Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang Lời cảm ơn Để hồn thành mơn Đồ Án Xử lý nƣớc cấp năm học 2016-2017 Viện khoa học cơng nghệ quản lý mơi trƣờng trƣờng Đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh, chúng tơi xin chân thành cảm ơn: Thầy Vũ Đình Khang, ngƣời giảng dạy, quan tâm, giúp đỡ tạo điều kiện tốt để chúng tơi học hỏi nhiều kiến thức hƣớng dẫn tận tình chúng tơi hồn thành luận văn Q thầy giáo, phòng Đào tạo, Ban giám hiệu nhà trƣờng giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi cho chúng tơi suốt năm học vừa qua Q thầy giáo văn thƣ thƣ viện trƣờng Đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh giúp chúng tơi việc tìm kiếm tài liệu tham khảo để phục vụ cho q trình làm đồ án Các nhóm làm đồ án theo đề tài thầy Vũ Đình Khang hỗ trợ giúp đỡ nhóm tác giả hồn thành đồ án Chúng tơi xin chân thành cảm ơn! Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang MỤC LỤC CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.3 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƢỚC MẶT Chỉ tiêu lý học: Các tiêu hóa học: Các tiêu sinh học: CHƢƠNG 3: CHẤT LƢỢNG NGUỒN NƢỚC SƠNG SÀI GỊN 10 3.1 CHẤT LƢỢNG NGUỒN NƢỚC SƠNG SÀI GÕN TẠI TRẠM PHƯ CƢỜNG, BÌNH PHƢỚC VÀ PHƯ AN 10 3.2 ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ 14 3.2.1: Xử lý nước cấp phương pháp hóa lý 14 3.2.2 Xử lý nước cấp phương pháp học 15 3.3 LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ 17 3.4 MƠ TẢ CƠNG NGHỆ 19 CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC SƠNG SÀI GỊN 22 4.1 CƠNG TRÌNH THU NƢỚC 22 4.2 CÁC CƠNG TRÌNH CHUẨN BỊ DUNG DỊCH PHÈN 23 4.2.1.Bể trộn phèn 23 4.2.2 Tính tốn thiết bị khấy trộn phèn 26 4.3 THIẾT BỊ PHA CHẾ VƠI: 27 4.4 BỂ TRỘN THỦY LỰC CĨ KHOAN LỖ 30 4.5 BỂ TẠO BƠNG 32 4.6 BỂ LẮNG LI TÂM: 35 4.7 BỂ LỌC NHANH: 40 4.8 KHỬ TRÙNG NƢỚC 50 4.9 BỂ CHỨA NƢỚC SẠCH 52 4.10 LẮNG NƢỚC RỬA LỌC 53 4.11 BỂ NÉN BÙN 55 4.12 MÁY ÉP BÙN DẠNG BĂNG TẢI 58 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61 5.1 KẾT LUẬN 61 Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang 5.2 KIẾN NGHỊ 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nhu cầu dùng nƣớc ngƣời dân ngày lớn, mà nguồn cung cấp nƣớc ngầm cạn kiệt ngƣời dân sử dụng tự phát ngồi mục đích sử dụng cho sinh hoạt sử dụng cho việc tƣới tiêu, hệ thống nƣớc ăn uống sinh hoạt chƣa đƣợc xử lý nên nguồn nƣớc ngầm ngày bị nhiễm Chính thế, biện pháp tối ƣu phải tìm nguồn nƣớc có trữ lƣợng lớn, dồi để giải vấn đề thiết Nguồn nƣớc mặt sơng Sài Gòn nguồn nƣớc đƣợc lựa chọn để sử dụng xử lý cấp cho ngƣời dân cho sản xuất 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc cấp cho ăn uống cơng suất 16000m3/ngày Nguồn nƣớc đầu vào nƣớc sơng Sài Gòn 1.3 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Thu thấp số liệu chất lƣợng nguồn nƣớc, nhiệt độ nƣớc, tiêu nhƣ độ đục, độ màu, hàm lƣợng khống chất tính chất hóa lý nguồn nƣớc sơng Sài Gòn Tính tốn cơng trình thu nƣớc hệ thống xử lý nƣớc Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƢỚC MẶT Nƣớc mặt bao gồm nguồn nƣớc ao, đầm, hồ chứa, sơng suối Do kết hợp từ dòng chảy bề mặt thƣờng xun tiếp