` LỜI CẢM ƠN Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá và không thể thiếu đối với sự sống của nhân loại Cùng với sự phát triển của xã hội, nước sạch ngày càng trở thành một nhu cầu cấp thiết Đi đôi với việc xây dựng và phát triển các cơ sở hạ tầng khác, đô thị AB luôn chú trọng việc xây dựng hệ thống cấp nước nhằm đáp ứng nhu cầu dùng nước của khu vực Để tổng kết kết quả học tập sau 5 năm được đào tạo về chuyên ngành Công nghệ môi trường, em đã đề nghị và được xét duyệt đề tài tốt nghiệp “Quy hoạ.
Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên của khu vực
1.1.1 Vị trí địa lý Đô thị AB nằm ở vị trí phía Đông Bắc Bộ, là vùng kinh tế trọng điểm của khu vực Bắc Bộ Địa giới hành chính AB.
- Phía Nam giáp huyện C và D.
- Phía Bắc giáp huyện TL. Đô thị AB cách thành phố HN hơn 100 km về hướng Đông theo quốc lộ 2, cách VY
Đô thị AB, cách Thành Phố HL 50 km về phía Nam và 25 km về phía Đông Nam, nằm ở vị trí giao thông thuận lợi, trở thành cửa ngõ HP Khu vực này được kết nối bởi các tuyến quốc lộ 2A (HN – HP) và 2B (HP – QN), cùng với đường sắt xuyên tuyến HN – HP chạy qua, tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển và phát triển kinh tế.
1.1.2 Địa hình Đô thị AB thuộc vùng đồng bằng thành phố HP độ cao từ 12-20m so với mặt nước biển.Đất đai được hình thành từ nhiều loại đá vụn khác nhau,địa hình đa dạng. Đô thị AB có độ dốc vừa phải, quỹ đất có thể phát triển xây dựng đô thị, phát triển cây công nghiệp, cây ăn quả, trang trại, chăn nuôi đại gia súc Địa hình có hướng dốc từ Bắc xuống Nam và được chia thành 2 vùng:
Vùng đồi thấp ở phía Bắc Đông đô thị F bao gồm các xã và phường Định Trung, Khai Quang, với độ cao trung bình từ 7 đến 8 mét so với mặt nước biển Khu vực này có nhiều quả đồi không liên tục, xen kẽ với ruộng và các khe lạch, dần dần thấp xuống phía Tây Nam.
1.1.3 Khí hậu Đô thị AB nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, khí hậu được chia làm 4 mùa: xuân, hạ, thu, đông Khí hậu ôn hoà, mùa hạ nóng và mùa đông lạnh.
Hiện trạng
Nhiệt độ trung bình hàng năm dao động từ 18 độ C, với một số ngày có thể xuống dưới 10 độ C Tháng 6, 7 và 8 là thời điểm có nhiệt độ cao nhất trong năm, đồng thời cũng chiếm hơn 50% tổng lượng mưa hàng năm, thường dẫn đến tình trạng ngập úng cục bộ ở một số khu vực.
- Độ ẩm: Độ ẩm trung bình 82,5% và chênh lệch không nhiều qua các tháng trong năm, độ ẩm cao vào mùa mưa và thấp vào mùa đông.
Thời tiết đô thị AB có khí hậu nóng ẩm và bức xạ cao, tạo điều kiện thuận lợi cho nông, lâm nghiệp và sinh hoạt Tuy nhiên, lượng mưa tập trung theo mùa, cùng với sương muối và địa hình thấp trũng, dẫn đến tình trạng ngập úng cục bộ vào mùa mưa và khô hạn ở vùng cao vào mùa khô.
1.1.4 Chế độ thuỷ văn - hải văn ĐV nằm ở phía Nam đô thị AB, chạy vòng cung từ Đông sang Tây gồm 3 mặt khu nội ô, kéo xuống giáp xã DDC Diện tích mặt nước là 146 ha, đáy sâu nhất là 4,5m là nguồn dự trữ và điều tiết nước quan trọng, khả năng tiêu úng chậm đã gây ngập úng cục bộ cho các vùng thấp trũng, mùa khô mực nước ở các hồ ao xuống rất thấp, ảnh hưởng đến khả năng cung cấp nước cho cây trồng và sinh hoạt của nhân dân.
- Dân số toàn đô thị AB năm 2015 : 145200 người, mật độ dân số 132 người/ha, tỉ lệ gia tăng dân số hằng năm khoảng 2%
Bảng 1.1 Hiện trạng dân số của thành phố AB năm 2015
STT Danh mục dân số Dân số
- Dân số thành phố đến năm 2040 theo tính toán là:
Mật độ dân số là 223 người/ ha
- Tổng diện tích tự nhiên phía đô thị AB: 1100 ha.
1.2.3 Cơ sở kinh tế - kỹ thuật
Trong những năm qua, đô thị AB đã nỗ lực phát triển kinh tế, văn hóa và hạ tầng đô thị Thành phố đã hoàn thành quy hoạch tổng thể kinh tế - xã hội, cùng với quy hoạch chung và chi tiết cho các khu chức năng Tốc độ xây dựng kết cấu hạ tầng ngày càng nhanh chóng, với giá trị xây lắp năm sau luôn cao hơn năm trước.
XH của thành phố trong những năm qua phát triển nhanh và tương đối toàn diện
Đô thị AB hiện đang triển khai nhiều dự án xây dựng quan trọng, bao gồm sân golf, khu đô thị mới, nâng cấp các tuyến đường nội thị, và phát triển đường vành đai cùng các điểm vui chơi công cộng Đặc biệt, Quốc lộ 2 đoạn qua thành phố đã được mở rộng, góp phần nâng cao bộ mặt đô thị.
1.2.4.2 Giáo dục, đào tạo, y tế, văn hoá
Cơ sở vật chất các trường học, ngành y tế được tăng cường theo hướng chuẩn quốc gia.
Trong giai đoạn 2010 – 2015, ngành Giáo dục đô thị AB đã nỗ lực triển khai và hoàn thành tiến độ xây dựng trường chuẩn quốc gia theo nghị quyết của Hội đồng nhân dân thành phố.
- Đô thị AB có bệnh viện đa khoa 1 nằm ở phía bắc (nút trên bản vẽ 1) hiện có
500 giường bệnh, các phòng khám tư nhân, nhà thuốc Dự kiến trong giai đoạn năm
2020 – 2040 tiếp tục đầu tư xây dựng bệnh viện đa khoa mới có 500 giường bệnh nằm ở phía nam DV
+ Đường sắt tuyến HN – HP vắt ngang qua thành phố AB
+ Quốc lộ 2A tuyến HN – HP với chiều dài 35 km.
+ Quốc lộ 2B tuyến HP – QN với chiều dài 13 km.
Cụm Cảng hàng không - Sân bay quốc tế Nội bài cách thành phố AB 85km.
Hệ thống thoát nước mưa tại đô thị AB đã được đầu tư xây dựng, nhưng chưa đáp ứng yêu cầu cần thiết Hiện tại, việc thoát nước chủ yếu phụ thuộc vào hệ thống sông hồ trong từng khu vực, dẫn đến tình trạng ngập úng nghiêm trọng vào mùa mưa, gây ô nhiễm môi trường.
Hệ thống thoát nước thải tại đô thị hiện nay chưa được đầu tư đồng bộ và hoàn chỉnh, với nhiều khu vực chỉ có cống rãnh thu gom nước thải nhỏ lẻ, chắp vá Điều này dẫn đến việc xử lý nước thải chưa hiệu quả Đặc biệt, đô thị AB lớn nhưng vẫn chưa tách biệt hệ thống thoát nước mưa và nước thải bẩn Nước thải sinh hoạt chủ yếu được xử lý cục bộ qua bể tự hoại của hộ gia đình, sau đó xả thải trực tiếp vào hệ thống thoát nước mưa, gây ra nhiều vấn đề về ô nhiễm môi trường.
Hiện nay, hạ tầng kỹ thuật cấp nước tại các đô thị AB đang gặp nhiều khó khăn, trong khi nhiều khu đô thị và khu công nghiệp mới đang được xây dựng, dẫn đến nhu cầu đầu tư cho phát triển cơ sở hạ tầng tăng cao Bộ Xây dựng đã đồng ý với đề xuất của Ủy ban Nhân dân thành phố Hải Phòng về việc tìm kiếm nguồn vốn đầu tư nhằm xây dựng và phát triển hệ thống cấp nước cho khu vực AB.
- Nguồn điện: Hiện nay thành phố HP nói chung và đô thị AB nói riêng đang được cấp điện từ lưới điện quốc gia qua đường dây 110KV – 35 KV
- Thành phố E có trạm điện thế 110KV.
- 100% các xã trên địa bàn thành phố được phủ điện lưới quốc gia và 100% dân số được dùng điện lưới.
1.2.5.5 Thu gom và quản lý chất thải rắn
- Đô thị AB có Công ty môi trường và dịch vụ đô thị AB
Đô thị AB hiện có một bãi rác thải tạm thời tại khu vực chân núi Mạ Công, nơi tiếp nhận khoảng 100 tấn rác thải thông thường mỗi ngày và được xử lý ngay lập tức.
- Phần lớn chất thải rắn được chuyển cho Công ty cổ phần Xanh của HP xử lý tại bãi rác LS – SS.
Rác thải bệnh viện hiện nay được xử lý bằng cách sử dụng lò đốt hoặc thông qua hợp tác với các cơ sở đốt rác khác, nhằm đảm bảo vệ sinh môi trường và an toàn sức khỏe cộng đồng.
Nhận xét, đánh giá hiện trạng
Đô thị AB sở hữu tiềm năng du lịch vượt trội nhờ vào những khu vực có cảnh quan thiên nhiên tuyệt đẹp, tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển du lịch và các hoạt động vui chơi giải trí.
- Chất thải rắn chỉ mới được thu gom khoảng 80%.
- Các lĩnh vực công nghiệp, xây dựng và dịch vụ đạt tốc độ tăng trưởng rất cao.
Đầu tư từ các thành phần kinh tế trong và ngoài nước vào khu vực đang tăng nhanh chóng, dẫn đến thu ngân sách cao Cơ sở vật chất kỹ thuật được cải thiện đáng kể, đồng thời bộ mặt đô thị cũng được nâng cấp rõ rệt.
- Các lĩnh vực xã hội có những bước tiến vững chắc.
- Đời sống nhân dân được cải thiện rõ rệt.
Đánh giá hiện trạng, phương hướng cấp nước đô thị AB đến năm 2040
1.4.1 Hiện trạng cấp nước và sự cần thiết của việc xây dựng hệ thống cấp nước 1.4.1.1 Hiện trạng cấp nước
Hệ thống hạ tầng kỹ thuật cấp nước tại đô thị AB hiện đang gặp nhiều vấn đề cần khắc phục Bộ Xây dựng đã đồng ý với đề xuất của Ủy ban Nhân dân thành phố Hải Phòng về việc tìm kiếm các nguồn đầu tư nhằm xây dựng và phát triển hệ thống cấp nước cho đô thị này.
Nhà máy cấp nước DQL, do Công ty cấp thoát nước và Môi trường số 1 Hải Phòng quản lý, có công suất 22.000m³/ngày, bao gồm Trạm Ngô Quyền 8.000m³/ngày và Trạm Hợp Thịnh 14.000m³/ngày Nhà máy sử dụng nước ngầm từ 17 giếng khoan, nhưng hiện tại chỉ phát huy 80% công suất thiết kế do mạng lưới phân phối còn yếu Tỷ lệ dân được cấp nước chỉ đạt 60%, trong khi tỷ lệ thất thoát gần 20%.
Nguồn nước ngầm hiện đang được khai thác với công suất thiết kế là 22.000m³/ngày Tuy nhiên, các giếng khoan đã xuất hiện tình trạng hạ thấp mực nước động, điều này cần được chú ý và quản lý hiệu quả để đảm bảo nguồn nước bền vững.
Hạn chế khai thác nước ngầm tại khu vực này là cần thiết Bộ Xây dựng đã đồng ý sử dụng nguồn nước mặt sông Lô để cấp nước cho thành phố VY và vùng lân cận trong tương lai Tuy nhiên, cần thực hiện đánh giá chất lượng nguồn nước và tác động môi trường để phòng ngừa nguy cơ ô nhiễm.
Trong báo cáo nghiên cứu khả thi, việc lựa chọn công nghệ xử lý nước, thiết kế mạng lưới đường ống truyền dẫn và phân phối cần được xem xét kỹ lưỡng Các yếu tố quan trọng bao gồm chất lượng nguồn nước, nhu cầu sử dụng nước của các khu vực và khả năng tài chính của địa phương.
1.4.1.2 Sự cần thiết của việc xây dựng hệ thống cấp nước
Đô thị AB, với vai trò là trung tâm văn hóa và kinh tế của tỉnh, đang trải qua sự phát triển mạnh mẽ, dẫn đến nhu cầu cấp thiết về nước sạch Việc thay thế hệ thống cấp nước cũ đã hư hỏng là cần thiết để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của cư dân và đảm bảo chất lượng cuộc sống.
Việc xây dựng hệ thống cấp nước cần được ưu tiên thực hiện song song với phát triển cơ sở hạ tầng kỹ thuật, nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho sản xuất và sinh hoạt của người dân trong khu vực.
- Nước sạch cung cấp cho hoạt động sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và các nhu cầu công cộng khác đang thiếu trầm trọng.
Việc xây dựng hệ thống cấp nước mới là rất quan trọng để đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng và áp lực nước, đáp ứng nhu cầu sử dụng của cư dân, đồng thời bảo vệ sức khỏe cho cộng đồng.
