Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước ngầm khu công nghiệp Lê Minh Xuân, công suất 24000 m3/ngày đêm

thương hàn, dịch tả, bại liệt, … Việc xác định sự có mặt của các vi trùng gây bệnh này thường rất khó khăn và mất nhiều thời gian do sự đa dạng về chủng loại. Vì vậy trong thực tế, người ta áp dụng phương pháp xác định chỉ số vi khuẩn đặc trưng, đó là loại vi khuẩn đường ruột e.coli. Bản thân vi khuẩn e.coli là vô hại, song sự có mặt của côli chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn phân rác và có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh. Số lượng vi khuẩn côli tương ứng với số lượng vi trùng có trong nước. Đặc tính của vi khuẩn e.coli là có khả năng tồn tại cao hơn các loại vi trùng gây bệnh khác. Do đó sau khi xử lý, nếu trong nước không còn phát hiện thấy e.coli chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt. Theo hiện trạng cấp nước tại Thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long, có thể nhận thấy là nước ngầm đang là nguồn cấp nước chủ yếu cho các huyện thành Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng và các đô thị vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long nói chung. Bảng 1.1 cho cái nhìn tổng quát về chất lượng nước ngầm tại một số khu vực ở thành phố HCM. Bảng 1.1: Chất lượng nước ngầm tại một số khu vực ở Thành phố Hồ Chí Minh Địa điểm pH Fetc(mg/l) Cứng (mgCaCO3/l) Quận Thủ Đức 3,92 – 6,99 Vếùt – 34,2 Vếùt – 400 Quận Bình Chánh 2,82 – 7,82 Vếùt – 26,2 4 – 600 Quận Gò vấp 3,89 – 4,54 0,2 – 0,4 6 – 22 Quận Tân Bình 4,2 – 6,94 Vếùt – 7,6 14 – 42 Hóoc Môn 3,67 – 6,97 Vếùt – 5,4 Vếùt – 180 Củ Chi 3,84 – 6,49 Vếùt – 7,3 10 – 230 Quận 8 4,26 – 6,86 Vếùt – 26,2 42 – 261 2.4 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NGẦM Quá trình khử sắt Trong nước ngầm sắt thường tờn tại ở dạng ion, sắt có hóa trị 2 (Fe2+) là thành phần của các muới hòa tan như: Fe(HCO3)2; FeSO4…hàm lượng sắt có trong các nguờn nước ngầm thường cao và phân bớ khơng đờng đều trong các lớp trầm tích dưới đất sâu. Nước có hàm lượng sắt cao, làm cho nước có mùi tanh và có màu vàng, gây ảnh hưởng khơng tớt đến chất lượng nước ăn uớng sinh hoạt và sản xuất. Do đó, khi mà nước có hàm lượng sắt cao hơn giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn thì chúng ta phải tiến hành khử sắt Hiện nay có nhiều phương pháp khử sắt của nước ngầm, có thể chia thành 3 nhóm chính sau: Khử sắt bằng phương pháp làm thoáng. Khử sắt bằng phương pháp dùng hóa chất. Các phương pháp khử sắt khác. Bản chất của các phương pháp khử sắt nêu trên đều là oxy hóa Fe2+ hòa tan thành Fe3+ dạng kết tủa từ đó sẽ tách sắt ra khỏi nước trong các bể lắng và lọc. 2.4.2 Quá trình hấp phụ Các hạt bột than hoạt tính có bề mặt hoạt tính rất lớn, có khả năng hấp phụ các phân tử khí và phân tử ở các chất cho dạng lỏng hòa tan trong nước có mùi vị và màu , lên bề mặt của hạt than, sau khi các hạt than này ra khỏi nước , nước được khử màu và mùi vị. Để khử mùi vị , màu của nước bằng than hoạt tính có thể dùng hai phương pháp - Đưa nước xử lý theo dây chuyền công nghệ truyền thống vào lọc trực tiếp qua bể lọc than hoạt tính . - Pha bột than hoạt tính đã tán nhỏ đến kích thướt vài chục micro mét vào bể trộn nước nguồn cùng với phèn với liều lượng từ 3-15mg/l để hấp thụ các chất hữu cơ, gây ra mùi vị, màu của nước. Phương pháp này làm tăng quá trình keo tụ , lắng , lọc và cặn lắng ở bể lắng dễ xử lý. 2.4.3 Quá trình lắng Lắng là giai đoạn làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước. Các hạt cặn không tan trong nước là những tập hợp hạt không đồng nhất (kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng khác nhau) và không ổn định (luôn thay đổi hình dạng, kích thước trong quá trình lắng do chất keo tụ). Lắng là quá trình làm giảm hàm lượng cặn lơ lửng trong nước nguồn bằng các biện pháp sau: Lắng trọng lực trong các bể lắng, khi đĩ các hạt cặn cĩ tỷ trọng lớn hơn nước ở chế độ thủy lực thích hợp, sẽ lắng xuống đáy bể. Bể lắng ly tâm tác dụng vào hạt cặn, trong các bể lắng ly tâm và xilon thủy lực. Bằng lực đẩy nổi do các bọt khí dính bám vào các hạt cặn, trong các bể tuyển nổi. Cùng với việc lắng cặn quá trình lắng cịn giảm được 90-95% vi trùng cĩ trong nước do vi trùng luơn bị hấp phụ và dính bám vào các hạt bơng cặn trong quá trình lắng. Cĩ ba loại cơ bản thường gắn liền với quá trình lắng trong xử lý nước như sau: Lắng các hạt cặn phèn tan riêng rẽ, trong quy trình lắng hạt cặn khơng thay đổi hình dạng, độ lớn, tỷ trọng trong xử lý nước thiên nhiên thường là cặn khơng pha phèn và cơng trình lắng thường gọi là lắng sơ bộ để giảm độ đục của nguồn nước. Lắng các hạt cặn dạng keo phèn tan trong xử lý nước thiên nhiên gọi là lắng cặn đã được pha phèn. Trong quá trình lắng các hạt cặn cĩ khả năng dính kết với nhau thành các bơng cặn lớn, và ngược lại các bơng cặn lớn cĩ thể bị vỡ ra thành các mảnh nhỏ hơn nên trong khi lắng các bơng cặn thường bị thay đổi kích thước, hình dạng và tỷ trọng. Lắng các hạt cặn đã đánh phèn cĩ khả năng kết dính với nhau như loại cặn nêu trong tiêu điểm 2 nhưng với nồng độ lớn hơn, thường lớn hơn 1000mg/l, với nộng độ cặn lớn do tuần hồn lại cặn, do tạo ra lớp cặn lơ lửng trong bể lắng, các bơng cặn này tạo thành đám mây cặn liên kết với nhau và dính kết để giữ lại các hạt cặn bé phân tán trong nước. Quá trình lọc Quá trình lọc là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép. Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại, làm tốc độ lọc giảm dần. Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc, ta phải tiến hành rửa lọc, có thể rửa bằng nước hoặc bằng gió hoặc bằng gió nước kết hợp. Lọc là quá trình khơng chỉ giữ lại các hạt cặn lơ lửng trong nước cĩ kích thước lớn hơn kích thước các lỗ rỗng tạo ra giữa các hạt lọc mịn giữ lại các hạt keo sắt, keo hữu cơ gây ra độ đục và độ màu, cĩ kích thướt bé hơn nhiều lần kích thướt các lỗ rỗng nhưng cĩ khả năng dính kết và hấp thụ lên bề mặt hạt lớp vật liệu lọc. Về cơ bản cĩ thể phân bể lọc làm ba loại chính:lọc chậm, lọc nhanh trọng lực gồm bể lọc hở và bể lọc áp lực, hai loại bể lọc này cĩ chiều dùng nước từ trên xuống dưới, loại thứ ba là lọc ngược hay lọc tiếp xúc cĩ chiều dùng nước từ dưới lên trên. Bể lọc chậm cĩ tốc độ lọc từ 0.1m/h đến 0.5m/h dng để lọc nước cĩ độ đục thấp <30mg/l Bể lọc nhanh trọng lực (hở áp lực) và bể lọc tiếp xúc dùng để lọc nước đã pha phèn lắng hoặc cĩ thể lọc trực tiếp khơng qua quá trình lắng. Quá trình keo tụ tạo bông 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 hòa tan lơ lững thành các bông cặn có khả năng lắng trong các bể lắng và dính kết trên bề mặt của các lớp vật liệu lọc với tốc độ nhanh và kinh tế nhất. Khi trộn phèn với nước xử lý lập tức xảy ra các phản ứng hóa học và hóa lý tạo thành hệ keo dương phân tán đều trong nước, khi trung hòa, hệ keo dương này là các hạt nhân có khả năng dính kết với nhau để tạo thành bông cặn, do đó quá trình tạo nhân dính kết gọi là quá trình keo tụ, gọi là quá trình phản ứng tạo bông. Trong kỹ thuật xử lý nước thường dùng phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt FeCl3, Fe3(SO4)3 và FeSO4 để keo tụ nước. Hiệu quả của quá trình keo tụ phụ thuộc vào điều kiện khuấy trộn (càng nhanh càng đều tốt ) phụ thuộc vào nhiệt độ nước (nhiệt độ càng cao càng tốt), phụ thuộc vào pH của nước (pH để keo tụ bằng phèn nhôm nằm trong khoảng 5.7-6/8) phụ thuộc vào độ kiềm của nước (độ kiềm của nước sau khi pha phèn còn lại >1mđl/g) Hiệu quả của quá trình tạo bông cặn phụ thuộc vào: cường độ và thời gian khuấy trộn để các nhân keo tụ và cặn bẩn va chạm và dính kết vào nhau nếu là keo tụ trong môi trường thể tích, phụ thuộc vào độ đục của nước thô và nồng độ cặn đã được dính kết vào nhau nếu là keo tụ trong lớp vật liệu lọc. Để tăng cường quá trình tạo bông cặn thường cho vào bể phản ứng tạo bông cặn chất trợ keo tụ polymer, khi hòa tan vào nước polymer sẽ tạo lien kết lưới loại anion nếu trong nước nguồn thiếu ion đối(ion m )hoặc loại trung tính nếu thành phần ion và độ kiềm của nguồn nước thỏa mãn điều kiện keo tụ. 2.4.5 Quá trình khử trùng nước Khử trùng nước là khâu bắt buột cuối cùng trong quá trình xử lý nước ăn uống sinh hoạt. Trong nước thiên nhiên chứa rất nhiều vi sinh vật và vi trùng. Sau các quá trình xử lý cơ học, nhất là nước sau khi qua lọc, phần lớc các vi trùng gây bệnh được giữ lại. Song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trung gây bệnh, ta cần phải tiến hành khử trùng nước. Hiện nay có rất nhiều biện pháp khử trùng nước hiệu quả như: Khử trùng bằng các chất oxy hóa mạnh: như Clo. Hợp chất của Clo, Ozon, Kali. Khử trùng nước bằng tia tử ngoại: hay còn gọi là tia cực tím, là các tia có bước sóng ngắn có tác dụng diệt trùng rất mạnh. Khi chiếu các tia này trong nước , các tia này sẽ tác dụng lên các phần tử prôtit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc và khả năng trao đổi chất, vì thế chúng bị tiêu diệt. Khử trùng bằng siêu âm: dùng dòng siêu âm với cường độ có tác dụng trong khoảng thời gian nhỏ nhất là 5 phút, sẽ có thể tiêu diệt toàn bộ vi sinh có trong nước. Khử trùng bằng phương pháp nhiệt: đun sôi nước ở nhiệt độ 100oC sẽ có thể tiêu diệt phần lớn các vi khuẩn có trong nước. Chỉ trư nhóm vi khuẩn ki gặp nhiệt độ cao sẽ chuyển sang dạng bào tử vững chắc. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG XỬ LÝ NƯỚC NGẦM TẬP TRUNG Ở TP HỒ CHÍ MINH HIỆN NAY Công nghệ xử lý nước ngầm của nhà máy nước ngầm Hóc Môn T/c nước đầu vào: Sắt: hàm lượng 14 ÷ 15 mgl/l. Mn: hàm lượng 0,6 ÷ 0,7 mgl/l. pH: 5 ÷ 6 Sơ đồ công nghệ: Nước từ giếng khoan được đưa lên giàn phun mưa. Tại đây thêm Clo và vôi để tăng pH nhằm tạo môi trường để Fe2+ chuyển thành Fe3+. Sau đó nước được chuyển qua bể trộn đứng, rồi đưa sang bể lắng tiếp xúc , nước sau lắng cho qua bể lọc nhanh. Sau đó nước được đưa vào bể chứa. Nước trước khi vào bể chứa được châm Clo để khử trùng. Cặn (Fe3+) phát sinh từ giàn mưa, bể trôn đứng, bể lắng tiếp xúc, bể lọc nhanh, bề chứa được đưa vào một ống dẫn ra ao lắng. Tại đây nước được xả ra kênh, còn cặn sẽ được nạo vết định kỳ một năm một lần. Ngoài ra công ty công ty còn áp dụng công nghệ xử lý mới, đó là sử dụng Zeolit để hấp phụ trực tiếp Fe2+ mà không cần phải biến Fe2+ thành Fe3+. Bể chứa Bể lắng tiếp xúc Clo Giếng khoan Bể trộn đứng Bể lọc nhanh Giàn mưa Clo Clo Cặn Cặn Cặn Cặn Cặn Ao lắng Trạm bơm cấp 2 Vào mạng lưới cấp nước thành phố Nhận xét: Nhìn chung, công nghệ xử lý nước ngầm ở nhà máy nước Hoóc Môn đơn giản nhưng hiệu quả. Mặc khác, nước ngầm của khu vực này được đánh giá là nguồn cung cấp nước tốt nhất. Tuy nhiên, công ty nên có kế hoạch tái sử dụng Zeolit sau khi đã dùng nó để hấp phụ Fe2+ thay vì thải bỏ như hiện nay, bởi vì hoá chất này tương đối đắt tiền. Công nghệ xử lý nước ngầm của khu công nghiệp Tân Tạo công suất 20 m3/h Trạm bơm cấp 2 Lọc nhanh Lắng tiếp xúc Thùng quạt gió Bể chứa Giếng bơm Phèn nhôm/sắt Xả cặn Xả cặn Xả cặn Xảcặn Sơ đồ công nghệ: Nước từ giếng khoan được đưa lên giàn phun mưa. Tại đây người ta có