xúc với khơng khí nên đặc trƣng nƣớc mặt là: - Chứa khí hòa tan đặc biệt oxy - Chứa nhiều chất lơ lửng, riêng trƣờng hợp nƣớc chứa ao, đầm, hồ xảy q trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng lại nƣớc có nồng độ tƣơng đối thấp chủ yếu dạng keo - Có hàm lƣợng chất hữu cao - Có diện nhiều loại tảo - Chứa nhiều vi sinh vật Chất lƣợng nƣớc thiên nhiên đƣợc phân loại đánh giá theo tiêu sau: Chỉ tiêu lý học: Nhiệt độ: Nhiệt độ nƣớc đại lƣợng phụ thuộc vào điều kiện mơi trƣờng khí hậu Nhiệt độ có ảnh hƣởng khơng nhỏ đến q trình xử lý nƣớc nhu cầu tiêu thụ Nƣớc mặt thƣờng có nhiệt độ thay đổi theo nhiệt độ mơi trƣờng Độ màu: Độ màu thƣờng chất bẩn nƣớc tạo Các hợp chất sắt, mangan khơng hòa tan làm nƣớc có màu nâu đỏ, chất humic gây màu vàng Còn loại thủy sinh tạo cho nƣớc màu xanh Đơn vị đo độ màu thƣờng dùng theo thang màu platin – coban Nƣớc có độ màu 150 độ (PtCo) Độ màu biểu kiến nƣớc thƣờng chất lơ lửng nƣớc tạo dễ dàng loại bỏ phƣơng pháp lọc Độ đục: Nƣớc mơi trƣờng truyền ánh sáng tốt, nƣớc có vật lạ nhƣ chất huyền phù, hạt cặn đất cát, vi sinh vật… khả truyền ánh sáng bị giảm Nó có độ đục lớn chứng tỏ có nhiều cặn bẩn Đơn vị đo độ đục thƣờng mg SiO2/l, NTU, FTU Trong đơn vị NTU FTU tƣơng đƣơng Nƣớc mặt có độ đục 41,4 NTU Nƣớc dùng để ăn uống thƣờng có độ đục khơng vƣợt q NTU Hàm lƣợng chất lơ lửng đại lƣợng tƣơng quan đến độ đục nƣớc Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang Mùi vị: Mùi nƣớc thƣờng hợp chất hóa học, chủ yếu hợp chất hữu hay sản phẩm từ q trình phân hủy vật chất gây nên Nƣớc thiên nhiên có mùi đất, mùi tanh, mùi thối Nƣớc sau khử trùng với hợp chất clo bị nhiễm mùi clo hay clophenol Tùy theo thành phần hàm lƣợng muối khống hòa tan nƣớc có vị mặn, ngọt, chát, đắng… Các tiêu hóa học: Độ pH: Độ pH số đặt trƣng cho nồng độ ion H+ có dung dịch, có ứng dụng để khử hợp chất sunfua cacbonat tăng pH có thêm tác nhân oxy hóa, kim loại hòa tan nƣớc chuyển thành dạng kết tủa dễ dàng tác khỏi nƣớc biện pháp lắng lọc Độ kiềm: Độ kiềm tổng hàm lƣợng ion bicacbonat, hydroxit anion muối axit yếu Do hàm lƣợng chất có nƣớc nhỏ nên bỏ qua Ở nhiệt độ định, độ kiềm phụ thuộc vào độ pH hàm lƣợng khí CO2 tự có nƣớc Độ cứng: Độ cứng nƣớc đại lƣợng biểu thị ion canxi magiê có nƣớc Dùng độ cứng cao sinh hoạt gây lãng phí xà phòng canxi magiê phản ứng với axit béo tạo thành hợp chất khó tan Các đơn vị để đo độ cứng : Độ Đức ( 0dH) : 0dH = 10 mg CaO/ l nƣớc; Độ Pháp (0f ) : 1(0f ) = 10 mg CaO/ l nƣớc; Độ Anh (0e) : 1(0e) = 10 mg CaO/ 0.7 l nƣớc; Tùy theo giá trị độ cứng nƣớc đƣợc phân loại thành Độ cứng < 50 mg CaCO3 /l : nƣớc mềm; Độ cứng < 50 – 100 mg CaCO3 /l : nƣớc trung bình; Độ cứng < 150 - 300 mg CaCO3 /l : nƣớc cứng; Độ cứng >300 mg CaCO3 /l : nƣớc cứng; Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang Các tiêu sinh học: Vi khuẩn thƣờng dạng đơn bào Tế bào có cấu tạo đơn giản so với sinh vật khác Vi khuẩn nƣớc uống gây bệnh lỵ, viêm đƣờng ruộtvà bệnh tiêu chảy khác Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang CHƢƠNG 3: CHẤT LƢỢNG NGUỒN NƢỚC SƠNG SÀI GỊN 3.1 CHẤT LƢỢNG NGUỒN NƢỚC SƠNG SÀI GỊN TẠI TRẠM PHÚ CƢỜNG, BÌNH PHƢỚC VÀ PHÚ AN - pH: tháng 07/2005, pH khơng ổn định dao động khoảng 4,3 – 6,4 Giá trị pH khơng thích hợp cho tính chất nguồn cấp nƣớc (6  pH  8,5) pH trung bình tháng sông Sài Gòn từ 07/2004 - 07/2005 Trạm Phú Cường 07.2004 Bình Phước 07.2005 TCVN 5942-1995 A 10 Phú An TCVN 5942-1995 A Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang Với cát thạch anh, dtđ = 0,7 mm, a= 0,76 ; b=0,017 hvl = (0,76 + 0,017.15).0,8.0,45 = 0,365m - Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu lớp vật liệu lấy hbm = m *Vậy tổn thất áp lực nội bể lọc là: ht = hp + hđ + hvl + hbm =3,7 + 2,31 + 0,365 +2 = 8,375 m Tính tốn bơm rửa lọc: Áp lực cần thiết máy bơm rửa lọc Hb =hhh + ho + ht + hcb Trong đó: hhh: độ cao hình học đƣa nƣớc tính từ mức nƣớc thấp bể chứa đến mép máng thu nƣớc rửa lọc (m) hhh = + 3,5 – + 0,65 = 6,15 4: Chiều sâu mực nƣớc bể chứa (m) 3,5: Độ chênh mực nƣớc bể lọc bể chứa (m) 2: Chiều cao lớp nƣớc bể lọc (m) 0,65: Khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến mép máng (m) ho : Tổn thất áp lực đƣờng ống dẫn nƣớc từ trạm bơm nƣớc rửa đến bể lọc (m) ho =i.l Với đƣờng kính ống dẫn 500mm, Q= 357l/s (vc =1,91 m/s), tra bảng hệ số tổn thất ta đƣợc 1000i =16,3 Giả sử ống dài 100m, ta có ho = 0,014.100 = 1,4 m ht : tổn thất áp lực nội bể lọc, tính ht = hp + hđ + hvl + hbm = 8,375 m hcb: Tổn thất cục phận nối ống van khố 48 Kỹ thuật xử lý nước cấp hcb    GVDH: Vũ Đình Khang v2 2g Giả sử đƣờng ống có thiết bị phụ nhƣ cút 900, van khố, ống ngắn 1,912 hcb  2(0,98  0,26  1)  0,8m 2.9,81 Vậy Hbơm = 6,15 + 1,63 + 8,375 + 0,8 = 16,955 ≈ 17 m -Lƣu lƣợng nƣớc rửa lọc: Qrửa = W.f.N = 16.23,8.5 = 1904 l/s = 1,904 m3/s Với: W: Cƣờng độ nƣớc rửa lọc (l/s.m2), W=16 l/s.m2 f: Diện tích bể lọc (m2), f =23,8 m2 N: Số bể lọc, N=5 -Cơng suất bơm: N  Q.H 1000  1,904  15   350( KW ) 102 102  0,8 Trong đó: Q- Lƣu lƣợng bơm, Q=1,904m3/s H- áp lực bơm, Hbơm=15m - Khối lƣợng riêng nƣớc, =1000 kg/m3 -hiệu suất bơm, lấy =80% - Chọn hai bơm, làm việc, dự phòng - Tỉ lệ lƣợng nƣớc rửa lọc so với lƣợng nƣớc vào bể lọc tính theo cơng thức: P W.f t 60.N.100 (%) Q.To 1000 Trong đó: W: Cƣờng độ nƣớc rửa lọc (l/s.m2), W=15 l/s.m2 49 Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang f: Diện tích bể lọc (m2), f =23,8 m2 N: Số bể lọc, N=5 Q: Cơng suất trạm xử lý (m3/h), Q= 666,7 m3/h To: Thời gian cơng tác bể hai lần rửa (giờ) T  t1  t2  t3  a To  Với: T: Thời gian cơng tác bể lọc ngày (giờ), T=24h a: Số lần rửa bể lọc ngày, a =2 t1, t2, t3:Thời gian rửa,thời gian chết bể thời gian xả nƣớc lọc đầu (giờ) Thời gian cơng tác bể hai lần rửa lọc là: To  T 24  10   t1  t  t      0,35    11,37 a  60 60  Vậy tỉ lệ lƣợng nƣớc rửa lọc so với lƣợng nƣớc vào bể lọc là: P W f t1 60.N 100 15  23,8   60  100   9,89 % Q.To 1000 666,7 11,37 1000 4.8 KHỬ TRÙNG NƢỚC Khử trùng nƣớc khâu bắt buộc cuối q trình xử lý nƣớc ăn uống sinh hoạt Trong nƣớc thiên nhiên có nhiều vi sinh vật vi trùng gây bệnh nhƣ tả, lỵ, thƣơng hàn, sau q trình xử lý học, cho nƣớc qua bể lọc, phần lớn vi trung bị giữ lại Song để tiêu diệt hồn tồn vi trùng gây bệnh, cần phải khử trùng nƣớc Trong hệ thống dùng clo lỏng để khử trùng, sở phƣơng pháp dùng chất oxi hố mạnh, để oxi hố men tế bào vi sinh vật tiêu diệt chúng Ƣu điểm phƣơng pháp la vận hành đơn giản, rẻ tiền đạt hiệu suất cao chấp nhận đƣợc, 50 Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang Clo chất oxi hố mạnh, dạng nào, đơn chất hay hợp chất, tác dụng với nƣớc tạo thành phân tử HOCl có tác dụng khử trùng mạnh Q trình khử trùng xảy qua hai giai đoạn, chất khử trùng khuếch tán xun qua vỏ tế bào vi sinh, sau phản ứng với men bên tế bào phá hoại q trình trao đổi chất dẫn đến diệt vong tế bào Tốc độ q trình khử trùng nhanh nồng độ chất khử trùng tăng nhiệt độ nƣớc tăng, đồn thời phụ thuộc vào dạng khơng phân ly chất khử trùng, q trình khuếch tán qua vỏ tế bào xảy nhanh q trình phân ly Tốc độ khử trùng giảm nhiều nƣớc có chất hữu cơ, cặn lơ lững chất khử khác Phản ứng thuỷ phân Clo nƣớc xảy nhƣ sau : Cl2 + H2O  HCl + HOCl Axít hypoclorit HOCl yếu, khơng bền dễ dàng phân ly thành HCl oxi ngun tử : HOCl  HCl + Ohoặc phân ly thành H+ OClHOCl  H+ + OClCả HOCl, OCl-, O- chất oxi hố mạnh có khả tiêu diệt vi trùng Thời gian tiếp xúc khơng đƣợc nhỏ 30 phút, Clo dung dịch đƣợc bơm vào đƣờng ống dẫn nƣớc vào bể chứa nƣớc Liều lƣợng Clo hoạt tính cần thiết sử dụng đƣợc tính theo cơng thức: C Q.a 1000 ( kg/h) Trong : Q : Lƣu lƣợng nƣớc nguồn xử lý (m3/h) Q = 666 m3/h a : Liều lƣợng Clo hoạt tính (lấy theo tiêu chuẩn 6.165 20TCN 33-1985) Chọn a = mg/l = g/m3 51 Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang Vậy lƣợng Clo hoạt tính cần thiết dùng để khử trùng là: Liều lƣợng Clo cần thiết sử dụng ngày : 1,99.24 = 47,76 kg Để định lƣợng Clo, xáo trộn Clo với nƣớc phải lắp đặt thiết bị chun dùng gọi Clorator, loại Cloator đƣợc ứng dụng rộng rải Clorator chân khơng 4.9 BỂ CHỨA NƢỚC SẠCH Nƣớc lọc sau cho hố chất (clo) để khử trùng đƣợc đƣa vào bể chứa nƣớc Bể chứa nƣớc có nhiệm vụ điều hồ lƣu lƣợng nƣớc trạm bơm cấp I trạm bơm cấp II Nó có nhiệm vụ dự trữ lƣợng nƣớc chữa cháy, nƣớc xả cặn bể lắng, nƣớc rửa bể lọc nƣớc dùng cho nhu cầu khác nhà máy nƣớc Tại bể chứa, ta thực q trình tiếp xúc nƣớc cấp với dung dịch Clo để loại bỏ vi trùng lại trƣớc cấp nƣớc vào mạng lƣới cấp nƣớc Các u cầu cấu tạo trang thiết bị cho bể chứa: u cầu mặt kết cấu phải vững chắc, chịu đƣợc tác dụng tải trọng đất nƣớc, tuyệt đối khơng đƣợc rò rỉ để chống thất nƣớc đặc biệt chống nhiễm cho nƣớc bể Hiện nay, với cơng nghệ xây dựng mới, bể chứa betơng cốt thép đỗ tồn khối theo u cầu khơng đƣợc trát Ngồi phải có biện pháp chống thấm từ bên ngồi vào bể lớp vải cơng nghiệp, qt nhựa đƣờng, giấy dầu, bên ngồi chèn đất sét Cần phải có biện pháp tn thủ u cầu cấu tạo thi cơng đƣờng ống qua thành bể để đảm bảo khơng rò rỉ 52 Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang Bể chứa nƣớc phải có độ dốc đáy phía hố thu nơi đặt ống hút máy bơm để thuận tiện cho việc rửa bể Hố thu nơi đặt ống hút phải có kích thƣớc đảm bảo việc hút nƣớc máy bơm để tận dụng tối đa dung tích bể chứa Trang thiết bị bể chứa gồm phân sau:  Ống dẫn nước vào bể: đƣờng ống dẫn nƣớc lọc sau cho hố chất để khử trùng đƣợc đƣa vào bể chứa nƣớc Trên