Đồ án Tính toán thiết kế nhà máy xử lý nước ngầm Khu công nghiệp Phú An Thạnh, công suất 3000 m3/ngày

phát triển. Đây là loại vi khuẩn vô hại thường được bài tiết qua phân ra môi trường. Sự có mặt của E.Coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi phân rác và khả năng lớn tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh khác, số lượng nhiều hay ít tuỳ thuộc vào mức độ nhiễm bẩn. Khả năng tồn tại của vi khuẩn E.coli cao hơn các vi khuẩn gây bệnh khác. Do đó nếu sau xử lý trong nước không còn phát hiện thấy vi khuẩn E.coli chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết. Mặt khác, việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệng của nước qua việc xác định số lượng số lượng E.coli đơn giản và nhanh chóng. Do đó vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nguồn nước. Các loại rong tảo Rong tảo phát triển trong nước làm nước bị nhiễm bẩn hữu cơ và làm cho nước có màu xanh. Nước mặt có nhiều loại rong tảo sinh sống trong đó có loại gây hại chủ yếu và khó loại trừ là nhóm tảo diệp lục và tảo đơn bào. Hai loại tảo này khi phát triển trong đường ống có thể gây tắc ngẽn đường ống đồng thời làm cho nước có tính ăn mòn do quá trình hô hấp thải ra khí cacbonic. Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống Người ta thường sử dụng nước mặt và nước ngầm để cấp nước uống và sinh hoạt. Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước bề mặt do ít thay đổi hơn theo thời gian và thời tiết, dây chuyễn công nghệ cũng đơn giản hơn, cần ít hoá chất hơn và chất lượng sau xử lý cũng tốt hơn. Tuy nhiên nguồn nước ngầm không phải là vô hạn, nên nếu chỉ sử dụng nước ngầm thì đến một lúc nào đó sẽ gây ảnh hưởng xấu đến địa tầng của khu vực. Nước sau xử lý cần đảm bảo an toàn cho sử dụng. Các tiêu chuẩn phải đảm bảo an toàn về sức khoẻ, mùi vị, thẩm mỹ, và phù hợp càng nhiều càng tốt các tiêu chuẩn quốc tế. Nước cấp sinh hoạt phải đảm bảo không có vi sinh vật gây bệnh, nồng độ các chất độc, các chất gây bệnh mãn tính phải đạt tiêu chuẩn. Độ trong, độ mặn, mùi vị và tính ổn định phải cao. Quy chuẩn kỷ thuật Quốc Gia về chất lượng nước ăn uống: QCVN01:2009/BYT CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC Nguyên tắc lựa chọn nguồn nước và phương pháp xử lý nước Lựa chọn nguồn nước cho mục đích cấp nước Chất lượng nguồn nước có ý nghĩa quan trọng trong xử lý nước, quyết định dây chuyền xử lý. Do vậy trong những điều kiện cho phép, cần chọn nguồn nước có chất lượng tốt nhất để có được hiệu quả cao trong quá trình xử lý. Lựa chọn phương pháp xử lý Xử lý nước là quá trình làm thay đổi thành phần, tính chất nước tự nhiên. Theo yêu cầu của các đối tượng sử dụng phụ thuộc vào thành phần, tính chất của nước nguồn và yêu cầu chất lượng của nước, của đối tượng sử dụng. Cơ sở để lựa chọn công nghệ xử lý nước dựa vào các yếu tố sau: Chất lượng của nước nguồn (nước thô) trước khi xử lý. Chất lượng của nước yêu cầu (sau xử lý) phụ thuộc mục đích của đối tượng sử dụng. Công