Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA VIỆC CẤP NƯỚC CHO KHU VỰC BỐN ẤP ĐÔ THỊ HÓA: TÂN ĐỊNH, TÂN LẬP, TÂN THÀNH, TÂN TIẾN – XÃ TÂN THÔNG HỘI – HUYỆN CỦ CHI Huyện Củ Chi có tất 21 xã thị trấn, xã Tân Thông Hội (trực thuộc Trung Ương) xã từ sau năm 1975 đến có phát triển vượt bậc mặt: kinh tế, văn hóa, giáo dục, xã hội,… mà trực thuộc ấp: Tân Định, Tân Lập, Tân Thành, Tân Tiến ấp đô thị hóa điển hình xã Ủy ban nhân dân thành phố Hồ Chí Minh định phê duyệt đề án nông thôn cho xã theo mô hình nông thôn thời kỳ công nghiệp hóa, đại hóa vùng ven thành phố Hồ Chí Minh Theo đó, xã đề kế hoạch phát triển giai đoạn 2009 – 2011 định hướng phát triển đến năm 2020, đặc biệt trọng đầu tư nâng cấp cho khu vực ấp đô thị hóa Việc đòi hỏi xã phải chuẩn bị triển khai thực thi việc xây dựng nâng cấp hạ tầng kinh tế, sở vật chất văn hóa, xã hội, môi trường… Khi cấu kinh tế - xã hội địa bàn phát triển, đời sống người dân ngày nâng cao, nhu cầu sử dụng nước để phát triển nông nghiệp, công nghiệp, thương mại, dịch vụ nhu cầu tiêu dùng người dân vô cấp thiết Hiện khu vực ấp đô thị hóa xã chưa có trạm xử lý nước tập trung, người dân quanh khu vực chủ yếu khai thác nước ngầm giếng khoan để sử dụng, việc khai thác không quản lý tốt nên ngày bừa bãi gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tài nguyên nước ngầm địa phương Vì vậy, việc xây dựng trạm cấp nước tập trung, đảm bảo chất lượng lưu lượng cho phát triển bền vững khu vực cấp thiết, nhằm thực hóa định hướng quy hoạch phát triển tương lai, đảm bảo việc bảo vệ môi trường, hướng tới mục tiêu phát triển bền vững 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI - Nghiên cứu lựa chọn nguồn nước cấp khả thi, áp dụng cho khu vực ấp đô thị hóa: Ấp Tân Định, ấp Tân Tiến, ấp Tân Lập, ấp Tân Thành – xã Tân Thông Hội – huyện Củ Chi; đảm bảo việc bảo vệ môi trường - Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước cấp tập trung đảm bảo cung cấp nước đạt chất lượng theo định 1329/2002/BYT/QĐ đáp ứng đủ cho nhu cầu dùng nước đến hết năm 2020 khu vực Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP 1.3 PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU - Phạm vi: Khu vực bốn ấp: Tân Định, Tân Tiến, Tân Lập, Tân Thành – xã Tân Thông Hội – huyện Củ Chi - Đối tượng: Kênh Đông – đoạn qua khu vực ấp nghiên cứu lấy làm nguồn nước cấp, đồng thời nghiên cứu công nghệ xử lý nước cấp cho khu vực 1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 1.4.1 Phương pháp điều tra, thu thập, tổng hợp số liệu Thu thập tài liệu, số liệu liên quan đến khu vực nguồn cấp nước địa phương 1.4.2 Phương pháp đánh giá tổng hợp Thống kê, tổng hợp số liệu thu thập phân tích Xử lý số liệu đánh giá dựa tiêu chuẩn, qui định hành nhà nước chất lượng nguồn nước cấp 1.4.3 Phương pháp tham khảo tài liệu Tham khảo giáo trình xử lý nước cấp, thông tin từ giảng viên, tham khảo thông tin từ nguồn khác trang web liên quan 1.4.4 Phương pháp so sánh phân tích So sánh ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng loại công nghệ để chọn dây chuyền xử lý tối ưu, cho kết xử lý tốt mà đáp ứng yêu cầu kinh tế 1.4.5 Phương pháp đồ hoạ Việc thực vẽ giúp cho người có liên quan hình dung cách dễ dàng nhanh chóng hình dáng, cao trình, vị trí, trình tự hoạt động công trình công nghệ xử lý, đồng thời sở để xây dựng dây chuyền xử lý nước cấp 1.5 NỘI DUNG THỰC HIỆN - Thu thập tài liệu điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội khu vực bốn ấp nêu - Nghiên cứu trữ lượng chất lượng nguồn nước khu vực - Lựa chọn công nghệ xử lý nước phù hợp - Tính toán thiết kế công nghệ lựa chọn - Thực vẽ thiết kế Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC ẤP- XÃ TÂN THÔNG HỘI - HUYỆN CỦ CHI 2.