ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP BỘ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG TÊN ĐỒ ÁN: “XỬ LÝ NƯỚC MẶT LÀM NƯỚC CẤP SINH HOẠT CÔNG SUẤT 2500M 3 / NGÀY ĐÊM” Họ và tên sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Minh Phương Lớp : CĐ10CM3 Mã sinh viên: CC01004079 Giảng viên hướng dẫn: ThS. Vũ Thị Mai 1 SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị Mai ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Hà Nội – 10/2013 PHẦN I: LỰA CHỌN DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 1.1. Đánh giá chất lượng nước thô và yêu cầu chất lượng nước sau xử lý 5 1.1.1.Đặc điểm chung của nước mặt 5 1.1.2.Đánh giá chất lượng nước 5 1.2. Đề xuất sơ đồ công nghệ 6-7 1.3. Thuyết minh quy trình 7-8 1.3.1. Phương án 1 7 1.3.2. Phương án 2 8 1.4. So sánh 2 phương án 8 PHẦN II: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ 2.1. Công trình thu 9-11 2.1.1. Song và lưới chắn rác 9-11 a. Song chắn rác 9-10 b) Lưới chắn rác 10-11 2.1.2 Trạm bơm 11 2.2. Tính toán hóa chất keo tụ và thiết bị pha trộn phèn 11 2.2.1. Xác định liều lượng phèn đưa vào keo tụ 11-12 2.2.2. Kiểm tra độ kiềm của nước 12-13 2.2.3. Bể hòa trộn phèn 13 2.2.4. Bể tiêu thụ 14 2.2.5 Tính toán lưu lượng gió 14-15 2.3.Bể trộn phèn cơ khí 15-16 2 SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị Mai ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP 2.4. Bể tạo bông 16-17 2.5. Bể lắng đứng 17-19 2.6. Bể lọc nhanh 19-22 2.7. Khử trùng nước 22-23 2.8. Bể chứa nước sạch 23 2.9. Bể lắng nước rửa lọc 24-25 2.10. Bể lắng bùn và thiết bị nén bùn 25 2.11. Tính toán diện tích mặt bằng các công trình phụ 25-26 Tài liệu tham khảo 27 3 SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị Mai ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP BÁO CÁO ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh Phương Lớp : CD10CM3 Họ và tên giảng viên hướng dẫn: ThS Vũ Thị Mai 1. Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong hệ thống xử lý nước cấp theo các số liệu dưới đây: - Nguồn nước: Mặt - Công suất cấp nước: 2500m 3 /ngày đêm - Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước: QCVN 02:2009/BYT Chỉ tiêu Đơn vị đo Nước nguồn QCVN 02:2009 Nhiệt độ 0 C - pH - 6,3 6,5 – 8,0 Độ màu TCU 129 15 Xử lý Độ đục NTU 230 5 Xử lý Độ kiềm mg/l 65 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 140 - Xử lý TSS mg/l 240 - Xử lý Hàm lượng sắt tổng số mg/l 27 0,5 Xử lý Hàm lượng amoni mg/l - 1,5 Hàm lượng mangan tổng số mg/l 0,3 0,5 2- Thể hiện các nội dung nói trên vào : - Thuyết minh 4 SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị Mai ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP - Bản vẽ sơ đồ công nghệ - Bản vẽ tổng mặt bằng khu xử lý PHẦN I: LỰA CHỌN DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 1.1. Đánh giá chất lượng nước thô và yêu cầu chất lượng nước sau xử lý 1.1.1. Đặc điểm chung của nước mặt: Nước là một nhu cầu thiết yếu đảm bảo sự sống của con người và các sinh vật trên trái đất. Việt Nam là một trong những quốc gia có hệ thống sông ngòi dày đặc. Bao gồm các nguồn nước trong các ao, đầm, hồ chứa, sông suối. Do kết hợp từ các dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng cơ bản của nước mặt là: - Chứa khí hòa tan đặc biệt là ôxy. - Chứa nhiều chất rắn lơ lửng, riêng trường hợp nước trong các ao đầm, hồ do xảy ra quá trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng còn lại trong nước có nồng độ tương đối thấp và chủ yếu ở dạng keo. - Có sự hiện diện của nhiều loại tảo. - Có hàm lượng chất hữu cơ cao - Có chứa nhiều vi sinh vật 1.1.2.Đánh giá chất lượng nước: Dựa vào các số liệu đã có trên bảng, so sánh chất lượng nước thô và QCVN 02:2009/ BYT ta thấy nguồn nước có các chỉ tiêu sau đây chưa đảm bảo yêu cầu: - Độ màu cao gấp gần 8.6 lần → cần xử lý - Độ đục cao gấp 46 lần → cần xử lý - Hàm lượng sắt tổng số gấp 54 lần → cần xử lý - Hàm lượng tổng chất rắn hòa tan và TSS cao → dùng phèn để xử lý - Công suất trạm nhỏ Q = 2500 m 3 /ngày đêm nên ta dùng Lắng trong có lớp cặn lơ lửng – Lọc nhanh, hoặc lắng đứng – lọc nhanh 5 SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị Mai ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP - Do có dùng phèn nên trong dây chuyền công nghệ phải có thêm công trình trộn và phản ứng. - Do yêu cầu chất lượng nước sau xử lý dùng để cung cấp phục vụ cho mục đích ăn uống và sinh hoạt nên cần được khử trùng bằng Clo 1.2. Đề xuất sơ đồ công nghệ Theo chất lượng nước nguồn thì phương án xử lý được đề ra là:  Phương án 1: Phèn Clo Hình 1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp (nguồn nước mặt) 6 SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị Mai Trạm bơm Bể trộn cơ khíSong chắn rácNước nguồn Bể chứa nước sạch Trạm bơm Bể lọc áp lực Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng Mạng lưới sử dụng ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP  Phương án 2: Phèn Clo Hình 2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp (nguồn nước mặt) 1.3. Thuyết minh quy trình 1.3.1. Phương án 1 Nước từ nguồn sẽ được bơm lên trạm, tại miệng thu của bơm có đặt một song chắn rác để giữ lại những vật rắn trôi nổi trong nước tránh làm rác mắc vào bơm làm cháy bơm. Sau đó nước được bơm tới bể trộn cơ khí. Tại bể trộn cơ khí, tại đây dung dịch phèn đã được pha ở các thiết bị pha chế phèn được cấp vào và được khuấy trộn đều với nước giúp cho quá trình tạo bông diễn ra nhanh hơn và đều hơn, nhằ mục đích đạt hiệu quả xử lý cao. 7 SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị Mai Nước nguồn Bể trộn cơ khí Trạm bơm 1Song chắn rác Bể tạo bông Bể lắng đứng Bể chứa Bể lọc nhanh Trạm bơm 2 Lắng nước rửa lọc Đóng bánh Nén bùn Nguồn tiếp nhận Mạng lưới sử dụng ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Sử dụng bể trộn cơ khí với mục đích hòa trộn đều lượng phèn trước khi cho vào bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng đạt được hiệu quả tối ưu công dụng của phèn. Sau đó nước tiếp tục chảy qua bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng. Sử dụng bể lắng trong có lớp cặn lớp cặn lơ lửng vì dựa vào TCXDVN 33-2006 bể có công suất đến 3000 m 3 / ngày đêm. Sau đó nước từ kênh phân phối sẽ chảy vào bể lọc áp lực , phần cặn còn xót lại trong quá trình lắng sẽ được giữ lại ở quá trình lọc. Thay vì sử dụng bể lọc chậm ở đây ta sử dụng bể lọc áp lực để đạt được công suất mong muốn. Nước sau khi lọc xong được khử trùng bằng Clo trước khi đi vào bể chứa nước sạch . Sau đó nước sẽ được bơm rồi phân phát tới mạng lưới sử dụng. 1.3.2. Phương án 2 Cũng giống như ở sơ đồ 1 nhưng có phần khác ở chỗ sau khi phản ứng ở bể trộn, sẽ dẫn đến bể keo tụ tạo bông. Và sau đó các bông cặn sẽ được lắng ở bể lắng đứng sử dụng bể lắng đứng sẽ đạt được hiệu quả lắng cao hơn dựa theo TCXDVN 33-2006, sau đó qua bể lọc nhanh và được khử trùng bằng Clo rồi phân phát tới mạng lưới sử dụng. Nước ở quá trình nén bùn và lắng nước rửa lọc sẽ được thải ra nguồn thải theo hệ thống. ( Dựa vào bảng 1.2 – trang 15, sách Sử lý nước cấp – TS Nguyễn Ngọc Dung) 1.4. So sánh 2 phương án So sánh Phương án 1 Phương án 2 Ưu điểm - Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng xử lý nước với công suất bất kỳ. - Hiệu quả xử lý cao, tốn ít diện tích -Bể lắng đứng hoạt động ổn định, có thể hoạt động tốt khi chất lượng nước đầu vào thay đổi -Thuận lợi trong vận hành xử lý Nhược điểm - Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng nhạy cảm với sự thay đổi lưu lượng và nhiệt độ nguồn nước - Quản lý vận hành phức tạp: theo dõi thường xuyên chất lượng nước ra để thu cặn một cách hợp lý , đòi hỏi trình độ cao -Khối lượng công trình chiếm diện tích lớn để xây dựng 8 SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị Mai ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Dựa vào bảng thông số ban đầu và bảng so sánh, lựa chọn phương án 2 vì nó có nhiều ưu điểm và hiệu quả đạt được cao hơn. PHẦN II: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ 2.1. Công trình thu Tính toán công trình thu gồm có:  Song chắn rác  Lưới chắn rác  Trạm bơm Công trình thu được đặt ở bờ sông do bờ sông có độ dốc thoải, nền đất sét chắc chắn nên có thể dùng ống xiphong để thu nước, nước được dẫn từ dòng sông vào giếng thu bằng ống dẫn có D = 500mm, độ dốc về phía giếng thu là 0,01, đầu ống dẫn có song chắn rác với khoảng cách mắt song chắn là 50mm x 50mm được làm bằng thép không rỉ tiết diện tròn, trong giếng thu có lưới chắn rác với kích thước mắt lưới là 3mm x 3mm bằng thép không rỉ. 2.1.1. Song và lưới chắn rác a. Song chắn rác - Diện tích song chắn rác tại họng thu được tính theo công thức: S=. K 1 .K 2 .K 3 (m 2 ) Trong đó: + Q: là lưu lượng nước (Q=2500 m 3 /ngày đêm = 104 m 3 /h =0,0289m 3 /s) + n là số cửa thu nước, chọn n=1 + v : là vận tốc nước qua song chắn rác (Theo TCXD 33-2006 , v =(0,2-0,6) m/s chọn v=0,4 m/s) + K 1 : là hệ số co hẹp do các thanh thép K 1 = 9 SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị Mai ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Với a: Khoảng cách giữa các thanh thép (a =(40- 50 ) mm chọn a=40mm=0,04m) d: Đường kính thanh thép d = 8 (mm) + K 2 : Là hệ số co hẹp do rác bám vào song, K 2 = 1,25. + K 3 : Là hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dạng thanh thép, thanh tiết diện tròn lấy K 3 = 1,25 → (m 2 ) Với công suất Q = 2500 m 3 /ngày đêm , chọn số ngăn thu là n = 1. Ta có diện tích song chắn rác là 0,135 m 2 => chọn song chắn rác có kích thước L x B= 0.135m x 1m b) Lưới chắn rác: Chọn lưới chắn rác kiểu lưới chắn phẳng đặt trong hai ngăn chữ U gắn sát tường ngăn thu để kéo lên hạ xuống dễ dàng khi cần làm sạch. Lưới được đan bằng thép không rỉ có đường kính d = 1- 1,5 (mm). Kích thước mắt lưới là 2,5 x 2,5(mm). Mặt ngoài của lưới đặt thêm một tấm lưới nữa có kích thước mắt lưới 25 x 25 (mm). - Diện tích của lưới chắn rác được xác định theo công thức: = . K 1 . K 2 . K 3 (m 2 ) Trong đó: + Q: Là lưu lượng tính toán. Q = 0,0289 (m 3 /s). + n là số cửa thu nước, chọn n=1 + V: Là vận tốc nước qua lưới, với lưới chắn phẳng lấy V=0,2-0,4 (m/s). Ta chọn v = 0,3 (m/s). + K 2 : Là hệ số co hẹp do rác bám vào lưới. K 2 = 1,5. + K 3 : Là hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dạng, k 3 = 1,2. + K 1 : Là hệ số co hẹp do các thanh thép xác định theo công thức: 10 SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị Mai [...]... toán các công trình xử lý và phân phối nước cấp Nhà 2 3 4 5 xuất bản xây dựng- 2011 TS Nguyễn Ngọc Dung- Xử lý nước cấp Nhà xuất bản xây dựng- 2005 Giáo trình kỹ thuật xử lý nước cấp và nước thải – TS Nguyễn Phước Dân, TS Tôn Thất Lãng, Ths Nguyễn Thị Minh Sáng Nhà xuất bản bản đồ - 2007 QCVN 02:2009/BYT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt TCXD 33:2006 – Cấp nước – Mạng lưới đường... Mai GVHD:Ths Vũ Thị ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Bể lắng đứng Thời gian lưu Chiều cao Diện tích ngang của vùng lắng Bể phút M M2 2 20 4,5 50,55 2.6 Bể lọc nhanh • Tổng diện tích bể lọc của trạm xử lý là: F= m2 ( Theo TCXD 33:2006) Trong đó: Q- Công suất hữu ích của trạm, m3 /ngày Q =2500m3/ ngày đêm T- Thời gian làm việc trong trạm một ngày đêm (h) T=24h Vtb- Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường... Vũ Thị ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Chiều cao Chiều dài Chiều rộng m m m 5,5 10,7 7 2.9 Bể lắng nước rửa lọc Nước sau rửa lọc được đưa vào bể lắng nước rửa lọc tại đây các cặn lắng được lắng và đưa sang bể nén bùn Phần nước thải bỏ được đưa vào hệ thống thoát nước chung của nhà máy Lượng nước rửa lọc của bể lắng vào bể lắng nước rửa lọc là: Qrl= = = 306,75 (m3 /ngày đêm) Hàm lượng cặn: W= = = 30(kg/ ngày đêm)... với nước cần lắp đặt một thiết bị chuyên dụng là Clorator 2.8 Bể chứa nước sạch Nước sau khi được khử trùng sẽ được dẫn vào bể chứa nước sạch - Chức năng của bể chứa nước sạch: điều hòa lưu lượng giữa trạm bơm cấp 1 và trạm bơm cấp 2, nó còn có nhiệm vụ dự trữ lượng nước chữa cháy, nước xả cặn bể lắng, rửa bể lọc và nước dùng cho nhu cầu khác của nhà máy nước - Tại bể xảy ra quá trình tiếp xúc giữa nước. .. 1001-1500 11 SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương Mai GVHD:Ths Vũ Thị ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP - Dựa theo bảng 1 hàm lượng cặn là 240mg/l, chọn liều lượng phèn không chứa nước là Pp1= 45mg/l - Độ màu của nước 129TCU + Xử lý nước có độ màu tính theo công thức: Pp = 4 M (mg / l ) Trong đó: Pp : liều lượng phèn tính theo sản phẩm không chứa nước , mg/l M: Độ màu của nước nguồn tính bằng độ theo thang màu Platin- Côban, M=... W1==718,075 (kg/ ngày đêm) Cộng thêm lượng cặn lắng ở trên : W2=30 (kg /ngày đêm) W= W1 + W2 = 718,075+30=148,075 (kg /ngày đêm) - Diện tích bể nén bùn: F= (m2) Trong đó: q0- Tải trọng chất rắn tổng cộng , q0=25kg/m2 (từ 15-25kg SS/m2) => F==5,932 (m2) 24 SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương Mai GVHD:Ths Vũ Thị ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP 2.11 Tính toán diện tích mặt bằng các công trình phụ STT Tên công trình Diện tích...ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Với: a: Kích thước mắt lưới, a = 3 (mm) d: Đường kính dây đan lưới, d = 1,0 (mm) m2 Thiết kế lưới chắn rác có kích thước là B x L = 0,15x 0,15 m 2.1.2 Trạm bơm - Công suất trạm bơm: Trong đó: + Q- Công suất , Q= 0,0289 m3/s + γ- Khối lượng thể tích của nước, γ = 1000kg/m3 + H- Áp lực , H = 10m + n – Hiệu suất của bơm, n = 80% Sử dụng 2 bơm trong trạm, 1 bơm hoạt động... nước 30 m 6m x 5m 2 2 Phòng giám đốc 6m 2m x 3m 3 Phòng bảo vệ cổng tường dào 8m2 2m x 4m 2 4 Nhà vệ sinh 8m 2m x 4m 2 5 Nhà kho 10m 2m x 5m 2 6 Xưởng 30m 5m x 6m 2 7 Phòng trực ca 8m 2m x 4m Trong công trình còn trồng thêm cây xanh và hệ thống giao thông quanh khu vực xử lý TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương Mai GVHD:Ths Vũ Thị ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP 1 Trịnh Xuân Lai- Tính toán các công. .. Thị Minh Phương Mai GVHD:Ths Vũ Thị ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Qr= , m3/s Trong đó: - - f- Diện tích một bể lọc, m2, f=6,73 m2 W- Cường độ nước rửa lọc, l/s.m2 W= 15l/s.m2 ( theo quy phạm là 14-16l/s.m2, ứng với độ nở tương đối đạt 50%)  Qr= = 0,1 (m3/s) Lưu lượng nước vào 1 máng: qm= (m3/h) n- Số máng thu nước rửa trên 1 bể lọc, n=4  Qm= = 0,025 (m3/s) Chiều rộng của máng : B= K , m Trong đó: a- Tỉ số giữa... khuấy cánh phẳng có: + Số cánh quạt: 2 + Chiều dài cánh tính từ trục quay = 0,4 – 0,45 bề rộng của bể - Dung tích của bể trộn phèn tính theo công thức: Wh = Q.n.Pp 10000.bh γ (m3 ) ( Theo TCXD 33:2006) Trong đó: + Q là lưu lượng nước xử lý = 104,16 (m3/h) + Pp liều lượng hóa chất dự tính cho vào nước = 45,43(mg/l)=45,43 (g/m3) + n số giờ giữa 2 lần hòa tan, đối với trạm công suất 1200-10.000 m3 /ngày, n . ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP BỘ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG TÊN ĐỒ ÁN: “XỬ LÝ NƯỚC MẶT LÀM NƯỚC CẤP SINH HOẠT CÔNG SUẤT. lửng Mạng lưới sử dụng ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP  Phương án 2: Phèn Clo Hình 2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp (nguồn nước mặt) 1.3. Thuyết minh quy trình 1.3.1. Phương án 1 Nước từ nguồn sẽ được. Thị Mai ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP - Bản vẽ sơ đồ công nghệ - Bản vẽ tổng mặt bằng khu xử lý PHẦN I: LỰA CHỌN DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 1.1. Đánh giá chất lượng nước thô và yêu cầu chất lượng nước sau