đồ án xử lý nước cấp

Quy chuẩn này quy định mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước sử dụng chomục đích sinh hoạt thông thường không sử dụng để ăn uống trực tiếp hoặc dùng cho chếbiến thực phẩm tại

M C L C Ụ Ụ

DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thông số chất lượng nước đầu vào Bảng 2.1 Ưu nhược điểm các phương án thiết kế Bảng 2.2 Bảng điểm số lựa chọn phương án

Hình 2.1 Qui mô công trình cấp nước Hình 2.2 Nguồn nước mặt

Hình2.3 Sơ đồ công nghệ

Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ Hình 2.6 Mô hình bể lắng đứng Hình 2.7 Mô hình bể lắng ngang Hình 2.8 Mô hình bể lọc cát Hình 2.9 Mô hình bể chứa nước sạch

SVTH: Trần Thị Cẩm Quyên 2

MSSV:B1504190

Em xin chân thành cảm ơn cha, mẹ luôn là chỗ dựa vững chắn cho em

Cần Thơ, ngày 1 tháng 12 năm 2017 Sinh viên thực hiện

TRẦN THỊ CẨM QUYÊN

CHƯƠNG I CÁC CĂN CỨ PHÁP LÝ VÀ

KỸ THUẬT1.TIÊU CHUẨN VỆ SINH NƯỚC SẠCH

QCVN 02:2009/BYT do Cục Y tế dự phòng và Môi trường biên soạn và được Bộ trưởng

Bộ Y tế ban hành theo Thông tư số: 05/2009/TT - BYT ngày 17 tháng 6 năm 2009

Quy chuẩn này quy định mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước sử dụng chomục đích sinh hoạt thông thường không sử dụng để ăn uống trực tiếp hoặc dùng cho chếbiến thực phẩm tại các cơ sở chế biến thực phẩm (sau đây gọi tắt là nước sinh hoạt).(Thông qua 14 chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng)

2 LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC VÀ QUY MÔ SỬ DỤNG

Do người sử dụng nước sống tập trung hay phân tán gần với kênh rạch nên lựa chọnnguồn nước mặt để cung cấp nước là phù hợp và thuận lợi hơn so với sử dụng nướcngầm Vị trí lựa chọn nguồn nước là nơi dự kiến đặt thiết bị, nước mặt gần nơi này đểlàm nước đầu vào cho hệ thống xừ lý

Cần cung cấp nước cho 41900 người, định mức cấp nước là 200 L/người (tương đương0,2 m3/ng.đêm) Như vậy nhu cầu dùng nước trong một ngày đêm là:

Q = 41900*0,2*3 = 25140(m3/ng.đêm) Hệ số a=3 (thất thoát, rò rỉ, rửa lọc)

3.THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC MẶT

SVTH: Trần Thị Cẩm Quyên 4

MSSV:B1504190

CHƯƠNG 2 THUYẾT MINH THIẾT KẾ1.PHẠM VI THUYẾT MINH VÀ MỤC ĐÍCH YÊU CẦU

- Thuyết minh quy trình xử lý nước giới hạn trong phạm vi các hệ thống cấp nước

tập trung công suất 25140 m3/ng.đêm tại huyện Thới Lai Thành Phố Cần Thơ

- Mục đích yêu cầu nhằm phục vụ cho công tác quản lý vận hành đúng yêu cầu thiết

kế, đúng quy trình kỹ thuật, đảm bảo Trạm cấp nước hoạt động an toàn, sản xuất

nước sạch đạt Tiêu chuẩn yêu cầu về về công suất xử lý và đảm bảo chất lượng

nước sạch sau xử lý đạt tiêu chuẩn quy định hiện hành

2.CÔNG SUẤT XỬ LÝ NƯỚC

-Theo thiết kế cụm xử lý có công suất xử lý Q=41900m3/ng.đ

STT Chỉ tiêu xác định Đơn vị đo Kết quả thí nghiệm

Đầu vào QCVN 08- MT:2015/BTNMT (cột A2)

Đầu ra QCVN 02:2009 BYT (cột A1)

4.LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THUYẾT KẾ

a.Phương án 1: công nghệ xử lý nước như sau:

Nước từ (1) Trạm bơm (bơm cấp I) (2) Bểtrộn (3) Bể keo tụ-tạo bông (4)

Bể lắng (5) Bể chứa sau lắng (6) Bể lọc cát (7) Bể chứa nước sạch

(qua hệ thống châm hóa chất khử trùng) (8)Sử dụng

SVTH: Trần Thị Cẩm Quyên 6

MSSV:B1504190

Hố thu +song chắn rác

Bể trộn Bể keo tụ tạo

bông

Bể lắng

Bể chứa saulắng

b.Phương án 2: Công nghệ xử lý nước như sau:

Nước từ (1) Trạm bơm (bơm cấp I) (2) Bể lắng (2) Bể chứa sau lắng (3) Bể lọc cát (6) Bể chứa nước sạch (qua hệ thống châm hóa chất khử trùng) (7) Sử dụng

Bể chứa khửkhuẩn

Hố Thu + song chắn rác

Bể chứa(sau lắng)

Bể lọc cát

Bể chứa(khử khuẩn)

c Phương án 3: Công nghệ xử lý như sau

Nước từ (1) Trạm bơm (bơm cấp I)=> (2) Bể lắng=> (3) Bể chứa sau lắng=> (4) Bể lọccát=> (5) Bể chứa nước sạch (qua hệ thống châm hóa chất khử trùng) => (6) Sử dụng

Sơ đồ công nghệ

Nguồn nước Bơm cấp 1

Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ

Thuyết mình quy trình phương án 3: Nước mặt lấy từ sông (kênh, rạch) đạt các chỉ tiêu

lý hóa đảm bảo theo tiêu chuẩn nước sinh hoạt, trừ độ đục và chất rắn lơ lửng và vi sinh.Nước được bơm cấp I bơm đưa vào bể trộn (trộn phèn và xút) kết hợp với bể keo tụ tạobông (để tạo thành các bông bùn lớn) sau đó qua bể lắng để lắng các chất cặn sau đó nướcđược đưa qua bể chứa trung gian, sau đó dung bơm qua bể lọc cát để xử lý lọc sạch cácchất cặn, chất rắn, phù sa còn lại sau bể lắng Nước sau khi lọc được dẫn vào bể chứanước sạch, tại đây nước được máy bơm châm hóa chất khử khuẩn đạt yêu cầu về vi sinh

Từ đó nước được phân phối theo tuyến ống dẫn nước chính cung cấp đến nơi sử dụng

SVTH: Trần Thị Cẩm Quyên 8

MSSV:B1504190

5 Đánh giá và lựa chọn phương án thiết kế

Để lựa chọn được phương án thiết kế hợp lý cần căn cứ trên ưu, nhược điểm của từngphương án (Bảng 2.1) sao cho phù hợp với điều kiện về nhu cầu dùng nước, chất lượngnước yêu cầu, khả năng kinh tế trong đầu tư, diện tích đất xây dựng, khả năng mở rộng

về sa Ta có thể căn cứ chấm điểm các phương án để lựa chọn cụ thể như bảng 2.1

Bảng 2.1 Ưu nhược điểm các phương án thiết kế

Phương án 1 (Hình

2.3)

- Nước đầu ra có chấtlượng cao do có thêm quá trình lắng

- Nước đầu ra có chất lượng đạt qui chuẩn

- Công nghệ phức tạp tiêu tốnnhiều điện năng

- Tiêu tốn điện năng -Tốn nhiều chi phí cho công trình đơn vị

-Tốn nhiều diện tích xây dựng cho công trình đơn vị

-Thời gian lưu nước lâu

Phương án 2 (Hình

2.4)

- Thời gian lưu thấp

- Nước đầu ra có chấtlượng cao do có thêm quá trình tuyển nổi

- Nước đầu ra có chất lượng đạt qui chuẩn

- Trình độ vận hành cao-Tiêu tốn điện năng-Tốn nhiều chi phí vận hành

-Tốn nhiều diện tích xây dựng cho công trình đơn vị

Phương án 3 (Hình

2.5)

- Công nghệ đơn giản, không tiêu tốn nhiềuđiện năng

-Đảm bảo xử lý nướcđạt chất lượng qui chuẩn-Công suất có thể đáp ứng theo nhu cầu và có thể mở rộng công suất

- Tốn ít diện tích đất xây dựng

- Tiêu tốn điện năng -Tốn nhiều chi phí cho công trình đơn vị

- Thời gian lưu nước lâu

Bảng 2.2 Bảng điểm số lựa chọn phương án

quyền

Phương án 1

Phương án 2

Phương án 3

1 Chất lượng nước cao 0,3 4 1,2 4 1,2 4 1,2

2 Công suất đảm bảo, có thể mở rộng dễ dàng về sau

A: điểm trước gia trọng;

B: điểm chính thức sau gia trọng 1_kém; 2_khá; 3_tốt; 4_rất tốt

Điểm tổng dùng lựa chọn là tổng điểm sau khi nhân trọng số của các phương án

Căn cứ vào điểm số các phương án như trên, ta chọn phương án 3 để thực hiện thiết kế

5 CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

5.2 B l ng đ ng (b l ng có dòng n ể ắ ứ ể ắ ướ ừ ướ c t d i lên và c n r i t trên ặ ơ ừ

- Trong bể lắng đứng nước chuyển động theo phươ ng thẳng đứng từ dưới lên trên còn

các hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động với dòng nước từ trên xuống

SVTH: Trần Thị Cẩm Quyên 10

MSSV:B1504190

-Bể được làm bằng Inox dày 1,5mm Bể lắng có dạng hình tròn nhằm loại bỏ các chất cặn, chất rắn, phù sa nằm ở dạng các bông cặn, các bông cặn này sẽ lắng xuống đáy bể lắng tạo thành bùn.Bể gồm 3 phần chính:

 Phần phản ứng có ống trung tâm phân phối nước, chiều cao phần phản ứng bằng 0.9 chiều cao bể lắng, phía dưới phần ống trung tâm là cấu tạo hướng dòng, nước

đi từ vòi phun qua hướng dòng vào phần lắng

 Phần lắng bên ngoài phần phản ứng Nước đi từ dưới lên, trên cùng là các mán gthu nước chạy theo chu vi bể để thu nước

 Đáy bể lắng hình phễu là phần chứa cặn có góc nghiêng để dễ xả cặn, dưới cùng làống xả cặn

Hình 2.6 Mô hình bể lắng đứng

5.3 B l ng ngang (b l ng có dòng n ể ắ ể ắ ướ c ch y ngang c n r i th ng đ ng) ả ặ ơ ẳ ứ

- Thu nước bể mặt bằng các máng được đục lỗ xây dựng kế tiếp ngay sau bể phản ứng

được sử dựng trong các trạm có công suất lớn hơn 3000m3/ng.đ đối với trường hợp sử dụng nước có phèn

- Bể được đổ bằng bê tông có thành dày 0,2m Bể lắng có dạng hình chữ nhật nhằm

loại bỏ các chất cặn, chất rắn, phù sa nằm ở dạng các bông cặn, các bông cặn này sẽ lắngxuống đáy bể lắng tạo thành bùn Bể gồm 4 phần chính:

-Vùng phân phối nước, nước phân phối vào bể qua vách ngăn hướng dòng, vào vùnglắng

chất rắn lơ lững có trọng lượng lớn lắng xuống đáy

- Vùng thu nước nước sau lắng chảy tràn vào máng thu qua công đoạn xử lí tiếp theo

- Vùng chứa cặn dung máy bơm thu cặn xử lí định kỳ

Hình 2.7 Mô hình bể lắng ngang

5.4 B l c cát ể ọ

-Bể được làm bằng Inox dày 1,5mm Ngăn lọc bao gồm các lớp vật liệu: Lớp Cát bên trên có chiều dày 0,4m, lớp lưới cước nylon mịn được xếp thành 2 lớp, lớp sỏi có chiều dày khoảng 0,4m, lớp đá 1x2 có chiều dày khoảng 0,4m và hệ thống chụp lọc thu nước sạch

-Nhiệm vụ chính của bể lọc Cát là giữ lại cặn, các chất rắn lơ lững có trong nước và thu nước sạch dẫn vào ngăn chứa nước sạch

-Khi nước được bơm tử bể chứa sau lắng tới bể lọc cát, trong nước có chứa những hạt cặn, lơ lửng chưa lắng hết, những hạt cặn này được thu giữ lại trên bề mặt lớp Cát lọc -Chỉ có nước sạch được dẫn qua ngăn chứa nước sạch nhờ vào hệ thống ống thu nướcđặt

ở dưới lớpsỏi Hệ thống ống thu nước được làm bằng chụp lọc nhựa có đường kính Ǿ25

mở ra bơm cấp I ngưng hoạt động

SVTH: Trần Thị Cẩm Quyên 12

MSSV:B1504190

Hình 2.8 Mô hình bể lọc cát

-Nhiệm vụ chính của Bể chứa là dùng để chứa nước sạch đảm bảo điều kiện cho Bơm cấp II hoạt động để bơm lên bể lọc

-Khi mực nước hạ thấp hơn so với khoảng cách treo phao thì rờ-le mở ra, bơm cấp I không hoạt động

5.6 Bể chứa nước sạch ( chứa sau lọc)

-Nhiệm vụ chính của Bể chứa là dùng để chứa nước sạch để sử dụng

-Nước sạch được máy bơm châm hóa chất khử khuẩn, từ bồn chứa, nước phân phối theo

hệ thống ống dẫn chính cung cấp đến nơi sử dụng

-Bên trong Ngăn chứa nước sạch có lắp đặt một rờ-le phao tự động, khi nước trong ngăn chứa nước sạch đầy phao nổi lên rờ-le đóng lại đảm bảo điều kiện cho bơm cấp I hoạt động

-Khi mực nước hạ thấp hơn so với khoảng cách treo phao thì rờ-le mở ra, bơm cấp I không hoạt động

-Trên các trục chính đường ống phân phối dùng ống nhựa PVC có đường kính từ 21-27,

độ sâu chôn ống dưới mặt đất trung bình từ 0,4-0,5

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ3.1 Bể trộn

• Tính toán kích thước bể

a Lý thuyết trộn bằng cơ khí: giá trị gradient vận tốc thường từ 200 S-1 đến 1000 S-1 , nênthời gian khuấy trộn ngắn hơn từ 3 giây đến 2 phút

b Chọn thông số đầu vào:

Lưu lượng :Q =25140 (m3/ngày.đêm) = 1047,5(m3/h)

- Thời gian khuấy trộn :t =3 giây

SVTH: Trần Thị Cẩm Quyên 14

MSSV:B1504190

- 2 Chọn số vòng quay cánh khuấy cho bể trộn

- Năng lượng cần truyền vào nước:

- G =

5 , 0

)

*

(

V r

5)45,0

*1000

*08,1

13,707(

=6,46 (v/s)= 378(v/ph)

3.2 Thiết kế bể tạo bông cơ khí

• Tính toán kích thước bể

thời gian khuấy trộn ngắn hơn từ 15 đến 35 phút

b Chọn thông số đầu vào:

- Lưu lượng :Q =25140 m3/ng.đêm=1047,5m3/h

-Thời gian khuấy trộn :t =30 phút

*001,0

*)30(

5

.

0

s J V

- Trọng lượng riêng của chất lỏng w =1000 kg/m3

- Số vòng quay của cánh khuấy

SVTH: Trần Thị Cẩm Quyên 16

MSSV:B1504190

*1000

3 1 5

ph v s

v n

- Lưu lượng đầu vào Q = 25410m3/ngày đêm = 1047,5m3/h

-Tải trọng bề mặt hay tốc độ lắng của hạt: Uo=0.5mm/s

Hiệu quả lắng 95% khi Vo<Vs=16 mm/s (vận tốc làm cát hạt đã lắng bị xói và tải lêntheo dòng nước)

- Diện tích của mổi bể lắng ngang là:

V m2

- Chọn cấu tạo bể dài và cao là L/H=25

- Chọn H= 1,2m vậy L=25*1,5= 30 m

- Chọn chiều cao bảo vệ tránh nước mưa chảy tràn h=0,2m

- Kiểm tra vận tốc dòng chảy ngang

V0mm/s<16 mm/s(thỏa mản)

- Chọn tường 0,2m

Chiều dài tổng cộng của bể lắng ngang là: L=0,2*2+30m=30,4m

Chiều rộng tổng cộng của bể lắng ngang là: B=19,398+2*0,2=19,6m

3.3 Bể chứa trung gian (chứa sau lắng)

Bể chứa trung gian nhằm chứa nước sau lắng, bảo đảm cho hoạt động của hệ thống chọn thời gian lưu nước trong bể chứa t=20 phút

Tính toán kích thước bể

- Thể tích bể trộn: V=Q*t=1047,5*20/60= 349,17 m3

- Chiều cao bảo vệ: h=0,2m

- Chiều cao bể chứa : H1= 5m

- Diện tích mặt bằng bể chứa sau lắng là : F=V/H1=349,17/5 =69,8 m2

Chọn mặt bằng bể chứa có hình vuông tỉ lệ dài rộng 1:1

Chiều cao toàn phần của bể lọc: H = H1 + H2 + H3 + H4 + H5 +H6

- H1: chiều cao phần thu nước H1=0,3

- H2: chiều cao của lớp đá 1x2, H2 = 0,4 m

SVTH: Trần Thị Cẩm Quyên 18

MSSV:B1504190

- H3: chiều cao lớp sỏi đỡ, H3= 0,4 m (kích thước sỏi 4 – 5 mm);

- H4: chiều dày lớp cát lọc, H4 = 0,4 m;

- H5: chiều cao lớp nước trên vật liệu lọc, H5 = 1m

- H6: chiều cao bảo vệ, H6= 0,2 m

Vậy chiều cao tổng cộng của bể lọc:

H =0,3+ 0,4 + 0,4 + 0,4 + 1 + 0,2 = 2,7 (m)

3.5 Bể chứa nước sạch (chứa sau lọc)

Bể chứa trung gian nhằm chứa nước sau lọc, bảo đảm cho hoạt động của hệ thống chọn thời gian lưu nước trong bể chứa t=20 phút

Tính toán kích thước bể

- Thể tích bể trộn: V=Q*t=1047,5*20/60= 349,17 m3

- Chiều cao bảo vệ: h=0,2m

- Chiều cao bể chứa : H1= 5m

- Diện tích mặt bằng bể chứa sau lọc là : F=V/H1=349,17/5 =69,8 m2

Chọn mặt bằng bể chứa có hình vuông tỉ lệ dài rộng 1:1

L=B==7,95m( Chọn 8m)

SVTH: Trần Thị Cẩm Quyên 20

MSSV:B1504190

CHƯƠNG 5 DỰ TOÁN TRẠM XỬ LÝ NƯỚC

CẤP

SVTH: Trần Thị Cẩm Quyên 22

MSSV:B1504190

CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết Luận

- Trong xã hội ngày nay nước cấp đang là một vấn đề cấp bách vì vậy cần xây dựng và thiết kế một hệ thống cấp nước an toàn cho người tiêu dùng

- Nhưng đảm bảo một nguồn nước trong sạch hợp vệ sinh thì đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật quản lý cao

6.2 KiếnNghị

- Trong quá trình tính toán và thiết kế có một số phần sai số mong sự đóng góp của thầy

- Thường xuyên kiểm tra hệ thống và các thiết bị để bảo đảm trong quá trình hoạt động

- Nâng cao ý thức giáo dụcvệ sinh môi trường và vệ sinh công nghiệp cho cán bộ

- Không ngừng nâng cao trình độ tay nghề cho nhân viên nhà máy