Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC Trang bìa Lời cảm ơn Mục lục Danh sách hình Danh sách bảng Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt Vấn Đề 11 1.2 Mục Tiêu Nghiên Cứu 12 1.3 Nội Dung Nghiên Cứu 12 1.4 Khu Vực Thiết Kế 13 1.5 Cấu Trúc Thuyết Minh 14 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ HUYỆN CẦN GIỜ 2.1 Điều Kiện Tự Nhiên 21 2.1.1 Vị trí địa lý 21 2.1.2 Địa hình 23 2.1.3 Khí hậu thủy văn 24 2.2 Kinh Tế Xã Hội 28 2.2.1 Dân số 28 2.2.2 Đối tượng cung cấp nước 28 2.3 Hiện Trạng cấp Nước Tại huyện Cần Giờ 211 Chương 3: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC LỢ 3.1 Công Nghệ Lọc Nước Trao Đổi Ion 31 3.2 Công Nghệ Lọc Nước Thẩm Thấu Ngược 33 3.2.1 Khái niệm chung 33 3.2.2 Cơ cấu của quá trình chuyển dịch qua màng 34 3.2.3 Màng bán thấm hay màng lọc 34 3.2.4 Phân loại màng 37 3.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng 311 3.3 Công Nghệ Ứng Dụng 314 Chương 4: ĐẶC TÍNH NGUỒN NƯỚC CẤP VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 4.1 Đặc Tính Nguồn Nước Cấp 41 4.2 Lựa Chọn Phương Án Xử Lý 43 4.3 Các Phương Án Đề Xuất 46 4.3.1 Phương án 1 46 4.3.2 Phương án 2 47 4.3.3 Phương án 3 48 4.3.4 Phương án 4 49 Chương 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THEO PHƯƠNG ÁN 1 5.1 Dây Chuyền Công Nghệ Xử Lý 51 5.2 Tính Toán Các Công Trình Xử Lý 53 5.2.1 Công trình thu 53 5.2.2 Công trình điều chế hóa chất 57 5.2.3 Bể trộn cơ khí 515 5.2.4 Bể phản ứng 518 5.2.5 Bể lắng ngang 525 5.2.6 Bể lọc nhanh 534 5.2.7 Tính toán lọc RO và lọc chỉ 545 5.2.8 Khử trùng nước 548 5.2.9 Hồ cô đặc, nén và làm khô bùn 551 5.2.10 Sân phơi bùn 554 Chương 6: TÍNH TOÁN KINH TẾ 6.1 Tính Toán Kinh Tế Cho Phương Án 1 61 6.1.1 Vốn đầu tư 61 6.1.2 Chi phí hóa chất và năng lượng 64 6.1.3 Nhân công vận hành 66 6.1.4 Chi phí vận hành sửa chữa 67 6.1.5 Chi phí xử lý 64 Chương 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1 Kết Luận
Thuyết Minh Báo Cáo Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Trần Thị Tường Vân BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHO HUYỆN CẦN GIỜ CÔNG SUẤT 10000M 3 /Ngđ Ngành : CÔNG NGHỆ MÔI TRƯƠNG Chuyên ngành : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : Trẩn Thị Tường Vân Sinh viên thực hiện : Nguyễn Khắc Vinh MSSV: 09B1080088 Lớp:09HMT01 TP. Hồ Chí Minh, 2011 LỜI CÁM ƠN SVTH: Nguyễn Khắc Vinh 3-1 Thuyết Minh Báo Cáo Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Trần Thị Tường Vân Em xin chân thành cám ơn Lãnh đạo Trường Đại học kỹ thuật công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh,khoa môi trường và công nghệ sinh học Em xin được gửi lời cảm ơn trân trọng và sâu sắc nhất đến cô giáo TS. TRẦN THỊ TƯỜNG VÂN- người đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài tốt nghiệp này. Dù đã có rất nhiều cố gắng, song luận văn chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Kính mong nhận được sự chia sẻ và những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giáo Sinh viên NGUYỄN KHẮC