1.4.1.3 Định hướng cấp nước đến năm 2040
- Xây dựng hệ thống cấp nước nghiên cứu phù hợp với đô thị loại 1.
- Mức độ cấp nước tuân theo tiêu chuẩn cấp nước của đô thị loại 1, tỉ lệ cấp nước là 100% cho toàn khu đô thị.
- Nguồn nước cấp cho đô thị sử dụng là nguồn nước mặt Xây dựng trạm xử lý nước cấp mới tại vị trí gần sông PL.
- Thực hiện hạn chế hoặc ngưng sử dụng nguồn nước ngầm để bảo tồn nguồn nước ngầm.
Xác định quy mô cấp nước cho khu dân cư đô thị AB
2.1.1 Phạm vi, giới hạn và quy mô cấp nước
- Dự án cấp nước cho đô thị AB được thực hiện đến năm 2040.
- Đảm bảo cung cấp nước đầy đủ cho 100% dân số dùng nước
- Mức độ cấp nước tuân theo tiêu chuẩn cấp nước của đô thị loại 1, tỉ lệ cấp nước là 100%
- Nguồn nước cấp cho đô thị sử dụng là nguồn nước mặt Xây dựng trạm xử lý nước cấp mới tại vị trí gần sông PL.
- Ngưng sử dụng nguồn nước ngầm để bảo tồn nguồn nước ngầm.
2.1.2 Xác định công suất của trạm cấp nước
2.1.2.1 Quy mô dân số thiết kế cấp nước của đô thị AB đến năm 2040
Dân số thiết kế cấp nước của đô thị AB là 245000 dân
2.1.2.2.1 Nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt của dân cư
Q SH ngay qi Ni ngay
Tiêu chuẩn sử dụng nước cho mỗi người trong một ngày đêm tại đô thị AB, thuộc thành phố HP loại I trực thuộc trung ương, được quy định là 200 lít/người/ngày.
+ Ni: Dân số cấp nước tính toán của đô thị, Ni = 245000 người.
+ Kngaymax: Hệ số dùng nước không điều hoà ngày lớn nhất Kngaymax = 1,2÷ 1,4 (Theo điều 3.3 của [1]), chọn Kngaymax = 1,35
Bảng 2.1 Lưu lượng nước cho sinh hoạt của khu dân cư
2.1.2.2.2 Nhu cầu dung nước của trường học, bệnh viện, và khách sạn a Lưu lượng nước cấp cho trường học
- Số trường học trên địa bàn đô thị AB và số học sinh, sinh viên được tính toán dựa theo QXVN 01: 2008.
Bảng 2.2a: Bảng số học sinh của các trường học đến năm 2040
C Trường Trung học cơ sở 55 13500
D Trường phổ thông trung học 40 9800
- Công thức xác định nhu cầu dùng nước như sau :
Trong đó : + Nhs : số lượng học sinh trong trường
Theo tiêu chuẩn sử dụng nước cho học sinh, quy định tại Điều 3.2, lượng nước cần thiết cho trường phổ thông là từ 15 đến 20 lít/học sinh/ngày, trong đó lựa chọn mức 20 lít/học sinh/ngày Đối với trường mầm non, tiêu chuẩn sử dụng nước cao hơn, đạt 75 lít/học sinh/ngày.
Bảng 2.2b: Bảng lưu lượng nước dùng cho trường học đến năm 2040 ( phụ lục A ) b.Lưu lượng nước cấp cho bệnh viện
Nước cung cấp cho bệnh viện đa khoa trong thành phố nhằm đáp ứng nhu cầu khám chữa bệnh cho cộng đồng Tính đến năm 2040, dân số toàn thành phố đạt khoảng 245.000 người.
Dựa vào QCVN 01: 2008 với chỉ tiêu 4 giường/1000 người, ta có tổng số giường các bệnh viện là 1000 giường
Công thức xác định nhu cầu dùng nước như sau :
Trong đó : + Nbv : số giường bệnh
+ qbv (l/giường.ng.đ):tiêu chuẩn dùng nước theo số giường bệnh tùy theo quy mô bệnh viện (theo Điều 3.2 của [2]) qtc = 250 – 300l/giường.ngđ, chọn qtc 300l/giường.ngđ.
Bảng 2.3 Bảng lưu lượng nước dùng cho bệnh viện c.
Lưu lượng nước cấp cho khách sạn
Trong đó : + Nks: số giường
+ qks (l/giường.ng.đ):tiêu chuẩn dùng cho khách sạn tùy theo tiêu chuẩn sao của từng khách sạn.
Bảng 2.4 Bảng lưu lượng nước dùng cho khách sạn
Khách sạn Phòng Giường TC cấp Q KS (m 3 /ngđ)
Tổng lượng nước cấp cho trường học, bệnh viện, khách sạn:
QTH,BV, KS = QTH + QBV + QKS = 1700 + 300 +140= 2140 (m 3 /ngđ)
2.1.2.2.3 Lưu lượng nước cấp cho dịch vụ công cộng khác
Lưu lượng nước cấp cho dịch vụ công cộng được lấy bằng 10% nhu cầu nước sinh hoạt bao gồm cả lượng nước của trường học, bệnh viện, khách sạn
Trong đó: Qsh : lưu lượng sinh hoạt tính theo từng giai đoạn (m 3 /ngđ)
Mà QCC= QCC khác + QTH,BV, KS
Suy ra lượng nước cấp cho các công tình công công khác là:
QCC khác = QCC - QTH,BV, KS = 6615 – 2140 = 4475 (m 3 /ngđ)
2.1.2.2.4 Lưu lượng nước tưới cây, rửa đường
Do chưa có số liệu cụ thể về diện tích cây xanh và đường sá, lượng nước tưới cây và rửa đường được xác định theo tiêu chuẩn sử dụng nước sạch của thành phố F, với tỷ lệ là 10% tổng lượng nước cấp cho sinh hoạt.
QT = 6615 (m 3 /ngđ) Lượng nước tưới cây rửa đường được phân bố như sau:
+ Tưới cây chiếm 60%QT, nước tưới đường chiếm 40% QT
QTĐ = 0,4 6615 = 2646 (m 3 /ngđ)+ Nước tưới cây chia đều trong 6 tiếng từ 4h – 7h và từ 16h – 19h hằng ngày,tưới bằng thủ công.
+ Nước tưới đường chia đều trong 10 tiếng từ 8h – 18h bằng xe cơ giới
2.1.2.2.5 Lượng nước rò rỉ, dự phòng
Theo bảng thống kê, lượng nước thất thoát do rò rỉ được ước tính chiếm 20% tổng lượng nước sử dụng, bao gồm nước sinh hoạt, nước công cộng, nước tưới cây, rửa đường và nước phục vụ cho tiểu thủ công nghiệp.
QRR = 0,2 (QSH + QCC + QT) (m 3 /ngđ)
2.1.2.2.6 Tổng lưu lượng hữu ích Q HI
QHI= QSH + QCC + QT ( m 3 /ngđ)
Bảng 2.5 Bảng tổng hợp lưu lượng nước cấp cho hệ thống
Nước cấp cho sinh hoạt 66150
Nước cấp cho Ct công cộng 6615
Nước tưới cây, rửa đường 6615
2.1.2.2.7 Lưu lượng cấp vào mạng lưới
Lưu lượng nước cấp cho mạng lưới:
2.1.2.2.8 Công suất trạm xử lý
Công suất trạm xử lý được xác định theo công thức:
QTXL = QML × c (m 3 /ngđ), Trong đó:
Với c - hệ số kể đến lượng nước dùng cho bản thân nhà máy , c = 1,05 ÷ 1,08; chọn c = 1,05 Theo bảng 3.1 [1].
Vậy: QTXL = 95256× 1,05 = 10000 (m 3 /ngđ) Chọn công suất thiết kế cho nhà máy xử lý nước là 100000 ( m 3 / ngđ )
2.1.2.3 Nhu cầu dùng nước theo giờ
Lượng nước tiêu thụ thay đổi theo từng giờ, nhưng để thuận tiện cho việc tính toán, người ta quy ước lưu lượng tiêu thụ trong 1 giờ là không đổi, trong khi lưu lượng ở các giờ khác có thể biến động.
- Theo điều 3.3 của [1], hệ số dùng nước không điều hòa giờ lớn nhất được xác định theo công thức sau: K giờ max = α max β max
Hệ số αmax phản ánh mức độ tiện nghi của công trình, chế độ làm việc của các cơ sở sản xuất và các điều kiện địa phương khác nhau, với giá trị dao động từ 1,2 đến 1,5 Trong trường hợp này, giá trị αmax được chọn là 1,4.
- βmax là hệ số kể đến số dân trong khu vực lấy theo bảng 3.2.của [1] Với dân số khu vực là N = 245000 dân thì βmax = 1,06
Bảng 2.6 Bảng thống kê lưu lượng nước theo giờ (Xem phụ lục A)
Hình 2.1 Biểu đồ tiêu thụ nước cho các giờ trong ngày dùng nước lớn nhất
Dựa vào biểu đồ tiêu thụ nước ta chọn :
Căn cứ vào biểu đồ ta chọn chế độ làm việc của trạm bơm cấp I:
Chế độ làm việc của trạm bơm cấp I là: QTB h = 100/24 = 4,17 % Qngđ.
Từ 20 – 6 giờ QTB h = 4,16% Qngđ Từ 6 – 20 giờ QTB h = 4,17% Qngđ.
Trạm bơm cấp II hoạt động liên tục nhờ vào việc sử dụng bơm biến tần, giúp duy trì lưu lượng nước ổn định và đảm bảo áp lực cho mạng lưới cấp nước trong mọi thời điểm.
Lựa chọn nguồn nước thô
Các nguồn nước trong khu vực có thể dùng làm nguồn cung cấp là:
Dựa trên kết quả thăm dò đô thị AB cho thấy:
Điều kiện địa chất tại khu vực này khá ổn định, với thành phần chính gồm hạt cát thô và cuội sỏi sạn Bề dày của tầng chứa nước có sự biến đổi theo bình diện, và tầng chứa nước thuộc loại có áp Hệ số thấm trung bình tại đây đạt 85 m/ng.
- Lưu lượng bơm thử ở một số lỗ khoan đạt công suất khá lớn, tổng lưu lượng trung bình 2,51/s.m.
- Chất lượng nước ngầm khá tốt, hàm lượng sắt 2 cánh Chiều dài cánh khuấy tính từ trục ra: 0,4 ÷ 0,45 chiều rộng bể.
Xác định dung tích bể hòa trộn phèn:
+ Q: Là Lưu lượng nước xử lý, Q = 100000 m 3 /ngđ = 4166,67 m 3 /h
+ n: Là thời gian giữa 2 lần hòa tan phèn lấy như sau:
Với công suất nhà máy xử lý 100000 m 3 /ngđ thì chọn n = 8h (mục 6.19,[1] )
+ Lp: Là lượng phèn cho vào nước Lp = 22,5 mg/l + bh: Là nồng độ dung dịch phèn trong thùng hòa trộn, bh = 10%
+: Khối lượng riêng của dung dịch, = 1 tấn/ m 3
Chọn hai bể hòa trộn với dung tích mỗi bể là 3,75 m³, được thiết kế với đáy hình côn nghiêng 45 độ so với mặt phẳng nằm ngang để dễ dàng xả cặn Việc xả cặn được thực hiện thông qua ống có đường kính 150mm nối với đáy bể.
Chọn đường kính của 1 bể là 1,8m
Diện tích bể hòa trộn phèn: 2 , 54 ( )
Chọn phần đáy nhỏ của côn có đường kính d = 0,3 m.
Chiều cao phần côn:Hcôn = tg45 o D 2 d = 1 ( 1 , 8 2 0 , 3 ) 0 , 75 ( m )
Thể tích phần côn xiên :
Wcôn = 3 1 H côn ( F f F f ) = 3 1 0 , 75 ( 2 , 54 0 , 07 2 , 54 0 , 07 ) 0 , 75 (m 3 ) Thể tích phần hình trụ: Wtrụ = Wh - Wcôn = 3,75 – 0,76 = 3,0(m 3 )
Chiều cao phần hình trụ: H tru = W F tru 2 3 , , 54 0 1 , 2 (m)
Chiều cao của bể Hb = Hcôn + Htrụ + Hbv = 0,75 + 1,2 + 0,5 = 2,45 (m)
Với đường kính trên chọn động cơ khuấy phèn bằng tuốcbin có 4 cánh nghiêng 45 0 Chọn số vòng quay cánh quạt là 30 vòng/phút (qui phạm là 20 - 30 vòng/phút,điều 6.22, [1])
Chọn ống dẫn nước vào có đường kính D = 100mm.
Chọn ống xả tràn có đường kính D = 100 mm.
Chọn ống xả cặn có đường kính D = 150mm.
1 Bể tiêu thụ vôi sữa
4 Ống dẫn vôi sữa đến nơi tiêu thụ
Xác định dung tích bể tiêu thụ theo công thức sau:
+ bh: Là nồng độ dung dịch phèn trong thùng hòa trộn, bh = 10%
+ bt: Là nồng độ dung dịch phèn trong bể tiêu thụ, bt = 5%.
Sử dụng 4 bể tiêu thụ thể tích mỗi bể: W1bể = 3,75 (m 3 )
Bể tiêu thụ làm bằng INOX Độ dốc đáy: i = 0,05
+ Wt: Dung tích bể tiêu thụ, Wt = 15 m 3 = 15000lít.
