Tính toán thiết kế, xây dựng mới trạm xử lý nước cấp tại huyện hoa lư, tỉnh ninh bình với công suất 15000 m3 ngđ

Tính toán thiết kế, xây dựng mới trạm xử lý nước cấp tại huyện hoa lư, tỉnh ninh bình với công suất 15000 m3/ ngđ

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong thời đại công nghiệp hóa - hiện đại hóa, nền kinh tế đất nước đang pháttriển nhanh chóng về mọi mặt Các nhà doanh nghiệp ra sức đầu tư và mở rộngthị trường trên trường quốc tế Mô hình xây dựng các khu công nghiệp, khuchế xuất đã khẳng định được tính ưu việt của nền kinh tế năng động, giúp chokhoa học - kỹ thuật phát triển, tạo ra nhiều sản phẩm cho xã hội và giải quyếtđược nhiều công ăn việc làm Chính vì vậy, cuộc sống của người dân ngàycàng được nâng cao và việc đầu tư cơ sở hạ tầng cũng càng được chú trọng đểtạo nền tảng vững chắc đưa đất nước phát triển một cách toàn diện

Một trong những mảng vô cùng quan trọng của cơ sở hạ tầng là làm sao để bảo

vệ được nguồn tài nguyên nước, cấp nước sạch cho mọi người và xử lý nguồnnước thải đạt hiệu quả nhất Vì thế, hệ thống cấp – thoát nước cần được quantâm và đầu tư xây dựng đúng mức để có thể đáp ứng nhu cầu dùng nước cũngnhư thoát nước của người dân trong hiện tại và tương lai

Thành phố Ninh Bình là một thành phố trực thuộc tỉnh Ninh Bình, mới đượcthành lập trên cơ sở mở rộng và nâng cấp thị xã Ninh Bình với diện tích tựnhiên 4836,49 ha nhưng có vị trí thuận lợi, là cửa ngõ phía Nam của vùng kinh

tế đồng bằng Bắc Bộ

Thành phố Ninh Bình đang phát triển rất nhanh về công nghiệp, dịch vụ, dulịch, vận chuyển hàng hải… trong những năm gần đây làm cho đời sống củanhân dân được cải thiện rất nhiều và nhu cầu dùng nước của người dân cũngtăng lên nhanh chóng Trong khi đó, hệ thống cấp nước của thành phố hiện naykhông đáp ứng đủ yêu cầu trên Vì vậy, để xây dựng đô thị hoàn chỉnh hơn,đảm bảo cung cấp đầy đủ nước sạch đến từng hộ dân, thành phố cần thiết phảixây dựng ngay thêm một nhà máy nước để đáp ứng nhu cầu phát triển trên

2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Việc xây dựng mới hệ thống cấp nước nhằm đảm bảo cung cấp nước sạch chonhu cầu dùng nước đến năm 2020 của thành phố, góp phần bảo vệ sức khỏengười dân, phát triển kinh tế xã hội của thành phố

3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Tính toán thiết kế, xây dựng mới trạm xử lý nước cấp tại huyện Hoa Lư, tỉnhNinh Bình với công suất 15000 m3/ngđ gồm: công trình thu, trạm bơm cấp I,ống chuyển tải nước thô và các công trình đơn vị trong trạm xử lý

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương pháp điều tra, thu thập số liệu: Khảo sát, đánh giá hiện trạng thực tế

của khu vực, thu thập số liệu liên quan đến nguồn cấp và các chỉ tiêu lý, hóa,sinh phục vụ cho việc thiết kế

Phương pháp tham khảo, tổng hợp tài liệu: Tham khảo các giáo trình xử lý

nước cấp và các thông tin liên quan từ các nguồn khác (giáo viên hướng dẫn,internet) Sau đó tiến hành tổng hợp lại các số liệu cần thiết

Phương pháp phân tích và xử lý số liệu: Lập bảng thống kê lại các số liệu đã

thu thập được, phân tích - xử lý các số liệu đó để tìm ra phương án xử lý nướccấp hợp lý Phân tích và xử lý số liệu dựa trên các tiêu chuẩn hay các quy định

về chất lượng nước mặt

Phương pháp so sánh: So sánh ưu - nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các

phương án với nhau để chọn ra công nghệ xử lý tối ưu, cho kết quả xử lý tốtnhất mà vẫn đáp ứng được yêu cầu về kinh tế Sau đó tiến hành tính toán theophương án đã chọn

Phương pháp bản đồ: Căn cứ vào bản đồ địa hình khu vực xây dựng trạm xử

lý để có thể chọn các công trình phù hợp với diện tích xây dựng cho phép màvẫn đáp ứng được yêu cầu xử lý, đồng thời giúp cho việc bố trí các công trìnhtrong dây chuyền một các hợp lý

Phương pháp đồ họa: Việc thực hiện các bản vẽ nhằm giúp cho những người

thi công, vận hành có thể hình dung một cách dễ dàng và nhanh chóng hìnhdáng, cao trình, vị trí, trình tự hoạt động của các công trình trong công nghệ vàthuận lợi cho việc bảo dưỡng

5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

a) Điều tra thu thập các tài liệu:

 Điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội

 Phương hướng phát triển của thành phố

 Trữ lượng và chất lượng các nguồn nước trong khu vực

b) Nghiên cứu lựa chọn nguồn nước và công nghệ xử lý.

c) Tính toán thiết kế trạm xử lý theo phương án đã chọn

6 KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU

Luận văn được thực hiện trong vòng 3 tháng và được phân bố như sau:

 Tuần 1, 2: Hoàn chỉnh đề cương chi tiết

 Tuần 3: Tính toán công trình thu, trạm bơm cấp I

 Tuần 4: Tính toán thiết bị pha chế, dự trữ và định lượng phèn, vôi,tính toán bể trộn cơ khí

 Tuần 5: Tính toán bể phản ứng, bể lắng lamen, bể lọc

 Tuần 6: Tính toán bể chứa và cao trình trạm xử lý

 Tuần 7, 8, 9, 10: Thực hiện bản vẽ

 Tuần 11: Khái toán kinh tế

 Tuần 12: Kiểm tra và hoàn thiện luận văn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHỐ NINH BÌNH

1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.1.1 Vị trí địa lý

Thành phố Ninh Bình nằm ở trung tâm tỉnh Ninh Bình, cách Hà Nội 93kmtheo quốc lộ 1A, là trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa của tỉnh Ninh Bình

 Phía Bắc: Giáp huyện Hoa Lư

 Phía Tây: Giáp thị xã Tam Điệp

 Phía Nam: Giáp huyện Yên Mô

 Phía Đông: Giáp huyện Ý Yên, tỉnh Nam Định

1.1.2 Ranh giới hành chính

Có vị trí cực kỳ thuận lợi khi cùng với Hà Nội, Hải Phòng là 3 điểm nút củatam giác đều tạo bởi các tuyến giao thông trọng yếu bậc nhất miền Bắc gồmtuyến quốc lộ 5, quốc lộ 10, quốc lộ 1 Ở quy mô nhỏ hơn cũng hình thành tamgiác giao thông với thành phố Ninh Bình, Nam Định và Phủ Lý mà khoảngcách giữa hai nút bất kỳ là 30km

Hình 2.1: Bản đồ thành phố Ninh Bình

Ngoài ra, thành phố còn nằm trên Quốc lộ 1A, quốc lộ 10, đường sắt xuyênViệt, sông Vân, sông Đáy chạy qua tạo thành mạng lưới giao thông thủy, bộthông suốt Bắc, Nam; cùng với những tiềm năng về du lịch, dịch vụ, thươngmại, thành phố đã và đang sở hữu những tiềm lực quan trọng để phát triển kinhtế- xã hội.

