LỜI MỞ ðẦU
Sau quá trình học tập và rèn luyện tại trường ðại học DL kỹ thuật công nghệ Hồ
Chí Minh, khoa Kỹ thuật Môi trường và Công nghệ sinh học, dưới sự dạy bảo của các thầy
cô, từng bước em ñã ñược tiếp thu những kiến thức ñáp ứng cho nghề nghiệp trong tương
lai. Với những kiến thức có ñược, em ñã ñủ ñiều kiện ñể nhận ñồ án tốt nghiệp. Sau thời
gian thực tập cán bộ kỹ thuật tại công ty Cổ Phần ðầu Tư Phát Triển Kỹ Nghệ và xây
dựng Việt Nam (TECHCONVINA), em ñã ñược nghiên cứu và tìm hiểu về hệ thống xử lý
nước mà công ty ñang thi công. Do vậy trong ñồ án tốt nghiệp này em ñã nhận ñề tài
“TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP CÔNG SUẤT
80.000m3/ng.ñ CHO HUYỆN AN NHƠN TỈNH BÌNH ðỊNH”. Là ñô thi mới tương lai
của trung tâm của tỉnh Bình ðịnh, ñô thị loại III và sắp tới sẽ ñược công nhận là ñô thị loại
II, An Nhơn là một trong những trung tâm quan trọng của Tỉnh. Nằm trên trục hành lang
kinh tế ðông Tây, với vị trí quan trọng, sự phát triển của kinh tế An Nhơn có ý nghĩa ñối
với cả vùng kinh tế chung của Tỉnh. ðể phát triển kinh tế, An Nhơn cần có một hệ thống
cơ sở hạ tầng vững chắc, trong ñó hệ thống cấp nước ñóng vai trò vô cùng quan trọng, ảnh
hưởng ñến sự phát triển của các ngành khác. Dưới sự phát triển của An Nhơn, hệ thống xử
lý nước cấp cũ ñang dần quá tải và nhiều khu vực hiện vẫn chưa ñược cung cấp nước
sạch. Vì vậy nhu cầu bức thiết hiện nay cần phải xây dựng một hệ thống cấp nước sạch
mới ñáp ứng ñủ nhu cầu phát triển hiện tại và trong tương lai.
Với những tài liệu và những thông tin cơ sở về khu vực ñô thị An Nhơn, sau một
thời gian làm việc tích cực, em ñã hoàn thành ñồ án. Trong ñồ án này, trạm xử lý nước cấp
An nhơn sẽ ñược thiết kế có công suất là 80.000m3/ngñ.
Mặc dù ñã có nhiều cố gắng, song do còn chưa có kinh nghiệm trong thiết kế và
khối lượng ñồ án tương ñối lớn nên ñồ án vẫn không thể tránh khỏi mắc nhiều lỗi. Em
kính mong nhận ñược sự chỉ bảo của các Thầy, Cô ñể em hoàn thiện hơn nữa kiến thức
của mình.
Em xin ñược gửi lời cám ơn ñến thầy Th.S Lâm Vĩnh Sơn và các thầy cô trong
khoa Kỹ thuật Môi trường & Công nghệ sinh học ñã tận tình dạy bảo chúng em trong suốt
Khu vực mở rộng các thị trấn lân cận cũng có ñịa hình tương ñối bằng phẳng, là các khu vực
phát triển manh về nông nghiệp, ñồng thời hướng phát triển mới là công nghiệp và tiểu
thương.
1.1.3 Khí hậu:
Khí hậu của An Nhơn cũng giống như khí hậu của tỉnh Bình ðịnh nằm trong trong khu
vực vùng Nam Trung Bộ, chi phối bởi gió ðông Bắc trong mùa mưa vào gió Tây trong mùa
khô. Mùa nắng từ tháng 1 ñến tháng 8, mùa mưa tuơng ñối ngắn, bắt ñầu vào tháng 9 và kéo
dài tới tháng 12 (chiếm 80% lượng mưa cả năm)
ðặc trưng khí hậu của khu vực huyện An Nhơn như sau:
- Mùa ñông ít lạnh, thịnh hành gió Tây Bắc ñến Bắc.
- Mùa hè có nhiệt ñộ khá ñồng ñều, có 4 tháng nhiệt ñộ trung bình vượt quá 29
0
C. Hướng
gió chủ yếu là ðông ñến ðông Nam, nhưng chiếm ưu thế trong mùa hạ là Tây ñến Tây
Bắc.
- Mùa mưa bão gần ñây rất dữ dội, thường tập trung từ tháng 9 ñến tháng. Trong ñó tháng
10 thường là có nhiều bão nhất.
- Nhiệt ñộ trung bình hàng năm là: 26,3
0
C, nhiệt ñộ thấp nhất trung bình là: 23,0
0
C trong
ñó nhiệt ñộ cao nhất tuyệt ñối là: 38,9
0
C, nhiệt ñộ thấp nhất tuyệt ñối là: 15
0
C.
- Tổng giờ nắng cả năm : 2521 giờ
- ðộ ẩm tương ñối cao nhất: 83% ñộ ẩm tương ñối thấp nhất: 35,7%, ñộ ẩm tương ñối
trung bình: 78%
Khu vực trung tâm huyện An Nhơn nằm trong vùng có khả năng ñộng ñất cấp 5.
