Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước chua phèn khu vực đồng bằng sông Cửu Long với công suất 1000 m3/Ngàyđêm

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP ĐỀ TÀITÍNH TOÁN THIẾT KẾ HT XỬ LÝ NƯỚC PHÈN Ở ĐB SÔNG CỬU LONG NHÓM II PHÙNG THỊ TRÚC LINHTRỊNH THỊ BÍCH SA ĐỖ THỊ VY NỘI DUNG CHƯƠNG 1: Tổng quan về nước phèn ở ĐB SCL CHƯƠNG 2: Thiết kế hệ thống xử lý nước nhiễm phèn khu vực ĐB SCL với công suất 1000 m3/ng.đ CHƯƠNG 3: Tính toán thiết kế các công trình đơn vị CHƯƠNG 4:Tính toán công trình phụ và hóa chất CHƯƠNG 5: Tính toán giá thành hệ thống CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC PHÈN Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Giới thiệu sơ lược về ĐB SCL Nước phèn & thành phần của nước phèn Hiện trạng nguồn nước ở ĐB SCL GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ ĐB SÔNG CỬU LONG SƠ LƯỢC VỀ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Địa hình: thấp và bằng phẳng, chủ yếu là đồng bằng phù sa trẻ bồi đắp Diện tích: 39.734 km2 (khoảng 4 tr.ha) Dân số: 16 triệu dân Khí hậu: cận nhiệt đới với đặc điểm nóng, ẩm và mưa nhiều NƯỚC PHÈN VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NƯỚC PHÈN Nước phèn là gì? Ở ĐB SCL và một số nơi gần biển, nước có độ acid khá cao (pH thấp) gọi là nước phèn vì có vị chua. Acid trong nước phèn là sulphuric acid, được tạo thành khi đất phèn (FeS2) tiếp xúc với KK. Đất phèn được hình thành do quá trình kiến tạo địa chất ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC CHUA PHÈN Đặc trưng: chứa nhiều ion H+ và các muối thủy phân mang tính axit như AlCl3, Al2(SO4)3, FeCl3, Fe2(SO4)3, FeSO4. Nước chua phèn không có MT đệm (hàm lượng ion HCO3-, CO3- không có hoặc rất thấp) nên không thích hợp cho đời sống của các sinh vật sống dưới nước. Thành phần hoá học của nước phèn Nước phèn ở ĐB sông Cửu Long Đặc tính Màu: vàng đục, nhiều tạp chất hữu cơ pH: 2,5 - 3,5 Độ kiềm: 0 ( = 0, = 0) Hàm lượng sắt: 25 – 70 mg/l Hàm lượng : 100 – 380 mg/l Độ mặn: 180 mg/l  HIỆN TRẠNG NGUỒN NƯỚC Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Nước sinh hoạt ở vùng đất phèn ĐB SCL Các biện pháp xử lý trong dân gian Mô hình canh tác Lúa –Tràm-mô hình lọc phèn Vật liệu xử lý nước phèn DS3 được ứng dụng tại ĐB SCL Nước sinh hoạt ở vùng đất phèn ĐB SCL Đất phèn chiếm gần một nửa tổng S. Người dân khu vực này vẫn phải dùng nguồn nước nhiễm phèn cho mọi sinh hoạt hằng ngày từ tắm giặt, ăn uống… Vùng nhiễm phèn chiếm 41% S ĐB SCL. PH tại nhiều trạm quan trắc ở vùng ĐTM và TGLX 10-5 Đảm bảo ht ổn định dòng Thời gian nước lưu T=1,39h Tính toán máng thu nước L=1,45m 2m Chiều dài mỗi máng l=1m (2 ngăn ). Tải trọng máng