Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
MỞ ĐẦU
Hiện nay, vấn đề nước sạch là vấn đề toàn cầu. Trong đó, vần đề nước
sạch và cung cấp nước sạch là vấn đề cấp bách mà Chính phủ Việt Nam quan
tâm và cần phải giải quyết trong những năm tới. Nhiều khu vực nông thôn, nhân
dân vẫn phải sử dụng những nguồn nước ô nhiễm như: ao, sông, hồ,… những
nguồn nước này có chất lượng môi trường thấp. Việc sử dụng nguồn nước này
cho sinh hoạt gây ảnh hưởng đến sức khoẻ người dân.
Vấn đề nước sạch và vệ sinh nông thôn đã được chính phủ Việt Nam quan
tâm và mong muốn cải thiện tốt hơn thông qua Chiến lược Quốc gia về cấp nước
và vệ sinh nông thôn đến năm 2020. Việc xây dựng nhà máy xử lí nước ở xã
Việt Hùng huyện Vũ Thư tỉnh Thái Bình là nằm trong chiến lược quốc gia về
Cấp nước và vệ sinh nông thôn.
Đã có nhiều dự án, nhà máy được xây dựng thí điểm tại khu vực nông
thôn. Những dự án này bước đầu chỉ mới đi vào sử dụng thí điểm, trước khi đi
vào sử dụng thực tế. Cần phải có những bước đánh giá về các chỉ tiêu như: các
thông số vật lí (nhiệt độ, pH, độ màu, độ đục, mùi vị, độ cứng, tổng số chất rắn
hoà tan) các thông số về kim loại nặng, các thông số sinh học (coliform, E. coli)
so với tiêu chuẩn vệ sinh nước sạch của Bộ Y tế - 2005 và hiệu quả kinh tế - xã
hội mà nhà máy đó mang lại cho khu vực. Xuất phát từ những lý do đó mà tôi
lựa chọn đề tài “Đánh giá hiệu quả nhà máy xử lý nước cấp sinh hoạt của xã
Việt Hùng huyện Vũ Thư tỉnh Thái Bình”.
Nội dung đồ án tốt nghiệp như sau:
Chương I: Tổng quan tài liệu
Chương II: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương III: Kết quả và thảo luận
Chương IV: Kết luận và kiến nghị Trần Minh Trường 1 MSSV: 505303068
tỉnh cho mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của huyện.
Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với 2 mùa chủ yếu trong năm.
Mùa nóng từ tháng 5 đến tháng 10, nhiệt độ trung bình từ 23-24
o
C (lượng mưa
lớn chiếm tỷ lệ 80% lượng mưa cả năm). Mùa lạnh và mùa khô từ tháng 11 năm
trước đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình là 20
o
C, nhiệt độ thấp nhất
4,1
o
C, lượng mưa nhỏ chiếm 15-20% lượng mưa cả năm, lượng bức xạ mặt trời
83000
o
C đến 85000
o
C với lượng mưa từ 1.400 - 1.800 mm.
Trần Minh Trường 2 MSSV: 505303068
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
Số giờ nắng trung bình 1.600 - 1.700 giờ trong năm. Độ ẩm không khí 85
- 90 %. Lượng bốc hơi 723mm/năm.
1.1.1.2. Địa hình, địa mạo và thuỷ văn
Vũ Thư là huyện đồng bằng thuộc châu thổ sông Hồng với địa hình khá
bằng phẳng. Cao độ trung bình từ 1 - 1,5m so với mực nước biển. Tuy nhiên, do
quá trình bồi tụ phù sa của hệ thống sông Hồng, cùng với sự tác động của con
người nên địa hình huyện có đặc điểm cao thấp khác nhau. Nhìn chung là địa
hình có dạng sóng lượn, dải đất thấp chạy ven sông Hồng và sông Trà Lý, giải
đất cao nằm ở giữa chạy dọc sông Kiến Giang.
h
): bao gồm toàn bộ các
trầm tích biển hệ tầng Thái Bình và Hải Hưng. Thành phần thạch học chủ yếu là
cát bột, cát pha sét. Tầng chứa nước này phân bố ở độ sâu 15 - 30m. Khả năng
chứa nước ở tầng này thường nhỏ, lưu lượng thường chỉ đạt 0,2 - 0,3 l/s. Hệ số
dẫn nước biến đổi từ 25 - 100 m
2
/ngày. Nước thuộc loại canxi clorua-bicacbonat.
Độ tổng khoáng hoá thay đổi từ 0,3 - 6,6 g/l. Đây là tầng chứa nước hiện tại các
giếng khoan dạng UNICEF các hộ gia đình đang sử dụng.