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 2.1.1 Vị trí địa lý: Khu vực ấp: Tân Định, Tân Lập, Tân Thành, Tân Tiến; với diện tích 250 ha, thuộc xã Tân Thông Hội nằm phía Nam huyện Củ Chi, phía Tây Bắc thành phố Hồ Chí Minh, có tọa độ địa lý từ 10 o53’00’’ đến 10o10’00’’ vĩ độ Bắc từ 106o22’00’’ đến 106o40’00’’ kinh độ Đông, với tranh giới sau: - Phía Bắc: giáp với xã Phước Vĩnh An – huyện Củ Chi - Phía Đông: giáp với xã Tân Phú Trung – huyện Củ Chi - Phía Tây: giáp với xã Tân An Hội –và thị trấn Củ Chi - Phía Nam: giáp ranh với huyện Hóc Môn tỉnh Long An 2.1.2 Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng: - Về địa hình: tương đối phẳng, nằm vùng chuyển tiếp miền nâng Nam Trung Bộ miền sụt Tây Nam Bộ Độ cao giảm dần theo hướng Đông Nam, độ cao biến thiên từ 5- 10m Hai phần ba diện tích đất gò triền phần ba vùng bưng - Về thổ nhưỡng: chủ yếu nhóm đất xám, đỏ vàng đất phù sa 2.1.3 Khí hậu: - Thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, có mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng đến tháng 11, mùa nắng từ tháng 12 đến tháng năm sau - Nhiệt độ trung bình năm: khoảng 26oC - Độ ẩm bình quân: 79% - Nắng: tổng số nắng trung bình 2100- 2920 2.1.4 Đặc điểm thủy văn: - Nguồn nước mặt: cung cấp nước từ hồ Dầu Tiếng thông qua hệ thống kênh N46, N31A thuộc hệ thống kênh Đông - Nguồn nước ngầm: sử dụng nước từ giếng khoan tầng nước đạt tiêu chuẩn vệ sinh Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP 2.2 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI 2.2.2 Dân số: Theo định hướng qui hoạch phát triển chung huyện Củ Chi, dân số khu vực bốn ấp: Tân Định, Tân Lập, Tân Thành, Tân Tiến đến năm 2020 khoảng 11.400 người 2.2.3 Tình hình phát triển kinh tế: Thuộc xã nông thôn ngoại thành, song lại khu vực có tốc độ đô thị hóa nhanh Cơ cấu kinh tế nay: Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp: 55%; nông nghiệp: 20%; thương mại, dịch vụ: 25%; định hướng phát triển cấu kinh tế theo hướng công nghiệp - dịch vụ - nông nghiệp với cấu hợp lý vào năm 2011 (giai đoạn 1) năm 2020 (giai đoạn 2) Giá trị sản xuất năm 2009: 953.54 tỷ đồng Thu nhập bình quân đầu người: 21.6 triệu đồng/người/năm (là xã có kinh tế mức trung bình huyện) Số hộ nghèo chiếm 11.92% giảm dần tỷ lệ 2.2.4 Hiện trạng hệ thống giao thông: Khu vực có đường Xuyên Á qua, tuyến đường giao thông quan trọng Đã có nhiều đầu tư vào tuyến đường giao thông, tổng số tuyến đường giao thông khu vực: 47 tuyến, tổng chiều dài: 30.35km Trong đó: - Đường giao thông nội đồng lại thuận lợi: 9.10km - Đường giao thông cứng hóa nhựa hóa: 21.53km 2.2.5 Mạng lưới điện: 100% hộ dân sử dụng điện từ lưới điện Quốc gia, có trạm biến áp nằm khu vực 2.2.6 Hệ thống cấp nước: Trước năm 2008, khu vực có nguồn nước máy (nước lấy từ giếng khoan tập trung) phục vụ cho sinh hoạt sản xuất Tuy nhiên, hộ ngưng hợp đồng sử dụng nguồn nước giếng khoan, toàn hộ dân khu vực lân cận sử dụng giếng khoan nên trữ lượng nước ngầm ngày giảm, giếng phải khoan tầng nước sâu hơn; đòi hỏi phải có trạm xử lý cung cấp nước cho toàn khu vực để đáp ứng yêu cầu đô thị hóa định hướng phát triển đến năm 2020 2.2.7 Vệ sinh môi trường: Tỷ lệ hộ có xây dựng đủ công trình (nhà tắm, hố xí, bể nước) đạt chuẩn 75%; đa số hộ dân có nhà tắm, hố xí đạt chuẩn, bể chứa nước khoảng 75% Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP 85% hộ dân đăng kí thu gom rác tập trung, hộ khác tiêu hủy theo hình thức chôn lấp đốt nhà Đối với hộ chăn nuôi xây dựng sử dụng hầm Biogas Các sở sản xuất chất thải nguy hại cho môi trường, nhiên số sở chưa có hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho công nhân đạt chuẩn môi trường Đã xây dựng rãnh, cống thoát nước địa phương 2.3 QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN KHU VỰC ĐẾN NĂM 2020 2.3.1 Cơ sở hình thành phát triển: - Xã Tân Thông Hội – huyện Củ Chi đại diện cho xã vùng ven đô thị lớn nước xây dựng mô hình nông thôn thời kỳ công nghiệp hóa, đại hóa vùng ven thành phố Hồ Chí Minh Trong đặc