thêm chất keo tụ Al2O3, Fe2O3 và Clo để tăng pH nhằm chuyển Fe2+ chuyển thành Fe3+. Sau đó nước được dẫn qua bể lắng tiếp xúc, tại đây xảy ra quá trình keo tụ thủy lực, sau đó được bơm qua bể lọc áp lưc. Sau đó nước được đưa vào bể chứa. Nước trước khi vào bể chứa được châm Clo để khử trùng. Cặn (Fe3+) phát sinh từ bể lắng tiếp xúc, bể lọc nhanh, bề chứa được đưa vào một ống dẫn ra cống. Nhận xét: Nhìn chung, công nghệ xử lý nước ngầm ở khu công nghiệp Tân Tạo đơn giản nhưng hiệu quả. Tuy nhiên hóa chất keo tụ ở đây sử dụng nhiều. 2.6 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHO KCN LÊ MINH XUÂN. 2.6.1 Các thông số thiết kế Viện Vệ Sinh – Y Tế Công cộng đã kiểm tra mẫu nước ( ngày 8/12/2010) lấy tại KCN Lê Minh Xuân, kết quả thử nghiệm thể hiện trong bảng 1.2 như sau: Chỉ tiêu xét nghiệm QCVN-01-2009-BYT kết quả Độ màu £15 Co 10 Độ đục £2 NTU 18,06 PH 6,5 – 8,5 6,2 Độ kiềm tổng cộng Không quy định 50 Cứng tổng cộng £ 300 mgCaCO3/l 58 Sắt tổng cộng £ 0,5 mg/l 9 Bảng 1.2 Thành phần mẫu nước ngầm ở khu công nghiệp Lê Minh Xuân. Chỉ tiêu xét nghiệm QCVN-01-2009-BYT Kết quả NH4+ 3mg/l 0 Mn2+ 0.3 mg/l 7,2 Ca2+ Không quy định 32,2 Cl- £ 250 mg/l 5 NO2- £ 50 mg/l 0,01 NO-3 £ 50 mg/l 0 SO42- £ 250 mg/l 10,14 PO43- Không quy định 3,56 Cu2+ £ 1,0 mg/l 0,02 Nhận xét: Kết quả thử nghiệm cho thấy nước có độ đục, hàm lương sắt, mangan cao, không đạt QCVN -01-2009-BYT, do đó cần được xử lý trước khi cấp cho khu công nghiệp. Đề xuất các phương án xử lý Với tính chất nguồn nước như trên đề xuất 2 phương án để xử lý nguồn nước như sau. Phương án 1( phương án chọn) Nước ngầm Lắng tiếp xúc Thùng quạt gió Lọc nhanh Giếng bơm Hố thu cặn Cl Bể chứa Trạm bơm cấp 2 Sân phơi bùn Nước bùn Thải ra Nơi tiêu thụ Phương án 2: Nước ngầm Dàn mưa Lọc tiếp xúc Lọc một lớp Giếng bơm Bể chứa Cl Hố thu cặn Sân phơi bùn Nơi tiêu thụ Nước bùn thải ra cống Lựa chọn phương án a. Phương án 1: Vì tính chất nguồn nước chỉ có hàm lượng sắt trong nước cao nên sử dụng phương pháp này hiệu quả vì là làm thoáng nhân tạo lên ít tốn diện tích cũng như chi phí xây dựng khi hoạt động thì việc quản lý tương đối dễ dàng và thuận tiện. Việc duy tu, bảo dưỡng và vệ sinh định kỳ của thùng quạt gió cũng không gặp nhiều khó khăn. Cần tiến hành vệ sinh thường xuyên do các cặn Fe dễ dàng bám trên các ống phân phối nước làm chít các lỗ dẫn đến giảm hiệu quả của thùng quạt gió. Dùng bể lọc nhanh: thời gian lọc nhỏ, công suất lớn và nhanh, tiết kiệm diện tích xây dựng. b. Phương án 2: Sử dụng phương pháp làm thoáng bằng giàn mưa (phương pháp làm thoáng tự nhiên) Dùng bể lọc tiếp xúc sau gian mưa sẽ kém hiệu quả khi thời gian lọc chậm do khi lọc các cặn lọc lớn chưa qua lắng sẽ làm bít các vật liệu lọc trong thời gian ngắn. Dùng bể lọc 1 lớp: thời gian lọc lớn, công suất giảm và nhanh tốn diện tích xây dựng . => Từ những lập luận trên thì phương án 1 có nhiều ưu điểm hơn nên chọn phương án này để tính toán cho trạm xử lý nước ngầm KCN Lê Minh Xuân phần mở rộng. Thuyết minh sơ đồ công nghệ Nước bơm từ giếng khoan qua hệ thống làm thoáng ống dẫn nước phân phối đều trên thùng quạt gió. Tại đây nước nhiễm sắt (Fe2+) khi tiết xúc với oxy trong sẽ bị oxy hóa thành Fe3+, sau đó thủy phân thành Fe(OH)3 kết tủa. Nước tiếp tục được đưa sang bể lắng tiếp xúc, ở đây các bông cặn được tạo ra có trọng lượng riêng lớn lắng xuống dưới, nước trong ở phần trên được đưa sang bể lọc để loại bỏ các cặn còn lại, cặn lắng xuống dưới đáy được đưa về bể nén cặn. Nước từ bề lắng được đưa đến bể lọc nhanh va phân phối vào bể lọc bằng các máng phân phối để nước được phân phối đều. Bể lọc có nhiệm vụ giữ lại các hạt cặn nhỏ và vi khuẩn mà bể lắng không có khả năng giữ. Vật liệu lọc được dùng là cát thạch anh và cát , có đường kính hạt từ 0,5 đến 1,25 mm. Nước sau khi qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống chụp lọc và được thu vào hệ thống ống thu nước lọc và đưa đến bể chứa. Rửa bể lọc bằng gió và nước kết hợp. Nước rửa được thu vào các ống đưa ra hệ thống thoát. Nước sau khi qua bể lọc được dẫn đến bể chứa nước sạch. Tại đây, lượng Clo được châm vào đủ để khủ trùng nước và đảm bảo lượng Clo dư đạt tiêu chuẩn trong mạng lưới nước cấp . Nước được đưa đến hố hút, máy bơm (máy bơm cấp 2, 1 máy bơm rửa lọc). Nước từ hố hút được các bơm biến tần ở trạm bơm cấp 2 hút và cấp vào mạng lưới tiêu thụ. CHƯƠNG III TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ CƠNG SUẤT TRẠM XỬ LÝ 3.1.1 Nhu cầu dùng nước  Nước dùng trong quá trình sản xuất. Nước dùng trong ăn uống và sinh hoạt của công nhân. Nước dùng cho việc tưới đường và tưới cây xanh. Ngoài ra còn nước dùng cho tram xử lý để rửa các bể lắng, bể lọc …. và nước bị rò rỉ thất thoát. 3.1.2 Tiêu chuẩn dùng nước của khu công nghiệp Aên uống và sinh hoạt của công nhân: qsh = 25 l/người.ngày. Công nghiệp tập trung: qsx = 60 m3/ha.ngày. Tưới cây xanh và tưới đường bằng cơ giới: qt = 4 l/m2diện tích tưới. Nước rò rỉ thất thoát qtt = 20% qtxl 3.1.3 Nước dùng trong ăn uống và sinh hoạt của công nhân Qshngay.đêmm3/ngàyđêm Trong đó, N: Số lượng công nhân trong khu công nghiệp, dự kiến N = 150000 người. qsh: Tiêu chuân dùng nước của công nhân, qsh = 25 l/người/ngày Nước dùng cho công nghiệp (nước dùng cho sản suất) Đất của khu công nghiệp được sử dụng như sau: 70% đất dùng cho việc xây xí nghiệp, nhà xưởng; 30% dùng cho việc xây đường, trong cây xanh, nhà điều hành….. Qsxngay.đêm m3/ngàyđêm Trong đó: f: Diện tích đất dùng cho sản xuất, f = 0,7x275 ha qsx: Tiêu chuẩn dùng nước công nghiệp, qsx = 60 m3/ha.ngày Nước dùng cho việc tưới cây và rửa đuờng Trong khu công nghiệp, khoảng 20% đất dùng cho việc làm đường và trong cây xanh. Qtcngay.đêm m3/ngàyđêm. 3.1.6 Nước dùng để chữa cháy Diện tích đất của khu công nghiệp lớn hơn 150ha, nên ta tính cho 2 đám cháy. Tiêu chuẩn dùng nước cho một đám cháy, qch = 30 l/s, thời gian chữa cháy cho một đám cháy: t = 3 h. Qccngay.đêm m3/ngàyđêm Lượng nước thất thoát Lưu lượng nước thất thoát qtt = 20 qtc Qttngày.đêm = 20% (Qshngày.đêm + Qsxngày.đêm + Qtngày.đêm) Qttngày.đêm = 20% (3750 + 12032+ 2200) = 3596 m3/ngàyđêm Công suất trạm xử lý Tổng lưu lựợng: Qtbngay.đêm = Qshngày.đêm + Qsxngày.đêm + Qtngày.đêm+ Qttngày.đêm = 21578 m3/ngày.đêm. Công suất của trạm xử lý: = 21578 x 1.05 + 648 = 23305 m3/ngàyđêm. Trong đó: KXL: Hệ số kể đến lượng nước cho bản thân trạm xử lý, KXL = 1,04¸1,06. Chọn KXL = 1,05. Chọn công suất của trạm xử lý: QXL = 24 000 m3/ngàyđêm. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Vì công suất trạm xử lý khá lớn Q = 24000 m3/ngàyđêm, nên chia làm 2 đơn nguyên để xử lý. Mỗi đơn nguyên có công suất 12000 m3/ngàyđêm, tất cả các công trình đơn vị dưới đây đều tính cho một đơn nguyên. Tính toán thùng quạt gió a. Tính diện tích thùng quạt gió Diện tích thùng quạt gió. Trong đó, Q: Lưu lượng tính toán, Q = 12000m³/ngày đêm = 500 m3/h. Cường độ tưới, qm = 60 ¸ 90 m3/m2.h . Chọn qm = 70 m3/m2.h Chia làm 8 thùng, diện tích mỗi thùng: Chọn diện tích mỗi thùng: 1m x 1m = 1m2. Lưu lượng qua mỗi thùng: b. Tính chiều cao thùng quạt gió Chiều cao của thùng quạt gió, được tính theo công thức. H = Hn + Hvltx + Hfm Trong đó: Hfm: Chiều cao phun mưa trên lớp vật liệu tiếp xúc tối thiểu =1m, chọn Hfm = 1m Hn: Chiều cao ngăn thu nước ở đáy, chọn Hn = 0,6m. Hvltx: Chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc phụ thuộc vào độ kiềm toàn phần. Vật liệu tiếp xúc là các vòng nhựa .Vậy chọn là1,5m. ® Chiều cao của thùng quạt gió: H = Hn+ Hvltx + Hfm = 1 +1,5 +0,6 = 3.1 m Lượng gió cần thiết đưa vào ứng với tiêu chuẩn là 10m³ không khí cho 1m³ nước. Q gió = 10 x 500 = 5000m³/h = 1.39 m³/s Chu kỳ rửa thùng quạt gió để tẩy sạch các cặn sắt đọng lại trong lớp vật liệu tiếp xúc có thể lấy từ 1-3 ngày. c. Tính hàm lượng CO2 và O2 sau khi làm thoáng bằng thùng quạt gió Nồng độ CO2 trong nước sau khi nước qua thùng quạt gió, được tính theo công thức: Trong đó. : Hàm lượng CO2 có trong nguồn nước, =69 mg/l CS: Nồng độ CO2 bảo hòa trong nước, CS =1 . KD: Hệ số khuyếch tán, đối với CO2: t = 25oC ® KD = 0,84. R: Tỷ lệ gió và nươcù: R = 15 ¸ 60. chọn R = 20. t: Thời gian lưu nước trong thùng quạt gió. K2: Năng suất truyền tách khi kỹ thuật, phụ thuộc vào bản chất khí và diện tích bề mặt tiếp xúc của công trình, được tính theo công thức: A: Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa khí và nước. V: Thể tích thiết bị làms thoáng. Chọn . Hiệu suất khử CO2, Nồng độ O2 trong nước sau khi nước qua thùng quạt gió, được tính theo công thức: Trong đó, Co: Nồng độ O2 có trong nguồn nước, Co = 0. CS, Nồng độ O2 bão hoà trong nước, ở t = 25oC ® CS = 8,4 mg/l. KD: Hệ số khuyếch tán, đối với O2: t = 25oC ® KD = 0,03165. R: Tỷ lệ gió và nươcù: R = 15 ¸ 60. chọn R = 20. t: Thời gian lưu nước trong thùng quạt gió, t = 133s. K2: Năng suất truyền tách khi kỹ thuật, K2 = 0,02. Giá trị pH của nước sau quá trình làm thoáng bằng thùng quạt gió. Trong đó, K: Độ kiềm sau làm thoáng, K = 1,084 mgđl/l. m: Lực ion của dung dịch: , P : Tổng hàm lượng muối(mg/l), K1: Hằng số phân ly bậc một của axit cacbonic, t = 25oC, ta được K1 = 4,31x 10-7 C: Nồng độ CO2 trong nước sau quá trình làm thoáng bằng thùng quạt gió, C = 2,98mg/l d. Tính hệ thống ống phun nước. Nước từ giếng được bơm lên vơiù vận tốc chảy trong ống chính vc = 0,8 ¸ 1,2 m/s. Chọn vc = 1,06m/s. Đường kính ống chính Chọn ống chính bằng nhựa uPVC có đường kính Dc = 168mm Đường kính ống nhánh Lưu lượng qua mỗi ống nhánh: Chiều dài một ống nhánh: Đường kính ống nhánh, chọn vn = 1,39 m/s. . Chọn ống nhánh bằng nhựa uPVC, có đường kính dn = 49mm, dày 3mm. Oáng nhánh được bố trí dọc theo hai bên của ống chính và theo chiều dài của mỗi thùng Khoảng cách giữa 2 ống nhánh theo quy định (0,2 – 0,3) m, chọn 0,25 m. Số ống nhánh cần thiết: . Chọn m = 8 ống Để nước có thể phân phối đều trên khắp diện tích của mỗi thùng quạt gió, trên các ống nhánh ta khoan các lỗ có đường kính dl = 8mm( quy phạm 5 – 10 mm). Tổng diện tích các lỗ này lấy bằng (30 – 35 %) diện tích tiết diện ngang của ống chính. Chọn 35 %, tổng diện tích lỗ: Số lỗ cần thiết: Số lổ trên mỗi ống nhánh: , Chọn n = 20 lỗ Trên mỗi ống nhánh ta khoan 20 lỗ, các lỗ này xếp thành 2 hàng so le nhau hướng lên trên và nghiên một góc 45o so với phương nằm ngang. Trên mỗi hàng của ống nhánh có 10 lỗ, khoảng cách giữa các lỗ: e. Tính hệ thống ống thổi khí Lưu lượng gió cần thiết đưa vào ứng với tiêu chuẩn là 10m3 không khí cho 1 m3 nước. Lưu lượng gió đưa vào: Gió được thổi vào với vận tốc khoảng 18m/s, đường kính ống gió. , Chọn Dg = 114mm Aùp lực gió, được tính theo công thức: Trong đó, Hvltx: Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu tiếp xúc, lấy bằng 30mm/1m chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc. Hvltx = 30 x 1,5 = 45mm. Hcb: Tổn thất cục bộ, Hcb = 15 ¸20mm. Chọn Hcb = 20mm. Hpp: Tổn thất qua ống phân phối, Hpp = 15mm. ® Aùp lực gió Công suất máy thổi gió: Trong đó, g: Khối lượng riêng của không khí, g = 1,165kg/m3. h: Hiệu suất máy quạt gió, h = 85%. Vậy chọn quạt gió có công suất 0.375KW (0.5Hp) Hình