• ðịa chất thuỷ văn:
Trung tâm huyện An Nhơn nằm trong vùng ñịa chất thuỷ văn ðông Bắc bộ, nơi mà tầng
chứa nước là những ñịa tầng tuổi Paleozoic - mesozoic và các khe nứt trong ñá cứng. Có
một số sông chảy qua các tỉnh và cạn kiệt trước khi ñổ ra biển. ðịa chất vùng huyện An
Nhơn phần lớn phủ bằng trầm tích tuổi holoxen ñược xếp loại là bồi tích ven sông mới tạo
thành gồm các vật liệu mịn (hạt mịn) về phía nam và phía Tây có bồi cao do ñá biến chất
tạo thành.
Do tính hạt mịn của vật liệu tầng chứa nước và do nằm gần biển nên trữ lượng nước ngầm
không lớn. Mức nước ngầm lao ñộng khoảng từ 1,55 m ñến 3,96 m. Khu vực bãi bồi sông Hà
Thanh có tiềm năng nước ngầm cao hơn. Khu vực trung tâm huyện có mực nước ngầm thấp
hơn 3 - 4 m từ mặt ñất.
1.2 ðIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI
1.2.1 Dân số và lao ñộng:
Theo kết quả ñiều tra dân số thực hiện năm 2007, dân số của huyên An Nhơn là 218.456
người. Trong ñó, dân số nội thị tập trung trong 3 thi trấn là 115.903 người, còn lại tập trung ơ
các xã lân cận trung tâm.
Thành phần lao ñộng trẻ, lực lượng dồi dào.
1.2.2 Cơ sở kinh tế - kỹ thuật:
An Nhơn có hệ thống giao thông thuận lợi: có ñường quốc lộ 1A, quốc lộ 19 và ñường sắt Bắc
- Nam ñi xuyên qua, tạo ñiều kiện cho việc giao lưu kinh tế, văn hoá trong và ngoài tỉnh.
Nền kinh tế huyện An Nhơn tăng trưởng và phát triển tương ñối nhanh. Cơ cấu kinh tế cũng
thay ñổi. Giá trị sản xuất tăng bình quân hàng năm ñạt 9,81%; tỉ trọng công nghiệp chiếm
33,45% và thương mại-dịch vụ chiếm 13,16%. Thu ngân sách tăng bình quân hàng năm
45,7%; thu nhập bình quân ñầu người năm 2005 là 7 triệu ñồng một năm. Sản xuất công
nghiệp phát triển với nhịp ñộ khá. Giá trị sản xuất tăng bình quân hàng năm ở công nghiệp
là 22,93%; nông, lâm, ngư nghiệp là 3,51%. Công nghiệp hoá (CNH), hiện ñại hoá (HðH)
nông nghiệp, nông thôn có bước phát triển. Cùng với phát triển kinh tế, huyện ñã ñầu tư
xây dựng kết cấu hạ tầng, phát triển mở rộng các khu dân cư theo hướng
ñô thị hoá.
- Người dân không ñược sử dụng nước sạch thường xuyên.
1.3.2 Nguồn nước
a) Nguồn nước ngầm
b) Nguồn nước mặt
c)Nguồn nước Hồ
1.4 ðỊNH HƯỚNG QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN HẠ TẦNG KỸ THUẬT:
1.4.1 Giao thông:
- ðường sắt: ðường sắt Bắc Nam ñi qua phía huyện An Nhơn. Ga Diêu Trì là ga lập tàu và
trung chuyển hàng hoá và hành khách cho tỉnh Bình ðịnh và hai tỉnh Gia Lai, Kom Tum, có
khả năng cấp mở rộng phục vụ Quy cảng Quy Nhơn, Nhơn Hội.
- ðường bộ: Quốc lộ 1A quốc lộ 1D ñi qua thành phố có tính chất là ñường ñối ngoại ñồng
thời là ñường chính ñô thị. Quốc lộ 19 nối dài về phía ðông.
- ðường hàng không: Sân bay Phù Cát cách trung tâm An Nhơn 12km về phía Tây Bắc có
ñường băng dài 3,6 km là sân bay kết hợp quân sự và dân dụng, có thể mở rộng thêm nhiều
ñường bay ñáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế và giao thông quốc tế của tỉnh Bình ðịnh và khu
vực.
1.4.2 Chuẩn bị kỹ thuật:
- Tại khu trung tâm: Chọn cao ñộ nền xây dựng h≥ 2m.
- Tại các khu vực ven sườn núi, ven suối khi xây dựng các công trình chỉ san gạt cục bộ
không san gạt lớn tránh sạt lở.
- Những khu vực gần sông, suối, hồ chỉ ñược phép trồng cây xanh, không xây dựng các công
trình gần bờ sông ≤ 50m.
- Thoát nước: Khu vực An Nhơn cũ dùng hệ thống cống chung một nửa. Trong những năm
tới cần xây dựng hệ thống cống bao ñể ñón nước bẩn.
- Các khu vực xây dựng mới cần xây dựng hệ thống thoát nước mưa riêng.
- Nạo vét một số hồ ñập như hồ nước tự nhiên , v.v… ñể ñiều hoà nước và cải tạo môi
ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnh
An Nhơn 280 700 500 1500
(Nguồn: Dự án VIE-2146-2005)
- Chỉ tiêu ñiện công nghiệp: Từ 100 ÷ 450kw/ha. Trung bình lấy 250kw/ha.
b. ðịnh hướng cấp ñiện:
- Nguồn ñiên: Nguồn ñiện cấp cho An Nhơn là lưới ñiện quốc gia 220KV và 110 KV mà
trực tiếp là trạm 220KV An Nhơn.