đƣờng ống dẫn nƣớc vào bể bố trí van đóng mở, làm hố van chung cho ngăn bể Ong dẫn nƣớc vào bể có mở rộng hƣớng lên mặt nƣớc cao độ mực nƣớc thiết kế bể  Ống hút: máy bơm đặt hố thu Cần phải có kết cấu đỡ van hút để đảm bảo tính ổn định cho hệ thống ống hút  Ống tràn: cao mực nƣớc thiết kế bể chứa từ đến 10cm  Ống xả cặn, rửa bể: bố trí ống xả cặn mạng lƣới nƣớc trƣờng hợp cao độ đáy bể chứa nƣớc cao cao độ đƣờng ống nƣớc bên ngồi khu vực Khi khơng bố trí đƣợc ống xả cặn phải cấu tạo hố thu có trang bị bơm nƣớc loại xách tay để thau rửa định kỳ  Ống thơng hơi, làm nhiệm vụ thơng hơi, khí clo cho bể  Lớp đất phủ: để chống đẩy ổn định nhiệt độ nƣớc bể, lớp phủ với chiều dày 0,5 m Bể chứa nƣớc đƣợc chia thành nhiều ngăn tạo thành dòng chảy lƣu thơng bể, tránh vùng nƣớc chết bể, đồng thời phải đảm bảo đủ thời gian tiếp xúc nƣớc chất khử trùng Thời gian tiếp xúc dung dịch Clo với nƣớc lấy 30 phút Vậy thể tích tối thiểu bể chứa là: Wtối thiêủ = Q.t = 666.0,5 = 333 m3 4.10 LẮNG NƢỚC RỬA LỌC Nƣớc sau rửa lọc đƣợc đƣa vào bể lắng nƣớc rửa lọc, đây, cặn đƣợc lắng đƣa sang bể nén bùn, phần nƣớc đƣợc đƣa vào hệ thống nƣớc chung khu vực 53 Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang Tính tốn: Lƣu lƣợng nƣớc rửa lọc chiếm 7,35% lƣợng nƣớc xử lý (đã tính ttrong phần bể lọc bên trên), vậy: Lƣợng nƣớc rửa lọc vào bể lắng nƣớc rửa lọc là: Qrl  7,35.Q 7,35  16000m / ng.d   1176m3/ngày 100 100 Hàm lƣợng cặn: W  C.Q 12  16000   192 kg/ngày đêm 1000 1000 Trong đó: C- hàm lƣợng cặn vào bể lọc, C = 12mg/l =12g/m3 Q- lƣu lƣợng nƣớc lọc Chọn tải trọng chất rắn kg/m2.ngày đêm Diện tích bể đƣợc tính nhƣ sau: S 192  48 m Nếu kể diện tích buồng phân phối trung tâm S= 48.1,1 = 52,8 m2 Đƣờng kính bể là: D 4.S    52,8  8,2 m 3,14 Đƣờng kính ống phân phối trung tâm là: DTT = 0,2.D = 0,2.8,2 = 1,64 m Chiều cao phần lắng bể: hLắng = v1.t 54 Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang Trong đó: v1: Vận tốc chuyển động bùn lắng bể, lấy v1 = 0,05mm/s t: Thời gian lƣu bùn , chọn t = 12 Vậy chiều cao phần lắng bể là: hLắng = 0,05.10-3 12.3600 =2,2 m Đáy bể đƣợc xây dựng hình chóp cụt, với đáy lớn có đƣờng kính 8,2 m đáy bé đƣợc chọn 1m, góc nghiêng đáy so với phƣơng ngang 45o, nên chiều cao phần đáy bể đƣợc tính: hd  8,2  1.tg 45o  3,6 m Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,4m Vậy chiều cao tổng cộng bể nén bùn là: Htc = hLắng + hd + hbv = 2,2 + 3,6 + 0,4 = 6,2 m Lƣu lƣợng bùn cặn qua bể lắng : Ql  100 W 100 192     9,6 m (100  Pl ) 1000 100  98 1000 Trong đó: Pl – Độ ẩm cặn sau lắng nƣớc rửa lọc, chọn Pl = 98% W – Lƣợng cặn ngày đêm, W = 192 kg/ngày đêm 4.11 BỂ NÉN BÙN Bùn cặn từ bể lắng có độ ẩm cao, đƣợc dẫn tới bể nén bùn hệ thống ống dẫn, nhiệm vụ bể nén bùn làm giảm độ ẩm bùn cặn cách lắng học để đạt độ ẩm thích hợp 94 ÷ 96%, bể nén bùn đƣợc xậy dựng nhằm giảm diện tích, khối lƣợng cơng trình xử lý bùn phía sau 55 Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang Bùn lắng bể lắng xử lý nƣớc phèn, có nồng độ từ 0,1 đến 0,5% Tỷ trọng   1,012 tấn/m3 Lƣợng cặn khơ xả sau ngày đêm từ bể lắng đƣợc tính theo cơng thức: W Q.C max  C  , kg  