Đồ án xử lý nước cấp GVHD:Ths Nguyễn Ngọc Thiệp
như vậy là tương đối cao, phải sử dụng thêm hóa chất mới có thể xử lý nước đạt u
cầu nước cấp.
Bảng thơng số chất lượng nước thơ :
Thơng số Giá trị Đơn vị
Tiêu chuẩn vệ sinh
ăn uống
Nhiệt độ
pH
Độ đục
SS
Độ màu
Độ kiềm
Fe
CO
2
24
5,6
20
50
25
5
7
50
0
C
NTU
mg/l
Pt-Co
mgđl/l
mg/l
mg/l
-
6,5 – 8,5
<=5
<=15
<=0,5
5
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ
2.1. Tổng quan về các phương pháp đang áp dụng
2.1.1. Cơng trình thu nước ngầm
Cơng trình thu nước ngầm có thể chia thành các loại sau
Giếng khoan: là cơng trình thu nước nầm mạch sâu. Độ sâu khoan phụ thuộc vào độ
sâu tầng chứa nước, thường nằm trong khoảng 20 – 200m, đơi khi có thể lớn hơn.
Giếng khoan được sử dụng rộng rãi trong mọi trạm xử lý. Hiện nay có 4 loại giếng
khoan đang được sử dụng:
+ Giếng khoan hồn chỉnh, khơng áp
+ Giếng khoan khơng hồn chỉnh, khơng áp
+ Giếng khoan hồn chỉnh, có áp
+ Giếng khoan khơng hồn chỉnh có áp
Cấu tạo giếng khoan gồm
+ Miệng giếng
+ Ống vách để gia cố và bảo vệ giếng
+ Ống lọc
+ Ống lắng
Giếng khơi: là cơng trình thu nước ngầm mạch nơng, thường khơng áp đơi khi áp lực
yếu, chỉ áp dụng đối với các điểm dùng nước nhỏ hoặc hộ gia đình lẻ.
Đường hầm thu nước: được áp dụng để thu nước ngầm mạch nơng, độ sâu tầng chứa
nước khơng q 8m, cung cấp cho những điểm dùng nước với lưu lượng nhỏ.
Cơng trình thu nước ngầm mạch lộ thiên
Cơng trình thu nước thấm
2.1.2. Cơng trình làm thống
Mục đích làm thống là làm giàu oxy cho nước và tăng pH cho nước.
Làm thống trước để khử CO
2
, hòa tan O
2
và nâng giá trị pH của nước. Cơng trình
làm thống được thiết kế với mục đích chính là khử CO
2
vì lượng CO
2
trong nước
cao sẽ làm giảm pH mà mơi trường pH thấp khơng tốt cho q trình oxy hố Fe. Sau
khi làm thống ta sẽ châm hóa chất để khử Fe có trong nước. Hóa chất sử dụng ở đây
là clo – một chất oxy hóa mạnh để oxy hóa Fe, các chất hữu cơ có trong nước, Mn,
H
2
S. Ngồi ra để tạo mơi trường thuận lợi cho q trình oxy hóa Fe thì ta phải cho
thêm vơi cùng với clo. Mục đích cho thêm vơi là để kiềm hóa nước giúp cho tốc độ
phản ứng oxy hóa Fe diễn ra nhanh hơn
Có thể làm thống tự nhiên hoặc làm thống nhân tạo.
Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp
Các cơng trình làm thống gồm:
- Làm thống đơn giản: phun hoặc tràn trên bề mặt bể lọc có chiều cao từ trên
đỉnh tràn đến mực nước cao nhất > 0,6m
Hiệu quả:
- Khử được 30 – 35% CO
2
- Tốc độ lọc 5 – 7m/h; d = 0,9 – 1,3mm; H
vll
= 1,0 – 1,2m
- Cường độ rử lọc bằng nước 10 – 12l/s.m
2
; bằng khí 20l/s.m
2
- Fe <=5mg/l; pH sau làm thống >6,8
- Dàn mưa: làm thống tự nhiên. Khử được 75 – 80% CO
2
, tăng DO (55% DO
bão hòa)
Cấu tạo dàn mưa gồm:
+ Hệ thống phân phối nước
+ Sàn tung nước (1 – 4 sàn), mỗi sàn cách nhau 0,8m
+ Sàn đỡ vật liệu tiếp xúc
+ Sàn và ống thu nước
- Thùng quạt gió: làm thống tải trọng cao(làm thống cưỡng bức) nghĩa là gió
và nước đi ngược chiều. Khử được 85 – 90% CO
2
, tăng DO lên 70 – 85% DO
bão hòa.