biệt trọng khu vực ấp đô thị hóa - Phát triển toàn diện, đồng kinh tế - xã hội địa bàn với cấu hợp lý, phù hợp với vùng ven đô thị lớn chiến lược chung thành phố Phát huy tối đa nguồn lực địa phương để xây dựng nông nghiệp công nghệ cao, nông nghiệp sạch, sinh thái gắn với du lịch, công nghệ chế biến để tạo giá trị gia tăng cao; phát triển công nghiệp, thương mại, dịch vụ theo quy hoạch; bảo vệ môi trường; liên kết chặt chẽ với kinh tế thành phố tỉnh khu vực; gắn phát triển sản xuất với phát triển hình thức tổ chức sản xuất phù hợp với yêu cầu sản xuất hàng hóa lớn - Nâng cao đời sống vật chất tinh thần cư dân, kết hợp hài hòa nếp sống đô thị đại với việc giữ gìn truyền thống địa phương 2.3.2 Quy hoạch cấp nước đến năm 2020: - Xây dựng hệ thống cung cấp nước đáp ứng đủ nhu cầu khu vực mở rộng hệ thống đáp ứng nhu cầu khu vực lân cận (nếu có thể) - Đảm bảo sở hạ tầng khu đô thị mới, nằm chiến lược phát triển vùng ven đô thị lớn nước - Ứng dụng kỹ thuật công nghệ đại hệ thống cấp nước, phù hợp với phát triển chung công nghệ cấp nước nước Thế Giới - Giáo dục nhận thức cho cộng đồng cần thiết phải sử dụng nước sạch, ý thức tiết kiệm nước trách nhiệm bảo vệ tài nguyên nước quý giá - Từng bước nâng cao mức sống nhân dân kinh tế, xã hội, văn hóa phục vụ mục tiêu công nghiệp hóa đại hóa đất nước Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP => Kết luận chung: Từ điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội khu vực trình bày trên, ta thấy khu vực có tiềm phát triển kinh tế - xã hội tương lai Vì nhu cầu nước để phát triển cần thiết Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC 3.1.1 Lưu lượng nước sinh hoạt dân cư khu vực: Theo định hướng quy hoạch phát triển chung huyện Củ Chi, số dân khu vực 11.400 người Khu vực ấp: Tân Định, Tân Lập, Tân Thành, Tân Tiến; vùng ngoại vi đô thị loại đặc biệt Theo bảng 3.1 trang TCXDVN 33 - 2006 tiêu chuẩn cấp nước cho khu vực 150 l/ng-ngđ, với 100% dân số cấp nước Nhu cầu nước sinh hoạt trung bình ngày: Qtbngày = (q × N) × 10-3 = (150×11400) × 10-3 = 1710 m3/ng.đ Trong đó: + q: Tiêu chuẩn dùng nước, q = 150 l/người.ngđ + N: Dân số khu vực, N = 11.400 người Lượng nước tính toán cho ngày dùng nước Max: ngày Qmngay × Kmax ngày = 1710 × 1.3 = 2223 m3/ng.đ ax = Qtb Trong đó: + Kmax ngày : Hệ số không điều hoà ngày đêm theo TCXDN 33 - 2006 + Kmax ngày = 1.2 ÷ 1.4, chọn K = 1.3 3.1.2 Lưu lượng nước cấp cho ngành tiểu thủ công nghiệp công nghiệp nhỏ: Lấy 10% lưu lượng nước cho sinh hoạt theo bảng 3.1 trang TCXDVN 33 2006 QCNn = 10% Qmax = 222,3 m3/ngđ 3.1.3 Lưu lượng nước dùng cho dịch vụ đô thị khu vực: Lấy 10% lưu lượng nước cho sinh hoạt theo bảng 3.1 trang TCXDVN 33 2006 QDV = 10% Qmngay ax = 222,3 m /ngđ Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP 3.1.4 Lưu lượng nước dùng cho công trình công cộng Lấy 10% lưu lượng nước cho sinh hoạt theo bảng 3.1 trang TCXDVN 33 2006.N=N0er.t QCC = 10% Qmax = 222,3 m3/ngđ 3.1.5 Lưu lượng nước cấp cho trường học: Lấy theo mục 1.8.4 trang 23-24, bảng 1.7 - XLNC Trịnh Xuân Lai QTH = qo × No × 10-3 = 25 × 1500 × 10-3 = 37,5 m3/ngđ Với qo : nhu cầu dùng nước, qo= 25 l/ng-ngđ No : số lượng học sinh trường khu vực 3.1.6 Công suất cần đáp ứng: a) Công suất hữu ích trạm cấp nước QHI = Qmngay ax + QCNn + QDV + QCC + QTH = 2223 + 222,3 + 222,3 + 222,3 + 37,5 = 2927,4 m3/ngđ b) Lưu lượng nước thất thoát (Qtt): Lưu lượng nước rò rỉ lấy < 20% công suất hữu ích trạm cấp nước theo bảng 3.1 trang TCXDVN 33 - 2006 Vì thiết kế hệ thống cấp nước hoàn toàn nên tỷ lệ thất thoát nhỏ, lấy 12 % công suất hữu ích Qtt = 12% QHI = 351,3 m3/ngđ c) Lưu lượng trạm bơm cấp II (QT) phát vào mạng lưới: QT = QHI + Qtt = 2927,4 + 351,3 = 3278,7 m3/ngđ d) Lưu lượng nước dùng cho thân trạm xử lý: Lưu lượng nước dùng cho thân trạm cấp nước lấy 8% tổng công suất hữu ích thất thoát theo bảng 3.1 trang