VINH SVTH: Nguyễn Khắc Vinh 3-2 Thuyết Minh Báo Cáo Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Trần Thị Tường Vân MỤC LỤC Trang bìa Lời cảm ơn Mục lục Danh sách hình Danh sách bảng Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt Vấn Đề 1-1 1.2 Mục Tiêu Nghiên Cứu 1-2 1.3 Nội Dung Nghiên Cứu 1-2 1.4 Khu Vực Thiết Kế 1-3 1.5 Cấu Trúc Thuyết Minh 1-4 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ HUYỆN CẦN GIỜ 2.1 Điều Kiện Tự Nhiên 2-1 2.1.1 Vị trí địa lý 2-1 2.1.2 Địa hình 2-3 2.1.3 Khí hậu thủy văn 2-4 2.2 Kinh Tế Xã Hội 2-8 2.2.1 Dân số 2-8 SVTH: Nguyễn Khắc Vinh 3-3 Thuyết Minh Báo Cáo Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Trần Thị Tường Vân 2.2.2 Đối tượng cung cấp nước 2-8 2.3 Hiện Trạng cấp Nước Tại huyện Cần Giờ 2-11 Chương 3: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC LỢ 3.1 Công Nghệ Lọc Nước Trao Đổi Ion 3-1 3.2 Công Nghệ Lọc Nước Thẩm Thấu Ngược 3-3 3.2.1 Khái niệm chung 3-3 3.2.2 Cơ cấu của quá trình chuyển dịch qua màng 3-4 3.2.3 Màng bán thấm hay màng lọc 3-4 3.2.4 Phân loại màng 3-7 3.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng 3-11 3.3 Công Nghệ Ứng Dụng 3-14 Chương 4: ĐẶC TÍNH NGUỒN NƯỚC CẤP VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 4.1 Đặc Tính Nguồn Nước Cấp 4-1 4.2 Lựa Chọn Phương Án Xử Lý 4-3 4.3 Các Phương Án Đề Xuất 4-6 4.3.1 Phương án 1 4-6 4.3.2 Phương án 2 4-7 4.3.3 Phương án 3 4-8 SVTH: Nguyễn Khắc Vinh 3-4 Thuyết Minh Báo Cáo Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Trần Thị Tường Vân 4.3.4 Phương án 4 4-9 Chương 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THEO PHƯƠNG ÁN 1 5.1 Dây Chuyền Công Nghệ Xử Lý 5-1 5.2 Tính Toán Các Công Trình Xử Lý 5-3 5.2.1 Công trình thu 5-3 5.2.2 Công trình điều chế hóa chất 5-7 5.2.3 Bể trộn cơ khí 5-15 5.2.4 Bể phản ứng 5-18 5.2.5 Bể lắng ngang 5-25 5.2.6 Bể lọc nhanh 5-34 5.2.7 Tính toán lọc RO và lọc chỉ 5-45 5.2.8 Khử trùng nước 5-48 5.2.9 Hồ cô đặc, nén và làm khô bùn 5-51 5.2.10 Sân phơi bùn 5-54 Chương 6: TÍNH TOÁN KINH TẾ 6.1 Tính Toán Kinh Tế Cho Phương Án 1 6-1 6.1.1 Vốn đầu tư 6-1 6.1.2 Chi phí hóa chất và năng lượng 6-4 6.1.3 Nhân công vận hành 6-6 6.1.4 Chi phí vận hành sửa chữa 6-7 6.1.5 Chi phí xử lý 6-4 Chương 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1 Kết Luận 7-1 SVTH: Nguyễn Khắc Vinh 3-5 Thuyết Minh Báo Cáo Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Trần Thị Tường Vân 8.2 Kiến Nghị 7-1 Tài liệu tham khảo. GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN Th.S TRẦN THỊ TƯỜNG VÂN NGUYỄN KHẮC VINH SVTH: Nguyễn Khắc Vinh 3-6 Thuyết Minh Báo Cáo Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Trần Thị Tường Vân DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Thống kê dân số huyện Cần Giờ trong năm 2008 2-8 Bảng 2.2 Ước tính dân số của huyện Cần Giờ từ năm 2007 đến 2025 2-9 Bảng 2.3 Số lượng nước tiêu thụ của các khu vực thuộc huyện Cần Giờ trong 6 tháng đầu năm 2005 2-12 Bảng 3.1 Chất lượng nước sau khi lọc bằng màng UF 3-6 