- Lưới ñiện 22 KV: Khu vực trung tâm dùng cáp ngầm, khu vực lân cận dùng dây nổi có bọc
cách ñiện bắt trên cột ñiện bê tông li tâm. Lưới 22 KV có cấu tạo mạch vòng, vận hành hở.
1.4.5 Thoát nước bẩn và vệ sinh môi trường:
a) Chỉ tiêu thiết kế: Cho giai ñoạn 2010 và 2020
Nước sinh hoạt
- Nước thải công nghiệp tính bằng 90 % chỉ tiêu cấp nước và = 36m3/ng/ha ñất nhà máy.
- Chất thải rắn sinh hoạt: Thu gom ñạt 90% của 1 – 1,2 kg/người.ngày.
b) Quy hoạch:
Giải pháp nước thải:
- Nước thải sinh hoạt: Thu về hố tập trung, bơm chuyển ñến trạm xử lý nước thải.
- Nước thải bệnh viện: Mỗi bệnh viện có hệ thống xử lý nước thải riêng. ðạt yêu cầu về vệ
sinh.
- Nước thải công nghiệp: Mỗi khu công nghiệp có một trạm riêng.
ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnhGVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2
5
CHƯƠNG 2: QUY MÔ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG
VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP NƯỚC
KQ
max
ng
max
SH
=
(m
3
/ngñ).
(2.1)
Trong ñó:
max
ng
Q
: Lưu lượng nước trong ngày dùng nước lớn nhất.
max
ng
K
: Hệ số dùng nước không ñiều hòa ngày.
max
ng
K
= 1,3 (TCN 33-
2006)
q : Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt.
N : Số dân tính toán.
I 2015 295000
85
250750 165 53786
II 2015 22000 80
17600 120 2746
Tổng 2015 317000
268350 56531
• Chế ñộ dùng nước:
Chế ñộ dùng nước thể hiện thông qua hệ số không ñiều hòa giờ : K
h
max
= α
αα
α
max
. β
ββ
β
max
(2.2)
Trong ñó:
α
αα
Bảng 2.4: Diện tích các khu công nghiệp
Diện tích
(ha)
STT Tên Khu Công nghiệp
Năm 2015
1 KCN Gò ðá Trắng 465
2 Khu Làng Nghề ðập ðá 180
3 Cụm tiểu, thủ công nghiệp Nhơn Hưng 245
Tổng 890
• Nước cấp cho công nghiệp tính theo công thức: Q
CN
= F
CN
. q
CN
(m
3
/ngñ).
(2.3)
Với: Q
CN
: Lưu lượng nước cấp cho các khu công nghiệp (m
3
/ngñ).
F
CN
: Diện tích các khu công nghiệp (ha).
q
CN
: Tiêu chuẩn dùng nước của khu công nghiệp (m
2.1.3 Nước dùng cho công cộng:
a) Nước dùng cho bệnh viện:
Thành phố có 5 bệnh viện ña khoa quy mô trung bình khoảng 400 – 600 giường /bệnh
viện và một số trung tâm y tế nhỏ ( coi như các ñiểm lấy nước dọc ñường).
Lưu lượng nước cấp cho mỗi bệnh viện ñược xác ñịnh theo công thức:
1000
.Gq
Q
BV
BV
=
(m
3
/ngñ)
(2.4)
Trong ñó:
BV
Q
: Lưu lượng nước cấp cho bệnh viện (m
3
/ngñ).
BV
q
: Tiêu chuẩn dùng nước cho một giường bệnh (l/giường.ngñ).
G : Số giường bệnh (giường).
Kết quả tính toán:
Bảng 2.6: Nhu cầu dùng nước các bệnh viện
Lưu lượng
= 652 (m
3
/ngñ).
b) Nước dùng cho trường học:
Hệ thống giáo dục của huyện An Nhơn gồm hơn 16 trường trung học phổ thông các
cấp, nhưng do lưu lượng sử dụng của các trương phổ thông là không lớn nên ta coi
như các ñiểm lấy nước dọc ñường. Ngoài ra có các ñiểm dùng nước lớn là trường Cao
Nhu cầu (m
3
/ngñ)
STT
Tên Khu Công nghiệp
Năm
2015
Tỷ lệ
che
phủ(%)
Tỷ lệ
che
phủ(%)
1 KCN Gò ðá Trắng 11160 70 95
2 Khu Làng Nghề ðập ðá 4320 80 100
3
Cụm tiểu, thủ công nghiệp Nhơn
Hưng
5880 100 100
Tổng 21360
ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnh
3
/ngñ)
(2.5)
Trong ñó:
TH
Q
: Lưu lượng nước cấp cho trường học (m
3
/ngñ).
th
q
: Tiêu chuẩn dùng nước cho một người (l/người.ngñ). (Theo tiêu
chuẩn nước sinh hoạt của khu dân cư, năm 2015: 120 l/ngñ.
H : Quy mô ñào tạo (người).
a : Tỷ lệ ñược cấp nước (%).
• Kết quả tính toán:
Bảng 2.8: Nhu cầu dùng nước các trường học
Nhu cầu dùng
nước (m
3
/ngñ)
STT Trường
Tỷ lệ SV ở
Ký túc xá (%)
2015
1 Cao ðẳng Nghề Thủy lợi 50 866
2
Cao ñẳng Kinh Tế Kỹ
Thuật
60 208
Năm Q
sh (m3/ngñ)
Tỷ lệ(%)
Q
tưới,rửa
(m3/ngñ)
Q
tưới(m3/ngñ)
Q
rửa (m3/ngñ)
2015 56531 8 4523 1809 2714
2.2 QUY MÔ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG CẤP NƯỚC:
2.2.1 Công suất nhà máy nước:
Công suất trạm cấp nước tính theo công thức:
Q
TB
= [a.Q
SH
+ (Q
BV
+ Q
TH
) + Q
t
+ Q
CN
3
/ngñ)
(m
3
/ngñ)
(m
3
/ngñ)
(m
3
/ngñ)
(m
3
/ngñ)
2015 56531 652 1767 4523 20175 126585
Như vậy sơ bộ ta có thể chọn:
• Giai ñoạn ñến năm 2015: Q
TB
1
= 127.000 (m
3
/ngñ) (lấy tròn số)
Ta có bảng tổng hợp sau:
Bảng 2.11 : Công suất hiện trạng và các giai ñoạn
GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2
10
Bảng 2.12 Số ñám cháy ñồng thời tại khu dân cư và khu công nghiệp năm 2015
Khu dân cư
KCN
Gò ðá
Trắng
Cụm tiểu, thủ
công nghiệp
Nhơn Hưng
Khu Làng
Nghề ðập ðá
Số ñám cháy 3 2 2 2
Lưu lượng mỗi
ñám (l/s)
40 10
10
10
Tổng lưu lượng chữa cháy: Q
cc
= 3 40+2 10 3= 180 (l/s) 2.3 BẢNG TỔNG HỢP LƯU LƯỢNG CẤP NƯỚC CHO HUYÊN AN NHƠN
• Nước cho nhu cầu sinh hoạt ñược phân bố theo các giờ trong ngày, với hệ số
không ñiều hòa giờ như trong bảng 2.3. Theo ñó, Khu vực nội thị có K
h,max
khô, mực nước sông kiệt nên trữ lượng thấp. Theo ñánh giá, khả năng khai thác nước
ngầm của khu vực phía bờ Bắc sông Hà Thanh là khoảng 20.000m
3
/ngày. Công suất
khai thác: 14000 m
3
/ngày.
Tại bờ Nam sông Hà Thanh (bãi giếng Thế Thạnh), theo Quyết ñịnh số 696/Qð/QLN
ngày 14/6/2001 của Bộ NN và PTNT, Công ty cấp thoát nước Bình ðịnh ñược phép
ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnhGVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2
11
khai thác 8548 m3/ngày bằng 3 giếng khoan khai thác lấy nước ở tầng chứa nước lỗ
hổng trầm tích sông aQ
IV
3
.
Một khu vực nhiều tiềm năng với trữ lượng lớn ở lưu vực sông Côn cách trung tâm
An Nhơn 33 km về phía bắc. Trữ lượng nước ngầm khu vực này có thể khai thác
khoảng 20.000 - 30.000m
3
/ngày và ñược bổ cập trực tiếp từ sông nguồn nước sông
Côn. Hiện nay nhà máy nước Quy Nhơn 1 sử dụng nguồn nước tại ñây ñã ñi vào hoạt
ñộng năm 2005 với công suất 35.000 m
4. ðộ kiềm tổng mg/l
CaCO
3
17,5 ÷95,5
Không qui ñịnh
5. ðộ cứng tổng mg/l
CaCO
3
12 ÷63
300
6. Hydro Sulfua mg/l
< 0,01 ÷ 0,9
0,05
7. ðộ ôxy hoá mg/l O
2
0,2 ÷1,5
2
8. Nitrit mg/l
< 0,01 ÷0,27
3
9. Nitrat mg/l
< 0,01 ÷6,22
50
10. Phosphat mg/l
< 0,01 ÷0,03
Không qui ñịnh
11. Natri mg/l
Hai khu vực khai thác nước ngầm này ñược bổ cập trực tiếp từ nguồn nước mặt
sông Hà Thanh và sông Côn. Do ñó trữ lượng và chất lượng có quan hệ mật thiết với
lưu lượng và chất lượng nước sông của hai con sông này. Cần có những tính toán cụ
thể ñể ñảm bảo lưu lượng tối thiểu của dòng sông sau khi ñã tính toán tới khả năng
phải dành một phần nước cho mục ñích tưới tiêu nông nghiệp. Công tác quản lý và bảo
vệ nguồn nước ngầm này cũng là một vấn ñề rất quan trọng vì chất lượng của nó phụ
thuộc rất lớn vào chất lượng nước của hai con sông Hà Thanh và sông Côn.
b) Nguồn nước mặt :
• Sông:
Nguồn nước mặt của huyện An Nhơn chủ yếu từ hai con sông Hà Thanh và sông
Côn. Tuy nhiên, do lưu lượng dòng chảy không ổn ñịnh, chế ñộ thuỷ văn phụ thuộc
theo mùa nên ảnh hưởng tới khả năng cung cấp nước cho mục ñích sinh hoạt.
• Hồ :
- Các hồ nước trong khu vực huyện An Nhơn bao gồm hồ Núi Một và hồ
Bầu Lạc, với trữ lượng lớn, một tiềm năng lớn cho ngành cấp nước của An Nhơn cũng
như của cả khu vực tỉnh Bình ðịnh.
- Ngoài ra, khu vực hồ ðập ðá, thị trấn ðập ðá, huyện An Nhơn, thuộc hạ
lưu sông Kôn, cách trung tâm huyện 7km về phía Bắc, dọc theo quốc lộ 1. Là hồ tự
nhiên, có lưu lượng và chất lượng ñảm bảo. Dung tích trung bình của hồ khoảng 45
triệu m
3
, dung tích thấp nhất ño ñược vào mùa kiệt là 16 triệu
3
. Nguồn bổ cập trực
tiếp của hồ là một nhánh của sông Kôn. ðộ dao ñộng mực nước trung bình các mù
khoảng 3,2m, trong ñó mực nước lớn nhất mùa khô khoảng +6,2m, mùa lũ khoảng
+9,4m
- Ngoài ra còn có hồ thủy lợi ðịnh Bình, cách thành phố 70 km, thượng
nguồn sông Kôn. Với dung tích trung bình khoảng 200 triệu m
/ngñ )
ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnhGVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2
13
- Hồ ðịnh Bình có khả năng cung cấp một trữ lượng lớn, ñủ cho huyện An Nhơn
trong một giai ñoạn dài hạn. Tuy nhiên, khoảng cách ñến thành phố là 70km, chi
phí xây dựng ñường ống lớn, không phù hợp với ñiều kiện hiện tại của thành phố.
- Hồ ðập ðá, chất lượng và trữ lượng ñảm bảo, là khu vực có trữ lượng ñảm bảo
quanh năm khai thác và sử dụng tốt.
c) Lựa chọn nguồn nước:
Thực tế, trong tương lai chỉ còn hai nguồn có khả năng cung cấp nước cho huyện An
Nhơn, ñó là:
- Nguồn nước mặt hồ ðập ðá với nguồn bổ cập sông Kôn.
- Nguồn nước lấy từ hồ chứa ðịnh Bình.
2.4.3. ðề xuất các phương án:
• Phương án 1: Sử dụng nguồn nước hồ ðập ðá. Nước thô sẽ ñược bơm về xử lý
tại Thị trấn Bình ðịnh, huyện An Nhơn. Công suất thiết kế là 80.000m
3
/ngñ.
• Phương án 2: Xây dựng nhà máy nước ở gần hồ chứa thủy lợi ðịnh Bình. Công
suất tương tự phương án 1, tuyến ống nước sạch dẫn về huyện tự chảy. Trên
tuyến phân phối sẽ bố trí các bể chứa và các trạm bơm ñể ñiều chỉnh áp lực
nước vào mạng lưới.
• Phương án 3: Xây dựng công trình thu và tuyến ống truyền tải nước thô tự chảy
về An Nhơn. Xây dựng nhà máy xử lý tại thi trấn Bình ðịnh, huyện An Nhơn.
cấp và nơi tiêu thu
Hồ ðập ðá 7km Nhà máy nước TT Bình
ðịnh
ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnhGVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2
14
b) Phương án 2:
• Ưu ñiểm: Nguồn nước là hồ chứa thủy lợi ðịnh Bình, dung tích khoảng 200
triệu m
3
, ñảm bảo cho nhu cầu cấp nước cho huyện An Nhơn hiện tại cũng như
trong tương lai.
• Nhược ñiểm: Trạm xử lý ở xa, tuyến ống nước sạch chạy dài, quản lý khó khăn.
Tại nơi tiêu thụ phải xây dựng thêm nhiều bể chứa và trạm bơm ñể ñiều hòa áp
lực cũng như lưu lượng. Do vậy vấn ñề vận hành mạng lưới phức tạp hơn.
Nguồn cấp Khoảng cách từ trạm xử lý
ñến nguồn sử dụng
Nơi tiệu thu
Hồ ðịnh Bình
Nhà máy xử lý nước
70km Trung tâm An Nhơn
c) Phương án 3:
• Ưu ñiểm: Việc xây dựng nhà máy tại TT Bình ðịnh, nguồn nước thô tại hồ
***
Theo tính toán ở các chương trước, nhu cầu dùng nước thành phố An Nhơn sẽ cần thêm
80.000 m
3
/ngñ Do vậy ta sẽ thiết kế trạm xử lý mới với công suất 80.000 m
3
/ngñ.
Nguồn nước ñược sử dụng cho nhà máy mới ñược lấy từ Hồ ðập ðá ,cách An Nhơn 7km.
Dự kiến nhà máy mới sẽ ñặt tại thị trấn Bình ðịnh, do diện tích ñất ñai khu vực này còn
nhiều và mức ñộ ñô thị hóa chưa cao.
3.1 NGHIÊN CỨU SỐ LIỆU VÀ LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN XỬ LÝ
3.1.1 Số liệu chất lượng nguồn nước
Bảng 3.1 Các chỉ tiêu cơ bản của chất lượng nguồn nước
Stt Các chỉ tiêu ðơn vị
Kêt quả
phân tích
Tiêu chuẩn
1329/Qð-BYT
1 pH 7,2 6,5-8,5
2 Nhiệt ñộ
o
C 22,8 -
3 ðộ dẫn ñiện
µχ/σ
142 -
C
max
mg/l 80 <3
C
tb
min
NTU 20
9 ðộ cứng mg/l CaCO
3
53,4 <300
10 ðộ kiềm toàn phần mgñl/l 1,3 -
11 Ca
2+
mg/l 14,4 <100
12 Mg
2+
mg/l 4,8 -
13 Fe
2+
mg/l 0,1 <0,3
14 Mn
2+
mg/l 0 <0,2
15 NH
4
+
mg/l 0,1 <1,5
16 SiO
3
2-
mg/l 6 -
17 HCO
3
-
mg/l 81,4 -
a) Xác ñịnh các chỉ tiêu còn thiếu:
• Tổng hàm lượng muối hòa tan P (mg/l) :
P=
==
=
∑
Me
+
++
+ Ae
-
+ 1,4×
××
×[
[[
[Fe
2+
]
]]
] +
++
+ 0,5×
××
×[
[[
[HCO
3
-
]
0,304,8,41
Me
+++=
∑
+
4,51
Me
9=
∑
+
[
]
[
]
[
]
[
]
[
]
−−−−−−
++++=
∑
•
Hàm l
ượ
ng CO
2
t
ự
do có trong n
ướ
c ngu
ồ
n:
L
ượ
ng CO
2
t
ự
do có trong n
ướ
c ngu
ồ
n
ñượ
c xác
ñị
nh theo bi
ể
u
nh
ñượ
c hàm l
ượ
ng CO
2
t
ự
do là 7,4 mg/l.
b) ðánh giá chất lượng nước nguồn:
•
Ki
ể
m tra m
ứ
c
ñộ
chính xác c
ủ
a các ch
ỉ
tiêu:
-
ðộ
ki
ề
m toàn ph
ầ
19,1
86,442,14
22
=+=+
++
20,0420,0412,16
Mg
20,04
Ca
Nh
ư
v
ậ
y các ch
ỉ
tiêu tính toán là chính xác. Các ch
ỉ
tiêu v
ề
ch
ấ
t l
ượ
ng
ñề
u
ñạ
t tiêu chu
ẩ
a) Liều lượng phèn keo tụ
•
Liều lượng phèn theo hàm lượng cặn lơ lửng:
Theo các s
ố
li
ệ
u kh
ả
o sát hàm l
ượ
ng c
ặ
n l
ơ
l
ử
ng l
ớ
n nh
ấ
t c
ủ
a ngu
ồ
n n
ướ
c t
ạ
i H
ñượ
c s
ử
d
ụ
ng
ở
ñ
ây là phèn nhôm. T
ừ
hàm l
ượ
ng c
ặ
n 80 (mg/l) tra b
ả
ng 6.3-
TCXDVN 33-2006 ta có li
ề
u l
ượ
ng phèn
ñư
a vào nh
ư
sau:
L
P1
= 35
P mg l
= =
< L
p1
. V
ậ
y li
ề
u l
ượ
ng phèn ch
ọ
n là L
p
= 35 (mg/ l).
b) Kiểm tra ñộ kiềm của nước cho yêu cầu keo tụ
Khi cho phèn vào n
ướ
c, pH gi
ả
m.
ðố
i v
ớ
i phèn nhôm, giá tr
ị
pH = 5,5 ÷7,5 là giá tr
ị
thích h
p
P
V
+−=
.
Trong ñó:
L
v
: Là lượng kiềm dự phòng của nước (mg/l).
L
P
: Lượng phèn cần ñưa vào ñể keo tụ, L
p
= 35 (mg/l).
Ki
o
: ðộ kiềm ban ñầu có trong nước nguồn, Ki
o
= 1,34 (mgñl/l).
e
p
Do [O2] = 3,0 (mg/l) < 0,15×[Fe
2
+
] + 3 = 0,15×0,1 + 3 = 3,015 (mg/l) nên ñiều kiện này
không yêu cầu phải Clo hoá sơ bộ.
3.1.4. Kiểm tra sự ổn ñịnh của nước sau khi keo tụ bằng phèn:
Sau khi cho phèn vào ñộ kiềm và ñộ pH ñều giảm, nên nước có khả năng có tính xâm thực.
Vì vậy ta kiểm tra ñộ ổn ñịnh I của nước theo công thức sau:
I = pH
*
- pH
s
Trong ñó:
- pH
*
: Là ñộ pH của nước sau khi ñưa phèn vào, pH
*
ñược xác ñịnh theo Ki
*
và CO
2
*
là
ñộ kiềm và hàm lượng CO
2
của nước khi cho phèn vào. Với:
)/(00,1
28
67,7
p
p
=−×+=−×+=
0
2
*
2
COCO
o Tra biểu ñồ Langlier với:
- Ki
*
= 1 ( mgñl/l).
- CO
2
*
= 22,36 (mg/l).
- t
0
=22,8
o
C
- P = 79,6 (mg/l).
- Ta ñược pH
*
= 6,68.
- pHs: ðộ pH của nước ở trạng thái cân bằng, ñiều hoà CaCO
3
sau khi keo tụ.
pHs =f1(to) - f2(Ca2+) - f3(Ki*) + f4(P)
18
ổn ñịnh I:
Ta có: I = pH* - pHs = 6,68 - 8,565 = - 1,885.
Nhận thấy: I < - 0,5. Như vậy, nước có khả năng bị xâm thực, phải ổn ñịnh nước bằng vôi.
Lượng vôi ñược tính theo hàm lượng CaO trong trường hợp pH
*
< 8,4 < pH
s
.
Lv = e
v
.∆Ki.
P
100
(mg/l)
Trong ñó:
e
v
: ðương lượng vôi. e
v
= 28 (mgñl/l).
∆Ki: Giá trị biến thiên của ñộ kiềm.
∆Ki = (χ + ξ + χ.ξ). Ki*.
Trong ñó: χ và ξ là các hệ số phụ thuộc vào giá trị pH* và pH
s
tra biểu ñồ ta ñược χ =
0,43 và ξ = 0,0025.
Ki*: ðộ kiềm của nước sau khi cho hoá chất. Ki* = 1 (mgñl/l).
**
= Ki
*
o
-
p
P
e
L
+
V
V
'
e
L
Ki
**
=
57
0
1,00 −
+
28
15,7
= 1,56 (mgñl/l).
+ CO
2
**
= CO
CO
2
**
= 0 (mg/l)
+ Tra bi
ể
u
ñồ
Langlier v
ớ
i:
Ki
**
= 1,56 ( mg
ñ
l/l).
CO
2
**
= 0 (mg/l).
t
0
=22,8
o
C
P = 79,6 (mg/l).
Ta
ñượ
c pH* = 8,4.
-
) + f4(P)
Trong
ñ
ó:
f1(t
o
): Hàm s
ố
c
ủ
a nhi
ệ
t
ñộ
.
f2(Ca
2+
): Hàm s
ố
c
ủ
a n
ồ
ng
ñộ
ion Ca
2+
.
f3(Ki*): Hàm s
ố
ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnhGVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2
19
[Ca
2+
] = 14,42 (mg/l) => f2 (Ca
2+
) = 1,18
Ki
*
= 1,56 (mgñl/l) => f3(Ki
*
) = 1,19.
P = 79,6 (mg/l) => f4(P) = 8,705.
⇒ pH’
s
= 2,04 - 1,18 – 1,19 + 8,705 = 8,375. Sau khi tính ñược pHs ta quay lại tính ñộ ổn
ñịnh I:
Ta có: I = pH
**
- pH’
s
= 8,4 - 8,375 = 0,025.
Nhận thấy: I < 0,5. Như vậy nước ổn ñịnh .
3.1.6. Hàm lượng cặn lớn nhất sau khi ñưa hóa chất vào:
= 35 (mg/l).
L
v
: Liều lượng vôi ñược ñưa vào, L
v
= 7,67 + 15,17 = 22,84 (mg/l).
⇒ C
max
*
= 80 + 0,25
×
12 + 1.
57
35
+ 22,84 = 106,45 (mg/l).
3.1.7. Lựa chọn dây chuyền công nghệ
Công suất trạm Q = 80.000 m
3
/ngñ, sơ bộ chọn dây chuyền công nghệ như sau:
• Phương án I: • Phương án II
vôi
Clo
Nước nguồn Ngăn tiếp nhận
Bể Lọc Aquazur
ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnhGVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2
20
• Dây chuyền 2 ứng dụng những công nghệ mới ñược ứng dụng nhiều ở nước ta trong
thời gian gần ñây. Bể trộn và phản ứng cơ khí có nhiều tính năng cao hơn so với bể
trộn thông thường và phù hợp với nhà máy có công suất lớn. Tốc ñộ vòng quay có thể
thay ñổi phù hợp với chất lượng nước theo mùa. Bể lắng Lamella cho hiệu suất cao,
giảm thời gian lắng và dẫn ñến giảm khối tích công trình. Bể lọc AquazurV có nhiều
ưu ñiểm hơn so với bể lọc nhanh phổ thông (tiết kiệm nước rửa, ) Do vậy chi phí ñầu
tư xây dựng ban ñầu của dây chuyền II thấp hơn dây chuyền I.
Dây chuyền 2 nhận thấy có nhiều ưu ñiểm và phù hợp hơn, vậy lựa chọn dây chuyền 2 cho
nhà máy xử lý nước ðập ðá
ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnhGVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2
ñiện, bộ phận chuyển ñộng và cánh khuấy kiểu cánh phẳng. Kết cấu ống dẫn phèn phải ñảm
bảo khả năng súc rửa nhanh.
Khi thiết kế thùng hoà trộn lấy các chỉ tiêu sau:
- Số vòng quay trên trục của cánh quạt n= 30÷40
vòng /phút
- Chiều dài cánh quạt tính từ trục quay bằng 0,4
÷0,45 chiều rộng bể
- Diện tích cánh quạt bằng 0,1÷0,2 m
2
cho 1m
3
dung dịch trong bể
- ðể xả cặn cho bể, dùng ống xả có ñường kính
150mm.
• Sơ ñồ cấu tạo:
Chú thích:
1 - Bể hòa phèn
2 - Cánh khuấy
3 - ðộng cơ
• Tính toán bể hòa phèn:
Theo 6.19-20 TCXDVN 33-06, dung tích bể hoà phèn ñược tính theo công thức:
Thùng hòa
tr
ộn
Thùng
tiêu th
ụ
4
(m
3
).
Trong ñó:
q: là lưu lượng nước xử lý.