TCXDVN 33 - 2006 QNM = 8% × QT = 262,3 m3/ngđ 3.1.6 Lưu lượng thực tế đáp ứng nhu cầu dùng nước hệ thống cấp nước (Q TC): QTC = QT + QNM = 3278,7 + 262,3 = 3541 m3/ngđ => Lấy tròn số 3600 m3/ngđ Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP Bảng 3.1 - Tổng hợp dự báo nhu cầu dùng nước cho khu vực đến năm 2020 Tỉ lệ dùng Lưu lượng (m3/ngđ) Đến năm 2020 2223 Stt Danh mục Tiêu chuẩn Nước sinh hoạt Nước cho tiểu 150 (lít/người/ngđ) thủ CN CN 10% sinh hoạt 222,3 10% sinh hoạt 222,3 10% sinh hoạt 222,3 25 (lít/người/ngđ) 37,5 nhỏ Nước cho dịch vụ đô thị Nước cho công trình công cộng Nước cho trường học Công suất hữu nước 100% ích trạm xử 2927,4 lý Nước thất thoát Nước thân nhà máy Q = × 0, 75 = 0, 00105 (kg/s) 3600 0, 00105 = 7,5 ×10−7 (m3/s) 1, 4.10 + V: Tốc độ đường ống dẫn Clo lỏng lấy 0,1 (m/s) ⇒ D = 1, × 7,5 ×10 −7 = 3.3 ×10 −3 (m) Chọn D = (mm) 0,1 Ống dẫn khí Clo có độ dốc i = 0,01 phía thùng đựng Clo lỏng mối nối 67 Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP Lượng Clo dự trữ tháng là: 540 (kg/tháng) Để pha Clo vào nước ta dùng bình đựng Clo lỏng áp suất cao, giảm áp suất Clo biến thành hoà tan vào nước Dùng thiết bị châm Clo máy châm Clorator Clo lỏng dạng Clo nguyên chất có màu vàng xanh, trọng lượng riêng 1,4 (kg/l) Với lượng tiêu thụ ngày 18 kg/ngày/1,4 = 12,9 lít 4.7 TÍNH TOÁN BỂ CHỨA 4.7.1 Bảng thống kê lưu lượng dùng nước ngày dùng nhiều Ta có tổng công suất khu đô thị cần đến năm 2020 3600m3/ngđ Từ ta có: Lưu lượng nước trạm bơm cấp II phát vào mạng lưới cho giai đoạn 2020 là: QTBII = 3600 m3/ngđ Tương tự lập luận ta có: Lưu lượng nước dùng cho ngày dùng nước lớn trạm cung cấp: QSHngaymax = 2223 m3/ngđ Lưu lượng nước dùng cho tiểu thủ công nghiệp công nghiệp nhỏ trạm cung cấp: QTTCN = 222,3 m3/ngđ Lưu lượng nước dùng cho dịch vụ đô thị trạm cung cấp: QDV = 222,3 m3/ngđ Lưu lượng nước dùng cho công trình công cộng trạm cung cấp: QCC = 222,3 m3/ngđ Lưu lượng nước dùng cho trường học với số học sinh 1500 QTH = 37,5 m3/ngđ Lưu lượng nước rò rỉ trạm cung cấp: QTT = 351,3 m3/ngđ Hệ số không điều hoà lớn cho khu đô thị Hệ số dùng nước không điều hoà Khmax cấp cho sinh hoạt dân cư xác định theo công thức: Khmax= max × bmax = 1,3 × 1,3 = 1,69 Chọn Khmax = 1,7 Trong đó: + Theo TCXDVN 33-2006: αmax = 1,2 – 1,5 Chọn αmax = 1,3 + bmax: Hệ số kể đến số dân khu dân cư Với dân số khu đô thị thiết kế 11400 người, theo bảng 3.2 TCXDVN 33 – 2006, bmax = 1,3 Qh max = 1,7 × 2223 /24 = 157,5( m3/h) 68 Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP Trường học lấy tương tự: Qh max TH = 1,7 × 37,5/24 = 2,66 m /h Hệ số không điều hoà cho khu công nghiệp nhỏ: Trong khu công nghiệp nhỏ có bể điều hoà lưu lượng trạm bơm cục riêng nên chế độ tiêu thụ nước cho sản xuất thường lấy đồng điều cho ca Vì ca có lượng nước tiêu thụ lấy KhCNn = Hệ số không điều hoà cho công nghiệp nhỏ, dịch vụ, công trình công cộng, rò rỉ coi phân bố điều hoà ngày K = Bảng 4.7.1 - Bảng tổng hợp lưu lượng dùng nước ngày dùng nước lớn Lưu lượng nước ăn uống Giờ sinh hoạt khu dân Nước cho cho trường dịch học vụ đô kh = 1,7 %Q ngđ 1,3 1,3 1,3 1,3 4,6 6,2 5,8 5,6 4,5 5,9 6,2 5,9 Nước cho Nước công rò rỉ trình công thị cư ngày 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 Nước Nước cho CN nhỏ Lưu lượng nước tổng cộng cấp cho mạng lưới cấp nước cộng Kh= Kh= Kh= Kh=1 m3 m3 m3 m3 m3 m3 m3 28,9 28,9 28,9 28,9 44,46 102,26 137,83 128,93 124,49 100,04 131,16 137,83 131,16 0,49 0,49 0,49 0,49 0,75 1,73 2,33 2,18 2,10 1,69 2,21 2,33 2,21 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 71,81 71,81 71,81 71,81 87,63 146,41 182,58 173,53 169,01 144,15 175,79 182,58 175,79 %Q ngđ 10 2 2 2,43 4,07 5,07 4,82 4,69 4,88 5,07 4,88 69 Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 Tổng 3,8 3,6 4,9 5,8 5,9 6,3 4,6 4,4 3,7 2,8 2,3 100 84,47 80,03 108,92 128,93 131,16 140,05 102,26 97,81 82,25 62,24 51,13 2223 1,43 1,35 1,84 2,18 2,21 2,36 1,73 1,65 1,38 1,05 0,86 37,5 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 222,3 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 14,64 351,3 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 222,3 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 9,26 222,3 128,32 123,8 153,18 173,53 175,79 184,83 146,41 141,88 126,05 105,71 94,41 3600 3,56 3,44 4,26 4,82 4,88 5,13 4,07 3,94 3,5 2,94 2,62 100 Từ biểu đồ dùng nước ta thấy dùng nước lớn 18 - 19h với lưu lượng là: Qhmax = 5,13%Qng.