Cấu tạo:
- Hệ thống phân phối nước
- Lớp vật liệu tiếp xúc
2.1.3. Bể lắng:
Mục đích của bể lắng là nhằm lắng cặn nước, làm sạch sơ bộ trước đi đư nước
vào bể lọc để hồn than q trình làm trong nước. Trong thực tế thường dùng các
loại bể lắng sau tùy thuộc vào cơng suất và chất lượng nước mà người ta sử dụng
Bể lắng ngang: được sử dụng trong các trạm xử lý có cơng suất >30000m
3
/ng đối
với trường hợp xử lý nước có dùng phèn và áp dụng với bất kì cơng suất nào cho
các trạm xử lý khơng dùng phèn.
Bể lắng đứng: thường được áp dụng cho những trạm xử lý có cơng suất nhỏ hơn
(đến 3000 m
3
/ng). Bể lắng đứng hay bố trí kết hợp với bể phản ứng xốy hình trụ.
Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn
ít diện tích xây dựng hơn nhưng bể lắng trong có cấu tạo phức tạp, chế độ quản lý
vận hành khó, đòi hỏi cơng trình làm việc liên tục và rất nhạy cảm với sự dao
động lưu lượng và nhiệt độ của nước. Bể chỉ áp dụng đối với các trạm có cơng
suất đến 3000m
3
/ng.
Bể lắng li tâm: có dạng hình tròn, đường kính từ 5m trở lên. Bể thường được áp
dụng để sơ lắng các nguồn nước có hàm lượng cặn cao(>2000mg/l) với cơng suất
>=30000 m
3
/ng thì có hoặc khơng dùng chất keo tụ
7
Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp
2.1.4. Bể lọc
Bể lọc chậm: dùng để xử lý cặn bẩn, vi trùng có trong nước bị giữ lại trên lớp
màng lọc. Ngồi ra bể lọc chậm dùng để xử lý nước khơng dùng phèn, khơng đòi
hỏi sử dụng nhiều máy móc, thiết bị phức tạp, quản lý vận hành đơn giản. Nhược
điểm lớn nhất là tốc độ lọc nhỏ, khó cơ giới hóa và tự động hóa q trình rửa lọc
vì vậy phải quản lý bằng thủ cơng nặng nhọc. Bể lọc chậm thường sử áp dụng cho
các nhà máy có cơng suất đến 1000m
3
/ng với hàm lượng cặn đến 50mg/l, độ màu
đến 50 độ
Bể lọc nhanh: là bể lọc nhanh một chiều, dòng nước lọc đi từ trên xuống, có một
lớp vật liệu là cát thạch anh. Bể lọc nhanh phổ thơng được sử dụng trong dây
chuyền xử lý nước mặt có dùng chất keo tụ hay trong dây chuyền xử lý nước
ngầm
Bể lọc nhanh 2 lớp: có ngun tắc làm việc giống bể lọc nhanh phổ thơng nhưng
có 2 lớp vật liệu lọc là cát thạch anh và than angtraxit nhằm tăng tốc độ lọc và kéo
dài chu kỳ làm việc của bể.
Bể lọc sơ bộ: được sử dụng để làm sạch nước sơ bộ trước khi làm sạch triệt để
trong bể lọc chậm. Bể lọc này làm việc theo ngun tắc bể lọc nhanh phổ thơng
Bể lọc áp lực: là một loại bảo vệ nhanh kín, thương được chế tạo bằng thép có
dạng hình trụ đứng cho cơng suất nhỏ và hình trụ ngang cho cơng suất lớn. Loại
bể này được áp dụng trong dây chuyề xử lý nước mặt có dùng chất phản ứng khi
hàm lượng cặn của nước nguồn lên đến 50mg/l, độ đục lên đến 80 với cơng suất
trạm xử lý đến 300m
3
/ng, hay dùng trong cơng nghệ khử sắt khi dùng ejector thu
khí với cơng suất <500m
3
/ng và dùng máy nén khí cho cơng suất bất kì.
