Luận văn tính toán xử lý nước cấp xã Tân Kiên Bình Chánh

Xã Tân Kiên huyện Bình Chánh một vùng ven của thành phố Hồ Chí Minh, nguồn nước sử dụng của các hộ dân ở đây chủ yếu là các giếng đào, giếng khoan với chất lượng nước không đảm bảo vệ sinh, nhiễm phèn, nhiễm mặn. Vì vậy làm sao để có thể giải quyết vấn đề nước sạch đảm bảo vệ sinh, chất lượng tốt phục vụ cho nhu cầu của người dân nơi đây là một trong những vấn đề được chính quyền thành phố và chính quyền địa phương quan tâm hàng đầu.

ô nhiễm,chủ yếu ảnh hưởng tới các vùng nghèo.Nhiều người chủ yếu là trẻ em chết hay bệnh tật do sửdụng nguồn nước bị ô nhiễm.

Hiện nay, nhu cầu sử dụng nước tại thành phố HồChí Minh khoảng 1,6 triệu m3/ngày, trong đó công suấtcấp nước của Tổng công ty cấp nước thành phố(Sawaco) là hơn 1,2 triệu m3/ngày với tỷ lệ dân số đượccấp nước khoảng 70% và tập trung chủ yếu ở nộithành

Xã Tân Kiên huyện Bình Chánh một vùng ven củathành phố Hồ Chí Minh, nguồn nước sử dụng của cáchộ dân ở đây chủ yếu là các giếng đào, giếng khoanvới chất lượng nước không đảm bảo vệ sinh, nhiễmphèn, nhiễm mặn Vì vậy làm sao để có thể giải quyếtvấn đề nước sạch đảm bảo vệ sinh, chất lượng tốt phụcvụ cho nhu cầu của người dân nơi đây là một trongnhững vấn đề được chính quyền thành phố và chínhquyền địa phương quan tâm hàng đầu

1.2./ Tính cấp thiết :

Nước sạch cho ăn uống, sinh hoạt là nhu cầu thiếtyếu trong đời sống hàng ngày của con người và đangtrở thành đòi hỏi bức bách trong việc bảo vệ sức

khoẻ nhân dân cũng như trong sự nghiệp công nghiệphoá – hiện đại hoá Trong thực tế, nhiều công trình cấpnước sạch đơn giản, quy mô nhỏ cỡ gia đình cho đến cácnhà máy nước công nghiệp hiện đại quy mô lớn đangđược xây dựng, mang lại nhiều tiện ích cho người dân Tuynhiên ở nhiều nơi, nhiều lúc các công trình xử lý nướcsạch cho nông thôn chưa được áp dụng phù hợp Vì vậylựa chọn mô hình xử lý nước phù hợp và triển khai môhình hợp lý có thể cải thiện chất lượng cuộc sống củangười dân giảm bệnh tật, đảm bảo sự bình đẳng giữacác thành phần sử dụng nước, giảm cách biệt giữathành phố và nông thôn

Ngoài ra, theo chỉ thị 200 TTg ngày 29/04/1994 củaThủ tướng chính phủ thì “Bảo đảm nước sạch, bảo vệmôi trường ở nông thôn là trách nhiệm của mọingành, mọi chính quyền, mọi tổ chức và mọi công dân.Các ngành, các địa phương phải có trách nhiệm cao vàchỉ đạo cụ thể để thực hiện cho được chương trình đãxác định Đây là vấn đề rất cấp bách, phải được tổchức thực hiện nghiêm túc và thường xuyên” Và theochỉ đạo của UBND thành phố thì từ nay cho đến năm

2010 phải đảm bảo 90% dân số thành phố phải đượcsử dụng nước sạch

Theo báo cáo của UBND huyện Bình Chánh (TPHCM), có

30 trong tổng số 55 tuyến sông, kênh rạch trên địa bàn huyệnhiện đang bị ô nhiễm rất nặng, số còn lại cũng đã bị nhiễm bẩn ởnhiều mức độ khác nhau

Hệ thống sông và kênh rạch của xãõ Tân Kiênhuyện Bình Chánh thành phố Hồ Chí Minh cũng khôngtránh khỏi tình trạng ô nhiễm chung của huyện Trong khiđó không có hệ thống nước máy của thành phố và

nước ngầm ở đây bị nhiễm sắt rất cao,dân không thểtự xử lý được Chính nhu cầu cấp thiết là cần cónguồn nước sạch cho nhân dân sử dụng, đề tài: “ Thiếtkế Trạm xử lý và cấp nước tập trung công suất800m3/ngày đêm tại xã Tân Kiên – huyện Bình Chánh –thành phố Hồ Chí Minh” nhằm đáp ứng nhu cầu trên

1.3./ Nhiệm vụ luận văn :

Thiết kế Trạm xử lý và cấp nước tập trung côngsuất 600 m3/ngày đêm tại xã Tân Kiên – huyện BìnhChánh – thành phố Hồ Chí Minh

1.4./ Nội dung luận văn :

 Thu thập số liệu phục vụ cho việc thiết kế

 Xác định nhu cầu dùng nước

 Phân tích số liệu để tính toán thiết kế

 Đề xuất công nghệ xử lý

 Tính toán các công trình đơn vị

 Khái toán giá thành

 Đề xuất các biện pháp quản lý và vận hànhtrạm cấp nước

 Thực hiện bản vẽ:

-Mặt bằng trạm xử lý nước

-Mặt cắt dọc các công trình theo cao trình mựcnước

-Chi tiết các công trình đơn vị

- Phía Đông : giáp phường An Lạc – Quận Bình Tân.

- Phía Tây: giáp xã Tân Nhựt

- Phía Nam: giáp xã An Phú Tây

- Phía Bắc : giáp phường Tân Tạo – Quận Bình Tân

2.1.2) Địa hình :

Địa hình xã Tân Kiên thuộc địa hình thấp có cao độbiến động từ 1,5–0,5 m, nghiêng và thấp dần theo hướngTây Bắc – Đông Nam và đông bắc Tây Nam

Hệ thống giao thông gồm Quốc lộ 1A , đặc biệt hơnlà có tuyến đường đại lộ Đông Tây xuyên qua giúp lưuthông hàng hóa giữa các tỉnh miền Tây với thành phốHồ Chí Minh rất thuận lợi

2.1.3) Đặc điểm khí hậu :

Xã Tân Kiên thuộc địa bàn thành phố Hồ Chí Minhnằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, cận xích đạovới chế độ nhiệt tương đối ổn định, quanh năm cao

Hàng năm có 2 mùa rõ rệt:

- Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11

- Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Hai hướng gió chủ yếu trong năm là hướng TâyNam chiếm tần suất 66% và hướng Đông Nam với tầnsuất 22%

2.2./ Điều kiện kinh tế xã hội :

2.2.1) Dân số :

- Số nhân khẩu : 13.134 dân

- Mật độ dân số: 1.146 người/km2

- Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên ở mức 1,45%/ năm ; tỷlệ tăng cơ học ở mức 7% năm

2.2.2) Kinh tế :

- Về công nghiệp : Chủ yếu là các sản phẩm cơkhí sửa chữa cơ khí bên cạnh cũng có một số ngànhkhác nhưng chưa phát triển mạnh như : công ty liên doanh

xi măng Hà Tiên Bình Điền , vật liệu xây dựng , công typhân bón Bình Điền ,công ty sản xuất bao bì

- Về thương mại – dịch vụ : Chợ đầu mối Bình Điền làtrung tâm thương mại sầm uất của xã nói riêng và củahuyện nói chung vì tại đây là cửa ngõ nối thành phốHồ Chí Minh và các tỉnh miền Tây Nam Bộ

- Về kinh tế vườn : chủ yếu là trồng lan, cây màu.Hội nông dân xã Tân Kiên đã tập huấn cho nhiều hộnông dân kỹ thuật trồng lan nên thu nhập của nhândân cũng phát triển

2.2.3)Cơ sở hạ tầng:

 Cấp điện:

Nguồn cung cấp điện cho xã Tân Kiên là các trạmbiến điện nguồn của lưới truyền tải điện quốc gia.Ngoài ra, chính quyền xã Tân Kiên kết hợp với huyệnBình Chánh tăng cường nâng cấp cải tạo lưới điện chưađạt yêu cầu kỹ thuật bằng nguồn vốn của địa phươngnhằm đảm bảo an toàn và cung cấp đầy đủ điện chonhân dân

 Cấp nước:

Nguồn nước chủ yếu ở đây là các trạm cấp nướctập trung công suất từ 500 -1.000 m3/ngày.đêm do đơn vịcấp nước của thành phố là Trung tâm nước sinh hoạtvà vệ sinh môi trường nông thôn – trực thuộc Sở nôngnghiệp và phát triển nông thôn.

Ngoài ra còn có một số nguồn nước khác của hệthống tư nhân và các hộ tự khoan nhưng thường khôngđạt tiêu chuẩn

 Thoát nước:

- Hệ thống thoát nước chính vẫn qua hệ thống sôngChợ Đệm Tuy nhiên ở đây thường xuyên bị ngập lụtvào trời mưa và khi thủy triều lên Hệ thống kênh rạchhiện nay đã bị ô nhiễm

 Giao thông:

Hiện nay, kinh tế đang trên đà phát triển làm chobộ mặt cơ sở hạ tầng huyện Bình Chánh nói chung vàxã Tân Kiên nói riêng được nâng lên rõ rệt

- Đường bộ : các tuyến đường giao thông đã đượcmở rộng, nâng cấp như Quốc Lộ 1A, Nguyễn Cửu Phú,Dương Đình Cúc, Hưng Nhơn… và nhiều đường nhỏ, cáccon hẻm đều đã được tráng xi măng sạch đẹp Gần đây,tuyến đường cao tốc thành phố Hồ Chí Minh – Trung Lươngcũng đi qua địa phận xã Tân Kiên nên góp phần vàoviệc lưu thông thêm thuận lợi

- Đường thủy : tuyến sông chợ Đệm được xem làgiao thông thủy của xã , rạch Ban Gốc được nạo vét cảitạo và các rạch nhỏ thông thường cũng thuận lợi chogiao thông đương thủy Tuy nhiên, chỉ với tàu ghe nhỏ,giao thông đường thuỷ không phải là tuyến giao thôngchính của vùng

2.3./ Định hướng phát triển của xã Tân Kiên :

Tại xã Tân Kiên có khoảng 200 ha đất dành xây dựngTrung tâm dịch vụ, thương mại , ngân hàng , tài chính.Ngoài ra, tuyến đường sắt quốc gia là tuyến đường sắtSài Gòn – Mỹ Tho theo trục Bắc Nam nằm song songđường cao tốc TP.HCM – Trung Lương qua các xã Tân Kiên,Bình Chánh, Tân Nhựt và Thị trấn Tân Túc Đường sắtđô thị đi qua địa bàn huyện Bình Chánh có đoạn nhánhcuối tuyến Metro tại xã Tân Kiên và hình thành ga đườngsắt đầu mối tại đây Hình thành tuyến vành đai giaothông thủy theo tuyến kênh Xáng , kênh An Hạ , kênh LýVăn Mạnh.

Mặt khác, Ủy ban nhân dân huyện Bình Chánh cũngđã phê duyệt nhiệm vụ quy hoạch xây dựng khu dân cưxã Tân Kiên ( khu B ) với diện tích 212,1 ha phía Nam giápsông chợ Đệm, phía Bắc giáp đường Hưng Nhơn, phíaĐông giáp rạch Bàu Gốc, phía Tây giáp đường NguyễnCửu Phú , huyện Bình Chánh

Giao thông phát triển , sẽ thúc đẩy sự kinh tế xã hội, văn hóa giáo dục , nâng cao trình độ dân trí

2.4./ Nhu cầu dùng nước :

Chương trình sử dụng nước sạch nông thôn ở thànhphố được triển khai từ năm 1997 Do đặc điểm của khuvực là dân cư phân tán trên địa bàn rộng nên hệthống cấp nước của thành phố hầu như không có Theothống kê năm 2006 và định hướng phát triển đến năm

2010 thì trên địa bàn xã Tân Kiên, tình hình nước sửdụng ở nông thôn như sau:

- Sử dụng nước hợp vệ sinh : 60,7 % số hộ

- Sử dụng nước giếng : 25,6 % số hộ

- Sử dụng nguồn nước khác : 13,7 % số hộ

- Đến năm 2010, phấn đấu nước sinh hoạt bình quânđầu người đạt 120 lít/người/ngày và nước phục vụ sảnxuất công nghiệp bình quân đạt 50 m3/ha.ngày.đêm

2.5./ Hiện trạng các nguồn nước tại khu vực thiết :

2.5.1) Nước mặt:

Theo số liệu quan trắc chất lượng các kênh rạch trên địa bàn thành phố năm

2006 cho thấy hệ thống sông và kênh rạch trên địa bàn huyệnBình Chánh đang bị ô nhiễm ở nhiều mức độ khác nhau Hệthống kênh rạch tiếp nhận các nguồn nước thải từ các

cơ sở hoạt động công nghiệp nằm trên địa bàn xã chưaxử lý hoặc xử lý chưa đạt TCVN 5945-1995 trước khi thải

ra kênh rạch

+ Giá trị pH của khu vực dao động trong khoảng từ 3,5 – 7,3, hầu hết khơng đạttiêu chuẩn cho phép đối với nước mặt loại B (TCVN 5945:1995) là do khu vực này

bị nhiễm phèn nên giá trị pH ở khu vực này tương đối thấp

+ Ơ nhiễm hữu cơ : kết quả phân tích nồng độ BOD5 ở khu vực dao động trongkhoảng từ 7 đến 35 mg/l, hầu hết đều vượt tiêu chuẩn cho phép đối với chất lượngnước mặt loại B (TCVN 5942:1995, BOD5 <25 mg/l)

+ Nhu cầu oxy hĩa học: kết quả phân tích nồng độ COD ở khu vực dao độngtrong khoảng từ 16 đến 104 mg/l, hầu hết đều vượt tiêu chuẩn cho phép đối vớichất lượng nước mặt loại B (TCVN 5942:1995, COD < 35 mg/l)

+ Oxy hịa tan : kết quả phân tích nồng độ DO ở khu vực dao động trongkhoảng từ 2 đến 6 mg/l, tất cả đều đạt tiêu chuẩn cho phép đối với chất lượng nướcmặt loại B

Ngoài tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt nêu trên, các kênhrạch khu vực ngoại thành huyện cũng bị nạn san lấp, thu hẹpdòng chảy để nhường chỗ cho các khu dân cư thi nhau mọclên Chính vì thế không thích hợp cho việc sử dụng cho sinhhoạt

2.5.2) Nước ngầm :

Theo kết quả điều tra địa chất thủy văn của Liênđoàn địa chất thủy văn và địa chất công trình miền

Nam, khu vực nghiên cứu có 5 phân vị chứa nước chủyếu: nước lỗ hổng trong trầm tích Holocen, nước lỗ hổngtrong trầm tích Pleistocen, nước lỗ hổng trong trầm tíchsản phẩm Pliocen dưới, nước lỗ hổng trong các trầm tíchPliocen trên, nước lổ rổng trong trầm tích Miocen Sau đâylà sự mô tả sơ lược các phân vị chứa nước có trong khuvực

° Tầng chứa nước Holocen (qh ) :

Trầm tích Holocen có nguồn gốc rất đa dạng: trầm tíchsông, hỗn hợp sông biển, biển Chúng phân bố chủyếu phần lớn diện tích huyện Bình Chánh Thành phầnđất đá chứa nước chủ yếu là bột, bột sét, cát mịnchứa nhiều sản phẩm mùn thực vật Chiều dày tầngchứa nước thay đổi từ 1-2m đến 10-15m, ít nơi đến 20-30m

Nước trong trầm tích Holocen tuy phân bố trên diệnrộng nhưng khả năng chứa nước kém, chiều dày nhỏvà rất dễ bị nhiễn bẫn nên không thể khai thác sửdụng làm nguồn cung cấp nước tập trung cho sinh hoạtvà sản xuất

° Tầng chứa nước Pliestocen (qp) :

Tầng phân bố trên diện rộng ở phần phía bắc thànhphố với tổng diện tích lộ trên 500km2 Phần còn lại bịphủ bởi các trầm tích Holocen và chìm xuống ở độ sâu30-40m Thành phần đất đá chứa nước là cát hạt trungthô lẫn sạn và thường bên trên các lớp chứa nước hạtthô đều có lớp sét, sét bột ít thấm nước Trầm tíchPleistocen có thể phân ra hai lớp chứa nước: lớp trêndày 10-35m và lớp dưới dày 30-80m Giữa lớp trên vàlớp dưới ngăn cách nhau bởi lớp sét và bột dày từ 5-15m duy trì không liên tục

Đặc điểm của tầng chứa nước Pleistocen là diện xuấtlộ trên bề mặt tương đối rộng, tiếp thu nguồn bổ cậptừ nước mưa, nước sông vừa là đối tượng khai thác, sửdụng rất rộng rãi cho nông nghiệp, công nghiệp và cảdân sinh nên tầng chứa nước này rất dễ bị nhiễm

bẩn, với hàm lượng NO3- hơi cao (6-15mg/l), có NO2- vàthường chứa lượng vi sinh cao hơn tiêu chuẩn cho phép khikhai thác nhiều có khả năng gây ra nhiều tai biến đốivới môi trường nước dưới đất.

° Tầng chứa nước lổ rổng trong các trầm tích Pliocen trên (n22):

Tầng chứa nước lổ rỗng trong trầm tích Pliocen trênrất phong phú, có khả năng đáp ứng nhu cầu cung cấpnước rất lớn cho thành phố Hồ Chí Minh Đặc biệt làvùng nghiên cứu (Hóc Môn, Bình Chánh) có thể đạthàng trăm nghìn m3/ngày cho mỗi vùng Một khả nănghiện thực là: khai thác đồng thời hai tầng chứa nướctrong cùng một giếng khai thác thì tăng lưu lượng lên rấtlớn và hiệu quả kinh tế cao hơn Tuy nhiên cũng cầnđầu tư nghiên cứu thêm, nhất là cần phải mở rộângphạm vi nghiên cứu tầng chứa nước này về phía tây

° Tầng chứa nước lổ rổng trong các trầm tích Pliocen dưới (n12):

Tầng chứa nước trong trầm tích Pliocen dưới có mứcđộ giàu nước từ giàu đến trung bình Khu vực nghiêncứu nằm trên khu vực giàu nước trung bình Tỷ lưu lượngcác giếng khoan đạt từ 0,358–0,797 l/s.m Lưu lượng khaithác đều trên 15-29m3/h Chất lượng nước cũng rất tốt.Tổng khoáng hóa 0,09–0,57 g/l, thường gặp là 0,5g/l Nướccũng thuộc loại HCO3 ,HCO3Cl

Tầng chứa nước Pliocen dưới là một đối tượng cótriển vọng cung cấp nước quy mô vừa và lớn Tuy nhiêntừ trước đến nay, tầng chứa nước này chưa phải là đốitượng điều tra chính, nên các giai đoạn tìm kiếm, thăm dòtrước đây đều ít đầu tư công trình để nghiên cứu chi tiết

do đó mức độ nghiên cứu còn sơ lược, chưa đánh giáhết khả năng và triển vọng của tầng chứa nước này

° Tầng chứa nước Miocen (n13):

- Tầng chứa nước Miocen không lộ trên bề mặt, phânbố khoảng nửa diện tích phía nam sông Sài Gòn, bị phủtrực tiếp bởi tầng chứa nước Pliocen dưới n12 và phủ trựctiếp trên các thành tạo đá gốc Mesozoi Thành phầnthạch học chủ yếu như sau :

+ Phần trên hạt mịn không chứ nước gồm bột, bộtsét phong hóa laterit cứng chắc, bề dày 1,5 -35 mét vàthường gặp ở độ sâu 90 mét – 343 mét

+ Phần dưới là cuội sạn sỏi, cát lẫn sạn, cát mịn,có khả năng chứa nước Đây là tầng chứa nước áplực rất cao Bề dày tầng 3 – 70 mét và có xu hướng dátmỏng về phía ranh giới phân bố Thường gặp mái ở độsâu 116 mét – 350 mét và đáy ởø độ sâu 123,6 mét –

420 mét

- Tầng chứa nước này hiện còn ít được nghiên cứu vàkhai thác do nằm sâu Công tác quan trắc cho thấy chukỳ mực nước dao động mực nước sâu nhất thường vàomùa khô và cao nhất vào mùa mưa Biên độ dao độngmực nước chênh lệch trong năm lớn nhất từ 0,22 mét –1,53 mét Nguồn cấp nước chủ yếu cho tầng này làthấm xuyên từ tầng nằm kề hay tại các cửa sổ thủylực

2.6./ Lựa chọn nguồn nước :

2.6.1) Các nguồn nước cấp:

Chất lượng nước nguồn có một ý nghĩa vô cùng quantrọng cho quá trình xử lý nước do vậy trong những điềukiện cho phép cần chọn nguồn nước có chất lượng tốtnhất để có được hiệu quả cao trong quá trình xử lý

2.6.2) Ô nhiễm nguồn nước:

Ô nhiễm nước là sự thay đổi có xu hướng bất lợi chomôi trường nước hoàn toàn hay đại bộ phận do cáchoạt động kinh tế kỹ thuật của con người gây ra Những

hoạt động này gây tác động trực tiếp hay gián tiếpđến những thay đổi về các mặt thành phần vật lý,hóa học của nước và sự phong phú của các loài sinhvật trong nước.

Những chất thải phát sinh do các hoạt động của conngười theo thời gian ngấm dần vào nguồn nước tích tụdần và dẫn đến làm hư hỏng nguồn nước Đồng thờivới sự phát triển của công nghiệp hiện nay cộng với sựkhai thác nước ngầm quá mức làm cho các chất ônhiễm thấm sâu vào các tầng đất ngầm Tuy việc đunsôi, nấu nướng có thể loại bỏ vi khuẩn và một vàichất có hại nhưng đồng thời cũng làm phân hủy mộtsố khoáng chất trong nước ngầm, kim loại nặng và mộtsố chất độc hại vẫn còn

2.6.3) Chọn nguồn nước :

Từ các kết quả đo đạt về lưu lượng và chất lượng củaLiên đoàn địa chất công trình và địa chất thủy vănmiền Nam, nguồn nước khai thác được chọn tại lấy tạitầng Pliocen dưới n12 có độ sâu từ 180 - 195 mét Tổngquan chất lượng nước như sau :

STT Chỉ tiêu Đơn vị tính Kết quả TCXD 233- 1999 (B)

Chương 3 :

TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC

NGẦM 3.1./ Khử sắt trong nước ngầm :

3.1.1) Các phương pháp làm thoáng :

° 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+]

≤10mg/l, độ oxy hoá≤ [0,15[fe2+]x5]mg/l O2, NH4+ < 1mg/l, H2S≤ 0,5mg/l,

pH sau làm thoáng ≥ 6,8; hệ thống này khử được 30 – 35%

° Làm thoáng tự nhiên – lắng tiếp xúc – lọc:

Hình 3.2 - Sơ đồ làm thoáng, lắng, lọc nhanh.

Giếng Phun mưa

lên mặt bể lọc

Bể lọc nhanh chứa Bể

nước sạch

Chất khử trùng

Giến

g Giàn mưa Bể lắng

tiếp xúc

Bể chứa nước sạch

Bể lọc nhanhChất khử trùng

- Công nghệ này thường ứng dụng khi chất lượng nướcngầm có: chứa sắt có nồng độ nhỏ hơn 25mg/l, độkiềm ≥ 2mgđ/l, nồng độ H2S≤ 0,2mg/l, NH4+<1mg/l, độ oxyhoá ≤ 0,15Fe2+, pH sau làm thoáng ≥ 6,8

- Ưu điểm: + Có thể dùng với bất kì công suất nào + Công trình gọn, dễ vận hành, ổn định

° 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 nướcngầm có các đặc tính sau: pH: thấp ( dao động trongkhoảng rộng) ; Sắt < 6mg/l; Mangan < 1mg/l; CO2: dao độngtrong khoảng rộng

- Ưu điểm: + Có thể giải phóng 85 – 90% lượng CO2

hòa tan, lượng O2 hòa tan lấy bằng 70% lượng bão hoà + Diện tích xây dựng nhỏ, công trìnhgọn nhẹ

+ Không khí được cấp bằng quạt giónên chủ động

+ Tốc độ oxy hóa Fe2+ diễn ra nhanhchóng, đồng thời các khí hòa tan trong nước như H2S, CO2,

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

° Ejector thu khí – lọc áp lực :

Giế

ng Thùng

quạt gió

Bể lắn

g tiế

p xúc

Be

å lọc nhanh

Bể chứ

a nướ

c sạch

Chất khử trùng

Ejectơ

thu khí trộn Bầu Bể lọc chứa Bể

Chất khử trùng

Hình 3.4 - Sơ đồ xử lý nước ngầm bằng ejector

thu khí và lọc áp lực.

- Dùng ejectơ thu khí cho trường hợp trạm có công suấtnhỏ (đến 500m3/ngày)

- Công nghệ này chỉ áp dụng cho trường hợp cần thuoxy và không cần khử CO2

- Ưu điểm:

+ Ổn định, quản lý dễ dàng, di chuyển và lắp đặtnhanh

+ Có khả năng công xưởng hóa

+ Công trình gọn nhẹ và chiếm diện tích ít

- Nhược điểm:

+ Chi phí điện cao

+ Hạn chế lượng CO2 thoát ra

-Biện pháp làm thoáng bằng ejectơ thu khí chỉ ápdụng cho trường hợp công suất nhỏ

° Máy nén khí – lọc áp lực :

Hình 3.5 - Sơ đồ xử lý nước ngầm bằng máy

nén khí và lọc áp lực.

- Công nghệ này thường sử dụng khi kết hợp khử sắtvà mangan, áp dụng đối với trường hợp nước nguồn:+ pH > 6,9 + Sắt < 5mg/l

+ Ổn định, quản lý dễ dàng, di chuyển và lắp đặtnhanh.

+ Có khả năng công xưởng hóa

+ Công trình gọn nhẹ và chiếm diện tích ít

+ Có khả năng áp dụng cho diện tích bất kỳ

- Nhược điểm:

+ Chi phí điện cao

+ Hạn chế lượng CO2 thoát ra

3.1.2) Công nghệ khử sắt bằng hoá chất:

- Khi sắt tồn tại dưới dạng phức chất hữu cơ hoà tanthì phương pháp xủ lý bằng công nghệ làm thoángkhông đạt hiệu quả Khi đó muốn hiệu quả xử lý caothì cần kết hợp giữa phương pháp làm thoáng với phươngpháp sử dụng hoá chất oxy hoá mạnh như: Clo, Ozôn, Kalipemanganat,… hoặc cho vào nước các chất keo tụ nhưFeCl3, Al2(SO4)3,…

- Công nghệ này chỉ thích hợp khử sắt có hàm luợngthấp, có thể kết hợp với khử mangan, áp dụng đối vớitrường hợp nguồn nước có đặc điểm sau:

Kết luận: Dựa vào thành phần, tính chất nguồn nước

và tiêu chuẩn chất lượng cho từng nguồn nước mà tacó thể chọn các biện pháp xử lý hoá học khác nhau,

kết hợp với các biện pháp cơ học để có thể tạo nênmột sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thích hợp.

3.2) Lắng :

Lắng là giai đoạn làm sạch sơ bộ trước khi đưa nướcvào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước.Trong công nghệ xử lý nước, quá trình lắng xảy ra rấtphức tạp Chủ yếu lắng ở trạng thái động (trong quátrình lắng nước luôn chuyển động), các hạt cặn khôngtan trong nước là những tập hợp hạt không đồng nhất(kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng khác nhau) vàkhông ổn định (luôn thay đổi hình dạng, kích thước trongquá trình lắng do dùng chất keo tụ) Trong quá trình lắngdưới tác dụng của lực trọng trường các hạt lơ lửng cókhối lượng riêng lớn hơn khối lượng riêng của nước sẽ

sa xuống đáy và bị giữ lại

° Các loại cặn lắng : Trong thực tế xử lý nước thườnggặp ba loại cặn sau đây:

+ Cặn rắn: là các hạt phân tán riêng lẻ, có độ lớn,

bề mặt và hình dáng không thay đổi trong suốt quá trìnhlắng Tốc độ lắng cặn không phụ thuộc vào chiều caolắng và nồng độ cặn (tốc độ lắng được xem như làkhông đổi theo thời gian lắng)

+ Cặn lơ lững: có bề mặt thay đổi, có khả năng dính

kết và keo tụ với nhau trong quá trình lắng làm cho kíchthước và vận tốc lắng của các bông cặn tăng dầntheo thời gian và chiều cao lắng

+ Các bông cặn: có khả năng kết dính với nhau, khi

nồng độ lớn hơn 1000mg/l tạo thành các đám cặn, khicác đám cặn lắng xuống, nước từ dưới đi lên qua cáckhe rỗng giữa các bông cặn tiếp xúc với nhau, lực ma

sát tăng lên làm hạn chế tốc độ lắng của đám bôngcặn nên được gọi là lắng hạn chế Tốc độ lắng củađám mây các bông cặn phụ thuộc vào tính chất vànồng độ của hạt cặn.

° Các loại bể lắng :

+ Bể lắng có dòng chảy ngang cặn rơi thẳng đứng:

gọi là bể lắng ngang; hình dáng mặt bằng có thể làhình chữ nhật hoặc hình tròn thường dùng để lắng cặnthô và cặn keo tụ

+ Bể lắng có dòng nước đi từ dưới lên, cặn rơi từ trên xuống: gọi là bể lắng đứng hình dáng mặt bằng

có thể là hình vuông hoặc hình tròn

+ Bể lắng trong có lớp cặn lơ lững: nước đi từ dưới

lên qua lớp cặn lơ lững được hình thành trong quá trìnhlắng, cặn dính bám vào lớp cặn, nước trong thu trên bềmặt, cặn thừa đưa sang ngăn nén cặn từng thời kỳ sẽđược xả ra ngoài Bể lắng trong có lớp cặn lơ lững dùngđể lắng cặn có khả năng keo tụ

3 3) Lọc :

Lọc là một quá trình làm sạch nước bằng cách chonước đi qua lớp vật liệu lọc nhằm giữ lại trên bề mặthoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn

lơ lững và vi sinh vật ra khỏi nước Kết quả là sau khi lọcnước sẽ có hàm lượng cặn đạt tiêu chuẩn cho phépnước sẽ có chất lượng tốt hơn cả về mặt vật lý, hóahọc, sinh học

Vật liệu lọc có thể sử dụng như sỏi, cát, than,… Trongđó cát được sử dụng rộng rãi nhất do giá thành rẻ vàhiệu suất lọc cũng khá cao Có thể sử dụng nhiều lớpvật liệu lọc tạo thành nhiều lớp để tăng hiệu quả lọc

Sau một thời gian làm việc lớp vật liệu lọc bị chít lạilàm cho tốc độ lọc giảm dần Để khôi phục lại khảnăng làm việc của bể lọc ta phải tiến hành rửa lọc cóthể rửa bằng nước, bằng gió hoặc bằng gió nước kếthợp

Để thực hiện quá trình lọc nước có thể sử dụng mộtsố loại bể lọc có nguyên tắc làm việc, cấu tạo vậtliệu lọc và các thông số vận hành khác nhau, có thểchia ra các loại bể lọc sau:

° Chia theo vận tốc lọc :

+ Bể lọc chậm: tốc độ lọc 0,1 – 0,5 m/h

+ Bể lọc nhanh: tốc độ lọc 2 – 15 m/h

+ Bể lọc cực nhanh: tốc độ lọc 25 m/h trở lên

° Chia theo chế độ dòng chảy :

+ Bể lọc trọng lực : lọc hở, lọc không áp

+ Bể lọc áp lực: bể lọc kín quá trình lọc xảy ra nhờáp lực nước phía trên lớp vật liệu lọc

° Chia theo chiều của dòng nước :

+ Bể lọc xuôi: là bể lọc có dòng chảy qua lớp vậtliệu lọc từ trên xuống như bể lọc chậm, bể lọc nhanhphổ thông…

+ Bể lọc ngược: là bể lọc có dòng chảy qua lớp vậtliệu lọc từ dưới lên trên như bể lọc tiếp xúc

+ Bể lọc hai chiều: là bể lọc có dòng nước chảy qualớp vật liệu lọc theo cả hai chiều từ trên xuống và từdưới lên trên

° Chia theo số lượng lớp vật liệu lọc :

+ Bể lọc một lớp vật liệu lọc

+ Bể lọc hai hay nhiều lớp vật liệu lọc

° Chia theo cấu tạo của vật liệu lọc :

+ Bể lọc có vật liệu lọc ở dạng hạt

+ Bể lọc lưới: nước đi qua lưới lọc kim loại.

+ Bể lọc có màng lọc: nước lọc đi qua màng được tạothành trên bề mặt lưới đỡ hay lớp vật liệu rỗng

3.4) Khử trùng:

Khử trùng là một khâu quan trọng, bắt buộc cuốicùng trong quá trình xử lý nước ăn uống sinh hoạt Đâylà một quá trình nhằm tiêu diệt, làm mất khả nănghoạt động của các vi sinh vật gây bệnh

° Hiện nay có nhiều biện pháp khử trùng nước có hiệu quả như :

+ Khử trùng bằng các tia vật lý

+ Khử trùng bằng các chất oxi hóa mạnh: các chấtkhử trùng như chlorine, chloramine, chlorine dioxide, O3, H2O2 …+ Khử trùng bằng siêu âm

+ Khử trùng bằng phương pháp nhiệt…

Hiện nay ở Việt Nam đang sử dụng phổ biến nhấtphương pháp khử trùng bằng các chất oxi hóa mạnh

° Cơ chế khử trùng : có ba cơ chế khử trùng chínhtrong nước cấp như sau :

+ Phá hủy hoặc làm suy giảm tổ chức cấu trúc tếbào

+ 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 cả ba cơchế này, tùy thuộc vào tác nhân khử trùng sử dụngvà dạng vi sinh vật trong nước Trong xử lý nước cấp,khả năng oxi hóa các phân tử sinh học và khả năngkhuyếch tán qua thành tế bào là cần thiết cho bất kỳmột tác nhân khử trùng hiệu quả nào

3.5./ Một số công trình thực tế :

3.5.1) Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm tại trạm cấp nước nước Tam Bình 2, khu phố 3 – phường Tam Bình – quận Thủ Đức – Tp HCM công suất 600m 3 /ngày do Trung tâm Nước Sinh hoạt và Vệ sinh môi trường Nông thôn quản lý.

Hình 3.6 – Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm tại phường Tam Bình quận Thủ Đức thành phố Hồ Chí Minh

° Đặc trưng nguồn nước :

3.5.2) Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm tại phường Hiệp Bình Chánh quận Thủ Đức thành phố Hồ Chí Minh công suất 400m 3 /ngày đêm:

Giếng

khoan

Nơi tiêu thụ

Deairato; Bể phản ứng điều Bể

hoà

Bồn lọc áp lực

Bể chứa nước sạch

Đài nước

Clo

Hình 3.7 – Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm tại phường Hiệp Bình Chánh quận Thủ Đức thành phố

Hồ Chí Minh

° Nhận xét:

Nước từ giếng khoan sau khi qua hệ thống bơm cấp 1sẽ được đưa vào thiết bị Deairator Trong thiết bị Deairatorhệ thống quạt gió sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho quátrình oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ nước sau đó sẽ vào bể lắng

ở phía dưới Tại bể lắng các hạt cặn sắt sẽ bị loại bỏphần lớn tại đây Nước tiếp tục đưa vào bể chứa trunggian trước khi được dẫn hệ thống lọc áp lực Các hạtcặn còn lại sẽ được giữ lại nhờ vào các lớp vật liệulọc Sau đó nước sẽ đưa vào bể chứa và clo cũng đượcbơm vào trong bể chứa nhờ vào bơm định lượng Tiếptheo nước sẽ được đưa lên thủy đài và sau đó đưa vàotrong mạng lưới tiêu thụ

3.5.3) Sơ đồ công nghệ nhà máy xử lý nước ngầm Hóc Môn công suất 65.000m 3 /ngày đêm:

SVTH : Hồ Huỳnh Tuyến – MSSV: 904T1953

Clo

Bể chứa nước sạch

Bể lọc áp lực

Bể chứa trung gian

CloBể

chứa

Trạm bơm

cấp 2

Bể lọc nhanh

Bể lắng tiếp xúc nhanh

Trạm bơm

cấp 1 Tuyến ống góp và

chuyển tải nước thô

Giàn mưa Bể trộn đứng

Ống chuyển

Xu

ùt Clo

Hình 3.8 – Sơ đồ công nghệ nhà máy xử lý nước

ngầm Hóc Môn

° Nhận xét:

Nước từ giếng khoan được đưa lên 4 đường ống 800để đưa lên giàn phun mưa Tại đây người ta cho thêm clovà vôi vào để tăng pH nhằm tạo điều kiện để Fe2+

chuyển thành Fe3+ Sau đó nước được chuyển qua bể trộnđứng rồi sau đó được đưa sang bể lắng tiếp xúc, nướcsau khi lắng cho qua bể lọc nhanh Nước sau khi lọc đượcdẫn đưa về bể chứa đồng thời clo được châm vào trongđường ống dẫn để khử trùng

Nguồn nước tính toán cho thiết kế được lấy tại giếngkhoan thăm dò Þ49, và được lấy trực tiếp tại miệnggiếng theo các yêu cầu kỹ thuật lấy mẫu được quyđịnh Kết quả như sau :

Bảng 4.1 – Kết quả phân tích chất lượng nước nguồn STT Chỉ tiêu Đơn vị tính quả Kết TCXD 233-

1999 (B)

TCVN 5944- 1995

KPH: không phát hiện

4.2./ Tiêu chuẩn dùng cho thiết kế :

- Tính toán thiết kế dựa trên :

+TCXD 33 - 2006: Cấp nước – Mạng lưới đường ống

và công trình tiêu chuẩn thiết kế

+ TCXD 233 -1999 : Các chỉ tiêu lựa chọn nguồn nước

mặt – nước ngầm phục vụ hệ thống cấp nước sinh hoạt

+ Nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt theo tiêu

chuẩn kèm theo Quyết định số 1329/2002/BYT-QĐ ngày

18/04/2002 của Bộ Y tế

4.3./ Công nhệ đề xuất :

Dựa trên tính chất của nước nguồn ta thấy hàm lượng

sắt của nước nguồn khá cao (6,88) và pH thấp (6,2) nên

công nghệ xử lý được đề xuất như sau:

4.4./ Thuyết minh công nghệ xử lý :

Nước từ giếng khoan được dẫn lên giàn mưa nhờ vào

bơm cấp 1 tại đây sẽ xảy ra quá trình khử khí CO2 và

hòa tan O2 vào nước đồng thời sẽ xảy ra quá trình oxi

hóa Fe2+ thành Fe3+ Nước sau khi qua giàn mưa sẽ được

vào trong bể lắng đứng và đồng thời xút cũng được

châm vào để nâng pH Tại bể lắng phần lớn các bông

cặn sẽ được lắng xuống đáy bể Tiếp theo sau đó nước

sẽ được dẫn sang bể lọc, tại đây sẽ xảy ra quá trình

làm sạch nước thông qua các lớp vật liệu lọc nhằm

tách các hạt cặn lơ lửng Sau đó nước sẽ được dẫn sang

bể chứa nước sạch và châm clo vào khử trùng nước

Nước sẽ phân phối vào mạng lưới cấp nước nhờ vào

hệ thống biến tần điều khiển và bơm cấp 2

Bể lắng đứng

Giếng –

Trạm bơm

cấp 1

Bồn lọc áp lực

Bể chứa nước sạch

Mạng lưới cấp nước

Gia

øn

mưa

Châm Clo

Nâng

pH

Trạm bơm cấp 2

Ngăn chứa trung gian

Xả cặn

Chương 5:

TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

5.1./ TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT THIẾT KẾ :

5.1.1) Lưu lượng tính toán cho hệ thống cấp nước tập trung được xác định theo công thức :

D 000

1

f N q )

đêm ngày

/ m (

n 3

TB

- Đô thị loại I : (giai đoạn 2010)

+ Tiêu chuẩn nước sinh hoạt (a) : Ngoại vi : 120 lít/người.ngày

- Tỷ lệ dân được cấp nước (a) : Ngoại vi : 90%

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

+ Nước thất thoát (c) : 17% x (a+b)

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

+ Nước dự phòng: 10% x a

- Số dân N n = 3200 dân.

- Nước dùng cho ăn uống sinh hoạt:

346 6

345 1000

9 , 0

* 3200

* 120

- Nước phục vụ công cộng :

6 , 34 346

* 1 , 0 a

* 1 ,

0

b    (m3/ngày.đêm)

- Nước thất thoát :

7 , 64 ) 6 , 34 346 (

* 17 , 0 ) b a (

* 17 ,

0

- Nước cho nhu cầu riêng của nhà máy:

17 , 31 ) 7 , 64 6 , 34 346 (

* 07 , 0 ) c b a (

* 07 , 0

(m3/ngày.đêm)

- Nước dự phòng:

6 , 34 346

* 1 , 0 a

* 1 ,

0

e    (m3/ngày-đêm)

165 34,6

31,17 64,7

34,6 e

d c b

ngày

3 ngày max ( m / ngày đêm ) Q xK

Trong đó:

+Kngàyhệ số dùng nước không điều hòa ngày phụ

thuộc đến cách tổ chức đời sống xã hội, chế độ làm việc và sự thay đổi nhu cầu dùng nước theo mùa…

+ Đối với Thành phố Hồ Chí Minh, có thể áp dụng

ngày /

m ( 2 , 613 1.2

* 511

ngày

5.2./ THIẾT KẾ GIẾNG KHOAN KHAI THÁC NƯỚC

5.2.1) Công suất thiết kế giếng được tính theo

) giờ /

m ( T

2 , 613

Qthiết.kế.giếng  3  3

 

5.2.2) Thiết kế công trình khai thác nước dưới đất:

5.2.2.1) Yêu cầu nước và chế độ dùng nước:

+ Công suất thiết kế: 40 m3/giờ = 800 m3/ngày.đêm + Khả năng cấp nước thực tế:

- Qmaxngđ : lưu lượng ngày lớn nhất = 800

(m3/ngày.đêm )

- P: dân số sử dụng nước thực tế = 3200 dân

- qtb : tiêu chuẩn dùng nước trung bình = 120

lít/người /ngày-đêm

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

5.2.2.2) Số lượng giếng dự phòng:

- Giếng dự phòng được lấy theo bảng 5.1/18 TC33 :2006

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

- Bài toán thiết kế của luận văn có bậc tin cậycủa hệ thống cấp nước là III  Trạm thiết kế 1 giếnglàm việc  số giếng dự phòng là 0 giếng

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

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

- Theo tài liệu khoan thăm dò cho thấy các thông sốvề trữ lượng của tầng này là rất tốt Hơn nữa việc thicông giếng đúng các quy trình, quy phạm kỹ thuật do đótrong quá trình khai thác không gây ô nhiễm các giếngxung quanh

Cấu tạo địa tầng :

0 – 30 m : Sét xám đen có lẫn vết hữu cơ

30 – 70 m : Cát trung thô

70 – 94 m : Sét vàng đỏ

94 – 130 m : Cát từ mịn đến trung, đôi chỗ cókẹp sét

130 – 138 m : Sét vàng dẻo

138 – 195 m : Cát trung thô, chủ yếu hạt trung

195 – 202 m : Cát pha sét vàng

202 – 220 m : Sét pha cát mịn

Giếng khai thác : số liệu của giếng như sau :

+ Độ sâu giếng :200 m

+ Đường kính khoan : Þ 450

+ Kết cấu giếng :

- Đường kính giếng : Þ250

- Ống chống thép Þ250 : 60 mét

- Ống chống thép Þ168 : 120 mét

- Ống lọc inox Þ168 : 15 mét

- Ống lắng PVC Þ168 : 05 mét

+ Thông số giếng :

- Mực nước tĩnh : 21 m

- Mực nước động : 30 m

- Lưu lượng khai thác : 40 m3/giờ

5.2.2.4) Quy trình thi công, hoàn thiện giếng:

- Quy trình thi công khoan :

+ Sử dụng phương pháp khoan xoay theo đúng quy trìnhvà quy phạm về khoan và lấy mẫu nhằm xác định địatầng và cỡ hạt bằng thiết bị khoan công suất lớn, khảnăng khoan với đường kính lớn nhất là 600 mm, độ sâutối đa 300 m

+ Đường kính lỗ khoan kết thúc giếng là 350 mm

- Quy trình hoàn thiện giếng :

+ Chèn sỏi đường kính 3 – 5 mm từ đáy giếng lên đếnđộ sâu 180m nhằm chức năng tạo khe hở cho giếng thunước tốt hơn

+ Thực hiện công tác trám cách ly nhiễm bẩn bằngsét Bentonite vào khe hở giữa thành ống chống với lỗkhoan từ độ sâu 180 m lên đến mặt đất

+ Thực hiện công tác thổi rửa lỗ khoan bằng bơm caoáp và máy nén khí công suất lớn nhằm làm sạch vàtăng hiệu suất, lưu lượng giếng Công tác được làm tớikhi nước trong

5.3./ LỰA CHỌN THIẾT BỊ LÀM THOÁNG :

5.3.1) Tính toán trị số pH của nước sau khi làm thoáng và thủy phân sắt :

 Hàm lượng CO 2 sau khi qua hệ thống làm thoáng và thủy phân sắt :

Trong đó:

- 1,6 Fe 2+ là lượng CO2 bổ sung do thủy phân sắt tạo

ra, cứ 1mg Fe 2+ bị thủy phân tạo ra 1,6 mg CO2 và làm giảm độ kiềm một lượng bằng 0,036 mgđl/l.

- Co: hàm lượng CO2 ban đầu có trong nước tính theo công thức :





pH 1

o

10

*K

K44

Với:

- K : độ kiềm của nước nguồn (mđlg/l).K = 86 mg/l = 1,74 mđlg/l

: lực ion của dung dịch,  = 22.10 -6 * P.

- P : tổng hàm lượng muối (mg/l);

Nếu hàm lượng muối khoáng  1000  = 0,022

-K1: hằng số phân ly bậc 1 của axit cacbonic

Bảng 5.1 – Hằng số phân ly bậc 1 của axit cacbonic

74 1

* 44 C

022 , 0 2 , 6 7

* 6 , 1 C

* 036 , 0 74 , 1



 Độ pH của nước sau khi qua hệ thống làm thoáng :

+ Từ hàm lượng CO2 và độ kiềm của nước sau khi quahệ thống làm thoáng và thủy phân sắt, ta dựa vàotoán đồ xác định pH hay nồng độ axít cacbonát trongnước thiên nhiên (hình 6.2/74 – TCXD 33 : 2006) để xácđịnh pH của nước sau khi làm thoáng

+ Theo điều 6.243/81 TCXD 33:2006, ta áp dụng phươngpháp làm thoáng trên các dàn tiếp xúc tự nhiên do :

- Hàm lượng CO2 sau khi trừ đi 80% = 18,2 mg/l

- Độ kiềm của nước nguồn sau khi qua hệ thốnglàm thoáng và thủy phân sắt : K = 1,49 mgđl/l

 pH của nước sau làm thoáng trên các dàn tiếpxúc tự nhiên do = 6,85

 Chọn hệ thống làm thoáng là giàn mưa

5.3.2) Cấu tạo và chức năng của giàn mưa :

- Giàn mưa hay còn gọi là công trình làm thoáng tựnhiên, có chức năng làm giàu oxy cho nước và khử khí

CO2 trong nước Giàn mưa cho khả năng thu được lượng oxyhoà tan bằng 55% lượng oxy bão hòa và có khả năngkhử được 75 – 80% lượng CO2 có trong nước Nhưng lượng

CO2 còn lại sau làm thoáng không thấp hơn 5 – 6 mg/l

 Cấu tạo:

- Hệ thống phân phối nước

- Sàn tung nước

- Hệ thống thu, thoát khí và ngăn nước

- Sàn và ống thu nước

5.3.3) Xác định kích thước giàn mưa :

m mưa giàn

q

Q

F  (m2 )Trong đó:

- Q: lưu lượng tính toán, Q = 40 m3/ngày

qm: cường độ phun mưa: qm= 10 – 15m3/m2h Chọn qm = 12

m3/m2h

) m ( 5 , 3 12

40

mưa giàn  



 Chọn kích thước giàn mưa: L x B = 3,5m x 1m

 Chia giàn mưa thành 2 ngăn Kích thước của mỗingăn: L* x B* = 1,75m x 1m

5.3.3) Sàn tung nước:

- Chọn số sàn tung = 3

- Khoảng cách từ hệ thống phân phối nước đến sàntung nước thứ nhất là 0,6 m

- Khoảng cách giữa các sàn tung là 0,6 m

- Chiều cao phần làm thoáng: 0,6 * 3 = 1,8 m

- Chọn sàn tung nước là các tấm inox khoan lỗ có kíchthước: l x b = 1,75m x 1m

- Đường kính lỗ khoan 10mm, bước lỗ 100 mm

- Số lỗ khoan theo chiều rộng :

) lỗ ( 9 100

100

* 2 1000

- Số lỗ khoan theo chiều dài :

) lỗ ( 17 100

100

* 2 1750

Mỗi tấm inox của sàn tung nước được khoan:

) lỗ ( 153

9

*

17 

5.3.4) Hệ thống phân phối nước:

Dùng hệ thống giàn ống phân phối nước gồm ốngchính và các ống nhánh đối nhau theo dạng hình xươngcá

 Ống dẫn nước chính Dc :

- Đường kính của ống dẫn nước chính:

* v

* 3600

4

* Q

Trong đó:

- Q: lưu lượng tính toán (m 3 /giờ), Q = 40 m3/giờ

- v : vận tốc nước chảy trong ống chính (m/s) Theo quy phạm v =1,5–2 m/s Chọn v = 1,5 m/s.

) m ( 097 , 0

* 5 , 1

* 3600

4

* 40

*

* 3600

40

* 4 D

*

Q

* 4

 Ống phân phối chính D PC :

Trên ống dẫn nước chính ta bố trí các ống phân phốichính Chọn khoảng cách giữa các ống phân phối chínhlà 1,75m Số ống phân phối chính trên giàn mưa là 2ống, chiều dài mỗi ống phân phối là 1m Trên cácống phân phối chính này có nối các ống nhánh theohình xương cá

- Lưu lượng nước vào mỗi ống phân phối chính :

* 3600

q

* 4 D

pc c

* 2

* 3600

20

* 4

*

* 3600

20

* 4 D

*

Q

* 4

 Ống phân phối nhánh d n :

Các ống nhánh được bố trí dọc theo chiều dài củaống phân phối chính

- Số ống nhánh trên một ngăn của giàn mưa:

l

B

* 2

m  * (ống)Trong đó:

B * : chiều rộng của 1 ngăn giàn mưa (m) B * = 1m.

l: khoảng cách giữa các trục của ống nhánh (qui phạm 250 – 350 mm)

Chọn l = 250 mm = 0,25m.

6 ) 1 25 , 0

1 (

* 2

- Lưu lượng nước qua mỗi nhánh:

q

nh (m3/giờ)Trong đó:

qc: lưu lượng nước vào mỗi ống phân phối chính, qc = 20

m 3 /giờ.

m: số ống nhánh m = 6 ống.

) giờ / m ( 33 , 3 6

* 600 3

q

* 4 d

n

nh

Trong đó:

qnh : lưu lượng qua mỗi nhánh qnh = 3,33 m 3 /giờ.

vn : vận tốc nước chảy trong ống nhánh Theo quy phạm chọn v = 1,6 – 2 m/s Chọn vn = 1.6 m/s

) m ( 027 , 0 6 , 1

*

* 3600

33 , 3

* 4

45o so với phương thẳng đứng Đường kính các lỗ lấy 5 –10mm, khoảng cách giữa các tim lỗ 150 – 200mm Chọn dl

2 pc pc



 (m2)Trong đó:

- Dpc: đường kính của ống phân phối nước chính Dpc

= 0,06m.

2 3 2

pc 2 , 827 * 10 m

4

06 , 0

3 8 , 48 * 10 m 10

* 827 , 2

* 3 ,

2 l l



 (m2)Trong đó:

dl: đường kính lỗ khoan dl = 0,005m.

2 5 2

4

005 , 0

: tổng diện tích lỗ  = 8,48*10 -4 m 2

fl : diện tích của lỗ phun trên ống nhánh fl = 2*10 -5 m 2



) lỗ ( 42 10

* 2

10

* 48 , 8

- Số lỗ trên mỗi ống nhánh :

n

n  

Với:

n : tổng số lỗ khoan cần thiết n = 42 lỗ.

m : số ống nhánh của 1 ngăn giàn mưa m = 6 ống.

) lỗ ( 7 6

- Khoảng cách giữa các lỗ trên mỗi ống nhánh :

lỗ

pc

n

* 2

D L

a   (m)

Trong đó:

L: chiều dài của 1 ngăn giàn mưa L = 1,75m.

Dpc : đường kính của ống dẫn nước chính Dpc = 0,06m nlỗ : số lỗ phun trên mỗi ống nhánh nlổ = 7 lỗ.

) m ( 121 , 0 7

* 2

06 , 0 75 , 1



5.3.5) Hệ thống thu, thoát khí và ngăn nước :

Cửa chớp có chức năng thu khí oxi của khí trời, kếthợp với việc đuổi CO2 ra khỏi giàn mưa, đồng thời đảmbảo cho nước không bị bắn ra ngoài Các cửa chớplàm bằng bê tông có góc nghiêng so với mặt phẳngnằm ngang là 45o; khoảng cách giữa 2 cửa chớp kế tiếplà 200mm và chiều rộng của mỗi cửa là 300mm Cửachớp được bố trí xung quanh trên toàn bộ chiều cao củagiàn mưa, nơi có bề mặt tiếp xúc với không khí

5.3.6) Sàn và ống thu nước :

Sàn thu nước được đặt ở dưới đáy giàn mưa có độ

dốc i= 0,04 về phía ống dẫn nước sang xuống bể lắng.Sàn làm bằng bê tông cốt thép Bố trí ống thu nướcđặt dưới đáy sàn thu nước và cao hơn đáy sàn ít nhấtlà 0,2m để ngăn cặn bẩn không theo dòng nước chảyvào bể lắng.

5.3.7) Hệ thống xả cặn và ống dẫn nước sạch cọ rửa giàn mưa:

- Chọn ống xả cặn là ống PVC có Dxả cặn = 114mm(theo quy phạm Dxả cặn = 100 – 200 mm); chọn ống dẫn nướcsạch cọ rửa giàn mưa có đường kính dcọ rửa = 49mm

 Tóm tắt các thông số của giàn mưa:

Số giàn mưa 1 giàn

Kích thước của giàn mưa 3,5m x 1m

Kích thước mỗi ngăn 1,75m x 1m

Số sàn tung nước 3 sàn

Kích thước sàn tung nước 1,75m x 1m

Khoảng cách giữa các

Tổng lỗ khoan trên mỗi

sàn tung nước

17 lỗ x 9 lỗ = 153 lỗ (lỗ 10mm; bước lỗ: 100mm)

Ống dẫn nước chính D C 90

Ống phân phối chính D PC 60

Ống phân phối nhánh d N 27

Số ống phân phối nhánh 12 ống nhánh

Số lỗ khoan trên mỗi ống

5.4./ THIẾT KẾ BỂ LẮNG ĐỨNG :

Trong bể lắng đứng nước chuyển động theo phươngthẳng đứng từ dưới lên, còn các hạt cặn rơi ngượcchiều từ trên xuống Khi xử lý nước không dùng hóachất keo tụ, các hạt cặn có tốc độ rơi lớn hơn tốc độdâng của dòng nước sẽ lắng xuống được Còn các cạtcặn có tốc độ rơi nhỏ hơn hoặc bằng tốc độ dâng củadòng nước, sẽ chỉ lơ lửng hoặc bị cuốn theo dòng nướclên trên phía trên bể

Bể lắng đứng thường có hình vuông hoặc hình trònvà được sử dụng cho những trạm xử lý có công suấtnhỏ Bể có thể xây dựng bằng bê tông cốt thép hoặcbằng gạch Ống trung tâm có thể là thép cuốn hànđiện, inox hay bê tông cốt thép

5.4.1) Hàm lượng cặn trong nước khi đưa vào bể lắng đứng:

V C

C

C  n sắt (mg/l)Trong đó:

- Cn: hàm lượng cặn nước nguồn (mg/l).Cn = 0mg/l.

- Csắt: hàm lượng cặn sắt (mg/l)

- 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 Fe 2+ của nước nguồn:

4Fe 2+ + 8HCO 3 - + H 2 O + O 2 

4Fe(OH) 3 

4*56 mg/lFe2+ 4*107mg/l Fe(OH)3

6,88 mg/lFe2+ a mg/lFe(OH)3