Q
ngñ
= 80.000 (m
3
/ngñ) = 3.333 (m
3
/h).
l
p
: Là liều lượng phèn, l
p
= 35 (mg/l).
n: Là thời gian giữa hai lần hoà phèn. Với Q= 80.000 (m
3
/ngñ)
⇒
n = 6 (h).
γ: Là tỷ trọng của dung dịch phèn γ = 1 (T/m
3
).
b
n
: Là nồng ñộ dung dịch theo tiêu chuẩn b
n
- Công suất ñộng cơ của máy khuấy xác ñịnh theo công thức:
N=0,5×
zdhn
43
η
ρ
, (kW)
Trong ñó:
- ρ : trọng lượng thể tích của dung dịch phèn ρ = 1000 kg/ m
3
- h: chiều cao cánh quạt, h = 0,2 m
- n: số vòng quay của cánh quạt trong 1 giây, n =
3
2
60
40
=
v/s
- d: ñường kính của vòng tròn do ñầu cánh quạt tạo ra, d= 1 m
- z: số cánh quạt trên trục máy khuấy, n= 2.
- η: hệ số hữu ích của cơ cấu truyền ñộng, η=0,9
N= 0,5
×
21
3
2
2,0
9,0
t
: Là dung tích bể tiêu thụ (m
3
).
W
h
: Là dung tích bể hoà phèn. W
h
= 5,8 (m
3
).
b
h
: Là nồng ñộ dung dịch hoá chất trong bể hoà phèn. b
h
= 12%.
b
t
: Là nồng ñộ dung dịch hoá chất trong bể tiêu thụ. b
t
= 7%
Thay số ta có:
⇒
W
t
=
7
12 . 5,8
= 9,94
~ 10 (m
o
.
- ðường kính ống xả cặn của bể hoà phèn là D = 300 (mm)
- ðường kính ống xả cặn của bể tiêu thụ là D = 300 (mm).
- Sàn ñỡ phèn trong bể hoà trộn phải ñặt ghi ñể có thể tháo gỡ ñược. Khe hở giữa các
ghi là 15 (mm).
- Mặt trong và ñáy bể hoà trộn cũng như bể tiêu thụ phải ñược phủ một lớp xi măng
chống axit hoặc ốp gạch men chịu axít.
- Cánh khuấy của máy khuấy phải làm bằng vật liệu chịu axit.
- Bơm dung dịch phèn dùng bơm ñịnh lượng.
- Các ñường ống dẫn phèn phải làm bằng vật liệu chịu axít (ống PVC).
- Kết cấu ống dẫn hoá chất phải ñảm bảo xúc rửa nhanh.
- Thiết kế ống tự chảy từ bể hoà phèn ñến bể tiêu thụ.
3.2.2. Công trình pha chế dung dịch vôi sữa
• Dung tích bể pha vôi sữa xác ñịnh theo công thức:
Q: Công suất trạm. Q=3333,33 (m
3
/h).
n: Số giờ giữa 2 lần pha vôi. n= 6 (h).
b
v
: Nồng ñộ vôi theo tiêu chuẩn b
v
= 4 -10%. Ta lấy b
v
= 5 %
L
ππ
==
nên
)(8,1~78,1
14,3
4.5,4
4.
3
3
m
v
===
π
• Thiết bị khuấy trộn:
Chọn số vòng quay cánh quạt là 40 vòng/phút (Quy phạm ≥ 40 vòng/phút), chiều dài cánh
quạt lấy bằng 0,45 ñường kính bể (Quy phạm = 0,4 - 0,45d)
L
cq
= 0,45d = 0,45.1,8 = 0,81m
Chiều dài toàn phần của cánh quạt là 1,62m. Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế là 0,15m
2
cánh
quạt/1m
3
vôi sữa trong bể (Quy phạm 0,1 - 0,2 m
2
)
f
cq
)m(
G.h.P.
.T.P.Q
F
ok
kho
2
10000
α
=
)(248
1,1.5,1.80.10000
3,1.90.35.80000
2
2
mF ==
)(157
1,1.5,1.80.10000
3,1.90.24,22.80000
2
2
mF ==
• Thiết bị ñịnh liều lượng vôi:
Thiết bị ñịnh liều lượng có nhiệm vụ ñiều chỉnh tự ñộng lượng vôi cần thiết ñưa vào
nước cần xử lý theo yêu cầu.
Dùng bơm ñịnh lượng ñể bơm vôi từ bể pha vôi vào bể trộn.
Lượng vôi cần dùng cho một ngày =
66
10
24,2280000
γ
= 1 T/m
3
.
3.2.3. Tính toán kho dự trữ hóa chất
Kho dùng ñể dự trữ hoá chất ñủ cho 3 tháng tiêu thụ.
- Diện tích sàn kho:
Trong ñó:
Q =80000 (m
3
/ngñ).
P: Liều lượng hoá chất tính toán (g/m
3
).
T: Thời gian dự trữ hoá chất trong kho. T= 90 (ngày).
α: Hệ số kể ñến diện tích ñi lại và thao tác trong kho. α=1,3.
P
k
: ðộ tinh khiết của hoá chất.
h: chiều cao cho phép của lớp hoá chất.
G
0
: Khối lượng riêng của hoá chất, G
o
= 1,1 (T/m
3
).
- Tính cho kho phèn:
3
/s
- Thời gian khuấy trộn : t = 45s. ( Theo 6.58 TCXDVN 33-2006)
1
2
3
4
6
5
Copyright: Tài liệu đại học ©