DO AN CAP THOAT NUOC

Nước khoáng sau khi qua khâu xử lí thông thường như làm trong, loại bỏ hoặc nạp lại khí CO2 nguyên chất được đóng vào chai để cấp cho người dùng.. Độ màu của nước bị gây bởi các hợp chất

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN

- Khảo sát, tính toán nhu cầu dùng nước của quận 4 định hướng đến năm 2020

- Nghiên cứu, tính toán lựa chọn phương án thiết kế xây dựng trạm xử lý nước cấp cho quận 4 nhằm đảm bảo cung cấp đủ nước sạch cho nhu cầu dùng nước của địa phương đến năm 2020

1.3 NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN

- Điều tra thu thập các tài liệu:

+ Điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội

+ Lượng và trữ lượng các nguồn nước trong khu vực

+ Hiện trạng cấp nước và nhu cầu dùng nước

- Nghiên cứu lựa chọn nguồn nước và công nghệ xử lý

- Tính toán thiết kế trạm xử lý Vẽ bản vẽ công trình

11, còn mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4 năm sau Trung bình, Thành phố Hồ Chí Minh

có 160 tới 270 giờ nắng một tháng, nhiệt đó trung bình 27 °C, cao nhất lên tới 40 °C, thấp nhất xuống 13,8 °C Hàng năm, thành phố có 330 ngày nhiệt độ trung bình 25 tới 28 °C Lượng mưa trung bình của thành phố đạt 1.949 mm/năm, trong đó năm 1908 đạt cao nhất 2.718 mm, thấp nhất xuống 1.392 mm vào năm 1958 Một năm, ở thành phố có trung bình 159 ngày mưa, tập trung nhiều nhất vào các tháng từ 5 tới 11, chiếm khoảng 90%, đặc biệt hai tháng 6 và 9 Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, khuynh hướng tăng theo trục Tây Nam – Ðông Bắc Các quận nội thành và các huyện phía Bắc có lượng mưa cao hơn khu vực còn lại.Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính là gió mùa Tây – Tây Nam và Bắc – Ðông Bắc Gió Tây – Tây Nam từ Ấn Độ Dương, tốc độ trung bình 3,6 m/s, vào mùa mưa Gió Gió Bắc – Ðông Bắc từ biển Đông, tốc độ trung bình 2,4 m/s, vào mùa khô Ngoài ra còn có gió tín phong theo hướng Nam – Đông Nam vào khoảng tháng 3 tới tháng 5, trung bình 3,7 m/s

Có thể nói Thành phố Hồ Chí Minh thuộc vùng không có gió bão Cũng như lượng mưa,

độ ẩm không khí ở thành phố lên cao vào mùa mưa, 80%, và xuống thấp vào mùa không, 74,5% Trung bình, độ ẩm không khí đạt bình quân/năm 79,5%.

2.4 TÀI NGUYÊN NƯỚC

 Sông Đồng Nai: bắt nguồn từ cao nguyên Lang Biang (cao nguyên Lâm Viên –

Đà Lạt), ở độ cao 1.700m, chảy qua địa phận các tỉnh Lâm Đồng, Đồng Nai, Bình Dương, Tp Hồ Chí Minh

Đồng Nai là một con sông lớn, dài 635km, diện tích lưu vực 44.100km2, tổng lượng dòng chảy bình quân nhiều năm 16,7 tỷ m3/năm Tổng lượng cát, bùn mang theo là 3,36 triệu tấn/năm, đây là một trong những nguồn cung cấp cát cho nhu cầu xây dựng đang gia tăng trong khu vực kinh tế trọng điểm phiá Nam

Sông Đồng Nai có giá trị lớn về giao thông vận tải, khoáng sản, cung cấp nước cho công nghiệp, đô thị, du lịch,

 Sông Sài Gòn : bắt nguồn từ Campuchia, chảy qua vùng đồi núi phiá Tây Bắc

huyện Lộc Ninh (tỉnh Bình Phước) ở cao độ 200 - 250m

Sông Sài Gòn dài 256km, diện tích lưu vực 5.560 km2, đoạn chảy qua địa bàn tỉnh

từ Dầu Tiếng đến Lái Thiêu dài 143km Ở thượng lưu sông hẹp, nhưng đến Dầu Tiếng, sông mở rộng 100m và đến thị xã Thủ Dầu Một là 200m Lưu lượng bình quân 85 m3/s,

độ dốc của sông nhỏ chỉ 0,7%, nên sông Sài Gòn có nhiều giá trị về vận tải, cấp nước, nông nghiệp, thủy sản và du lịch sinh thái.Ngoài ra còn có một số nguồn nước khác như nước giếng khoan…

Nói chung,Tiềm năng nguồn nước khá dồi dào.thuận lợi cho các mục đích sử dụng nước

2.5 KINH TẾ

Quận 4 là quận nội thành, có diện tích tự nhiên là 4,18km2, nằm phía Nam thành phố Hồ Chí Minh, với ba bề sông nước (sông Sài Gòn, rạch Bến Nghé và Kênh Tẻ) Những năm gần đây, sự phát triển hệ thống giao thông, trong đó có 7 cây cầu hiện đại và tương lai còn xây dựng nhiều cầu mới đã, đang và sẽ giúp quận 4 kết nối với:

+ Quận 1 và quận 5: trung tâm hiện hữu thành phố Đồng thời cũng là trung tâm kinh tế, văn hóa - xã hội, trung tâm tài chính

+ Quận 7 - Khu đô thị mới Phú Mỹ Hưng - Nam Sài gòn với sự phát triển kinh

tế dịch vụ phong phú đầy hứa hẹn trong tương lai

+ Quận 2 - Khu đô thị mới Thủ Thiêm và là trung tâm tài chính trong tương lai

+ Quận 8 - một địa phương cũng không ngừng đổi mới và phát triển

Sự kết nối ấy đã phá vỡ thế cô lập lâu nay của quận Với vị trí địa lý đặc thù đó tạo điều kiện để quận 4 giao lưu và đi lên cùng với sự phát triển của thành phố, tạo cho quận 4 nhiều tiềm năng phát triển kinh tế, đặc biệt là kinh tế dịch vụ như các loại hình: cao ốc văn phòng cho thuê; tài chính - ngân hàng; Dịch vụ thương mại; Dịch vụ cảng; Dịch vụ

du lịch - khách sạn - nhà hàng - vui chơi giải trí và một số ngành nghề sản xuất truyền thống của quận

Từ năm 2005 đến nay, thực hiện theo Nghị quyết trên, Đảng bộ, chính quyền và nhân dân quận 4 đã nổ lực phấn đấu, phát huy tối đa các lợi thế của quận, tạo điều kiện đưa tốc độ tăng trưởng kinh tế lên cao hơn, gắn liền với việc chuyển dịch cơ cấu ngành kinh tế trên địa bàn quận theo hướng dịch vụ, trong đó tập trung ưu tiên phát triển các ngành dịch vụ nêu trên Đến nay, đã đạt được những thành tựu bước đầu như sau:

- Giá trị sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp hàng năm tăng từ 13% trở lên

- Doanh thu dịch vụ - thương mại hàng năm tăng từ 15% - 17%

- Các loại hình dịch vụ không ngừng phát triển

2.6 VĂN HÓA – XÃ HỘI

Bên cạnh hệ thống các trường mầm non và phổ thông,trên địa bàn quận 4 còn có trường Đại học Luật,trường Cao Đẳng Nguyễn Tất Thành,Trung tâm dạy nghề Quận 4 là những đơn vị đào tạo có uy tín và chất lượng

Bệnh viện quận 4 là đơn vị sự nghiệp công lập thuộc Ủy ban nhân dân quận 4, Bệnh viện chịu sự chỉ đạo, hướng dẫn về chuyên môn, kỹ thuật, nghiệp vụ của Sở Y tế thành phố và

sự quản lý toàn diện của Ủy ban nhân dân quận 4 Bệnh viện theo tiêu chuẩn hạng III, có

100 giường bệnh nội trú và hệ thống phòng khám ngoại trú với trang thiết bị hiện đại, đáp

ứng các nhu cầu khám chữa bệnh cho người dân và phục vụ công tác nghiên cứu chuyên môn.

Trung tâm Y tế dự pḥng quận 4 là đơn vị sự nghiệp trực thuộc và chịu sự quản lý toàn diện của Ủy ban nhân dân quận 4, Trung tâm Y tế dự phòng chịu sự chỉ đạo, hướng dẫn

về chuyên môn, kỹ thuật, nghiệp vụ của Sở Y Tế thành phố, Trung tâm Y tế dự phòng thành phố và các Trung tâm chuyên ngành Trung tâm Y tế dự phòng quận 4 có chức năng triển khai thực hiện các nhiệm vụ chuyên môn về y tế dự phòng như: phòng chống dịch bệnh và các bệnh xã hội, HIV/AIDS, bảo đảm vệ sinh an toàn thực phẩm, chăm sóc sức khỏe sinh sản, sức khỏe trẻ em, truyền thông giáo dục sức khỏe và quản lý, chỉ đạo toàn diện hệ thống Trạm Y tế phường trên địa bàn

Trung tâm Thể dục Thể thao quận 4 có trụ sở chính đặt tại số 120-122 Khánh Hội - phường 4, toạ lạc trên khuôn viên 10.800m2 Trung tâm được xây dựng hoàn chỉnh bao gồm các công trình: Câu lạc bộ bơi lộ Vân Đồn, Nhà thi đấu đa môn, Nhà tập luyện đa môn, Sân vận động Khánh Hội

Trung tâm văn hoá quận 4 có địa chỉ tại 236 Bến Vân Đồn là nơi diễn ra các sự kiện văn hoá đáp ứng nhu cầu vui chơi giải trí của người dân địa phương

- Nước ngầm:

Được khai thác từ các tầng chứa nước dưới đất, chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào thành phần khoáng hoá và cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua Đặc trưng chung của nước ngầm là:

+ Độ đục thấp

+ Nhiệt độ và thành phần hoá học tương đối ổn định

+ Không có oxy nhưng có thể chứa nhiều khí như: CO2, H2S, …

+ Chứa nhiều khoáng chất hoà tan chủ yếu là sắt, mangan, canxi, magie, flo, …+ Không có hiện diện của vi sinh vật

trộn giữa nước ngọt và nước biển làm cho độ muối và hàm lượng huyền phù trong nước ở khu vực này luôn thay đổi và có trị số cao hơn tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt và thấp hơn nhiều so với nước biển thường gọi là nước lợ.

- Nước khoáng:

Khai thác từ tầng sâu dưới đất hay từ các suối do phun trào từ lòng đất ra Nước có chứa một vài nguyên tố ở nồng độ cao hơn nồng độ cho phép đối với nước uống và đặc biệt có tác dụng chữa bệnh Nước khoáng sau khi qua khâu xử lí thông thường như làm trong, loại bỏ hoặc nạp lại khí CO2 nguyên chất được đóng vào chai để cấp cho người dùng

- Nước chua phèn:

Nước bị nhiễm phèn là do tiếp xúc với đất phèn, loại đất này giàu nguyên tố lưu huỳnh ở dạng sunfua hay ở dạng sunfat và một vài nguyên tố kim loại như nhôm, sắt Đất phèn được hình thành do quá trình kiến tạo địa chất

- Nước mưa:

Nước mưa có thể xem như nước cất tự nhiên nhưng không hoàn toàn tinh khiết bởi

vì nước mưa có thể bị ô nhiễm bởi khí, bụi, và thậm chí cả vi khuẩn có trong không khí

3.2 CHẤT LƯỢNG NƯỚC NGUỒN

Muốn xử lí một nguồn nước nào đó cần phải phân tích một cách chính xác ba loại chỉ tiêu cơ bản của nguồn nước đó là: chỉ tiêu về lý học, hoá học và vi trùng

3.2.1 Các chỉ tiêu về lí học

- Nhiệt độ ( 0 C)

Nhiệt độ của nguồn nước mặt dao động rất lớn (từ 4 ÷ 400C) phụ thuộc vào thời tiết

và độ sâu nguồn nước Nước ngầm có nhiệt độ tương đối ổn định (từ 17 ÷ 270C)

- Hàm lượng cặn không tan (mg/l)

Hàm lượng cặn của nước ngầm thường nhỏ (30 ÷ 50 mg/l), chủ yếu do các hạt mịn trong nước gây ra Hàm lượng cặn của nước sông dao động rất lớn (20 ÷ 5.000 mg/l), có khi lên tới (30.000 mg/l)

- Độ màu của nước (tính bằng độ)

Được xác định theo phương pháp so sánh với thang màu coban Độ màu của nước bị gây bởi các hợp chất hữu cơ, các hợp chất keo sắt, nước thải công nghiệp hoặc do sự phát triển của rong, rêu, tảo.

- Mùi và vị của nước

Nước có mùi là do trong nước có các chất khí, các muối khoáng hoà tan, các hợp chất hữu cơ và vi trùng, nước thải công nghiệp chảy vào, các hoá chất hoà tan, …

Các chỉ tiêu về hoá hoc

- Độ pH của nước (mgđl/l)

Có thể phân biệt thành độ kiềm toàn phần và riêng phần Độ kiềm toàn phần bao gồm tổng hàm lượng các ion bicacbonat, cacbonat, hydroxit, và anion của các muối của các axit yếu Ktf = [ −] [+ −] [+ 3 −]

- Độ oxy hoá (mg/l O 2 hay KMnO 4 )

Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ có trong nước Chỉ tiêu oxy hoá là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước Độ oxy hoá của nguồn nước càng cao, chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn và chứa nhiều vi trùng

- Hàm lượng sắt (mg/l)

Sắt tồn tại trong nước dưới dạng sắt (II) hoặc sắt (III) Khi trong nước có hàm lượng sắt > 0,5 mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt, làm hư hỏng sản phẩm của ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp và làm giảm tiết diện vận chuyển nước của đường ống

- Hàm lượng mangan (mg/l)

Mangan thường được gặp trong nước nguồn ở dạng mangan (II), nhưng với hàm lượng nhỏ hơn sắt rất nhiều Tuy vậy với hàm lượng mangan > 0,05 mg/l đã gây ra các tác hại cho việc sử dụng và vận chuyển nước như sắt Công nghệ khử mangan thường kết hợp với khử sắt trong nước.

- Các hợp chất của axit silic (mg/l)

Thường gặp trong nước thiên nhiên dưới dạng nitrit (HNO2), nitrat (HNO3) và amoniac (NH3) Các hợp chất chứa nitơ có trong nước chứng tỏ đã bị nhiễm bẩn bởi nước thải sinh hoạt

- Hàm lượng sunfat và clorua (mg/l)

Tồn tại trong nước thiên nhiên dưới dạng các muối natri, canxi, magie và axit H2SO4, HCl

Hàm lượng ion Cl−có trong nước (> 250 mg/l) làm cho nước có vị mặn Các nguồn nước ngầm có hàm lượng clorua lên tới 500 ÷ 1000 mg/l có thể gây bệnh thận Nước có hàm lượng sunfat cao (> 250 mg/l) có tính độc hại cho sức khoẻ con người Lượng Na2SO4 có trong nước cao có tính xâm thực đối với bêtông và ximăng pooclăng

33 : 1985) chỉ số côli không vượt quá 20 con/lít nước Ngoài ra trong một số trường hợp, người ta xác định số lượng vi khuẩn kị khí để tham khảo thêm trong việc đánh giá mức

độ nhiễm bẩn của nguồn nước

3.3 CÁC BIỆN PHÁP VÀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

Các biện pháp xử lí cơ bản.

Trong quá trình xử lí nước cấp, cần phải thực hiện các biện pháp như sau:

- Biện pháp cơ học: dùng các công trình và thiết bị làm sạch như: song chắn rác,

lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc

- Biện pháp hoá học: dùng các hoá chất cho vào nước để xử lí nước như: dùng phèn

làm chất keo tụ, dùng vôi để kiềm hoá nước, cho Clo vào nước để khử trùng

- Biện pháp lí học: dùng các tia vật lí để khử trùng nước như tia tử ngoại, sóng siêu

âm Điện phân nước biển để khử muối Khử khí CO2 hoà tan trong nước bằng phương pháp làm thoáng

Trong ba biện pháp xử lí nêu ra trên đây thì biện pháp cơ học là biện pháp xử lí nước cơ bản nhất Có thể dùng biện pháp cơ học để xử lí nước một cách độc lập hoặc kết hợp với các biện pháp hoá học và lý học để rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu quả xử lí nước Trong thực tế để đạt được mục đích xử lí một nguồn nước nào đó một cách kinh tế

và hiệu quả nhất phải thực hiện quá trình xử lí bằng việc kết hợp của nhiều phương pháp

CHƯƠNG 4:

TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG NƯỚC CẤP LỰA CHỌN NGUỒN CẤP NƯỚC

4.1 TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG NƯỚC CẤP

Theo quy hoạch phát triển dự báo đến năm 2020 quận 4 sẽ có 210000 dân Lưu lượng cấp nước được tính như sau :

4.1.1 Lưu lượng nước cấp cho ăn uống sinh hoạt

)/(

*1000

+ Ni : số dân tính toán ứng với tiêu chuẩn cấp nước q i tc.

+ k ngmax: hệ số dùng nước không điều hòa ngày lớn nhất k ngmax= 1,2 ÷ 1,4Theo TCVN 33 – 2006 với N = 210 000 (dân) và thành phố Hồ Chí Minh là đô thị đặc biệt tính đến năm 2020 nên t chọn q = 200 (l/người/ngđ) Ta chọn i tc k ngmax= 1,25.Vậy

3 max

210000*200

*1.25 42000( / )1000

sh ng

4.1.2 Lưu lượng nước dùng để tưới cây tưới đường

Do không có số liệu cụ thể nên theo TCVN 33 – 2006 ta có thể chọn lưu lượng nước dùng để tưới cây, tưới đường là 10% lưu lượng sinh hoạt

Vậy :

max

310%* 42000 4200 ( / )

tuoi ng

4.1.3 Lưu lượng nước cấp dùng cho Công nghiệp dịch vụ trong đô thị

Do không có số liệu cụ thể nên theo TCVN 33 – 2006 ta lấy bằng 10% lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt

Vậy ta có :

3 max

4.1.4 Lưu lượng nước cấp cho các công trình công cộng

Vì không có số liệu cụ thể nên ta lấy bằng 10% lưu lượng sinh hoạt (theo TCVN 33 – 2006)

Q

Q bII = có ích× rTrong đó :

+ K r là hệ số kể đến lượng nước rò rỉ trên mạng lưới và lượng nước dự phòng

Kr= 1 + krr

Với k rr là hệ số rò rĩ Đây là công trình thiết kế cho giai đoạn 2020 và tương lai

sau nữa nên theo TCVN 33 – 2006 thì k rr< 20%Qcó ích Ta chọn krr = 5% = 0,05 Vậy K r= 1,05

Vậy :

10 q n k m3 ngđ

Q CC = × cc× ×

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 và khu công nghiệp sản xuất 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 được xây dựng hỗn hợp nên dựa vào TCVN 2622 – 1995 và TCVN 33 –

4.1.8 Lưu lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý

Theo TCVN 33 – 2006 thiết kế cho giai đoạn 2020 thì Q TXL= 5÷8% lưu lượng có ích Ta chọn 8%

4.2 Lựa chọn nguồn cấp nước

Trữ lượng về nguồn nước có thể cung cấp cho quận 4 nhìn chung có trữ lượng khá lớn nhưng do yêu cầu về phát triển kinh tế, kết cấu hạ tầng nên nguồn nước ngầm không được ưu tiên để sử dụng cấp nước, do đó ta chọn nguồn cấp nước là nước mặt Ta có 2 nguồn nước mặt lớn có thể chọn để cấp nước cho quận 4 đó là sông Sài Gòn và sông Đồng Nai Ta chọn nước sông Đồng Nai làm nguồn nước cấp cho quận 4

CHƯƠNG 5:

TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC

LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

5.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC NGUỒN

Theo tiêu chuẩn chất lượng nước sạch dùng để thiết kế công trình xử lý nước cấp cho ăn uống - sinh hoạt TCXD 33 – 2006 và QCVN 01:2009/BYT

Clo hóa

Từ trạm bơm

cấp 1 tới

Bể phản ứng cơ khí

Bể lắng ngang

vách

Bể lắng

Chất khử trùng

Bể chứa nước sạch

Bể lọc nhan

h Chất keo tụ

Chất kiềm hoá

Bể trộn

Chất khử trùng

Bể chứa nước

Bể lọc nhan

h hai

Nơi tiêu thụ

5.2.2 Thuyết minh công nghệ

5.2.2.1 Phương án 1

- Nước sông Đồng Nai được bơm vào bể trộn đứng theo hướng từ dưới lên, đồng thời hóa chất (phèn - vôi) cũng được đưa vào cùng lúc đó Tốc độ dòng nước đưa vào phía đáy vđ = 1 ÷ 1,5 m/s nhằm tạo nên chuyển động rối làm cho nước trộn đều với hóa chất Sau thời gian lưu nước trong bể khoảng 2 phút, nước sẽ được dẫn qua bể phản ứng

có vách ngăn Tại đây dòng nước sẽ đổi chiều liên tục, nhằm tạo điều kiện thuận lợi nhất

để các hạt keo phân tán trong nước sau quá trình pha và trộn phèn đã mất ổn định và có khả năng kết dính với nhau,va chạm với nhau để tao thành các bông cặn đủ lớn, trong thời gian là 20 phút

- Nước từ máng tập trung lưu lượng sẽ tự chảy sang bể lắng ngang với vận tốc 0,2÷0,3 m/s để không làm vỡ các bông cặn, tại đây các bông cặn sẽ lắng xuống đáy bể nhờ trọng lực Những hạt cặn nhỏ không lắng được tại bể lắng ngang sẽ được giữ lại toàn

bộ tại bể lọc nhanh

- Nước sạch sau bể lọc nhanh được dẫn sang bể chứa Dung dịch Clo châm vào bể chứa để khử trùng

- Bơm cấp 2 bơm nước từ bể chứa ra tuyến ống truyền dẫn, từ tuyến ống truyền dẫn

sẽ đấu nối với mạng lưới phân phối và đấu nối vào hộ dân sử dụng

5.2.2.2 Phương án 2

- Nước nguồn sẽ được bơm vào bể trộn cơ khí theo chiều từ dưới đáy lên Trước khi vào bể trộn, Clo sẽ được châm vào trên đường ống dẫn từ bơm sang bể trộn (để chống đóng rong rêu… trên thành ống và giảm tải một phần lượng clo phải châm để khử trùng) Tại bể trộn, hóa chất sẽ được châm vào theo đường ống đặt đến cửa nước vào, bể trộn cơ khí sử dụng loại tuabin 4 cánh nghiêng góc 45o để đưa nước từ dưới đáy lên tràn sang máng tập trập nước theo đường ống đi vào bể phản ứng Thời gian khuấy trộn khoảng 3 –

30 giây

- Sau đó nước sẽ được đưa sang bể phản ứng cơ khí, tại đây có đặt các guồng khuấy với cường độ thấp để tăng khả năng tiếp xúc của nước với hóa chất, làm các hạt va chạm với nhau để tạo thành các bông cặn lớn hơn, thời gian lưu nước tại bể phản ứng cơ khí thường từ 15 – 45 phút

- Nước sau bể phản ứng sẽ được đưa vào bể lắng ngang, tại đây các hạt sẽ được lắng xuống đáy bể lắng nhờ trọng lực, các hạt nhỏ hơn không lắng kịp sẽ được giữ lại tại bể lọc nhanh 2 lớp vật liệu lọc.

- Nước sau khi ra khỏi bể lọc được đưa vào bể chứa, Clo sẽ được châm trên đường ống dẫn từ bể lọc sang bể chứa đê khử trùng

- Bơm cấp 2 sẽ bơm nước từ bể chứa và cấp phát vào mạng lưới

5.2.3 Phân tích lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ

5.2.3.1 Phương án 1

- Bể trộn đứng:

+ Ưu điểm: cấu tạo công trình đơn giản, không cần máy móc và thiết bị phức tạp, giá thành quản lý thấp Thường sử dụng trong trường hợp có dùng vôi sữa để kiềm hoá nước với công suất bất kì vì chỉ có bể trộn đứng mới đảm bảo giữ cho các phần tử vôi ở trạng thái lơ lửng làm cho quá trình hoà tan vôi được thực hiện triệt để

+ Nhược điểm: không điều chỉnh được cường độ khuấy trộn khi cần thiết, tổn thất

áp lực lớn nên công trình phải xây dựng cao hơn

- Bể phản ứng vách ngăn:

+ Ưu điểm: đơn giản trong xây dựng và quả lý vận hành

+ Nhược điểm: khối lượng xây dựng lớn do có nhiều vách ngăn và bể phải cao để

đủ thỏa mãn tổn thất áp lực trong toàn bể

+ Ưu điểm: đơn giản trong quản lý vận hành, hiệu quả lọc cao

+ Nhược điểm: sức chứa cặn bẩn so với bể lọc nhanh 2 lớp thì kém hơn vì độ rỗng

bề mặt nhỏ hơn, chu kỳ làm việc ngăn hơn bể lọc nhanh 2 lớp

5.2.3.2 Phương án 2

- Bể trộn cơ khí và bể phản ứng cơ khí:

+ Ưu điểm : có thể điều chỉnh cường độ khuấy trộn theo ý muốn, thời gian khuấy trộn ngắn nên dung tích bể nhỏ, tiết kiệm được vật liệu xây dựng

+ Nhược điểm: cần có máy khuấy và các thiết bị cơ khí khác, đòi hỏi trình độ quản

lý, vận hành cao Chỉ nên áp dụng cho các nhà máy có công suất vừa và lớn

- Bể lắng ngang: giống phương án 1.

- Bể lọc nhanh 2 lớp:

+ Ưu điểm: nhờ có lớp vật liệu lọc phía trên có cỡ hạt lớn hơn nên độ rỗng lớn hơn

do đó sức chứa cặn bẩn tăng từ 2 – 2,5 lần bể lọc nhanh 1 lớp vật liệu lọc, do đó có thể tăng tốc độ lọc của bể, kéo dài chu kì làm việc của bể

+ Nhược điểm: dễ bị xáo trộn 2 lớp vật liệu khi rửa nếu chọn không đúng thành phần kích cỡ hạt giữa hai lớp

 Với công suất Trạm xử lý là 65000 m3/ngđ, đô thị đang xây dựng phục vụ cho hiện tại và tương lai sau nữa và từ những phân tích trên ta chọn thiết kế theo phương án 2

là hợp lý

5.3 CÁC YẾU TỐ CẦN XÉT KHI THIẾT KẾ

5.3.1 Liều lượng phèn cho vào nước để thực hiện quá trình keo tụ

Chọn phèn dùng để keo tụ là phèn nhôm Al2(SO4)3 Do nước nguồn có tính chất là đục và màu nên theo TCVN 33 – 2006 ta tính lượng phèn nhôm như sau:

5.3.1.1 Xử lý nước có màu

)

mg/l ( M 4

Pp =

Trong đó :

+ Pp : liều lượng phèn tính theo sản phẩm không chứa nước

+ M : độ màu của nước nguồn tính bằng độ theo thang màu Platin – Côban Dựa vào bảng 3.1 ta có M = 80

⇒ Pp = 4 80= 35 , 77 ≈ 36 ( mg/l)

5.3.1.2 Xử lý nước đục

Dựa vào bảng 6.3 TCVN 33 – 2006, với hàm lượng cặn là 400 (mg/l) ta chọn liều lượng phèn không chứa nước để xử lý nước đục là 45(mg/l)

Dựa vào TCVN 33 – 2006, so sánh với Pp và chọn liều lượng lớn hơn

Vậy ta chọn liều lượng phèn là 45 (mg/l)

5.3.2 Kiểm tra độ kiềm hóa của nguồn nước

Lượng vôi dùng để kiềm hóa nước:

) 1

e

P K

Trong đó

+ DK: Liều lượng vôi cần kiềm hóa (mg/l)

+ Pp : Liều lượng phèn để keo tụ tính theo hàm lượng cặn (mg/l)

+ e : đương lượng của phèn nhôm (không chứa nước) Al2(SO4)3 = 57

+ K : đương lượng gam của chất kiềm hóa Chọn chất kiềm hóa là vôi (CaO) ta có K = 28

+ k : độ kiềm nhỏ nhất của nước tính bằng mgđl/l k = 6.5

Kết luận: độ kiềm tự nhiên của nước nguồn đủ đảm bảo cho quá trình thủy phân

phèn do đó không cần phải kiềm hóa nước.

5.3.3 Kiểm tra độ ổn định của nước sau khi keo tụ

Độ ổn định của nước được xác định theo chỉ số bảo hòa J :

s

pH pH

+ Pp : Liều lượng phèn để keo tụ tính theo hàm lượng cặn (mg/l)

+ k : Độ kiềm tổng cộng của nguồn nước trước khi pha phèn, k = 6.5

+ e : Đương lượng của phèn nhôm Al2(SO3) = 57

 Xác định lượng CO2 có trong nước sau khi keo tụ

e

P44)CO()

0 2

Trong đó :

+ ( CO2 )0 : Nồng độ axit cacbonic có trong nước nguồn trước khi pha phèn Được xác định theo biểu đồ Langelier (hình 6.2 TCVN 33 – 2006) dựa vào các thông số to, tổng hàm lượng muối hòa tan (P), pH, độ kiểm Ks

Mặt khác vì tổng hàm lượng muối hòa tan có trong nước nguồn là tổng hàm lượng thành phần của các cation và anion có trong nước nên có thể xem giá trị tổng hàm lượng cặn hòa tan trong nước (TDS) là tổng hàm lượng muối trong nước.

Vậy : P = 750 (mg/l)

to = 25°C

Ks = 5.7 (mgđl l/ )

pH = 6.9 Từ TCVN 33 – 2006 ta tra hình 6.2 được (CO2)0 = 40 (mg/l)

Với (CO2)= 75 ta tra lại biểu đồ Langlier , ta được pHo = 6,7

5.3.3.2 Xác định pH s phụ thuộc vào hàm số sau

pHs = f1 (t) – f2 (Ca2+) – f3 (Ks) + f4 (P)Trong đó:

+ f1 (t), f2 (Ca2+), f3 (Ks), f4 (P): là các hàm số của nhiệt độ, nồng độ canxi (Ca2+),

độ kiềm và tổng hàm lượng muối trong nước

Tra biểu đồ hình 6 – 1 TCVN 33 – 2006 ta được các giá trị theo bảng sau:

t = 25°C

Ca2+ = 40 (mg/l) Ks = 5.7

P = 750 (mg/l)

⇒ pHs = 2 – 1,6 – 1,7 + 8,92 = 7,62

Suy ra : J = 6,7 – 7,62 = – 0.92

Kết luận: Nước không ổn định, nước có tính xâm thực (nước có tính gỉ), cần phải

xử lý độ ổn định của nước bằng cách kiềm hóa.

5.3.4 Xử lý ổn định nước

Để xử lý ổn định nước ta phải dùng vôi hoặc Sôđa

5.3.4.1 Liều lượng hóa chất cần dùng

 Tính D K ( Pv ):

Vì J < 0, pH0 < pHs < 8,4 nên theo TCVN 33 – 2006 ta dùng công thức :

Dk = Ks × β (mgdl/l)Trong đó:

+ Ks: độ kiềm của nước trước khi xử lý ổn định hay sau khi pha phèn

+ β : hệ số phụ thuộc vào độ ổn định J và pHo < pHs < 8,4

Khi J = 0.92 ; pHs = 7,62 Tra biểu đồ hình 6 – 4 (TCVN 33 – 2006)

ta được β = 0,1

Vậy : DK = 5,7 x 0,1 ≈ 0,57 (mgdl/l)

Tính theo mg/l ta dùng công thức :

K 1K 2

+ e2 : đương lượng của hoạt chất trong kiềm mg/mgđl Đối với vôi tính theo CaO thì e2 = 28

+ CK : hàm lượng hoạt chất trong sản phẩm kỹ thuật. Chọn CK = 60%

226,38 (mgdl / l)

So sánh với DK (mgdl/l) đã tính ở trên ta thấy DK < d K

Vậy để xử lý độ ổn định nước ta chỉ cần dùng vôi.

Lượng vôi sử dụng tính theo CaO nguyên chất là :

Pv = 26,6 × 0,6 = 15.19 (mg/l)

5.3.4.2 Hàm lượng cặn lớn nhất sau khi đưa vôi vào nước

Cmax = Co + (KAl × Pp + 0,25 × M + Pv) (mg/l)Trong đó:

+ Co : Hàm lượng cặn lớn nhất của nước nguồn Co = 1000 (mg/l)

+ KAl : Hệ số kể đến độ tinh khiết của phèn nhôm, KAl = 0,7 (70%)

+ Pp : Liều lượng phèn đưa vào để keo tụ Pp = 45 (mg/l)

+ M : Độ màu của nước nguồn, M = 80 (Pt - Co)

+ Pv : Liều lượng vôi đưa vào để kiềm hóa (tính theo CaO nguyên chất)

Vậy Cmax = 1000 + ( 0,7× 45 + 0,25× 80 + 15,19) = 1073,48 (mg/l) ≈ 1067 (mg/l)

5.3.5 Tính lượng Clo sử dụng

Theo TCVN 33 – 2006 thì liều lượng Clo lỏng cần thiết để khử trùng đối với nước mặt là 2 – 3 mg/l Ta chọn 3 mg/l

- Lượng Clo sử dụng trong 1 giờ:

CHƯƠNG 6:

TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TRẠM XỬ LÝ

6.1 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH THU, TRẠM BƠM CẤP 1

Công trình thu nước mặt được đặt ở nước sông Đồng Nai nhằm đảm bảo lấy đủ lượng nước có chất lượng tốt theo yêu cầu cho trước mắt và tương lai, đảm bảo điều kiện

vệ sinh cho nguồn nước

Căn cứ vào lưu lượng, điều kiện địa chất thủy văn, địa chất công trình, giao thông,

ta chọn công trình thu nước ven bờ loại kết hợp

Với công suất là 65000 m3/ngđ = 2708.3 m3/h ⇒ chọn ba ngăn thu và ba ngăn hút (hai làm việc, một dự phòng) Song chắn rác đặt ở cửa ngăn thu, lưới chắn rác đặt ở cửa thông giữa ngăn thu và ngăn hút

6.1.1 Tính toán song chắn rác và lưới chắn rác

6.1.1.1 Song chắn rác

Song chắn rác được đặt ở cửa thu nước của công trình

- Diện tích công tác của song chắn rác:

21.25Q K (m )

v

=ΩTrong đó:

+ Q : lưu lượng nước cấp:

Q= 65000 m3/ngđ = 2708.3 (m3/h) = 0.752 (m3/s)+ v : tốc độ nước chảy vào cửa thu, theo TCVN 33:2006 thì v = 0,2 – 0,6 (m/s) Chọn v = 0,4 (m/s)

 a : khoảng cách giữa các thanh thép, a= 40-50 (mm) Chọn a = 40 (mm).

0,4

ΩChọn kích thước song chắn rác là: L x B = 3 x 1 (m)

Khoảng cách giữa 2 song chắn bằng 40 mm, chiều dày mỗi thanh là 10mm, chiều rộng của cửa thu nước bằng 3000 mm, số thanh song chắn cần dùng là:

3000/40 - 1 = 74 (thanh)Chiều dài một thanh bằng 1 m

Vậy diện tích cản nước của một thanh bằng:

f = 1 × 0,01 = 0,01 (m2)Tổng diện tích cản nước của song chắn rác là:

∑f = 74 × f = 74× 0,01 = 0,74 (m2)Diện tích thông thuỷ của song chắn rác là:

F = (3 × 1) – 0.74 = 2,26 (m2)Vận tốc nước qua song chắn bằng:

6.1.1.2 Lưới chắn rác

Chọn lưới chắn rác dạng phẳng, lưới được làm bằng sợi thép không rỉ

- Diện tích công tác của lưới chắn rác theo tcvn 33:2006 :

1, 25

L

Q K v

ω = × (m2)Trong đó:

+ Q : Lưu lượng tính toán của công trình (m3/s)

+ v : Vận tốc nước chảy qua lưới (m/s); chọn v = 0,4 (m/s) (lấy ≤ 0.6 m/s theo TCVN 33 : 2006)

+ K : hệ số co hẹp, được xác định theo công thức:

2

a c K

a

+

=  ÷Với:

K = +  =

 Vậy:

220 × 3 × 0,001 = 0,66 (m2)

Số thanh thép theo chiều ngang của cửa thu:

30004,5 1+ + 1 ≈ 547 (thanh)

Chiều dài mỗi thanh là 1.2 m Diện tích cản nước của các thanh ngang là:

547 × 1.2× 0,001 = 0,6564(m2)

Tổng diện tích cản nước của lưới chắn rác là:

Flưới = 0,6564 + 0,66 = 1,3164 (m2)Diện tích thông thuỷ của lưới chắn rác là:

F = (3 ×1,2) – 1.3164 = 2.2836 (m2)Vậy vận tốc qua lưới chắn rác là:

Vậy hai ống hút được đặt song song và cần có độ dốc tối thiểu i = 0,00818 cao về phía máy bơm nhằm để tránh tạo thành các túi khí trong đường ống và cho phép các bọt khí lẫn trong nước có thể chuyển động cùng với nước qua máy bơm

Trạm bơm cấp I được đặt kết hợp với công trình thu và cách trạm xử lý 100 m Số ống đẩy chung là 2, vận tốc cho phép trong ống đẩy thường lấy từ v = 1,0 ÷ 3,0 m/s Chọn

6.1.3.2 Ống đẩy riêng (từ trạm bơm cấp I đến bể trộn)

Nhằm đảm bảo an toàn cho hệ thống nên dùng 2 đường ống dẫn song song làm việc Vậy lưu lượng mỗi ống là q1đ = 376/2 = 188 (l/s) = 0,188 (m3/s)

- Đường kính ống đẩy riêng là:

1

4 4 0,188

0,3653,14 1,8

đ đr

đ

q D

6.1.4 Ngăn thu nước và ngăn hút nước

Với Dh = 500 mm, tra sách Công trình thu nước - trạm bơm cấp thoát nước của Ths.Lê Dung ta chọn được các kích thước ngăn thu, ngăn hút và các kích thước đường ống như sau:

- Khoảng cách từ mép dưới đáy cửa thu đến đáy sông

H1= 0,8m (lấy trong khoảng 0,7 ÷ 1 m)

- Khoảng cách từ mép dưới cửa đặt lưới chắn rác đến đáy công trình thu

H2= 1m (lấy trong khoảng 0,5 ÷ 1a m)

- Khoảng cách từ mực nước thấp nhất đến mép trên cửa thu

6.2.1.1 Dung tích bể hòa trộn

Phèn được châm vào với liều lượng là 45 mg/l

Theo TCVN 33 – 2006 dung tích bể hoà trộn tính theo công thức:

.ρ10.000.b

Q.n.PW

p

P P1=

Trong đó:

+ Q: Lưu lượng nước xử lý (m3/h), Q = 65000 (m3/ngđ) = 2708,3 (m3/h)

+ n: số giờ giữa 2 lần hoà tan phèn, theo TCVN 33 – 2006 đối với trạm xử lý có công suất > 50000(m3/ngđ) thì n = 6 – 8 giờ Chọn n = 8 giờ

+ Pp : Liều lượng phèn dự tính cho vào nước (g/m3) Pp= 70 mg/l = 70 g/m3

+ bp : Nồng độ dung dịch phèn trong thùng hoà trộn (%)

- Chọn số bể hòa trộn là 3, mỗi bể có dung tích là 1 9,75

Khi thiết kế xây dựng nên xây dựng thêm 1 bể dự phòng

Kích thước của mỗi bể là : L x B x H = 2 x 1,5 x 1.5(m)

- Thiết kế bể hòa trộn với đáy nghiêng 45o theo phương ngang

- Để xả cặn và xả kiệt bể ta bố trí ống có Ø 200mm (theo TCVN 33 – 2006 thì Ø

≥ 150mm)

6.2.1.2 Dung tích bể tiêu thụ

t

p P P

b

b W

Chọn 2 bể tiêu thụ, kích thước mỗi bể là : L x B x H = 3 x 2 x 1,5 (m)

 Chọn máy quạt gió và tính toán ống dẫn khí nén :

Theo TCVN 33 – 2006 lấy cường độ khí nén ở bể hòa trộn là 10 l/s.m2 và bể tiêu

+ Wh : Cường độ sục khí trong bể, W = 10l/sm2

=

Vậy chọn đường kính ống gió chính 125mm = 0,125 (m)

Thử lại tốc độ : v = gio2 2

Vậy ta chọn lại đường kính Dc = 110 mm = 0,11 (m)

Kiểm tra lại : v = 2

- Đường kính ống dẫn gió đến thùng hòa trộn:

3,1416 10

h

Q v

- Đường kính ống nhánh vào thùng hòa trộn (thiết kế 3 nhánh):

+ Lưu lượng gió trong ống nhánh:

Qnh = 0,06 0,01 ( 3/ ) 10 ( / )

h Q

Lnh = 2m; chọn dl = 4 mm; vl = 30 m/s+ Diện tích 1 lỗ:

4

004,01416,34

2 3 2

F

Chọn số lỗ là : n = 27 lỗ

+ Chọn khoan 1 hàng thì khoảng cách giữa các lỗ:

0,074 ( ) 74 ( )27

 Dùng vôi bột để hoà trộn và tiêu thụ

6.2.2.1 Dung tích bể hoà trộn

.ρ10.000.b

Q.n.PW

v

v V1 =

Trong đó:

+ Q : Lưu lượng nước tính toán (m3/h)

+ n : Số giờ giữa 2 lần pha vôi, n = 8 giờ

+ Pv : Liều lượng vôi cho vào nước (mg/l), Pv = 15,19 (mg/l)

Bể được thiết kế hình trụ tròn có đáy hình chóp , đường kính bể phải lấy bằng chiều cao công tác của bể d = h :

4

dπ4

hdπW

3 2

⇒ Chiều dài toàn phần của cánh khuấy là:

Lc = 0,95 + 0,95 = 1,9 (m)+ Diện tích bản cánh lấy bằng 0,1 m2/m3 dung tích bể:

fbc = 0,1 x 7 = 0,7 (m2)+ Chiều rộng mỗi cánh khuấy:

N = 0,5 x η

ρ

x h x n3 x d4 x z (kW)Trong đó:

+ ρ : Trọng lượng thể tích của dung dịch được khuấy trộn , ρ = 1000 kg/m3+ h : Chiều cao cánh khuấy (chiều rộng cánh) , h = 0,185 (m)

+ n: Số vòng quay của cánh quạt trong một giây

n = 45 (vòng/phút) = 0,75 (vòng/giây)+ d : Đường kính của vòng tròn do đầu cánh quạt tạo ra khi quay,

d = Lc = 1,9 (m)+ z : Số cánh khuấy trên trục cánh khuấy, chọn z = 2