BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI & - NGUYỄN HỮU TUẤN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHO NHÀ MÁY NƯỚC ĐỒNG MÂY, THÀNH PHỐ UÔNG BÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG ĐÔ THỊ BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI & - NGUYỄN HỮU TUẤN KHÓA: 2013-2015 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHO NHÀ MÁY NƯỚC ĐỒNG MÂY, THÀNH PHỐ UÔNG BÍ Chuyên ngành: Kỹ thuật sở hạ tầng đô thị Mã số: 60.58.02.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG ĐÔ THỊ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VŨ VĂN HIỂU LỜI CẢM ƠN Sau trình học tập nghiên cứu, hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý cho nhà máy nước Đồng Mây, thành phố Uông Bí, Quảng Ninh” Trong trình nghiên cứu, tác giả nhận giúp đỡ, động viên thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn Cấp thoát nước, thầy cô cán khoa Sau đại học trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội giúp đỡ để hoàn thành đề tài nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến PGS.TS Vũ Văn Hiểu, người trực tiếp hướng dẫn tận tình, tỉ mỉ có nhiều ý kiến quý báu cho trình nghiên cứu Tôi xin cảm ơn thầy, cô tiểu ban, học viên lớp Cao học 2013D đồng nghiệp chia sẻ tài liệu, kiến thức kinh nghiệm cho hoàn thành công trình nghiên cứu Do thời gian nghiên cứu trình độ chuyên môn hạn chế nên đề tài tránh khỏi thiếu sót Tôi mong nhận đóng góp để đề tài hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, tháng năm 2015 Tác giả Nguyễn Hữu Tuấn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ công trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng Tác giả Nguyễn Hữu Tuấn MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lý lựa chọn đề tài Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc luận văn NỘI DUNG CHƯƠNG I: TÓM TẮT VỀ TÌNH HÌNH CẤP NƯỚC VÀ HIỆN TRẠNG NHÀ MÁY NƯỚC ĐỒNG MÂY, THÀNH PHỐ UÔNG BÍ, QUẢNG NINH 1.1 Tổng quan thành phố Uông Bí 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Điều kiện tự nhiên 1.1.3 Điều kiện kinh tế 11 1.1.4 Hiện trạng xã hội 13 1.2 Hiện trạng cấp nước thành phố Uông Bí, Quảng Ninh 16 1.2.1 Tổng quan 16 1.2.2 Nguồn nước 19 1.2.3 Nhà máy nước Lán Tháp 25 1.2.4 Nhà máy nước Đồng Mây 26 1.2.5 Các vấn đề cần giải cho nhà máy nước Đồng Mây mở rộng, nâng công suất 29 CHƯƠNG II: CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ PHÙ HỢP 33 2.1 Cơ sở lý thuyết công nghệ xử lý nước mặt 33 2.1.1 Phản ứng tạo cặn 33 2.1.2 Nguyên lý hoạt động cấu tạo loại bể tạo cặn 33 2.1.3 Bể phản ứng tạo cặn thủy lực 34 2.1.4 Lắng nước 39 2.1.5 Bể lắng ngang 42 2.1.6 Bể lắng đứng 43 2.1.7 Bể lắng có lóp cặn lơ lửng 46 2.1.8 Bể lắng Lamem 51 2.1.9 Lọc nước 53 2.1.10 Kết luận 62 2.2 Các dây chuyền công nghệ xử lý nước đô thị 63 2.2.1 Ở nước 63 2.2.2 Trên giới 70 2.2.3 Phương thức tiếp cận xử lý nước mặt có hàm lượng rong rêu tảo độ pH cao 73 CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ PHÙ HỢP CHO NHÀ MÁY NƯỚC ĐỒNG MÂY, THÀNH PHỐ UÔNG BÍ 79 3.1 Xác định quy mô, công suất nhà máy nước Đồng Mây ứng với đối tượng dùng nước cụ thể khu vực nghiên cứu 79 3.1.1 Tổng quan 79 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu khu vực cấp nước 79 3.1.3 Tổng công suất cấp nước khu vực nghiên cứu 86 3.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước 87 3.2.1 Đề xuất công nghệ xử lý nước 87 3.2.2 Lựa chọn phương án dây chuyền công nghệ 92 3.3 Tính toán sơ kích thước công trình khái toán kinh phí 93 3.3.1 Tính toán sơ kích thước công trình 93 3.3.2 Khái toán kinh phí 113 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Số hiệu Tên bảng biểu bảng, biểu Trang Bảng 1.1 Dân số đô thị thành phố Uông Bí 14 Bảng 1.2 Tỉ suất gia tăng dân số hàng năm(‰) 14 Bảng 1.3 Tỉ suất gia tăng tự nhiên thành phố Uông Bí (‰) 15 Bảng 1.4 Tỉ suất gia tăng học thành phố Uông Bí (‰) 15 Bảng 1.5 Mật độ dân số 2013 15 Bảng 1.6 Các thông số hệ thống cấp nước Uông Bí - 2014 17 Bảng 1.7 Tổng hợp tỷ lệ thất thoát Uông Bí, Quảng Ninh 18 Bảng 1.8 Bảng 1.9 Các tiêu cấp nước sinh hoạt khu vực nội thị Uông Bí năm 2013 Các thông số Hồ Yên Lập Bảng 1.10 Chỉ tiêu chất lượng nước thô cuối kênh N2 từ hồ Yên Lập Bảng 1.11 Chỉ tiêu chất lượng nước bể chứa – Nhà máy nước Đồng Mây 18 21 23 28 Bảng 3.1 Phạm vi phục vụ cấp nước 80 Bảng 3.2 So sánh lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước 89 Bảng 3.3 Tổng hợp kinh phí 114 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ Số hiệu hình Tên hình Trang Hình Error! No text of Sơ đồ vị trí thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh Hình 2.1 Bể phản ứng xoáy hình côn 35 Hình 2.2 Bể phản vách ngăn 38 Hình 2.3 Sơ đồ bể lắng tĩnh theo mẻ 40 Hình 2.4 Sơ đồ bể lắng ngang mặt hình chữ nhật hình tròn 40 Hình 2.5 Sơ đồ bể lắng đứng mặt hình chữ nhật hình tròn 41 Hình 2.6 Sơ đồ bể lắng có lớp cặn lơ lửng 41 Hình 2.7a Ảnh hưởng xấu chảy rối đến hiệu qủa lắng 42 Hình 2.7b Ảnh hưởng xấu chảy rối đến hiệu qủa lắng lắng specified style in document hạt cặn keo tụ 42 Hình 2.8 Sơ đồ lắng đứng hạt cặn keo tụ 44 Hình 2.9 Sơ đồ cấu tạo bể lắng đứng 45 Hình 2.10 Sơ đồ cấu tạo bể lắng có đáy loe hình côn 48 Hình 2.11 Sơ đồ cấu tạo bể lắng có ngăn tạo khí đặt tâm bể 47 Hình 2.12 Sơ đồ cấu tạo bể lắng kiểu hành lang 49 Hình 2.13 Bể lắng có ngăn keo tụ tuần hoàn cặn tâm bể 50 Hình 2.14 Hình 2.15 Bể lắng lamenlla Sơ đồ bể lọc nhanh hở dùng hệ thống ống khoan lỗ phân phối nước rửa lọc 51 56 Hình 2.16 Sơ đồ bể lọc áp lực 56 Hình 2.17 Diễn biến trình lọc theo chiều dày lớp vật liệu lọc 58 Hình 2.18 Sơ đồ công nghệ nước 63 Hình 2.19 Sơ đồ công nghệ nước 66 Hình 2.20 Sơ đồ công nghệ sử dụng vách ngăn 68 Hình 2.21 Sơ đồ công nghệ sử dụng trộn khí lắng lamenla 70 Hình 3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý – phương án 88 Hình 3.2 Dây chuyền công nghệ xử lý nước - phương án 89 MỞ ĐẦU * Lý lựa chọn đề tài Sau nhiều năm thực sách đổi mới, sở kết cấu hạ tầng đô thị Việt Nam đạt nhiều thành tựu quan trọng việc phát triển nguồn điện, hệ thống giao thông, cấp nước, vô tuyến viễn thông nên có tác động tích cực đến trì tốc độ phát triển kinh tế, xã hội đất nước Với phát triển kinh tế, ngày nhiều Thành phố, khu công nhiệp, khu chế xuất mọc lên Vấn đề cấp nước cần nâng cấp mở urộng nhằm đáp ứng yêu cầu thực tế yêu cầu lực cấp nước cho hộ dân khu công nghiệp, chế xuất Các đô thị có với phát triển nhanh phải đối mặt với vấn đề thiếu hụt sở hạ tầng có cấp nước đảm bảo quy chuẩn hành Điều dẫn đến tình trạng thiếu nước nước không đủ chất lượng yêu cầu Thành phố Uông Bí không nằm vấn đề đặc biệt phát triển kinh tế, đô thị hóa khu công nghiệp mọc lên vấn đề cung cấp nước cho khu vực vấn đề xúc nóng bỏng nhà máy nước Thành phố không đảm bảo chất lượng trữ lượng để đáp ứng Sự cân đối thiết phải đặt từ phía địa phương có giải pháp cụ thể nhanh chóng giải triệt để đảm bảo cung cầu đảm bảo mặt kinh tế, tài hiệu bền vững Các nguồn nước thô Thành phố Uông Bí bị ô nhiễm trình khai thác than nước thải công nghiệp gây nhiễm bẩn nguồn nước thô, làm ảnh hưởng tới sức khỏe người dân ô nhiễm môi trường nước mặt ngày trầm trọng Do vậy, cần phải có giải pháp nhằm quản lý nguồn nước có biện pháp kỹ thuật phù hợp để xử lý nguồn nước bị nhiễm bẩn 2 Vì vấn đề cấp thiết tìm giải pháp công nghệ phù hợp xem xét khía cạnh kỹ thật, tiên tiến, hiệu giảm thiểu lượng đáp ứng chất lượng nước đầu theo quy chuẩn Trên sở đề tài lựa chọn: “Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý cho nhà máy nước Đồng Mây, Thành phố Uông Bí, Quảng Ninh” làm luận văn tốt nghiệp * Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Mục tiêu tổng quát: - Đảm bảo hiệu cho việc xử lý nguồn nước mặt từ hồ chứa - Nâng cao chất lượng nước sau xử lý đạt quy chuẩn hành - Đảm bảo vấn đề môi trường xả thải nước sau lọc lắng Mục tiêu cụ thể: - Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước phù hợp cho nhà máy nước Đồng Mây - Xác định quy mô, công suất nhà máy ứng với dân số phục vụ khu vực nghiên cứu * Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Nước lấy từ hồ chứa Yên Lập qua hệ thống kênh thủy lợi tự chảy Nhà máy có chiều dài khoảng 14km:  Nước thô - Độ pH - Lượng rong rêu, tảo  Bể lọc  Nước sau rửa lọc xả lắng  Khử trùng 3 - Phạm vi áp dụng điển hình cho nhà máy nước Đồng Mây, Thành phố Uông Bí, Quảng Ninh hướng tới mở rộng cho đô thị khác có tính chất tượng tự toàn quốc * Nội dung nghiên cứu - Tổng quan giải pháp xử lý nước giới nước ta - Nghiên cứu sở lý luận giải pháp xử lý nước mặt có pH cao hàm lượng rong rêu tảo cao - Đề xuất giải pháp công nghệ xử lý nước mặt phù hợp cho nhà máy nước Đồng Mây, Uông Bí * Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp kế thừa - Phương pháp điều tra, khảo sát, thu thập phân tích số liệu: Điều tra, khảo sát trạng nguồn nước khu vực nghiên cứu, phân tích số liệu thu thập - Phương pháp thống kê: Xử lý số liệu thuật toán xác suất thống kê Những thông tin tư liệu thu thập bao gồm: thông tin điều kiện tự nhiên, cộng đồng dân cư, kinh tế, xã hội, thông tin liên quan đến trạng môi trường khu vực, sở hạ tầng kỹ thuật khu vực, hệ thống tiêu chuẩn môi trường Nhà nước Việt Nam có liên quan, quy chuẩn tiêu chuẩn hành nguồn nước thô (nước mặt) tài liệu chuyên ngành công nghệ xử lý nước cấp - Phương pháp so sánh: Đối chiếu kết có với tiêu chuẩn hành - Phương pháp chuyên gia: Đây phương pháp quan trọng, sử dụng kỹ năng, hiểu biết chuyên gia có chuyên môn sâu lĩnh vực có liên quan để phân tích, đánh giá, dự báo đề xuất giải pháp xử lý * Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: Từ vấn đề rút từ nghiên cứu tổng quan đưa giải pháp thích hợp để xử lý nguồn nước mặt - Ý nghĩa thực tiễn: Đề xuất lựa chọn dây chuyền công nghệ phù hợp nhằm đáp ứng yêu cầu cấp bách xử lý nước nhằm cấp nước đạt lực quy chuẩn theo yêu cầu Quá trình khảo sát thực tế, thử nghiệm vận hành pilot tổng hợp, phân tích thông tin cho phép xác định thành phần, tính chất hàm lượng nguồn nước thô nay, làm sở cho việc đề xuất dây chuyền công nghệ phù hợp để xử lý hiệu nguồn nước mặt đảm bảo chất lượng đầu 120 * Nhận xét kết nghiên cứu Sau nghiên cứu thực luận văn góp phần: Cung cấp nước đến tất đối tượng sử dụng nước cách đầy đủ Đảm bảo chất lượng nước theo quy chuẩn hành Giảm thiếu chi phí trình rửa lọc nhiều tắc bể lọc Nâng cấp mở rộng nhà máy Đồng Mây thành phố lên quy mô tương ứng; Tăng cường mức độ bao phủ dịch vụ cấp nước Tăng cường lực cấp nước Công ty cổ phần nước Quảng Ninh cụ thể xí nghiệp cấp nước Uông Bí để quản lý vận hành hiệu bền vững Cải thiện chất lượng sống cho người dân khu vực dự án THÔNG BÁO Để xem phần văn tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội Email: digilib.hau@gmail.com TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN 121 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Nguồn nước đảm bảo chất lượng nhu cầu cần thiết đời sống người dân Sử dụng nước sinh hoạt không hợp vệ sinh dẫn tới hệ không nhỏ cho đời sống, sức khoẻ kinh tế người dân Đề tài nghiên cứu đánh giá trạng nhà máy cấp nước khu vực thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh Trên sở đề xuất giải pháp dây chuyền công nghệ phù hợp Thành phố Uông Bí đô thị lớn thị lớn thứ hai tỉnh Quảng Ninh sau thành phố Hạ Long Vì vậy, thành phố có hội phát huy tiềm vị trí tài nguyên khoáng sản đặc biệt than, khai thác rừng du lịch, vật liệu xây dựng phát triển mạnh vững trắc cách toàn diện kinh tế xã hội Nhu cầu cấp nước phục vụ sinh hoạt, sản xuất thành phố bất cập tiêu chuẩn, chất lượng, áp lực thời gian Đề tài thực giải phần bất cập Mặt khác cấp nước tạo điều kiện thúc đẩy sản xuất phát triển, thu hút đầu tư, thu hút khách du lịch, cải thiện môi trường đô thị xanh đẹp, nâng cao sức khỏe chất lượng sống cho nhân dân khu vực vùng phụ cận Trong luận văn đảm bảo tính hiệu đề xất nghiên cứu làm sáng tỏ như: i) Các yếu tố đầu vào ; ii) Quy mô công suất ; iii) Công nghệ xử lý nước Các lợi ích kinh tế khác xem xét bao gồm gia tăng giá trị tài sản, giảm ốm đau bệnh tật, tác động đến việc xóa đói giảm nghèo Các vấn đề kinh tế-xã hội nâng cao Nghiên cứu sở quan chứa lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước phù hợp với trạng đô thị 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO QCVN 01:2009/BYT Cục Y tế dự phòng Môi trường biên soạn Bộ trưởng Bộ Y tế ban hành theo Thông tư số: 04/2009/TT - BYT ngày 17 tháng năm 2009 QCVN 08: 2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước mặt Phòng thống kê thành phố Uông Bí (2013), Niên giám thống kê, NXB Thống kê Phòng kỹ thuật vật tư, công ty Cổ phần cấp nước Quảng Ninh Công ty cổ phần Xây dựng Đầu tư Đông Dương (2013), Báo cáo nghiên cứu khả thi – Dự án cấp nước nước thải Đô thị Việt Nam Trạm khí tượng thủy văn Quang Ninh, Tài liệu khí tượng thủy văn khu vực Công ty TNHH quản lý Hồ Yên Lập (2005), Báo cáo nghiên cứu khả thi dự án đầu tư Hệ thống Cấp nước Yên Lập TCXDVN 33:2006 - Cấp nước - Mạng lưới đường ống công trình - Tiêu chuẩn thiết kế PGS, TS Nguyễn Văn Tín, Ths Nguyễn Thị Hồng, Ks Đỗ Hải, Cấp nước tập I- Mạng lưới cấp nước, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2001 10 Ths Lê thị Dung, Máy bơm trạm bơm cấp thoát nước, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2002 11 Ks Nguyễn Trọng Dương, Ks Phạm Ngọc Bảo (2007), Vận hành bảo dưỡng hệ thống cấp nước, Hội Cấp thoát nước Việt Nam 12 Trần Hiếu Nhuệ, Trần Đức Hạ, Đỗ Hải, Ứng Quốc Dũng, Nguyễn Văn Tín (1998), Cấp thoát nước, NXB Khoa học kỹ thuật 13 Trịnh Xuân Lai (2002), Cấp nước, Tập 2: Xử lý nước cấp, NXB Khoa học kỹ thuật 123 14 Trần Hiếu Nhuệ, Trần Đức Hạ, Lê Hiền Thảo (1996), Cơ sở trình vi sinh vật công trình cấp thoát nước, NXB Khoa học kỹ thuật 15 Trần Đức Hạ, Đỗ Hải (2002), Cơ sở hóa học trình xử lý nước cấp nước thải, NXB Khoa học kỹ thuật  ... học tập nghiên cứu, hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài nghiên cứu: Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý cho nhà máy nước Đồng Mây, thành phố Uông Bí, Quảng Ninh” Trong trình nghiên cứu, tác... III: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ PHÙ HỢP CHO NHÀ MÁY NƯỚC ĐỒNG MÂY, THÀNH PHỐ UÔNG BÍ 79 3.1 Xác định quy mô, công suất nhà máy nước Đồng Mây ứng với đối tượng dùng nước cụ thể khu vực nghiên. .. lượng nước đầu theo quy chuẩn Trên sở đề tài lựa chọn: Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý cho nhà máy nước Đồng Mây, Thành phố Uông Bí, Quảng Ninh” làm luận văn tốt nghiệp * Mục tiêu nhiệm vụ nghiên