Bể lọc tiếp xúc: thường được sử dụng trong dây chuyền xử lý nước mặt có dùng
chất phản ứng với nguồn nước có hàm lượng cặn đến 150mg/l, có độ màu đến
150 với cơng suất bất kì hoặc khử sắt trong nước ngầm cho trạm xử lý có cơng
suất đến 10000m
3
/ng.
2.1.5. Khử trùng
Khử trùng nước là khâu bắt buộc cuối cùng trong q trình xử lí nước cấp .
Trong nước thơ có rất nhiều vi sinh vật và vi trùng gây bệnh như tả, lị, thương hàn
cần phải khử trùng nước để đảm bảo chất lượng nước phục vụ nhu cầu ăn uống.
Trong hệ thống này dùng clo lỏng để khử trùng. Cơ sở của phương pháp này là
dùng chất oxi hóa mạnh để oxy hóa men của tế bào sinh vật và tiêu diệt chúng.
Ưu điểm của phương pháp này là vận hành đơn giản, rẻ tiền và đạt hiệu suất chấp
nhận được. Dung dịch clo được bơm vào đường ống dẫn nước từ bể lọc sang bể
chứa nước sạch.
2.1.6. Bể chứa nước sạch
8
Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp
Bể chứa nước sạch có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nước giữa trạm bơm cấp I và
trạm bơm cấp II. Nó còn có nhiệm vụ dự trữ nước chữa cháy trong 3 giờ, nước xả
cặn bể lắng, nước rửa bể lọc và nước dùng cho các nhu cầu khác của nhà máy.
Bể có thể làm bằng beetong cốt thép hoặc bằng gạch có dạng hình chữ nhật hoặc
hình tròn trên mặt bằng. Bể có thể xây dựng chìm, nổi hoặc nửa chìm nửa nổi tùy
thuộc vào điều kiện cụ thể.
2.2. Lựa chọn phương án xử lý
2.2.1.Đề xuất phương án xử lý
Việc lựa chọn cơng nghệ xử lý nước phụ thuộc vào chất lượng và đặc trưng
của nguồn nước thơ. Các vấn đề cần đề cập đến khi thiết kế hệ thống xử lý nước
bao gồm chất lượng nước thơ, u cầu và tiêu chuẩn sau xử lý. Dựa vào các số
liệu đã có, so sánh chất lượng nước thơ và nước sau xử lý để quyết định cần xử lý
những gì, chọn những thơng số chính về chất lượng nước và đưa ra kỹ thuật xử lý
cụ thể. Theo chất lượng nước nguồn đã có đưa ra các phương án xử lý:
Phương án 1:
Phương án 2:
giàn
mưa
vơi
Bể trộn
Bể
phản
ứng
Bể
lắng
ngang
Bể lọc
nhanh
Clorine
Xả cặn ra
hồ nén cặn
Nước từ trạm
bơm giếng khoan
Cung cấp
Bể chứa
nước sạch
9
Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp
2.2.2. So sánh 2 phương án
So sánh Phương án 1 Phương án 2
Ưu điểm - Giàn mưa:
+ Dễ vận hành
+ Việc duy tu, bảo dưỡng và
vệ sinh định kỳ giàn mưa
cũng khơng gặp nhiều khó
khăn
- Bể lắng ngang:
+ hoạt động ổn định, có thể
hoạt động tốt ngay khi chất
lượng nước đầu thay đổi
+ Vận hành đơn giản
- Khi nước qua bể lắng ngang
kết hợp với bể phản ứng thì
hiệu suất xử lý gần như
tương đương so với bể lắng
trong có lớp cặn lơ lửng
- Hệ số khử khí CO
2
