Thiết kế hệ thống cung cấp nước sạch - pdf 28

Download miễn phí Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp nước sạch

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1
GHI CHÚ 2
PHẦN II: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC. 5
II.1- Nguyên tắc chọn công nghệ xử lý nước. 5
II.2- Lựa chọn công nghệ xử lý nước 8
1. So sánh đánh giá chất lượng nước ngầm và nước mặt . 8
2. Chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt. 9
3. Tình hình môi trường nước thành phố Hà Nội 10
4. Lựa chọn dây chuyền 11
PHẦN III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 13
III.1. Công trình thu nước thô 13
III.1.1. Giếng khoan 13
II.1.2. Hệ thống đường ống thu nước thô 17
1. Đường sóng thu nước từ các giếng khoan 17
2. Đường ống dẫn chính: 17
II.1.3. Bơm trong giếng khoan 18
II.2. Hệ thống xử lý nước 19
III.2.1. Làm thoáng bằng giàn mưa 19
1. Mục đích nguyên lý 19
2. Tính toán thiết kế 20
III.2.2. Làm mềm nước 23
1. Mục đích, nguyên tắc 23
2. Tính toán thiết kế 24
III.2.3. Bể lắng. 34
1. Mục đích, nguyên lý. 34
2. Tính toán thiết kế bể lắng. 36
III.2.4 Bể lọc nhanh. 42
1. Mục đích, nguyên lý. 42
2. Tính toán thiết kế : 44
III.2.5 Khử trùng. 53
1. Mục đích, nguyên lý: 53
III.3. Hệ thống cung cấp nước sạch 54
III.3.1 Bản đợt 2. 54
III.3.2 Mạng lưới cấp nước. 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.

Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn

Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

c nước tĩnh tính đến đáy cách thuỷ khi chưa bơm, m H = 95m
m: Chiều dày tầng chứa nước có áp , m
DS: Tổn thất mực nước qua ống lọc, m DS = 4 m
DHb: Độ sâu đất bơm dưới mực nước động lấy DHb = 4 m
Sgh = 95 – 0,5 – 4 – 4 = 86,5m
Như vậy, độ hạ mực nước trong giếng so với mặt đất là S Ê 100- 86,5 = 13,5m
2a
2a
R0
Hình III.4- Sơ đồ bố trí giếng khoan
+ Thiết kế 4 giếng bố trí trên 4 đỉnh một hình vuông. Như vậy lưu lượng của một trong 4 giếng có thể cung cấp là :
(IV- 48)
Trong đó:
r : bán kính giếng, m
R0: bán kính ảnh hưởng của nhóm giếng tính từ tâm đến rìa mặt ảnh hưởng, m
a: Một nửa chiều dài cạnh của hình mà trên đó bố trí các giếng, m
S: Độ hạ mực nước , m
m3/ng
Như vậy, lưu lượng này thừa đủ để đáp ứng cho công suất giếng thiết kế (3125m3/ng)
II.1.2. Hệ thống đường ống thu nước thô
Đường sóng thu nước từ các giếng khoan
Mỗi giếng có 1 đường ống thu nước , sau đó được thu về 1 đường ống dẫn chính để dẫn về trạm xử lý.
Giếng có lưu lượng thiết kế: 3125 m3/ng = 36,2 l/s
Tra bảng II tính toán thuỷ lực của Sê-vê-lep, chọn được
Đường kính dẫn trong ống: D = 200mm
Vận tốc nước chảy trong ống: v = 1,05m/s
Kiểm tra lưu lượng theo công thức
Q =
Q =
Từ 4 giếng nước được gộp về 1 đường ống dẫn chính nên ta phải tính cho trường hợp 4 bơm cũng làm việc song song, khi đó lưu lượng ở 4 giếng cần nhân với một hệ số b = 1,05. Tức, lưu lượng mỗi giếng là:
1,05.36,2 = 38,1 l/s
Tra bảng như trên ta chọn được :
Đường ống dẫn chính:
Tra bảng tương tự như trên đối với lưu lượng 12.500m3/ng = 144,8l/s ta chọn được :
II.1.3. Bơm trong giếng khoan
Sử dụng loại bơm chìm, 4 giếng mỗi giếng 1 bơm. Trạm bơm này cấp 1 này bơm nước lên trạm xử lý , cột áp toàn phần của máy bơm được xác định theo công thức
H = Hđh + hdđ + hcb, m (IV –114)
Trong đó:
Hđh: chiều cao bơm nước địa hình bằng tổng chiều cao của mực nước cao nhất trên trạm xử lý (giàn mưa cao 10m) và được hạ mực nước thấp nhất trong giếng khoan khi bơm (độ hạ 13,5m)
Hđh = 13,5 + 10 = 23,5 m
Hdđ : Tổn thất áp lực dọc đường dọc đường trên đường ống dẫn nước thô tính từ giếng khoan về trạm xử lý
Hdđ = i1.L1 + i2.L2
Với i1, L1: tổn thất theo đơn vị chiều dài và chiều dài đường ống từ giếng khoan đến ống dẫn chính L1 = 200m.
i2, L2 : Tổn thất đơn vị theo chiều dài và chiều dài đường ống dẫn chỉnh tính từ điện góp nước các giếng về đến giàn mưa của trạm xử lý . L2 = 4000 m.
Tra bảng tính toán thủy lực của Sêvê-lép
10001i1 = 10,2 ứng D = 200 mm
V = 1,15 m/s
1000 i2 = 4,03 ứng D = 400
V = 1,11m/s
Tính được : hđđ = (m)
h đđ = 18,16 m
hcb : tổn thất áp lực cục bộ do van, đột mở, đột thu, các đoạn ống cong, nối.
hcb rất nhỏ so với Hđh và hđ đ nên ta có thể bỏ qua.
Vậy cột áp toàn phần của máy bơm cần tạo ra là:
H = 23,5 + 18,16 = 41,66 (m)
Chọn loại bơm chìm K86 :
áp lực 4,5 - 5at
Lưu lượng ~ 40 l/s
h = 0,85
- Công suất của máy bơm
N = , Kw (V-89)
Với : Q - lưu lượng bơm, l/s
H - áp lực bơm, m
h: Hiệu suất của máy bơm , h = 0,85
N =
- Công suất của động cơ điện:
Nđược = 1,3 N = 1,3 . 20 = 26 Kw
II.2. Hệ thống xử lý nước
III.2.1. Làm thoáng bằng giàn mưa
1. Mục đích nguyên lý
Mục đích: Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại ở dạng iod hóa trị 2, là thành phần của các muối hòa tan như bicacbona sunfat, clorua. Với hàm lượng sắt cao, nước có vị tanh, và tạo ra cặn bẩn màu vàng, ảnh hưởng đến chất lượng nước cấp cho sinh hoạt. Do vậy cần tiến hành khử bỏ để giảm hàm lượng sắt trong nước đến giới hạn cho phép trước khi sử dụng. Máy gan thường tồn tại song song với sắt ở dạng ion hóa trị 2 trong nước ngầm. Do vậy việc khử magan được tiến hành đồng thời với khử sắt. Trong quá trình này chỉ một phần mangan được tách ra, phần chủ yếu còn lại cho đến quá trình lọc.
Nguyên lý: Nguyên lý của phương pháp này là ôxy hóa sắt II thành sắt III nhờ có ôxy hòa tan khi làm thoáng bằng giàn mưa, sau đó tách chúng ra khỏi nước dưới dạng hydroxýt sắt III. Trong nước ngầm, sắt II bicacbonnat là một mối không bền, nó dễ dàng thủy phân thành sắt II hydroxyt theo phản ứng.
Fe (HCO3)2 + 2H2O đ Fe(OH)2 + 2H2CO3
Nhờ có ôxy trong không khí hòa tan vào nước qua giàn mưa nên sắt II hydroxyt sẽ bị ôxy hóa thành sắt III hydroxyt theo phản ứng.
4Fe (OH)2 + 2H2O + O2 đ 4Fe(OH)3¯
Kết hợp các phản ứng trên ta có được phản ứng chung của quá trình oxy hóa sắt như sau:
4Fe2+ + 8HCO3- + O2 + H2O đ 4Fe(OH)3¯ + 8H+ + 8HCO3-
Sắt III hydroxyt trong nước kết tủa thành bông cặn màu vàng và có thể tách ra khỏi nước một cách dễ dàng nhờ quá trình lắng lọc.
2. Tính toán thiết kế
Để đảm bảo sau khi ôxy hóa lượng sắt còn lại trong nước là 0,3 mg/l (bảng chỉ tiêu chất lượng nước cấp ) thì ôxy hóa khử phải thỏa mãn:
EO2/H2O > 3 EFe3+/Fe2+
Tính thế ôxy hóa khử yêu cầu:
/Fe2+ = 1,34 = 0,177 > pH
Làm thoáng bằng giàn mưa trực tiếp thì lượng CO2 coi như không giảm. Sau làm thoáng , sắt bị thủy phân, cứ 1mg/l sắt II thủy phân sẽ tạo thành 1,6mg/l CO2 và giảm 0,036 mg đl/l độ kiềm. Ta có tương quan:
C(CO2)T = C(CO2)0 + 1,6 Fe2+ , mg/l
và Ki = Ki0 - 0,036 Fe2+ , mg đl/l
Trong đó:
C(CO2)0: hàm lượng CO2 tự do của nước ngầm trước khi làm thoáng, hàm lượng CO2 này xác định theo biểu đồ tương quan hàm lượng CO2, HCO-3 ở 250C với pH = 7,5 . (III.27)
C(CO2)0 = . 427 = 32 mg/l
Kio : độ kiềm ban đầu của nước nguồn, mg đl/l
Ki0 : [HCO-3] = =6,475 mg đl/l
Ki : độ kiềm của nước sau quá trình thủy phân sắt, mg đl/l
Ki = 6,475 - 0,036 . 3 = 6,367 mg đl/l
C(CO2)T = 32 + 1,6 . 3 = 36,8 mg/l
Từ biểu đồ hình I.2, II - 10 tìm được độ pH của nước sau quá trình thủy phân sắt là 6,8. Tính được:
EFe3+/Fe2+ = 1,34 = 0,177 . 6,8 = 0,14 V.
Thế ôxy hóa khử sau làm thoáng:
EO2 /H2O = 1,231 - 0,059 pH + 0,0145 lg [O2], (V) (III - 201)
Lượng ôxy còn lại sau khi oxy hóa sắt tính theo công thức:
CO2 = CO2ht - 0,143 . CFe2+ (III - 204)
Với CO2ht = C0 + (Cs- C0) . 0,40 (1 + 0,046T).h (mg/l) (I - 184)
CS, C0 : hàm lượng O2 bão hòa và hàm lượng ôxy có trong nước nguồn. Cs = 8j,4 , CO = 0
T: Nhiệt độ nước 0C
h : chiều cao nước rơi, m
CO2ht = 8,4´ 0,40(1+0,046T).0,8
= 5,68 mg/l
Suy ra: CO2 = 5,68 - 0,143 . 3 = 5,251 mg/l
Hay [O2] = mol/l.
Tính được : EO2/H2O =1,231- 0,059 . 6,8 + 0,0145 lg (16,4 . 10-5) = 0,77V
So sánh các thế ôxy hóa khử ta thấy:
EO2/H2O = 0,77V > 3EFe3+ /Fe = 3.0,14 = 0,42 V
Như vậy việc chọn phương án khử sắt bằng làm thoáng bằng giàn mưa là có thể được.
Diện tích mặt bằng của giàn mưa tính theo công thức:
F = (II.2-55)
Trong đó:
Q - lưu lượng nước xử lý, m3/h
a - cường độ tưới, lấy 5-10 m3/m2h.
F =
Vậy ta có thể làm thoáng trên bể phản ứng
Thường sử dụng với lỗ của giàn mưa là 8mm. Khi đó tính được số lỗ là:
= 2600 lỗ
Mỗi m2 làm thoáng có: = 36 lỗ.m2
Cách bố trí các ống mưa như hình vẽ
Các ống mưa đặt cách nhau : = 16,67 cm
Chiều dài ống mưa : m
Trên 7,2 m đặt số ống mưa là: = 43 ống
Lưu lượng mỗi ống là: = 3,03 m3/h
Đường kính ống mưa là:
D = = 0,030 (m)
Hay D = 30 mm
x x x x x x
x x x x x x
x x x x x x
x x x x x x
x x x x x x
x x x x x x
x x x x x x
x x x x x x
F30
2,5m
2,5m
F300
F200
7,2 M
Hình III. 5. giàn mưa
III.2.2. Làm mềm nước
1. Mục đích, nguyên tắc
Mục đích: Nước có độ cứng cao thường gây n hiều tác hại cho người sử dụng. khi dùng nước có độ cứng cao trong sinh hoạt, gây lãng phí xà phòng và các chất tẩy rửa, tạo cặn lắng bám trên bề mặt các trang thiết bị sinh hoạt. Trong ứng dụng công nghiệp độ cứng của nước gây cản trở cho quá trình vận chuyển và làm giảm năng lực truyền nhiệt, giảm tuổi thọ của thiết bị. Do vậy công việc làm mềm nước là rất cần thiết trong công nghệ xử lý nước cấp. Mục tiêu của quá trình làm mềm nước là làm giảm đến mức cho phép của hàm lượng ion Ca2+, Mg2+ trong nước cấp. Theo bảng chỉ tiêu chất lượng nước cấp ta phải xử lý tách Ca2+, Mg2+đến khi độ cứng toàn phần phải < 120dH.
Nguyên tắc: làm mềm bằng phương pháp hóa học, cụ thể là dùng sữa vôi (Ca(OH)2) . Khi đưa vôi vào nước, trình tự các phản ứng của quá trình xảy ra như sau:
2CO2 + Ca(OH)2 đ Ca (HCO3)2
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 đ 2CaCO3 ¯ + 2H2O
Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 đ Mg(OH)2 ¯ + 2CaCO3¯ + 2H2O
2NaHCO3 + Ca(OH)2 đ CaCO3¯ + Na2CO3 + H2O
Theo các phương trình trên thì cứ 1mol vôi đưa vào sẽ làm giảm được 1 mol độ cứng.
2. Tính toán thiết kế
a. Xác định liều lượng vôi
Liều lượng vôi cần thiết phụ thuộc vào tỷ lệ thành phần của các ion có trong nước. Do hàm lượng ion Ca2+ = 160:20 = 8mg đl/l lơn hơn hàm lượng ion HCO3 = 427 : 61 = 7 mg đl/l nên lượng vôi xác định theo công thức:
av = 28 (I - 125)
Trong đó:
av : Lượng vôi sử dụng (vôi thô) : mg/l
CO2: hàm lượng CO2 tự do trong nước: mg/l CCO2 = 32 mg/l
HCO3 : hàm lượng ion bicacbonat trong nước; mg/l CHCO3 = 395 mg/l
Cv : tỷ lệ vôi tinh khiết the CaO trong vôi thô: %.
Cv = 90%.
0,5 : lượng dự phòng để đảm bảo lắng cặn CaCO3 khi pH ~ 9,5
Qp : lượng phèn FeCl3 tính theo sản phẩm không ngâm nước; mg/l
e: đương lượng của phèn hoạt tính.
e = 54 đối với FeCl3
Để tăng cường ...

Yêu cầu Download

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Thiết kế hệ thống cung cấp nước sạch - pdf 28

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Học thêm