Đồ án Tính toán thiết kế trạm cấp nước cho Khu Công nghiệp Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An công suất 5000m3/ngày đêm

ng các trầm tích Pleistocen trung - thượng: Phân bố rộng trên toàn khu vực, không lộ trên mặt, bị tầng cách nước Pleistocen trung - thượng phủ trực tiếp lên. Chiều sâu mái từ 18.0 – 65.0m, chiều sâu đáy từ 48.0 – 113.0m, chiều dày từ 11.0 – 71.0m, trung bình 38.2m, thành phần thạch học chủ yếu là cát mịn đến thô và thường xen kẹp bột sét. Kết quả bơm thí nghiệm cho mực nước tĩnh Ht = 0.90m, mực nước hạ thấp S = 3.50m, lưu lượng Q = 9.55l/s, tỷ lưu lượng q = 2.729l/m, khả năng chứa nước từ trung bình đến giàu. Độ pH = 6.61, hàm lượng Cl = 3192.52mg/l, tổng độ khoáng hóa M = 5.45g/l, nước bị nhiễm mặn. Nước có áp, chiều cao cột áp lực Hca = 17.10 – 61.10m, trung bình 40.60m. Vì vậy, tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pleistocen trung - thượng không phải là đối tượng khai thác để phục vụ cung cấp nước ăn uống, sinh hoạt và sản xuất. - Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pleistocen hạ: Phân bố rộng trên toàn vùng, không lộ trên mặt, bị tầng cách nước các trầm tích Pleistocen hạ phủ trực tiếp lên. Chiều sâu mái từ 93.0 – 140.0m, chiều sâu đáy từ 125.0 – 171.0m, chiều dày từ 9.0 – 64.0m, chiều dày trung bình 40.2m. Thành phần thạch học chủ yếu là cát mịn đến thô xen kẹp bột sét. Kết quả bơm thí nghiệm cho mực nước tĩnh Ht = 1.25m, mực nước hạ thấp S = 16.84m, lưu lượng Q = 9.74l/s, tỷ lưu lượng q = 0.578l/m, khả năng chứa nước từ trung bình đến giàu. Độ pH = 2.30, hàm lượng Cl = 10103.25mg/l, tổng độ khoáng hóa M = 17.41g/l, nước bị nhiễm mặn hoàn toàn. Nước có áp, chiều cao cột áp lực Hca = 109.25m. Vì vậy tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pleistocen hạ không phải là đối tượng khai thác để phục vụ cung cấp nước ăn uống, sinh hoạt và sản xuất. - Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pliocen trung: Phân bố rộng trên toàn vùng, không lộ trên mặt, bị tầng cách nước các trầm tích Pliocen trung phủ trực tiếp lên. Chiều sâu mái từ 133.0 – 181.0m, chiều sâu đáy từ 203.0 – 243.0m, chiều dày từ 35.0 – 108.0m, chiều dày trung bình 65.5m. Thành phần thạch học chủ yếu là cát mịn đến thô và thường xen kẹp các lớp bột sét. Kết quả bơm thí nghiệm cho mực nước tĩnh Ht = +0.65 – 13.00m, mực nước hạ thấp S = 2.95 – 31.21m, lưu lượng Q = 4.51 – 27.62 l/s, tỷ lưu lượng q = 0.145 – 5.650l/m, khả năng chứa nước từ trung bình đến giàu. Kết quả tính thông số địa chất thủy văn theo tài liệu bơm nước thí nghiệm chùm, thí nghiệm đơn cho hệ số thấm K = 26.0 m/ngày, Km = 700m2/ngày, a = 6.1.106 m2/ngày. Kết quả phân tích chất lượng nước cho độ pH = 6.02 – 7.91, hàm lượng Cl = 8.86 – 163.07mg/l, Fe tổng = 7.04 – 20.02mg/l, Mn = 0.21 – 0.59m/l, tổng độ khoáng hóa M = 0.14 – 0.56g/l, nước nhạt. Hàm lượng các vi nguyên tố nằm trong tiêu chuẩn nước ăn uống, nước không bị nhiễm vi sinh. Nước có áp, chiều cao cột áp lực Hca = 123.30 – 169.80m, trung bình 152.27m. Vì vậy tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pliocen trung được lựa chọn là đối tượng khai thác để phục vụ cung cấp nước ăn uống, sinh hoạt và sản xuất cho thành phố Tân An, thị trấn Thủ Thừa và khu dân cư với tổng lưu lượng khai thác 15.000m3/ngày. Hiện nay nhà máy nước ngầm Thủ Thừa đang khai thác nước trong tầng Pliocen trung tại 12 lỗ khoan, lưu lượng khai thác mỗi lỗ khoan 1.500m3/ngày, tổng lưu lượng khai thác của nhà máy là 15.000m3/ngày. Ngoài ra Nhà máy cấp nước Gò Đen cũng khai thác ở tầng này. - Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pliocen hạ: Phân bố rộng trên toàn vùng, không lộ trên mặt, bị tầng cách nước các trầm tích Pliocen hạ phủ trực tiếp lên. Chiều sâu mái từ 238.0 – 254.5m, chiều sâu đáy từ 334.7 – 340.0m, chiều dày từ 85.5- 92.3m, chiều dày trung bình 88,9m, thành phần thạch học chủ yếu là cát mịn đến thô và thường xen kẹp các lớp bột sét. Kết quả bơm thí nghiệm cho mực nước tĩnh Ht = +0.90 – 2.00m, mực nước hạ thấp S = 18.44 – 33.00m, lưu lượng Q = 3.39 – 22.22 l/s, tỷ lưu lượng q = 0.158 – 0.623l/m, khả năng chứa nước từ trung bình đến giàu. Kết quả tính thông số địa chất thủy văn theo tài liệu bơm nước thí nghiệm đơn cho hệ số thấm K = 4.92m/ngày, Km = 437m2/ngày, a = 3.8.106m2/ngày. Kết quả phân tích chất lượng nước cho độ pH = 6.54 – 7.42, hàm lượng Cl = 12.41 – 359.50mg/l, tổng độ khoáng hóa M = 0.15 – 0.58g/l, nước nhạt. Nước có áp, chiều cao cột áp lực Hca = 238.18 – 252.40m, trung bình 244.28m. Hiện nay nước dưới đất trong tầng Plicocen hạ đang khai thác để cấp nước ăn uống, sinh hoạt và sản xuất ở thành phố Tân An, lưu lượng khai thác mỗi giếng khoan 1.000m3/ngày. - Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Miocen thượng: Phân bố rộng trên toàn vùng, không lộ trên mặt, bị tầng cách nước các trầm tích Miocen thượng phủ trực tiếp lên. Trong vùng khai thác chỉ có lỗ khoan 325 khoan đến mái tầng chứa nước ở độ sâu 342.0m, hiện tại chưa có công trình khoan nào khống chế hết chiều dày của tầng chứa nước. Theo tài liệu địa chất thủy văn khu vực chiều dày của tầng chứa nước Miocen thượng khoảng 85.0m. Thành phần thạch học chủ yếu là cát mịn đến thô và thường xen kẹp các lớp bột sét. Kết quả bơm thí nghiệm cho mực nước tĩnh Ht = +0.35m, mực nước hạ thấp S = 21.46m, lưu lượng Q = 3.39l/s, tỷ lưu lượng q = 0.158l/m, khả năng chứa nước trung bình. Kết quả phân tích chất lượng nước cho độ pH = 6.54, hàm lượng Cl = 359.50mg/l, tổng độ khoáng hóa M = 0.58g/l, nước nhạt. Nước có áp, chiều cao cột áp lực Hca = 342.35m. Hiện nay trong vùng Thủ Thừa, Gò Đen tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Miocen thượng chưa được khai thác. 3.3. Lựa chọn nguồn nước và công nghệ xử lý 3.3.1. Nguồn nước sử dụng  Dựa trên các số liệu trên, chúng tôi đề nghị sử dụng nước dưới đất làm nguồn nước cung cấp cho Khu Công nghiệp Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An với các thông số của nguồn nước thô như sau: Bảng 3.2 : Chất lượng nước đầu vào Stt Chỉ tiêu Đơn vị tính Thông số 1 pH 6.02 – 7.91 2 Sắt tổng cộng Fetổng mg/l 7.04 – 20.02 3 Hàm lượng Mn mg/l 0.21 – 0.59 4 Hàm lượng Cl- mg/l 8.86 – 163.07 5 TDS mg/l 60-110 6 Độ màu o Co – Pt 20 7 Độ cứng toàn phần mg/l 70-160 8 [CO2]đ mg/l 120-140 9 Nồng độ [O2] mg/l 3 10 Hàm lượng Na+ mg/l 15.9 – 23. 