- Tầng chứa nước trầm tích Pleistocen (Q
p
): bao gồm các trầm tích
Pleistocen Q
III
2
vp, Q
II-III
1
hn phân bố rộng rãi ở đồng bằng bắc bộ. Thành phần
thạch học là cát hạt mịn đến thô có pha lẫn ít sạn sỏi, phân bố ở độ sâu trung
bình trên 80m, độ dày tầng không đổi từ vài mét đền vài chục mét. Trên địa bàn
tỉnh Thái Bình đã có khoảng 20 lỗ khoan thăm dò và thí nghiệm ở tầng này, Lưu
lượng thí nghiệm biến đổi từ 3 - 7 l/s. Đây là tầng nước có ý nghĩa cung cấp
nước tập trung, tuy nhiên chúng phân bố không đều và mang tính chất cục bộ.
Ở khu vực huyện Vũ Thư có một số lỗ khoan thăm dò nước ngầm tầng Q
p
,
tuy nhiên kết quả cho thấy nước ngầm bị nhiễm mặn cao (hàm lượng Clo trên
600 mg/l). Theo kết quả khảo sát, tầng chứa nước này chia làm 2 vùng có đọ
nhanh. Tổng diện tích đất sử dụng của xã là 960 ha trong đó đất nông nghiệp là
616 ha. Theo báo cáo của xã, năm 2003, tổng thu của xã lên đến 41 tỷ 650 triệu
thì nguồn thu từ nông nghiệp chiếm tới 54,4%, thu từ tiểu thủ công nghiệp chiếm
15,9% và thu từ kinh doanh dịch vụ chiếm 29,7%. Các hộ kinh doanh dịch vụ và
buôn bán thường có thu nhập hàng năm từ 20 - 25 triệu đồng. Năm 2009, huyện
Vũ Thư phấn đấu giá trị sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp đạt 575 tỷ
đồng.
Ngoài nghề trồng trọt, các hộ hầu như có chăn nuôi lợn nái, ít là 1,2 con,
nhiều là hơn 10 con, nuôi gà công nghiệp..., một số ít làm bún, bánh. Ngoài ra
người dân thôn Hương Điền có truyền thống làm dao kéo xuất khẩu và bình
quân chung của các hộ cũng có một khoản thu hàng năm trên chục triệu đồng.
Trần Minh Trường 5 MSSV: 505303068
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
Một số hộ trong các thôn có nghề thêu ren, nghề mộc. Theo thống kê ước tính
cả xã có khoảng 1200 người đang đi làm ăn xa trên Hà Nội, hoặc ở miền Nam.
Họ đi theo thời vụ và thường về nhà khi thời vụ đến. Các gia đình thuần nông
thường có thu nhập thấp hơn các loại hộ khác vì bình quân ruộng đất thấp và
chi phí cho nông nghiệp lại cao. Những hộ nghèo trong xã đa phần là thuần
nông. Ngoài ra xã còn có 2 chợ cấp 2 (chợ lớn của huyện), sát chân đê thuộc
thôn Mỹ Lộc 1, rộng 1000 m
2
, ngày hoạt động đến 4 giờ chiều.
1.1.2.3. Hiện trạng hạ tầng kĩ thuật
* Hiện trạng các công trình kiến trúc:
Trụ sở UBND xã 2 tầng xây gạch, chất lượng xuống cấp do xây dựng với
thời gian đã quá lâu. Đặt tại thôn Mỹ Lộc 1.
- 1 trường trung học 2 tầng với 500 học sinh.
- 2 trường mầm non với 708 học sinh.
- 4 trường cấp 1 và 2 với hơn 2000 học sinh.
thống cấp nước tập trung. Với nguồn nước khan hiếm thông thường mỗi hộ dân
tại xã thường sử dụng từ 2-3 nguồn nước khác nhau. Đó là các nguồn từ giếng,
nước mưa và với đặc trưng của xã có sông chảy qua, nên nguồn nước hỗ trợ
phục vụ sinh hoạt vẫn là nguồn nước mặt chưa qua xử lí.
Nguồn nước sử dụng chủ yếu của các hộ gia đình là nước mưa và nước
giếng đào. Chất lượng nguồn nước giếng đào và giếng khoan được đánh giá là
kém, đục và bị nhiễm mặn nên chỉ được dùng tắm rửa, vệ sinh chuồng trại.
Nguồn nước mưa được dùng cho ăn và uống. Tuy nhiên, do lượng bể chứa có
hạn nên hàng năm nước cho ăn uống thường bị thiếu 3 tháng trong mùa khô.
Các hộ nghèo có thể thiếu nước sạch cho ăn uống đến 6 tháng. Cũng như nhiều
địa phương khác, nhiều hộ dân ở Việt Hùng cho rằng nguồn nước mà các gia
đình sử dụng đang phải đương đầu với nguy cơ bị ô nhiễm bởi phân hoá học,
thuốc trừ sâu và thuốc bảo vệ thực vật ngày càng lớn.
Bể nước mưa của các hộ sử dụng có dung tích từ 3-10 m
3
, thậm trí trên 10
m
3
tuỳ theo điều kiện kinh tế từng hộ gia đình. Nước mưa chỉ đảm bảo cung cấp
nước sinh hoạt trong mùa mưa từ tháng 6 đến tháng tháng 10 hàng năm, chiếm
10-15% lượng nước dùng cho ăn uống trong năm.
Bảng 2: Thống kê số liệu sử dụng nguồn nước
STT
Loại công
trình cấp
nước
Số
lượng
Chiếm tỷ
lệ % trong
chung
Không
có
Hệ thống thoát nước vệ sinh Môi trường cũng hầu như chưa có gì. Nước
thoát hoàn toàn tự chảy vào sông ngòi, hồ ao. Nhà vệ sinh không đảm bảo vệ
sinh chiếm tỷ lệ còn cao, chất thải rắn chưa được phân loại hợp lý và chưa có bãi
chôn lấp, các loại chất thải này được đổ tuỳ tiện ra vườn, đường đi. Các vấn đề
trên dẫn đến bệnh tật là điều không thể tránh khỏi.
1.2. Tổng quan nhà máy xử lý nước xã Việt Hùng - huyện Vũ Thư -
tỉnh Thái Bình
1.2.1. Các phương pháp xử lý nước ở Việt Nam [5,7,8]
1.2.1.1. Hồ chứa và lắng sơ bộ
Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô (nước mặt) là: tạo điều
kiện thuận lợi cho các quá trình tự làm sạch như: lắng bớt cặn lơ lửng, giảm
lượng vi trùng do tác động của các điều kiện môi trường, thực hiện các phản ứng
ôxy hoá do tác dụng của oxy hoà tan trong nước và làm nhiệm vụ điều hoà lưu
lượng giữa dòng chảy từ nguồn vào và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm nước cấp
nhà máy xử lí nước.
1.2.1.2. Song chắn và lưới chắn
Song chắn và lưới chắn đặt ở cửa dẫn vào công trình thu làm nhiệm vụ
loại trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng
cao hiệu quả làm sạch của công trình xử lý.
1.2.1.3. Bể lắng cát
Trần Minh Trường 8 MSSV: 505303068
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
Ở các nguồn nước mặt có độ đục lớn hơn hoặc bằng 250 mg/l sau lưới
chắn, các hạt cặn lơ lửng vô cơ, có kích thước nhỏ, tỷ trọng lớn hơn nước, cứng,
có khả năng lắng nhanh được giữ lại ở bể lắng cát.
Clo hoá sơ bộ là quá trình cho clo vào nước trước bể lắng và bể lọc.
Tiêu tốn lượng clo thường gấp 3 đến 5 lần lượng clo dùng để khử trùng
nước sau bể lọc, làm tăng giá thành xử lý.
1.2.1.7. Quá trình khuấy trộn hoá chất
Mục đích cơ bản của quá trình khuấy trộn hoá chất là tạo điều kiện phân
tán nhanh và đều hoá chất vào toàn bộ khối nước cần xử lý.
1.2.1.8. Quá trình keo tụ và phản ứng tạo bông cặn
Mục đích của quá trình keo tụ và tạo bông cặn là tạo ra tác nhân có khả
năng dính kết các chất làm bẩn nước ở dạng hoà tan lơ lửng thành các bông cặn
có khả năng lắng trong các bể lắng và dính kết trên bề mặt hạt của lớp vật liệu
lọc với tốc độ nhanh và kinh tế nhất.
1.2.1.9. Quá trình lắng
Lắng là quá trình làm giảm hàm lượng cặn lơ lửng trong nước nguồn bằng
các biện pháp:
- Lắng trọng lực trong các bể lắng, khi đó các hạt cặn có tỷ trọng lớn hơn
nước ở chế độ thuỷ lực thích hợp, sẽ lắng xuống đáy bể.
- Bằng lực ly tâm tác dụng vào hạt cặn, trong các bể lắng ly tâm và xiclon
thuỷ lực.
- Bằng lực đẩy nổi do các bọt khí dính bám vào hạt cặn ở các bể tuyển nổi.
Cùng với việc lắng cặn quá trình lắng còn làm giảm được 90-95% vi trùng có
trong nước do vi khuẩn luôn bị hấp phụ và dính bám vào các hạt bông cặn trong
quá trình lắng.
1.2.1.10. Quá trình lọc
Lọc là quá trình không chỉ giữ lại các hạt cặn lơ lửng trong nước có
kích thước lớn hơn kích thước các lỗ rỗng tạo ra giữa các hạt lọc mà giữ lại
các hạt keo sắt, keo hữu cơ gây ra độ đục và độ màu, có kích thước bé hơn
Trần Minh Trường 10 MSSV: 505303068
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
nhiều lần kích thước các lỗ rỗng nhưng có khả năng dính kết và hấp thụ lên
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
1.2.2.1. Quy trình xử lí nước
Nước
sông
Công
trình thu
Trạm bơm
nước thô
- Bể trộn
- Bể lắng đứng
Đài nước
Trạm
bơm
nước
h
Bể chứa
Bể lọc nhanh
Nhà hoá
chất
Nhà hoá
chất
Mạng lưới
đường ống
bể thu nước thải
khu xử lý
Đường ống dẫn nước thô và nước sạch
Đường ống dẫn nước thải
Hình 1: Sơ đồ hệ thống cấp nước
Thời gian hoạt động của hệ thống cấp nước 24/24 giờ.
Công trình thu:
Gồm 2 họng thu D150 (1 ống làm việc, 1 ống dự phòng), đặt cách bờ
sông khoảng 5m. Sử dụng 2 lớp: bên ngoài là lưới B40, lưới bên trong là thép
tráng kẽm d1mm, a x a = 5x5mm, để ngăn rác cho họng thu. Nước thô do 2 ống
D150 dẫn về trạm bơm nước thô (TBI). Tại vị trí công trình thu và trạm bơm
nước thô sẽ đặt cờ và đèn hiệu báo cho tàu thuyền qua lại.
Trạm bơm cấp I (TBI):
Vị trí đặt ngoài đê cách họng lấy nước khoảng 60m. Công trình đặt nửa
nổi nửa chìm, có thiết kế sàn chống lũ.
- Kết cấu chìm trong nước là bê tông cốt thép (BTCT), phần nổi trên mặt
nước là gạch, mái bằng, có mặt bằng hình vuông kích thước F=20,3 m
2
.
Trạm bơm hoạt động 24/24 giờ.
- Trong trạm bố trí:
+ 2 bơm trục ngang, có đặc tính: Q=45 m
3
/h, H= 20m, N= 5,5Kw.
+ 1 thùng nước 0,5m
3
+ 1 bơm mồi chân không, thời gian mồi T=5-7
phút, Q=100 l/ph, H= 500 mmHg, N= 0,5 Kw.
+ 1 bơm chìm Q= 1 m
3
/h, H= 15m, N= 0,5 Kw.
+ Tủ điện và các thiết bị điện được đặt tại sàn chống lũ trên cột mực nước
lũ 0,5m. Từ TBI ống nước thô D150 vượt qua đê được bơm lên bể trộn, trong
trạm xử lý.
Trạm xử lý
Vị trí của trạm đặt trong đê, thuộc thôn Mỹ Lộc 1, cách vị trí TBI khoảng
Bể chứa nước sạch
Là công trình dự trữ và điều hoà lượng nước sạch.
Dung tích bể chứa 200 m
3
, chiếm 0,19% Qtrạm.
Bể xây gạch, nửa nổi nửa chìm, kích thước của bể W= a x a x h= 6,6 x 6.6
x 3,8 m (tính đến tim tường), chiều cao lớp nước 2,5m.
Trạm bơm nước sạch + Gian quản lý
Trạm xây gạch, mái bằng, kích thước mặt bằng a x b= 3,5 x 8m, gian
quản lý rộng 3m, gian đặt máy 5m.
Trần Minh Trường 14 MSSV: 505303068
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
Trong trạm bố trí:
- 2 bơm nước sạch (1 làm việc, 1 dự phòng), có đặc tính: Q = 70 m
3
/h, H
= 30m, N = 11Kw.
- Các bảng điện điều khiển bơm. Bố trí điện chiếu sáng trong trạm.
Lấy nước từ đài nước để mồi bơm.
Nhà hoá chất + Nhà khử trùng
Kết cấu gạch, mái bằng, có diện tích F = a x b = 3,1 x 6,9m, trong đó chia
làm 2 khu vực, 1 bên chứa các thiết bị và hoá chất khử trùng, bên còn lại sử
dụng cho phèn.
- Khu vực hoá chất bố trí:
+ Diện tích dự trữ phèn trong 1 tháng (1890 kg). Thường sử dụng loại
phèn nhôm, PAC (AlCl
3
)
n
vào thiết bị báo mực nước trong đài nước. Áp lực dư của điểm bất lợi nhất thuộc
mạng lưới đường ống cấp nước này 6,31m, tại điểm 39, thuộc thôn Mỹ Bổng -
HTX Minh Hùng.
- Kết cấu đài BTCT, dung tích W= 20m
3
, chiếm 9%W điều hoà.
Đài nước có chiều cao đến đáy là 21m, chiều cao cột nước 2m, có hệ
thống thu lôi chống sét và cầu thang sắt để lên xuống kiểm tra.
Hệ thống đường ống kĩ thuật + Thoát nước
- Gồm các đường ống có kích thước từ DN15-DN200, nối giữa các công
trình đơn vị với nhau.
- Nước thải từ nước rửa lọc, xả bể chứa… sẽ theo hệ thống mương xây
gạch có kích thước B = 300 - 500mm thoát vào hệ thống mương tiêu của HTX
cạnh khu xử lý. Kích thước của mương B = 1,5m, H = 1,4m. Từ đây nước chảy
vào bể thu hồi nước thải, nước sau khi được lắng sẽ theo mương tưới tiêu của xã
dẫn ra sông Hồng.
Bể thu hồi nước thải
Để tránh lượng nước xả từ công trình đơn vị trong khu xử lý làm ô nhiễm
môi trường xung quanh cần có bể thu hồi lượng nước này, lắng lượng cặn đạt
mức cho phép trước khi xả ra bên ngoài. Bể xây BTCT có dung tích 70 m
3
, kích
thước a x a x h = 12 x 6 x 2m, chia làm 2 ngăn. Nước được chứa luân chuyển từ
ngăn này sang ngăn khác. Lượng nước được lắng trong thời gian 18-24
giờ/ngày. Theo định kì lượng bùn (chủ yếu là lượng cát) sẽ được nạo vét và vận
chuyển đến vị trí quy hoạch xã. Để hút cặn nước trước khi nạo vét bùn trong bể
bố trí bơm trục ngang có Q= 5m
3
/h, H=15m và bơm này được đặt ngay cạnh bể.
Lượng nước qua lắng sẽ xả vào hệ thống chung của xã.
Xã Việt Hùng có 4 HTX, dựa vào đặc điểm dân cư so với vị trí đặt đài
nước sẽ chia làm 3 khu vực sử dụng nước. Để có thể quản lý và điều chỉnh
lượng nước phù hợp cho mỗi khu vực thì cấp nước bằng 3 tuyến chính:
+ Tuyến ống chung từ đài nước xuống có đường kính DN200.
+ Tuyến ống thứ nhất gồm tuyến 1-2-3-4-5-6-7-8, DN 150-63, L= 2842m,
phục vụ cho hợp tác xã Lộc Điền và Phú Chử.
Trần Minh Trường 17 MSSV: 505303068
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
+ Tuyến ống thứ hai 1-23-25-26-28-29, và 1-30-17-19-20, DN100-42,
L=1975m phục vụ hầu hết HTX Tân Phong, gồm các thôn Mỹ Lộc 2, Mỹ Lộc 3
và phần lớn Mỹ Lộc 1 về phía UBND xã.
+ Tuyến ống thứ ba 1-32-33-34-36-37-41-42-38-43-39, DN100-42, L =
2300m phục vụ cho HTX Minh Hùng và phần dân cư còn lại của thôn Mỹ Lộc 1.
- Tổng khối lượng ống chính:
DN150 --- L= 1225m
DN100 --- L= 2660m
DN80 --- L= 1100m
DN63 --- L= 1300m
DN50 --- L= 2425m
DN42 --- L= 2000m
- Trên tuyến chính bố trí 1 số thiết bị phụ tùng:
+ Van chặn: bố trí tại đầu các tuyến ống chính.
+ Van xả có kích thước D50 – D80: đặt giữa các tuyến chính có kích
thước DN80-DN150 có khoảng cách tương đối dài, L>300m.
2. Tuyến ống phân phối
Tuyến ống phân phối (tuyến ống xương cá) được nối từ tuyến ống chính
xuống. Các ống này đặt dọc các ngõ, xóm. Tổng khối lượng ống phân phối:
DN25-DN32, L= 30609m.
3. Đấu nối vào nhà