đ Từ biểu đồ dùng nước cho ngày dùng nước lớn ta chọn chế độ bơm trạm bơm cấp sau: Từ 22-5 giờ: Bơm với chế độ 2,62% Qngđ Từ 6-21 giờ: Bơm với chế độ 5,10 % Qngđ Do trạm bơm cấp I làm việc điều hòa suốt ngày đêm, trạm bơm cấp II làm việc không điều hòa nhu cầu sử dụng nước mạng lưới khác nhau.Vì bể chứa nước có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng trạm bơm cấp I trạm bơm cấp II Ngoài có nhiệm vụ dự trữ lượng nước chữa cháy giờ, nước dùng cho thân trạm xử lý nước (nước rửa bể lọc, rửa bể lắng, nước xả cặn nước dùng cho nhu cầu khác nhà máy) 4.7.2 Tính toán kích thước bể chứa Dung tích bể chứa xác định theo công thức Wbc = Wđh + WTXL (m3) Trong đó: + Wđhbể: Dung tích điều hoà bể chứa (m3) + WTXL : Dung tích dự trữ nước cho thân trạm xử lý (m3) Dung tích điều hoà bể chứa Trạm bơm cấp I làm việc điều hoà suốt ngày đêm với chế độ bơm trạm bơm I là: Q= 100% = 4,17% 24 70 Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP Trạm bơm cấp II làm việc theo chế độ, bể chứa xác định chênh lệch trạm bơm cấp I chế độ tiêu thụ nước khu vực Bảng 4.7.2 – Dung tích điều hòa bể chứa Giờ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 17 17 18 18 19 19 20 20 21 21 22 22 23 23 24 Bơm cấp I Bơm cấp II (%Qngđ) (%Qngđ) 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 2,62 2,62 2,62 2,62 2,62 2,62 5,10 5,10 5,10 5,10 5,10 5,10 5,10 5,10 5,10 5,10 5,10 5,10 5,10 5,10 5,10 2,62 2,62 2,62 Nước vào Nước bể chứa bể chứa (%Qngđ) 1,55 1,55 1,55 1,55 1,55 1,55 (%Qngđ) 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 1,55 1,55 1,55 Còn lại (%Qngđ) 6,20 7.75 9,3 10,85 12,4 13,95 13,02 12,09 11,16 10,23 9,30 8,37 7,44 6,51 5,58 4,65 3,72 2,79 1,86 0,93 1,55 3,10 4,65 Theo bảng thống kê, dung tích điều hòa lớn bể chứa 13,95% Q ngđ Lưu lượng cấp vào mạng lưới khoảng 90% Qtxl = 0,9 x 3600 = 3240 m3/ngđ = 135 m3/h Dung tích điều hòa bể chứa đh W = 13,95/100 * 3240 = 451,98 (m ) Lượng nước dùng cho thân trạm xử lý 8% QML Wdt= 0,08 x 3240 = 259,2(m3) 71 Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP Wbc = 451,98 + 259,2 = 711,18 (m3) Vậy: Xây dựng bể chứa có kích thước B×L×H = 15×15×3,2 ( m) Chiều cao xây dựng bể 3,6m (0,4 m chiều cao bảo vệ) Thiết kế bể chứa gồm vách ngăn hướng dòng, khoảng cách vách ngăn 3m Thiết kế ống thông D200mm Bể có ống xả tràn D500 mm, ống xả kiệt D200mm, ống dẫn nước vào bể D200mm Bảng 4.7.3 – Các thông số thiết kế bể chứa STT Thông số thiết kế Giá trị Đơn vị Chiều dài 15 m Chiều rộng 15 m Chiều cao Khoảng cách vách hướng 3,2 m Số lượng dòng Ống thép thông m D200 mm Ống xả tràn D500 mm Ống xả kiệt D200 mm Ống dẫn nước vào bể D200 mm 1 bể 4.8 TÍNH TOÁN TRẠM BƠM CẤP II 4.8.1 Bơm nước Trạm bơm cấp làm việc theo chế độ với lưu lượng tổng cộng 5,10% Qngđ x 15 + 2,62% Qngđ x = 100% = 76,5% Qngđ + 23,5 % Qngđ = 100% (Qngđ) Trong Qngđ = 3240 m3/h (là lưu lượng cấp vào mạng lưới) Trạm bơm làm việc theo chế độ Chế độ 1: 2,62% Qngđ = 84,89 m3/h (1 bơm) Chế độ 2: 5,10% Qngđ = 165,24 m3/h (2 bơm) Chọn chế độ làm việc bơm, chế độ làm việc bơm Lưu lượng qua bơm: Qb = 165,24/2 = 82,62 (m3/h) Trong trạm đặt bơm nước sạch, bơm làm việc, 1bơm dự phòng Bơm nước dùng để bơm nước sau xử lý dẫn bể chứa chung thành phố để cấp vào mạng lưới tiêu thụ Trong trạm đặt bơm nước sạch, bơm làm việc, bơm dự phòng Áp lực bơm tính theo công thức Hb = Hct + h1 + h2 + hđ 72 Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP Trong + Hct: Áp lực cần thiết đầu mạng lưới Hct = 15m + h1: Tổn thất áp lực qua bơm thiết bị, chọn h1 = 2m + h2: Độ chênh mực nước thấp bể chứa mặt đất đầu mạng lưới, h2 = 2m Vậy: Hb = 15 + + + = 21 (m) Chọn bơm có thông số kỹ thuật: Qb = 83 m3/h, Hb = 21m a) Ống hút Ống hút chung Vận tốc nước ống v = ÷ 1,3 m/s Chọn v = 1,3 m/s Đường kính ống hút: Dh = 0,19 (mm) Chọn ống hút làm thép có D = 200 mm, tra bảng II trang 47 Nguyễn Thị Hồng Các bảng tính toán thủy lực NXB Xây Dựng v = 1,09 m/s (nằm khoảng cho phép) Ống hút riêng Qb = 82,62/3600 = 0,023 (m3/s) Chọn v = 1,5m/s Đường kính ống hút: Dh = 0,139 (mm) Chọn ống hút riêng làm thép có D = 150mm Tra bảng II trang 47 Nguyễn Thị Hồng Các bảng tính toán thủy lực NXB Xây Dựng v = 1,17m/s, i = 0,00163 cao phía máy bơm Vậy ống hút đặt song song (trong có ống hút máy bơm dự phòng) b)Ống đẩy Ống đẩy chung Vận tốc nước ống v = 1,2 ÷ 1,8 m/s Chọn v = 1,5 m/s Đường kính ống đẩy: Dd = 0,139 (m) Chọn ống đẩy làm thép có D = 150 mm, tra bảng II trang 47 Nguyễn Thị Hồng Các bảng tính toán thủy lực NXB Xây Dựng v = 1,17m/s, 1000i = 16,3 Vậy ống đẩy có độ dốc tối thiểu i = 0,00163 cao phía máy bơm Ống đẩy riêng (từ máy bơm đến đường ống đẩy chung) Để đảm bảo an toàn bố trí bơm (2 bơm làm việc, dự phòng) Lưu lượng qua ống đẩy 0,0115 m3/s Vận tốc nước ống v = 1,2 ÷ 1,8 m/s Chọn v = 1,8 m/s Đường kính ống đẩy: Dr = 0,09 (m) Chọn ống đẩy thép có D = 100 mm, tra bảng II trang 48 Nguyễn Thị Hồng Các bảng tính toán thủy lực NXB Xây Dựng i = 0,00231 v = 1,13 m/s thỏa quy phạm 4.9 TÍNH TOÁN HỒ LẮNG BÙN Số lượng bùn khô thải từ bể lắng ngày tính: 73 Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP G1 = Q × (C1 − C2 ) (kg) 1000 Trong đó: + Q: Lưu lượng nước xử lý: Q = 3600 (m3/ngđ) + C1: Hàm lượng cặn nước vào bể lắng, C1 = 419,15 (g/m3) + C2: Hàm lượng cặn nước bể khỏi bể lắng, C = 10 (g/m3) TCXDVN 33 – 2006 C2 = 10 – 12 mg/l ⇒ G1= 1472,94 (kg) Số lượng bùn thải từ bể lọc ngày tính: G2 = Q × (C2 − C3 ) (kg) 1000 Trong đó: + Q: Lưu lượng nước xử lý, Q = 3600 (m3/ngđ) + C2: Hàm lượng cặn nước vào bể lọc: C2 = 10 (g/m3) + C3: Hàm lượng cặn nước bể khỏi bể lọc: C3 = (g/m3) ⇒ G2= 36 (kg) Tổng số lượng cặn bể xả ngày: G = G1 + G2 = 1472,94 + 36 = 1508,94 (kg) Lượng bùn tạo thành sau tháng là: G3 = 3×30 × 1508,94 = 135804,6kg = 135,805 Diện tích mặt hồ cần thiết: F = G3/a= 135805/110 = 1234,6 (m2) Với a: Tải trọng nén bùn: a = 100÷120 (kg/m2) Chọn a = 110 (kg/m2) ( Theo Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp – Ts Trịnh Xuân Lai) Chọn hồ hình chữ nhật ( hồ dự trữ) với kích thước B = 25 (m), L = 50 (m) Vậy F = 25*50 = 1250 m2 Bùn chứa hồ tháng đến mùa khô rút nước khỏi hồ phơi bùn tháng, nồng độ bùn khô đạt 25%, tỷ trọng bùn γ = 1,2 t/m3 Thể tích bùn khô hồ Vkhô = G3/γ = 135,806/1,2 = 113,17m3 Chiều cao bùn khô bể: 74 Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP H = Vkhô/F = 113,17/1250 = 0,091m Lượng cặn khô xả hàng ngày 1573,74 kg, nồng độ cặn 0,4%, tỷ trọng cặn 1,011t/m Trọng lượng dung dịch cặn xả hàng ngày G4 = 1508,94 × 100/0,4 = 377235kg = 377,235 Thể tích bùn loãng xả ngày Vướt = G4/1,011 = 377,235/1,011 = 373,13 m3 Chiều cao bùn loãng hồ: h =Vướt/F= 373,13/1250 = 0,3 m Chiều sâu phần chứa cặn: hcặn = 0,091 + 0,3 = 0,391m Chọn chiều sâu hồ 1,5 m H = hđáy + hchứa cặn + hdựtrữ = 1,5 m Trong đó: + Hđáy - gồm chiều cao lớp sỏi = 0,4m + hdựtrữ - gồm chiều cao dự trữ = 0,3m + hchứacặn = H – hđáy – hdựtrữ = 1,5 – 0,4 – 0,3 = 0,8m Xây dựng hồ cô đặc, nén cặn với kích thước hồ là: 25 x 50 x 1,5 (m) chung quanh hồ có đường ô tô để vận chuyển bùn Đáy hồ có độ dốc i = 2% phía cửa tháo nước Giữa bể làm đường rộng (m) 4.10 CAO TRÌNH CÁC CÔNG TRÌNH TRONG TRẠM XỬ LÝ Khi bố trí công trình trạm xử lý nước cần