Bảng 4.1 Kết quả xét nghiệm số N:4526 ngày 27/1/2005 của viện Pasteur TP.HCM 4-1 Bảng 4.2 Các Phương án: Bể lắng, tuyển nổi, lọc 4-3 Bảng 4.3 Các loại bể lắng 4-3 Bảng 4.4 Hàm lượng DO bão hòa trong nước sạch ở áp suất 1 atm phụ thuộc vào nhiệt độ 4-4 Bảng 4.5 Các phương pháp xử lý Ca 2+ ; Mg 2+ : Bằng vôi, Vôi và sôda, Trao đổi ion 4-5 Bảng 4.6 Các phương pháp xử lý muối: trao đổi ion; điện phân; chưng cất và lọc qua màng bán thấm 4-6 Bảng 5.1 Thông số thiết kế và vận hành công trình thu nước ven bờ 5-6 Bảng 5.2 Những thông số thiết kế của các thiết bị điều chế hóa chất 5-15 Bảng 5.3 Các thông số thiết kế và vận hành bể trộn cơ khí 5-17 Bảng 5.4 Các thông số thiết kế và vận hành bể phản ứng cơ khí 5-24 Bảng 5.5 Thông số thiết kế và vận hành bể lắng ngang 5-33 Bảng 5.6 Thông số thiết kế và vận hành bể lọc nhanh 5-43 Bảng 5.7 Thông số thiết kế và vận hành trạm lọc RO 5-48 Bảng 5.8 Thông số kĩ thuật và vận hành của bể tiếp xúc khử trùng 5-51 Bảng 5.9 Thông số thiết kế và vận hành hồ cô đặc, nén bùn và làm khô bùn 5-53 Bảng 5.10 Thông số thiết kế và vận hành sân phơi bùn 5-55 Bảng 6.1 Chi phí cho việc xây dựng và đầu tư máy móc thiết bị 6-1 Bảng 6.2 Thống kê chi phí nhân công vận hành 6-6 DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1 Bản đồ huyện Cần Giờ 1-3 SVTH: Nguyễn Khắc Vinh 3-7 Thuyết Minh Báo Cáo Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Trần Thị Tường Vân Hình 3.1 Trao đổi ion 3-1 Hình 3.2 Chu trình vận hành bộ trao đổi ion 3-2 Hình 3.3 Nước từ nơi sạch đến nơi có nồng độ muối cao hơn 3-3 Hình 3.4 Áp suất cao đẩy nước qua màng, đến nơi tinh khiết 3-3 Hình 3.5 Màng lọc dạng sợi rỗng 3-5 Hình 3.6 Màng lọc kiểu dạng xoắn 3-6 Hình 3.7 Màng lọc kiểu tấm 3-7 Hình 3.8 Màng lọc kiểu ống 3-7 Hình 3.9 Một đoạn màng UF (dày 0,2mm) 3-8 Hình 3.10 Các loại tạp chất không qua dược lỗ lọc, bị dòng nước rửa trôi trên bề mặt màng và thải ra ngoài 3-10 Hình 3.11 So sánh kích thước lỗ của các loại màng lọc 3-10 Hình 3.12 Hiện tượng phân cực nồng độ 3-12 Hinh 3.13 Ảnh hưởng của nhiệt độ trong khả năng thu hôi nước sạch và lượng chất bẩn tuần hoàn 3-12 Hình 3.14 Ảnh hưởng của áp suất của lưu lượng nước sạch qua màng và lượng chất bẩn tuần hoàn qua màng RO 3-13 Hình 3.15 Ảnh hưởng pH và nồng độ muối đến lượng nước sạch qua màng 3-14 Hình 3.16 Máy lọc nước NR.O - 912H 3-14 Hình 3.17 Máy lọc nước siêu tinh khiết Manifold NSF RO 3-15 Hình 3.18 Thiết bị lọc RO công nghiệp 3-16 Hình 4.1 Sơ lược quy trình xử lý theo phương án 1 4-6 Hình 4.2 Sơ lược quy trình xử lý theo phương án 2 4-7 Hình 4.3 Sơ lược quy trình xử lý theo phương án 3 4-8 Hình 4.4 Sơ lược quy trình xử lý theo phương án 4 4-9 Hình 5.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý tại nhà máy theo phương án 1 5-1 Hình 5.2 Vỏ và lõi lọc chỉ 5-45 SVTH: Nguyễn Khắc Vinh 3-8 Thuyết Minh Báo Cáo Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Trần Thị Tường Vân Hình 5.3 Môdun lọc RO 5-48 SVTH: Nguyễn Khắc Vinh 3-9 Thuyết Minh Báo Cáo Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Trần Thị Tường Vân Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1ĐẶT VẤN ĐỀ - Nước không chỉ là yếu tố để duy trì sự sống mà còn là yếu tố quan trọng quyết định đến sức khoẻ con người vì nước là môi trường trung gian, chuyển tải các loại vi khuẩn, vi rút, ký sinh trùng gây bệnh. Tại các vùng nông thôn, hiện còn gần 50% số hộ gia đình chưa được sử dụng nước sạch, gần 60% số hộ gia đình chưa có nhà vệ sinh hợp vệ sinh. Trong khi đó, tại các khu vực đô thị thì nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt là rất lớn. - Dân số tăng nhanh cùng với vấn đề an ninh lương thực và những ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đã tạo ra áp lực lớn đối với nguồn nước tự nhiên. Khí hậu nóng lên làm tan chảy các khối băng khổng lồ ở biển, làm cho mực nước ở các vùng biển sẽ cao hơn mực nước ở những con sông, nước biển xâm nhập làm cho nước sông mặn dần lên. - Từ đó, ý tưởng về một loại nước nhân tạo (Loại nước này chính là nước biển và nước ngầm lợ đã được khử muối bằng cách đảo ngược quá trình thẩm thấu) đã được hình thành. Việc nghiên cứu về loại nước đặc biệt này được kỳ vọng sẽ mang lại giải pháp hữu hiệu cho sự phát triển bền vững. - Lượng nước sạch tiêu thụ ở huyện Cần Giờ trong năm 2006 là 1,3triệu m 3 . Lượng nước này tăng đều 10% qua mỗi năm. Nếu căn cứ theo qui định mỗi người được hưởng lượng nước tối thiểu 32m 3 /năm, với dân số khoảng 69.000 người thì người dân Cần Giờ phải được cung cấp hơn 2,2triệu m 3 /năm. Tuy nhiên, hiện lượng nước cung cấp cho huyện Cần Giờ được Công ty Dịch vụ công ích Cần Giờ thống kê chỉ 1,6triệu m 3 /năm. Bên cạnh đó, Cần Giờ thuộc khu vực phân bố của Tầng Holocen có bề dày lớn, Tầng Holocen nhiễm mặn sâu và lan tỏa, tác động đến các tầng khác theo hướng SVTH: Nguyễn Khắc Vinh 3-10 [...]... dân gặp rất nhiêu khó khăn - Việc xử lý nước bị nhiễm mặn, nhiễm phèn để cung cấp nước sạch nhằm nâng cao chất lượng đời sống của người dân tại Cần Giờ là vấn đề mang tính cấp bách và lâu dài 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý nước lợ thích hợp cho việc thiết kế hệ thống cấp nước cho huyện Cần Giờ Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho huyện Cần Giờ , để tạo một môi trường sinh... do nước bị nhiễm bẩn hoặc do thiếu nước 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Khảo sát thực tế, thu thập thông tin về điều kiện tự nhiên, dân số, bản đồ, của huyện Cần Giờ Xác định thành phần nguồn nước cần xử lý như: độ đục, độ màu, pH, TDS, nitrat, clorua, sắt, canxi (Ca)… Nghiên cứu các công nghệ xử lý nước lợ để áp dụng Tính toán thiết kế nhà máy xử lý nước Đánh gía tính khả thi việc thiết kế công nghệ xử lý. .. VỰC THIẾT KẾ Hình 1.1 Bản đồ huỵện Cần Giờ SVTH: Nguyễn Khắc Vinh 3-12 Thuyết Minh Báo Cáo Tốt Nghiệp GVHD: ThS Trần Thị Tường Vân 1.5 CẤU TRÚC THUYẾT MINH Chương 1: Giới thiệu chung Chương 2: Tổng quan về huyện Cần Giờ Chương 3: Công nghệ xử lý nước lợ Chương 4: Đặc tính nguồn nước cấp và Lựa chọn phương án xử lý Chương 