Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 1 MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIỆT TẮT........................................................................................... 3 DANH MỤC HÌNH.......................................................................................................... 4 DANH MỤC BẢNG.........................................................................................................4 LỜI TỰA........................................................................................................................... 5 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NƯỚC MẶT...................................... 5 1.1) TỔNG QUAN VỂ NƯỚC MẶT.........................................................................5 1.2) THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC MẶT..................................................... 6 1.3) CÁC THÔNG SỐ, CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT..... 7 1.3.1) Thông số chất lượng nước mặt.....................................................................7 a) Chỉ tiêu lí học.................................................................................................... 7 b) Chỉ tiêu hóa học.................................................................................................8 c) Chỉ tiêu vi sinh................................................................................................. 13 1.3.2) Tiêu chuẩn đánh giá................................................................................... 14 1.4) CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT.............. 15 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT............. 17 2.1) CÁC CÔNG TRÌNH THU NƯỚC MẶT......................................................... 17 2.2) CÁC CÔNG TRÌNH VẬN CHUYỂN NƯỚC MẶT....................................... 18 2.3) CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT..................................................18 2.3.1) Phương pháp cơ học................................................................................... 18 a) Hồ chứa và lắng sơ bộ.....................................................................................18 b) Lắng................................................................................................................. 18 c) Lọc................................................................................................................... 21 2.3.2) Phương pháp hóa lý.................................................................................... 23 a) Clo hóa sơ bộ..................................................................................................... 23
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 1
MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIỆT TẮT........................................................................................... 3
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................. 63
DANHMỤC TỪ VIỆT TẮTNTSH: Nước thải sinh hoạt
BYT: Bộ y tế
BOD (Biological Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh học.
COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hoá học.
SS (Suspended Solids): Chất rắn lơ lửng.
NTU: Đơn vị đo độ đục
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TCXD: Tiêu chuẩn xây dựng
IE (Ion Exchange): Phương pháp trao đổi ion
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 4
DANHMỤC HÌNH
Hình Trang
Hình 1.1: Vòng tuần hoàn nước cấp 5
Hình 2.1: Công trình thu nước bờ sông 17
Hình 2.2: Công trình thu nước lòng sông 17
Hình 2.3: Bể lắng đứng 19
Hình 2.4: Bể lắng ngang 20
Hình 2.5: Bể lắng ly tâm 21
Hình 2.6: Bể lọc chậm 22
Hình 2.7: Quá trình keo tụ và tạo bông 24
Hình 2.8: Hóa chất keo tụ 26
Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ 1 37
Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ 2 39
DANHMỤC BẢNG
Bảng Trang
Bảng 1.1: Mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước ăn
uống(cơ bản)
14
Bảng 1.2: Các nhóm nguồn và nguồn xả nước thải 15
Bảng 3.1: Số liệu chất lượng nước nguồn 32
Bảng 3.2: Số dân ở các năm trong tương lai 34
Bảng 3.3: So sánh 2 công nghệ 41
Bảng 3.4 Các thông số tham khảo thiết kế bể trộn cơ khí 42
Bảng 3.5 Thông số bể trộn cơ khí 45
Bảng 3.6 Thông số thiết kế bể lắng đứng 48
Bảng 3.7 Thông số thiết kế máng thu nước 50
Bảng 3.8: Thông số thiết kế bể lọc nhanh 58
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 5
LỜI TỰA
Trong quá trình hình thành sự sống trên trái đất thì nước và môi trường nước đóng
một vai trò rất quan trọng. Chính vì vậy mà việc bảo vệ nguồn nước, khai thác nguồn
nước hợp lí, hiệu quả phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất là một vấn đề đã và
đang được quan tâm hiện nay. Nước trong thiên nhiên được dùng làm các nguồn nước
cung cấp cho ăn uống sinh hoạt và công nghiệp có chất lượng rất khác nhau. Có thể
nói, hầu hết các nguồn nước thiên nhiên đều không đáp ứng được yêu cầu, về mặt chất
lượng cho các đối tượng dùng nước.
Mục tiêu của đồ án này là tính toán, lựa chọn phương án tối ưu để thiết kế và xây
dựng hệ thống cấp nước nhằm đảm bảo cung cấp nước sạch cho nhu cầu dùng nước
đến năm 2032 của Khu Dân Cư A, góp phần cải thiện, nâng cao sức khoẻ của người
dân, hổ trợ phát triển kinh tế xã hội.
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NƯỚCMẶT
1.1) TỔNG QUAN VỂ NƯỚCMẶT
Hình 1.1: Vòng tuần hoàn nước cấp
Nước mặt là nhu cầu không thể thiếu được trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngày
cũng như trong quá trình sản xuất công nghiệp. trong sinh hoạt, nước cấp dùng cho
nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí, các hoạt động công cộng như cứu hỏa,
phun nước, tưới cây, rửa đường,…
Các nguồn nướctự nhiên
Khai thác và xửlý
Phân phối và sửdụng
Thu gom và xửlý
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 6
Trong các hoạt động công nghiệp, nước cấp được dùng cho các quá trình làm lạnh,
sản xuất thực phẩm như đồ hộp, nước giải khát, rượu, bia… Hầu hết mọi ngành công
nghiệp đều sử dụng nước cấp như là một nguồn nguyên liệu không gì thay thế được
trong sản xuất. Với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã làm cho
nguồn nước mặt tự nhiên bị cạn kiệt và ô nhiễm dần.
Vì thế, con người phải biết xử lý các nguồn nước cấp để có được đủ số lượng và
đảm bảo đạt chất lượng cho mọi nhu cầu sinh hoạt và sản xuất công nghiệp.