11 Hàm lượng K+ mg/l 7.78 – 14.37 12 Hàm lượng Ca2+ mg/l 9.04– 32.06 13 Hàm lượng Mg2+ mg/l 10.09 – 21.28 14 Hàm lượng HCO3- mg/l 89.21 – 122.09 15 Hàm lượng mg/l 4.8 – 13.45 16 Nhiệt độ nước nguồn oC 30 3.3.2. Xác định các chỉ tiêu còn lại trong nhiệm vụ thiết kế và đánh giá mức độ chính xác các chỉ tiêu nguồn nước a. Tổng hàm lượng muối Tổng hàm lượng muối trong nước nguồn được tính theo công thức sau: P= Trong đó: - : Tổng hàm lượng các ion dương - : Tổng hàm lượng các ion âm Ta có: = 32.06 + 21.28 + 23.3 = 76.64mg/l = 163.07 + 13.45 = 176.52 mg/l Như vậy: P = 76.64 + 176.52 + 1.4x20.02 + 0.5x122.09 = 342.233 mg/l b. Xác định độ kiềm ban đầu có trong nước nguồn Lượng CO2 tự do có trong nước nguồn phụ thuộc vào P, t0, Ki, pH và được xác định theo biểu đồ Langlier Với: - P = 342.233 (mg/l) - t0 =300C - pH = 6.02 - [CO2] = 140 (mg/l) Tra biểu đồ ta xác định được hàm lượng [Ki] là 1.8 (mg/l) c. Đánh giá chất lượng nguồn nước Dựa theo QCVN 01:2009/BYT do Cục Y tế dự phòng và Môi trường biên soạn và được Bộ trưởng Bộ Y tế ban hành theo Thông tư số: 04/2009/TT - BYT ngày 17 tháng 6 năm 2009 về chất lượng nước ăn uống và các chỉ tiêu chất lượng nước nguồn ta thấy nguồn nước sử dụng có các chỉ tiêu sau đây chưa đảm bảo yêu cầu: Hàm lượng Fe tổng 7.04 – 20.02 mg/l> 0.3 (mg/l) Độ pH = 6.02 không nằm trong khoảng 6.5 – 8.5 Hàm lượng Mn = 0.21 – 0.59mg/l > 0.3 mg/l d. Sơ bộ lựa chọn dây chuyền công nghệ Do hàm lượng Fe tổng = 7.04 – 20.02 (mg/l), công suất trạm Q = 5000 (m3/ngđ) nên để xử lý sắt ta dùng phương pháp làm thoáng nhân tạo bằng thùng quạt gió hoặc bằng giàn mưa (làm thoáng tự nhiên). e. Kiểm tra xem trước khi xử lý có phải Clo hoá sơ bộ hay không Ta phải Clo hoá sơ bộ trong 2 trường hợp sau: - [O2]0 > 0.15´[Fetổng] + 3 - Nước nguồn có chứa NH3, NO2 Do [O2] = 3 (mg/l) < 0.15´[Fetổng] + 3 = 0.15´20.02 + 3 = 6.03 (mg/l) nên điều kiện này không yêu cầu phải Clo hoá sơ bộ. Trong nước nguồn cũng không có chứa NH3 (ở dạng NH4+) và NO2- nên không phải Clo hoá dơ bộ. Tuy nhiên do nồng độ Mn đôi khi vượt tiêu chuẩn cho phép nên cần dùng Clo hoá sơ bộ với 1mg Mn2+ cần 1.35mg ClO2. f .Xác định các chỉ tiêu sau khi làm thoáng - Độ kiềm sau khi làm thoáng: Ki* = Ki0 - 0,036´[Fetổng] Trong đó: + Ki0 : Độ kiềm của nước nguồn = 1.8 (mg/l) Þ Ki* = 1.8 – 0.036´20.02 = 1.079 (mgđ g/l) - Hàm lượng CO2 sau khi làm thoáng: CO2* = (1-a)´CO20 + 1.6´[Fetổng] Trong đó: + a : Hệ số kể đến hiệu quả khử CO2 bằng công trình làm thoáng. Chọn phương pháp làm thoáng nhân tạo Þ a = 90% + CO20 : Hàm lượng khí Cácbonic tự do ở trong nước nguồn =140 (mg/l) Þ CO2* = (1-0.9)´140 + 1.6´20.02 = 46.032(mg/l) - Độ PH của nước sau khi làm thoáng: Từ biểu đồ quan hệ giữa pH, Ki, CO2 ứng với các giá trị đã biết: Ki* = 1.079 CO2* = 54 (mg/l) t0 = 30 0C P = 342.233 (mg/l) Tra biểu đồ quan hệ giữa lượng PH, Ki, CO2 ta có PH* = 6,2 - Hàm lượng pH sau khi làm thoáng nhỏ hơn 6.8 nên ta phải kết hợp dùng vôi (hàm lượng CO2 giảm được thêm 90%) khi đó pH=7.3 Hàm lượng cặn sau khi làm thoáng được tính theo công thức: C*max = C0max + 1.92´[Fetổng] + 0.25M (mg/l) Trong đó: + C0max : Hàm lượng cặn lơ lửng lớn nhất trong nước nguồn trước khi làm thoáng = 110 (mg/l) + M : Độ mầu của nước nguồn - tính theo độ Cobal Þ C*max = 110 + 1.92´20.02 + 0.25´20 = 153.784 (mg/l) Vì C*max > 20 (mg/l) và công suất trạm xử lý = 5000 (m3/ngđ) nên ta dùng bể lắng tiếp xúc đứng hoặc bể lắng ngang. g. Kiểm tra độ ổn định của nước sau khi làm thoáng Sau khi làm thoáng, độ pH trong nước giảm nên nước có khả năng mất ổn định, vì vậy ta phải kiểm tra độ ổn định của nước. Độ ổn định của nước được đặc trưng bởi trị số bão hoà I xác định theo công thức sau: I= pH* - pHs Trong đó: + pH* : Độ pH của nước sau khi làm thoáng, theo tính toán ở trên ta đã có pH* = 7.3 + pHs : Độ PH ở trạng thái cân bằng bão hoà CaCO3 của nước sau khi khử Fe2+, được xác định theo công thức sau: pHs =f1(t0)- f2(Ca2+)- f3(Ki*)+ f4(P) Trong đó: + f1(t0): Hàm số nhiệt độ của nước sau khi khử sắt + f2(Ca2+): Hàm số nồng độ ion Ca2+ trong nước sau khi khử sắt + f3(Ki*): Hàm số độ kiềm Ki* của nước sau khi khử sắt + f4(P) : Hàm số tổng hàm lượng muối P của nước sau khi khử sắt Tra biểu đồ Langlier ta được: + t0 = 30 0C => f1(t0) = 1.9 +[Ca2+] = 160(mg/l) => f2 (Ca2+) = 2.12 + Ki* = 1.079 (mgđl/l) => f3(Ki*) = 1.05 + P = 342.23 (mg/l) => f4(P) = 8.815 Như vậy, PHs = 1.9 - 2.12 - 0.95 + 8.82 = 7.545 Þ I = pH* - pHs = 7.3 – 7.545 = - 0.245 Nhận thấy rằng ú I ê= 0.235 < 0.3 sau khi khử Fetổng nước nguồn ở trạng thái ổn định 3.3.3. Sơ đồ công nghệ Công suất thiết kế là 5000m3/ngày đêm Từ các tính toán như trên ta đề nghị dây chuyền công nghệ cho trạm cấp nước của Khu Công nghiệp Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện bến Lức, tỉnh Long An như sau: 3.3.3.1. Phương án 1: Bể lắng ngang tiếp xúc Thùng quạt gió Trạm bơm cấp I Giếng khoan Cặn từ bể lắng Vôi Tuyến ống góp nước thô Clo Bể lọc nhanh Nước rửa lọc Mạng lưới phân phối Hố hút- trạm bơm cấp II Bể chứa ăn Cung cấp nước rửa lọc Hợp đồng với đơn vị có chức năng xử lý Sân phơi bùn Hồ lắng nước thải - Nước xử lý : - Hóa chất : - Bùn: Sơ đồ 3.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ phương án 1 Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Quá trình xử lý nước được diễn ra như sau: nước từ các giếng bơm lên qua tuyến ống góp đưa lên thùng quạt gió làm thoáng cưỡng bức ở đây sắt trong nước được oxy hóa từ Fe2+ thành Fe3+. Sau đó nước đưa sang bể lắng ngang tiếp xúc. Ở đây quá trình tạo cặn và lắng xảy ra. Nước sau khi lắng được đưa sang bể lọc, các hạt cặn nhỏ không lắng được sẽ bị giữ lại trong lớp cát lọc. Nước sau khi lọc được lưu lại trong bể chứa, việc khử trùng được thực hiện tại bể chứa trước khi bơm cấp 2 đưa nước tới nơi tiêu thụ. 3.3.2.2. Phương án 2: Bể lắng đứng tiếp xúc Giàn mưa Trạm bơm cấp I Giếng khoan Cặn từ bể lắng Vôi Bể lọc nhanh Tuyến ống góp nước thô Clo Nước rửa lọc Mạng lưới phân phối Hố hút- trạm bơm cấp II Bể chứa Cung cấp nước rửa lọc Hợp đồng với đơn vị có chức năng xử lý Sân phơi bùn Hồ lắng nước thải - Nước xử lý : - Hóa chất : - Bùn: Sơ đồ 3.2: Sơ đồ dây chuyền công nghệ phương án 2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Quá trình xử lý nước được diễn ra như sau: nước từ các giếng bơm lên qua tuyến ống góp đưa lên giàn mưa làm thoáng tự nhiên ở đây sắt trong nước được oxy hóa từ Fe2+ thành Fe3+. Sau đó nước sang bể lắng đứng kết hợp với bể phản ứng tạo phản ứng tạo bông cặn giữ lại các hạt cặn lớn. Nước sau khi lắng được đưa sang bể lọc, các hạt cặn nhỏ không lắng được sẽ bị giữ lại trong lớp cát lọc. Nước sau khi lọc được lưu lại trong bể chứa, việc khử trùng được thực hiện tại bể chứa trước khi bơm cấp 2 đưa nước tới nơi tiêu thụ. CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH TRONG TRẠM CẤP NƯỚC KHU CÔNG NGHIỆP NHỰT CHÁNH, XÃ NHỰT CHÁNH, HUYỆN BẾN LỨC – TỈNH LONG AN 4.1. Phương án 1 4.1.1. Giếng khoan Do trong khuôn khổ làm đề tài không có điều kiện khoan thăm dò để xác định chính xác các thông số có liên quan của lỗ khoan nên em sử dụng số liệu đã có của các giếng khoan gần khu vực Nhà máy của Công ty TNHH 01 thành viên Cấp nước Long An đã được cơ quan thẩm quyền phê duyệt . Khi có số liệu đo Karota chính xác sau khi khoan giếng chúng ta sẽ tiến hành chống ống theo cấu trúc địa tầng đã được xác định do đó có thể sai lệch so với số liệu của đồ án. Cụ thể số liệu giếng như sau. - Mực nước tĩnh Ht = +0.65 – 13.00m, mực nước hạ thấp S = 9.00 – 31.21m, mực nước động Hđ = 5.30 – 41.00m, lưu lượng Q = 4.51 – 27.62 l/s và tỷ lưu lượng q = 0.145 – 2.669l/sm. - Hệ số dẫn nước trung bình Kmtb = 700m2/ngày. - Hệ số thấm trung bình Ktb = 10.69m/ngày. - Hệ số dẫn áp trung bình atb = 6.1.106m2/ngày. - Hệ số nhả nước trọng lực µ = 0.164 - Hệ số nhả nước đàn hồi µ* = 1.1.10-4 Chiều sâu, đường kính giếng Chiều sâu và đường kính khoan, đường kính các giếng khai thác được thống kê trong bảng sau. Ở đây ta khai thác tất cả là 5 giếng (4 giếng hoạt động, 1 giếng dự phòng) Bảng 4.1 : Chiều sâu và đường kính của giếng khoan khai thác TT Lỗ khoan Chiều sâu (m) Khoan Ф (mm) Từ (m) Đến (m) 1 G1 240.0 450 0.0 237.0 130 237.0 240.0 2 G2 240.0 450 0.0 237.0 237.0 240.0 3 G3 240.0 450 0.0 237.0 130 237.0 240.0 4 G4 240.0 450 0.0 237.0 130 237.0 240.0 5 G5 240.0 450 0.0 237.0 130 237.0 240.0 Chiều sâu và đường kính các đoạn ống lọc, ống chống, loại vật liệu ống chống, ống lọc Các cấp đường kính ống chống. - Ống chống thép đường kính Ф325mm, dày 12mm. - Ống chống thép đường kính Ф219mm, dày 12mm. - Ống chống thép đường kính Ф168mm, dày 9mm. - Ống chống thép đường kính Ф127mm, dày 5mm. Các cấp đường kính ống lọc. -Ống lọc inox đường kính Ф168mm, khe hở 0,5mm. Bảng 4.2 : Chiều sâu, đường kính các đoạn ống chống, ống lọc,loại vật liệu ống chống, ống lọc các giếng khoan khai thác TT Lỗ khoan Chiều sâu (m) Ống chống thép Ống lọc inox Ống lắng thép Ф (mm) Từ (m) Đến (m) Ф (mm) Từ (m) Đến (m) Ф (mm) Từ (m) Đến (m) 1 G1 240.0 325 +0.5 60.0 219 60.0 172.0 127 165.0 187.0 168 187.0 213.0 168 213.0 234.0 168 234.0 237.0 2 G2 240.0 325 +0.5 60.0 219 60.0 172.0 127 165.0 187.0 168 187.0 213.0 168 213.0 234.0 168 234.0 237.0 3 G3 240.0 325 +0.5 60.0 219 60.0 172.0 127 165.0 187.0 168 187.0 213.0 168 213.0 234.0 168 234.0 237.0 4 G4 240.0 325 +0.5 60.0 219 60.0 172.0 127 165.0 187.0 168 187.0 213.0 168 213.0 234.0 168 234.0 237.0 5 G5 240.0 325 +0.5 60.0 219 60.0 172.0 127 165.0 187.0 168 187.0 213.0 168 213.0 234.0 168 234.0 237.0 Chiều sâu phân bố lớp sỏi lọc, kích thước sỏi lọc, đoạn trám xi măng và vật liệu trám cách ly Để đảm bảo lưu lượng khai thác, cách ly không cho nước mặt và nước của các tầng nằm trên có chất lượng xấu ảnh hưởng đến chất lượng nước tầng khai thác, tất cả các lỗ khoan khai thác được bọc sỏi, trám xi măng cách ly. Chiều sâu bọc sỏi, trám xi măng cách ly các lỗ khoan khai thác cụ thể như sau: Bọc sỏi: Tất cả các lỗ khoan khai thác sau khi chống ống xong đều được bọc sỏi kích thước từ 2mm đến 4mm xung quanh ống lọc, chiều sâu bọc sỏi từ mái tầng chứa nước trở xuống đến hết chiều sâu khoan khai thác. Trám xi măng cách ly: Để ngăn không cho nước mặt, nước của các tầng nằm trên thấm xuống làm biến đổi chất lượng nước tầng khai thác, các lỗ khoan khai thác sau khi chống ống chống xong được trám xi măng cách ly. Bảng 4.3 : Chiều sâu bọc sỏi, trám xi măng cách ly các giếng khoan khai thác TT Lỗ khoan Chiều sâu (m) Trám xi măng Bọc sỏi Trám sét Từ (m) Đến (m) Từ (m) Đến (m) Từ (m) Đến (m) 1 G1 240.0 0.0 172.0 172.0 237.0 237.0 240.0 2 G2 240.0 0.0 172.0 172.0 237.0 237.0 240.0 3 G3 240.0 0.0 172.0 172.0 237.0 237.0 240.0 4 G4 240.0 0.0 172.0 172.0 237.0 237.0 240.0 5 G5 240.0 0.0 172.0 172.0 237.0 237.0 240.0 Loại máy bơm sử dụng Mã hiệu máy bơm Grundfos, công suất máy bơm Q = 60m3/giờ, ống dẫn nước Φ150mm. Ống đo mực nước: Φ27mm. Chiều sâu đặt máy: Từ 37.0m đến 45.0m. Bảng 4.4: Mã hiệu máy bơm, công suất và chiều sâu đặt máy bơm TT Lỗ khoan Chiều sâu (m) Máy bơm Chiều sâu đặt máy bơm Mã hiệu Công suất (m3/giờ) Ht (m) Hmb (m) 1 G1 240.0 Grundfos 60 13.00 45.0 2 G2 240.0 Grundfos 60 13.00 45.0 3 G3 240.0 Grundfos 60 13.00 45.0 4 G4 240.0 Grundfos 60 13.00 45.0 5 G5 240.0 Grundfos 60 13.00 45.0 4.1.2. Trạm bơm cấp 1, tuyến ống nước thô. Áp lực bơm được tính theo công thức : H = H1 + H2 + H3 + H4 Trong đó: H1: Độ chênh hình học giữa cốt mực nước đầu ra phun vào thùng quạt gió (+8m) và cốt mực nước động khi bơm (-45m), H1 = 8 – (-45) = 53m H2: Tổn thất nội bộ bơm và phụ tùng: 3m H3: Tổn thất trên đường ống đẩy. tính với giếng với vị trí xa nhất: 5m H4: Chiều cao dự phòng : 2m H = 53+3+5+2 = 60m Trạm bơm cấp 1 là một hệ thống bơm chìm có công xuất Q=60(m3/h); h=60 m và N=22kw được đặt trong hệ thống giếng khoan để thu nước và chuyển tải nước về nhà máy qua tuyến ống góp thô bằng ống PVC đường kính từ 200mm đến 300m, với khoảng cách giữa các giếng là 400m. Máy bơm khai thác nước sử dụng là máy bơm điện thả chìm trong lỗ khoan, vỏ bằng thép không rỉ, có chất lượng tốt, hiệu suất cao. Không cần xây dựng nhà bao che, tủ điện điều khiển máy bơm được đặt trong nhà trực. Vận hành bơm bằng tay tại chỗ và bằng điều từ trung tâm đến các trạm bơm. Mỗi trạm bơm đều có lắp đặt đồng hồ đo lưu lượng, đồng hồ áp lực, van khóa để kiểm tra lưu lượng, áp lực của các lỗ khoan 4.1.3. Thùng quạt gió Thùng quạt gió là công trình làm thoáng nhân tạo hay còn gọi là làm thoáng cưỡng bức Cấu tạo : * Vật liệu: Thép hoặc bê – tông cốt thép * Hiệu quả xử lý nước cấp bằng thùng quạt gió: Giải phóng khoảng 85 – 90% lượng CO2 hoà tan trong nước. Sử dụng cho các trạm xử lý có công suất vừa và nhỏ, có hàm lượng sắt cao, lấy hiệu quả giải phóng CO2 hoà tan trong nước a = 85%, lượng oxy hoà tan chiếm đến 70% lượng oxy bão hoà. So với thiết bị làm thoáng tự nhiên như giàn mưa thì hiệu quả khử sắt và CO2 của thùng quạt gió cao hơn nhiều. Do đó dung thùng quạt gió để tính toán cho hệ thống xử lý nước cấp sẽ đạt hiệu quả cao và giảm được diện tích mặt bằng. * Cấu tạo: Hình tròn hoặc hình vuông, gồm 4 bộ phận: a. Hệ thống phân phối nước. - Hình xương cá giống như hệ thống phân phối trở lực lớn trong bể lọc. - Các ống nhánh khoan lỗ nghiêng 45o (d = 10 ÷ 20 mm). - Cường độ mưa từ 40 ÷ 50 m3/m2.h b. Lớp vật liệu tiếp xúc Có thể là các ván gỗ rộng 200 mm dày 10 mm đặt cách nhau 50 mm thành một lớp. Lớp nọ xếp vuông gốc với lớp kia và cách nhau bằng các sườn đỡ là các thanh gỗ tiết diện 50x50mm. Hoặc có thể dung nửa cây tre, xếp lớp nọ vuông góc với lớp kia, mép các thân tre cách nhau 50 mm. Để tăng hiệu quả tiếp xúc, người ta còn sử dụng các vòng rasiga có thể làm bằng sứ hoặc chất dẻo kích thước: d x l = 25 x 25 mm hoặc 40 x 40 mm. Vật liệu tiếp xúc được đặt trên sàn bê tông có khe hở để thu nước xuống phía dưới. c. Sàn thu nước có xi phông Nước chảy xuống sàn thu nước trước khi dẫn xuống bể lắng tiếp xúc phải qua xi phông. Mục đích không cho không khí của quạt gió vào ống dẫn nước xuống mà chỉ được đi từ dưới lên trên thùng quạt gió.Chiều cao ngăn thu nước phụ thuộc vào các loại ống bố trí và không được nhỏ hơn 0.5 m. d. Máy quạt gió: - Có nhiệm vụ đưa không khí đi từ dưới lên, ngược chiều với chiều rơi của nước. - Lượng khí cung cấp vào lấy bằng 10 m3/1 m3 nước. - Áp lực cần thiết của quạt gió phải lớn hơn tổng tổn thất áp lực của luồng khí đi qua thùng quạt gió. Tổn thất áp lực: Theo TCXD 33 – 1985, tổn thất áp lực được lấy như sau: - Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu tiếp xúc lấy bằng 30 mm/1m chiều cao của thùng. - Tổn thất qua sàn phân phối lấy bằng 10 mm. - Tổn thất cục bộ bằng 15 ÷ 20 mm cột nước. - Tổn thất qua ống phân phối bằng 10 ÷ 20 mm cột nước. - Áp lực quạt gió sơ bộ có thể lấy 100 ÷ 150 mm Tính toán: Diện tích thùng quạt gió được xác định theo công thức: F = (m2) Trong đó: - Q: công suất trạm xử lý = 5000 (m3/ngđ) = 208.33 (m3/h) - qm: cường độ mưa tính toán. Ta chọn vật liệu tiếp xúc là vòng nhựa, theo TCXD 33-85 ta có: qm = 60 ÷ 90(m3/m2.h), ta chọn qm = 60 (m3/m2.h) diện tích thùng quạt gió là: F = = 3.47(m2) Chọn diện tích thùng quạt gió là F = 3.5m2 Ta chọn 2 thùng quạt gió để làm việc, vậy diện tích mỗi thùng quạt gió là: 1.75m2 Đường kính thùng quạt gió được xác định theo công thức: D = = = 1.49(m) Vậy ta lấy đường kính thùng quạt gió D = 1.5m. Sử dụng thùng quạt gió hình vuông. Chiều cao thùng quạt gió được xác định theo công thức: H = Hnt + Hvltx + Hfm Trong đó: - Hnt: chiều cao ngăn thu nước ở đáy thùng, tối thiểu là 0.5m - Hvltx: phụ thuộc vào độ kiềm nước nguồn, lấy theo bảng (5-4) trang 181 Sách Xử lý Nước cấp – TS Nguyễn Ngọc Dung => Hvltx = 1.5 m - Hfm: Chiều cao phun mưa trên lớp vật liệu tiếp xúc, tối thiểu là 1.0 m H = 0.5 + 1.5 + 1.0 = 3.0 (m) Tính công suất máy quạt gió phân phối gió vào thùng quạt gió Lượng gió cần thiết đưa vào ứng với tiêu chuẩn là 10 m3 không khí cho 1m3 nước là: Qgió = 10 * 5000 (m3/ngày đêm) 0.6 (m3/s) Áp lực gió được xác định theo công thức: Hgió = hvltx + hcb + hsàn + hmáng (m) Trong đó: - hvltx: tổn thất qua lớp vật liệu tiếp xúc (quy phạm 30mm/1m chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc) => hvltx = 30 * Hvltx = 30 * 1.5 = 45 mm - hcb: tổn thất cục bộ, lấy bằng 15mm - hsàn: tổn thất qua sàn phân phối, lấy bằng 10mm - hmáng: tổn thất qua ống phân phối gió, lấy bằng 15mm Hgió = 45 + 15 + 10 + 15 = 85 (mm) Chọn máy quạt gió theo các thông số cơ bản: Qgió = 0.6 m3/s = 2160m3/h. Hgió = 100 mm Tính hệ thống phân phối nước vào thùng quạt gió: Đường kính ống dẫn nước lên thùng quạt gió: Chọn vận tốc nước chảy trong ống là: vống = 1.0 m/s (giới hạn cho phép là 0.8 – 1.2 m/s) dống = (m) Trong đó: dống: đường kính ống dẫn nước lên thùng quạt gió (m) vống: vận tốc nước chảy trong ống (m/s) QXL: lưu lượng nước xử lý, QXL = 208.3 (m3/h) = 0.0578(m3/s) =>dống = = 0.27 (m) Vậy lấy 2 ống dẫn nước lên 2 thùng quạt gió có đường kính là 150mm làm bằng thép. Hệ thống phân phối nước cho thùng quạt gió (tính cho 1 thùng) Hệ thống phân phối nước bao gồm giàn ống chính và ống nhánh được bố trí theo hình xương cá. ống chính Lấy vận tốc nước chảy trong ống phân phối chính vc = 1.5 m/s (giới hạn 1- 2 m/s). - Tiết diện ống chính: Fc = (m2) Trong đó: - Fc: Tiết diện ống chính (m2) - QXL: Lưu lượng nước xử lý, QXL = 208.3 m3/h = 0.0578m3/s vc: vận tốc nước chảy trong ống phân phối chính (m/s) Fc = = = 0.0192(m2) 0.02(m2) Đường kính ống chính là: Dc = = = 0.015 (m) Vậy ta chọn lấy đường kính ống thép phân phối nước chính là 150 mm. Thử lại; ta có vc = 1.65 m/s (thoả giới hạn cho phép) ống nhánh: Lấy khoảng cách giữa các ống nhánh trên ống chính là 0.2m (quy phạm là 0.2 – 0.3m) Số ống nhánh là: n = = = 7.5 ≈7 (ống) Trong đó: - n: số ống nhánh (ống) - Dthùng: đường kính thùng quạt gió (m); D = 1.5 m Vậy tổng số ống nhánh là 7 ống. - Lấy tốc độ nước chảy trong ống nhánh là vn = 1.5 m/s (giới hạn ≤ 2 m/s) Tiết diện ống nhánh là: Fn = (m2) Trong đó: - Fn: Tiết diện ống nhánh (m2) - QXL: Lưu lượng nước xử lý, QXL= 0.0578 (m3/s) - n: Số ống nhánh; n = 7 ống vn: vận tốc nước chảy trong ống nhánh (m/s) Vậy: Fn = = = 2.75x2 10-3 (m2) - Đường kính ống nhánh: Dn = = = 0.059 (m) Lấy đường kính ống nhánh là 60 mm , bằng PVC. Thử lại: với Dn = 60mm ta có vn = 1.28 (m/s) < 2 (m/s) (thỏa giới hạn cho phép).. Lỗ phun Đường kính các lỗ phun trong ống nhánh theo quy định d = 6 ÷ 15 mm. Ta lấy dl = 10mm Tiết diện lỗ phun: Fl = = = 7.85 (m2) Với ống chính là 150mm, thì tiết diên ngang của ống là: F= = 3.14x0.15x0.15/4 = 0.01766 (m2) Tổng diện tích lỗ lấy bằng 35% diện tích tiết diện ngang của ố