suất của nhà máy nước. Điều kiện kinh tế kỹ thuật. Điều kiện của địa phương. Các dạng sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp Bể trộn Bểphản ứng Bể lọc nhanh Bể lắng Bể chưá nước sạch Từ trạm bơm cấp I tới Chất kiềm hoá Chất khử trùng Chất keo tụ Đối với nguồn nước mặt có hàm lượng cặn 2500 mg/l Bể trộn Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng Bể lọc nhanh Bể chứa nước sạch Chất keo tụ Từ trạm bơm cấp I tới Chất kiềm hoá Chất khử trùng Bể trộn Bể lọc tiếp xúc Bể chứa nước sạch Từ trạm bơm cấp I tới Chất keo tụ chất kiềm hoá Chất khử trùng Hình 2.2 Các sơ đồ công nghệ xử lý xử lý với nguồn nước mặt có hàm lượng cặn 2500 mg/l. Đối với nguồn nước mặt có hàm lượng cặn >2500 mg/l Chất khử trùng Chất keo tụ Bể chứa nước sạch Bể lắng sơ bộ Bể phản ứng Từ trạm bơm Bể lắng Bể lọc nhanh Bể trộn cấp I tới Chất kiềm hoá Hồ sơ lắng lắng Chất khử trùng Chất keo tụ Trạm bơm Bể Phản ứng Bể lọc nhanh Bể Trộn Bể lắng Chất kiềm hoá Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ xử lý với nguồn mặt có hàm lượng cặn >2500 mg/l `Các sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm Giàn mưa hay thùng quạt gió Bể lắng tiếp xúc Bể lọc nhanh Bể chứa nước sạch Chất khử trùng Từ trạm bơm giếng tới Giàn mưa hay thùng quạt gió Bể lắng tiếp xúc Bể chứa nước sạch Chất khử trùng Từ trạm bơm giếng tới Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ xử lý xử lý với nguồn nước ngầm. Một vài sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp tại Việt Nam. Công ty tư vấn cấp thoát nước số 2 - Trung tâm nghiên cứu khoa học công nghệ cấp thoát nước Dây chuyền công nghệ xử lý nước : đối với nguồn nước ngầm có hàm lượng sắt > 5 mg/l , pH ≥ 6,5 , chất hữu cơ tính theo oxy hoá ≤ 4 mg O2/l. Giếng và trạm bơm giếng Tháp oxy hoá Lọc nổi V= 5m/l Bể chứa nước sạch Clo tiêu thụ Bơm cấp II Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước của công ty cấp thoát nước số 2 Trung tâm khoa học và công nghệ quốc gia – Viện công nghệ hoá học Giếng bơm Bồn lọc Bể chứa nước sạch Bồn chứa nước sạch Bồn xúc tác CNH Bồn xúc tác CNH Bộ khử khí Cung cấp Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ CNH xử lý nước giếng nhiễm phèn. Tháp oxi hoá trên xúc tác KATAWA 1 Nạp bảo hoà không khí bằng hệ AIRWA Nước từ giếng vào Công nghệ KAWATA xử lý nước nhiễm sắt dùng trong sinh hoạt và công nghiệp Tháp lọc hai thành phần Tháp bẫy kết tủa trên KATAWA 2 Nước sạch Hình 2.7 Xử lý nước nhiễm sắt dùng trong sinh hoạt và công nghiệp. Trung tâm khai thác nước ngầm Thành Phố Hồ Chí Minh Bể trộn đứng Giàn mưa Giếng nguồn Nước vôi trạm bơm cấp I Bể lắng tiếp xúc Nước Clor trạm bơm cấp II Cung cấp bể chứa bể lọc nhanh Hình 2.8 Sơ đồ xử lý nước ngầm của Tp.HCM. Nhà máy nước Thủ Đức Nước sông Đồng Nai Bể trộn sơ cấp Bể giao liên Trạm bơm cấp I (Hoá An) Clor Bể phản ứng Clor vôi Dung dịch phèn Flour Dung dịch polime Bể phân phối nước Bể lắng ngang Bể lọc nhanh Bể trộn sơ cấp Clor Bể chứa nước sạch Mạng lưới cấp nước