1.2) THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚCMẶT
Nước mặt dùng để chỉ các loại nước lưu thông hoặc chứa trên bề mặt lục địa, mặt
nước tiếp xúc với không khí: nước sông, suối, ao, hồ…
Thành phần hóa học của nước mặt phụ thuộc vào tính chất đất đai nơi mà dòng
nước chảy qua đến các thủy vực, chất lượng nước mặt còn chịu ảnh hưởng bởi các quá
trình tự nhiên (mưa lũ, hoạt động sống và chết đi của hệ sinh vật nước…) cũng như
hoạt động của con người. Trên cùng một con sông, chất lượng nước thường xuyên
thay đổi đáng kể theo thời gian và không gian.
Thành phần và tính chất của nước mặt
Trong nước thường xuyên có các chất khí hòa tan, chủ yếu là ôxy. Ôxy hòa tan
trong nước có ý nghĩa quan trọng đối với đời sống của các thủy sinh vật.
Nước mặt thường có hàm lượng chất rắn lơ lửng đáng kể với các kích thước khác
nhau, một số trong chúng có khả năng lắng tự nhiên, chất lơ lửng có kích thước hạt
keo thường gây ra độ đục của nước sông, hồ.
- Có nhiều chất hữu cơ do sinh vật bị phân hủy
- Có nhiều rong tảo, thực vật nổi, động vật nổi
- Chất lượng nước thay đổi theo mùa
- Bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi hoạt động hai bên bờ của con người (công
nghiệp, nông nghiệp…)
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 7
1.3) CÁC THÔNG SỐ, CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT
1.3.1) Thông số chất lượng nước mặt
a) Chỉ tiêu lí học
Nhiệt độ
Nhiệt độ nước là đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu.Nhiệt độ
có ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lí nước. Nước mặt có nhiệt độ thay đổi
theo nhiệt độ môi trường.
Độ màu
Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo nên: hợp chất sắt, mangan không
hòa tan làm nước có màu đỏ; các chất mùn humic gây ra màu vàng; nước bị nhiễm bẩn
bởi nước thải sinh hoạt hay công nghiệp thường có màu xanh hoặc đen.
Đơn vị đo độ màu thường dùng là độ theo màu Platin - Coban.
Nước thiên nhiên có độ màu thấp hơn 200 độ. Độ màu biểu kiến trong nước thường
do các chất lơ lững trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc. Để
loại bỏ màu thực của nước (do các chất hòa tan tạo nên) phải dùng các biện pháp hóa lí
kết hợp.
Độ đục
Nước có độ đục lớn chứng tỏ nước có nhiều cặn bẩn. Đơn vị đo độ đục thướng là
mgSiO2/l, NTU, FTU.Nước đục thường có độ đục 20-100 NTU. Nước dùng ăn uống
thường có độ đục không vượt quá 5 NTU. Hàm lượng chất rắn lơ lững cũng là một đại
lượng tương quan đến độ đục của nước.
Mùi vị
Mùi trong nước thường do các hợp chất hóa học chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hay
sản phẩm từ quá trình phân hủy vật chất gây nên. Nước thiên nhiên thường có mùi đất,
mùi tanh, mùi thối. Nước sau khi khử trùng thường nhiễm mùi clo hay clophenol.
Tùy theo thành phần và hàm lượng các muối khoáng hòa tan nước có thể có các vị
mặn, ngọt, chát ,đắng.
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 8
Độ nhớt
Độ nhớt là đại lượng biểu thị sự ma sát nội, sinh ra trong quá trình dịch chuyển giữa
các lớp chất lỏng với nhau. Đây là yếu tố chính gây nên tổn thất áp lực và do vậy nó
đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý nước. Độ nhớt tăng khi hàm lượng các
muối hoà tan trong nước tăng và giảm khi nhiệt độ tăng.
Độ dẫn điện
Nước có độ dẫn điện kém. Nước tinh khiết ở 200C có độ dẫn điện là 4,2 μS/m
(tương ứng điện trở 23,8MΩ/cm). Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các chất
khoáng hoà tan trong nước và dao động theo nhiệt độ. Thông số này thường được
dùng để đánh giá tổng hàm lượng chất khoáng hoà tan trong nước.
Tính phóng xạ
Tính phóng xạ của nước là do sự phân huỷ các chất phóng xạ trong nước tạo nên.
Nước ngầm thường nhiễm các chất phóng xạ tự nhiên, các chất này có thời gian bán
phân huỷ rất ngắn nên nước thường vô hại. Tuy nhiên khi bị nhiễm bẩn phóng xạ từ
nước thải và không khí thì tính phóng xạ của nước có thể vượt quá giới hạn cho phép.
Hai thông số tổng hoạt độ phóng xạ α và β thường được dùng để xác định tính
phóng xạ của nước. Các hạt α bao gồm 2 proton và 2 nơtron có năng lượng xuyên thấu
nhỏ, nhưng có thể xuyên vào cơ thể sống qua đường hô hấp hoặc tiêu hoá, gây tác hại
cho cơ thể do tính ion hoá mạnh. Các hạt β có khả năng xuyên thấu mạnh hơn, nhưng
dễ bị ngăn lại bởi các lớp nước và cũng gây tác hại cho cơ thể.
b) Chỉ tiêu hóa học
Độ pH
Độ pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch thường được dùng
để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước.
- pH = 7 nước có tính trung tính.
- pH < 7 nước có tính axit.
- pH > 7 nước có tính kiềm.
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 9
Độ pH của nước có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khí hoà tan
trong nước. Ở độ pH < 5, tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất, trong một số nguồn nước
có thể chứa sắt, mangan, nhôm ở dạng hoà tan và một số loại khí như CO2, H2S tồn tại
ở dạng tự do trong nước. Độ pH được ứng dụng để khử các hợp chất sunfua và
cacbonat có trong nước bằng biện pháp làm thoáng. Ngoài ra khi tăng pH và có thêm
tác nhân oxy hoá, các kim loại hoà tan trong nước chuyển thành dạng kết tủa và dễ
dàng tách ra khỏi nước bằng biện pháp lắng lọc.