Về giao thông thủy, thành phố nằm bên hai sông lớn là sông Vân và sông Đáy,

có hai cảng sông là cảng Ninh Bình và cảng Ninh Phúc trong đó cảng NinhPhúc là cảng sông cấp 1, cảng Ninh Bình là cảng sông cấp 2 đều nằm trongdanh sách cảng sông được ưu tiên đầu tư xây dựng

Phía Đông Bắc (phần Đông quốc lộ 1A và Bắc sông Vân): chủ yếu là các khutrung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa, thể thao của thành phố và của tỉnh Đâycũng là khu đô thị hóa đầu tiên của thành phố

Một số phân lưu của sông Hoàng Long như sông Chanh, sông Luồn, sông Vohợp lưu tại địa phận huyện Hoa Lư chảy qua ranh giới giữa hai huyện Yên Mô

và Yên Khánh, chảy qua huyện Kim Sơn rồi chảy vào sông Đáy

Sông Vân chảy từ Thị xã Tam Điệp qua huyện Hoa Lư và hợp lưu với sôngĐáy tại trung tâm thành phố Ninh Bình

Từ nhiều năm nay, thành phố luôn là đơn vị dẫn đầu trong lĩnh vực xuất khẩu

7 tháng đầu năm, giá trị xuất khẩu đạt trên 4.977 nghìn USD, tăng 11% so vớicùng kỳ năm trước Tập trung chủ yếu ở hàng quần áo may sẵn và hàng thêuren

Tốc độ tăng trưởng kinh tế đạt 17,2%; tổng thu ngân sách trên địa bàn đạt141% dự toán tỉnh giao Kinh tế tập thể tăng 8,3%, doanh nghiệp ngoài quốcdoanh tăng 26,4%, kinh tế cá thể tăng 13,1%

Những tháng đầu năm 2008, tuy phải đối mặt với tình hình lạm phát tăng cao,nhưng thành phố vẫn duy trì được nhịp độ tăng trưởng khá trên các lĩnh vựcsản xuất nông nghiệp, công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ

1.2.2 Dân số

Thành phố có 14 đơn vị hành chính trực thuộc gồm các phường: Vân Giang,Thanh Bình, Phúc Thành, Đông Thành, Tân Thành, Nam Bình, Bích Đào,Nam Thành, Ninh Phong, Ninh Khánh và các xã: Ninh Nhất, Ninh Tiến, NinhSơn, Ninh Phúc

Hiện tại, thành phố Ninh Bình có 105.517 người Tính đến năm 2020 sau khisát nhập với huyện Hoa Lư trở thành Thành phố Hoa Lư dự kiến tổng số dâncủa thành phố là 150.000 người

Trong những năm trở lại đây nhất là sau khi tái lập tỉnh; được mở rộng vớidiện tích 48,3km2, 14 đơn vị hành chính cấp xã, thành phố đã phát triển mạnh

mẽ và nhanh chóng trở thành trung tâm thương mại, dịch vụ của cả tỉnh và cáctỉnh lân cận.

Thành phố cũng phát triển mạnh nghề thủ công truyền thống ở các xã ven đônhư: mỹ nghệ cói, đá, v.v Phía Nam (phần Đông quốc lộ 1A và Nam sôngVân) chiếm diện tích lớn là đất nông nghiệp với nghề trồng hoa và lương thực

Vụ đông xuân 2007 - 2008, mặc dù thời tiết không thuận lợi nhưng vẫn đạtnăng suất lúa cao nhất từ trước đến nay (62,6 tạ/ha), tăng 1,49 tạ/ha so với vụđông xuân năm trước Sản xuất vụ đông tiếp tục được mở rộng trên đất hai lúađạt 792,5 ha, tăng 221,8 ha so với năm 2007 Bên cạnh đó, chăn nuôi gia súc,gia cầm cũng phát triển mạnh

1.2.4 Công nghiệp, du lịch và dịch vụ

Thành phố có định hướng phát triển trở thành một trung tâm du lịch lớn.Vớitìm năng du lịch dồi dào, những thắng cảnh đẹp như núi Cánh Diều, núi NonNước, hồ Kỳ Lân, khu du lịch sinh thái Hang động Tràng An bên cạnh các khumới được đầu tư như công viên sông Vân, công viên Thúy Sơn và các côngtrình mới đã và đang được đầu tư xây dựng như các công trình thể thao quốcgia, các trung tâm thương mại và dịch vụ

Với vị trí nằm chính giữa các tuyến điểm du lịch lớn, giao thông thuận tiệnđồng thời việc hình thành nhiều công trình du lịch và khu dịch vụ mới, thànhphố mang đặc trưng của một địa danh du lịch nổi tiếng

Ninh Bình là đầu mối phân phối cấp vùng và là một trong những trung tâmcông nghiệp lớn Lĩnh vực công nghiệp chủ yếu vẫn là xây dựng và vật liệuxây dựng Do nằm ở vị trí khá thuận lợi về giao thông thuỷ, sắt, bộ, thành phốNinh Bình có đủ điều kiện để phát triển công nghiệp lâu dài

Tổng diện tích khu công nghiệp của thành phố là 183,9 ha Giá trị sản xuấtcông nghiệp ngoài quốc doanh 7 tháng đầu năm đạt gần 297 tỷ đồng, tăng21,2% so với cùng kỳ năm trước, trong đó kinh tế tập thể tăng 7,3%, doanhnghiệp ngoài quốc doanh tăng 19,6%, kinh tế cá thể tăng 9,1%.

1.2.5 Điều kiện sống và dịch vụ xã hội

Thành phố Ninh Bình là một trong hai trung tâm giáo dục lớn của tỉnh

 Phía Tây, Tây Bắc (phần tây quốc lộ 1A) gồm các khu dân dụng, trườnghọc, đại học Hoa Lư, bệnh viện tỉnh và bệnh viên Quân Y 5, bệnh việntâm thần Ninh Bình, sân vận động Ninh Bình và khu dân cư

 Phía Đông Nam (phần đông quốc lộ 10 đi Kim Sơn và nam sông Vân)gồm có các đầu mối giao thông như ga Ninh Bình, bến xe khách NinhBình, cảng Ninh Phúc và khu công nghiệp Ninh Phúc

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TRẠM XỬ LÝ

2.1 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG NƯỚC CẤP

Đối tượng cấp nước:

 Tổng số dân: 48000 người

 Nhà máy chế biến thủy sản: 600 công nhân

 Tiểu thủ công nghiệp

 Tưới cây, tưới đường

ngay q N K

Trong đó:

 qi: Tiêu chuẩn dùng nước đối với từng loại đô thị (l/ng.ngđ)

 Ni: Số dân tính toán ứng với tiêu chuẩn dùng nước qi (người)

 Kngàymax: Hệ số không điều hòa ngày lớn nhất; Kngàymax = 1,2 ÷ 1,4

Theo Bộ xây dựng (2006), TCXDVN 33 – 2006 đối với đô thị loại II, thiết kế

cho giai đoạn 2020 sẽ có 100% dân đô thị được cấp nước với tiêu chuẩn qi =

150 l/ng.ngđ; chọn Kngàymax = 1,3

1000

48000 150

sh ngay

2.1.2 Lưu lượng nước cấp cho công nghiệp tập trung

Lưu lượng nước cấp cho sản xuất: Qsx = 700 (m3/ngđ)

Lưu lượng nước dùng cho nhu cầu sinh hoạt của công nhân:

1000

cn i sh

congnhan

N q

Q   (m3/ngđ)Trong đó:

 qi: Tiêu chuẩn dùng nước cho công nhân khi làm việc trong nhà máy(l/ng.ngđ)

 Ncn: Tổng số công nhân của nhà máy (người); Ncn = 600 (người)

Theo Bộ xây dựng (2006), TCXDVN 33 – 2006 công nhân làm việc trong điều

kiện bình thường qi = 25 l/ng.ca

1000

600 25







sh congnhan

45 (m3/ngđ)Trong đó:

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

 Nt: Tổng số công nhân của nhà máy (người); Ncn = 600 (người)

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

Theo Bộ xây dựng (2006), TCXDVN 33 – 2006, qi = 300 l/giờ; công nhân làm

việc trong điều kiện bình thường – không bẩn quần áo tay chân chọn n = 30người/nhóm hoa sen

30 60 1000

45 600 300

Vây lưu lượng nước cấp cho công nghiệp tập trung:

t sauca sh

congnhan SX

100

10 5

100

10 8

 9360 748 , 8

100

8 100

100

20 10

TTCN CNTT

sh ngay

Q   (m3/ngđ)Trong đó:

 Kr: Hệ số kể đến lượng nước rò rỉ trên mạng lưới và lượng nước dựphòng; Kr = 1,1 ÷ 1,2 (theo Bộ xây dựng (2006), TCXDVN 33 – 2006)

Vì hệ thống cấp nước đô thị được thiết kế mới đến năm 2020 nên chọn hệ số

dự phòng Kr = 1,1

 Q ML  12700 , 3  1 , 1  13970 , 33 (m3/ngđ)

2.1.8 Lưu lượng nước chữa cháy

k n q

Q CC  10 , 8  cc  (m3/ngđ)Trong đó:

 qcc: Tiêu chuẩn nước chữa cháy (l/s)

 n: Số đám cháy xảy ra đồng thời

 k: Hệ số xác định theo thời gian phục hồi nước dự trữ chữa cháy.Đối với khu dân dụng và khu công nghiệp có hạng sản xuất A, B, C thì k = 1.Đối với khu công nghiệp có hạng sản xuất D, E, F cà khu công nghiệp sản xuất

có hạng C nếu qcc < 25 l/s thì k = 2/3

Đối với khu công nghiệp có hạng sản xuất E và qcc < 25 l/s thì k = 1/2

Đây là đô thị loại II có 48000 người, nhà xây dựng hỗn hợp các tầng khôngphụ thuộc vào bậc chịu lửa n = 2; qcc = 15 l/s; k = 1 (theo Bộ xây dựng (2006),

= 13970,33 × 1,05 + 324 = 14992,85 (m3/ngđ)Lấy tròn 15000 (m3/ngđ)

Vậy công suất trạm xử lý là 15000 (m3/ngđ)

Bảng 2.1: Thống kê nhu cầu dùng nước khu vực thiết kế trạm xử lý

STT Đối tượng dùng nước và

thành phần cấp nước

Tiêu chuẩn dùng nước

Lưu lượng (m 3 /ngđ)

1 Ăn uống sinh hoạt 150 (l/ng.ngđ) 9360

9 Công suất trạm xử lý (làm tròn) 15000

2.2 LỰA CHỌN NGUỒN CẤP NƯỚC

2.2.1 Các nguồn nước thô

Lưu lượng nước mặt thành phố tương đối phong phú Mạng lưới sông ngòi vàcác ao hồ khá dày đặc, đó là nguồn nước chủ yếu cấp cho dân sinh và pháttriển kinh tế của thành phố

a) Nguồn nước mặt sông Đáy

Sông Đáy là một con sông miền Bắc Việt Nam rút nước từ sông Hồng ra vịnhBắc Bộ Sông Đáy chảy gọn trong vùng đồng bằng Bắc Bộ với dòng sông chảysong song bên hữu ngạn hạ lưu sông Hồng

Sông Đáy có chiều dài khoảng 240 km và lưu vực (cùng với phụ lưu sôngNhuệ) hơn 7.500 km2 trên địa bàn các tỉnh thành Hà Nội, Hòa Bình, Hà Nam,Ninh Bình và Nam Định

Sông Đáy là sông lớn nhất chảy qua thành phố với chiều dài sông 85 km vớilưu lượng nước trung bình 350m3/s, mùa cạn 230m3/s

Theo tiêu chuẩn chất lượng nước sạch dùng để thiết kế các công trình xử lýnước cấp cho ăn uống và sinh hoạt theo quyết định 1329/2002/BYT

Bảng 2.2: Chất lượng nước sông Đáy

STT Chỉ tiêu Đơn vị Trị số Tiêu chuẩn Ghi chú

b) Nguồn nước mặt sông Vạc

Sông Vạc là một con sông nhỏ thuộc tỉnh Ninh Bình, do một số phân lưu củasông Hoàng Long như: Sông Chanh, sông Luồn, sông Vo hợp lưu tại địa phậnhuyện Hoa Lư chảy qua ranh giới giữa hai huyện Yên Mô và Yên Khánh, chảyqua huyện Kim Sơn rồi chảy vào sông Đáy Vì vậy, theo phân loại của Banquản lý quy hoạch lưu vực sông Hồng - Thái Bình thì sông Vạc là một chi lưucủa sông Đáy, với chiều dài sông là 28,5km và lưu lượng nước trung bình là260m3/s

Sông Vạc có ảnh hưởng khá quan trọng đến hệ thống giao thông đường thủy ởđồng bằng Bắc Bộ

Chất lượng nguồn nước tương đối tốt có thể sử dụng làm nguồn cấp

Theo tiêu chuẩn chất lượng nước sạch dùng để thiết kế các công trình xử lýnước cấp cho ăn uống và sinh hoạt theo quyết định 1329/2002/BYT.

Bảng 2.3: Chất lượng nước sông Vạc

STT Chỉ tiêu Đơn vị Trị số Tiêu chuẩn Ghi chú

c) Nguồn nước mặt sông Vân

Sông Vân là một chi lưu của sông Đáy, chảy từ thị xã Tam Điệp qua huyệnHoa Lư và hợp lưu với sông Đáy tại trung tâm thành phố Ninh Bình

Sông có chiều dài trên 20 km, chỗ rộng nhất tới 300 m

Lưu lượng nước trung bình của sông là 260m3/s

Theo tiêu chuẩn chất lượng nước sạch dùng để thiết kế các công trình xử lýnước cấp cho ăn uống và sinh hoạt theo quyết định 1329/2002/BYT

Bảng 2.4: Chất lượng nước sông Vân

STT Chỉ tiêu Đơn vị Trị số Tiêu chuẩn Ghi chú

2.2.2 Đánh giá - lựa chọn nguồn cấp

Lựa chọn nguồn nước thô cho nhà máy là nguồn nước sông Đáy vì:

 Qua đánh giá chất lượng và trữ lượng các nguồn nước thô ở trên thìnước sông Đáy được đánh giá là nguồn nước phù hợp, đảm bảo làmnguồn cung cấp nước thô cả ở hiện tại và thời gian lâu dài

 Thuận lợi về vị trí, so với các sông khác thì vị trí của sông Đáy thuậntiện cho việc lấy nước hơn

2.3 LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG TRẠM XỬ LÝ

Vị trí đất thuộc dự án đã nằm trong quy hoạch xây dựng nhà máy nước cấpcho thành phố Ninh Bình Hiện tại, khu đất đang là đất ruộng trồng lúa 2 vụcủa 8 hộ dân

Vị trí lựa chọn có những ưu điểm sau:

 Đất hiện có là đất trồng lúa nên thuận lợi cho đền bù, giải tỏa và mởrộng diện tích sau này, chi phí đền bù thấp

 Vị trí đã được quy hoạch

 Gần nguồn nước là sông Đáy do vậy chi phí cho nước thô giảm

 Gần khu vực đô thị Ninh Bình nên thuận tiện cho việc cung cấp vật tưcho nhà máy

 Nằm gần hệ thống điện cao thế nên thuận lợi cho việc cung cấp điện.Bên cạnh những ưu điểm trên thì vị trí xây dựng trạm xử lý có những nhượcđiểm sau:

 Đất nền trong khu vực là đất lúa nên có nền địa chất yếu và phải sanlắp nhiều

 Hiện tại đường giao thông vào khu vực nhỏ nên khi thi công có nhiềukhó khăn

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC

3.1 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC NGUỒN

Các chỉ tiêu về chất lượng nước nguồn được đề cập ở bảng 2.2

Nhìn chung qua kết quả thí nghiệm của viện Khoa học và công nghệ ViệtNam, viện công nghệ hóa học thì chất lượng nước sông Đáy tương đối tốt, cóthể đảm bảo đủ điều kiện làm nguồn cung cấp nước thô

Nước nguồn có hàm lượng cặn trung bình, độ đục vừa, nước có màu, nhiệt độnước tương đối ổn định nên quá trình xử lý cần làm giảm hàm lượng cặn trongnước bằng cách keo tụ tạo bông, hóa chất được sử dụng là phèn nhômAl2(SO4)3, không cần dùng thêm chất trợ keo tụ

Theo đánh giá chất lượng nước nguồn có 5 chỉ tiêu cần xử lý nhưng do mùakhô nước có thể bị nhiễm CaCO3 làm tăng độ cứng của nước nên cần phải xử

lý thêm độ cứng của nước

Nước sau xử lý cần đạt được các tiêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng nướccấp cho ăn uống sinh hoạt

3.2 MỘT SỐ CHỈ TIÊU CẦN XÉT ĐẾN ĐỂ ĐỀ XUẤT THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC

3.2.1 Xác định hàm lượng CO 2 tự do có trong nước nguồn

Hình 3.1: Toán đồ để xác định pH hay nồng độ CO 2 tự do

Vì tổng hàm lượng muối hòa tan có trong nước nguồn là tổng hàm lượng thànhphần của các cation và anion có trong nước nên có thể xem giá trị tổng hàmlượng cặn hòa tan trong nước là tổng hàm lượng muối trong nước Vậy:

3.2.2 Xác định liều lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ

Do nước vừa đục vừa có màu nên theo Bộ xây dựng (2006), TCXDVN 33 –

2006, lượng phèn nhôm dùng để keo tụ được xác định như sau:

a) Lượng phèn nhôm tính theo độ màu

M

L p1  4 (mg/l)Trong đó:

 Lp1: Liều lượng phèn tính theo sản phẩm không chứa nước (mg/l)

 M: Độ màu của nước nguồn tính bằng độ theo thang màu Pt – Co

 L p1 4 30 21,91 (mg/l)

b) Lượng phèn nhôm tính theo hàm lượng cặn

Hàm lượng cặn tổng cộng trong nước nguồn là 365 (mg/l) nên theo Bộ xây

dựng (2006), TCXDVN 33 – 2006 (tra bảng 6.3) ta xác định được liều lượng

phèn không chứa nước dùng để xử lý là Lp2 = 45 (mg/l)

So sánh lượng phèn nhôm sử dụng trong hai trường hợp trên, ta thấy lượngphèn nhôm tính theo hàm lượng cặn lớn hơn lượng phèn nhôm tính theo độ

màu nên theo quy định trong Bộ xây dựng (2006), TCXDVN 33 – 2006 ta chọn

giá trị lớn Lp2 = 45 (mg/l) Vậy liều lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ là Lp2

= 45 (mg/l)

3.2.3 Kiểm tra độ kiềm của nguồn nước trước khi keo tụ

Lượng hóa chất dùng để kiềm hóa được xác định theo công thức:

Trong đó:

 n: Đương lượng gam của chất kiềm hóa

 Lp2: Liều lượng phèn sử dụng (mg/l); Lp2 = 45 (mg/l)

 e: Đương lượng của phèn không chứa nước (mgđl/l)

 k: Độ kiềm nhỏ nhất của nước nguồn (mgđl/l); k = 2,7 (mgđl/l)

Theo Bộ xây dựng (2006), TCXDVN 33 – 2006, do sử dụng phèn AL2(SO4)3

nên chọn e = 57, dùng vôi CaO để kiềm hóa nước nên chọn n = 28

57

45 28

Kết luận: Không kiềm hóa nước do độ kiềm tự nhiên của nước trước khi keo

tụ đảm bảo (giáo trình “Nguyễn Ngọc Dung (1999), Xử lý nước cấp, NXB Xây

dựng, HN)

3.2.4 Xác định các chỉ tiêu của nước sau khi keo tụ

a) Xác định độ kiềm của nước sau khi keo tụ bằng phèn

91 , 1 57

45 7 , 2 2

Trong đó:

 Lp2: Lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ (mg/l); Lp2 = 45 (mg/l)

 e: Đương lượng của phèn không chứa nước (mgđl/l); e = 57 (mgđl/l)

 k: Độ kiềm nhỏ nhất của nước nguồn (mgđl/l); k = 2,7 (mgđl/l)

b) Xác định lượng CO 2 của nước sau khi keo tụ

Hàm lượng CO2 trong nước sau khi keo tụ là:

74 , 72 57

45 44 38 44

) ( ) ( 2   2   2    

e

L CO

c) Kiểm tra độ ổn định của nước sau keo tụ

Dùng phương pháp phân tích: Xác định độ ổn định của nước bằng chỉ số bãohòa tính theo công thức:

s

pH pH

J  0  (*)Trong đó:

 pHo: Độ pH của nước sau khi keo tụ, phụ thuộc vào k và CO2 củanước sau khi keo tụ

 pHs: Độ pH cân bằng bão hòa của nước bằng cacbonat canxi

Theo quy phạm Bộ xây dựng (2006), TCXDVN 33 – 2006: Nếu -0,5 < J < +0,5

nước sau khi keo tụ là pH o = 6,4 (1)

Xác định pH s : pHs được tính theo hàm số sau

pHs = f1(tº) – f2(Ca2+) – f3(Ki) + f4(P)

Tra theo đồ thị hình 3.2 ta xác định được các trị số f1(tº), f2(Ca2+), f3(Ki), f4(P)như sau:19

Kết luận: Nước không ổn định, có tính xâm thực Nó không có khả năng tạo

trên thành ống dẫn lớp màng bảo vệ cacbonat canxi, khi nước tiếp xúc với bềmặt trong của ống dẫn, oxy hòa tan trong nước sẽ làm gỉ và ăn mòn ống Vìvậy, cần xử lý độ ổn định của nước sau khi keo tụ bằng cách kiềm hóa

Hình 3.2: Đồ thị để xác định pH của nước đã bảo hòa canxi cacbonat đến trạng thái cân bằng (Nguồn: Bộ xây dựng (2006), TCXDVN 33 – 2006)

d) Xác định lượng vôi cần kiềm hóa nước sau khi keo tụ

Đặc điểm nguồn nước là J < 0, pHo < pHs < 8,4 nên theo bảng 6.20 – Bộ xây

dựng (2006), TCXDVN 33 – 2006 ta xác định được lượng kiềm cần phải pha

thêm vào để đưa nước về trạng thái ổn định (J = 0) bằng cách:

 Ki: Độ kiềm của nước sau khi pha phèn (mgđl/l); Ki = 1,91 (mgđl/l)

 β: Hệ số phụ thuộc vào chỉ số bão hòa J

Khi J = -1,41; pHs = 7,81 tra biểu đồ hình 3.3 bằng cách dựng một đườngthẳng song song với trục tung cắt đường J = -1,41 tại một điểm Từ điểm đó tadựng một đường thẳng song song với trục hoành và cắt trục tung tại điểm β =0,057

 D k  1 , 91  0 , 057  0 , 11 (mg/l)

Hình 3.3: Biểu đồ xác định β theo nồng độ kiềm khi pH o <pH<8,4

(Nguồn: Bộ xây dựng (2006), TCXDVN 33 – 2006)

74 , 72 7 ,

, 0

max C o L p M L v

Trong đó:

 Co: Tổng hàm lượng cặn của nước nguồn (mg/l); Co = 365 (mg/l)

 α: Hệ số kể đến độ tinh khiết của phèn nhôm; α = 0,5

 Lp2: Lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ (mg/l); Lp2 = 45 (mg/l)

 M: Độ màu của nước nguồn (Pt – Co); M = 30 (Pt – Co)

 Lv2: Lượng vôi cần dùng để kiềm hóa (mg/l); Lv2 = 1,6 (mg/l)

 Cmax  365  ( 0 , 5  45  0 , 25  30  1 , 6 )  396 , 6 (mg/l)

Bảng 3.1: Thống kê một số chỉ tiêu cần xét đến để đề xuất công nghệ

1 Lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ mg/l 45

2 Độ kiềm của nước sau khi keo tụ mg/l 1,91

5 Hàm lượng cặn lớn nhất sau khi keo tụ mg/l 396,6

3.3 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC

3.3.1 Cơ sở để đề xuất công nghệ xử lý nước

Đề xuất công nghệ xử lý nước dựa trên các yếu tố sau:

 Đánh giá chất lượng nước nguồn

 Căn cứ vào Bộ xây dựng (2006), TCXDVN 33 – 2006.

 Căn cứ vào tiêu chuẩn nước cấp cho ăn uống sinh hoạt

 Chất lượng nước yêu cầu sau xử lý phụ thuộc mục đích của đối tượng

sử dụng

 Công suất trạm xử lý là 15000 m3/ngđ

 Điều kiện kinh tế, kỹ thuật

 Điều kiện thực tế của địa phương

 Các kết quả tính toán được ở trên:

o Lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ: Lp2 = 45(mg/l)

o Lượng vôi dùng để kiềm hóa: Lv2 = 1,6 (mg/l)

o Hàm lượng cặn lớn nhất sau khi kiềm hóa: Cmax= 396,6 (mg/l)

3.3.2 Đề xuất công nghệ

Theo vị trí cửa thu nước so với bờ sông có thể chia làm 2 loại:

 Công trình thu nước ven bờ: Cửa lấy nước nằm sát bờ sông Loại nàyđược sử dụng khi bờ sông hoặc bờ hồ tương đối dốc, ven bờ có đủ độsâu cần thiết để thu nước, chất lượng nước ven bờ tốt

 Công trình thu nước xa bờ: Cửa lấy nước đặt ở lòng sông, được sửdụng khi bờ sông thoải, ven bờ không đủ độ sâu và chất lượng nướcven bờ không tốt

 Dựa vào đặc điểm sông Đáy chọn công trình thu nước xa bờ loại kết hợp thunước ven bờ và xa bờ, công trình thu kết hợp trạm bơm cấp I Họng thu nướcđược đặt ở lòng sông

Dùng song chắn rác và lưới chắn đặt ở cửa dẫn nước (họng thu nước) vào côngtrình thu để loại bỏ vật nổi, vật trôi lơ lửng (nhành cây con, lá cây, que tâmnổi…) nhằm bảo vệ bơm, đường ống, cánh khuấy…Đồng thời tránh các vậtnày vào máy bơm có thể bị tán nhỏ, thối rửa lám tăng độ màu và hàm lượngcặn của nước

Dùng phèn nhôm Al2(SO4)3 làm chất keo tụ để đẩy nhanh quá trình keo tụ vàtạo bông giảm hàm lượng cặn Mặt khác nước không ổn định có hàm lượngCO2 lớn hơn giá trị cân bằng, nước có tính xâm thực cần phải kiềm hóa nướcbằng vôi sữa.