Hình 2.9 Sơ đồ xử lý nước của nhà máy nước Thủ Đức. Các phương pháp xử lý nước thiên nhiên. Trong kỹ thuật xử lý nước người ta thường hay dùng các phương pháp sau: Phương pháp cơ học Ứng dụng các công trình và thiết bị thích hợp để loại bỏ các tạp chất thô trong nước bằng trọng lực: lắng, lọc ... sử dụng quá trình làm thoáng tự nhiên hoặc cưỡng bức để khử sắt trong nước ngầm. Phương pháp hoá học và hoá lý Sử dụng phèn để làm trong và khử màu (quá trình keo tụ) các nguồn nước có độ đục và độ màu cao; sử dụng các tác nhân oxy hoá hoá học để khử sắt, mangan trong nước ngầm, sử dụng clo và các hợp chất của clo để khử trùng nước. Một phương pháp hoá lý khác hiện nay đang trở nên phổ biến là sử dụng các loại nhựa trao đổi ion để làm mềm nước và khử các chất khoáng trong nước. Phương pháp vật Lý Điện phân NaCl để khử muối, dùng các tia tử ngoại để khử trùng, sử dụng các màng lọc chuyên dụng để loại bỏ các ion trong nước. Đối với nước mặt mục đích xử lý chủ yếu là giảm độ đục, độ màu và loại bỏ các ví sinh vật gây bệnh trong nước, do đó công nghệ xử lý nước mặt thường ứng dụng quá trình keo tụ –tạo bông với việc sử dụng phèn nhôm hay phèn sắt để kết tụ các hạt cặn lơ lửng trong nước tạo nên các bông có kích thước lớn hơn, sau đó lắng lọc và khử trùng trước khi phân phối vào mạng cấp nước (sử dụng). Đối với nước ngầm mục đích xử lý chủ yếu là khử sắt và mangan công nghệ xử lý thường là làm thoáng tự nhiên (dàn mưa) hoặc nhân tạo (quạt gió) để oxy hoá các nguyên tố Fe2+, Mn2+ ở dạng hoà tan trong nước thành Fe3+, Mn4+ ở dạng kết tủa sau đó tách ra bằng quá trình lắng lọc và khử trùng. Quá trình keo tụ Trong nước sông suối, hồ ao,.. thường chứa các hạt cặn có nguồn gốc thành phần và kích thước rất khác nhau. Đối với các loại cặn này dùng các biện pháp xử lý cơ học trong công nghệ xử lý nước như lắng lọc có thể loại bỏ được cặn có kích thước lớn hơn 10-4mm. Còn các hạt có kích thước nhỏ hơn 10-4mm không thể tự lắng được mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp lí cơ học kết hợp với biện pháp hoá học, tức là cho vào nước cần xử lí các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng có trong nước, taọ thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể. Để thực hiện quá trình keo tụ người ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp như : phèn nhôm Al2(SO4)3; phèn sắt FeSO4 hoặc FeCl3. Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hoà tan. Trường hợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp, không đủ để trung hoà ion H+ thì cần phải kiềm hoá nước. Chất dùng để kiềm hoá thông dụng nhất là vôi CaO. Một số trường hợp khác có thể dùng là Na2CO3 hoặc xút NaOH. Thông thường phèn nhôm đạt được hiệu quả keo tụ cao nhất khi nước có pH = 5,5 ¸ 7,5. Một số nhân tố cũng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ như: các thành phần ion có trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng, nhiệt độ… Quá trình lắng Lắng nước là giai đoạn làm sạch nước sơ bộ trước khi đưa vào bể lọc. Lắng là quá trình tách khỏi nước cặn lơ lửng hoặc bông cặn hình thành trong giai đoạn keo tụ, tạo bông. Trong công nghệ xử lí nước cấp quá trình lắng được ứng dụng: Lắng cặn phù sa khi nước mặt có hàm lượng phù sa lớn. Lắng bông cặn phèn/ polyme trong công nghệ khử đục và màu nước mặt. Lắng bông cặn vôi – magie trong công nghệ khử cứng bằng hoá chất. Lắng bông cặn sắt và mangan trong công nghệ khử sắt và mangan. Hiệu quả lắng phụ thuộc rất nhiều vào kết quả làm việc của bể tạo bông cặn, để bông cặn tạo ra những hạt cặn to, bền chắc, và càng nặng thì hiệu quả lắng càng cao. Nhiệt độ của nước càng cao, độ nhớt của nước càng nhỏ, sức cản của nước đối với hạt cặn càng giảm làm tăng hiệu quả các quá trình lắng nước. Thời gian lưu nước trong bể lắng là chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả của bể lắng. Để đảm bảo lắng tốt thời gian lưu nước trung bình của các phân tử nước trong bể lắng phải đạt từ 70 – 80% thời gian lưu nước trong bể theo tính toán, nếu để cho bể lắng có vùng nước chết, vùng chảy quá nhanh hiệu quả lắng sẽ giảm đi nhiều. Quá trình lọc nước Quá trình lọc nước 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. Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị bịt lại làm giảm tốc độ lọc. Để khôi phục khả năng làm việc của bể lọc phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió hoặc bằng nước gió kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc. Trong dây chuyền xử lý nước ăn uống và sinh hoạt lọc là giai đoạn cuối cùng để làm cho nước sạch triệt để. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép (nhỏ hơn hoặc bằng 3 mg/l). Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của bể lọc, nó mang lại hiệu quả làm việc và tính kinh tế của quá trình lọc. Vật liệu lọc hiện nay được dùng phổ biến nhất là cát thạch anh tự nhiên. Ngoài ra còn có thể sử dụng một số vật liệu khác như cát thạch anh nghiền, đá hoa nghiền, than antraxit, polymer,… các vật liệu lọc nước cần phải thoả mãn các yêu cầu sau: có thành phần cấp phối thích hợp, đảm bảo đồng nhất, có độ bền cơ học cao, ổn định về hoá học. Trong quá trình lọc người ta có thể dùng thêm than hoạt tính như là một hoặc nhiều lớp vật liệu lọc để hấp thu chất mùi và màu của nước. Các bột than hoạt tính có bề mặt hoạt tính rất lớn chúng có khả năng hấp thụ các chất ở dạng lỏng hoà tan trong nước. Khử sắt và mangan Trong nước mặt sắt tồn tại ở dạng hợp chất Fe3+, thường là Fe(OH)3 không tan ở dạng keo hoặc dạng huyền phù. Hàm lượng sắt trong nước mặt thường không lớn và sẽ được khử trong quá trình làm trong nước. Trong nước ngầm , sắt tồn ở dạng ion, sắt có hoá trị 2 (Fe2+) là thành phần của các muối hoà tan như :bicacbonat Fe(HCO3)2, sunphat FeSO4. Hàm lượng sắt có trong nguồn nước ngầm thường cao. Các phương pháp khử sắt trong nước ngầm: Khử sắt bằng phương pháp làm thoáng. Khử sắt bằng phương pháp dùng hoá chất. Các phương pháp khử sắt khác. Mangan trong nước ngầm thường tồn tại ở