Đồ án Tính toán thiết kế trạm xử lý nước ngầm cho khu dân cư - Tái định cư Trà Long - Ba Ngòi - thành phố Cam Ranh - Khánh Hòa công suất 800m 3 / ngày đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC NGẦM CHO KHU DÂN CƯ - TÁI ĐỊNH CƯ TRÀ LONG - BA NGÒI - TP. CAM RANH - KHÁNH HÒA CÔNG SUẤT 800m3/ NGÀY ĐÊM Ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC CẤP Sinh viên thực hiện : Võ Đình Trung Thành MSSV: 0811080039 Lớp: 08CMT TP. Hồ Chí Minh, 07/2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC KTCN TP HCM ĐỘC LẬP- TỰ DO- HẠNH PHÚC Khoa: Kỹ thuật môi trường NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Kỹ thuật xử lý nước cấp HỌ VÀ TÊN: VÕ ĐÌNH TRUNG THÀNH MSSV: 0811080039 NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG LỚP: 08CMT 1. Đầu đề đồ án tốt nghiệp: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC NGẦM CHO KHU DÂN CƯ - TÁI ĐỊNH CƯ TRÀ LONG - BA NGÒI - TP. CAM RANH - KHÁNH HÒA CÔNG SUẤT 800m3/ NGÀY ĐÊM. 2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu) - Xác định đặc tính nước cấp: Lưu lượng, thành phần, tính chất nguồn nước cung cấp cho khu vực nghiên cứu. - Lựa chọn và đề xuất dây truyền công nghệ xử lý nước phù hợp với yêu cầu. - Tính toán thiết kế các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước ngầm. - Dự toán chi phí xây dựng và chi phí vận hành tạm xử lý nước. 3. Ngày giao đồ án tốt nghiệp: 28/05/2011 4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 04/07/2011 5. Họ và tên người hướng dẫn: ThS. Võ Hồng Thi. Phần hướng dẫn:……………………………….. Nội dung và yêu cầu ĐATN đã được thông qua Bộ môn. Ngày ………..tháng……….năm 2011. CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH (Kí và ghi rõ họ tên) (Kí và ghi rõ họ tên) Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Võ Đình Trung Thành MSSV: 0811080039 LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện và hoàn thành đồ án tốt nghiệp, bên cạnh sự nỗ lực của bản than, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của Quý thầy, cô khoa Môi trường & Công nghệ sinh học – Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh, Phòng Tài Nguyên và Môi trường Thị xã Cam Ranh - Khánh Hòa. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Quý Thầy, Cô Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu trong quá trình học tập. Cảm ơn các cán bộ phòng Tài Nguyên và Môi trường thị xã Cam Ranh đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập số liệu, tài liệu chất lượng nước nguồn. Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi trong chặng đường học tập. Tp. Hồ Chí Minh , ngày 30 tháng 06 năm 2011 Sinh viên Võ Đình Trung Thành Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Võ Đình Trung Thành MSSV:0811080039 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1 1.1 Đặt vấn đề .................................................................................................................. 1 1.2 Mục tiêu của đề tài .................................................................................................... 2 1.3 Đối tượng phạm vi nguyên cứu ................................................................................. 2 1.3.1 Đối tượng nguyên cứu ............................................................................................ 2 1.3.2 Phạm vi nguyên cứu ............................................................................................... 2 1.4 Nội dung đề tài .......................................................................................................... 2 1.5 Phương pháp thực hiện .............................................................................................. 2 1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................................... 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KHU DÂN CƯ- TÁI ĐỊNH CƯ TRÀ LONG – BA NGÒI ................................................................................................ 4 2.1 Điều kiện địa lý ......................................................................................................... 4 2.1.1 Vị trí địa lý ............................................................................................................. 4 2.1.2 Địa hình .................................................................................................................. 5 2.1.3 Điều kiện khí hậu ................................................................................................... 5 2.1.4 Thủy hải văn ........................................................................................................... 6 2.1.5 Địa chấn công trình ................................................................................................ 7 2.2 Hiện trạng sử dụng đất và xây dựng.......................................................................... 7 2.3 Hiện trạng hạ tầng xã hội và dân cư .......................................................................... 8 2.4 Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật ....................................................................................... 8 2.5 Định hướng khu dân cư ............................................................................................. 9 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NGẦM......................................................................................................... 10 3.1 Tổng quan về nước ngầm ........................................................................................ 10 3.2 Tổng quan về các thông số chất lượng nước ........................................................... 11 3.2.1 Các thông số đánh giá chất lượng nước ............................................................... 11 3.2.2 Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống ................................. 17 3.3 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước ngầm .................................................. 18 3.3.1 Đặt trưng của nước ngầm ..................................................................................... 18 3.3.2 Các thành phần của nước ngầm ........................................................................... 20 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Võ Đình Trung Thành MSSV:0811080039 3.3.3 Một số phương pháp xử lý nước ngầm nhiễm sắt ............................................... 25 3.3.4 Một số công nghệ xử lý nước ngầm nhiễm Fe điển hình tại Việt Nam hiện nay ........................................................................................ 27 CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN, ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ PHÙ HỢP CHO KHU DÂN CƯ – TÁI ĐỊNH CƯ TRÀ LONG – PHƯỜNG BA NGÒI – TP CAM RANH ....................................................................................... 29 4.1 Thành phần, tính chất nước ngầm tại phường Ba Ngòi .......................................... 29 4.2 Đề xuất công nghệ ................................................................................................... 30 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ ............................................................................................................................ 32 5.1 Tính toán công suất thiết kế cho hệ thống cấp nước ............................................... 32 5.2 Thiết kế các bộ phận của giàn mưa ......................................................................... 33 5.3 Tính toán bể lọc nhanh ............................................................................................ 38 5.4 Tính toán bể chứa ................................................................................................... 53 CHƯƠNG 6: KHÁI QUÁT ĐẦU TƯ, VẬN HÀNH HỆ THỐNG ........................... 58 6.1 Chi phí xây dựng, thiết bị ....................................................................................... 58 6.2 Chi phí vận hành .................................................................................................... 59 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................... 60 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Võ Đình Trung Thành MSSV: 0811080039 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TCVN : Tiêu Chuẩn Việt Nam QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng XLNC : Sử lý nước cấp Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Võ Đình Trung Thành MSSV: 0811080039 DANH SÁCH BẢNG Bảng 3.1 Một số đặc điểm khác nhau giữa nước ngầm và nước mặt. Bảng 3.2 Một số quá trình thường được sử dụng trong xử lý nước ngầm. Bảng 4.1 Một số chỉ tiêu chất lượng nước ngầm của một giếng khoan tại phường Ba Ngòi. Bảng 4.2 So sánh ưu nhược điểm của hai công nghệ xử lý. Bảng 5.1 Lượng nước phục vụ cho khu dân cư. Bảng 5.2 Chọn lớp vật liệu lọc. Bảng 5.3 Chiều cao lớp đỡ. Bảng 5.4 Bảng tổng hợp nhu cầu dùng nước. Bảng 5.5 Bảng thể tích bể chứa. Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________________ SVTH: Võ Đình Trung Thành trang 1 MSSV:0811080039 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề: Thành phố Cam ranh là đô thị loại 3 thuộc tỉnh Khánh Hòa, là trung tâm kinh tế phía Nam của tỉnh Khánh Hòa. Sau nhiều năm hình thành và phát triển theo đồ án quy hoạch được phê duyệt năm 1999, bộ mặt đô thị đã thay đổi rõ nét, nhiều công trình kiến trúc và hệ thống kỹ thuật được xây dựng. Quá trình đô thị hóa của thành phố Cam Ranh đã và đang diễn ra khá mạnh mẽ, dân số nội thị tăng nhanh, đời sống người dân ngày càng nâng cao việc hình thành các khu dân cư với đầy đủ tiện nghi, các dịch vụ công cộng và hạ tầng kỹ thuật hoàn chỉnh là cần thiết. Việc đưa sân bay Cam Ranh có tầm cỡ quốc gia và quốc tế đi vào hoạt động, phát triển khu du lịch phía Bắc bán đảo Cam Ranh và phát triển Ba Ngòi thành một cảng tổng hợp cũng đã tạo tiền đề cho đô thị Cam Ranh một định hướng phát triển mới. Vì vậy việc xây dựng khu dân cư - tái định cư Trà Long - Ba Ngòi là cần thiết, góp phần phát triển không gian đô thị, giải quyết nhu cầu bố trí tái định cư của người dân góp phần đáp ứng nhu cầu cấp bách của các hộ dân bị giải tỏa tại các dự án xây dựng trong thành phố, giảm áp lực về việc bố trí tái định cư và tạo điều kiện đất sạch để triển khai thực hiện đầu tư xây dựng, cơ sở hạ tầng cho các dự án được thuận lợi, đúng tiến độ đề ra nhằm thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội của phường Ba Ngòi nói riêng và toàn thành phố Cam Ranh nói chung. Cùng với việc xây dựng khu dân cư – tái định cư Trà Long thì nhu cầu về một nguồn nước sạch và đạt tiêu chuẩn cũng được đặt ra. Do đó, việc đầu tư xây dựng một trạm xử lý nước cấp cho khu dân cư – tái định cư Trà Long là một yêu cầu cấp thiết cần tiến hành đồng thời với quá trình xây dựng khu dân cư hướng tới mục tiêu phát triển và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________________ SVTH: Võ Đình Trung Thành trang 2 MSSV:0811080039 1.2. Mục tiêu đề tài Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư - tái định cư Trà Long - Ba Ngòi với công suất 800 m3/ngày đêm. 1.3. Đối tượng và phạm vi nguyên cứu 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu. Công nghệ xử lý nước cấp cho loại hình khu dân cư. 1.3.2. Phạm vi nghiên cứu Đề tài giới hạn trong việc tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư - tái định cư Trà Long- Ba Ngòi. 1.4. Nội dung đề tài Xác định đặc tính nước cấp: Lưu lượng, thành phần, tính chất nguồn nước cung cấp cho khu vực nghiên cứu. Lựa chọn và đề xuất dây truyền công nghệ xử lý nước phù hợp với yêu cầu. Tính toán thiết kế các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước ngầm. Dự toán chi phí xây dựng và chi phí vận hành trạm xử lý nước. 1.5. Phương pháp thực hiện - Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập số liệu về khu dân cư, tái định cư, tìm hiểu thành phần, tính chất nước ngầm và các số liệu cần thiết khác. - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước ngầm cho các khu dân cư trong các tài liệu chuyên ngành. - Phương pháp tổng hợp và phân tích số liệu: Thống kê, tổng hợp số liệu thu thập và phân tích để đưa ra công nghệ xử lý phù hợp. - Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý hiện có và đề xuất công nghệ xử lý nước ngầm phù hợp. Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________________ SVTH: Võ Đình Trung Thành trang 3 MSSV:0811080039 - Phương pháp toán: Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước ngầm, dự toán chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý. - Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc công nghệ xử lý nước ngầm. 1.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Xây dựng trạm xử lý nước ngầm đạt quy chuẩn Việt Nam giải quyết được vấn đề nước sạch cho khu dân cư. Góp phần nâng cao ý thức về vệ sinh môi trường và nước sạch cho người dân cũng như Ban quản lý khu dân cư. Khi trạm xử lý hoàn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp, sinh viên tham quan, học tập. Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________________ SVTH: Võ Đình Trung Thành trang 4 MSSV:0811080039 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KHU DÂN CƯ- TÁI ĐỊNH CƯ TRÀ LONG - BA NGÒI. 2.1. Điều kiện địa lý 2.1.1. Vị trí địa lý Vị trí khu đất: Tọa lạc tại khóm Trà Long, phường Ba Ngòi, thành phố Cam Ranh. Là khu dân cư mới và tái định cư cùng một số công trình công cộng bố trí mới. Khu đất có quy mô 359100 ha, với vị trí như sau: - Phía Bắc giáp : Khu dân cư tổ 3, khóm Trà Long, phường Ba Ngòi. Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________________ SVTH: Võ Đình Trung Thành trang 5 MSSV:0811080039 - Phía Đông giáp : Tuyến đường sắt Thống Nhất và Lạch Cầu 3. - Phía Nam giáp : Tuyến đường sắt Thống Nhất và Quốc lộ 1. - Phía Tây giáp : Núi Sạn. 2.1.2. Địa hình khu vực Khu vực nghiên cứu nằm dưới chân núi Sạn có địa hình tương đối phức tạp, hướng dốc địa hình chủ yếu từ Tây sang Đông với nhiều ao trũng, vườn cây và đất trống… Điểm cao nhất: +25.16m Điểm thấp nhất: -1.21m 2.1.3. Điều kiện khí hậu khu vực a. Nhiệt độ Nhiệt độ không khí trung bình năm 26,90 C. Nhiệt độ trung bình cao nhất 28,80 C. Nhiệt độ không khí trung bình thấp nhất là 24,30C. b. Nắng Tại Cam Ranh có tổng số giờ nắng trung bình năm là 2.658 giờ ( tháng 3 cao nhất có 290 giờ, tháng 11 thấp nhất 166 giờ). Tổng số ngày không có nắng trung bình năm 15,3 ngày. Số ngày không có nắng ở Cam Ranh rất ít, trong đó tháng mùa mưa và tháng 4 đạt 3,0-3,2 ngày và những tháng còn lại hầu hết dưới 1 ngày. c. Mưa Thời gian mưa ngắn, chỉ trong 3 tháng bắt đầu từ tháng 9 và kết thúc vào tháng 12, lượng mưa chiếm 70% lượng mưa cả năm. Tổng lượng mưa trung bình năm 1.187mm. Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________________ SVTH: Võ Đình Trung Thành trang 6 MSSV:0811080039 Số ngày mưa trung bình năm là 97 ngày. Lượng mưa ngày lớn nhất trung bình năm là 163,7mm. d. Lượng bốc hơi Lượng bốc hơi trung bình năm là 1.586mm bằng 1,34 lần lượng mưa cả năm. Trong đó lớn nhất là tháng 7 và tháng 8. e. Độ ẩm Độ ẩm tuyệt đối trung bình năm 219g/m3. Độ ẩm tương đối trung bình năm 76%. Độ ẩm thấp nhất 28%. 2.1.4. Thủy văn Phía Tây Nam thành phố sông Tà Dục, sông có dòng chảy quanh năm, lưu lượng mùa kiệt 1501/s. Sông có đặc điểm ngắn, dốc, cửa sông chịu ảnh hưởng của thủy triều, nước sông bị nhiễm mặn, mặt cắt sông bị lấn chiếm làm đìa tôm nên vào mùa mưa gặp nhiều triều cường sông thường gây ngập lụt cho khu vực Ba Ngòi từ đường sắt trở ra. Mức độ ngập 0,4+1,2m ảnh hưởng lớn tới giao thông và sinh hoạt. Gần đây cầu Trà Long đã được cải tạo nâng cao ( 3,7÷4,0m) nên mức độ ngập úng đã được cải thiện một phần. Diện tích lưu vực sông: 77km2. Lưu lượng mùa kiệt: 1501/s. Chế độ triều của vùng biển Khánh Hòa là nhật triều không đều ( số ngày nhật triều là 22 ngày và bán nhật triều là 18 ngày), thời gian triều dâng kéo dài hơn triều rút. Vịnh Cam Ranh là một vịnh nhỏ, kín gió nhưng độ sâu trung bình tương đối lớn 15m. Sự trao đổi nước trong vịnh chủ yếu thông qua một cửa rất hẹp và sâu. Tốc độ dòng Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________________ SVTH: Võ Đình Trung Thành trang 7 MSSV:0811080039 chảy trung bình khoảng 30cm/s. Vịnh Cam Ranh – đầm Thủy Triều có độ mặn đạt cực đại 34,30% vào mùa hè, còn nhiệt độ thì có giá trị tương tự giữa mùa hè và mùa đông do trong mùa hè chịu ảnh hưởng khá lớn của vùng nước trồi mạnh Nam Trung Bộ với sự xâm nhập của khối nước lạnh và nước mặn từ các tầng sâu lên mặt đất. Mức nước cục đại của thủy triều là 2,0m. Mức nước trung bình của thủy triều là 1,28m. Mức nước thủy triều nhỏ nhất 0,5m. 2.1.5. Địa chất công trình Qua tham khảo tài liệu địa chất của một số mũi khoan tại khu vực, sơ bộ nhận xét địa chất của khu vực thiết kế: loại đất đỏ vàng trên nền đá Granit có thành phần cơ giới chủ yếu là đất thịt nhẹ và trung bình, khả năng giữ nước kém. Nhìn chung điều kiện địa chất của khu vực thiết kế là tương đối thuận lợi. Tuy nhiên khi xây dựng cần khảo sát cụ thể tại vị trí công trình để có giải pháp thích hợp đối với móng và cần lưu ý hơn các vị trí khe tụ thủy. 2.2. Hiện trạng sử dụng đất và xây dựng Đất đai trong khu vực nghiên cứu chủ yếu phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, gồm đất trồng cây ăn quả, trồng lúa- cây ngắn ngày, và đất trống… Trong đó: - Đất nhà ở: 0.41 ha chiếm 1.14%. - Đất trồng cây ăn quả: 5.48 ha chiếm 15.26%. - Đất trồng hoa màu: 0.14 ha chiếm 0.39%. - Đất trồng bạch đàn: 0.04 ha chiếm 0.11%. - Đất bụi rậm: 3.03 ha chiếm 1.20%. - Đất nghĩa trang: 0.43 ha chiếm 1.20%. - Đất trống: 23.81 ha chiếm 66.32%. Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________________ SVTH: Võ Đình Trung Thành trang 8 MSSV:0811080039 - Đường giao thông: 0.91 ha chiếm 2.53%. - Mặt nước: 1.65 ha chiếm 4.60%. 2.3. Hiện trạng hạ tầng xã hội và dân cư Nhà ở: hiện có 99 căn nhà, trong đó: - Nhà tole: 57 căn. - Nhà gạch: 42 căn. Mộ: hiện có 98 ngôi mộ nằm rải rác trong khu vực quy hoạch. 2.4. Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật - Đường bộ: Hiện trạng khu đất quy hoạch có đường đất đỏ hướng từ phía Nam ( nối với Quốc lộ 1) lên phía Bắc rộng khoảng 5m. - Đường sắt: Hiện trạng có tuyến đường sắt Thống Nhất tiếp giáp phía Đông và Đông Nam khu đất quy hoạch. - Thoát nước: Hệ thống thoát nước mưa và nước thải sinh hoạt trong khu vực dân cư hiện trạng chưa được đầu tư xây dựng, nước mưa và nước thải chảy trực tiếp ra kênh rạch. - Cấp nước: Khu vực dân cư hiện trạng chưa có nước máy để sinh hoạt, chỉ sử dụng kết hợp hai nguồn nước là nước mặt tại kênh rạch và nước ngầm từ giếng khoan để sinh hoạt và sản xuất. - Cấp điện: Hiện trạng có đường dây cao thế chạy cắt ngang khu đất quy hoạch và hiện nay người dân trong khu vực sử dụng nguồn điện lưới quốc gia từ hệ thống đường dây trung hạ thế chạy cặp theo Quốc lộ 1. - Vệ sinh môi trường: Do chưa có điểm thu gom rác nên rác thải sinh hoạt thường được người dân đốt hoặc chon lấp tại hộ gia đình gây nên ô nhiễm môi trường và nguồn nước mặt. Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________________ SVTH: Võ Đình Trung Thành trang 9 MSSV:0811080039 2.5. Định hướng khu dân cư Việc quy hoạch Khu dân cư- Tái định cư Trà Long- Ba Ngòi nhằm mang đến một môi trường sống tiện nghi – an lành cho cư dân tại khu vực nghiên cứu quy hoạch là tương đối phức tạp và khó khăn. Tuy nhiên, việc quy hoạch Khu dân cư này được thực hiện sẽ khai thác hiệu quả quỹ đất hiện có, giải quyết nhu cầu đất ở của nhân dân và bố trí tái định cư cho các hộ bị giải tỏa bởi các dự án trong địa phương; đồng thời để đầu tư cơ sở hạ tầng một cách đồng bộ với các dự