+ n: Thời gian giữa 2 lần hòa trộn phèn, n = 8h
Dùng 2 bơm, 1 dự phòng và 1 làm việc
4.2.1.4 Xác định lượng phèn dự trữ
Lượng phèn dự trữ cho một mùa mưa: chọn 3 tháng
+ n : là số ngày sử dụng , 90 ngày.
+ Q : công suất nhà máy xử lý bằng 100000 m 3 /ng.đ.
+ a : lượng phèn cho vào nước bằng 22,5 mg/l.
+ Pk: tỉ lệ tinh khiết trong phèn khô lấy 55%.
4.2.2 Các công trình chuẩn bị dung dịch vôi
Để sử dụng vôi sống, cần phải tiến hành quá trình tôi Các nhà máy có khả năng cơ giới hóa hoặc công suất lớn có thể áp dụng thùng tôi vôi cơ nhiệt Thiết bị này bao gồm một thùng kim loại hình trụ nằm ngang, được đặt trên hệ giá đỡ, bên trong chứa các hạt bi sắt có kích thước từ D50 đến D70mm.
4.2.2.2 Thiết bị pha chế vôi sữa
4 Ống dẫn vôi đã định lượng
Hình 4 4.Thiết bị pha chế vôi sữa
Sau khi thành vôi sữa đặc sẽ đưa qua bể pha vôi, tại đây được pha loãng đến nồng độ thích hợp (50000m 3 /ngày, n=6-8 giờ) Chọn n = 8 giờ.
SVTH: Đặt 2 bơm: 1 bơm làm việc, 1 bơm dự phòng
Xác định lượng vôi dự trữ
Lượng vôi dự trữ trong 30 ngày.
+ n: số ngày dự trữ 30 ngày
+ Dk: lượng vôi để kiềm hoá nước = 12,69(mg/l).
+ Pk: tỉ lệ lượng vôi CaO tinh khiết trong vôi cục bằng 75%.
Tính toán công trình trạm xử lý cho phương án I
6 Ống dẫn sang bể phản ứng Hình 4.
- Thời gian nước lưu lại bể t = 3 (phút), (Điều 6.53-[1])
- Chọn vận tốc ở miệng dẫn vào đáy bể vv = 1 (m/s), (Điều 6.56-[1])
- Vận tốc nước chảy ở cuối máng vm = 0,6 (m/s), (Điều 6.56-[1])
-Vận tốc nước từ bể ra máng vr = 0,8(m/s), (quy phạm: 0,8 - 1 m, điều 6.59-[1])
- Diện tích tiết diện ngang ở phần trên của bể trộn với vận tốc nước dâng : vd = 25(mm/s) = 0,025 (m/s) (Điều 6.56-[1]): Ft v d
Q ; m 2 Trong đó: Q là công suất trạm xử lý, Q = 4166,67 m 3 /h = 1,16 m 3 /s
- Chọn 4 bể trộn, diện tích mỗi bể: ft = 46,4/4 = 11,6 m 2
- Bể hình vuông có kích thước mỗi cạnh bt = f t 11 , 6 =3,4m
- Chọn đường kính ống dẫn nước vào bể trộn.
+ Qui phạm V = 1 ÷ 1,5 m/s Tra bảng thủy lực chọn đường kính ống ta có:
+Chọn ống bằng thép: D = 450 mm; V = 1,21 m/s, Dngoài = 500mm
Diện tích đáy bể chỗ nối với ống sẽ là : fd = 0,63 0,63 = 0,4 (m 2 ).
Chọn góc hình nón = 40 o Chiều cao hình tháp ( phần dưới bể ) : hd 2
+ bt là kích thước phần trên của bể
+ bd là kích thước đáy bể chỗ nối với ống
- Thể tích phần hình tháp của bể trộn được tính theo như sau :
= 1 3 ×3,8× [11,6 + 0,4 + 11 , 6 0 , 4 ] = 17,9 (m 3 ) Thể tích toàn phần của bể với thời gian nước lưu t = 3 (phút).
Thể tích phần trên của bể là : Wt = W – Wd = 52 – 17,9 = 34,1 (m 3 )
Chiều cao phần trên của bể là : ht = t t f
Chiều cao toàn phần bể : htp = ht + hd + hbv = 2,9 + 3,8 + 0,5 = 7,2 (m).
Thu nước bằng máng vòng có lỗ ngập trong nước giúp nước chảy vào ống dẫn ra khỏi bể theo hai hướng ngược chiều nhau, với lưu lượng được tính toán chính xác trong máng.
- Diện tích tiết diện máng với tốc độ nước chảy trong máng vm = 0,6 m/s fm = v q m m = 0 , 6 520 3600 , 8 = 0,24 (m 2 ).
Chọn chiều rộng máng là : bm = 0,5 (m).
→ Chiều cao lớp nước trong máng:
Hm m m b f = 0 0 , 24 , 5 = 0,48 (m) Độ dốc máng về phía ống tháo nước ra lấy i = 0,02.
Tổng diện tích các lỗ ngập thu nước ở thành máng của 1 bể với tốc độ nước cháy qua lỗ theo: ve = 1m/s.
Chọn đường kính dl = 30mm.
Diện tích một lỗ là:f1= 4 d e 2 =
Tổng số lỗ trên một máng; n = 0 , 0 0007 , 28 = 400 (lỗ).
Các lỗ được bố trí ngập trong nước 70 mm (tính đến tâm lỗ).
Chu vi phía trong của máng:
Khoảng cách giữa các tâm lỗ là: e n
= 13 400 , 6 = 0,031 (m) Khoảng cách giữa các lỗ: e – dl = 0,031 – 0,03 = 0,001 (m) Để dẫn nước từ bể trộn sang bể phản ứng ta dùng đường ống.
4.3.2 Bể phản ứng vách ngăn ngang
Hình 4 6 Bể phản ứng vách ngăn ngang
- Dung tích của bể phản ứng:
+ Q: công suất trạm xử lý, Q = 100000m 3 /ng.đ = 4166,67m 3 /h.
+ t : thời gian nước lưu trong bể, t = 20 phút.
+ n: số bể phản ứng, chọn n = 4 bể.
- Diện tích bề mặt bể. fb b b
Hb: chiều cao bể, quy chuẩn Hb = 2-3 m, chọn Hb= 2,5 m
- Chiều rộng mỗi hành lang. b H b
+V : vận tốc dòng nước dọc theo hành lang.v = 0,2 0,3m/s Chọn v= 0,2 m/s. +Hb : chiều cao bể, Hb = 2,5 (m)
+n : số bể, n = 4 bể. b = 4 3600 4166 , 67 0 , 2 2 , 5 = 0,8 (m) Chọn chiều dài bể Lpư = 17 (m)
Chiều rộng bể phản ứng : Bpư= 174 17 b b
Trong đó:+ L chiều dài bể phản ứng, L m.
+ b là bể rộng mỗi ngăn phản ứng, b = 0,8 m.
4.3.3 Bể lắng ngang thu nước cuối bể
1 Máng phân phối nước vào
Hình 4 7 Bể lắng ngang thu nước cuối bể
- Diện tích mặt bằng bể được xác định theo công thức:
+ α : Hệ số sử dụng thể tích của bể lắng, lấy bằng 1,3.(Điều 6.71 1
+ Q : lưu lượng nước đưa vào bể lắng, 4166,67 (m 3 /h)
+ Uo là Tốc độ rơi của cặn trong bể lắng, chọn U0 = 0,5 (mm/s) (Quy phạm U0 0,5÷0,6 mm/s theo bảng 6.9 1 ).
- Chiều dài của bể lắng được xác định theo công thức :
+Htb : Chiều cao trung bình của vùng lắng, (Điều 6.72 1 ).Htb = 3÷4 (m).
+Vận tốc trung bình của dòng chảy ở phần đầu bể lắng, theo quy phạm ứng với nước đục: Vtb=9÷12 (mm/s), chọn Vtb= 9 (mm/s) (Điều 6.72 1 ).
- Chiều rộng của bể lắng
Có 4 bể lắng, mỗi bể được chia thành 4 ngăn, với chiều rộng mỗi ngăn là 4,7 m Hàng lỗ cuối cùng cao hơn mức cặn tính toán 0,4 m (theo quy phạm 0,3÷0,5 m) Diện tích công tác của vách ngăn phân phối vào bể được đặt cách đầu bể 1,5 m (theo quy phạm 1 ÷ 2 m).
- Lưu lượng nước tính toán qua mỗi ngăn của bể : qn 4 4
- Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào
Với vlo1= 0.3m/s (Quy phạm vlo1 = 0,2 ÷ 0,3(m/s)
- Diện tích của các lỗ ở vách ngăn thu nước ở cuối bể đặt cách tường 1,5m.
Lấy đường kính lỗ ở vách ngăn phân phối dpp= 0,06m (Quy phạm d=0,05÷ 0,15m) Diện tích một lỗ flỗ1 = 0,0028 (m 2 )
- Vậy tổng số lỗ ở vách ngăn phân phối thứ nhất :
Lấy đường kính lỗ ở vách ngăn thu nước thứ hai dtn = 0,07m (Quy phạm d 0,05 ÷ 0,15m) Diện tích một lỗ flỗ2 = 0,0038 (m 2 )
-Vậy tổng số lỗ ở vách ngăn thu nước thứ hai. n2 2
- Ở vách ngăn phân phối bố trí thành 10 hàng dọc và 10 hàng ngang Khoảng cách giữa trục các lỗ theo hàng dọc là :(3-0,4)/10 = 0,26 (m)
- Khoảng cách giữa trục các lỗ theo hàng ngang là 3 /10 = 0, 3 (m)
- Việc xả cặn tiến hành theo chu kì với thời gian giữa hai lần xả cặn T = 24h
- Thể tích vùng chứa nén cặn của một bể lắng:
+ T : thời gian giữa 2 lần xả cặn T = 24h.
+ Q : công suất của nhà máy Q = 4166,67 (m 3 /h).
+ Cmax : Hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng Cmax = 539,69(mg/l)
+ C: Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi lắng 10 12 mg/l, chọn 10mg/l (Điều 6.68 1 ).
+ N : số lượng bể lắng ngang, N = 4 bể
+ : Nồng độ trung bình của cặn đã nén = 60000 (g/m 3 ).(Bảng 6.8- [1])
- Diện tích mặt bằng một bể lắng fb = N F 3009,3 4 = 752,3 (m 2 )
- Chiều cao trung bình của vùng chứa nén cặn :
- Chiều cao trung bình của bể lắng :
- Chiều cao xây dựng bể lắng kể cả chiều cao bảo vệ (0,30,5m)
- Tổng chiều dài bể lắng kể cả 2 ngăn phân phối và thu nước :
- Thể tích của một bể lắng :
- Lượng nước tính bằng phần trăm mất đi khi xả cặn ở 1 bể :
+ Kp là hệ số pha loãng, khi xả cặn bằng thuỷ lực chọn bằng 1,2.
Hệ thống xả cặn bắng ống đục lỗ ở hai bên và đặt dọc theo trục mỗi ngăn
+ Thời gian xả cặn qui định 8 ÷ 10 phút, tốc độ nước chảy ở cuối ống không nhỏ hơn 1m/s, chọn v = 1 m/s
- Dung tích cặn ở một ngăn: Wc-n 4
- Lưu lượng cặn một ngăn: qc-n t
- Vận tốc cặn ở cuối máng xả cặn : vm> 1m/s, chọn vm = 1,5(m/s)
- Diện tích của máng xả cặn : Fm = 0,091/1,5 = 0,06 (m 2 )
- Tốc độ nước qua lổ vlo= 1m/s Chọn dl = 25 mm (theo điều 6.84 [1], d ≥ 25mm), fl = 0,00049 (m 2 ).
- Tổng diện tích lỗ trên một máng xả cặn :
- Số lỗ một bên máng xả cặn
Khoảng cách tâm các lỗ : l = L/n = 42/92 = 0,45(m) Đường kính ống xả cặn với qc-n = 91 (l/s) tra bảng ống thép được D = 350(m), v = 0,93(m/s)
Tổn thất trong hệ thống xả cặn :
+ d là hệ số tổn thất qua các lỗ đục của máng d = 11,4.
+ là hệ số tổn thất cục bộ trong máng = 0,5.
+ fc là diện tích ống xả cặn
+ fm là diện tích máng xả cặn 0,06 (m 2 ).
4.3.4 Bể lọc nhanh trọng lực
1 Ống dẫn nước vào bể
3 Máng thu nươc rửa lọc
6 Ống dẫn nước sang bể chứa
7 Ống xả nước lọc đầu
8 Ống dẫn nước rửa lọc
9 Ống dẫn gió rửa lọc
10 Ống xả nước lọc đầu
Hình 4 8 Bể lọc nhanh trọng lực
Chọn các thông số tính toán.
- Đường kính cỡ hạt: dmax =1,6(mm); dmin=0,7(mm); dtương đương = 0,75 ÷ 0,8 (mm)
- Hệ số không đồng nhất: K = 1,3 ÷ 1,5, chọn K =1,4.
- Chiều dày lớp vật liệu lọc: 1300 ÷ 1500 (mm), chọn HVL = 1400 (mm.).
- Tốc độ lọc ở chế độ làm việc bình thường: Vbt= 6,0 ÷ 8,0 m/h Chọn Vbt =8 m/h.
- Tốc độ lọc cho phép ở chế độ làm việc tăng cường: Vtc = 7,0 ÷ 9,5 m/h
4.3.4.1 Diện tích bề mặt bể lọc.
F = T V bt a tW tW a Vt bt
+ Q: Công suất của nhà máy; Q = 100000 (m 3 /ng.đ).
+ T: Thời gian làm việc của bể lọc; T = 24h.