trong thùng quạt gió là
90 – 95% cao hơn so
với giàn mưa
- Bể lắng trong có lớp
cặn lơ lửng đạt hiếu
suất cao hơn bể lắng
ngang
- Khối lượng cơng trình
nhỏ ít chiếm diện tích
Khuyết điểm - Giàn mưa tạo tiếng ồn khi
hoạt động, khối lượng cơng
trình chiếm diện tích lớn
- Thùng quạt gió vận
hành khó hơn giàn
mưa, khó cải tạo khi
Thùng
quạt
gió
vơi
Bể trộn
Bể lắng
trong có
lớp cặn
lơ lửng
Bể lọc
nhanh
Clorine
Nước từ trạm
bơm giếng
khoan
Cung cấp
Bể chứa
nước sạch
10
Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp
chất lượng nước đầu
vào thay đổi, tốn điện
khi vận hành. Khi tăng
cơng suất phải xây
dựng them thùng quạt
gió chứ khơng thể cải
tạo
- Bể lắng trong có lớp
cặn lơ lửng xây dựng
và vận hành phức tạp,
rất nhạy cảm với sự
dao động về lưu lượng
và nhiệt độ nguồn
nước khó khăn khi
tăng giảm lưu lượng
nước đầu vào
Qua việc so sánh trên ta thấy phương án 1 là hợp lý. Chọn phương án 1 làm phương
án tính tốn
Tóm lại hệ thống xử lý của nhà máy bao gồm:
- Giàn mưa
- Bể trộn đứng
- Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng
- Bể lắng ngang
- Bể lọc nhanh
- Bể chứa nước sạch
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ TÍNH TỐN HỆ THỐNG CẢI TẠO
11
Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp
3.1.TÍNH GIÀN MƯA
- Lưu lượng nước qua 1 giàn mưa
Q = 8.400 m
3
/ngđ = 350m
3
/h
⇒ diện tích bề mặt cần cho giàn mưa
2
35
10
350
m
q
Q
F
n
===
q
m
: 10 ÷ 15 m
3
/m
2
h. Chọn q
m
= 10 m
3
/m
2
h
Chia giàn mưa thành N=5 ngăn
Diện tích mỗi ngăn
f =
7
5
35
==
n
F
m
2
Mỗi ngăn có kích thước 7 x 1 (m
2
)
Sử dụng sàn tung nước bằng các tấm inox có đục lỗ có d = 3mm, khoảng cách
giữa các lỗ là 100mm
- Số sàn tung nước: 3
- Khoảng cách giữa các sàn tung là 0,7 m
Chọn chiều cao ngăn thu nước là 0,3m
Chiều cao trên sàn tung nước cao nhất là 0,1m
Chiều cao giàn mưa: 0,7 x 3 + 0,3 +0,1 = 2,5m
ống phân phối nước
Lưu lượng trên mỗi ngăn của giàn mưa
)/(0194,0
5
097,0
3
sm
N
Q
q
n
===
Đường kính ống chính phân phối nước vào các ống nhánh trên giàn mưa với
vận tốc nước chảy trong ống là v = 0,8 m/s
m
v
q
d 176,0
8,014,3
0194,044
=
×
×
=
×
×
=
π
Chọn ống chính có đường kính 200mm
Theo quy phạm, khoảng cách giữa các trục ống nhánh là 200 – 300mm. Với
kích thước giàn mưa 7 x 1 m lấy khoảng cách giữa các ống nhánh là 300mm.
Vậy số ống nhánh trên một ngăn là:
1
3,0
6,01
=
−
ống
Chọn đường kính ống nhánh d = 100mm. Trên mỗi ống khoan 2 hàng lỗ so le
nhau hướng xuống dưới nghiêng 1 góc 45
o
so với phương ngang
Đường kính lỗ khoan lấy là d = 7 mm (theo TCVN 33:2006: 5- 10 mm).
Khoảng cách giữa các lỗ là 100mm.
Với Q = 0,097m
3
/s; v = 1,4m/s (Theo TCVN 33:2006 v = 1 – 1,5m/s)
12
Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp
Đường kính ống thu nước của sàn thu dẫn qua bể trộn
4,114,3
097,044
×
×
==
v
Q
d
π
=0,297m
Chọn đường ống d = 300mm
Đường kính ống dẫn nước thơ lên trạm xử lý
m
v
Q
d 39,0
8,014,3
097,044
=
×
×
=
×
×
=
π
Chọn d=400mm
Xác định chỉ tiêu sau khi làm thống
Độ kiềm sau khi làm thống:
* 0 2+
0,036 [Fe ]=
i i
K K
= − ×
5 – 0,036
×
7= 4,75 (mg/l)
Hàm lượng CO
2
sau khi làm thống
lmgFeCOaCO /2,3676,150)5,01(][6,1)1(
20
2
*
2
=×+×−=×+×−=
+
Độ pH sau khi làm thống
Với K
*
i
= 4,75mg/l; CO
*
2
= 36,2mg/l; T = 24
0
C,P = 200mg/l
Tra biểu đồ Langlier có pH = 7
3.2.TÍNH BỂ TRỘN
Cơng suất: Q = 8.400m
3
/ngđ = 350 m
3
/h = 0,097 m
3
/s
Diện tích tiết diện ngang ở phần trên của bể trộn tính với vận tốc nước dâng là
25mm/s = 0,025m/s (theo điều 6.56 TCVN 33:2006)
Khi đó
f
t
=
2
88,3
025,0
097,0
m
=
Xây dựng bể trộn có tiết diện hình vng
Chiều dài mỗi cạnh
=
t
b
mf
t
97,188.3
==
Chọn b
t
=2m
Chọn vận tốc nước trong ống dẫn nước nguồn ở đáy bể: v = 1,5m/s
m
v
Q
d 287,0
5,114,3
097,04
14,3
4
=
×
×
=
×
×
=
Chọn d=300mm
Do đó diện tích đáy bể( chỗ nối với ống)
f
d
=
2
09,03,03,0 m
=×
Chọn góc hình chóp ở đáy
C
o
60
=
α
, chiều cao phần hình chóp
mgbbh
o
dtd
47,1732,1)3,02(
2
1
2
60
cot)(
2
1
=×−=×−=
13
Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp
Chọn h
d
= 1,5m
Thể tích phần hình chóp của bể trộn
3
3)09,0409,04(2
3
1
)(
3
1
mffffhW
dtdtdd
=×++××=×++=
Thể tích tồn phần của bể với thời gian lưu nước trong bể là 2 phút
3
67,11
60
2350
60
m
tQ
W
=
×
=
×
=
Thể tích phần hình hộp bể trộn
3
67,8367,11 mWWW
dt
=−=−=
Chiều cao phần trên của bể
m
f
W
h
t
t
t
17,2
4
67,8
===
Chọn chiều cao bể h
t
= 2,2m
Chọn chiều cao bảo vệ h
bv
=0,3m
Chiều cao tồn phần của bể
mhhhh
bvdt
43,05,12,2
=++=++=
Thiết kế thu nước bằng máng vòng có lỗ ngập trong nước. Nước chảy trong máng
đến chỗ ống dẫn nước ra khỏi bể theo 2 hướng ngược chiều nhau nên lượng nước của
máng thu nước là
q
m
=
2
Q
=
2
350
= 175 m
3
/h
Diện tích tiết diện máng với tốc độ nước chảy trong máng v
m
=0,6m/s (Theo
điều 6.56 TCVN 33:2006)
f
m
=
m
m
v
q
=
3600.6,0
175
= 0,081 m
2
Chọn chiều rộng máng b
m
=0,3
Chiều cao lớp nước tính tốn trong máng
H
m
=
m
m
b
f
=
3,0
081,0
= 0,027 m
Chọn H
m
=0,3m
Q = 0,097 m
3
/s chọn ống dẫn sang bể phản ứng d = 400 mm với v = 0,9 m/s
(Theo TCVN 33:2006,điều 6.59 v
∈
18,0
÷
m/s)
3.3. BỂ PHẢN ỨNG CĨ LỚP CẶN LƠ LỬNG
14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét