Đồ Án Thiết kế trạm xử lý nước thiên nhiên

 THUYẾT MINH 

I. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC

1. Xác định các chỉ tiêu còn lại trong nhiệm vụ thiết kế và đánh giá mức độ chính xác các chỉ tiêu nguồn nước

a. Tổng hàm lượng muối

Tổng hàm lượng muối trong nước nguồn được tính theo công thức sau:

P=

Trong đó:

- : Tổng hàm lượng các ion dương

- : Tổng hàm lượng các ion âm

Ta có:

=153,1

hay: (mg/l)





hay:

Như vậy:

P = 153,1+ 135,9 + 1,4 5+ 0,5317,1 + 0,13 2,18

 P = 454,83 (mg/l)

b. Xác định lượng CO2 tự do có trong nước nguồn

Lượng CO2 tự do có trong nước nguồn phụ thuộc vào P, t0, Ki, PH và được xác định theo biểu đồ Langlier

Với:

P =454,83 (mg/l)

t0 =220C

PH = 7,6

Ki0 = 5,2 (mg/l)

Tra biểu đồ ta xác định được hàm lượng [CO2] tự do là 12 (mg/l)

c. Kiểm tra độ Kiềm toàn phần

Do PH = 7,6 nên độ Kiềm toàn phần của nước chủ yếu là do [HCO3-], ta xác định được:

Kitf  =5,2 (mg/l)

Như vậy độ Kiềm toàn phần bằng độ cứng Cacbonat = 4,56 (mg/l) nên số liệu tính toán là chính xác.


2. Đánh giá chất lượng nguồn nước

Dựa theo TIÊU CHUẨN VỆ SINH NƯỚC ĂN UỐNG (Ban hành kèm theo Quyết định số 1329/2002/BYT/QĐ ngày 18/4/2002 của Bộ Y tế) và các chỉ tiêu chất lượng nước nguồn ta thấy nguồn nước sử dụng có các chỉ tiêu sau đây chưa đảm bảo yêu cầu:

1. Độ Oxy hoá Pemaganat = 4 (mgO2/l) > 2 (mgO2/l)

2. Hàm lượng Fe2+ = 5(mg/l) > 0,5 (mg/l)

3. Hàm lượng H2S = 0,1 (mg/l) > 0,05 (mg/l)

4. Hàm lượng Ca2+ = 120,2 (mg/l) > 100 (mg/l)

5. Hàm lượng cặn lơ lửng = 8 (mg/l) > 3 (mg/l)

6. Chỉ số Ecôli = 720 (con) >2 0 (con)

3. Sơ bộ lựa chọn dây chuyền công nghệ

Do hàm lượng Fe2+ = 5(mg/l), công suất trạm Q = 12500 (m3/ngđ) nên để xử lý sắt ta dùng phương pháp làm thoáng tự nhiên.

a. Kiểm tra xem trước khi xử lý có phải Clo hoá sơ bộ hay không

Ta phải Clo hoá sơ bộ trong 2 trường hợp sau:

- [O2]0 > 0,15[Fe2+] + 3

- Nước nguồn có chứa NH3, NO2

Do [O2] = 4 (mg/l) < 0,15[Fe2+] + 3 = 0,155 + 3 = 3,75 (mg/l) nên truớc khi đưa đến công trình làm thoánag ta cho clo hóa sơ bộvới lưu lượng Clo là.

Tuy nhiên, trong nước nguồn có chứa NH3 (ở dạng NH4+) và NO2- nên ta phải Clo hoá dơ bộ. Liều lượng Clo dùng để Clo hoá sơ bộ tính theo công thức:

LCl = 6,5[o2] =0,5.4=2 (mg/l)

b. Xác định các chỉ tiêu sau khi làm thoáng

 Độ kiềm sau khi làm thoáng:

Ki* = Ki0  0,036[Fe2+]

Trong đó:

- Ki0 : Độ kiềm của nước nguồn = 5,2 (mg/l)  Ki* = 5,2 - 0,0365 = 5,02 (mgđ g/l)

 Hàm lượng CO2 sau khi làm thoáng:

CO2* = (1-a)CO20 + 1,6[Fe2+]

Trong đó:

- a : Hệ số kể đến hiệu quả khử CO2 bằng công trình làm thoáng. Chọn phương pháp làm thoáng tự nhiên  a = 0,5

- CO20 : Hàm lượng khí Cácbonic tự do ở trong nước nguồn = 12(mg/l)

 CO2* = (1-0,5)12 + 1,62 = 14 (mg/l)

 Độ PH của nước sau khi làm thoáng:

Từ biểu đồ quan hệ giữa PH, Ki, CO2,t0 ứng với các giá trị đã biết:

Ki* = 5,02

CO2* = 14 (mg/l)

t0 = 22 0C

P = 454,83(mg/l)

Tra biểu đồ quan hệ giữa lượng PH, Ki, CO2 ,t0 ta có PH* = 7,5

 Hàm lượng cặn sau khi làm thoáng:

Hàm lượng cặn sau khi làm thoáng được tính theo công thức:

C*max = C0max + 1,92[Fe2+] + 0,25M (mg/l)

Trong đó:

- C0max : Hàm lượng cặn lơ lửng lớn nhất trong nước nguồn trước khi làm thoáng = 12 (mg/l)

- M : Độ mầu của nước nguồn - tính theo độ Cobal

 C*max = 12 + 1,925 + 0,258= 23,6 (mg/l)

Vì C*max > 20 (mg/l) và công suất trạm xử lý = 12500 (m3/ngđ) nên ta dùng bể lắng tiếp xúc ngang.

c. Kiểm tra độ ổn định của nước sau khi làm thoáng

Sau khi làm thoáng, độ PH trong nước giảm nên nước có khả năng mất ổn định, vì vậy ta phải kiểm tra độ ổn định của nước. Độ ổn định của nước được đặc trưng bởi trị số bão hoà I xác định theo công thức sau:

I= PH* - PHs

Trong đó:

- PH* : Độ PH của nước sau khi làm thoáng, theo tính toán ở trên ta đã can

- PH* = 7,5

- PHs : Độ PH ở trạng thái cân bằng bão hoà CaCO3 của nước sau khi khử Fe2+, được xác định theo công thức sau:

PHs¬ =f1(t0)- f2(Ca2+)- f3(Ki*)+ f4(P)

Trong đó:

- f1(t0): Hàm số nhiệt độ của nước sau khi khử sắt

- f2(Ca2+): Hàm số nồng độ ion Ca2+ trong nước sau khi khử sắt

- f3(Ki*): Hàm số độ kiềm Ki* của nước sau khi khử sắt

- f4(P) : Hàm số tổng hàm lượng muối P của nước sau khi khử sắt

Tra biểu đồ Langlier ta được:

- t0 = 22 0C => f1(t0) = 2,05

- [Ca2+] = 120,2 (mg/l) => f2 (Ca2+) = 2,08

- Ki* = 5,02 (mgđl/l) => f3(Ki*) = 1,71

- P = 454,83 (mg/l) => f4(P) = 8,855

Như vậy, PHs = 2,05  2,08  1,71 + 8,855= 7,115

 I = PH*  PHs = 7,5– 7,115 = 0,385

Nhận thấy rằng I > 0 nên nick can tin lắnag cặn.

Từ các tính toán như trên ta chọn lựa các công trình chính trong dây chuyền:












II. TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ, CẤU TẠO VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRONG DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