thu q = 2,8 l/s.m thỏa điều kiện 1 < q < 3 l/s.m BỂ LỌC NHANH Nhiệm vụ: loại bỏ triệt để các cặn chưa lắng và không lắng được. Khử mangan nhờ lớp oxit mangan Dạng bể lọc: bể lọc nhanh Vật liệu lọc là cát thạch anh d=0,7-1,6mm, dtd=0,8-1mm. K = 1,8 – 2. Chiều dày 1200mm. Tốc độ lọc 4,8 m/h Tính toán số bể lọc và diện tích mỗi bể lọc Số bể lọc N = = 1,53 bể 2 bể Diện tích một bể lọc f = 4,7m2 BỂ LỌC NHANH (tt) Chọn kích thước bể : L x B = 3 x 1,6 = 4,8 m2 Kiểm tra lại vận tốc lọc Vbt=4,7m/h Vận tốc lọc tăng cường rửa một bể lọc Vtc=9,4m/h Chiều cao toàn phần của bể lọc nhanh H=h1+h2+h3+h4+h5= 0,4 + 0,8 + 2 + 0,4 + 0,5 = 4,1 m Xác định hệ thống phân phối nước và gió rửa lọc Đối với nước rửa lọc Cường độ rửa lọc cho một bể Qrửa = 0,047 m3/s Thời gian rửa bằng nước là 5 phút, q = 14,1 m3/lần BỂ LỌC NHANH (tt) Tiết diện ống dẫn nước rửa đến bể lọc Sống = 0,0235 m2 Dống = 0,173 m = 173 mm 200 mm KT vận tốc nước v = 0,75 m/s 2 m/s Đối với gió rửa lọc Wgió = 18 l/s.m2 , Qgió = 0,085 m3/ s Thời gian rửa bằng gió là 5 phút Q’gió = Qgió x t = 25,5m3/lần ĐK ống dẫn khí chính Dgió= 85 mm 100 mm Chọn KC giữa các ống nhánh là l = 0,3 m Nnh = 18 ống , qgió = 0,009 m3/s BỂ LỌC NHANH (tt) dnhánh = 27 mm 25 mm Kiểm tra lại vận tốc v = 18,34 m/s (15-20) Diện tích mặt cắt ngang ống gió chính = 0,008 m2 Đường kính lỗ gió là 3 mm (2  5) flỗ gió = 0,000007 m2 Tổng số lỗ gió là 457 lỗ Số lỗ trên một ống nhánh 25 lỗ Tính bơm nước rửa lọc CS bơm N =5,26 KW 6KW Tính bơm khí rửa lọc CS bơm khí N =6,66 kW 7KW CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ & HÓA CHẤT CỦA PHƯƠNG ÁN 4 TRẠM BƠM Công suất của trạm bơm Trong đó: Q- Công suất Q= 0,0116 m3/s H- áp lực của bơm, chọn H = 20 m - Khối lượng thể tích của nước,  =1000 kg/m3 -hiệu suất của bơm, lấy = 80% THIẾT BỊ PHA PHÈN Sử dụng phèn nhôm Al2(SO4)3.18 H2O để keo tụ. Chọn liều lượng phèn Pp = 35 mg/l. TÍNH TOÁN LƯỢNG PHÈN Lượng phèn khan, tính theo Al2(SO4)3.18 H2O : M = 35 x =68,16 kg/ngày đêm Lượng dd phèn 10%: Mdd 10% = = 681,6 kg/ngày đêm Lượng dd phèn dùng trong ngày: Qphèn = = 0,6816 m3 = 28,4 (l/h) Lượng nước dùng: Vnước = = 0,613 m3/ngày đêm CHỌN BƠM ĐỊNH LƯỢNG Q = 28,4 l/h = 0,0284 m3/h H = 30 m Sử dụng 2 bơm, hoạt động với chế độ 1 bơm chạy, 1 bơm nghỉ. Nhà máy làm việc 3 ca, mỗi ca pha một lần nên thời gian lưu là 8 h  Thể tích bể trộn phèn: V = Q x t = 0,23 m3 Chọn H = 1,5 D, kích thước bể tính được D = 0,58 m H = 1,5 D = 0,87 m Cần có hệ số an toàn cho thùng hoà tan: Dt = 0,65 m, H = 0,95 m TÍNH TOÁN BỂ TRỘN PHÈN CÁNH KHUẤY Đường kính cánh khuấy: d = 0,325 m Khuấy chậm liên tục trong 8 h. Năng lượng cho cánh khuấy: P = 9,2w Tốc độ cánh khuấy : n = 1,33 vòng/s = 80 vòng/phút THIẾT BỊ PHA VÔI Liều lượng vôi: Pv = 4 mg/l Thể tích thiết bị pha chế vôi sữa: V = 0,027 m3 Lượng vôi cần thiết sử dụng: m = Q.Pv = 1000 x 4. 