Độ kiềm
Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của các ion hydrocacbonat (HCO3-), hyđroxyl
(OH -) và ion muối của các axit yếu khác. Ở nhiệt độ nhất định, độ kiềm phụ thuộc vào
độ pH và hàm lượng khí CO2 tự do có trong nước
Độ kiềm là một chỉ tiêu quan trọng trong công nghệ xử lý nước. Để xác định độ
kiềm thường dùng phương pháp chuẩn độ mẫu nước thử bằng axit clohydric (HCl) hay
axit sunfuric (H2SO4) và theo dõi theo chất chỉ thị màu, đầu tiên là phenolphatalein sau
dó là metylloran.
Độ cứng
Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magiê có trong
nước. Trong kỹ thuật xử lý nước sử dụng ba loại khái niệm độ cứng:
Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magiê có trong
nước. Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi và magiê có trong
nước.Độ cứng tạm thời biểu thị tổng hàm lượng các ion Ca2+, Mg2+ trong các muối
cacbonat và hydrocacbonat canxi, hydrocacbonat magiê có trong nước. Độ cứng vĩnh
cửu biểu thị tổng hàm lượng các ion Ca2+, Mg2+ trong các muối axit mạnh của canxi và
magie.
Có nhiều đơn vị đo độ cứng khác nhau:
- Độ Đức (o dH): 1 o dH = 10 mg CaO/l nước
- Độ Pháp (o dH ): 1 o dH = 10 mg CaCO3/0,7 l nước
- Độ Anh (oe ): 1 oe = 10 mg CaCO3/0,7 l nước
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 10
- Đông Âu ( mgđl/ l): 1 mgđl/l = 2,8 o dH.
Tuỳ theo giá trị độ cứng, nước được phân loại thành:
- Độ cứng < 50 mg CaCO3/l : nước mềm.
- Độ cứng 50 – 150 mg CaCO3/l : nước trung bình.
- Độ cứng 150 – 300 mg CaCO3/l : nước cứng.
- Độ cứng > 300 mg CaCO3/l : nước rất cứng.
Việt Nam dùng dơn vị đo dộ cứng là mili dương lượng trong 1 lit (mđlg/l) khi đo độ
cứng < 0.001 mđlg/l dùng micro dương lượng gam trong lit µmđlg/l.
Đổi 1 mgđlg/l =1.8 o dH.
Độ oxy hoá được bằng permanganat
Độ oxy hoá là một đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước.
Đó là lượng oxy cần có để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ trong nước.Chất oxy hóa
thường dùng để xác định chỉ tiêu này là pecmanganat kali (KMnO4).
Trong thực tế, nguồn nước có độ oxy hoá lớn hơn 10 mgO2/l đã có thể bị nhiễm bẩn.
Nếu trong quá trình xử lý có dùng clo ở dạng clo tự do hay hợp chất hypoclorit sẽ tạo
thành các hợp chất clo hữu cơ [trihalomentan(THM)] có khả năng gây ung thư. Tổ
chức Y tế thế giới quy định mức tối đa của THM trong nước uống là 0,1mg/l. Ngoài ra,
để đánh giá khả năng ô nhiễm nguồn nước, cần cân nhắc thêm các yếu tố sau đây
Độ oxy hoá trong nước mặt, đặc biệt nước có màu có thể cao hơn nước ngầm. Khi
nguồn nước có hiện tượng nhuộm màu do rong tảo phát triển, hàm lượng oxy hoà tan
trong nước sẽ cao nên độ oxy hoá có thể thấp hơn thực tế Sự thay đổi oxy hoá theo
dòng chảy: Nếu thay đổi chẩm, lượng chất hữu cơ có trong nguồn nước chủ yếu là các
axit humic.
Nếu độ oxy hoá giảm nhanh, chứng tỏ nguồn ô nhiễm là do các dòng nước thải từ
bên ngoài đổ vào nguồn nước. Cần kết hợp vói các chỉ tiêu khác như hàm lượng ion
clorua, sunfat, photphat, oxy hoà tan, các hợp chất nitơ, hàm lượng vi sinh vật gây
bệnh để có thể đánh giá tổng quát về mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước.
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 11
Các hợp chất nitơ
Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ tạo ra amoniac (NH4+), nitrit (NO2-) và nitrat
(NO3-).Do đó các hợp chất này thường được xem là những chất chỉ thị dùng để nhận
biết mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. Khi mới bị nhiễm bẩn, ngoài các chỉ tiêu có
giá trị cao như độ oxy hoá, amoniac, trong nước còn có một ít nitrit và nitrat. Sau một
thời gian NH4+, NO2- bị oxy hoá thành NO3- .
Phân tích sự tương quan giá trị các đại lượng này có thể dự đoán mức độ ô nhiễm
nguồn nước. Việc sử dụng rộng rãi các loại phân bón cũng làm cho hàm lượng nitrat
trong nước tự nhiên tăng cao. Ngoài ra do cấu trúc địa tầng tăng ở một số đầm lầy,
nước thường nhiễm nitrat. Nồng độ NO3- cao là môi trường dinh dưỡng tốt cho tảo,
rong phát triển, gây ảnh hưởng đến chất lượng nước dùng trong sinh hoạt.
Các hợp chất Silic
Trong nước thiên nhiên thường có các hợp chất silic. Ở pH < 8, silic tồn tại ở dạng
H2SiO3. Khi pH = 8-11, silic chuyển sang HSiO–3.
Ở pH > 11, silic tồn tại ở dạng HSiO–3 và SiO32- .Do vậy trong nước ngầm, hàm
lượng silic thường không vượt quá 60mg/l, chỉ có ở những nguồn nước có pH > 9,0
hàm lượng silic đôi khi cao đến 300mg/l.
Trong nước cấp cho các nồi hơi áp lực cao, sự tồn tại của các hợp chất silic rất nguy
hiểm do cặn silic đóng lại trên thành nồi, thành ống làm giảm khả năng truyền nhiệt và
gây tắc ống. Trong quá trình xử lý nước, silic có thể được loại bỏ một phần khi dùng
các hoá chất keo tụ để làm trong nước.
Clorua
Clorua làm cho nước có vị mặn. Ion này thâm nhập vào nước qua sự hoà tan các
muối khoáng hoặc bị ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay
ở đoạn sông gần biển. Việc dùng nước có hàm lượng clorua các muối khoáng hoặc bị
ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay ở đoạn sông gần biển.
Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao có thể gây ra bệnh về thận. Ngoài ra, nước
chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bê tông.
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 12
Sunfat
Ion sunfat thường có trong nước có nguồn gốc khoáng chất hoặc nguồn gốc hữu cơ.
Với hàm lượng sunfat cao hơn 400mg/l, có thể gây mất nước trong cơ thể.
Florua
Nước ngầm từ các vùng đất chứa quặng apatit, đá alkalic, granit thường có hàm
lượng florua cao đến 10mg/l. Trong nước thiên nhiên, các hợp chất của florua khá bền
vững và khó loại bỏ trong quá trình xử lý thông thường
Hợp chất sắt
Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dưới dạng ion Fe2+, kết hợp với các gốc
bicacbonat, sunfat, clorua đôi khi tồn tại dưới keo của axit humic hoặc keo silic. Khi
tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hoá, ion Fe2+ bị oxy hóa thành ion Fe2+ và kết
hợp tủa thành các bông cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ.
Nước mặt thường chứa sắt (Fe3+), tồn tại ở dạng keo hữu cơ hoặc cặn huyền phù.
Trong nước thiên nhiên, chủ yếu là nước ngầm, có thể chứa sắt với hàm lượng đến 40
mg/l hoặc cao hơn. Với hàm lượng sắt cao hơn 0,5mg/l, nước có mùi tanh. Các cặn sắt
kết tủa có thể làm tắc hoặc giảm khả năng vận chuyển của các ống dẫn nước.
Các hợp chất mangan.
Cũng như sắt, mangan thường có trong nước ngầm dưới dạng ion Mn2+ nhưng với
hàm lượng tương đối thấp, ít khi vượt quá 5mg/l. Tuy nhiên, với hàm lượng mangan
trong nước lớn hơn 0,1mg/l sẽ gây nguy hại trong việc sử dụng, giống như trường hợp
nước chứa sắt với hàm lượng cao.
Nhôm
Vào mùa mưa, ở những vùng đất phèn, đất ở trong điều kiện khử không có oxy, nên
các chất như Fe2O3 và jarosite tác động qua lại, lấy oxy của nhau vào tạo thành sắt,
nhôm sunfat hoà tan vào nước. Do đó, nước mặt ở vùng này thường rất chua, pH =
2,5 – 4,5, sắt tồn tại chủ yếu là Fe2+ (có khi cao đến 300mg/l), nhôm hoà tan ở dạng ion
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 13
Al3+ (5 – 7mg/l). Khi chứa nhiều nhôm hoà tan, nước thường có màu trong xanh và vị
rât chua. Nhôm có độc tính đối với sức khoẻ con người.
Khí hoà tan
Các loại khí hoà tan thường thấy trong nước thiên nhiên là khí cacbonic (CO2), khí
oxy (O2) và sunfua huyđro (H2S). Nước ngầm không có oxy. Khi độ pH < 5,5 trong
nước ngầm thường chứa nhiều khí CO2. Đây là khí có tính ăn mòn kim loại và ngăn
cản việc tăng pH của nước. Các biện pháp làm thoáng có thể đuổi khí CO2, đồng thời
thu nhận oxy hỗ trợ cho các quá trình khử sắt và mangan.
Ngoài ra, trong nước ngầm có thể chứa khí H2S có hàm lượng đến vài chục mg/l.
Đây là sản phẩm của quá trình phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ có trong nước. Trong
nước mặt, các hợp chất sunfua thường được oxy hoá thành dạng sunfat. Do vậy, sự có
mặt của khí H2S trong các nguồn nước mặt, chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn và
có quá thừa chất hữu cơ chưa phân huỷ, tích tụ ở đáy các vực nước. Khi độ pH tăng,
H2S chuyển sang các dạng khác là HS- và S-.
c) Chỉ tiêu vi sinh
Vi khuẩn
Vi khuẩn thường ở dạng đơn bào. Tế bào có cấu trúc đơn giản sao với các sinh vậtkhác. Vi khuẩn trong nước uống có thể gây nên các bệnh đường ruột.
Virut
Virut không có hệ thống trao đổi chất nên không sống độc lập được.Virut trongnước có thể gây bệnh viêm gan vim đường ruột.
Nguyên sinh động vật
Nguyên sinh động vật là những cơ thể đơn bào chuyển động được trong nước. Chúý nhất là Giardia lamblia gây bệnh giardiase.
Tảo
Tảo dơn bào thuộc loại quang tự dưỡng.Chúng tổng hợp các chất cần cho cơ thể từchất vô cơ đơn giản nhờ ánh sáng mặt trời. Tảo không trực tiếp gây bệnh cho ngườinhưng sản sinh độc tố.
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 14
1.3.2) Tiêu chuẩn đánh giá
QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỷ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống
Chất lượng nước ăn uống được đặc trưng bằng giá trị các thông vật lý, hóa học, sinh
học của nước. Yêu cầu chất lượng nước ăn uống được quy định trong các tiêu chuẩn,
quy chuẩn.
Bảng 1.1: Mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước ăn uống(cơ bản)
Chỉ tiêu Đơn vị Giới hạn tối đa Mức độ giám sát
Độ đục NTU 2 A
Độ cứng, tính theo CaCO3 mg/l 300 A
Tổng chất rắn hòa tan (TDS) mg/l 1000 B
Hàm lượng amoni mg/l 3 B
Hàm lượng asen tổng mg/l 0.01 B
Hàm lượng Florua mg/l 1.5 B
Hàm lượng sắt tổng mg/l 0.3 A
Hàm lượng Nitrat mg/l 50 A
Hàm lượng Nitrit mg/l 3 A
Chỉ số pecmanganat mg/l 2 A
Coliform tổng số VK/100ml 0 A
E.coli hoặc coliform chiệu nhiệt VK/100ml 0 A
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 15
Mức A: ít nhất 1 lần/1 tuần bởi cơ sở cung cấp nước; ít nhất1 lần/1 tháng bởi cơ
quan thẩm quyền.
Mức B: ít nhất 1 lần/6 tháng bởi cơ sở cung cấp nước; ít nhất1 lần/6 tháng bởi cơ
quan thẩm quyền.
Mức C: ít nhất1 lần/2 năm bởi cơ sở cung cấp nước; ít nhất1 lần/2 năm bởi cơ quan
thẩm quyền
1.4) CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI MÔI TRƯỜNG NƯỚCMẶT
Các nguồn xả thải đó có thể được chia thành 5 nhóm nguồn (i) Ngành công nghiệp,
tiểu thủ công nghiệp và giao thông vận tải; (ii) Ngành chế biến nông sản, thực phẩm và
nuôi trồng thuỷ sản; (iii) Ngành khai thác khoáng sản và vật liệu xây dựng; (iv) Ngành
Y tế và (v) Ngành thương mại và du lịch.
Bảng 1.2: Các nhóm nguồn và nguồn xả nước thải
STT Nhóm nguồn/nguồn Thông số ô nhiễm chínhi.Ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và giao thông vận tải1.1 Các cơ sở sản xuất thép và cơ khí Kim loại nặng, dầu mỡ khoáng,
tổng chất rắn lơ lửng (TSS), xianua1.2 Cơ sở sản xuất giấy và bột giấy BOD5, COD, TSS, màu, sunfua,
nhiệt độ1.3 Cơ sở gia công gia công nhựa, phế
liệuBOD5, COD, TSS, tổng nitơ (TN),tổng photpho (TP), tổng coliform
1.4 Các cơ sở chế biến cao su, mủ caosu
BOD5, COD, TN, mùi, amoni, TSS
1.5 Các cơ sở s/x giày, cao su lưu hoá,săm lốp ô tô
BOD5, COD, TSS
1.6 Các cơ sở chế biến gỗ và sản xuấthàng mỹ nghệ
COD, BOD5, TSS
1.7 Các cơ sở sản xuất gốm sứ Kim loại nặng, độ đục, nhiệt độ,TSS, F-
1.8 Các cơ sở sản xuất điện bằng nhiệtđiện, thuỷ điện
TSS, COD, kim loại nặng
1.9 Các cơ sở sửa chữa ô tô, xe máy BOD5, COD, kim loại nặng, dầumỡ khoáng, tổng coliform
1.10 Các cơ sở sửa chữa tàu thuỷ BOD5, kim loại nặng, dầu, tổngcoliform
1.11 Các Khu công nghiệp, Khu KT-TM Lao Bảo
BOD5, COD, TSS
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 16
ii. Ngành chế biến nông sản, thực phẩm và nuôi trồng thuỷ sản2.1 Các cơ sở chế biến tinh bột sắn BOD5, COD, TSS, tổng coliform,
xianua, amoni, clo dư, TN, TP,sunfua, mùi
2.2 Các cơ sở chế biến cà phê BOD5, COD, TSS, coliform2.3 Các cơ sở giết mổ gia súc, gia cầm BOD5, TSS, tổng coliform, độ
màu, mùi, TN, TP2.4 Các cơ sở, trang trại chăn nuôi tập
h) Lưu lượng nước tính toán trong ngày dùng nước nhiều nhất:
Q max.ngày = Q tt ngày x K max = 1411,262 x 1,2 = 1694 m3/ng = 70,563 m3/ng
Chọn Q max.ngày = 1700 m3/ngđ = 71 m3/h
Vậy: lưu lượng để cấp cho số dân này là 1700 m3/ngđ = 71 m3/h
i) Lưu lượng nước tính toán trong ngày dùng nước ít nhất:
Q min.ngày = Q tt ngày x K min = 1411,262 x 0,8 = 1129,01 m3/ng
Trong đó:
Đối với các thành phố có qui mô lớn, nằm trong vùng có điều kiện khí hậu khônóng quanh năm (như: Thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Vũng Tàu,…), có thể ápdụng ở mức:
Kngày max = 1,1 1,2
Kngày min = 0,8 0,9
K: hệ số dùng nước không điều hòa
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 37
3.3) ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ
a) Phương án 1:
a1) Sơ đồ
Nước rửa lọc
Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ 1
Châm Clo khửtrùng
Chất keo tụ,tạo bông
Trạm bơm cấp 2
Mạng lưới cấp nước
Bể lọc chậm
Bể chứa nước sạch
Nướcrửangược
Bể trộn cơ khí
Bể keo tụ, tạo bông
Bể lắng ngangHồ chứabùn
Xử lý theoquy định
Công trình thu nước
Nước tách bùn
Nguồn
Cặn
Chú thích:
Đường nước :
Đường hóa chất:
Đường thải :
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 38
b) Phương án 2:
b1) Sơ đồ
Chú thích:
Đường nước :
Đường hóa chất:
Đường thải :
Nước rửa lọc
Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ 2
Hồ chứ bùn
Công trình thu nước
Nước tách bùn
Nướcrửangược
Chất keo tụ,tạo bông
Châm Clo khửtrùng
Trạm bơm cấp 2
Mạng lưới cấp nước
Bể lọc nhanh
Bể chứanước sạch
Bể trộn cơ khí
Bể keo tụ, tạo bông
Nguồn
Bùn thu xử lýtheo quy định
Bể lắng đứng
Bùn lắng
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 39
c) Thuyết minh sơ đồ
Nguồn nước được công trình thu nước lòng sông bơm vào bể trộn cơ khí. Trước
công trình thu nước có đặt song chắn rác. Song chắn rác có nhiệm vụ loại trừ vật nổi,
vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị (máy bơm) và nâng cao hiệu
quả làm sạch của các công trình xử lý đơn vị như làm giảm hàm lượng cặn và độ màu
của nước.
Tại bể trộn cơ khí: cho thêm hóa chất keo tụ trợ lắng PAC hoặc Polymer, bể trộn
làm cho hóa chất keo tụ tạo bông được hòa trộn hoàn toàn và ổn định hơn. Sau đó
nước được chuyển qua bể keo tụ tạo bông. Các hạt keo mịn phân tán vào trong nước
và kết dính với các hợp chất trong nước tạo bông có thể lắng được. Tạo điều kiện
thuận lợi cho quá trình lắng được diển ra nhanh hơn tại bể lắng.
Nước từ bể keo tụ tạo bông qua bể lắng tại đây: các bông cặn lắng xuống đáy dưới
tác dụng trọng lực, lượng bùn ở bể lắng được bơm ra ngoài vào hồ chứa bùn. Bùn này
được lắng và nén lại sau đó đem đi xử lý theo quy định có thể làm phân bón, than hoạt
tổ ong,… còn nước phía trên được chuyển cho trở lại bể lắng.
Sau đó nước chảy qua bể lọc. Trong bể lọc có lớp cát lớn, cát nhỏ và than hoạt tính.
Qua bể lọc nước sẽ được khử mùi và cát hạt cặn lơ lững không lắng được giữ lại, loại
bỏ vi khuẩn, màu sắc, độ đục.
Nước sau khi lọc là nước đã sạch gần như hoàn toàn sau đó được bơm qua bể chứa
nước sạch. Ta thêm hóa chất Clorine nhằm ngăn ngừa sự xuất hiện, sinh sản của vi
trùng, vi tảo… và ngăn ngừa sự bám dính bám của chúng lên thành bể chứa nước sạch.
Nước sạch được phân phối vào mạng lưới qua sử dụng qua trạm bơm cấp 2.
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 40
3.4) PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ
Bảng 3.3: So sánh 2 công nghệ
Ưu điểm Nhược đểm
Phươngán 1
Bể lắngngang
Dễ thu cặn và cặn thu được cónồng độ cao
Chỉ sử dụng cho những trạmcó công suất nhỏ(đến 3000m3 /ngày đêm)Yêu cầu nhiều về chiều sâu
Bể lọcchậm
Hiệu quả lọc caoCấu tạo và quản lý đơn giản, giáthành thấpKhông đòi hỏi người vận hànhcó tay nghề cao, không tốn nănglượng
Tốn diện tích xây dựngKhông áp dụng cho các nhàmáy công suất lớn
Phươngán 2
Bể lắngđứng
Sử dụng cho các trạm có côngsuất lớn ( < 3000m3/ngày đêm)Hiệu quả lắng tốt
Khó thu cặn
Bể lọcnhanh
Tiết kiệm thời gian lọc 2-15m/hPhù hợp cho các trạm có côngsuất lớnĐáp ứng nhanh các yêu cầu sửdụng nguồn nước ngay
Sau khi rửa lọc, hiệu quả lọcbị giảmĐáp ứng độ sạch không cao
Chọn phương án 2
Vì phương án 2 đáp ứng nhu cầu của về công nghệ và diện tích tiết kiệm hơn cũng
như các tiêu chuẩn đặt ra.
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 41
3.5) TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ
3.5.1) Bể trộn cơ khí
Bảng 3.4 Các thông số tham khảo thiết kế bể trộn cơ khí
Thông số Đơn vị Giá trị
Hình dạng Hình vuông
Hình tròn
Tỉ lệ chiều cao và chiều rộng H : B m 2 : 1
Thời gian lưu nước giây 45 – 90
Cường độ khuấy trộn theo gradient
tốc độ
s-1 500 – 1500
(Nguồn: Tiêu chuẩn XDVN 33:2006, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội, 2006)
Chọn thời gian lưu nước là 90 giây.
Gradient tốc độ là 700 s-1
Nhiệt độ nước là 20oC
Lưu lượng nước 1700 m3/ngày.đêm = 71m3/h
a) Kích thước bể :
Thể tích bể trộn:
V = tQ = 90360071
= 1,78 m3
Chọn bể trộn hình vuông
Tỉ lệ chiều cao và chiều rộng H : B = 2 : 1 H = 2B
Chiều rộng bể:
Ta có : V = H B B = 2B B B = 2B3
B = 3
2V = 3
278,1 = 0,96 m Chọn B = 1 m
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 42
Chiều cao bể:
H = 2B H = 2 1 = 2 m
Chọn chiều cao bảo vệ Hbảo vệ= 0,5 m (TCXD 33:2006: 0,3 – 0,5m)
Hthực = H + Hbảo vệ= 2 + 0,5 = 2,5 m
Vậy kích thước thật của bể trộn:
Chiều dài chiều rộng chiều cao = B L H = 1 0,8 2,5 (m)
b) Thiết bị khuấy trộn:
Ống dẫn nước vào ở đáy bể, dung dịch phèn cho vào ngay cửa ống dẫn vào bể,
nước đi từ dưới lên trên theo ống dẫn sang bể tạo bông.
Dùng máy khuấy tuabin 4 cánh nghiêng góc 45o hướng lên trên để đưa nước từ dưới
lên.
Đường kính máy khuấy D ≤21 chiều rộng bể D ≤
21 B =
21 1 = 0,5 m
Chọn đường kính máy khuấy D = 0,5 m.
Trong bể đặt 4 tấm chắn để ngăn chuyển động xoáy của nước trong bể.
Chiều cao tấm chắn = chiều cao bể trộn = 2,5 m = 2500 mm.
Chiều rộng tấm chắn = 110
đường kính bể trộn = 110× 1 m = 0,1 m = 100 mm
Máy khuấy đặt cách đáy h = D đường kính cánh khuấy = 0,5 m.
- Chiều rộng bản cánh khuấy = 15đường kính máy khuấy = 1
5× 0,5 = 0,1 m.
- Chiều dài bản cánh khuấy = 14đường kính máy khuấy = 1
4× 0,5 = 0,125 m.
Chiều cao bản cánh khuấy = 3 cm = 30 mm.
Năng lượng cần truyền vào máy là : P = G2V
Trong đó:
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 43
P: năng lượng tiêu hao tổng cộng (J/s)
G: gradient vận tốc (s-1) chọn G = 700 s-1
V: dung tích bể trộn (m3)
: độ nhớt động lực của nước (Ns/m2)
Đối với nước ở 20oC, = 0,001 Ns/m2
P = G2V = 7002 1,78 0,001 = 872,2 (J/s) = 0,87 kW
Chọn hiệu suất động cơ = 0,8
Công suất động cơ Ptt =P = = 1,09 kW
Công suấ thât sự của máy bơm: 1,2 x Ptt = 1,2 x 1,1= 1,32 kW
Số vòng quay của cánh khuấy
P = K n3D5 n = 35DK
P
Trong đó:
n: số vòng quay trong 1 giây (vòng/giây)
P: năng lượng cần thiết (W)
: khối lượng riêng chất lỏng (kg/m3)
K: hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, lấy theo số liệu của
Rushton.
- Cánh khuấy chân vịt 3 cánh – K =0,32
- Cánh khuấy chan vịt 2 cánh – K=1,00
- Tua bin 4 cánh nghiêng 45o – K=1,08
- Tua bin kiểu quạt 6 cánh – K=1,65
- Tua bin 6 cánh đầu tròn cong – K=4,8
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 44
- Cánh khuấy gắn 2-6 cánh dọc trục – K=1,70
Chọn tuabin 4 cánh nghiêng 45o, K = 1,08
n = 35DK
P
= 3 5)5,0(100008,12,872
= 1,78 vòng/giây = 107 vòng/phút
(Xử Lý Nước Cấp Cho Sinh Hoạt Và Công Nghiệp – TS. Trịnh Xuân Lai, NXB Xây
Dựng, 2004)
c) Tính toán đường ống dẫn nước vào và ra:
Theo TCXD 33: 2006 vận tốc nước vào và ra bể trộn là 0.8 – 1m/s
Chọn vận tốc nước chảy ra: v = 0,8 m/s
Đường kính ống:
Dra = = = 0,160 m = 160 mm
Chọn vận tốc nước chảy vào: v = 0,8m /s
Đường kính ống:
Dvào = = = 0,178 m = 180 mm
Bảng 3.5 Thông số bể trộn cơ khí
Thông số Đơn vị Giá trị
Chiều rộng m 1
Chiều dài m 0,8
Chiều cao m 2,5
Thể tích m3 1,78
Công suất máy bơm kW 1,32
Đường kính ống dẫn nước vào mm 180
Đường kính ống dẫn nước ra mm 160
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 45
3.5.2) Bể lắng đứng
Bể lắng có dòng nước đi từ dưới lên trên, cặn rơi từ trên xuống.
Cặn lắng xuống đáy khi u > u0
Không dùng để lắng các hạt cặn riêng lẽ
a) Tính toán diện tích
Diện tích tiết diện ngang của bể lắng tính theo công thức:
NvQFtt
6,3
Trong đó:
Q: Lưu lượng nước tính toán Q= 1700 m3/ng= 71 m3/h
Vtt: Tốc độ tính toán của dòng nước đi lên. (Dựa vào bảng xác định tốc độ của
cặn trong bảng 6.9, điều 6.71 TCXD VN 33:2006 Cấp nước – Mạng lưới đường ống
và công trình tiêu chuẩn thiết kế), ứng với hàm lượng cặn 60 (mùa khô), 150-220 (mùa
mưa),chọn vtt=0,5 mm/s.
N: Số bể lắng đứng, chọn N = 2 bể
:Hệ số kể đến việc sử dụng dung tích bể. Chọn = 1,5 ứng với D/H = 1,5
mmF 3058,2925,06,3
715,1
Chọn chiều rộng và chiều dài : B x L = 5m x 6m
Diện tích tiết diện ống trung tâm tính theo công thức:
2
60m
NHtQf
tt
Trong đó:
Htt là chiều cao ống trung tâm, bằng 0,9H với H lấy từ 2,5 - 5m
t thời gian lưu nước trong ngăn hản ứng lấy bằng 15-20 phút,chọn t = 18 phút
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 46
N là số bể lăng đứng, chọn N = 2 bể
mNH
tQftt
63,2205,460
187160
Chọn H = 4,5(m) Htt = 0,9 x H = 0,9 x 4,5 = 4,05 m
Chiều cao tổng cộng của bể lắng: Htc = H+hbv = 4,05 +0,5 = 4,55m
Đường kính bể lắng đứng:
( ) 4 ( )F fD m
Trong đó:
F: diện tích tiết diện ngang vùng lắng
f: tiết diện ống trung tâm
mmfFD 64,6463,258,294
Vậy tỉ số: 41,155,44,6
HD
< 1,5 đạt yêu cầu.
Đường kính ống trung tâm của bể lắng:
d = = 1,80m
Đường kính phần loe ống trung tâm: Dloe= 1,35.d = 1,35 x 1,80 = 2,40m
Đường kính tấm ngăn: dh=1,3.Dloe= 1,3 x 2,40 = 3,12m
b) Tính toán thời gian lưu nước
Thời gian làm việc giữa 2 lần xả cặn có thể xác định theo công thức:
hcCQNWT C
max
Trong đó:
WC: Là dung tích phần chứa cặn của bể
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 47
322
43mdDdDhW n
C
Với: Chiều cao phần hình nón chứa cặn, ( )nh m tính theo công thức
2 (90 )nD dh
tg
Trong đó:
: góc nghiêng của phần nón so với mặt phẳng nằm ngang, thường chọn =
500-700
D: đường kính bể lắng, m
d: đường kính đáy dưới, m
Chọn = 520, d = 0,2m
mmtg
hn 7,369,3529022,04,6
00
Vậy: 322
82,404
2,04,62,04,6369,314,3 mWC
Ta có:
Q = 71 m3/h; N = 2 bể; C chọn là 12 mg/l
vMKPCC n 25,0max
Trong đó:
Cn: Hàm lượng cặn nước nguồn (mg/l), Cn= 60 mg/l
P: Liều lượng phèn tính theo sản phẩm không ngậm nước (g/m3), P= 35 mg/l
(TCXD 33:2006 bảng 6.3 P = 35 ÷ 45 mg/l)
K: Hệ số phụ thuộc vào độ tinh khiết của phèn sử dụng, K=1
M: Độ màu của nước nguồn (độ) thang màu platin-côban, M= 90 Pt-Co
v: Liều lượng vôi kiềm hóa nước (mg/l), v = 0(mg/l)
3max 5,11709025,035160 mC
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 48
: Nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt (g/m3),
(theo bảng 6.8 TCXD 33:2006), chọn = 20000
Như vậy:
cCQ
NWT C
max
h218
125,1177120000282,40
Lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng tính bằng phần trăm lượng nước xử lý,
xác định như sau:
00100
TQ
NWKP CP
KP: Hệ số pha loãng cân bằng 1,21,15. Lấy KP=1,15
0061,0100
21871282,4015,1
P
Bảng 3.6: Thông số thiết kế bể lắng đứng
STT Thông số Đơn vị Giá trịBể lắng đứng
1 Diện tích tiết diện ngang bể lắng m2 30Chiều cao bể lắng m 4,55
Đường kính bể lắng m 6
Chiều rộng bể lắng m 5
Chiều dài bể lắng m 6
2 Ống trung tâmDiện tích tiết diên ống trung tâm m 2,63Đường kính ống trung tâm m 1,80
3 Phần chứa cặnDung tích phần chứa cặn của bể m3 40,82
Chiều cao phần hình nón chứa cặn m 3,7
Đường kính đáy dưới m 0,2
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 49
c) Tính toán máng hệ thống thu nước
c1) Tính toán máng thu nɵ c:
Drc=D= 6 m
Chọn:
- Bề rộng máng: br=0,3m
- Chiều cao:hm= 0,3m
- Chiều dày bê tông:bdày= 0,2m
Chiều dài máng thu đặt theo chu vi bể:
Lm= x D=3,14 x 6 = 18,84 m
Đường kính trong máng thu:
Dmt= D – 2 x (br) = 6 – 2 x 0.3 = 5,4m
Đường kính ngoài máng răng cưa:
Dm=Dmt – 2 x (bdày) =5,4 – 2 x 0,2 = 5 m
Tải trọng thu nước trên bề mặt máng:
Um= = 90,2 (m3/m.ngày)
c2) Tính máng răng cɵa:
Chiều dài máng răng cưa: lm=Dm= 3,14 x 5 = 16 m
Chọn: tấm xẻ khe hình chử V, khe tạo góc 900, Chọn số khe: 4khe/1m dài
Bề rộng răng cưa: brăng= 100mm
Bề rộng khe chử V: bk= 150mm
Chiều sâu khe chử V: hk=bk/2= 150/2= 75mm
Khoảng cách giử 2 khe là 250mm
Chiều cao tổng cộng của máng răng cưa: htc= 300mm
Tổng số khe: n = 4.lm= 4 x 16 = 64 khe
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 50
Lưu lượng nước chảy qua 1 khe chử V góc đáy 900
qk=26,6 m3/khe.ngày
Tải trọng thu nước trên 1 máng tràn:
Lthu= 106,25 m3/m.ngày
Bảng 3.7: Thông số thiết kế máng thu nước
STT Thông số Đơn vị Giá trị
1 Máng thu nước
Bề rộng máng mm 300
Chiều sâu mm 300
Chiều dài máng thu m 18,84
Đường kính trong máng thu nước m 5,4
Đường kính ngoài máng thu nước m 5
2 Máng răng cưa
Chiều dài máng răng cưa m 16
Chiều cao tổng cộng của máng răng cưa mm 300
Bề rộng khe mm 150
Bề rộng răng cưa mm 100
3 Ống nước
Đường kính ống thu nước mm 160
Đường kính ỗng nước vào mm 180
Đường kính ống thu bùn (150-200mm) mm 180
Đồ án môn học: Xử lý nước cấpThiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư
SVTH: Võ Hùng CườngGVHD: Biện Văn Tranh 51
3.5.3) Bể lọc nhanh: Một lớp vật liệu lọc
a) Tính toán diện tích
Diện tích bể lọc nhanh:
Trong đó:
Q = 1700 m3/ngày = 71 m3/h
W cường độ rửa: W=14 l/s.m2 (quy phạm từ 14 – 16 l/s.m2 ), T = 24h
a là số lần rửa bể trong một ngày a = 2
Chọn cát lọc dtd= mm, hệ số không đồng nhất k =
Chiều dày lớp vật liệu lọc: L = 1,3 m [Theo bảng 6.11 TCXD 33:2006]