dạng Mn2+ hoà tan hoặc có thể ở dạng keo không tan. Khi Mn2+ bị oxy hoá sẽ chuyển sang dạng Mn3+ và Mn4+ ở dạng hydroxit kết tủa. 2Mn(HCO3)2 + O2 + H2O ® 2Mn(OH)4 +4H+ + 4HCO3-. Trong thực tế việc khử sắt trong nước ngầm thường được tiến hành đồng thời với khử mangan. Làm mềm nước Là khử độ cứng trong nước ( khử các muối Ca, Mg có trong nước). nước cấp cho một số lĩnh vực như công nghiệp dệt, sợi nhân tạo, hoá chất, chất dẻo, giấy,… và nước cấp cho các loại nồi hơi thì phải làm mềm nước. các phương pháp làm mềm nước phổ biến như : phương pháp nhiệt, phương pháp hoá học, phương pháp trao đổi ion. Khử trùng nước Để đảm bảo an toàn về mặt vi sinh vật, nước trước khi cấp cho người tiêu dùng phải được khử trùng. Nó là khâu bắt buộc trong quá trình xử lý nước cho sinh hoạt và ăn uống. Có rất nhiều biện pháp khử trùng nước hiệu quả như: khử trùng bằng các chất oxi hoá mạnh, khử trùng bằng các tia vật lý, khử bằng phương pháp siêu âm, khử bằng phương pháp nhiệt, khử bằng phương pháp ion kim loại nặng,…Hiện nay ở Việt Nam đang sử dụng phổ biến nhất là phương pháp khử trùng bằng chất oxi hoá mạnh. Các chất được sử dụng phổ biến nhất là Clo và các hợp chất của Clo vì giá thành thấp, dễ sử dụng, vận hành và bảo quản đơn giản.Quá trình khử trùng của Clo phụ thuộc vào: Tính chất của nước xử lý: số vi khuẩn, hàm lượng chất hữu cơ và chất khử có trong nước. Nhiệt độ của nước. Liều lượng Clo. CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ Nhà máy xử lý nước ngầm KCN Phú An Thạnh được quy hoach ở phía Đông Nam KCN … Nhà máy được thiết kế với công suất là 10.000m3/ng.đêm. Được chia ra làm ba giai đoạn, trong đó giai đoạn đầu được xây dựng với công suất 3.000m3/ng.đêm. THÔNG SỐ THIẾT KẾ Công suất nhà máy giai đoạn 1:3000 m3/ng.đêm. Thành phần nước ngầm cần xử lý Thành phần các chất ô nhiễm trong nước ngầm tại KCN Phú An Thạnh được khảo sát và lấy mẫu tại các giếng khoan của khu công nghiệp như sau như sau: Bảng 3.1 Thành phần các chất ô nhiễm trong nước ngầm tại KCN Phú An Thạnh Thông số Đơn vị Kết quả phân tích QCVN01/BYT pH 5,91 6,5 – 8,5 Độ đục NTU 28(nhiều cặn) <2 Độ màu Pt/Co 10 <15 Mùi vị Mùi tanh(sắt) Không mùi Độ cứng mg CaCO3/l 27 <300 Độ mặn mg Cl-/l 1,42 <250 Hàm lượng nitrate mg NO3-/l 0,25 <50 Hàm lượng nitrite mg NO2-/l KPH <3 Hàm lượng sunphate mg SO42-/l 21,7 <250 Hàm lượng sắt mg Fe2+/l 25 <2 Hàm lượng mangan mg Mn2+/l 1,14 0,5 Amoni 0,15 <1,5 Nguồn: Kết quả phân tích mẫu nước viện Pasteur, năm 2008. YÊU CẦU SAU XỬ LÝ Để nước đáp ứng yêu cầu dùng cho sinh hoạt và sản xuất cần loại bỏ các cặn bẩn, các cặn hòa tan trong nước, sắt hòa tan, giúp nước đạt độ tinh khiết cao nhất. Vì vậy nước sau xử lý của nhà máy xử lý nước ngầm KCN Phú An Thạnh phải đạt QCVN01:2009/BYT. MỤC TIÊU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Tiêu chuẩn nước dùng sinh hoạt QCVN01:2009/BYT. Tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng, lắp đặt hệ thống. Chi phí vận hành nhà máy thấp nhất. Vận hành đơn giản, dễ bảo trì, bảo dưỡng. Kiến trúc xây dựng, lắp đặt phù hợp với yêu cầu chung của KCN. Thuận tiện cho việc nâng công suất xử lý của nhà máy khi triển khai giai đoạn II, III. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Để đưa ra giải pháp công nghệ hợp lý cho hệ thống xử lý nước ngầm KCN Phú An Thạnh, đã tiến hành phân tích các chỉ tiêu hóa, lý, sinh của nguồn nước ngầm tại các giếng khoan của KCN và so sánh với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống, đánh giá khả năng mở rộng công suất cho các giai đoạn trong tương lai, khảo sát các vị trí có khả năng đặt trạm xử lý đồng thời đã tham khảo các dây chuyền công nghệ của nhiều hãng nước ngoài. Sau khi phân tích, đánh giá giải pháp công nghệ được lựa chọn là: Phương án 1 Ghi chú: Đường nước xử lý: Đường xử lý bùn: Bể trung gian Tuần hoàn nước nước NaOH, polymer NaOH,Cl2 Nước từ giếng khoan Tháp làm thoáng Bể trộn Xã cặn Nước rửa ngược Bể chứa Bể lắng Máy ép bùn Bồn lọc áp lực Bể nén bùn Thu gom Cl2 Mạng lưới(QCVN01:2009/BYT Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm phương án 1. Thuyết Minh Công Nghệ Xử Lý Nước ngầm để cung cấp cho nhà máy được cấp bởi 3 giếng khoan có công suất mỗi giếng là 1.000 m3/ngày.đêm. Nước ngầm từ giếng khoan được điều chỉnh pH trước khi bơm thẳng lên tháp làm thoáng, tại đây nước được tiếp xúc với O2 được cung cấp bởi quạt gió do đó các ion dạng hòa tan Fe2+,Mn2+ bị oxi hóa thành Fe3+,Mn4+ ở dạng kết tủa Fe(OH)3, MnO2, đồng thời khí CO2 ,H2S có trong nước ngầm cũng được giải phóng ra ngoài, Clo được đưa vào trước tháp làm thoáng với chức năng tăng cường quá trình oxy hóa Fe2+,Mn2+ . Nước ngầm tiếp tục chảy qua bể phản ứng. Tại bể phản ứng hàm lượng Fe2+ vẫn còn cao nên ta tiếp tục oxi hóa Fe2+, đồng thời kết tủa Fe(OH)3, MnO2 tạo thành bằng cách bổ sung vào bể này NaOH và chất keo tụ Polymer để các bông cặn hình thành tạo thành khối lớn và dễ dàng lắng trước khi chảy sang bể lắng. Tại bể lắng các bông cặn sẽ được loại bỏ hoàn toàn theo phương pháp trọng lực, bùn lắng được thu ở đáy và bơm về bể nén bùn, định kỳ bùn tại bể nén được bơm vào máy ép bùn thành những bánh bùn và được thu gom bởi đơn vị có chức năng. Nước trong trên mặt bể lắng được thu bằng máng răng cưa và tiếp tục chảy sang bể trung gian. Bể trung gian được thiết kế với mục đích để ổn định lưu lượng nước trước khi bơm vào hệ thống lọc áp lực. Sau khi nước từ bể lắng chảy qua bể trung gian, tới thời điểm bể trung gian chứa một thể tích nước nhất định theo tính toán thì lượng nước trên sẽ được bơm vào hệ thống lọc áp lực. Khi nước chảy qua lớp vật liệu lọc là cát thạch anh và than thì các loại cặn không thể lắng được ở bể lắng sẽ được giữ lại, nước sạch ra khỏi bồn được khử trùng bằng Clorin trước khi vào bể chứa nước sạch. Khi tổn thất áp lực trong bồn đạt một giá trị nhất định thì tiến hành rửa ngược, nước sau khi rửa ngược được dẫn về bể nén bùn, phần nước trong thu được sau đó được bơm tuần hoàn lại tháp làm thoáng. Phương án 2 Máy ép bùn Ghi chú: Đường nước xử lý Đường xử lý bùn Mạng lưới QCVN01:2009/BYT Giếng khoan Hệ thống máng tràn Bể trộn Bể lắng NaOH, Clo Bể trung gian Bể lọc áp lực Bể chứa nước sạch NaOH, polymer Clo Bể nén bùn Thu gom Nước rửa ngược Tuần hoàn nước Xã cặn Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm phương án 2. Thuyết minh công nghệ xử lý Nước ngầm để cung cấp cho nhà máy được cấp bởi 3 giếng khoan có công suất mỗi giếng là 1000 m3/ngày.đêm. Nước ngầm từ giếng khoan được điều chỉnh pH trước khi bơm thẳng lên hệ thống máng tràn, tại đây nước được tiếp xúc với O2 được cung cấp bởi môi trường không khí xung quanh do đó các ion dạng hòa tan Fe2+,Mn2+ bị oxi hóa thành Fe3+,Mn4+ ở dạng kết tủa Fe(OH)3, MnO2, đồng thời khí CO2 ,H2S có trong nước ngầm cũng được giải phóng ra ngoài, Clo được đưa vào trước tháp làm thoáng với chức năng tăng cường quá trình oxy hóa Fe2+,Mn2+ . Nước ngầm tiếp tục chảy qua bể phản ứng. Tại bể phản ứng hàm lượng Fe2+ vẫn còn cao nên ta tiếp tục oxi hóa Fe2+, đồng thời kết tủa Fe(OH)3, MnO2 tạo thành bằng cách bổ sung vào bể này NaOH và chất keo tụ Polymer để các bông cặn hình thành tạo thành khối lớn và dễ dàng lắng trước khi chảy sang bể lắng. Tại bể lắng các bông cặn sẽ được loại bỏ hoàn toàn theo phương pháp trọng lực, bùn lắng được thu ở đáy và bơm về bể nén bùn, định kỳ bùn tại bể nén được bơm vào máy ép bùn thành những bánh bùn và được thu gom bởi đơn vị có chức năng. Nước trong trên mặt bể lắng được thu bằng máng răng cưa và tiếp tục chảy sang bể trung gian. Bể trung gian được thiết kế với mục đích để ổn định lưu lượng nước trước khi bơm vào hệ thống bể lọc nhanh. Sau khi nước từ bể lắng chảy qua bể trung gian, tới thời điểm bể trung gian chứa một thể tích nước nhất định theo tính toán thì lượng nước trên sẽ được bơm vào hệ thống lọc áp lực. Khi nước chảy qua lớp vật liệu lọc là cát thạch anh và than thì các loại cặn không thể lắng được ở bể lắng sẽ được giữ lại, nước sạch ra khỏi bồn được khử trùng bằng Clorin trước khi vào bể chứa nước sạch. Khi tổn thất áp lực trong bồn đạt một giá trị nhất định thì tiến hành rửa ngược bằng gió, nước kết hợp, nước sau khi rửa ngược được dẫn về bể nén bùn, phần nước trong thu được sau đó được bơm tuần hoàn lại tháp làm thoáng. Lựa chọn phương án thích hợp Phân tích ưu nhược điểm của hai phương án Bảng 3.2 Phân tích ưu ngược điểm hai phương án Phương Án Ưu Điểm Nhược Điểm Phương án 1 Hệ thống bao gồm nhiều công trình đơn vị nên đảm bảo khả năng xử lý của toàn hệ hống, tuổi thọ của thiết bị được đảm bảo. Dễ dàng kiểm soát tất cả quá trình xử lý, do đó người vận hành phản ứng nhanh khi hoạt động của hệ thống có sự thay đổi Khi xảy ra sự cố dễ tiến hành khắc phục, tương đối an toàn khi vận hành Hệ thống có thể hoạt động tốt khi nồng độ ô nhiễm đầu vào có sự biến đổi Dể dàng nâng cấp khi Nhà máy vượt công suất Hệ thống hoạt động bán tự động. Cần có sự kiểm soát thường xuyên của người vận hành khi nhà máy đi vào hoạt động Phương án 2 Hệ thống về cơ bản được tự động hóa Hệ thống bao gồm nhiều công trình đơn vị nên đảm bảo khả năng xử lý của toàn hệ hống, tuổi thọ của thiết bị được đảm bảo. Dễ dàng nâng cấp nhà máy khi nhà máy vượt công suất. Hệ thống hoạt động không tốt khi đầu vào có sự biến động về nồng độ, hiệu quả khi nồng độ sắt trong nước thấp, Sử dụng hệ thống máng tràn nên hiệu quả xử lý không cao, do đó rất tốn chi phí hóa chất để vận hành. Bể lắng lamen có hiệu suất tương đối cao, nhưng thực tế chưa được áp dụng nhiều do đó nếu xảy ra sự cố rất khó khăn cho công tác bảo dưỡng. Phải có bơm để đưa nước vào bể nước sạch khi nước ra khỏi bể lọc nhanh Lựa chọn phương án thích hợp cho nhà máy Sau khi phân tích các ưu nhược điểm của 2 phương án trên phương án thứ I được chọn làm phương án đầu tư. Do chất lượng nước nguồn ở đây thay đổi rất lớn vào các mùa trong năm, nồng độ sắt cao không ổn định. nên chọn phương án I có độ an toàn và tự động hóa cao là phù hợp, thêm vào đó một nhà máy công nghệ hiện đại là hoàn toàn phù hợp với sự phát triển sau này của KCN trong tương lai. CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THÙNG QUẠT GIÓ a. Diện tích thùng quạt gió m2 Trong đó: Q: Công suất trạm, Q = 3000 m3/ngày = 125 m3/h. qm : Cường độ mưa tính toán. Ta chọn vật liệu tiếp xúc là rasiga nên qm = 80 m3/m2.h ( QP: 60 ÷ 90 m3/m2.h ) b. Diện tích 1 thùng quạt gió là m2 Trong đó: N là số thùng quạt gió Đường kính thùng quạt gió: Chôn D = 1,5 m. c. Chiều cao thùng quạt gió Ta có pH nước ngầm là 5,91 do đó độ kiềm của nước là 0.9,với vật liệu tiếp xúc là tre. Tra bảng 5-4 (Nguyễn Ngọc Dung, xử lý nước cấp, trang 181), xác định được Hvltx = 1.5 m = 0,6 + 1,5 + 0,9 = 3,0 m Trong đó: : Chiều cao ngăn thu, = 0,6 m (QP: 0,6 ÷ 1 m) : Chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc, = 1,5 m (Do vật liệu tiếp xúc là vòng rasiga và độ kiềm nằm trong khoảng 0,5 ÷ 2) : Chiều cao phun mưa, = 0,9 m (QP ≥ 0,8 m) à Kích thước thùng quạt gió: D x H = 1,5 x 3 m Hệ thống phân phối nước có dạng hình hình xương cá gồm 1 ống chính và các ống nhánh ở 2 bên. Trên ống nhánh có khoan lỗ nghiêng 450 ở phía dưới so với phương ngang: Ống chính Lưu lượng: Q = 125 m3/h = 0.035 m3/s Vận tốc: 2 m/s (QP:1 ÷2 m/s) Đường kính ống chính m Chọn D= 150 mm Ống nhánh QP: 0,25 ÷ 0,3 m) Chọn 5 ống nhánh khoảng cách từ ống nhánh đến thành thúng quạt gió là 0,14 m. Vậy khoảng cách giữa 2 ống nhánh là: Lưu lượng nước mỗi ống: m3/h Chọn vận tốc đi qua ống nhánh là 2m/s Đường kính ống nhánh: m Chọn đường kính ống nhánh: dn = 76 mm Lỗ trên ống nhánh Tiết diện ngang ống chính: m2 Tổng diện tích lỗ lấy bằng 0,35% tiết diện ống chính (QP: 30 ÷ 35%) " Tổng diện tích lỗ trên ống nhánh: m2 Chọn đường kính lỗ dl =15 mm " m2 "Tổng số lỗ trên ống nhánh: lỗ. Chọn 30 lỗ. Số lỗ trên 1 ống nhánh: lỗ Trên mỗi ống nhánh, các lỗ xếp thành 2 hàng so le nhau,hướng xuống phía dưới và nghiêng 450 so với phương ngang. Số lỗ trên mỗi hàng của ống nhánh là 3 lỗ Khoảng cách giữa 2 tim lỗ: a =