TIỂU LUẬN CẤP NƯỚC 1 TIỂU LUẬN CẤP NƯỚC 1 MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THỊ TRẤN XUÂN LỘC 5 1.1 Hiện trạng và điều kiện tự nhiên 5 1.2 Hiện trạng phát triển kinh tế xã hội 5 1.3 Hiện trạng hệ thống cấp nước 6 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 7 2.1 Tổng quan về các nuồn nước dùng để cấp nước 7 2.2 Ưu và nhược điểm khi sừ dụng nước ngầm 8 2.3 Các phương pháp xử lý nước ngầm 9 2.4 Kỹ thuật và công nghệ xử lý nước ngầm 10 Chương 3: CƠ SỞ LỰA CHỌN QUI TRÌNH XỬ LÝ 17 3.1 Thành phần tính chất nước ngầm 17 3.2 Các công nghệ trong và ngoài nước 18 3.3 Các quy trình xử lý nước ngầm tiêu biểu tại Khu Xuân Thành 22 3.4 Tính toán thiết kế các công trình đơn vị 24 3.5 Tính giá thành xử lý 1 m3 nước 44 2 MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài Nước là nhu cầu tất yếu của mọi sinh vật. Không có nước cuộc sống trên trái đất không thể tồn tại được. Hàng ngày trung bình mọi người cần từ 3-10 lít đáp ứng cho nhu cầu ăn uống và sinh hoạt hằng ngày. Trong sinh hoạt nước cấp dùng đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ăn uống, vệ sinh, cac họat động giải trí, và cac họat động công cộng như cứu hỏa, phun nước, tưới đường…còn trong công nghiệp, nước cấp được dùng cho quá trình làm lạnh, sản xuất thực phẩm như đồ hộp, nước giải khát, rượu… Hầu như mọi ngành công nghiệp đều sử dụng nước cấp như là một nguồn nguyên liệu không gì thay thế được trong sản xuất. Tùy thuộc vào mức độ phát triền công nghiệp và mức sinh hoạt cao thấp của mọi cộng đồng mà nhu cầu về nước cấp với số lượng và chất lượng khác nhau. Ngày nay với sự phát triển của công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số nguồn nước càng ngày bị ô nhiễm và cạn kiệt. … Vì thế con người cần phải biết cách xử lý các nguồn nước cấp đề đáp ứng cả về chất lượng lẫn số lượng cho sinh hoạt hằng ngày và sản xuất công nghiệp. 2 Mục tiêu của đề tài Xây dựng một qui trình xử lý nước ngầm đáp ứng được về số lượng và chất lượng phục vụ nhu cầu của người dân quanh vùng. 3 Nội dung của đề tài Nêu lên cơ sở lý thuyết của quá trình xử lý nước ngầm sau đó đưa ra một số qui trình xử lý nước, nêu ưu nhược điểm của từng qui trình rồi lựa chọn một qui trình thích hợp, rồi tính toán tính kinh tế của qui trình đã lựa chọn. 4 Phương pháp nghiên cứu Đề tài hình thành dựa trên phương pháp thu thập tài liệu, tính toán thiết kế, phân tích, tổng hợp các số liệu. 5 Nhu cầu kinh tế của xã hội 3 Hiện nay nhu cầu dùng nước sạch của người dân ngày càng tăng cao, đáp ứng nhu cầu đó các nhà máy xử lý nước cấp lần lượt ra đời. Huyện Long Khánh theo khảo sát là một vùng có trữ lườn nước ngầm khá lớn, chất lượng nước đạt tiêu chuẩn chất lượng nước ngầm. Do đó chỉ cần xử lý sơ bộ chúng ta có thể đưa vào mạng lưới cấp nước cho người dân sử dụng. Quy trình được thiết kế trong nước nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng nước đạt tiêu chuẩn và giá thành xử lý có thể chấp nhận được. 6 Giới hạn của đề tài: Xây dựng quy trình xử lý nước ngầm công suất 1000 m 3 /ngày.đêm phục vụ cho khu dân cư Xuân Thành- huyện Xuân lộc – Đồng Nai. 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THỊ TRẤN XUÂN LỘC 1.1 Hiện trạng và điều kiện tự nhiên Tổng diện tích đất tự nhiên của thị trấn Xuân Lộc là 15.000 ha, chia làm năm khu vực: Khu Xuân An: 124 ha Khu Xuân Bình: 215 ha Khu Xuân Hòa: 371 ha Khu Xuân Trung: 130 ha Khu Xuân Thành: 624 ha Đất thị trấn có địa hình miền trung du cao, không bị ngập lụt, độ cao bình quân 125-150 m. Khí hậu: Nhiệt độ dao động từ 24 – 27 0 Độ ẩm trung bình 83 %, thấp nhất 47% Lượng mưa trung bình năm 2185 mm, cao nhất 2894, thấp nhất 1361 Hướng gió chủ đạo: mùa mưa là Tây Nam, mùa khô là Đông Bắc. Thủy văn và địa chất thủy văn: trên địa bàn thị trấn có ba con suối. Vào mùa khô hằng năm các con suối đều cạn kiệt.Nước giếng có độ sâu 35-50 m, công suất của các giếng nước là 40-60 m 3 /h. 1.2 Hiện trạng phát triển kinh tế xã hội Tình hình kinh tế: Sản xuất công nghiệp:trên thị trấn Xuân Lộc hình thành 13 cơ sở sản xuất tập trung chủ yếu vào các ngành xây dựng , chế biến, cơ khí, sản xuất hàng tiêu dùng.Thị trấn Xuân Lộc đã và đang có nhiều nhà đầu tư nước ngoài đến thăm dò và đặt vấn đề hợp đồng. 5 Nông nghiệp: thị trấn Xuân Lộc có 915 ha đất sử dụng vào nông nghiệp chủ yếu là đất trồng các cây công nghiệp: cao su, cà phê, điều… Giao thông: đường quốc lộ 1A có chiều dài 3km nằm trong phạm vi thị trấn về phía tây.ngoài ra còn có quốc lộ 20 trên tỉnh lộ 2, chiều dài 41.100m. Tình hình dân số: Theo điều tra dân số 01-04-1992 thị trấn có 42.000 ngưoiừ, tỷ lệ sinh đẻ 3,69%, tỷ lệ tử vong 1,3%, tỷ lệ tăng tự nhiên 2,39%. Mật độ dân cư phân bố không đều, đông nhất là khu Xuân An, thấp nhất là khu Xuân Thanh. 1.3 Hiện trạng hệ thống cấp nước Nguồn nước: Nước mặt: lưu lượng nhỏ và cạn kiệt vào mùa khô, nếu ta đắp đập để chứa nước, xử lý cung cấp sinh hoạt thì giá thành rất cao, không đảm bảo. Nước ngầm: trữ lượng lớn, lưu lượng mỗi giếng đạt từ 40-50 m 3 /h với chiều sâu trung bình từ 60-100 m, hiện nay mạng lưới cấp nước của thị trấn đang sử dụng nứớc ngầm từ các giếng khoan. Vì vậy tiếp tục khai thác nước ngầm làm nguồn nước cung cấp cho thị trấn. Mạng lưới cấp nước của thị trấn được xây dựng từ năm 1962-1977 đã sữa chữa một số phần khu vực suối Cái, khu vực gần sông Hòa Bình. Ống cấp nước thị trấn hầu hết là ống Dioo-iso; có một số ống thép và một số ống Fibrô xi măng, đã bị hư hoặc hở, mối nối do chấn động các laọi xe cơ giới. Hiện nay có khoảng 10.360 m loại d= 100 mm; 4.780 m loại d=150. Có khoảng 3000 m ống nhánh cấp nước vào nhà và hơn 3000 đồng hồ đo nước tại D15. Qua năm tháng đường dược mở rộng, phần lớn ông nằm trong lòng đường được mở rộn, một số ống bị hư bể, rò rĩ do bị chiến tranh. Các van khóa quản lý trên mạng rất ít,nên khi có sự cố xảy ra phải ngưng cấp nước trên toàn bộ thị trấn, trên toàn mạng lưới có 4 họng cứu hỏa được lấy trực tiếp trên mạng lưới. Hiên nay dân số được cấp nước trên toàn thị trấn khoảng 40% dân cư, theo số liệu của xí nghiệp nước Long Khánh đến tháng 10-1993, toàn bộ các hộ sử dụng nước 6 từ xí nghiệp được lấp đông hồ 100% nhưng tỷ lệ thất thoát đến 40 %, có tháng đến 50 % chứng tỏ đã bị rò rĩ rất nhiều. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan về các nuồn nước dùng để cấp nước Để cung cấp nước sạch có thể khai các nguồn nước thiên nhiên (thường gọi là nước thô) từ nước mặt nước ngầm và nước biển. Nước mặt: bao gồm các nguồn nước trong các ao, hồ, đầm chứa, sông suối. Do kết hợp từ dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng của nước mặt là chưa hàm lựong oxy hòa tan tương đối cao Nước ngầm: được khai thác từ các tầng chưa nước dưới đất, chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào các thành phần khoán hóa và cấu trúc địa tầng mà nước ngầm thấm qua. Do vậy nước chảy qua các địa tầng chứa cát và đá granit thường ncó tính axit và chứa ít chất khoáng. Khi nước ngầm chảy qua địa tầng chứa đá vôi thì nước thường có độ cứng và độ kiềm hydrocacbonat cao. Nước biển: Nước biển thường có độ mặn rất cao (độ mặn ở Thái Bình Dương là 32 – 35 g/l). Hàm lường muối trong nước biển thay đổi theo mùa tùy thyeo vị trí địa lý như: cửa sông gần bờ hay xa bờ, ngoài ra trong nước biển còn chứa nhiều chất lơ lửng, càng gần bờ nồng độ càng tăng, chủ yếu là các phiêu sinh động thừc vật. Nước lợ: ở cửa sông và các vùng ven bờ biển, nơi gặp nhau sủa các dòng nước ngạt chảy từ sông ra, các dòng chảy từ đất liền ra hòa trộn với nước biển. Nước khoáng: Khai thác từ tầng dưới sâu nước cất hay từ các suối do phun trào từ lòng đất ra, nước có chứa một vài nguyên tố ở nồng độ cao hơn nồng độ cho phép đối với nước uống và đặt biệt có tác dụng chữa bệnh. 7 Nước chua phèn: Những nơi gần biển (ví dụ như Đồng bằng sông Cửu Long) ở nước ta thường có nước chua phèn. Nước bị nhiễm phèn do tiếp xúc với đất phèn, loại này giàu nguyên tố lưu huỳnh ở dạng sunfua hay sunfat và một vài nguyên tố kim loại như nhôm sắt. Nước mưa: nước mưa có thể xem như nước cất tự nhiên nhưng không hoàn toàn tinh khiết bởi vì nước mưa có thể bị ô nhiễm khí, bụi và thầm chí cả vi khuẩn có trong không khí. 2.2 Ưu và nhược điểm khi sừ dụng nước ngầm 2.2.1 Ưu điểm -Nước ngầm là tài nguyên thường xuyên, ít chịu ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu như hạn hán. -Chất lượng nước tương đối ổn định, ít bị biến động theo mùa như nước mặt. -Chủ động hơn trong vấn đề cấp nước cho các vùng hẻo lánh, dân cư thưa, nhất là trong hoàn cảnh hiện nay bởi vì nước ngầm có thể khai thác với nhiều công suất khác nhau. -Để khai thác nước ngầm có thể sử dụng các thiềt bị điện như bơm ly tâm, máy nén khí, bơm nhúng chìm hoặc các thiết bị không cần điện như các loại bơm tay. Ngoài ra nước ngầm còn đươc khai thác tập trung tại các nhà máy nuớc ngầm, các xí nghiệp, hoặc khai thác phân tán tại các hộ dân cư. Đây là ưu điểm nổi bật của nước ngầm trong vấn đề cấp nước nông thôn. -Giá thành xử lý nước ngầm nhìn chung rẻ hơn so với nước mặt. 2.2.2 Nhược điểm -Một số nguồn nước ngầm ở tầng sâu được hình thành từ hàng trăm, hàng nghìn năm và ngày nay nhận được rất ít sự bổ cập từ nước mưa. Và tầng nước này nói chung không thể tái tạo hoặc khả năng tái tạo rất hạn chế. Do vậy trong tương lai cần phải tìm nguồn nước khác thay thế khi các tầng nước này bị cạn kiệt. 8 -Việc khai thác nước ngầm với qui mô và nhịp điệu quá cao cũng sẽ làm cho hàm lượng muối trong nước tăng lên từ đó dẫn đến việc tăng chi phí cho việc xử lý nước trước khi đưa vào sử dụng. -Khai thác nước ngầm với nhịp điệu cao sẽ làm cho mực nước ngầm hạ thấp xuống, một mặt làm cho quá trinh nhiễm mặn tăng lên, mặt khác làm cho nền đất bị võng xuống gây hư hại các công trình xây dựng-một trong các nguyên nhân gây hiện tượng lún sụt đất. -Khai thác nước ngầm một cách bừa bãi cũng dễ dẫn tới tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngầm. 2.3 Các phương pháp xử lý nước ngầm Về nguyên tắc nước chứa hàm lượng tạp chất ở dạng nào lớn hơn giới hạn cho phép thì phải xử lý trước khi đem sử dụng. Cho đến nay người ta xử lý nước theo các phương pháp sau: a. Phương pháp cơ học Nước từ nguồn được bơm cấp 1 phun qua giàn mưa thành những tia nhỏ để ôxy của không khí tác dụng với Fe 2+ thành Fe 3+ . Nước dàn mưa được dẫn đi lắng lọc ở các bể lọc chứa chất lọc (cát, đá, than hoạt tính…) b. Phương pháp hóa học Là phương pháp dùng hóa chất, các phản ứng hóa học trong quá trình xử lý nước. Nếu nước có độ đục lớn chứng tỏ chứa nhiều chất hữu cơ và sinh vật phù du thì dùng phèn và chất tạo keo tụ để ngưng tạp chất. Nước chứa nhiều ion kim loại (độ cứng lớn) xử lý bằng vôi, sôđa hoặc dùng phương pháp trao đổi ion. Nước chứa nhiều độc tố H 2 S xử lý bằng phương pháp oxy hóa, clo hóa, phèn. Nước chứa nhiều vi khuẩn thì phải khử trùng bằng các hợp chất chứa clo, ozon. 9 Nước chứa Fe thì oxy hóa Fe 2+ bằng oxy không khí (làm thóang giàn mưa) hoặc dùng chất oxy hóa để xử lý… Độ kiềm của nước nhỏ làm cho quá trình keo tụ khó khăn, nước có mùi vị thì phải kiềm hóa bằng amoniac (NH 3 ). Sau khi cacbon hóa, clo hóa sơ bộ rồi thêm KMnO 4 . Nước có nhiều oxy hòa tan thì phải xử lý bằng cách dùng các chất khử để liên kết oxy. Đó là hydrazin, natrithisunfat… Nhìn chung các phương pháp xử lý hóa học thường đạt năng suất và có hiệu quả cao. c. Phương pháp vi sinh Trên thế giới hiện nay phương pháp xử lý nước bằng vi sinh đang được nghiên cứu và có một số nơi đã áp dụng. Trong phương pháp này một số chủng loại vi sinh đặc biệt đã được nuôi cấy và được đưa vào trong quá trìng xử lý nước với liều lượng rất nhỏ nhưng đạt hiệu quả cao. Tuy nhiên cho đến nay những kết quả nghiên cứu của phương pháp này chưa được công bố rộng rãi. Tùy thuộc vào nguồn nước làm nguyên liệu cho các lãnh vực khác nhau mà ngườt ta đã sử dung cac phương pháp khác nhau để xử lý nước cấp cho lãnnh vực đó. Thông thường thì người ta kết hợp cả 2 phương pháp cơ học và hóa học để xử lý nước. 2.4 Kỹ thuật và công nghệ xử lý nước ngầm 2.4.1 Các công trình thu nước ngầm Giếng khoan Giếng khoan là công trình thu nước ngầm mạch sâu với công suất trung bình và lớn, có độ sâu vài chục đến vài trăm mét và đường kính giếng phụ thuộc vào lưu lượng cần khai thác. Giếng khoan gồm có: giếng khoan hoàn chỉnh (khoan tới lớp cách nước) và giếng khoan không hoàn chỉnh (khoan lưng chừng đến lớp 10 [...]... lý nước ngầm tại Town of Normal 20 Quy trình làm mềm nước (USA) 21 3.3 Các quy trình xử lý nước ngầm tiêu biểu tại Khu Xuân Thành Qui trình 1: Xả cặn Lắng nước rửa lọc Nước ngầm làm thoáng Lọc Tiếp xúc khử trùng cấp nước Nguồn nước bơm từ giếng lên được đưa qua công trình làm thoáng ngằm mục đích khử sắt và mangan có trong nguồn nước Sau đó nước được tiếp tục đưa qua bể lọc để làm trong – khử màu nước, ... loại B Qui trình 3: dùng xử lý nước ngầm có hàm lượng sắt cao ( 4 – 10 mg/l) phèn Nước ngầm Làm thoáng Clo Lắng Hồ chứa nước rửa 23 Lọc Bể ổn định nước cấp nước Xả cặn ` Nước bơm từ giếng lên được đưa qua hệ thống làm thoáng tự nhiên bằng dàn mưa Tiếp tục nước được đưa qua bể lắng cùng với dung dịch phèn, sau công đoạn này hàm lượng sắt trong nước giảm từ 60 – 75 % Sau đó nước được đưa qua bể lọc với... bể lắng Sau quá trình lọc nước được đưa vào bể ổn định nước, dung dịch clo được đưa vào trên đường ống dẫn đến bể ổn định nước nhằm khử trùng Nước rửa lọc được đẫn đén hồ chứa nước rửa, tại đây quá trình lắng xảy ra Cặn thu được từ bể lắng và hồ chứa nước rửa được xả ra ngoài Ưu điểm: chất lượng nước đầu ra tốt đủ tiêu chuẩn đưa vào mạng lưới cấp nước, thích hợp cho nguồn nước ngầm có hàm lượng sắt... nhằm ổn định nước trước khi đưa vào mạng lưới cấp nước Cặn từ bể lắng theo đường ống ra hồ nén cặn Nước từ quá trình rửa lọc được đưa qua bể lắng nước rửa lọc, lượng nước sau khi lắng được tuần hoàn trở lại vào bể keo tụ tạo bông Ưu điểm: hiệu quả khủ sắt cao, tận dụng được lượng nước rửa lọc, vận hành đơn giản Nhược điểm: chi phí xây dựng cao, chỉ thích hợp cho nguồn nước ngầm có chất lượng nước đạt tiêu... lọc gió nước kết hợp Khi lọc: nước được dẫn từ bể lắng sang, qua máng phân phối vào bể lọc, qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nước trong và đưa về bể chứa nước sạch Khi rửa: nước rửa do bơm cung cấp, qua hệ thống phân phối nước rửa lọc, qua lớp sỏi đỡ, các lớp vật liệu lọc và kéo theo các cặn bẩn tràn vào máng thu nước rửa ở giữa chảy về cuối bể và xả ra ngoài theo mương thoát nước Quá... sau công đoạn lọc nước được dẫn vào bể tiếp xúc khử trùng và đưa vào mạng lưới cấp nước Lượng nước rửa lọc sẽ được dẫn qua bể lắng nước rửa lọc , theo chu kì cặn được xả ra ngoài Ưu điểm: quy trình đơn giản, vốn đầu tư thấp, thích hợp cho những nguồn nước ngầm tương đối sạch 22 Nhược điểm: tuy nhiên quy trình trên chỉ sử dụng cho nguồn nước ngầm có chất lượng loại A, đối với các nguồn nước nhiễm sắt cao... trình trên chất lượng nước ra sẽ không đảm bảo chất lượng Qui trình 2: phèn Clo nước ngầm Trộn Keo tụ tạo bông Lắng Lọc Tiếp xúc khử trùng cấp nước Xả cặn ra hồ nén cặn Lắng nước rửa lọc Nước bơm từ giếng lên được vào bể trộn, dung dịch phèn cũng được đưa vào bể để tiến hành quá trình trộn Sau đó nước được đưa qua bể keo tụ tạo bông, tiếp tục qua bể lắng, bể lọc và cuối cùng nước được đưa vào bể tiếp... nhà máy nước bằng các thiết bị đặc biệt, hoạt động theo nguyên lý phóng điện qua không khí 16 Chương 3: CƠ SỞ LỰA CHỌN QUI TRÌNH XỬ LÝ 3.1 Thành phần tính chất nước ngầm 3.1.1 Khái niệm Nước ngầm( nước dưới đất) là nước được hình thành do nước mưa thấm qua các lớp đất đá trong lòng đất và được giữ lại ở các tầng chứa nước bên dưới bề mặt đất ở các độ sâu khác nhau 3.1.2 Phân loại Có 2 loại: -Nước ngầm... nơi nước ngầm còn có độ cứng khá cao, đôi khi còn bị nhiễm nitrat, nhiễm mặn, asen… 3.1.4 Đặc tính của nguồn nước tại Xuân Lộc pH: 6,8 Độ oxy hóa: 0,4 Độ cứng tòan phần: 8 (mg/l) Nitrit: 0 Nitrat: 0 Sắt tổng: 8mg/l Amoni: 0 3.2 Các công nghệ trong và ngoài nước 3.2.1 Các nghiên cứu trong nước Một số quy trình xử lý nước ngầm có hàm lượng sắt cao: 18 19 3.2.2 Các nghiên cứu ngoài nước Qui trình xử lý nước. .. giàn mưa Sàn thu nước: được đặt dưới đáy giàn mưa, có độ dốc 0,02 về phía ống dẫn nước sau khi làm thoáng Sàn thu được làm bằng bêtông cốt thép Hệ thống thu nước và xả cặn: ống thu đặt ở mặt đáy sàn thu nước, cao hơn mặt đáy sàn 0,2 m nhằm ngăn cặn bẩn không theo dòng nước vào các công trình sau.vận tốc dòng nước theo quy phạm từ 1-1,5 m/s, chọn vận tốc này là 1m/s.diện tích ống dẫn nước là: 25 Q 1000 . các nuồn nước dùng để cấp nước Để cung cấp nước sạch có thể khai các nguồn nước thiên nhiên (thường gọi là nước thô) từ nước mặt nước ngầm và nước biển. Nước mặt: bao gồm các nguồn nước trong. TIỂU LUẬN CẤP NƯỚC 1 TIỂU LUẬN CẤP NƯỚC 1 MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THỊ TRẤN XUÂN LỘC 5 1.1 Hiện trạng và điều. trạng hệ thống cấp nước Nguồn nước: Nước mặt: lưu lượng nhỏ và cạn kiệt vào mùa khô, nếu ta đắp đập để chứa nước, xử lý cung cấp sinh hoạt thì giá thành rất cao, không đảm bảo. Nước ngầm: trữ