+Vbt: Tốc độ lọc ở chế độ bình thường; Vbt = 8 (m/h) (Quy phạm 6-8 m/h). + a: Số lần rửa bể lọc trong 1 ngày; a = 2.
+ W1: Cường độ nước rửa lọc (giai đoạn nước kết hợp với gió), chọn W1= 3 l/s.m 2 (Quy phạm 2.5-3 l/s.m 2 ).
+ W2: Cường độ rửa nước thuần túy, chọn W2= 8(l/s.m 2 ) (Quy phạm 5-8 l/s.m 2 ). + t1: Thời gian rửa nước gió kết hợp, t1 = 5 phút (Quy phạm 4-5 phút)
+ t2: Thời gian rửa nước thuần túy, t2 =5 phút = 0,083h (Quy phạm 4-5 phút) + t3: Thời gian ngừng bể lọc để rửa, t3 = 0.35 h.
- Số bể lọc cần thiết xác định theo công thức thực nghiệm: N = 0,5 F (bể)
N = 0,5 639 , 6 = 11,79 ; Chọn N = 12 bể Chia 12 bể thành 2 dãy.
- Kiểm tra tốc độ lọc tăng cường (khi ngừng 1 bể)
Vtc: nằm trong khoảng 7 ÷ 9.5 (m/h) (bảng 6.11-[1]) đảm bảo.
- Chọn kích thước bể lọc: B = 5,7 (m); L = 7,0 (m)
- Chiều cao toàn phần của bể lọc nhanh: H = hđ + hv + hn + hp + hk (m).
+ hđ:Chiều cao lớp sỏi đỡ, hđ = 0,1m (Hệ thống thu nước bể lọc là chụp lọc- theo điều 6.112-[1])
+ hv: Chiều dày lớp vật liệu lọc, hv = 1,4 m (theo điều 6.103-[1])
+ hn: Chiều cao lớp nước trên vật liệu lọc, hn = 2m.
+ hp: Chiều cao phụ, hp = 0,5m (Quy phạm hp = 0,3-0,5m)
+ hk: Chiều cao khoảng không từ mép dưới sàn đỡ chụp lọc đến sàn bể lọc, hk = 1m.
4.3.4.2 Tính toán máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc.
Để rửa bể hiệu quả, nên sử dụng biện pháp kết hợp giữa gió và nước Với bể có chiều rộng 5,7 m, cần lắp đặt 3 máng thu nước rửa lọc có đáy tam giác Khoảng cách giữa các máng sẽ được tính toán là 1,9 m, đảm bảo quy phạm không vượt quá 2,2 m.
- Lượng nước rửa thu vào mỗi máng được xác định theo công thức. qm = W2 d l (l/s).
+ d: Khoảng cách giữa các tâm máng, d = 1,9 m.
- Chiều rộng máng tính theo công thức: bm K 5 3
+ K: Hệ số phụ thuộc vào hình dáng của máng, máng có tiết diện hình tam giác, K 2,1.
+ qm: Lưu lượng nước rửa thu vào mỗi máng, qm 0,107 (m 3 /s).
+ a: Tỉ số giữa chiều cao phần chữ nhật của máng với một nửa chiều rộng máng, lấy a 1,5 (quy phạm a =1 – 1,5).
- Vậy chiều cao phần máng chữ nhật là: hCN = 0,33 m
- Độ dốc đáy máng lấy về phía máng tập trung nước là i = 0,01 Chiều dày thành máng lấy là: m = 0,08m.
- Chiều cao toàn phần của máng thu nước rửa là:
- Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép trên máng thu nước xác định theo công thức:
+ L: Là chiều dày lớp vật liệu lọc, L = 1,4 m.
+ e: Độ giãn nở tương đối của lớp vật liệu lọc (theo bảng 6.13-[1]), e = 20%.
Máng dẫn nước rửa cần được lắp đặt sao cho đáy dưới cùng của máng cao hơn lớp vật liệu lọc ít nhất 0,07m, nhằm đảm bảo hiệu quả hoạt động và tuân thủ quy định.
Chiều cao toàn phần của máng thu nước rửa là 0,64 m, với độ dốc về phía máng tập trung là 0,01 Máng có chiều dài 7,0 m, do đó chiều cao ở phía máng tập trung sẽ được tính toán dựa trên các thông số này.
Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung xác định theo công thức: hM 1,73 3 g q 2 m A 2 0,2 (m).
+ qm: Lượng nước chảy vào máng tập trung q m 0,107 x 3= 0,32 (m 3 /s).
+ A: Chiều rộng máng tập trung, chọn A = 1,2 m (Quy phạm ≥ 0,6 m)
+ g: Gia tốc trọng trường bằng 9,81 m/s 2 hM 1,73 3 2 2
4.3.4.3 Tính hệ thống rửa lọc i l H
Chọn phương pháp phân phối khí và nước bằng chụp lọc có khe dài đuôi.
- Chọn loại chụp lọc có khe rộng 0,6mm; chiều dài khe:15mm; 12khe/1chụp lọc.
- Tổng diện tích khe hở trên chụp lọc:Fk = 6×10 -4 ×0.015×12= 1.08×10 -4 (m 2 )
- Tổng diện tích cần thiết của khe hở: F V q ( m 2 ) k
+ qr: lưu lượng nước rửa của 1 bể lọc , q r = 0,32 m 3 /s
+ Vk: vận tốc nước chảy qua khe chụp lọc (Vk = 1.7 m/s Theo điều 6.112[1] Vk ≥ 1.5m/s)
- Tổng số chụp lọc trên toàn bể: N = F F cái k
- Đan đỡ và chụp lọc: Chụp lọc được gắn trên đan bê tông cốt thép Loại chụp lọc đuôi dài.
- Kích thước mỗi tấm đan: ft = 1,05m x 1,04m = 1,1 m 2
- Số tấm đan trên một bể: f t f = 1 40 , 1 6 tấm.
- Số chụp lọc gắn trên mỗi tấm đan: n F N cái b
- Chọn mỗi tấm đan gắn 49 chụp lọc (quy phạm > 35 cái/m 2 ) Gồm 7 hàng, 7 dãy.
- Chiều dày tấm đan 100 mm
4.3.4.4 Tính toán đường ống cấp nước rửa lọc.
- Lưu lượng nước rửa của 1 bể lọc:
+ f: Là diện tích 1 bể lọc m 2
+ W: Là cường độ nước rửa lọc; W = 8 (l/s.m 2 ).
Tra thủy lực, chọn ống thép dẫn nước rửa lọc có đường kính Dn = 500 (mm), vận tốc V = 1,76 m/s (theo điều 6.111 [1]: 1.52 m/s)
4.3.4.5 Tính toán hệ thống cấp khí rửa lọc.
- Cường độ rửa gió thuần tuý là: Wg = 20 (l/s.m 2 ) (Quy phạm 1520 l/s.m 2 )
- Chọn vận tốc gió trong ống gió là: Vg = 20 (m/s) (Quy phạm 1520 m/s)
- Lưu lượng gió cung cấp cho 1 bể là: qg = Wg fb = 20 40= 800 (l/s) = 0,8 (m 3 /s). Đường kính ống dẫn gió là: dg = 4 3 , 4 14 0 , 20 8
Vận tốc thực tế trong ống: vg = 2 3 14 0 25 2
Dùng chụp lọc đuôi dài xẻ khe nên không dùng hệ thống ống nhánh phân phối mà chỉ dùng ống chính.
4.3.4.6 Tính toán ống dẫn nước từ bể lắng tới.
Thiết kế với 12 bể lọc chia 2 dãy nên có 2 ống dẫn từ khối bể lắng tới, lưu lượng nước qua 1ống sẽ là: q1 = N Q 4166 2 , 67 = 2083,3 (m 3 /h) = 0,58 (m 3 /s).
+ Vận tốc nước chảy trong ống dẫn vào bể lọc vl = 1.2 m/s (Quy phạm 0,8-1,2 m/s).
Vận tốc thực tế trong ống: vg = 2 3 , 14 0 , 9 2
Chọn đường kính ống xả kiệt D = 200mm và thiết kế đáy bể lọc với độ dốc i = 0,005 hướng về phía ống xả kiệt Đầu ống cần lắp khoá và phải được bảo vệ bằng tấm lưới hoặc tấm chắn đặc biệt để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình hoạt động.
4.3.4.7 Tính toán ống dẫn nước đã lọc.
- Lưu lượng nước vào mỗi bể lọc.
Theo bảng thủy lực chọn ống dẫn nước đã lọc có D = 350 mm Khi đó V = 1,05 m/s (Quy phạm 1-1,5m/s).
Chọn ống dẫn nước có D = 450 mm, khi đó v= 1,235 m/s
Chọn đường kính là 600mm, khi đó v = 1,04 m/s
Chọn đường kính là 600mm, khi đó v = 1,395 m/s
Chọn đường kính là 700mm, khi đó v = 1,285 m/s
Chọn đường kính là 800mm, khi đó v = 1,18 m/s
- Ống xả nước lọc đầu:
- Lưu lượng nước qua mỗi bể lọc là: Qb =
Chọn D = 250mm, khi đó vận tốc là v = 1,79 m/s (Quy phạm 1,5-2,0m/s)
4.3.4.8 Tính toán sân phơi vật liệu lọc.
- Thể tích vật liệu lọc trong 12 bể:
- Sân phơi cát chứa lượng cát.
W CÁT = 10% x 720 = 72 (m 3 ) + Chiều dày lớp cát phơi 5 đến 10 cm.
+ Chọn chiều dày lớp cát phơi là 10 cm.
- Do đó diện tích sân phơi cần thiết là.
- Trên mặt bằng ta bố trí 2 dãy, mỗi dãy bố trí 6 bể lọc Bố trí 2 sân phơi, đặt sân phơi cát ngay sau 2 dãy bể lọc.
Diện tích mỗi sân phơi cát là:
- Chọn chiều dài mỗi sân phơi L = 39 m
- Chiều rộng mỗi sân phơi B= 9,2m
4.3.4.9 Tính tổn thất áp lực khi rửa bể lọc nhanh.
- Tổn thất qua hệ thống phân phối bằng chụp lọc h = g
+ Vk: vận tốc nước qua khe chụp lọc, (Quy phạm Vk = 1,5 m/s) + : hệ số lưu lượng của chụp lọc, loại có xẻ khe = 0,5. h = 2 9 1 , 81 , 5 2 0 , 5
- Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ: hđ = 0,22 L s W (m) (4.103)
+Ls: Là chiều dày lớp sỏi đỡ ( Ls = 0,1m)
- Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc: hvl = (a + bW )He Trong đó:
+ Với kích thước hạt: d = 0,7 ÷ 1,6mm thì: a = 0,76; b = 0,017 + W: Cường độ rửa lọc; W = 8 l/s.m2
+ H: Chiều dày lớp vật liệu lọc; H = 1,4 m
+ e: Độ giãn nở tương đối của vật liệu lọc; e = 20%
+ Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu của vật liệu lọc hbđ = 2m.
+ Tổn thất cục bộ trong bể lọc, hcb= 0,5m
- Vậy tổng tổn thất áp lực bể lọc
HL = h + hđ +hvl + hbđ +hcb = 0,23+ 0,176 + 0,25 + 2+ 0,5 = 3,16 (m).
- Chọn máy bơm nước rửa lọc: Áp lực công tác cần thiết của máy bơm rửa lọc là:
Hr = hhh + hô + HL + hcb
+ hhh: Độ cao hình học từ cốt mực nước thấp nhất trong bể chứa đến mép máng thu nước rửa hhh = 4,0 + 0,8 + 4,0 – 2,0 = 6,8 (m).
+ 4,0: Chiều sâu lớp nước trong bể chứa.
+ 0,8: Chiều cao từ mép trên máng thu nước và mặt trên lớp vật liệu lọc
+ 2,0: Chiều cao lớp nước trong bể lọc.
+ 4,0: Độ chênh mực nước từ bể lọc sang bể chứa.
+ hô = i.l: Là tổn thất áp lực trên đường ống dẫn nước từ trạm bơm đến bể lọc.
Chiều dài từ trạm bơm đến bể lọc là 150m Đường kính ống dẫn nước rửa lọc là
500 mm với lưu lượng 320 l/s Tra bảng có: 1000i = 6,94→ i= 0,00694
h ô = 0,00694 150 = 1,04 (m) + HL: Tổn thất áp lực nội bộ bể lọc; HL = 3,2 (m)
+ hcb: Tổn thất cục bộ tại các bộ phận nối ống và van khoá; lấy hcb= 2m.
Hr = 6,8+ 1,04 + 3,16 + 2 = 13,0 (m)Với lưu lượng Qr = 324 (l/s) áp lực công tác của bơm rửa lọc Hr = 13,0 (m) chọn 1 bơm rửa lọc và 1 bơm dự phòng.
Lưu lượng gió rửa lọc:Qg = 800 (l/s) áp lực công tác của máy bơm gió lấy Hg 3m (Quy phạm 3-4m).
Tỉ lệ nước rửa so với lượng nước vào bể lọc tính theo công thức:
- t1: Thời gian rửa (phút), t1 = 5 (phút)
- Wr: Cường độ rửa lọc; Wr = 8 l/s.m 2
- fb: Diện tích 1 bể lọc; fb = 40 m 2
- Q: Công suất trạm xử lý; Q = 4166,67 m 3 /h
To: Thời gian làm việc giữa 2 lần rửa bể (h).