10-3 = 4 kg/ngày đêm THIẾT BỊ PHA VÔI Lượng vôi thị trường (độ tinh khiết 80%): M = 5 kg/ngày đêm Lượng vôi sữa 5%: Mdd = 100 kg/ngày đêm Thể tích vôi sữa: Vdd = 0,1 m3/ngày đêm = 0,004 m3/h THIẾT BỊ PHA VÔI Chọn bơm định lượng với Q = 0, 1 m3/h, H = 60 m. Chọn D = H Vậy : H = D = 0,33 m Chọn số vòng quay n = 40 vòng/phút Đường kính thiết bị D = = 0,33 m Năng lượng cho cánh khuấy P = 1,08 W Đường kính cánh khuấy D = 0,15 (m) BỂ THU HỒI NƯỚC RỬA LỌC Lượng nước rửa lọc vào bể : Wr = 10,08 m3/ngày đêm = 0,42 m3/h Xả nước lọc đầu trong thời gian t = 5 phút Lượng nước xả lọc đầu (một ngày rửa một bể): Wx = 1,74 m3/ngày = 0,0725 m3/h Tổng lượng nước đi vào bể thu hồi trong ngày: W = 0,5 m3/h Lưu lượng nước rửa tuần hoàn: Qth = 2,08 m3/h BỂ THU HỒI NƯỚC RỬA LỌC Chọn lưu lượng bơm tuần hoàn Qth = 2 m3/h Thể tích bể thu hồi: V = 9,82 m3 Với t = 1h - thời gian tiến hành rửa bể Chọn chiều cao H = 1 m Diện tích mặt bằng bể: f= 9,82 m2 Đường kính bể: D = 3,54 m CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH HỆ THỐNG TÍNH GIÁ THÀNH XỬ LÝ 1M3 NƯỚC Giá thành xử nước bao gồm: Chi phí xây dựng cơ bản và thiết bị (chi phí đầu tư ban đầu). Chi phí vận hành và quản lý. Chi phí xây dựng cơ bản Chi phí xây dựng cơ bản được tính dựa trên khối lượng xây dựng các công trình: Tổng vốn đầu tư cho hệ thống: 1,235 tỷ Trong đó: Chi phí xây dựng cơ bản: 1,025 tỷ Chi phí cho thiết bị: 210 triệu Lượng nước sản xuất trong 1 năm là : 365.000 m3 Hệ thống xử lý hoạt động trong thời gian 20 năm Chi phí xây dựng cơ bản Lấy chi phí bảo trì cho phần xây dựng là 1% chi phí xây dựng và chi phí bảo trì cho thiết bị là 5% chi phí thiết bị. Chi phí bảo dưỡng: Tbd = 0,01 x 1,025 + 0,05 x 0,21 = 0,02 tỷ Khấu hao tài sản cho 1m3 nước (Tkh) là Lãi xuất ngân hàng 0,5%/tháng. Tnh = 0,005 x 171,9 = 0,8589 đ/m3 Như vậy chi phí xây dựng cơ bản và thiết bị cho 1 m3 Txd = 171,9 + 0,8589 = 172,76 đ/m3 Chi phí hóa chất và diện năng cho 1m3 nước Chi phí quản lý hệ thống xử lý nước Số nhân công cần để vận hành cho hệ thống xử lý là: 4 người. Lương công nhân là: 1.500.000 đ/người/tháng Trong 1 tháng sản lượng nước sạch là: 1000 x 30 = 30.000 m3 nước sạch Chi phí quản lý cho việc sx ra 1m3 nước sạch Giá thành xử lý 1m3 nước Chi phí vận hành và quản lý hệ thống xử lý là: 200 + 981,48 = 1181,48 đ/m3 Chi phí xây dựng cơ bản và thiết bị cho 1m3 nước là: 172,76 đ/m3 Vậy chi phí sản xuất ra 1m3 nước sạch là: T = 172,76 + 1181,48 = 1.354,24 đ/m3 CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE!