Đang tải... (xem toàn văn)
Nước mặt bao gồm các nguồn nước 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 của nước mặt
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC Tên đề tài : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT SÔNG SÀI GÒN – ĐỒNG NAI CẤP CHO SINH HOẠT CÔNG SUẤT 5000m 3 /ngày.đêm GVHD : Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Thành viên nhóm : 1. Phạm Tiến Bách 2. Phạm Công Lí 3. Trần Phương Nam Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2008 CHƯƠNG MỘT : TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC MẶT Nước mặt bao gồm các nguồn nước 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 của nước mặt là: - Chứa khí hòa tan đặc biệt là oxy. - Chứa nhiều chất lơ lửng, riêng trường hợp nước chứa 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 hàm lượng chất hữu cơ cao. - Có sự hiện diện của nhiều loại tảo. - Chứa nhiều vi sinh vật. Chất lượng nước thiên nhiên có thể được phân loại và đánh giá theo các chỉ tiêu sau : Chỉ tiêu lý học: Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước là một đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu. Nhiệt độ có ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lý nước và nhu cầu tiêu thụ. Nước mặt thường có nhiệt độ thay đổi theo nhiệt độ môi trường. Độ màu: Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo ra. Các hợp chất sắt, mangan không hòa tan làm nước có màu nâu đỏ, các chất humic gây ra màu vàng. Còn các loại thủy sinh tạo cho nước màu xanh lá cây. Đơn vị đo độ màu thường dùng là theo thang màu platin – coban. Nước có độ màu 150 độ (PtCo). Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơ lửng trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc. Độ đục: Nước là môi trường truyền ánh sáng tốt, khi trong nước có các vật lạ như các chất huyền phù, các hạt cặn đất cát, các vi sinh vật… khả năng truyền ánh sáng bị giảm đi. Nó có độ đục lớn chứng tỏ có nhiều cặn bẩn. Đơn vị đo độ đục thường là mg SiO 2 /l, NTU, FTU. Trong đó đơn vị NTU và FTU là tương đương nhau. Nước mặt có độ đục 41,4 NTU. Nước dùng để ăn uống thường có độ đục không vượt quá 5 NTU. Hàm lượng chất lơ lửng cũng là 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 các sản phẩm từ quá trình phân hủy vật chất gây nên. Nước thiên nhiên có thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối. Nước sau khi khử trùng với các hợp chất clo có thể bị 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… Các chỉ tiêu hóa học: Độ pH : Độ pH là chỉ số đặt trưng cho nồng độ ion H + có trong dung dịch, nó có ứng dụng để khử các hợp chất sunfua và cacbonat và khi tăng pH có thêm tác nhân oxy hóa, các kim loại hòa tan trong nước chuyển thành dạng kết tủa và dễ dàng tác ra khỏi nước bằng biện pháp lắng lọc. Độ kiềm :Độ kiềm là tổng hàm lượng của các ion bicacbonat, hydroxit và anion của các muối của các axit yếu. Do hàm lượng các chất này có trong nước rất nhỏ nên bỏ qua. Ở nhiệt độ nhất định, độ kiềm phụ thuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO 2 tự do có trong nước. Độ cứng: Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị các ion canxi và magiê có trong nước. Dùng độ cứng cao trong sinh hoạt sẽ gây lãng phí xà phòng do canxi và magiê phản ứng với các axit béo tạo thành các hợp chất khó tan. Các đơn vị để đo độ cứng : Độ Đức ( 0 dH) : 1 0 dH = 10 mg CaO/ l nước; Độ Pháp ( 0 f ) : 1( 0 f ) = 10 mg CaO/ l nước; Độ Anh ( 0 e) : 1( 0 e) = 10 mg CaO/ 0.7 l nước; Tùy theo giá trị độ cứng nước được phân loại thành. Độ cứng < 50 mg CaCO 3 /l : nước mềm; Độ cứng < 50 – 100 mg CaCO 3 /l : nước trung bình; Độ cứng < 150 - 300 mg CaCO 3 /l : nước cứng; Độ cứng >300 mg CaCO 3 /l : nước rất cứng; Các chỉ tiêu sinh học: Vi khuẩn thường ở dạng đơn bào. Tế bào có cấu tạo đơn giản so với các sinh vật khác. Vi khuẩn trong nước uống có thể gây các bệnh lỵ, viêm đường ruộtvà các bệnh tiêu chảy khác. CHƯƠNG HAI : CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC SÔNG SÀI GÒN – ĐỒNG NAI 2.1 . Giới thiệu hệ thống sông và các điểm quan trắc: STT TRẠM CODE MỤC TIÊU 01 Phú Cường WS1 Kiểm soát thượng nguồn sông Sài Gòn 02 Bình Phước WS2 Sông Sài Gòn 03 Phú An WS3 Sông Sài Gòn 04 Hóa An WD1 Kiểm soát đầu vào trạm bơm Hóa An 05 Bình Điền WC1 Tiêu thoát từ sông Sài Gòn sang Long An 06 Nhà Bè WS4 Hợp lưu Đồng Nai - Sài Gòn 07 Lý Nhơn WD4 Tiêu nhánh sông Nhà Bè 08 Tam Thôn Hiệp WD3 Tiêu nhánh sông Đồng Tranh 2.2. Chất lượng nước tại các điểm quan trắc a. Khu vực sông Sài Gòn (tại trạm Phú Cường, Bình Phước và Phú An) - pH: trong tháng 07/2005, pH không ổn định dao động trong khoảng 4,3 – 6,4. Giá trị này của pH không thích hợp cho tính chất của nguồn cấp nước (6 < pH < 8,5). - Nồng độ ôxy hòa tan (DO): nồng độ DO trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 1,5 – 4,4 mg/l, không đạt tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5942 – 1995 loại A ≥ 6 mg/l). So với cùng kỳ tháng 07/2004 thì nồng độ DO trung bình tháng 07/2005 đã tăng từ 1,2 – 5,0 lần. - Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): Giá trị BOD 5 trung bình tháng 07 năm 2005 dao động trong khoảng 2,1 – 4,1 mg/l, vượt tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5942 -1995 là 4 mg/l) khoảng 1,2 lần. So với tháng 07/2004 thì nồng độ BOD 5 tại các trạm Phú An và Bình Phước đã giảm khoảng 1,7 – 1,8 lần tương. Riêng tại trạm Phú Cường thì nồng độ trung bình tháng của BOD 5 lại tăng khoảng 1,2 lần so với cùng kỳ năm trước. - Coliform: giá trị Coliform trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 1.300 – 120.100 MPN/100ml, cao hơn tiêu chuẩn cho phép khoảng 24 lần (TCVN 5942 – 1995 - A = 5.000 MPN/100ml). So với cùng kỳ tháng 07/2004 thì Coliform trung bình tháng 07/2005 tại trạm Phú Cường giảm khoảng 2,7 lần. Riêng tại 02 trạm Bình Phước và Phú An lại có sự gia tăng về ô nhiễm Coliform từ 11,8 – 22,6 lần so với tháng 05/2004. - Các kim loại nặng (Pb, Cd, Hg, Cu): thường có nồng độ nhỏ hơn 0,01 mg/l, đạt TCVN. - Hàm lượng dầu trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 0,07 – 0,73 mg/l, không đạt tiêu chuẩn nguồn cấp nước (TCVN 5942 – 1995 – A = 0 mg/l). Nhưng nhìn chung thì nồng độ dầu trung bình tháng 07/2005 tại 02 trạm Bình Phước và Phú An có sự gia tăng so với cùng kỳ tháng 07 năm 2004. b. Khu vực sông Đồng Nai (tại trạm Hóa An và Cát Lái): - pH: Giá trị pH trung bình tháng 05/2005 dao động trong khoảng 6,9, nằm trong tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5942 - 1995 – A), đảm bảo chất lượng nguồn cấp nước. - Nồng độ ôxy hòa tan (DO): nồng độ DO trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 4,5 – 6,8 mg/l, không đạt tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5942 – 1995 loại A ≥ 6 mg/l). Tại trạm Hóa An thì nồng độ DO tương đối ổn định và tăng khoảng 1,32 lần so với cùng kỳ tháng 07/2004. - Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD 5 ): Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD 5 ) trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 1,6 – 2,2 mg/l, dưới tiêu chuẩn cho phép khoảng 1,8 – 2,6 lần (TCVN 5942 – 1995 loại A = 4 mg/l). Nhìn chung nồng độ BOD 5 tại trạm Hóa An đã tăng khoảng 1,2 lần so với cùng kỳ tháng 07/2004. - Coliform: giá trị Coliform trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 1.600 – 11.700 MPN/100ml, vượt tiêu chuẩn cho phép khoảng 2,3 lần (TCVN 5942 – 1995 loại A = 5.000 MPN/100ml). So với cùng kỳ tháng 07/2004 thì Coliform trung bình tháng 07/2005 tại trạm Hóa An đã giảm khoảng 34,8 lần. - Hàm lượng dầu trung bình tháng 07/2005 tại trạm Hóa An và Cát Lái dao động trong khoảng 0,002 – 0,73 mg/l tương ứng, không đạt tiêu chuẩn nguồn cấp nước (TCVN 5942 – 1995 – A = 0 mg/l). Nồng độ dầu trung bình tháng 07/2005 tại trạm Hóa An đã gia tăng so với cùng kỳ tháng 07/2004. c. Khu vực Cần Giờ – Nhà Bè (tại các trạm Nhà Bè, Tam Thôn Hiệp, Lý Nhơn và cửa sông Vàm Cỏ) - pH: Giá trị pH trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 6,4 – 7,2; nằm trong tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5942 - 1995 – B). - Nồng độ ôxy hòa tan (DO): nồng độ DO trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 4,1 – 5,9 mg/l, đạt tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5942 – 1995 loại A ≥ 2 mg/l). So với cùng kỳ tháng 07/2004, nồng độ DO trung bình tháng đã có sự gia tăng từ 1,0 – 2,0 lần. - Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD 5 ): Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD 5 ) trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 2,0 – 3,9 mg/l, dưới tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5942 -1995 loại B = 25 mg/l). Nhìn chung nồng độ BOD 5 tại trạm Nhà Bè và Lý Nhơn đã giảm khoảng 2,4 – 3,7 lần so với cùng kỳ tháng 07/2004. riêng trạm Tam thôn Hiệp lại có sự gia tăng nồng độ BOD 5 khoảng 2,4 lần so với tháng 07/2004. - Coliform: giá trị Coliform trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 190 – 2.200 MPN/100ml, đạt tiêu chuẩn cho phép theo TCVN 5942 – 1995 loại B (là 10.000 MPN/100ml). So với cùng kỳ tháng 07/2004 thì Coliform trung bình tháng 07/2005 tại 2 trạm Nhà Bè và Lý Nhơn đã giảm từ 3,0 – 289,0 lần. - Hàm lượng dầu trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 0,02 – 0,8 mg/l, vượt tiêu chuẩn cho phép khoảng 2,7 lần (TCVN 5942 – 1995 –B = 0,3 mg/l). Nhưng nhìn chung thì nồng độ dầu trung bình tháng 07/2005 tại trạm Nhà Bè, Lý Nhơn và Cát Lái đã có sự gia tăng ô nhiễm dầu khoảng 2,3 lần so với cùng kỳ tháng 07/2004. Riêng tại trạm Tam Thôn Hiệp lại giảm so với cùng kỳ tháng 07/2004. Tóm lại: Chất lượng nước sông Sài Gòn – Đồng Nai tại các vị trí quan trắc đang có dấu hiệu ngày càng ô nhiễm. Chất lượng nước dưới mức tiêu chuẩn cho phép để cấp cho sinh hoạt. Vì vậy, kinh phí để xây dựng công trình xử lý nước sông Sài Gòn – Đồng Nai cấp cho sinh hoạt ngày càng tăng cao. CHƯƠNG BA : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ : Chú thích : Nước Bùn MÔ TẢ CÔNG NGHỆ Nước từ sông qua công trình thu và trạm bơm nước thô, tại đây có lưới chắn rác giữ lại những cặn thô, kích thước lớn, rong rêu, túi nilong . Nước được bơm lên cao và tự chảy vào các công trình tiếp theo. Đầu tiên nước được bơm lên và chảy qua bể trộn cơ khí, chất keo tụ và vôi hoà trộn sẵn ở các công trình chuẩn bị dung dịch phèn, bể trộn vôi được cho vào nước và khuấy trộn đều giúp cho quá trình tạo bông. Nước tiếp tục chảy qua bể tạo bông, bông cặn hình thành sẽ được loại bỏ bởi quá ttrình lắng ở bể lắng. Phần chất bẩn không lắng được sẽ được loại bỏ bằng bể lọc. Nước sau lọc sẽ được châm chlor khử trùng và chảy vào bể chứa. Từ đây, nước được phân phối vào khu dân cư thông qua trạm bơm cấp II và mạng lưới cấp nước. Phần cặn ở bể lắng sẽ được xử lý qua các công đoạn: nén bùn và khử nước. Clo Chất keo tụ vôi Mạng lưới Trạm bơm cấp 2 Bể trộn cơ khí Bể chứa Máy ép bùn bùn Bể tạo bông Bể lắng li tâm Bể lọc nhanh Nén bùn Lắng nước Rửa lọc Công trình thu Nguồn tiếp nhận [...]... đưa vào bể chứa nước sạch Trên đường ống dẫn nước vào bể bố trí van đóng mở, làm hố van chung cho các ngăn của bể Ong dẫn nước vào bể có cơn mở rộng hướng lên mặt nước bằng cao độ mực nước thiết kế trong bể • Ống hút: của máy bơm đặt trong hố thu Cần phải có các kết cấu đỡ van hút để đảm bảo tính ổn định cho hệ thống ống hút • Ống tràn: cao hơn mực nước thiết kế trong bể chứa từ 5 đến 10cm • Ống xả cặn,... cháy, nước xả cặn bể lắng, nước rửa bể lọc và nước dùng cho nhu cầu khác của nhà máy nước Tại bể chứa, ta thực hiện q trình tiếp xúc giữa nước cấp với dung dịch Clo để loại bỏ những vi trùng còn lại trước khi cấp nước vào mạng lưới cấp nước Các u cầu về cấu tạo và trang thiết bị cho bể chứa: u cầu cơ bản về mặt kết cấu là phải vững chắc, chịu được tác dụng của tải trọng đất và nước, tuyệt đối khơng được... Vậy tỉ lệ lượng nước rửa lọc so với lượng nước vào bể lọc là: P= W f t1.60.N 100 15 × 9,2 × 7 × 60 × 3 ×100 = = 7,35% Q.To 1000 208 ×11,37 ×1000 3.8 KHỬ TRÙNG NƯỚC Khử trùng nước là khâu bắt buộc cuối cùng trong q trình xử lý nước ăn uống sinh hoạt Trong nước thiên nhiên có rất nhiều vi sinh vật và vi trùng gây bệnh như tả, lỵ, thương hàn, sau q trình xử lý cơ học, nhất là khi cho nước qua bể