1000 Trong đó: Cmax- hàm lƣợng cặn nƣớc đƣa vào bể lắng, tính bể lắng li tâm Cmax = 381,2 mg/l C: Hàm lƣợng cặn lại nƣớc sau lắng (10 – 12mg/l), Chọn C = 12 mg/l Vậy lƣợng bùn cặn tích lại bể lắng sau ngày đêm là: W1 = Cộng thêm lƣợng cặn từ lắng nƣớc rửa lọc sang: W2 = 192 kg/ngày đêm Vậy: W = W1 + W2 = 5907 + 192 = 6099 kg/ngày đêm Tải trọng dung dịch cặn đƣa vào bể nén bùn có giá trị15 ÷ 25 kg SS/m2.Ngày đêm Ta chọn tải trọng chất rắn tổng cộng qo = 25 kg/m2.Ngày đêm Diện tích bể nén bùn đƣợc xác định theo tải trọng cặn là: Sbể = m2 Nếu kể diện tích buồng phân phối trung tâm: S= 243,96.1,1 = 268,356 m2 Đƣờng kính bể nén bùn là: 56 Kỹ thuật xử lý nước cấp D 4.S   GVDH: Vũ Đình Khang  268,356  18,48 m 3,14 Đƣờng kính ống phân phối trung tâm là: DTT = 0,2.D = 0,2.18,48 = 3,7 m Đƣờng kính phần loe ống trung tâm: DLoe = 1,35.DTT = 1,35.3,7 = m Đƣờng kính chắn : DChắn = 1,3.DLoe = 1,3.5 = 6,5 m Chiều cao phần lắng bể lắng bùn đứng: hLắng = v1.t Trong đó: v1: Vận tốc chuyển động bùn lắng bể, lấy v1 = 0,05mm/s t: Thời gian lƣu bùn , chọn t = 12 Vậy chiều cao phần lắng bể lắng bùn là: hLắng = 0,05.10-3 12.3600 = 2,2 m Đáy bể đƣợc xây dựng hình chóp cụt, với đáy lớn có đƣờng kính 18,48 m đáy bé đƣợc chọn 0,5m, góc nghiêng đáy so với phƣơng ngang 45 o, nên chiều cao phần đáy bể đƣợc tính: hd  18,48  0,5.tg 45o  m Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,4m Vậy chiều cao tổng cộng bể nén bùn là: Htc = hLắng + hd + hbv = 2,2 + + 0,4 = 11,6 m Lƣu lƣợng bùn thải từ bể nén ngày đêm là: 57 Kỹ thuật xử lý nước cấp Q2  GVDH: Vũ Đình Khang Q1.100  P1  m /ng đ 100  P2 Trong đó: Q1: Lƣu lƣợng bùn trƣớc nén, Q1 = Qc + Ql = 197 + 9,6 = 206,6 m3/Ngày đêm Qc = 197 m3/Ngày đêm (đã tính bể lắng li tâm) Q1 = 9,6 m3/Ngày đêm (tính bể lắng nƣớc rửa lọc) P1: Độ ẩm bùn lúc ban đầu; P1 = 98% P2: Độ ẩm bùn sau nén; P2 = 95% Vậy sau ngày đêm lƣợng bùn thải từ bể nén bùn là: Q2  Q1.100  P1  206,6  (100 - 98)   82,64 m /ngày đêm 100  P2 100 - 95 Lƣợng nƣớc ép bùn thu đƣợc từ bể nén bùn sau ngày đêm là: Q3 = Q1 – Q2 = 206,6 – 82,64 = 123,96 m3/ngày đêm Tính đường ống dẫn bùn từ bể nén bùn sang máy ép bùn Chọn ống nhựa PVC có đƣờng kính   150 mm để dẫn bùn từ bể nén bùn sang máy ép bùn Chọn theo bảng 10 (TCXD-51-84 – NXB ĐH Quốc Gia Tp HCM), tốc độ chảy tính tốn bùn phụ thuộc vào độ ẩm bùn đƣờng kính ống dẫn bùn 4.12 MÁY ÉP BÙN DẠNG BĂNG TẢI Máy làm khơ cặn lọc ép dây đai băng tải dùng phổ biến quản lý đơn giản, tốn điện, hiệu suất làm khơ chấp nhận đƣợc Ngun tắc làm việc: hệ thống lọc ép băng tải gồm máy bơm bùn từ bể đặc đến thùng hồ trộn hố chất keo tu (nếu cần), định lƣợng cặn, thùng đặt đầu vào băng tải Đầu tiên cặn từ thùng định lƣợng phân phối vào khoang đầu 58 Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang băng tải, đoạn nƣớc đƣợc lọc qua băng tải theo ngun tắc lọc lực, qua cần gạt để san cặn tồn chiều rộng băng, qua trục áp có lực áp tăng dần Hiệu suất làm khơ cặn phụ thuộc vào thơng số nhƣ: đặc tính cặn, cặn có trộn với chất trợ keo tụ hay khơng, độ rộng băng lọc, tốc độ di chuyển lực ép củabăng tải Nồng độ cặn sau làm khơ máy lọc băng tải đạt đƣợc từ 15 ÷ 25% Thời gian chu kỳ xả cặn 24 giờ, tổng lƣợng bùn xả từ bể nén bùn Q = 82,64 m3/ngày đêm Khối lƣợng cặn đƣa vào máy ép bùn ngày đêm là: M = 82,64  P = 82,64.1,012.103.0,05 = 4181,58 kg/ngày đêm Trong đó: P: Nồng độ phần trăm cặn khơ hỗn hợp, P = 5%  : Tỷ trọng bùn bể lắng,   1,012 tấn/m Trong ngày máy làm việc 12 Chọn tải trọng mét rộng băng tải 100 kg/m Lƣợng cặn đƣa vào máy là: G = 4181,58 ÷ 12 = 348,46 kg/giờ Vậy chiều rộng băng tải là: L 348,46  3,5 m 100 Tính tốn lượng polymer sử dụng Lƣợng bùn cặn đƣa vào máy ép bùn 348,46 kg/giờ Liều lƣợng polmer 5kg/tấn bùn Liều lƣợng polymer sử dụng là: 348,46×5÷1000 = 1,74kg/giờ Hàm lƣợng polymer sử dụng 0,2% 59 Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang Vậy lƣợng dung dịch châm vào 1,74÷2 = 0,87 m3/h Chọn hệ thống châm polymer, cơng suất 0,87 m3/h 60 Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Nƣớc cấp vấn đề quan trọng q trình phát triển kinh tế - xã hội, nhƣ nhu cầu sống ngƣời Nguồn nƣớc mặt ngày nhiễm, hoạt động sản xuất kinh tế, vấn đề xử lý nƣớc cấp yếu tố quan trọng cho việc cấp nƣớc cho sử dụng 5.2 KIẾN NGHỊ Tất vấn đề liên quan đến phát triển khơng đƣợc quy hoạch quản lý tốt bị suy thối, mơi trƣờng vấn đề đáng báo động Nguồn nƣớc ngày bị nhiễm vấn đề nƣớc điều cấp bách vậy: - Cần nâng cao nhận thức vấn đề mơi trƣờng nói chung vấn đề mơi trƣờng nƣớc nói riêng - Cần tiến hành cải tiến nâng cấp cơng nghệ xử lý nƣớc cấp - Nâng cấp cải thiện hệ thống xử lý hữu - Tăng cƣờng đội ngũ cán kỹ thuật quản lý mơi trƣờng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Ngọc Dung, 2010 Xử lý nước cấp Nhà xuất xây dựng Hà Nội [2] Nguyễn Ngọc Dung, 2003 Cấp nƣớc thị Nhà xuất xây dựng Hà Nội [3] Trịnh Xn Lai, 2002 Cấp nước – Tập 2: xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh hoạt cơng nghiệp Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội [4] Tiêu chuẩn xây dựng (TCXD) 33:2006, Cấp nước – Mạng lưới bên ngồi cơng trình Tiêu chuẩn cơng trình thiết kế Bộ Xây Dựng, Hà Nội [5] Nguyễn Thị Hồng, 2001 Các bảng tính tốn thủy lực NXB xây dựng Hà Nội 61 Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang 62 [...]... thể tích của một ngăn tạo bơng, V = 55 ,56 m3  - Độ nhớt động học của nƣớc, ở 300C,  = 0,798.10-3 N.s/m2 Vậy, ở ngăn đầu, P1 = 38 ,58 W, ta có G1  94, 25  46,1 s-1 3 0,798.10  55 ,56 Ngăn giữa, P2 = 19, 75 W, G2  48, 256  33 s-1 3 0,798.10  55 ,56 Ngăn cuối, P3 =8,33 W, G3  20, 358  21,43 s-1 3 0,798.10  55 ,56 Bảng 4 .5 Các thơng số thiết kế bể tạo bơng STT Thơng số 01 Đơn vị Giá trị Lƣu lƣợng thiết... 0,9 m và R2 = 0,6 m CD A. (v3p1  v3p 2 ) 1 ,5  2,2  1000  0,07 853  n3  ( R13  R23 ) 2 2 3 3 3 3 1 ,5  2,2  1000  0,07 85  n  (0,9  0,6 )   0, 754  n3 2 P  Vậy: P = 0, 754  n3 Ở ngăn thứ nhất, n = 5 vòng/phút P1 = 0, 754  53 = 94, 25 W Ngăn thứ hai, n = 4 vòng/phút P2 = 0, 754  43 = 48, 256 W Ơ ngăn cuối, n = 3 vòng/phút P3 = 0, 754  33 = 20, 358 W -Giá trị gradient vận tốc: G P (s-1) .Vng... K1- hệ số thu hẹp diện tích do các dây làm lƣới chốn chỗ và rác bám, K=1 ,5 - 1,6, chọn K=1 ,5 F1  1 ,5 0,1 85  0 ,55 5 m2 0 ,5 Vậy kích thƣớc lƣới chắn là 0,75m x 0,75m *Trạm bơm: Cơng suất của trạm bơm N  Q.H 1000  0,1 85  20   45, 34kW 102 102  0.8 22 Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang Trong đó: Q- Cơng suất Q= 0,185m3/s H- áp lực của bơm, chọn H = 20 m - Khối lƣợng thể tích của nƣớc,... tháng 07/20 05 dao động trong khoảng 1.300 – 120.100 MPN/100ml, cao hơn tiêu chuẩn cho phép khoảng 24 lần (TCVN 59 42 – 19 95 - mg/l 7 Nồng độ BOD5 trung bình tháng tại các trạm quan trắc trên sông Sài Gòn từ 07/2004 - 07/20 05 6 5 4 3 2 1 Trạm 0 Phú Cường Bình Phước 07.2004 07.20 05 Phú An TCVN 59 42-19 95 - A A = 5. 000 MPN/100ml) So với cùng kỳ tháng 07/2004 thì Coliform trung bình tháng 07/20 05 tại trạm... bình tháng 07/20 05 dao động trong khoảng 1 ,5 – 4,4 mg/l, khơng đạt tiêu chuẩn cho phép (TCVN 59 42 – 19 95 loại A  6 mg/l) So với cùng kỳ tháng 07/2004 thì nồng độ DO trung bình tháng 07/20 05 đã tăng từ 1,2 – 5, 0 lần mg/l 5 Nồng độ DO trung bình tháng tại các trạm quan trắc trên sông Sài Gòn từ tháng 07/2004 - 07/20 05 4 3 2 1 Trạm 0 Phú Cường Bình Phước 07.2004 07.20 05 Phú An TCVN (59 42-19 95- A) - Nhu cầu... cánh quạt, số vòng quay là 60 vòng/phút Liều lƣợng phèn để xử lý nƣớc đục theo bảng sau: Liều lượng phèn để xử lý độ đục Hàm lƣợng cặn của nƣớc Liều lƣợng phèn nhơm Al2(SO4)3 nguồn (mg/l) khơng chứa nƣớc (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- 1 05 Ứng với hàm lƣợng cặn nƣớc mặt sơng SG – ĐN vào khoảng 270mg/l, chọn lƣợng phèn P =50 mg/l... Chọn số vòng quay cánh quạt là 60 vòng/phút (Quy phạm ≥ 40 vòng/phút) Chiều dài cánh quạt lấy bằng 0, 45 bề ngang bể (Quy phạm = 0,4 ÷ 0,45b) lcq = 0, 45. b = 0, 45  1,74 = 0,78 m Vậy chiều dài tồn phần của cánh quạt là : 0,78  2 = 1 ,56 m Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế trung bình là 0, 15 m2/cánh quạt/1 m3 phèn trong bể fcq = 0, 15. Wh = 0, 15  8 = 1,2 m2 Chiều rộng mỗi cánh quạt là: bcq  1,2 ÷ 1 ,56 =... quạt thiết kế 0, 15 m2 cánh quạt/1m3 vơi sữa trong bể (Quy phạm = 0,1 ÷ 0,2m2) fcq = 0, 15. Wv = 0, 15 3,79 = 0 ,56 7 m2 Chiều rộng mỗi cánh quạt là: bcq = fcq÷lcq = 0 ,56 7 ÷ 0,99 = 0 ,57 m Năng lƣợng khuấy trộn cần thiết: P  k..n 3 Dkh5 (W) Trong đó: k: hệ số sức cản của nƣớc, phụ thuộc kiểu cánh khuấy, k = 1,08 với cánh khuấy phẳng 2 cánh ρ: Khối lƣợng riêng của dung dịch, ρ = 1000 kg/m3 n: số vòng quay trong... tháng 05/ 2004 12 Kỹ thuật xử lý nước cấp GVDH: Vũ Đình Khang Coliform trung bình tháng tại các trạm quan trắc Nồng trê độ ndầsôuntrung bìnhn từtháthángntạg 07/2004 i các trạ- 07/20 05 m quan trắc g Sài Gò trên sông Sài Gòn từ 07/2004 - 07/20 05 MPN/100ml mg/l 0.8 100000 0.6 0. 450 000 0.2 Trạm 0 0.0 Phú Cường 07.2004 Phú Cường Bình Phước 07.20 05 Bình Phước 07.2004 Phú An TCVN 59 42-19 95 loại A 07.20 05 Trạm... (0, 75) 2  2  9,81 Chọn  = 0,06m nên   dl   0, 06  1 tra bảng 2 – 4 hệ số lƣu lƣợng  qua lỗ ( trang 40, 0, 06 xử lý nƣớc cấp TS Nguyễn Ngọc Dung) ta đƣợc  = 0, 75 Tính tiết diện ở cuối máng bể trộn: (vm = 0,6 m/s) fm  Q 0,1 85   0,31(m2 ) vm 0, 6 Chọn chiều cao cuối máng: H = 0, 65 m (quy phạm H  0,5m ) 30 Kỹ thuật xử lý nước cấp Chiều rộng cuối máng: b = GVDH: Vũ Đình Khang 0,31  1 ,55 (m)