5: Tính toán – Thiết kế theo phương án 1 Chương 6: Tính toán kinh tế Chương 7: Kết... tinh khiết là 1 triệu USD Toàn bộ thiết bị máy móc do tập đoàn Severn Trent Services của Mỹ cung cấp, đây là một tập đoàn lớn nhất Hoa Kỳ và đứng đầu thế giới về xử lý nước Nước sau xử lý đã được cơ quan chức năng kiểm nghiệm cho kết quả đảm bảo tiêu chuẩn nước sinh hoạt Ngoài ra, hàng tháng công ty sẽ cho kiểm nghiệm mẫu nước sau xử lý định kỳ Sau khi hoàn thành, công ty Đặng Đoàn Nguyễn sẽ bước vào... dụng cho sinh hoạt tiêu dùng và sản xuất được vận chuyển bằng đường thủy cho đến ngày 13/6/2008, Công ty cổ phần Đặng Đoàn Nguyễn đã tiến hành khởi công xây dựng nhà máy xử lý nước sạch đầu tiên tại xã Tam Thôn Hiệp, huyện Cần Giờ Nhà máy chính thức hoạt động vào sáng 8/8/2008 Đây là nhà máy xử lý nước lợ thành nước sạch đầu tiên ở Tp HCM Nhà máy sử dụng công nghệ lọc thẩm thấu ngược từ nguồn nước. .. chỉnh phương án cấp bù giá nước sạch cung cấp cho huyện Cần Giờ đơn giá cung cấp 1m3 nước được ấn định thống nhất trên địa bàn như sau: - Nước sử dụng sinh hoạt: 5.000 đ/m3 - Nước sử dụng cho sản xuất: 7.300 đ/m3 - Nước sử dụng cho kinh doanh thương mại, dịch vụ: 9.800 đ/m3 Từng bước nhu cầu sử dụng nước sạch của người dân càng cao hiện tại đạt tỉ lệ 88,26% tổng dân số trên địa bàn sử dụng nước sạch (58.031... khuẩn, kiểm chuẩn; - Cung cấp nước Toàn bộ lượng nước của nhà máy sẽ được Công ty Dịch vụ công ích Cần Giờ mua lại và phân phối cho người dân Chương 3 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC LỢ Trên thế giới, các nhà khoa học đã nghiên cứu thành công các phương pháp khử muối trong nước biển và khử mặn trong nước lợ để tìm giải pháp cho tình trạng thiếu nước ngọt hiện nay Một số phương pháp khử mặn được nhắc đến là: trao đổi... ước tính 600 hs/trường Toàn huyện có 7 trường N = 600.7 = 4200 người - Trường phổ thông: ước tính 700 hs/trường Toàn huyện có 7 trường THCS và 2 trường THPT N = 700.9 = 6300 người - Theo hướng phát triển, huyện dự tính sẽ xây một trường Đại học với quy mô 5.000 sinh viên c Bệnh viện Toàn huyện có: Bệnh viện huyện Cần Giờ tại thị trấn Cần Thạnh và Trung tâm y tế Bình Khánh tại xã Bình Khánh d Khu công. .. sông Lòng Tàu, với công suất xử lý 5.300 m3/ngđ Tại nhà máy còn có dây chuyền sản xuất nước uống đóng chai và đóng bình, với công suất 6.000 chai và 200 bình /giờ Tháng 8/2008 thiết bị nhà máy đóng chai đã được chuyển lên tàu từ Mỹ về Việt Nam và khoảng tháng 9/2008 thì đi vào sản xuất nước uống tinh khiết Tổng giá trị đầu tư nhà máy nước sạch là 8,5 triệu USD và nhà máy lọc - đóng chai nước tinh khiết... 2.2 được tính như sau: (Dân số năm n) x 2,16% + (Dân số năm n+1) = Dân số năm n+1 - Huyện Cần Giờ là một huyện đang phát triển do đó tốc độ gia tăng trung bình trên chưa tương ứng, có thể sẽ nhiều hơn do lượng người nhập cư ở nơi khác đến Phải tính toán cho trường hợp xấu nhất nên ta ước tính đến năm 2025 dân số toàn huyện là 110.000 người b Trường học - Mẫu giáo: ước tính 200 hs/trường Toàn huyện có