tuân thủ theo quy định sau: Các công trình trạm xử lý bố trí theo nguyên tắc tự chảy Độ chênh lệch mực nước công trình đơn vị xử lý nước phải tính toán đủ để khắc phục tổn thất áp lực công trình, đường ống nối công trình van khóa, thiết bị đo lường… Độ chênh mực nước công trình cần phải xác định cụ thể qua tính toán Sơ ta chọn tổn thất áp lực để bố trí cao độ mực nước công trình theo điều 6.355 TCVN 33 - 2006 Đồng thời dựa vào chiều cao công trình đơn vị 4.10.1 Cao trình bể chứa nước Cốt mặt đất vị trí bể chứa nước sạch: (m) Mực nước cao bể chứa 3,2 (m) lấy thêm 0,4 (m) chiều cao bảo vệ Bể xây 2,5 (m) chìm mặt đất 1,1 (m) lên mặt đất Cao trình đỉnh bể chứa: 75 Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP Zbcđỉnh = +1,1 = 5,1 (m) Cao trình mực nước cao bể: ZbcMN = Zbcđỉnh – Hbv = 5,1 – 0,4 = 4,7 (m) Cao trình đáy bể chứa nước sạch: Zbcđáy = ZbcMN – Hbc = 4,7 – 3,2 =1,5 (m) (diễn giải: 4m – 2,5m = 1,5m) 4.10.2 Cao trình bể lọc Cao trình mực nước bể lọc: ZblMN = ZbcMN + hloc-bc + hlọc (m) Trong đó: + ZbcMN: Cao trình mực nước bể chứa: ZbcMN = 4,7 (m) + hloc - bc: Tổn thất áp lực từ bể lọc sang bể chứa: hloc – bc = 0,5 (m) + hloc: Tổn thất áp lực bể lọc nhanh: hloc = (m) ⇒ ZblMN = 4,7 + 0,5 + = 8,2 (m) Cao trình đỉnh bể lọc: Zblđỉnh = ZblMN + hP = 8,2 + 0,5 = 8,7(m) Với hP: Chiều cao lấy phụ thêm bể lọc: hP = 0,5 (m) Cao trình đáy bể lọc: Zblđáy = Zblđỉnh - Hbê = 8,7– 4,7 = 4,0 (m) 4.10.3 Cao trình bể lắng Tổn thất áp lực từ bể lắng sang bể lọc 0,6m (lấy khoảng 0,5 - 1m theo TCXDVN 33 – 2006) Tổn thất áp lực bể lắng 0,98m Cao trình mực nước bể lắng: ZblangMN = ZblMN + hlang – loc + hlang Trong đó: + ZblMN: Cao trình mực nước bể lọc: ZblMN = 8,2(m) + hlang – loc: Tổn thất áp lực từ bể lắng sang bể lọc: hlang – loc = 0,6 (m) + hlang: Tổn thất áp lực bể lắng : hlang = 0,98 (m) ⇒ ZblangMN = 8,2+ 0,6 + 0,98 = 9,8 (m) Cao trình đỉnh bể lắng: Zblangđỉnh = ZblangMN + hbv = 9,8 + 0,4 = 10,2 (m) 76 Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP Với hbv: Chiều cao bảo vệ bể lắng: hbv = 0,4 (m) Cao trình đáy bể lắng: Zblangdday = Zblangđỉnh – HBlang = 9,8 – 4,9 = 4,9 (m) 4.10.4 Cao trình bể trộn khí Cao trình mực nước từ bể trộn sang lắng: ZtrMN = ZblangMN + htr Trong đó: + ZblangMN: Cao trình mực nước bể lắng: ZblangMN = 9,8 (m) + hpu: Tổn thất áp lực bể phản ứng: hpu = 0,4 (m) Theo TCXDVN 33-2006 ⇒ ZtrMN = 9,8 + 0,4 = 10,2 (m) Cao trình mực nước bể trộn khí: ZtrMN = ZblangMN + htr – blang + htr Trong đó: + ZblangMN: Cao trình mực nước bể phản ứng khí: ZblangMN = 10,2 (m) + Htr – blang: Tổn thất áp lực từ bể trộn sang bể lắng: htr – blang = 0,5 (m) + htr: Tổn thất áp lực bể trộn: htr = 0,2 (m) ⇒ ZtrMN = 10,2 + 0,5 +0,2 =10,9 (m) Cao trình đỉnh bể trộn khí: Ztrđỉnh = ZtrMN + hbv = 10,9 + 0,4 = 11,3 (m) Với hbv: Chiều cao bảo vệ bể trộn: hbv = 0,4 (m) Cao trình đáy bể trộn khí: Ztrđáy = Ztrđỉnh – HTP = 11,3 – 2,3 = (m) Với HTP: Chiều cao toàn phần bể trộn: HTP = 2,3 (m) 77 Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÁC ĐỘNG CỦA TRẠM XỬ LÝ ĐẾN HIỆU QUẢ KINH TẾ - XÃ HỘI - Khi trạm xử lý nước xây dựng đưa vào hoạt động mang lại lợi ích mặt kinh tế xã hội to lớn cho khu vực ấp: Tân Tiến, Tân Định, Tân Lập, Tân Thành Bên cạnh mở rộng qui mô cung cấp nước cho toàn xã Tân Thông Hội - huyện Củ Chi, đáp ứng kế hoạch định hướng phát triển đô thị hóa năm 2020 - Hệ thống cấp nước xây dựng hoàn thành làm tăng thêm đồng hạ tầng xã hội, sở vật chất kinh tế, đảm bảo an toàn vệ sinh, bảo vệ môi trường Từ đó, điều kiện vệ sinh khu vực cải thiện đáng kể, bệnh dịch lây lan qua nguồn nước giảm hẳn Sức khỏe người dân nâng cao sử dụng nguồn nước Góp phần nâng cao chất lượng sống người dân, làm cho xã hội ngày văn minh Bên cạnh đó, tạo điều kiện cho dịch vụ kinh doanh, tiểu thủ công nghiệp, công nghiệp nhỏ… có hướng phát triển theo hình thức chất lượng mở hội thu hút nguồn đầu tư Như vậy, đồ án cấp nước mang tính kinh tế - xã hội lớn, góp phần xây dựng xã trực thuộc trung ương ngày đại, tiện nghi, phát triển bền vững ; thu 78 Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP hút nhà đầu tư nước, tạo thêm nhiều việc làm ổn định cho người lao động theo chủ trương công nghiệp hoá đại hoá đất nước Đảng Nhà nước KẾT LUẬN - - Đồ án tính toán, thiết kế trạm xử lý nước cung cấp đủ lưu lượng cho nhu cầu dùng nước khu vực đạt chất lượng theo quy định Bộ Y tế Như trình bày khu vực xã Tân Thông Hội xã vùng ven thành phố Hồ Chí Minh thực mô hình nông thôn thời kỳ công nghiệp hóa, đại hóa Việc phát triển, xây dựng sở hạ tầng tạo sức bật cho phát triển kinh tế - xã hội xã góp phần thúc đẩy tiến trình đô thị hóa nâng cao giá trị văn hóa truyền thống lịch sử - cách mạng đất Củ Chi, tạo lập mô hình nông thôn điển hình Khi phát triển thành khu đô thị, đặc biệt giai đoạn năm 2020 với phát triển đồng loạt kinh tế xã hội phân tích trên, lúc nhu cầu sử dụng nước cấp thiết nên việc xây trạm xử lý nước tập trung định, sách đắn Nó góp phần lớn công phát triển kinh tế nhu cầu sử dụng nước người dân Đóng vai trò quan trọng cải thiện chất lượng sống nâng cao sức khoẻ cộng đồng KIẾN NGHỊ - Vì thời gian hạn chế, nhóm chưa sâu nghiên cứu khả tận dụng bùn từ bể lắng hay tuần hoàn nước rửa lọc Vì lượng bùn từ bể lắng xả ngày không nhỏ, thu gom đem xử lý dẫn đến tăng chi phí, làm cho giá thành m3 nước tăng theo Đồng thời, tuần hoàn lượng nước rửa lọc tiết kiệm lượng nước khai thác, giảm khoản chi phí xử lý Vì vậy, nhóm kiến nghị nên nghiên cứu kỹ vấn đề xử lý bùn lắng tuần hoàn nước rửa lọc trạm xử lý phần sau để góp phần giải toán môi trường chi phí vận hành xử lý, tăng hiệu đầu tư Từ thúc đẩy trình xã hội hóa ngành cấp nước Đồng thời, việc giảm chi phí hạ giá nước giúp cho kinh tế - xã hội ngày phát triển bền vững - Trong khâu xử lý bùn, cần phải phối hợp với bãi chôn lấp xử lý bùn cách đồng an toàn cho môi trường - Đào tạo cán quản lý, vận hành hệ thống cấp thoát nước - Cần phải thực đánh giá tác động môi trường để giảm thiểu ảnh hưởng đến người dân khu vực lân cận tiến hành xây dựng nhà máy Thực thi công xây dựng công trình đào lắp, lắp đặt chôn ống đảm bảo vệ sinh môi trường, an toàn lao động 79 Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP - Tuyên truyền nhắc nhở người dân khu vực vùng lân cận bảo vệ kênh dẫn nước từ thượng nguồn đến hạ nguồn Nâng cao ý thức người dân việc sử dụng tiết kiệm nước thông qua phương tiện thông tin đại chúng - Nghiên cứu việc dự trữ nước dự phòng, để thực công tác bảo trì Hồ Dầu Tiếng (nguồn cung cấp nước cho kênh Đông) hay thực bảo trì hệ thống kênh Đông việc phân phối nước trạm không bị ảnh hưởng Bên cạnh cần xây dựng phương án ứng phó có cố xảy ra, để kịp thời ngăn chặn làm giảm mức độ thiệt hại cho công trình trạm xử lý ảnh hưởng đến đời sống nhân dân hoạt động đơn vị cấp nước TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách xử lí nước cấp TS Nguyễn Ngọc Dung – Nhà xuất xây dựng Hà Nội, 2008 Sách tính toán công trình xử lý phân phối nước cấp Trịnh Xuân Lai – Nhà xuất xây dựng Hà Nội, 2003 Luận văn Sách bảng tính toán thủy lực ThS Nguyễn Thị Hồng – Nhà xuất xây dựng Hà Nội, 2009 TCXDVN 33 : 2006 Các trang web liên quan 80 ... NGHIấN CU - Phm vi: Khu vc bn p: Tõn nh, Tõn Tin, Tõn Lp, Tõn Thnh xó Tõn Thụng Hi huyn C Chi - i tng: Kờnh ụng on qua khu vc p c nghiờn cu ly lm ngun nc cp, ng thi nghiờn cu cụng ngh x lý nc... triu T chc h thng cp nc (bao gm: thu, dn, x lý v phõn phi nc) mt cỏch hp lý v kinh t nht gn ni cung cp in T nhng yờu cu trờn, v da trờn iu kin a hỡnh cu th ca a phng, ta chn v trớ cụng trỡnh thu... nhanh C cu kinh t hin nay: Cụng nghip, tiu th cụng nghip: 55%; nụng nghip: 20%; thng mi, dch vu: 25%; nh hng phỏt trin c cu kinh t theo hng cụng nghip - dch vu - nụng nghip vi c cu hp lý vo nm