lọc,... trong và được 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 ngồi theo mương thốt nước Q trình rửa được tiến hành đến khi nước rửa hết đục thì ngưng Sau khi rửa, nước được đưa vào bể đến mực nước thiết kế, rồi cho bể làm việc Do cát mới... phèn để xử lý nước đục theo bảng sau: Liều lượng phèn để xử lý độ đục Hàm lượng cặn của nước Liều lượng phèn nhơm Al2(SO4)3 nguồn (mg/l) khơng chứa nước (mg/l) Đến 100 25-35 101-200 30-45 201-400 40-60 401-600 45-70 601-800 55-80 801 -1000 60-90 1001 -1400 65-105 Ứng với hàm lượng cặn nước mặt sơng SG – ĐN vào khoảng 270mg/l, chọn lượng phèn P=50 mg/l Căn cứ vào độ màu của nước mặt sơng SG – ĐN vào... Liều lượng Clo hoạt tính cần thiết sử dụng trong một giờ được tính theo cơng thức : C= Q.a 1000 ( kg/h) Trong đó : Q : Lưu lượng nước nguồn xử lý (m3/h) Q = 208 m3/h a : Liều lượng Clo hoạt tính (lấy theo tiêu chuẩn 6.165 20TCN 33-1985) Chọn a = 3 mg/l = 3 g/m3 Vậy lượng Clo hoạt tính cần thiết dùng để khử trùng trong một giờ là : C= Q.a 208.3 = = 0,624 kg/h 1000 1000 Liều lượng Clo cần thiết sử dụng... Clo hơi với nước thì phải lắp đặt một thiết bị chun dùng gọi là Clorator, loại Cloator được ứng dụng rộng rải nhất hiện nay là Clorator chân khơng 3.9 BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH Nước đã lọc sau khi đã cho hố chất (clo) để khử trùng được đưa vào bể chứa nước sạch Bể chứa nước sạch có nhiệm vụ điều hồ lưu lượng nước giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II Nó còn có nhiệm vụ dự trữ lượng nước chữa cháy, nước xả cặn... vùng nước chết trong bể, đồng thời phải đảm bảo đủ thời gian tiếp xúc giữa nước và chất khử trùng Thời gian tiếp xúc giữa dung dịch Clo với nước lấy 30 phút Vậy thể tích tối thiểu của bể chứa là: Wtối thiêủ = Q.t = 208.0,5 = 104 m3 3.10 LẮNG NƯỚC RỬA LỌC Nước sau rửa lọc được đưa vào bể lắng nước rửa lọc, tại đây, các cặn được lắng và đưa sang bể nén bùn, phần nước được đưa vào hệ thống thốt nước. .. 0,81 m Vậy: P = 377 W Cơng suất động cơ: N = P η = 377 = 471 W 0,8 3.4 BỂ TRỘN CƠ KHÍ Mục đích: So với lượng nước cần xử lý, lượng hố chất sử dụng thường chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ Mặt khác phản ứng của chúng lại xảy ra rất nhanh ngay sau khi tiếp xúc với nước Vì vậy, cần phải khuấy trộn để phân phối nhanh và đều hố chất ngay sau khi chúng vào nước nhằm đạt được hiệu quả xử lý cao nhất Chọn bể trộn... được sắp xếp lại, độ rỗng lớn nên chất lượng nước lọc ngay sau rửa chưa đảm bảo, phải xả nước lọc đầu, khơng đưa ngay vào bể chứa Thời gian xả lọc đầu qui định là 10 phút lớp nước trên vật liệu lọc Lớp nước trên vật liệu lọc lớp vật liệu lọc Lớp vật liệu lọc lớp vật liệu nổi Lớp vật liệu đỡ hầm thu nước Hầm thu nước Tính tốn: Tổng diện tích bể lọc của trạm xử lý xác định theo cơng thức: F= Q T.v bt − . – ĐỒNG NAI CẤP CHO SINH HOẠT CÔNG SUẤT 5000m 3 /ngày.đêm GVHD : Th.S Nguyễn Xu n Hoàn Thành viên nhóm : 1. Phạm Tiến Bách 2. Phạm Công Lí 3. Trần Phương. 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 của nước mặt là: - Chứa khí hòa