Đồ án xử lý nước cấp hệ đại học

Xử lý nước là các quá trình giúp cải thiện chất lượng của nước để phù hợp với mục đích sử dụng của con người. Mục đích sử dụng cuối cùng có thể là nước uống, cung cấp nước cho hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, tưới cây, duy trì dòng chảy của sông, cải thiện chất lượng nước hoặc các mục đích sử dụng khác hay chỉ đơn giản là nhằm đảm bảo không gây ô nhiễm trước khi xả thải vào môi trường. Xử lý nước loại bỏ các chất gây ô nhiễm và các thành phần không mong muốn, hoặc giảm nồng độ của chúng để nước trở nên phù hợp cho mục đích sử dụng cuối cùng. Quá trình này rất quan trọng đối với sức khỏe con người bởi nó tạo cho con người có một nguồn nước uống sạch và nguồn nước phục vụ cho tưới tiêu trong nông nghiệp.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

Hôm nay đi báo cáo tiến độ XLNC Cô nói trong sơ đồ công nghệ nhóm mình khôngcần bể lọc than hoạt tính nhak Ly.

Còn 2 bể lọc tinh đổi thành bể lọc MF và bể lọc Nano

Những nội dung cần trình bày trong PPt khi bảo vệ đồ án bao gồm:

5 Kết luận & Kiến nghị

Về bản vẽ: vẽ trên giấy A2 Gồm các bản vẽ;

1 Bản vẽ sơ đồ khối

2 Bản vẻ mặt bằng tổng thể

3 Bản vẽ cao trình trạm xử lý

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ

1.2. MỤC TIÊU THIẾT KẾ

− Hệ thống đảm bảo cung cấp nước đầy đủ và liên tục

− Tránh tình trạng thiếu nước của huyện ảnh hưởng đến nhu cầu về sử dụng nướccho ngành du lịch sinh thái Cần Giờ

− Giá thành xây dựng và quản lý rẻ

− Việc xây dựng và quản lý thuận tiện

1.3. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Nhiệm vụ của đồ án này là thiết kế hệ thống cấp nước cho khu du lịch Vàm Sát– Cần Giờ với những nội dung cơ bản sau:

− Tách riêng toàn bộ hệ thống nước cấp dành cho khu du lịch Vàm Sát – Cần Giờ

để đảm bảo lượng nước ổn định

− Thu thập các số liệu để phục vụ cho công tác thiết kế như: đặc điểm nguồnnước, địa chất thủy văn, dân số,…

− Tính toán và tổng hợp lưu lượng nước cấp cho khu du lịch

− Tính toán đề suất công nghệ thực hiện cấp nước nước ngọt cho lượng kháchtham quan và nghỉ dưỡng tại Vàm Sát – Cần Giờ

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU VỰC THIẾT KẾ

2.1.1 Vị trí địa lý, địa hình, diện tích (Minh)

− Cần Giờ là một trong 5 huyện ngoại thành của thành phố Hồ Chí Minh Đây làhuyện biển duy nhất của thành phố Hồ Chí Minh

− Phía Bắc ngăn cách với huyện Nhà Bè bởi sông Soài Rạp Phía Nam giáp biểnĐông Phía Tây ngăn cách với huyện Cần Giuộc và huyện Cần Đước của tỉnhLong An, huyện Gò Công Đông của tỉnh Tiền Giang, ranh giới là sông SoàiRạp Phía Đông Bắc ngăn cách với huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai bởi sôngLòng Tàu Phía Đông Nam tiếp giáp với huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa-VũngTàu, ranh giới là sông Thị Vải Cần Giờ giống như một hòn đảo tách biệt vớixung quanh, bốn bề là sông và biển

− Vị trí của huyện Cần Giờ ở từ 106 độ 46’12” đến 107 độ 00’50” Kinh độ Đông

và từ 10 độ 22’14” đến 10 độ 40’00” vĩ độ Bắc

− Khu Du Lịch Sinh Thái Rừng Ngập Mặn Vàm Sát thuộc xã Lý Sơn huyện CầnGiờ nằm ở phía Đông Nam, cách thành phố Hồ Chí Minh khoảng 50 kmđường bộ Nằm giữa dòng chảy của hai con sông Vàm Sát, Lòng Tàu, Vàm Sát

sở hữu những khoảng rừng đẹp nhất của khu dự trữ sinh quyển thế giới rừngngập mặn Cần Giờ Kể từ khi thành lập vào năm 2000, Khu du lịch Sinh tháiVàm Sát đã xây dựng các điểm tham quan dựa trên môi trường tự nhiên sẳn có

− Khu Du Lịch Sinh Thái Rừng Ngập Mặn Vàm Sát có diện tích hơn 1.800 ha,được bao bọc bởi các con sông Vàm Sát, Dinh Bà, Lò Rèn, Gốc Tre va trên 800

ha rừng đước (5 - 20 tuổi), hơn 300 ha rừng tạp… Trong đó đất lâm nghiệpchiếm 46,45% diện tích, đất sông rạch chiếm 32% diện tích đất Đặc điểm nôibậc về thổ nhưỡng của Cần Giờ là phèn và mặn Vùng ngập mặn chiếm tới56,7% diện tích toàn huyện, tạo nên hệ sinh thái rừng ngập mặn độc đáo, trong

đó chủ yếu là cây đước, cây bần, mắm …

− Về địa hình Huyện Cần Giờ có dạng lòng chảo ở khu vực trung tâm Nếu xéttừng khu vực nhỏ thì địa hình cũng có nhiều biến đổi nhưng độ cao không

chênh lệch lắm Đa số địa hình có độ cao trung bình từ 0 - 1,5 m so với mựcnước biển

2.1.2 Quy mô du lịch

− Vàm Sát có diện tích hơn 1.800 ha và trên 800 ha rừng đước (5 - 20 tuổi), hơn

300 ha rừng tạp Kể từ khi thành lập vào năm 2000, khư du lịch Sinh thái VàmSát đã xây đựng các điểm tham quan dựa trên môi trường tự nhiên sẵn có Nhờbàn tay con người, rừng đã dần hồi sinh và được trả về dáng vẻ uy nghiêm và

sự rộng lớn vốn có trước đây Theo đánh giá của các chuyên gia nước ngoài,rùng ngập mặn Vàm Sát-Cần Giờ là khu rừng được khôi phục, chăm sóc, bão

vệ và quản lý thuộc vào loại tốt nhất ớ Việt Nam và thế giới

− Du lịch sinh thái còn là hình thức mới với người dân Việt Nam Trung bình mỗitháng, Vàm Sát đón được 45.000 (lượt khách/ năm) (theo thống kê năm 2011).Nhiều dự án quy hoạch đang được triển khai sẽ giúp Vàm Sát nói riêng và CầnGiờ nói chung trở thành điểm du lịch hấp dẫn đối với du khách

2.1.3 Tình hình cấp nước tại khu vực

− Huyện Cần Giờ có nguồn nước mặt và nước ngầm bị nhiễm mặn không thể sửdụng trực tiếp cho sinh hoạt và ăn uống Chính vì vậy nguồn nước chính cấpcho ngườ dân là nguồn nước ngọt vận chuyển từ nội thành ra bằng các phươngtiện như: xe bồn, sà lan, ghe, thuyền,…

− Trong 5 huyện thuộc khu vực ngoại thành Tp.HCM thì Cần Giờ là huyện khókhăn nhất về nguồn nước

− Nguồn nước cấp cho huyện Cần Giờ dùng cho ăn uống và một phần sinh hoạt

và người dân chủ yếu do công ty cấp thành phố cung cấp chiếm từ 53 – 70%,thông qua các phương tiện vận chuyển như sà lan, xe bồn Chất lượng và sốlượng chưa đảm bảo và chưa đáp ứng được nhu cầu

− Tỉ lệ hộ dân được sử dụng nguồn nước đạt tiêu chuẩn 1329/2002/BYT/QĐ

khoảng 25 –30% Trong thời gian tới khu vực này sẽ có nhu cầu lớn về nướcsạch sử dụng cho sinh hoạt chính vì vậy cần có các giải pháp hợp lý đáp ứngkịp thời với sự phát triển của xã hội

− Huyện Cần Giờ sử dụng nguồn nước từ Tổng công ty cấp nước Sài Gòn chiếm

tỉ lệ cao trong tổng nguồn nước sử dụng cho sinh hoạt và ăn uống tuy nhiênnguồn nước cấp đến dân không ổn định cả về chất lượng và số lượng nên tổng

số người dân được sử dụng nguồn nước theo đúng tiêu chuẩn cả về chất lượng

và số lượng trong hai huyện này vẫn không cao

− Cho đến nay vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu về nước sạch cho người dân, huyệnCần Giờ hàng năm thiếu hụt khoảng 0,6 triệu (m3/năm) Tình trạng thiếu nướcthường xuyên xảy ra tại vùng này

− Giá nước người dân ở Cần Giờ để mua nước từ 25.000 – 45.000 (đồng/m3)

− Lựa chọn nguồn nước: Chọn sông Vàm Sát làm nguồn cung cấp nước cho hệthống xử lí nước cấp Đặc điểm, tính chất của nước sông Vàm Sát:

Bảng 1 Số liệu quan trắc chất lượng nước sông Vàm Sát – Cần Giờ

(Nguồn: Chi cục bảo vệ môi trường Tp.HCM năm 2007)

11 Tổng độ cứng 57,5 eq/m3

− Nhiệm vụ cần hoàn thành của hệ thống xử lí nước nhiễn mặn này là cần phảiđảm bảo chất lượng nước cấp ăn uống và sinh hoạt theo tiêu chuẩn của Bộ Y TếViệt Nam

Bảng 2 Chỉ tiêu chất lượng nước sau xử lý

12 Natri mg/l 250

TCVN 6196-1996(ISO 9964-1993)

(ISO 9696-1992)

(Nguồn: Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống 1329/2009/BYT/QĐ)

2.3 QUY MÔ THIẾT KẾ

Bảng 3 Tiêu chuẩn dùng nước

STT ĐỐI TƯỢNG DÙNG NƯỚC TIÊU CHUẨN CẤP NƯỚC (l/người/ngày)

1 Thành phố lớn, thành phố du lịch, nghỉ mát,khu công nghiệp lớn 300 – 4 00

2 Thành phố, thị xã vừa và nhỏ, khu công

3 Thị trấn, trung tâm nông nghiệp,

công-ngư nghiệp, điểm dân cư nông thôn 80 – 150

(Nguồn: Bảng 2.1 TCXDVN 33:2006 Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công

trình tiêu chuẩn thiết kế).

− Dựa vào quy mô khu du lịch Vàm Sát, ta xác định công suất thiết kế theo công

thức sau: Q = số dân/khách du lịch (người) × tiêu chuẩn dùng

nước/người/ngày (l/người/ngđ)

− Ta có:

+ Số lượng du khách trung bình trên một ngày: 120 (người/ngđ)

+ Số nhân viên phục vụ tại khu nghỉ dưỡng: 50 (nhân viên/ngđ)

 Tống số người tại khu du lịch/ngđ = 120 + 50 =170 (người.ngđ)

+ Tiêu chuẩn cấp cho khu du lịch là 300 – 400 (l/người/ngđ) Chọn tiêuchuẩn dùng nước bằng 400 (l/người/ngđ) = 0,4 (m3/người/ngđ)

− Vậy lượng nước cần cung cấp là:

Q = 170 × 0,4 = 68 (m3/ngđ)

2.4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

2.4.1 Dây chuyền công nghệ xử lý

Hình Công nghệ xử lý nước cấp khu du lịch Vàm sát – Cần Giờ

2.4.2 Thuyết minh công nghệ xử lý

− Nước mặt được bơm vào hồ chứa Từ bể chứa nước được bơm vào bể phản ứngkết hợp lắng vách ngăn để làm giảm hàm lượng cặn lơ lửng trong nước Trênđường bơm đến ngăn phản ứng tạo bông dung dịch phèn được châm trực tiếpvào nước qua ống trộn để hòa trộn nước và hóa chất Để gia tăng sự kết dính củacac hạt cặn trong nước ta dùng thêm Polymer trợ keo được châm vào ngăn phảnứng của bể

− Nước ở sau ngăn lắng sẽ tự chảy qua bồn chứa trung gian, từ đây ta dùng bơm

áp lực để bơm nước vào bồn áp lực, bồn này có nhiệm vụ giữ lại các cặn nhỏkhó lắng trong ngăn lắng Bồn lọc cần được kiểm tra và rửa lọc định kỳ.Nước từđây chảy tiếp qua bồn lọc than hoạt tính để khử màu, mùi Nhằm bảo vệ mànglọc RO phía sau nước tiếp tục được dẫn qua bồn lọc tinh 10 μm và 5 μm Và kếđến là bồn chứa trung gian để tạo lưu lượng ổn định trước khi qua lọc RO

− Sau khi lọc RO, nước cần được khử trùng bằng Clo nhằm tạo dư lượng Clo nhưchất lượng nước thủy cục và tạo cảm giác an toàn cho người sử dụng

− Bùn cặn tại bể phản ứng và nước rửa lọc tại bồn lọc áp lực sẽ được dẫn ramương thải bỏ

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP

3.1. TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ

− Trạm xử lý có nhiệm vụ cung cấp toàn bộ lượng nước cấp cho khu du lịch VàmSát-Cần Giờ với công suất 68 (m3/ngđ)

− Như ta đã biết, hệ thống RO được thiết kế với phần trăm lượng nước lợ cấp vàothành nước ngọt Rc = 60% Vậy, lưu lượng cần lấy vào hệ thống mỗi ngày là:

+ Q: lưu lượng nước trong bể (m3/h) Q = 120 (m3/ngđ) = 10 (m3/h)

+ t: thời gian lưu của bể (h)

− Chọn chiều cao an toàn = 0,5 (m)

− kích thước bể là: CaoRộng Dài = 2,5 (m)12 (m) 15 (m) = 360 (m3)

3.2.2. Ống dẫn qua ngăn phản ứng

− Từ bể chứa nước thô, dùng bơm để bơm qua bể phản ứng kết hợp lắng

− Tiết diện ống dẫn nước:

F = = = 2,778 10-3 (m2)

− Trong đó:

+ Q: lưu lượng nước từ bể chứa nước thô Q = = 10 (m3/h) ứng với thờigian làm việc 12 (h/ngày).

+ v: vận tốc nước chảy trong ống Với ống có dùng bơm, vận tốc nước chảy

trong ống dao động trong khoảng 0,7 – 1,2 (m/s) (Theo Mục 6.82.

TCXDVN 33:2006 Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế) Chọn v = 1,0 (m/s) = 3.600 (m/h).

− Đường kính ống tiết diện tròn:

+ Q: lưu lượng đoạn ống (m3/h)

+ t: thời gian lưu nước tối đa trong ống Theo Mục 6.59 TCXDVN

33:2006 Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế), t = 2 (phút).

− Trước khi tới ngăn phản ứng châm thêm Polymer làm chất trợ keo tụ

3.3. TÍNH TOÁN LƯỢNG PHÈN CHO QUÁ TRÌNH KEO TỤ TẠO BÔNG

− pH nước nguồn là 6,8 nên chọn loại phèn là phèn nhôm

− Dựa vào hàm lượng SS và bảng để chọn lượng phèn

Bảng 4 Liều lượng phèn nhôm không chứa nước cần dùng tương ứng với hàm

lượng cặn của nước nguồn

STT HÀM LƯỢNG CẶN CỦA NƯỚC NGUỒN (mg/l) KHÔNG CHỨA NƯỚC (mg/l) LIỀU LƯỢNG PHÈN NHÔM

(Nguồn: Bảng 6.3 TCXDVN 33:2006 Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình

tiêu chuẩn thiết kế).

− Hàm lượng cặn trong nước nguồn bằng 219,4 (mg/l); chọn lượng phèn cần sửdụng là 40 (mg/l) = 40 (g/m3)

− Lượng phèn nhôm cần sử dụng trong 1 ngày đêm là: 40 (g/m3) 120 (m3) = 4.800(g) = 4,8 (kg/ngđ)

− Thể tích nước hòa trộn phèn:

V = = 0,032 (m3) = 32 (l)

Trong đó:

+ Q: lưu lượng nước xử lí (m3/h)

+ n: số giờ giữa 2 lần hòa tan

+ p: liều lượng hóa chất dự tính cho vào nước (g/m3)

+ bh: nồng độ dung dịch hóa chất trong thùng hòa trộn tính bằng %

+ : khối lượng lượng riêng của dung dịch lấy bằng 1T/m3

− Dùng cánh khuấy turbin với Gradient vận tốc từ 20 – 30 s-1 Nhằm tạo điều kiệncho cặn lơ lửng kết dính với phèn Al có thêm chất trợ keo là Polymer Polymer

được châm trực tiếp vào bể sau khi cho phèn từ 2 – 3 (phút) (Theo Mục 6.17.

TCXDVN 33:2006 Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế).

− Thời gian lưu nước của bể phản ứng kết hợp lắng từ 20 – 30 phút (giới hạn trên

cho nước có màu, giới hạn dưới cho nước đục), (Theo Mục 6.80 TCXDVN

33:2006 Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế).

Nước nguồn thuộc loại nước đục, do đó, chọn thời gian lưu nước của bể là 20phút

+ t: thời gian lưu nước trong bể t = 20 (phút) = (h)

− Chiều cao ngăn phản ứng phải bằng chiều cao ngăn lắng trừ đi chiều cao vùngchứa cặn, và chiều rộng cũng bằng chiều rộng ngăn lắng

− Chọn kích thước ngăn phản ứng: Chiều cao Chiều rộng Chiều dài = H B L = 2,4(m) x 1,2 (m) x l,2 (m) = 3,45 (m3)

+ G: gradient vận tốc Theo Mục 6.83 TCXDVN 33:2006 Cấp nước –

Mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế, gradient vận

tốc 25 – 35 s-1 tương ứng với nước đục Chọn G = 30 s-1

− Theo quy phạm, lượng Polymer được sử dụng như chất trợ keo tụ là 0,2 – 0,5

mg/l, ứng với hàm lượng cặn 219,4 (mg/l); (Theo Mục 6.83 TCXDVN 33:2006

Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế) Chọn

của dòng chảy

+ Để tăng diện tích bề mặt đáy bể lắng, ta đưa vào vùng lắng các tấm lắnghình trụ đặt nghiêng (cặn lắng chạm đáy hình trụ và trượt theo gócnghiêng xuống vùng thu cặn của bể) Góc nghiêng của tấm lắng hình trụ

so với phương ngang thường lấy từ 60o, (Theo Mục 6.66 TCXDVN

33:2006 Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế) Bể cho hiệu quả cao nhất khi chế độ chảy tầng Re < Regiới hạn vàdòng ổn định Fr > 10 – 5

− Nước trong đi lên vùng thu nước chảy vào máng thu ra ngoài, chế độ chảytrong các ống hình trụ luôn là chế độ chảy tầng Re < 2.000 và dòng luôn ở trạngthái ổn định

 Diện tích cần thiết của bế lắng

− Lưu lượng nước đi vào bể lắng:

1,24

1,14

1,01

0,81

 Chiều cao bể lắng

− Chiều cao bể lắng gồm:

• Chiều cao phần nuớc trong bên trên các ống lắng h1 = 0,8m

• Chiều cao đặt ống lắng nghiêng h2 = 0,867m

• Chiều cao phần không gian phân phối nuớc duới các tấm lắng đặt nghiêng:h3= 2,4 - h1 - h2 =2,4 – 0,8 – 0,867 = 0,733 m

• Chiều cao phần chứa cặn: cặn thu vào đáy hình chóp có cạnh xiên một góc60° so với phương ngang Kích thước đáy là 1 m x l,5m Vậy chiều caophần chứa cặn là:

− Vậy kích thước ngăn lắng B x H x L = 1,2m x 3,1m x 1,2m.

b. Tính toán máng thu nước ra

− Máng thu nước được bố trí ở hai bên hông của bể

− Chọn chiều dài cần thiết của máng bằng 2 lần chiều rộng của bê:

c. Đường ống dẫn nước sang bể trung gian

− Vận tốc nước trong ống tự chảy V = 0,3 - 0,7 m/s Chọn V = 0,6 m/s

− Từ thể tính bể chứa đã tính toán, chọn bể chứa Inox đứng Sơn Hà dung tích 5(m3)

b. Tính toán đường ống sang lọc áp lực

+ v: vận tốc nước chảy trong ống Với ống có dùng bơm, vận tốc nước chảy

trong ống dao động trong khoảng 0,8 – 1,2 (m/s) (Theo Mục 6.120.

TCXDVN 33:2006 Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế) Chọn v = 1,0 (m/s) = 3.600 (m/h).

− Đường kính ống tiết diện tròn:

Bảng Áp lực tối ưu khi TDS thay đổi

( Nguồn: Kết quả chạy pilot trên mô hình xử lý nước tại xã Tam Thôn Hiệp –

Cần Giờ)

− Như vậy, khi nông độ TDS của nguồn nước càng tăng thì áp lực hoạt động tối

ưu của hệ thống cũng tăng theo Với hàm lượng TDS của nước sông Vàm Sát là88.417,3 (mg/l), ta chọn áp lực từ 18 – 22 (Bar)

− Công suất của bơm truyền cho nước:

(Hp).

Trong đó:

+ Q: lưu lượng bơm, (m3/h) Q = 10 (m3/h)

+ H: là cột áp toàn phần của máy bơm, (mH2O) H = 200 (mH2O)

+ là khối lượng riêng của nước= 1.000 (Kg/m3)

+ là công suất của máy bơm, = 0,72 – 0,93 Chọn = 0,75

− Vậy công suất động cơ: N* = 9,87 1,5 = 14,8 (Hp)

− Kết quả chọn bơm từ WinCAP:

+ Tên bơm: CRIE 15-17 A-FGJ-I-E-HQQE

Hình Bơm CRIE 15-17 A-FGJ-I-E-HQQE

+ Số lượng: Motor 1

+ Các thông số cơ bản của bơm CRIE 15-17 A-FGJ-I-E-HQQE:

+ Mã sản phẩm: 96512813

+ Lưu lượng tính toán: 5 m³/h

+ Lưu lượng max của bơm: 23,5 m³/h

+ Cột áp tính toán: 224 m³/h = 22 bar

+ Cột áp Max: 240 m

+ Công suất

− Chất liệu bơm:

+ Vỏ bơm: Gang dẻo (DIN W.-Nr 1.4408 ASTM A 351 CF 8M)

+ Cánh bơm:Gang dẻo (DIN W.-Nr 1.4301 AISI 304)

− Lắp đặt:

+ Nhiệt độ môi trường xung quanh: -20 40 °C

+ Chuẩn mặt bích: DIN

+ Đường kính ngõ vào: DIN 50

+ Đường kính ngõ ra: DIN 50

+ Cách lắp đặt máy: Đứng

− Thông số điện tử:

+ Số lượng cực: 2

+ Cường độ dòng điện cực đại:30 A

+ Công suất bơm - P1: 8,63 kW

+ Công suất trên trục - P2: 7,81 kW

+ Tần số: 50 Hz

+ Pha: 3 pha x 380/480 V

+ Tốc độ quay: 480-3540 Vòng/phút