Bể lọc hoạt động trong 24 giờ mỗi ngày và được rửa sạch 2 lần trong khoảng thời gian này Mỗi lần rửa bể lọc mất 0,1 giờ, trong khi thời gian xả nước lọc đầu là 0,17 giờ Sau khi rửa, bể cần khoảng 0,35 giờ để phục hồi trước khi tiếp tục hoạt động.
Hình 4 9 Bể chứa nước sạch
1- Ống dẫn nước vào bể
3- Ống dẫn nước xả tràn
4- Ống dẫn nước ra bể chứa
+ WBC : Dung tích bể chứa, m 3
+ WDH : Dung tích điều hòa của bể chứa, m 3
+ WCC : Dung tích chứa cháy, m 3
+ WBT : Dung tích dùng cho bản thân nhà máy, m 3
- Căn cứ vào bảng ta có thể tích điều hòa của bể nước:
+ 19,34% lấy theo bảng 4.2 (Bảng 4.2 – phụ lục D)
Bảng 4 2 Xác định dung tích điều hòa của bể chứa ( Bảng 4.2 – phụ lục C)
- Dung tích nước dự trữ chữa cháy
+n : số đám cháy xảy ra đồng thời.(n=3)
+qcc : tiêu chuẩn nước chữa cháy, (l/s)
- Dung tích nước cho bản thân nhà máy
Vậy dung tích của bể chứa là : WBC = 19340 + 1296 + 5000 = 25636 (m 3 ). Làm tròn Wbc = 26000 (m 3 ), Chia thành 2 bể, mỗi bể 13000 (m 3 )
Kích thước mỗi bể là 57 x 57 x 4 (m), Với chiều cao nước trong bể chứa Hn = 4(m)
Với độ dốc đáy bể chứa i = 1% >Chiều sâu phía đáy bể:
Hs = Hn + i× l = 4,0 + 0,01 x 57 = 4,57 (m)Chiều cao cần xây dựng của bể H = H + H = 4+ 0,5 = 4,50 ( m )
Chiều cao bể nằm trên mặt đất 0,5 (m) sâu xuống đất 4,0 (m)
Lượng Clo đưa vào để khử trùng (theo 6.162, [1]), ta lấy Lclo = 3mg/l.
Liều lượng Clo dùng trong 1 giờ: G clo h 24 100
Thể tích Clo: V h clo clo h
Với trọng lượng riêng của Clo là: 1,47 (kg/l).
Lượng nước cho Cloratơ làm việc lấy bằng 0,6 (m 3 /kgClo) (theo 6.169, [1]). Lưu lượng nước cấp cho trạm :Q = 0,6G h clo = 0,6 12,5 = 7,5 (m 3 /h) 2,1(l/s).
Vận tốc nước chảy trong ống dẫn là Vn = 0,6 (m/s) Đường kính ống: D 4 Q v 4 3 , 14 2 , 1 0 10 , 6 3 0 , 07 ( m )
Lượng Clo dùng cho 1 ngày: V ngay clo = V h clo 24 = 8,5 24 = 204 (l/ngđ).
Ta chọn số bình Clo dự trữ trong trạm đủ dùng tối thiểu là 30 ngày.
Lượng Clo dùng trong 30 ngày: V 30 clo = 20430 = 6120 (l/tháng).
Clo được chứa trong bình loại 500 lít
Số bình Clo dự trữ trong một tháng 6120/500 = 12 (bình).
Từ lượng Clo dùng trong 1 giờ Q h clo = 8,5 l/h ta chọn 3 cloratơ, 2 cái làm việc và 1 cái dự phòng.
- Lấy kích thước nhà clo 8m 10m.
Diện tích của các bể trộn phèn: FTrộn =
Diện tích của các bể tiêu thụ phèn: FTiêu thụ = 2
Diện tích thao tác lấy 50%FBể = 0,5 (5,1 + 3,5) = 4,3m 2
Tổng diện tích ngăn phèn là: Fphèn = 5,1+ 3,5 + 4,3 = 12,9m 2
Diện tích của các bể pha vôi:FTrộn =
Diện tích thao tác lấy 50%FBể = 0,5 5,67 = 2,84 m 2
Tổng diện tích ngăn vôi là: Fvôi = 5,67 + 2,84 = 8,51 m 2
4.3.7.3 Diện tích kho chứa hóa chất
Trong công trình bố trí nhà hoá chất và nhà dự trữ hoá chất cùng một gian cho nên diện tích của nhà hoá chất và lưu trữ là:
FH.Chất = FPhèn + FVôi+Fct = 12,9 + 8,51 +20 = 40m 2
Chọn kích thước nhà hóa chất B x L = 4,5 8 = 40 m 2
4.3.8 Các công trình bổ trợ
Xưởng sửa chữa cơ khí: 6 10 = 60 m 2
4.3.9 Bố trí cao trình phương án I
- Chọn tổn thất áp lực để bố trí cao độ trong các công trình (theo mục 6.355,[1])
- Tổn thất áp lực trong các công trình:
Bể phản ứng vách ngăn ngang: 0,5m
Do sự kết hợp giữa bể phản ứng và bể lắng ngang, tổn thất áp lực trong các đường ống nối từ công trình này sang công trình khác cần được xác định cụ thể.
Từ bể trộn đến bể phản ứng: 0,5m
Từ bể phản ứng đến bể lắng: 0,1m.
Từ bể lắng đến bể lọc : 0,6m.
Từ bể lọc đến bể chứa : 1,0m.
Bể chứa nước sạch được thiết kế nửa nổi nửa chìm Cao trình mực nước cao nhất trong bể chứa nước sạch chọn: MN max Bể chứa = 21,0 (m)
Cao trình thành trên bể chứa là:M mặt bể chứa = MN max bể chứa + h bv 21,0 + 0,5 = 21,5 (m) Cao trình đáy bể chứa là:M đáy bể chứa = MN max bể chứa - Hnước 21,0 – 4 = 17 (m).
Cao trình đáy bể chứa nước sạch đến đáy độ dốc của bể chứa nước sạch: Δ M đáy bể chứa = M đáy bể chứa - 57 x 0,01 = 16,43 m.
Cao trình mặt nước trong bể lọc là:
MNlọc MN max Bể chứa + hlọc +hlọc-chứa = 21,0+ 3,5 + 1,0 = 25,5m Cao trình mực nước trong mương tập trung của bể lọc là:
MN mương lọc 25,5 0.1 25,6 (m) Cao trình thành trên bể lọc: M mặt lọc MNlọc + hbv lọc = 25,5+ 0,5 = 26,0 (m). Cao trình đáy bể lọc : M đáy lọc = MN mặt lọc - HXD= 26,0– 5 = 21,0(m)
Cao trình mực nước trong bể lắng:
MNlắng = MN lọc+ hlắng + hlắng-lọc = 25,5 + 0,60 + 0,60 = 26,7 (m). Cao trình thành trên bể lắng:M mặt lắng MNlắng+ hbv lắng = 26,7+0,5',2(m). Cốt đáy bể lắng: M đáy lắng M mặt lắng - hxd lắng = 27,2 – 3,8 = 23,4( m).
4.3.9.4 Bể phản ứng vách ngăn ngang
Cao trình mực nước của bể phản ứng:
MNPƯ = MNlắng + hpư + hpư-lắng = 26,7 + 0,5 + 0,1 = 27,3 (m).
Cao trình thành trên bể phản ứng: MN mặt PƯ = MNPƯ + hbv = 27,3 + 0,5 = 27,8 (m). Cốt đáy bể phản ứng: M đáy pư MN mặt PƯ - hxd pư = 27,8 – 2,5 = 25,3 (m)
Cao trình mực nước trong bể trộn:
MN Bểtrộn = MN mat PƯ + htrộn + htrộn-pứ = 27,8 + 0,6 + 0,5 = 28,9 (m)
Cao trình mặt bể trộn được tính bằng công thức: M mặt Bểtrộn = MNBểtrộn + h trộn bv = 28,9 + 0,5 = 29,4 (m) Đáy bể trộn có cao trình là: M đáy Bểtrộn = MN mặt Bểtrộn – HXD = 29,4 – 7,2 = 22,2 (m) Máng thu nước có cao trình: MN máng tn Bểtrộn = MN Bểtrộn – 0,1 = 28,9 - 0,1 = 28,8 (m) Cao trình trong máng tập trung cũng cần được xác định.
MN máng tt Bểtrộn = MN tn Bểtrộn – 0,1 = 28,8 – 0,1 = 28,7 (m)
Tính toán công trình trạm xử lý cho phương án II
4.4.1 Bể hoà trộn phèn, bể tiêu thụ và thiết bị định lượng phèn
Về mặt cấu tạo, các thông số tính toán thiết kế các công trình chuẩn dung dịch phèn giống phương án I
4.4.2 Các công trình chuẩn bị dung dịch vôi
Về mặt cấu tạo, các thông tính toán và thiết kế các công trình chuẩn bị dung dịch vôi Giống phương án I
4- Ngăn phân phối nước vào
Hình 4 10 Bể trộn cơ khí
Dung tích bể trộn cơ khí:
+ Q: Công suất trạm xử lý, Q = 100000 m 3 /ngđ = 4166,67 m 3 /h
+ t là thời gian nước lưu lại trong bể, t= 60s ( t= 45-90s, mục 6.58, [1]).
Xây 2 bể trộn cơ khí Dung tích một bể 35 m 3 Chọn bể trộn hình vuông, theo quy phạm tỉ lệ giữa chiều cao và chiều rộng là 2:1
Kích thước của bể trộn cơ khí B L H= 2,5m 2,5m 5,5 m 5 m 3
Tổng diện tích bản cánh lấy bằng 15% diện tích mặt cắt ngang bể (quy phạm 15 – 20%) fc 100
Diện tích một bản cánh là:
Chiều dài cánh: lấy là 2,4 m; Chiều rộng bản cánh: b = 0,7 2 , 4 = 0,3 m
Bản cánh đặt ở khoảng cách tính từ mép ngoài đến tâm trục quay: R = 1,2 m
Chọn tốc độ quay của guồng khuấy lấy vk = 200 vòng/phút (Quy phạm 50-500 vòng/phút)
Tốc độ chuyển động của các bản cánh khuấy:
+ n là số vòng quay của cánh khuấy; n = 200(vòng/phút).
+ R là khoảng cách tính từ mép ngoài đến tâm trục quay, R = 1,2 (m) Công suất cần thiết để quay cánh khuấy: N = 51.C.F.V 3 (W)
Trong đó: C là hệ số trở lực của nước phụ thuộc giữa chiều dài và chiều rộng của bản cánh Vì 2,4 0 , 3 = 8 nên C =1,2 N = 511,20,718,85 3 = 299232,21 (W)
Giá trị gradient vận tốc:G = 10
Trong đó: là độ nhớt động học của nước ở 25 0 C =0,0092
4.4.4 Bể phản ứng cơ khí
1 Ngăn phân phối nước vào
Hình 4 11 Bể phản ứng cơ khí
Thể tích bể phản ứng: W= Q 60 t = 4166,67 60 15 = 1042 m 3
Xây dựng 4 ngăn phản ứng Mỗi ngăn chia làm 3 buồng, kích thước chiều rộng và cao của một buồng là: 3,9m x 3,9m.
Tiết diện ngang của một ngăn : f = h x b = 3,9 x 3,9 = 15,21 m 2
Cấu tạo guồng khuấy gồm trục quay và 4 bản cánh khuấy đặt đối xứng qua trục, toàn bộ đặt theo phương thẳng đứng.
Tổng diện tích bản cánh lấy bằng 15% diện tích mặt cắt ngang bể (quy phạm 15 – 20%) fc = f 100 15 100
Diện tích một bản cánh là: 2 , 4 28 = 0,57 m 2 , Chiều dài cánh lấy là 3,6 m
= 0,16 m Bản cánh đặt ở khoảng cách tính từ mép ngoài đến tâm trục quay: R1 = 1,8m, R2 1,3m.
Chọn tốc độ quay của guồng khuấy: ở buồng 1 (đầu tiên) vk = 5 vòng/phút, buồng 2 vk = 4 vòng/phút, ở buồng 3 vk = 3 vòng/phút.
Kiểm tra lại các chỉ tiêu khuấy trộn cơ bản:
+ Ở buồng phản ứng đầu tiên:
Tốc độ chuyển động của các bản cánh khuấy:
- n là số vòng quay của cánh khuấy; n = 5(vòng/phút).
- R là khoảng cách tính từ mép ngoài đến tâm trục quay (m) Tốc độ chuyển động tương đối của các bản cánh khuấy so với nước:
Bản thứ nhất dài 1,6m, bản thứ hai dài 1,3m
= 2 14.3 60 1 53, 75.0 = 0,51 m/s Công suất cần thiết để quay cánh khuấy:
N = 51.C.F.( V 3 1 + V 3 2 ) (W) Trong đó: C là hệ số trở lực của nước phụ thuộc giữa chiều dài và chiều rộng của bản cánh Vì 0 3 , 16 , 6 = 22,5 nên C =1,9, F = 2,28 m 2
(0,7 3 + 0,51 3 ) = 81,36 (W) Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m 3 nước:
N = 95 81 , , 36 82 = 0,85 (W/m 3 ) Giá trị gradient vận tốc:
G = 10 Z = 10 0 , 0 0093 , 85 = 95,6 l/s < 100l/sTrong đó: là độ nhớt động học của nước ở 27 0 C = 0,0093
Chỉ số P = G T : đặc trưng cho trạng thái tối ưu (T là thời gian nước lưu lại trong bể: T phút = 900s) ,(quy phạm P = 40000 ÷200000)
P = 95,6 x 900 = 86040 < 200000 Ở buồng phản ứng thứ hai:
Công suất cần thiết để quay cánh khuấy:
= 51 x 1,9 x 2,28 x (0,56 3 + 0,4 3 ) = 52,94 W Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m 3 nước:
Z = W N = 52 95 , , 82 94 = 0,55 W/m 3 Giá trị gradient vận tốc:
V2= 2 R 60 n ,0 75 = 2 3 , 14 1 60 , 3 3 0 , 75 = 0,31 m/s Công suất cần thiết để quay cánh khuấy:
= 51 x 1,9 x 2,28 x (0,42 3 + 0,31 3 ) = 22,95 W Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m 3 nước:
Giá trị gradient vận tốc:
Công suất (P) được tính bằng công thức P = G x T, với G = 50,74 và T = 900, cho ra giá trị P = 45666, vượt quá ngưỡng 40000 Tốc độ chuyển động của cánh khuấy dao động từ 0,31 đến 0,7 m/s, trong khi quy phạm là từ 0,25 đến 0,75 m/s Gradien vận tốc giảm dần từ buồng đầu đến buồng cuối, với giá trị dao động từ 95,6 đến 50,74 l/s, so với quy phạm từ 100 đến 30 l/s Giá trị P cũng nằm trong quy phạm cho phép.
1 Mương phân phối nước vào bể lắng
2 Cửa phân phối nước vào
3 Không gian phân phối nước
5 Ống thu nước đục lỗ
6 Mương dẫn nước sang bể lọc
7 Hệ thống ống xả cặn
8 Hố thu cặn Hình 4 12 Bể lắng Lamen
10 Ông dẫn nước sang bể lọc
Công suất trạm xử lý Q = 100000 m 3 /ngđA66,67 m 3 /h=1,16 m 3 /s
Góc nghiêng của tấm chắn là φ = 60 0
Chiều cao đặt tấm chắn H0 = 1m
Chiều dài tấm lá chắn là l = H0/sin 60 0 =1,15m
Các tấm Lamen xếp lại với nhau tạo thành các lỗ có hình dáng như tổ ong. Vận tốc lắng cặn: Uo=0,5mm/s theo bảng 6.9, [1].
Chiều cao vùng đặt tấm chắn: Ho=l x sin60 o =0,87m.
4.4.5.2 Tính toán kích thước cơ bản
* Tiết diện ngang của bể
Tiết diện ngang của bể được xác định theo công thức 6.9 ở điều 6.66, [1].
Q: là công suất của trạm xử lý, Q = 4166,67 m 3 /h. a: là tải trọng bề mặt của bể lắng, đối với nước ít đục vừa thì a = 3,6 – 4,5 (m 3 / m 2 h) Ứng với hàm lượng cặn C = 500 (mg/l) thì ta lấy a = 4,5 (m 3 /m 2 h).
Chọn số bể công tác là 8 bể, tiết diện ngang của mỗi bể là: 88,74 m 2
Kích thước vùng lắng mỗi bể là: B L = 8 15
Cặn được thu vào đáy hình chóp với góc nghiêng giữa các tường là 70 độ Bể có chiều dài 15m và chiều rộng 8m, được chia thành 10 ngăn thu cặn, mỗi ngăn có dạng hình chóp với cạnh đáy tương ứng là chiều rộng B.
Chiều cao hình chóp được tính như sau : hc = a o o 2 , 6 m
4.4.5.3 Dung tích phần chứa nén cặn
Lượng cặn lắng sau 24 giờ của mỗi bể lắng
T là thời gian giữa hai lần xả cặn, lấy T = 24 giờ.
C là hàm lượng cặn vào bể, C = 539,69 g/m 3 m là hàm lượng cặn sau lắng(m-12 mg/l), chọn m = 10 g/m 3
N là số bể lắng, lấy N = 8 δ là hàm lượng trung bình của cặn được nén chặt, δ = 60000g/m 3 (Theo bảng 6.8, [1])
Mỗi bể lắng có 10 ngăn chứa cặn có dạng hình chóp, lượng cặn sau 24 giờ của mỗi ngăn :
Ngoài ra ta có dung tích chứa cặn ở mỗi ngăn là
+ hc là chiều cao của hình chóp, hc = 2,6m
+S1 là tiết diện ngang của đáy lớn một ngăn lắng,S1=44 m 2 +S2là tiết diện ngang của đáy nhỏ một ngăn lắng,S2=0,40,4=0,16 m 2
Lượng cặn chứa trong ngăn thu cặn sau 24 giờ chiêm 15 11 , 39 100 % 71 , 5 %
Kết luận: Với dung tích 10 ngăn thu cặn hình chóp ở mỗi bể, hệ thống đủ khả năng chứa lượng cặn trong 24 giờ mà không cần bổ sung dung tích cho phần chứa cặn phía trên hình chóp.
Vậy chiều cao chứa cặn h3 = 2,6m.
4.4.5.4 Chiều cao tính toán của bể lắng
Chiều cao phần nước trong phía trên của dàn Lamen là h1 = 0,5m
Chiều cao đặt dàn Lamen là: H0 = 1m.
Chiều cao phần không gian phân phối nước dưới dàn Lamen là h2 = 1,2m Chiều cao vùng chứa nén cặn h3 = 1,9 m.
Chiều cao bảo vệ của bể lắng là hbv = 0,5m.
Chiều cao toàn phần của bể lắng là:
4.4.5.5 Thiết kế hệ thống xả cặn
Lượng nước tính bằng % mất đi khi xả cặn ở một bể:
+ Kp: hệ số pha loãng khi xả cặn bằng thuỷ lực, Kp = 1,15÷1,2.
+ T: thời gian giữa hai lần xả cặn, T = 12 giờ.
+ Wc: thể tích cặn của một bể; 110 (m 3 ).
+ Q: lượng nước đưa vào một bể, Q = 4166 8 , 67 = 520,83 (m 3 /h).
Hệ thống xả cặn được thiết kế với ống đục lỗ nằm dọc theo trục mỗi ngăn, với thời gian xả cặn quy định từ 10 đến 20 phút Tốc độ nước chảy ở cuối ống phải đạt ít nhất 1m/s, đảm bảo hiệu quả trong quá trình xả cặn.
Lưu lượng cặn một ngăn: qcn 60 10 10
Cứ 1 hình chóp ta bố trí 1 ống hút D = 150 (mm) Ống góp chung của một bể
Lượng cặn thu được từ các ngăn như sau: Sau 2 ngăn, lượng cặn là q1 = 18,3 x 2 = 36,6 (l/s) với đường kính D 0 mm Sau 4 ngăn, lượng cặn đạt q1 = 18,3 x 4 = 73,2 (l/s) và chọn D 0 mm Tiếp theo, sau 6 ngăn, lượng cặn là q1 = 18,3 x 6 = 109,8 (l/s) với đường kính D 50 mm Cuối cùng, sau 8 ngăn, lượng cặn đạt q1 = 18,3 x 8 = 146,4 (l/s) và chọn D 0 mm Ống xả cặn sau 8 ngăn được kết nối với ống chung có đường kính D = 400 mm, thực hiện xả cặn bằng phương pháp thủy lực.
4.4.5.6 Tính toán cửa phân phối nước của bể phản ứng tới
+ vl: vận tốc nước chảy qua cửa phân phối, vl = 0,15 ÷ 0,3 m/s, chọn vl = 0,2 (m/s). + n: số bể lắng thiết kế, n = 8.
Lỗ phân phối có dạng hình chữ nhật, chiều dài lấy bằng 3 m
Chiều cao của lỗ: hlỗ = 0,725/3 = 0,26 (m) ≈ 0,3 m
4.4.5.7 Tính toán ống thu nước
Hệ thống thu nước sau bể lắng sử dụng ống đục lỗ chảy ngập trên mặt nước, với mỗi bể được trang bị 4 ống thu đục lỗ ở hai bên Chiều dài của mỗi ống là 15m, tương ứng với chiều dài của bể.
Khoảng cách giữa các tâm ống: a = 8/4 = 2,0 (m) (Thõa mãn 6.84, [1])
Lưu lượng nước chảy trong mỗi ống sẽ là: q0 4
= 0,04 (m 3 /s) Vận tốc nước chảy trong ống thu là v0 = 0,8m/s.(Quy phạm 0,6-0,8m/s) Đường kính của ống: D 14 0
Chọn D%0 mm v = 0,8 m/s Ống thu dốc về máng tập trung với i = 0,01.
Diện tích lỗ trên một ống : ∑fl v lo q 0
Vlỗ là tốc độ nước chảy qua lỗ lấy bằng 1 (m/s) Đường kính lỗ ta chọn dl = 30(mm) = 0,03(m).(Quy phạm >%mm)
Diện tích một lỗ là: f1lỗ = 2
Số lỗ trên một ống: n = 0 , 0 0007 , 04 = 58(lỗ).
Mỗi bên bố trí 29 lỗ Khoảng cách giữa các tâm lỗ là : 15 29 = 0,52 (m).
4.4.5.8 Máng thu nước tập trung
Chọn bề ngang của máng là B=1 m.
Khoảng cách từ đáy ống thu đến đáy máng tập trung được xác định theo công thức: hM 1,75 3 2
+qM là lưu lượng nước chảy trong máng tập trung, qM=1,16/8=0,15m 3 /s. +g: là gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s 2
4.4.5.9 Tính toán số tấm Lamen cần dùng:
Bề dày mỗi tấm Lamen là: ∆ = 0,001; khoảng cách của các lỗ là d = 0,022 m.
Số tấm Lamen cần dùng ở 1 bể là: n = ( L d)
4.4.6 Bể lọc nhanh trọng lực
Tính toán tương tự phương án I
Tính toán tương tự phương án I
4.4.8 Công trình xử lý bùn Đối với phương án I
Lưu lượng nước thải từ 12 bể lọc qr = Wn F1b (m 3 ) Trong đó:
+ Wn: Cường độ nước rửa.
Trong giai đoạn thứ hai của quy trình rửa bể qr = 3 40 = 120 (l/s) = 0,12 (m 3 /s).
Vậy trong thời gian 5 phút lượng nước rửa cần thiết giai đoạn 2 là:
Trong giai đoạn thứ ba của quy trình rửa bể: qr = Wn F1b = 8 40 = 320 (l/s) = 0,32 (m 3 /s).
Vậy trong thời gian 5 phút lượng nước rửa cần thiết là:
Q2 = 0,32 5 60 = 96 m 3 Vậy lưu lượng nước cần thiết để rửa 1 bể lọc:
Q = Q1 + Q2 = 36 + 96 = 132 m 3 Trong một ngày tất cả 12 bể lọc đều được rửa 2 lần, vậy tổng lưu lượng nước rửa lọc trong ngày là:
Lưu lượng nước thải từ 4 bể lắng ngang:
Mỗi lần xả bể lắng thì lượng nước giảm 1,05% nước một bể
Lưu lượng nước bị mất đi: Qm= 4166,67/41,05% = 10,93 (m 3 /h) = 0,003 (m 3 /s). Mỗi lần xả thì 8 phút : Wm = 0,003 8 60 = 1,46 (m 3 ).
Mỗi lần xả 4 bể liên tiếp
Lưu lượng cặn xả từ bể lắng và bể lọc
Lượng cặn lưu lại trong 3 tháng là
- Q : công suất trạm xử lý, Q = 100000 (m 3 /ngđ)
- C: hàm lượng cặn vào bể, C = 536,69 (g/m 3 )
- m : hàm lượng cặn sau khi ra bể lọc C = 2 (g/m 3 )
- T là thời gian cặn lưu lại trong hồ, t = 90 ngày
- là tỷ trọng của bùn, 1100000 kg/m 3
Vậy tổng dung tích cặn và nước là :
W = Wloc + Wlg = 1584+ 4374 + 1,46 = 5959,5 (m 3 ) Chọn 2 hồ lắng bùn có chiều cao h = 5 m.
Vậy kích thước của hồ l x b = 35 m x 17 m
Mỗi lần xả 4 bể liên tiếp,xả 2 lần một ngày. Đối với phương án II
-Lưu lượng nước thải từ 12 bể lọc: (giống phương án I)
- Lưu lượng nước xả từ 8 bể lắng lamen
Mỗi lần xả bể lắng thì lượng nước giảm 1,5 % nước một bể
Lưu lượng nước bị mất đi:
Mỗi lần xả thì 8 phút : Wm = 0,0015 8 60 = 0,72 (m 3 ).
Lưu lượng cặn xả từ bể lắng và bể lọc (giống phương án I)
Vậy tổng dung tích cặn và nước là :
W = Wloc + Wlg = 1584+ 4374 + 0,72 = 5958,7 (m 3 ) Chọn 2 hồ lắng bùn có chiều cao h = 5 m.
Vậy kích thước của hồ l x b = 35 m x 17 m
Mỗi lần xả 8 bể liên tiếp,xả 2 lần một ngày.
4.4.9 Tính toán các công trình phụ trợ
Tính toán tương tự phương án I
4.4.10 Bố trí cao trình phương án 2
Để đảm bảo hiệu quả trong thiết kế các công trình, việc xác định độ chênh mực nước là rất quan trọng và cần được thực hiện thông qua tính toán cụ thể Theo tiêu chuẩn 6.355, tổn thất áp lực nên được xem xét khi bố trí cao độ cho các công trình.
- Tổn thất áp lực trong các công trình:
Bể phản ứng cơ khí : 0,2m.
Do sự kết hợp của bể trộn, bể phản ứng và bể lắng lamen, tổn thất áp lực trong các đường ống giữa các công trình này cần được tính toán cẩn thận.
Từ bể trộn đến bể phản ứng: 0,1m
Từ bể phản ứng đến bể lắng: 0,1m.
Từ bể lắng đến bể lọc: 0,8m.
Từ bể lọc đến bể chứa: 1,0m.
- Nhà máy xử lý đặt ở vị trí có cốt mặt đất 43,5, lấy mực nước cao nhất trong bể chứa làm chuẩn.
Cao trình mực nước trong bể lắng:
MNlắng = MN lọc+ hlắng + hlắng-lọc = 25,5 + 0,5 + 0,8 = 26,8 (m).
Cao trình thành trên bể lắng: M mặt lắng MNlắng + hbv lắng= 26,8 + 0,5 = 27,3 (m). Cao trình đáy bể lắng: M đáy lắng M mặt lắng - Hxd ',3 – 5,8 = 21,5 (m).
4.4.10.4 Bể phản ứng cơ khí
Cao trình mực nước của bể phản ứng:
MNPƯ = MNlắng + hphản ứng + hpứ-lắng = 26,8 + 0,2 + 0,1 = 27,1 (m).
Cao trình thành trên bể phản ứng: M mặt PƯ = MNPƯ + hbv = 27,1 + 0,5 = 27,6(m) Cao trình đáy bể phản ứng là: M đáy M mặt - H ',1 – 3,9 = 23,2 (m)
Cao trình mực nước trong bể trộn:
MN Bểtrộn = MNPƯ +htrộn + htrộn-pứ = 27,1 + 0,2 + 0,1 = 27,4 (m)
Cao trình mặt bể trộn là: M mặt Bểtrộn = MNBểtrộn + h trộn bv 27,4 + 0,5 = 27,9 (m).Cao trình đáy bể trộn là: M đáy Bểtrộn = M mặt Bểtrộn – HXD 27,9 – 5,5 = 22,4 (m).
Tính toán công trình thu và trạm bơm
Căn cứ vào điều kiện thủy văn, địa chất công trình, giao thông Ta chọn công trình thu nước kiểu phân ly.
Mực nước cao nhất của sông : 5 (m).
Mực nước thấp nhất của sông : 0,5 (m)
Diện tích công tác của song chắn rác chính là diện tích cửa thu được xác định theo công thức :
+ Q: công suất trạm xử lý, Q = 100000 m 3 /ngđ = 1,16 (m 3 /s)
+ v: vận tốc nước chảy qua cửa thu v = 0,5 (m/s) (mục 5.83, [1]; v = 0,2÷0,6(m/s).
+ K1 : Hệ số kể đến việc thu hẹp diện tích do chiều dày các song chắn rác. Với K1 = (a+d)/a = (50+10)/50 =1,2
3 Song chắn rác 4 Lưới chắn rác
5 Ống loe thu nước 6 Ống hút a: Chiều rộng khe hở giữa 2 song, a = 40 ÷ 50mm ; chọn a= 50mm. d: Đường kính song chắn, dmm
K2 : Hệ số co hẹp do rác bám vào; K2 = 1,25
Chọn 2 song chắn rác, kích thước 1 song chắn rác: 1,321,32 m.
Chọn lưới chắn rác kiểu lưới chắn phẳng đặt giữa bể thu và bể hút
Lưới được chế tạo từ thép không gỉ với đường kính dây đan là 1mm và kích thước mắt lưới là 4x4 mm Để tăng cường khả năng chịu lực, bên ngoài lưới được trang bị thêm một tấm lưới bảo vệ có kích thước mắt lưới 25x25 mm và đường kính dây đan là 1,5mm Lưới được căng chắc trên khung thép.
Diện tích công tác của lưới: Flưới = K 1 n Q v K 2 6 , 25 2 1 , 16 0 , 8 1 , 25 = 5,66 (m 2 )
+ Q: công suất trạm xử lý, Q = 100000 m 3 /ngđ = 1,16 (m 3 /s)
+ K1: Hệ số kể đến sự thu hẹp dòng chảy do chiều dày các sợi thép
+ K2 = 1,25: Hệ số co hẹp do rác bám vào lưới chắn
+ V: Vận tốc qua lưới chắn rác V = 0,8 (m/s) (mục 5.99, [1]; v= 0,8-1,2m/s)
Chọn 2 lưới chắn rác theo quy chuẩn với kích thước 1 lưới: a b = 2,42,4 m.
Chiều dài ngăn thu lấy theo quy phạm 1,6 ÷ 3 m → Chọn LH = 2,5 m.
Chiều rộng ngăn thu: BT = BL+ 2e = 1,0 + 2 0,5 = 2 (m).
+ BL: Chiều rộng song chắn rác (mm).
+ e : khoảng cách từ mép lưới đến tường ngăn thu ; Chọn e = 0,5 m.
Chiều rộng ngăn hút xác định theo công thức, B h 3D f
Df : đường kính phễu thu, D f = (1,3 1,5)D h , lấy D f = 1,3D h
Dh: đường kính ống hút (ống làm bằng thép)
Lưu lượng nước qua mỗi ống hút: Q1= Q/2 = 1,16/2 = 0,58 (m 3 /s)
Tra bảng thuỷ lực chọn Dh = 800mm, vh = 1,15 m/s, 1000i =1,92
Giả sử trường hợp một ống hút có sự cố, ống còn lại phải đảm bảo 70% công suất của nhà máy xử lý Khi đó lưu lượng sẽ là 70%1,16 = 0,81 (m 3 /s).
Lúc này vận tốc sẽ là:
Vận tốc này thỏa mãn theo quy phạm: v= 1,2 ÷ 2 (m/s) (mục 5.96, [1])
D f = 1,61 0,8 = 1,0 (m) Chọn đường kính phễu D f = 1000mm.
B h 3 1,0 = 3(m) Chọn B h = 3 m. Để đảm bảo chế độ dòng chảy và thuận tiện cho thi công ta lấy:
Chiều rộng ngăn thu Bt = Bh = 3,0(m).
Chiều dài ngăn hút: Lh = Lt = 2,5(m).
Khoảng cách từ mép dưới cửa thu nước đến đáy sông: h1= 0,7m.
Khoảng cách từ mép dưới đặt lưới đến đáy công trình thu: h2= 0,7m
Khoảng cách từ mực nước thấp nhất đến mép trên cửa thu: h3= 0,5m.
Khoảng cách từ đáy ngăn hút đến miệng phễu hút: h50,8 D f = 0,81 = 0,8 m chọn h5= 0,8 m.
Khoảng cách từ mực nước thấp nhất đến miệng phễu hút :
SVTH: h61,5 x D f = 1,5 1 = 1,5(m) Chọn h6= 1,5 m Đáy công trình thu có độ dốc i2% về phía hố thu cặn.
Hố thu cặn kích thước: a b h = 0,5 0,5 0,25m
Tính toán cao trình mặt nước trong ngăn thu và ngăn hút
Cao trình mặt nước của sông:
Cốt mực nước sông so với cốt mặt đất: -2 m
Tổn thất qua song chắn rác: h s = 0,1m.
Tổn thất qua lưới chắn rác: h l = 0,2m.
Cao trình mặt nước trong ngăn thu:
Cao trình mặt nước trong ngăn hút:
Vị trí lấy nước của nhà máy nước sạch đặt gần sông H, nước được dẫn về nhà máy bằng hệ thống mương dẫn
Công suất trạm xử lý đến năm 2040: Q TBI = 100000 m 3 /ngđ = 1160(l/s)
Vậy mỗi bơm có các thông số Qb n
= 341,2 l/s, Trong đó: + n : là số bơm
+ : hệ số giảm lưu lượng
Vậy với lưu lượng trên ta chọn 4 bơm làm việc, 2 bơm dự trữ
Cột áp của máy bơm:
Cột áp bơm cấp I xác định theo công thức:
Hb = Zc – Zm + hh + hd + h0 + hb (m)
+ Hb: áp lực toàn phần của máy bơm
+ Zc: cốt mực nước cao nhất trong bể trộn, Zc = 28,9 m
+ Zm: cốt mực nước thấp nhất trong ngăn hút, Zm = 16 m
+ hh: tổng tổn thất trong ống hút tính từ miệng phễu hút đến máy bơm.
Chiều dài ống hút được xác định là 250m, với lưu lượng nước qua ống là 341,2 l/s Đường kính ống hút được chọn là 800mm, và hệ số tổn thất đường ống là 2,16 m/km, với vận tốc nước là 1,26 m/s Tổng hệ số tổn thất qua các thiết bị bao gồm: 1 côn thu có hệ số tổn thất là 0,1, 1 khóa có hệ số tổn thất là 1, và 1 phễu thu có hệ số tổn thất là 0,15 Tổng tổn thất trong ống đẩy được tính từ máy bơm đến trạm xử lý.
h d i l d v d g = 1,1 m ld: Chiều dài ống đẩy, ld = 120 m.
Lưu lượng nước qua ống đẩy: Q = 341,2 (l/s) Đường kính ống đẩy là: Dh = 800mm; 1000i = 2,16 m/km, vh = 1,26 (m /s)
Tổng hệ số tổn thất qua các thiết bị:1côn mở 0 , 25 ;1 van 1 chiều, ξ = 1; 1 van 2 chiều, ξ = 1; 4 tê, ξ = 1,5 x 4 = 6; 4 cút 90 o , ξ = 4 x 0,5 = 2;
SVTH: h0: Áp lực tự do lấy h0 = 1 m. hb: tổn thất áp lực qua máy bơm, hb = 2m
Dựa vào sổ tay chọn bơm, ta chọn bơm Omega 350-360A, có các thông số:
- Đường kính bánh xe công tác là 450
- Số vòng quay n = 1500 vòng/phút.
Công suất trạm bơm cấp II Qm = 100000 (m 3 /ngđ)
Tại trạm bơm cấp II, việc lắp đặt máy biến tần cho hệ thống bơm giúp điều chỉnh hoạt động của bơm một cách linh hoạt theo nhu cầu sử dụng nước Khi nhu cầu nước tăng cao, biến tần sẽ tự động tăng số vòng quay của bơm để đáp ứng áp lực cần thiết Khi bơm đầu tiên đạt tốc độ tối đa, bộ biến tần sẽ khởi động bơm thứ hai, dẫn đến việc giảm dần số vòng quay của bơm đầu tiên và tăng số vòng quay của bơm thứ hai.
Chọn số bơm nước sạch trong trạm bơm 2 là 6 bơm, 4 bơm làm việc và 2 bơm dự phòng.
Vào giờ lớn nhất hoạt động 4 bơm: Lưu lượng 1 bơm là:
Tổn thất áp lực toàn phần máy bơm nước sinh hoạt
H tp = Hyc + (ZTXL - ZMNTNBC) + h (m) Trong đó:
- Hyc : là áp lực yêu cầu tại nhà máy = 27,06 m.
- ZTXL : Lấy cao trình tại trạm xử lý (Khu vực xây dựng trạm bơm cấp 2) = 21 m
- ZMNTNBC : Là cốt mực nước thấp nhất trong bể chứa trong giờ dùng nước lớn nhất:
- h : Tổng tổn thất nội bộ trạm bơm(Gồm : Tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ trên ống hút và ống đẩy) (1 3 m) chọn 3m
Dựa vào sổ tay chọn bơm, ta chọn bơm Omega 250-480A, có các thông số:
- Đường kính bánh xe công tác là 175
- Số vòng quay n = 1450 vòng/phút. Đường ống trong trạm bơm
Vận tốc nước chảy trong ống đặt trong trạm bơm cấp II ( mục 7.15, [1]). Ống hút của máy bơm
Mỗi bơm đặt 1 ống hút riêng với lưu lượng một ống trong giờ dùng nước lớn nhất là 376,5 (l/s)
1 i s m v Ống hút chung của tổ máy bơm
Dùng 2 ống hút cho tổ máy.
Lưu lượng nước lớn nhất qua ống: Q = 376,5 (l/s).
Chọn ống thép không rỉ D700: có v = 1,32 (m/s), 1000i = 2,94 Ống đẩy của máy bơm
Mỗi bơm đặt 1 ống đẩy riêng với lưu lượng một ống trong giờ dùng nước lớn nhất là 376,5 (l/s)
1 i s m v Ống đẩy chung của tổ máy bơm
Dùng 2 ống đẩy cho tổ máy.
Lưu lượng nước lớn nhất qua ống: Q = 376,5 (l/s).
Chọn ống thép không rỉ D600: có v = 1,73 (m/s), 1000i = 5,97
Khái toán chi phí xây dựng trạm xử lý
4.6.1 Khái toán chi phí cho phương án I
4.6.1.1 Chi phí xây dựng khối bể trộn đứng
Với bể trộn chi phí xây dựng chiếm 80%, chi phí thiết bị và phụ tùng kèm theo chiếm 20%.
Chi phí xây dựng bể trộn tính theo công thức :
GXD BT = V BT x g BT = 208x 1700000= 353,6 (triệu đồng) Trong đó:
+ V BT : Tổng dung tích 8 bể trộn, V BT = 26 x 8 = 208 m 3
+ g BT : đơn giá xây dựng bể trộn, g BT = 1700000(đồng/m 3 )
Chi phí thiết bị cho bể trộn.
Tổng giá thành xây dựng và thiết bị bể trộn.
G BT = GXD BT + GTB BT= 353,6 + 88,4 = 442 (triệu đồng)
4.6.1.2 Chi phí xây dựng khối bể phản ứng có vách ngăn
Với bể phản ứng cơ khí chi phí xây dựng chiếm 80%, chi phí thiết bị chiếm 20%.
- Chi phí xây dựng bể phản ứng cơ khí tính theo công thức:
GXD PƯ = V PƯ g PƯ (triệu đồng) Trong đó:
+V PƯ : Tổng dung tích 4 bể phản ứng V PƯ = 3474 = 1388 m 3
+g PƯ : đơn giá xây dựng bể phản ứng; g PƯ = 1700000 (đồng/m 3 )
- Chi phí thiết bị cho bể phản ứng.
→ Tổng giá thành xây dựng và thiết bị bể phản ứng:
G PƯ = GXD PƯ + GTB PƯ#59,6+ 589,9 = 2949,5 (triệu đồng).
4.6.1.3 Chi phí xây dựng khối bể lắng
- Chi phí xây dựng chiếm 80%, thiết bị chiếm 20%
GXD BL = V BL g BL Trong đó:
+V BL : Tổng dung tích 4 bể lắng, V BL = 2605,7 4 = 10422,8 m 3
+g BL : Đơn giá xây dựng bể lắng, g BL = 1000000 (đồng/m 3 )
- Chi phí thiết bị cho bể lắng :
Tổng giá thành xây dựng và thiết bị bể lắng:
G BL = GXD BL + GTB BL= 10422,8 + 2605,7 = 13028,5 (triệu đồng)
4.6.1.4 Chi phí xây dựng khối bể lọc nhanh
Với bể lọc nhanh chi phí xây dựng chiếm 40%, chi phí thiết bị chiếm 60%.
- Chi phí xây dựng bể lọc nhanh tính theo công thức:
GXD BLọc = V Blọc g Blọc (triệu đồng) Trong đó:
+V Blọc : Tổng dung tích 14 bể lọc, V Blọc = 5,7 x 7 x 5 12 = 2394 (m 3 )
+g Blọc : đơn giá xây dựng bể lọc nhanh, g Blọc = 3500000 (đồng/m 3 ).
- Chi phí thiết bị cho bể lọc:
Tổng giá thành xây dựng và thiết bể lọc nhanh:
G Blọc = GXD Blọc + GTB Blọc = 8379+ 12568,5= 20947,5 (triệu đồng).
4.6.1.5 Chi phí xây dựng bể chứa nước sạch
- Giá thành xây dựng bể chứa tính theo công thức:
G BC = V BC g BC (triệu đồng) Trong đó:
+V BC : tổng dung tích bể chứa, kích thước xây dựng bể 2 chứa; V BC 000
+g BC : đơn giá xây dựng bể chứa, g BC = 1000000 (đồng/m 3 ).
4.6.1.6 Chi phí xây dựng các công trình khác
Lấy bằng 30% tổng giá thành xây dựng các công trình chính của nhà máy xử lý.
GK = 30% ( G BT + G PƯ + G BL + G Blọc + G BC )
Tổng giá thành xây dựng và thiết bị cho nhà máy xử lý:
GNM = GBT + GPƯ + GBL + GBlọc + GBC + G BT +GK
4.6.2 Khai toán chi phí cho phương án II
4.6.2.1 Chi phí xây dựng bể trộn cơ khí
Với bể trộn cơ khí chi phí xây dựng chiếm 80%, chi phí thiết bị và phụ tùng kèm theo chiếm 20%.
- Chi phí xây dựng khối bể trộn tính theo công thức :
GXD BT = V BT g BT = 70 1700000 = 119 (triệu đồng) Trong đó:
+ V BT : Tổng dung tích 2 bể trộn, V BT = 70 m 3
+ g BT : đơn giá xây dựng bể trộn; g BT = 1700000 (đồng/m 3 )
- Chi phí thiết bị cho bể trộn.
Tổng giá thành xây dựng và thiết bị bể trộn.
G BT = GXD BT + GTB BT= 119 + 29,75 = 148,75 (triệu đồng).
4.6.2.2 Chi phí xây dựng khối bể phản ứng cơ khí
Với bể phản ứng cơ khí chi phí xây dựng chiếm 80%, chi phí thiết bị chiếm 20%.
- Chi phí xây dựng bể phản ứng cơ khí tính theo công thức :
GXD PƯ = V PƯ g PƯ = 1042 1700000 = 1771,4 (triệu đồng).
+ V PƯ : Tổng dung tích bể phản ứng V PƯ = 1042 m 3 g PƯ : đơn giá xây dựng bể phản ứng; g PƯ = 1700000 (đồng/m 3 ).
- Chi phí thiết bị cho bể phản ứng.
Tổng giá thành xây dựng và thiết bị bể phản ứng :
G PƯ = GXD PƯ + GTB PƯ= 1771,4 + 442,85 = 2214,25 (triệu đồng)
4.6.2.3 Chi phí xây dựng khối bể lắng lamen
- Chi phí xây dựng bể lắng Lamen chiếm 70%, thiết bị chiếm 30%.
GXD BL = V BL g BL = 4117,54 2000000 = 8235 (triệu đồng).
Trong đó: V BL : Tổng dung tích bể lắng, V BL = 4117,54 m 3 g BL : Đơn giá xây dựng bể lắng, g BL = 2000000 (đồng/m 3 ).
- Chi phí thiết bị cho bể lắng :
Tổng giá thành xây dựng và thiết bị bể lắng :
G BL = GXD BL + GTB BL = 8235 + 3529,3 = 11764,3(triệu đồng).
4.6.2.4 Chi phí xây dựng khối bể lọc nhanh
Tính toán tương tự phương án I, G Blọc = 20947,5 (triệu đồng).
4.6.2.5 Chi phí xây dựng bể chứa nước sạch
Tính toán tương tự phương án I, G BC = 26000 (triệu đồng).
4.6.2.6 Chi phí xây dựng các công trình khác
Lấy bằng 30% tổng giá thành xây dựng các công trình chính của nhà máy xử lý.
GK = 30% ( G BT + G PƯ + G BL + G Blọc + G BC )
Tổng giá thành xây dựng và thiết bị cho nhà máy xử lý:
GNM = GBT + GPƯ + GBL + GBlọc + GBC + G BT +GK
4.6.3 Chi phí xây dựng công trình thu và trạm bơm cấp I Đối với công trình thu và trạm bơm cấp I chi phí xây dựng chiếm 20%, chi phí thiết bị và các phụ tùng kèm theo chiếm 80%.
- Chí phí xây dựng công trình thu và trạm bơm cấp I được tính bằng công thức sau:
GXD CTT = Qtr gXD CTT = 100000 100000 = 10000 (triệu đồng) Trong đó:
+ Qtr là công suất của nhà máy; Qtr = 100000 m 3 /ngàyđêm
+ gXD CTT: Đơn giá xây dựng công trình thu và nhà máy bơm I = 100000 đ/m 3
- Chí phí cho toàn bộ công trình thu và trạm bơm cấp I
GCTT=GXD CTT + GTBị CTT 000+ 40000 = 50000 (triệu đồng) = 50 (tỷ)
4.6.4 Chi phí xây dựng trạm bơm cấp II Đối với nhà máy bơm cấp II chi phí xây dựng chiếm 20%, chi phí thiết bị và các phụ tùng kèm theo chiếm 80%.
- Chi phí xây dựng, giá thành xây dựng nhà máy bơm cấp II tính theo công thức :
GXD TBII = Qtr g = 100000 100000 = 10000 ( triệu đồng).
Trong đó: Q là công suất nhà máy; Q = 100000 m 3 g là đơn giá xây dựng cho 1 m 3 công suất; g 0000 (đồng / m 3 ).
Tổng giá thành xây dựng và thiết bị nhà máy bơm cấp II :
G TBII = GXD TBII + GTBị TBII = 10000 + 40000 = 50000 (triệu đồng) P (tỷ)
* Tổng giá thành xây dựng và thiết bị ban đầu toàn bộ nhà máy sản xuất nước sạch
G XD = GTXL+ GCTT-TBI + GTBII
Phương án II: G II XD = 79,4 + 50+ 50 = 179,4 (tỷ)
Giá thành xây dựng 1m 3 nước tính 25 năm sau hoàn vốn
4.6.5 Chi phí vận hành quản lý của nhà máy nước
Chi phí điện năng của bơm trong 1 năm tính theo công thức:
+ Qb là lưu lượng bơm trong 1 ngày đêm.
+ Hb: cột áp bơm (m), Hb = 33,22 m
+ gđ: đơn giá 1kw điện; gđ = 1.304( đồng) (theoThông tư số 42/2011/TT-BCT). + đc; b: hiệu suất động cơ điện, hiệu suất bơm.
Chi phí điện sản xuất cho nhà máy bơm cấp I trong 1 năm
Chi phí điện sản xuất cho nhà máy bơm cấp II trong 1 năm (bao gồm cả bơm hoá chất, bơm nước rửa lọc ):
= 1.1: Là hệ số kể đến các loại bơm khác bơm sinh hoạt
Chi phí điện cho sản xuất
GSX = GĐ TBI + GĐ TBII = 5,6 + 6,2 = 11,8 (tỉ).
Chi phí điện năng thắp sáng và mục đích khác
Vậy tổng chi phí điện năng:
Lượng Clo dùng trong 1 giờ theo tính toán ở trên là: G h clo = 12,5 (kg/h). Lượng Clo dùng trong 1 ngày là: Q Clo ngđ = 300 (kg/ ngày) Đơn giá Clo: 40000 (đồng / kg).
Chi phí Clo trong 1 năm : GCL= 40000 300 365 = 4,38 (tỉ).
Lượng phèn dùng trong 1 ngày
P = LP Qngđ = 22,5100000/10 3 = 2250 (kg/ngày) Đơn giá phèn nhôm : 3000 (đồng/ kg).
Chi phí phèn tính cho 1 năm : GP= 2250 3000 365 = 2,46 (tỉ).
Lượng vôi dùng trong 1 ngày
P = LV Qngđ = 12,69 100000/10 3 = 1269 (kg/ngày) Đơn giá vôi : 600 (đồng/ kg).
Chi phí vôi tính cho 1 năm : GP= 1269 600 365 = 0,28 (tỉ).
Tổng chi phí hóa chất là: GHC = 4,38 +2,46 + 0,28 = 7,12 (tỉ).
4.6.6 Chi phí lương và bảo hiểm xã hội cho công nhân
Với công suất nhà máy Q = 100000 m 3 / ngày, số công nhân và cán bộ cần thiết cho nhà máy là :
Bảng 4 3 Thống kê nhân sự
STT Chức năng Số người
6 Công nhân vận hành nhà máy 60
Mức lương cơ bản hiện giờ: 1150.000 đồng/tháng
Hệ số lương được tính như sau:
Ban lãnh đạo hệ số lương là 3,0: G1 = 3,0 x 1150000 x 6 = 20,70 (triệu đồng)
Tổ chức hành chính là 2,34: G2 = 2,34 x 1150000 x 15 = 40,37 (triệu đồng) Ban vật tư, giám sát kiểm soát, đường ống là 2,1:
G3 = 2,1 x 1150000 x 109 = 263,24(triệu đồng) Công nhân vận hành là 1,9: G4 = 1,9 x 1150000 x 60 = 131,10(triệu đồng) Chi phí trả lương trong 1 năm:
GL = (20,70+ 40,37 + 263,24 + 131,10) x 12 = 5464,92 (triệu đồng) Chi phí bảo hiểm xã hội, 20% lương
Tổng chi phí lương và bảo hiểm: GL-BH = GL + GBH = 5464,92+ 1092,98 = 6,56 (tỉ)
4.6.7 Chi phí khấu hao tài sản cố định
Bảng 4 4 Tổng chi phí khấu hao cơ bản và chi phí sửa chữa lớn
Loại tài sản cố định
Khấu hao cơ bản Khấu hao sửa chữa
Tổng chi phí khấu hao và sửa chữa: GKH = 28,75 tỷ
4.6.8 Tổng các chi phí khác
Chi phí quản lý trạm: bằng 5% khấu hao cơ bản và sửa chữa lớn GQL = 28,75 x 5% = 1,44 (tỉ đồng)
Chi phí phân xưởng: bằng 27,5% chi phí quản lý trạm: GPX = 1,44 x 27,5% 0,40 (tỉ đồng)
Vậy tổng các chi phí khác: GK = 1,44 + 0,40 = 1,84 (tỷ)
*Tổng chi phí quản lý một năm
G = GĐ + GHC + GL-BH + GKH + GK = 11,92 + 7,12 + 6,56 + 28,75 + 1,84 = 56,19 (tỷ)
Giá thành quản lý 1m 3 nước: gQL = 100000 56 , 19 10 365 9
Giá 1m 3 nước:g = gXDML+gXDTXL+ gQL = 116,44 + 196,6 + 1539,45 = 1852,5 (đồng/m 3 )
Giá bán 1m 3 nước có tính thuế: gb = g x (1 + L + T) = 1852,5 x (1 + 0,05 + 0,05) = 2000 (đồng/m 3 ) Trong đó
L: Lãi định mức nhà máy, L = 5%
T: Thuế VAT đối với kinh doanh nước sạch, T = 5%
* So sánh 2 phương án trạm xử lí:
Về chi phí đầu tư xây dựng: hai phương án có chi phí đầu tư xây dựng tương đương nhau.
Cấu tạo và vận hành đơn giản Chi phí vận hành thấp.
Diện tích xây dựng lớn (lớn hơn phương án II)
Khuyết điểm: Khối lượng xây dựng các công trình lớn
+ Phương án II: Ưu điểm:
Khả năng tự động hoá cao
Hợp khối nên dễ dàng trong vấn đề quản lý
Khối lượng xây dựng các công trình nhỏ hơn phương án I
Khó khăn trong công tác vận hành Đòi hỏi trình độ quản lý vận hành cao
Từ những ưu, khuyết điểm trên phương án lựa chọn là phương án II.