*K

qgiờ.min  giờ min ngày.min

Trong đĩ:

K : dùng số dùng nước khơng điều hịa giờ

max max max

.

K     1 , 2 * 1 , 6  1 , 92

min min min

5.1.4 Tính tốn cơng suất thiết kế giếng

Cơng suất thiết kế giếng được tính theo cơng thức sau

) giờ / m ( T

Q

Trong đĩ :

Qmaxngđ : lưu lượng ngày lớn nhất = 674,98 (m3/ngày-đêm)

T : thời gian bơm cấp 1 hoạt động, dự kiến bơm hoạt động 20 giờ / ngày đêm

Qthiếtkếgiếng 674,98 3 3

5.1.5 Thiết kế công trình khai thác nước dưới đất

a) Yêu cầu nước và chế độ dùng nước

+ Công suất thiết kế: 35 m3/giờ = 700 m3/ngày-đêm

+ Khả năng cấp nước thực tế:

- Qmaxngđ : lưu lượng ngày lớn nhất = 674,98 (m3/ngày-đêm )

- P: dân số sử dụng nước thực tế = 2.800 dân

- qtb : tiêu chuẩn dùng nước trung bình = 160 lít/người /ngày-đêm

- Kmaxngđ: hệ số không điều hòa ngày lớn nhất = 1,2

b) Số lượng giếng dự phòng

- Giếng dự phòng được lấy theo bảng 5.1/13 TC33-2006

- Trong đó: bậc tin cậy của hệ thống cấp nước lấy theo bảng 1.1/2 TC33-2006

- Bài toán thiết kế của luận văn có bậc tin cậy của hệ thống cấp nước là III  Trạm thiết kế 1 giếng làm việc  không cần có giếng dự phòng

c) Chọn tầng chứa nước và thiết kế giếng khai thác

- Toàn khu vực công trình có đặc tính địa chất thủy văn có cấu trúc tốt, tầng chứa nước cách ly tốt với nước mặt tại điểm thi công

- Theo tài liệu khoan thăm dò cho thấy các thông số về trữ lượng của tầng này là rất tốt Hơn nữa việc thi công giếng đúng các quy trình, quy phạm kỹ thuật do đó trong quá trình khai thác không gây ô nhiễm các giếng xung quanh

Cấu tạo địa tầng

00 – 23,5 m: cát hạt trung

25,5 – 44,5 m : đất sét

- Lưu lượng khai thác : 35 m3/giờ

d) Quy trình thi công, hoàn thiện giếng

- Quy trình thi công khoan:

+ Sử dụng phương pháp khoan xoay theo đúng quy trình và quy phạm về khoan và lấy mẫu nhằm xác định địa tầng và cỡ hạt bằng thiết bị khoan công suất lớn, khả năng khoan với đường kính lớn nhất là 600 mm, độ sâu tối đa 300 m

+ Đường kính lỗ khoan kết thúc giếng là 400 mm

- Quy trình hoàn thiện giếng :

+ Chèn sỏi đường kính 3 – 5 mm từ đáy giếng lên đến độ sâu 100m nhằm chức

năng tạo khe hở cho giếng thu nước tốt hơn

+ Thực hiện công tác trám cách ly nhiễm bẩn bằng sét Bentonite vào khe hở giữa thành ống chống với lỗ khoan từ độ sâu 100m lên đến mặt đất

+ Thực hiện công tác thổi rửa lỗ khoan bằng bơm cao áp và máy nén khí công suất lớn nhằm làm sạch và tăng hiệu suất, lưu lượng giếng Công tác được làm tới khi nước trong

5.1.6 Chọn bơm chìm

Tính toán cột áp bơm

H= Hthả giếng + Hbể lắng đứng+ Hquạt gió + Htổn thất (m)

Trong đó :

+ Hbeålaéngñöùng= chiều cao bể lắng đứng = 7 mét

+ Hquạt gió chiều cao dàn mưa = 0,6 + 0,6*3 = 2,4 mét

Hình 5.1 hình ảnh và thông số máy bơm

Hình 5.2 đồ thị lưu lượng và cột áp của bơm

 Chọn bơm chìm FRANKLIN, MODEL : 150TS6 PERFORMANCE với các thông

số sau :

- Bơm chìm 3 phases 380V – 15 Hp

- Lưu lượng lớn nhất : 45 m3/giờ

- Cột áp lớn nhất : 135 mét

- Theo biểu đồ đường cong bơm :

+ ở lưu lượng 35 m3/giờ , cột áp đạt được 90 mét

+ ở lưu lượng 40 m3/giờ , cột áp đạt được 75mét

5.2 Thùng quạt gió

5.2.1 Nhiệm vụ

Thùng quạt gió là công trình làm thoáng nhân tạo hay còn gọi là làm thoáng cưỡng bức

5.2.2 Cấu tạo, chức năng

- Thùng quạt gió được làm bằng composite, tiết diện tròn Cấu tạo thùng quạt gió gồm các bộ phận như bản vẽ chi tiết

- Hệ thống phân phối nước: có dạng hình xương cá giống như hệ thống phân phối trở lực lớn trong bể lọc Các ống nhánh có khoan lỗ nghiêng 450 ở phía dưới đường kính

d = 10 – 20mm, cường độ mưa lấy từ 40 – 50m3/m2.h

- Sàn thu nước có xi phông Mục đích không cho không khí của quạt gió vào ống dẫn nước xuống mà chỉ đi được từ dưới lên trên thùng quạt gió

- Máy quạt gió có nhiệm vụ đưa không khí đi từ dưới lên ngược chiều với chiều rơi của nước

Hình 5.3 thùng quạt gió

5.2.3 Các thông số kỹ thuật

a) Diện tích thùng quạt gió

35

0,875 40

1, 056 1,13,14

Trong đó: Htn : Chiều cao ngăn thu nước ở đáy

Hvào: Chiều cao không khí đi vào

Htx: chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc

Hra: chiều cao không khí đi ra

Hình 5.4 đường đi của nước và không khí trong thùng quạt gió

c) Đường kính ống dẫn nước

0,1243,14 0,8 3600

i) Số lỗ trên mỗi hàng của ống: 22 11

5.3.2 Cấu tạo, chức năng

- Bể lắng đứng thường có hình tròn và được sử dụng cho những trạm xử lý có công suất nhỏ

- Bể xây dựng bằng bê tông cốt thép

- Ống trung tâm bằng bê tông cốt thép

- Máng thu nước có vách ngăn bằng răng cưa

5.3.3 Các thông số kỹ thuật

5.3.3.1 Hàm lượng cặn trong nước khi đưa vào bể lắng đứng

V C

V: liều lượng vôi (nếu có) cho vào nước V = 0mg/l

Hàm lượng cặn sinh ra do sự hình thành Fe(OH)3 từ Fe2+ của nước nguồn

4Fe2+ + 8HCO3- + H2O + 3/2 O2 4Fe(OH)3  + 8 CO2

Q F

tt*

* 6 , 3

*



: hệ số kể đến việc sử dụng dung tích bể lấy trong giới hạn 1,3 – 1,5

t Q f

*

*60

*

Trong đó:

Q : lưu lượng tính toán (m 3 /giờ) Q = 35m 3 /giờ

t: thời gian lưu nước trong ống trung tâm t = 15phút

H: chiều cao ống trung tâm H tt = 2,7m

235*15

3, 2460* 2, 7 *1

Trong đó:

F: diện tich phần lắng (m 2 ) F = 26m 2