Trước khi cho phèn vào nước cần hòa tan phèn cục và lắng bớt các tạp chấtkhông tan trong nước ở bể hòa tan phèn, chuyển sang bể tiêu thụ để pha loãngđến nồng độ 1- 5% rồi định lượng vào nước

Nhằm tạo điều kiện phân tán nhanh và đều hoá chất vào toàn bộ khối lượngnước cần xử lí dùng các thiết bị khuấy trộn

Dùng phương pháp trộn cơ khí để tạo ra dòng chảy rối hòa tan hỗn hợp nước

và hóa chất với nhau Do trong quá trình xử lí có dùng vôi sữa để kiềm hóanước nên dùng bể trộn đứng đảm bảo giữ cho các phần tử vôi ở trạng thái lơlửng làm cho quá trình hòa tan vôi thực hiện triệt để

Nước có thể cho qua bể phản ứng tạo bông cặn nhằm tạo điều kiện thuận lợinhất để các hạt keo phân tán trong nước sau quá trình pha và trộn với phèn đãmất ổn định có khả năng dính kết, va chạm với nhau để tạo thành các hạt cặn

có kích thước đủ lớn lắng trong bể lắng hoặc giữ lại ở bể lọc

Do nước xử lí có dùng phèn, độ màu 30 Pt.Co (<120 Pt.Co), chất lơ lửng 396,6(mg/l)có thể dùng bể lắng ngang hoặc bể lắng lớp mỏng - lắng trong các ốnghình trụ đặt nghiêng (lắng lamella) để làm giảm hàm lượng cặn lơ lửng trongnước nguồn

Sử dụng bể lọc nhanh hai lớp vật liệu lọc làm trong nước triệt để do lọc giữ lạicác hạt cặn lơ lửng có kích thước lớn hơn kích thước các lỗ rỗng tạo ra giữacác hạt lọc, giữ lại các hạt keo sắt, keo hữu cơ gây ra độ đục, độ màu có khảnăng dính kết và hấp thụ lên bề mặt hạt lớp vật liệu lọc

Dùng Clo để khử trùng nước nhằm tiêu diệt vi khuẩn và vi trùng còn lại trongnước sau bể lọc đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng nước ăn uống sinh hoạt

Do lưu lượng giữa trạm bơm cấp 1 và trạm bơm cấp 2 không điều hòa cần xâydựng bể chứa nước sạch Đồng thời, bể chứa dùng để dự trữ nước phục vụ chonhu cầu rửa lọc

Nhằm tiết kiệm diện tích đất và giảm quy mô xây dựng cũng như để tận dụngvách bể chung ta xây dựng kết hợp bể trộn và bể phản ứng thành một khối

Từ những phân tích trên, đề xuất 2 phương án công nghệ để lựa chọn:

Bể chứa nước sạch

Trạm bơm cấp

II

Mạng lưới cấp nước

Vôi

Máy ép bùn

Nước từ máy ép bùn dẫn vào hệ thống thoát chung của TP

Bể trộn thủy lực

Bể phản ứngthủy lực

Bể lắng ngang

Bể lọc 1 lớp vật liệu lọc

Bể chứa nước sạch

Trạm bơm cấp

II

Mạng lưới cấp nước

Vôi

Máy ép bùn

Nước từ máy ép bùn dẫn vào hệ thống thoát chung của TP

3.3.3 Thuyết minh công nghệ

 Phương án 1

Nước thô được đưa từ trạm bơm cấp I đến bể trộn cơ khí Tại đây, hóa chất(phèn, vôi) được hòa trộn nhanh và đều vào toàn bộ khối lượng nước cần xử lýnhờ năng lượng cánh khuấy Nếu không trộn đều và thời gian trộn kéo dài sẽkhông tạo ra được các nhân keo tụ đủ, chắc và đều trong thể tích nước làmhiệu quả lắng kém và tốn nhiều phèn Lượng vôi được sử dụng vừa để làmmềm nước vừa kết hợp xử lý ổn định nước

Hỗn hợp nước, vôi, phèn sau khi được khuấy trộn sẽ được dẫn ngay qua bểphản ứng cơ khí, nhờ năng lượng cánh khuấy chuyển động trong nước tạo ra

sự xáo trộn dòng chảy tạo điều kiện thuận lợi để các hạt keo và cặn bẩn phântán trong nước va chạm và dính kết với nhau tạo thành các bông cặn có kíchthước lớn có thể lắng trong bể lắng

Sau khi lưu nước một khoảng thời gian, nước sẽ được đưa sang bể lắng lamen

để lắng các bông cặn Cặn lắng chạm đáy hình trụ, trượt theo đáy xuống vùngthu cặn của bể Nước trong đi lên vùng thu nước chảy vào ống thu đưa sang bểlọc Cặn lắng sẽ được xả liên tục bằng phương pháp xả cặn thủy lực để tránhhiện tượng phân hủy kỵ khí cặn hữu cơ trong nước

Nước trong sau bể lắng được dẫn qua bể lọc hai lớp, tại đây các hạt cặn chưalắng được ở bể lắng và các vi trùng có trong nước sẽ được giữ lại trên bề mặthoặc trong các khe hở của lớp vật liệu lọc, đồng thời các mùi lạ của nước cũng

sẽ được khử Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạtchuẩn cho phép (≤ 3mg/l) Vì vậy, lọc là giai đoạn cuối cùng để làm trongnước triệt để

Nước sạch được đưa sang bể chứa nước sạch Clo được châm vào trước bểchứa để khử trùng nước và đảm bảo lượng Clo dư đạt tiêu chuẩn trước khi cấpvào mạng lưới phân phối

Bùn thải sau các quá trình xử lý sẽ được đưa sang hồ lắng bùn Sau đó đượccho vào máy ép bùn Bùn ép xong được chuyển đi nơi khác

 Phương án 2

Phương án 2 quá trình xử lý nước cũng tương tự như phương án 1, chỉ khác ởchỗ ta thay thế bể trộn cơ khí, bể phản ứng cơ khí, bể lắng lamen và bể lọcnhanh 2 lớp vật liệu lọc thành bể trộn thủy lực, bể phản ứng thủy lực, bể lắngngang và bể lọc nhanh 1 lớp vật liệu lọc Phương pháp này chủ yếu dùng nănglượng dòng nước tạo ra sự xáo trộn trong dòng chảy của hỗn hợp nước và hóa

chất, tạo điều kiện cho quá trình tiếp xúc và dính kết giữa các hạt keo và cặnbẩn trong nước tạo thành các bông cặn có thể lắng trong bể lắng ngang Nướctrong được thu ở cuối bể bằng hệ thống máng thu và dẫn sang bể lọc Cặn lắng

sẽ được xả liên tục bằng cào cặn sau mỗi giờ làm việc Nước sau xử lý ở bể lọcnhanh 1 lớp vật liệu lọc sẽ được đưa sang bể chứa nước sạch

3.3.4 Phân tích lựa chọn công nghệ

Bảng 3.2: So sánh ưu - nhược điểm của 2 công nghệ

Bể trộn

Ưu điểm: Bể trộn cơ khí có thể

điều chỉnh cường độ khuấy trộntheo ý muốn, thời gian trộn ngắnnên dung tích bể trộn nhỏ, tiếtkiệm được vật liệu xây dựng

Nhược điểm: Cần có máy khuấy

và các thiết bị cơ khí khác, đòi hỏitrình độ quản lý, vận hành cao

Ưu điểm: Bể trộn thủy lực có cấu

tạo đơn giản, không cần máy vàthiết bị phức tạp, giá thành quản

lý thấp

Nhược điểm: Không điều chỉnh

được cường độ khuấy trộn khicần thiết và do tổn thất áp lực lớnnên công trình phải xây dựng lớnhơn

Bể phản

ứng

Ưu điểm: Bể phản ứng cơ khí có

khả năng điều chỉnh cường độtheo ý muốn

Nhược điểm: Cần có máy móc,

thiết bị cơ khí chính xác và điềukiện quản lý vận hành phức tạp

Ưu điểm: Bể trộn thủy lực không

cần máy móc thiết bị phức tạp,cấu tạo đơn giản

Nhược điểm: Cường độ khuấy

trộn nhỏ, không điều chỉnh đượckhí cần thiết

Bể lắng

Ưu điểm: Bể lắng lamen chiếm

diện tích mặt bằng nhỏ hơn nhiều

so với bể lắng ngang Do diện tíchnhỏ nên việc xả bùn thuận tiện và

dễ dàng hơn, hiệu suất lắng tốt

Thích hơp với bất kỳ công suấtnào

Nhược điểm: Khối ống hình trụ

đặt trong bể lắng dễ bị xệ, congvênh nếu các dàn đỡ không chắcchắn

Ưu điểm: Thích hợp với những

công trình có công suất từ 30000

m3/ngđ trở lên Tuy nhiên cũngđược áp dụng khá rộng rãi nênviệc quản lý vận hành tương đốiđơn giản, hiệu suất lắng tốt

Nhược điểm: Chiếm diện tích

lớn

Bảng 3.2: So sánh ưu - nhược điểm của 2 công nghệ (tt)

đi rất nhiều

Nhược điểm: Tốc độ lọc chỉ giới

hạn khoảng 6m/h Chiếm diệntích lớn do sau khi lọc, nước phảiđược dẫn qua bể lọc than hoạttính để khử mùi cho nước sau lọc

 chi phí xây dựng cao

 Kết luận: Từ những nhận xét trên ta chọn thiết kế và xây dựng trạm xử lý

theo phương án 1 vì nó kinh tế, tiết kiệm thời gian xử lý và hiệu quả xử lýcao

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

TRONG TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP

4.1 CÔNG TRÌNH THU NƯỚC VÀ TRẠM BƠM CẤP I

4.1.1 Công trình thu nước

Căn cứ vào lưu lượng, điều kiện địa chất thủy văn, địa chất công trình, giaothông… Ta thiết kế công trình thu nước xa bờ loại kết hợp ven bờ và xa bờ Vềmùa lũ thu nước qua cửa thu còn mùa kiệt thu qua họng thu nước Họng thunước là phễu thu có lắp song chắn rác, đặt ở lòng sông, cố định bởi một khốibêtông cốt thép Ngăn thu, ngăn hút và trạm bơm cấp I được xây dựng kết hợp.Nhà máy có công suất Q = 15000 m3/ngđ = 625 m3/h = 0,174 m3/s  chọn 2ngăn thu và 2 ngăn hút để tăng độ tin cậy làm việc của công trình và có thểluân phiên thau rửa các ngăn Lưới chắn rác đặt ở cửa thông giữa ngăn thu vàngăn hút

a) Hồ thu nước

Thể tích hồ thu:

t Q

W h   (m3)Trong đó:

 t: Thời gian lưu nước trong hồ (ngày); t = 2 (ngày)

W

Chiều sâu toàn phần của hồ:

Htp = H + Hbv = 3 + 0,3 = 3,3 (m)Với 0,3m là chiều cao bảo vệ chống tràn khi có mưa

Bảng 4.1: Các thông số thiết kế hồ thu nước

STT Thông số thiết kế Đơn vị Giá trị Số lượng

0,33,3

b) Tính toán ống tự chảy

Dùng một ống tự chảy dẫn nước vào ngăn thu, vật liệu ống được làm bằngthép, có phủ một lớp chống ăn mòn, chống gỉ Theo giáo trình “Lê Dung

(2003), Công trình thu nước - trạm bơm cấp cấp thoát nước, NXB Xây dựng,

HN” quy định vận tốc nước chảy trong ống v = 0,7 ÷ 1,5 m/s, chọn v = 1,2m/s

43 , 0 2 , 1

174 , 0 4 4

Chọn đường kính ống D = 450mm Theo bảng II trang 49 giáo trình “Nguyễn

Thị Hồng (2001), Các bảng tính toán thủy lực, NXB Xây dựng, HN” ta tra

được vận tốc nước chảy trong ống v = 1,016m/s (thỏa quy phạm)

Tổn thất áp lực trong ống tự chảy được xác định theo CT (3 – 10) giáo trình

“Lê Dung (2003), Công trình thu nước - Trạm bơm cấp thoát nước, NXB Xây dựng, HN” và CT (1) trang 5 giáo trình “Nguyễn Thị Hồng (2001), Các bảng

tính toán thủy lực, NXB Xây dựng, HN”:

g

v g

v D

L h

2 2

2 2

 L: Chiều dài ống tự chảy (m); L = 500 (m)

 ξ: Hệ số tổn thất cục bộ; đối với miệng vào ξvào = 0,05; miệng ra ξra = 1

nên Σξ = 1,05 (theo “Nguyễn Cảnh Cầm (2005), Các bảng tính thủy

lực, NXB Xây dựng, HN”)

 D: Đường kính ống hút (m); D = 0,45 (m)

 g: Gia tốc trọng trường (m/s2); g = 9,81 (m/s2)

Với λ là hệ số sức cản theo chiều dài, theo giáo trình “Nguyễn Thị Hồng

(2001), Các bảng tính toán thủy lực, NXB Xây dựng, HN” thì đối với ống thép

mới λ được tính theo CT (4) trang 6:

226 , 0 6 226

,

0 1 , 9 10 312

, 0

, 1

10 852 , 0 10 9 , 1 45 , 0

312 ,

6 226

1 11 ,

 ρ: Khả năng vận chuyển của dòng nước trong ống tự chảy (kg/m3)

 σ: Độ lớn thủy lực trung bình của cặn (m/s)

 U: Vận tốc lắng cặn, được xác định theo công thức:

v C

g v

U   (m/s)

 C: Hệ số Sêdi phụ thuộc vào vật liệu ống, được xác định theo công thức

của giáo trình “Nguyễn Cảnh Cầm (2005), Các bảng tính thủy lực,

NXB Xây dựng, HN”

25 , 53 11

, 0 013 , 0

81 , 9 016 , 1

Bảng 4.2: Quan hệ giữa kích thuớc thủy lực và đường kính hạt

Đường kính hạt

(mm) 0,1 0,12 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,5

Độ lớn thủy lực

(mm/s) 5,12 7,37 11,5 18,7 24,2 28,3 34,5 40,7 51,6

(Nguồn: Bảng 3 – 9 giáo trình “Lâm Minh Triết và CTV (2008), Xử lý nước thải

đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình, NXB Đại học quốc gia TPHCM”)

Chọn đường kính trung bình của hạt cặn là 0,2mm nên tra bảng 4.1 ta xác địnhđược độ lớn thủy lực trung bình của cặn σ = 18,7mm/s = 0,002m/s

45 , 0 002 , 0 81 , 9

016 , 1 06

, 0

002 , 0 1 11 ,

3 , 4

c) Song chắn rác

Song chắn rác được đặt ở họng thu nước nước của công trình, cấu tạo gồm cácthanh thép có tiết diện hình chữ nhật đặt song song với nhau Song chắn rácđược bố trí móc kéo để dễ dàng nâng hạ khi sửa chữa

Diện tích công tác của song chắn rác được tính toán theo CT (3 – 1) giáo trình

“Lê Dung (2003), Công trình thu nước - Trạm bơm cấp thoát nước, NXB Xây

dựng, HN”:

Móc kéo

Thanh thép

Hình 4.1: Song chắn rác

3 2

1K K K n v

Q F

 Q: Lưu lượng tính toán của công trình (m3/s); Q = 0,174 (m3/s)

 vs: Vận tốc nước chảy qua song chắn (m/s); chọn vs = 0,6m/s (theo Bộ

6 45

1     

a

d a K

Với a là khoảng cách giữa các thanh thép, theo giáo trình “Lê Dung (2003),

Công trình thu nước - Trạm bơm cấp thoát nước, NXB Xây dựng, HN” thì a =

1000 = 6 x 20 + x(20 – 1)  x = 46,32

Tổn thất áp lực qua song chắn được xác định theo giáo trình “Lâm Minh Triết

và CTV (2008), Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế

 ξ: Hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn, được xác định bởi công thức:

085 , 0 90 sin 45

6 25 , 1 sin

3 / 4 3

/ 4

 K3: Hệ số hình dạng, đối với thanh thép hình chữ nhật K3 = 1,25

 φ: Góc nghiêng của song chắn so với hướng dòng chảy; φ = 90º

Lưới được làm bằng sợi thép không gỉ có đường kính 1 ÷ 1,5mm; mắc lưới 2 ×

2mm ÷ 5 × 5mm (giáo trình “Lê Dung (2003), Công trình thu nước - Trạm

bơm cấp thoát nước, NXB Xây dựng, HN) Lưới chắn rác được đặt ở cửa

thông giữa ngăn thu và ngăn hút

Diện tích công tác của lưới chắn rác được tính toán theo CT (3 – 3) giáo trình

“Lê Dung (2003), Công trình thu nước - Trạm bơm cấp thoát nước, NXB Xây

dựng, HN”:

3 2

1K K K v n

Q F

 Q: Lưu lượng tính toán của công trình (m3/s); Q = 0,174 (m3/s)

 vL: Vận tốc nước chảy qua lưới (m/s); chọn vL = 0,4 m/s (theo Bộ xây

dựng (2006), TCXDVN 33 – 2006 thì vL = 0,2 ÷ 0,4 m/s)

 n: Số lượng cửa đặt lưới; n = 1

 K2: Hệ số co hẹp do ảnh hưởng của rác bám vào lưới; K2 = 1,5

 K3: Hệ số ảnh hưởng của hình dạng; chọn K3 = 1,25 (quy phạm K3 =1,15 ÷ 1,5)

 K1: Hệ số co hẹp, được xác định theo công thức:

44 , 1 5

Trong đó:

 ξ: Hệ số tổn thất cục bộ qua lưới chắn, được xác định bởi công thức:

15 , 0 5

1 25 , 1

3 / 4 3

/ 4

e) Ống hút

Bảng 4.3: Vận tốc nước trong ống hút, ống đẩy

Đường kính ống (mm)

Vận tốc nước (m/s) Trong ống hút Trong ống đẩy

Dưới 250

300 ÷ 800Trên 800

0,7 ÷ 1

1 ÷ 1,31,3 ÷ 2

1,0 ÷ 1,51,2 ÷ 1,81,8 ÷ 3,0

(Nguồn: Giáo trình “Nguyễn Ngọc Dung (2003), Cấp nước đô thị, NXB Xây dựng, HN”).

Theo bảng trên, vận tốc nước cho phép trong ống hút có đường kính Dh = 300

÷ 800mm là vh = 1 ÷ 1,3m/s; chọn vh = 1,2 m/s Khi đó đường kính ống hút là:

43 , 0 2 , 1 14 , 3

174 , 0 4 4

v

Q D

Chọn đường kính ống Dh = 450mm, được làm bằng thép Theo bảng II trang

49 “Nguyễn Thị Hồng (2001), Các bảng tính toán thủy lực, NXB Xây dựng,

HN” ta tra được vận tốc nước chảy trong ống vh = 1,016m/s (thỏa quy phạm)

và độ dốc tối thiểu i = 0,003

f) Ống đẩy chung

Theo bảng 4.1 vận tốc nước cho phép trong ống đẩy có đường kính Dd = 300 ÷

800 mm là vd = 1,2 ÷ 1,8 m/s; chọn vd = 1,5 m/s Khi đó đường kính ống đẩychung là:

38 , 0 5 , 1 14 , 3

174 , 0 4 4

v

Q D

Chọn đường kính ống đẩy chung Ddc = 400mm, được làm bằng thép Theo

bảng II trang 49 “Nguyễn Thị Hồng (2001), Các bảng tính toán thủy lực, NXB

Xây dựng, HN” ta tra được vận tốc nước chảy trong ống vdc = 1,293m/s (thỏaquy phạm); 1000i = 5,6

g) Ống đẩy riêng

Công suất trạm xử lý Q = 15000 m3/ngđ = 625 m3/h = 0,174 m3/s, sử dụng máybơm ly tâm trục đứng Ta lắp đặt 3 máy bơm (2 máy chạy, 1 máy dự phòng)

Vì vậy dùng 3 đường ống đẩy riêng đặt song song với nhau Lưu lượng mỗiống là:

087 , 0 2

174 , 0

087 , 0 4 4

v

q D

Chọn đường kính ống đẩy riêng Ddr = 300mm, được làm bằng thép Theo bảng

II trang 49 “Nguyễn Thị Hồng (2001), Các bảng tính toán thủy lực, NXB Xây

dựng, HN” ta tra được vận tốc nước chảy trong ống vdr = 2,286m/s (không thỏaquy phạm)

Vì vậy, chọn đường kính ống đẩy riêng Ddr = 350mm, được làm bằng thép Tatra được vận tốc nước chảy trong ống vdr = 1,676m/s (thỏa quy phạm)

h) Ngăn thu – ngăn hút

Dùng lưới chắn rác loại phẳng Khi đó kích thước mặt bằng ngăn thu được xác

định theo giáo trình “Lê Dung (2003), Công trình thu nước - Trạm bơm cấp

thoát nước, NXB Xây dựng, HN”:

 Df : Đường kính phễu hút (m); theo giáo trình “Lê Dung (2003), Công

trình thu nước - Trạm bơm cấp thoát nước, NXB Xây dựng, HN” thì Df

= (1,3 ÷ 1,5)Dh; chọn Df = 1,4 × Dh = 1,4 × 0,45 = 0,63 (m)

Vậy chọn chiều rộng ngăn hút bằng chiều rộng ngăn thu Bh = 2 (m)

Kích thước mặt đứng công trình có thể lấy theo giáo trình “Lê Dung (2003),

Công trình thu nước - Trạm bơm cấp thoát nước, NXB Xây dựng, HN”: