Tài liệu Đánh giá hiệu quả nhà máy xử lý nước cấp sinh hoạt của xã việt hùng huyện vũ thư tỉnh thái bình

Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT MỞ ĐẦU Hiện nay, vấn đề nước sạch là vấn đề toàn cầu. Trong đó, vần đề nước sạch và cung cấp nước sạch là vấn đề cấp bách mà Chính phủ Việt Nam quan tâm và cần phải giải quyết trong những năm tới. Nhiều khu vực nông thôn, nhân dân vẫn phải sử dụng những nguồn nước ô nhiễm như: ao, sông, hồ,… những nguồn nước này có chất lượng môi trường thấp. Việc sử dụng nguồn nước này cho sinh hoạt gây ảnh hưởng đến sức khoẻ người dân. Vấn đề nước sạch và vệ sinh nông thôn đã được chính phủ Việt Nam quan tâm và mong muốn cải thiện tốt hơn thông qua Chiến lược Quốc gia về cấp nước và vệ sinh nông thôn đến năm 2020. Việc xây dựng nhà máy xử lí nước ở xã Việt Hùng huyện Vũ Thư tỉnh Thái Bình là nằm trong chiến lược quốc gia về Cấp nước và vệ sinh nông thôn. Đã có nhiều dự án, nhà máy được xây dựng thí điểm tại khu vực nông thôn. Những dự án này bước đầu chỉ mới đi vào sử dụng thí điểm, trước khi đi vào sử dụng thực tế. Cần phải có những bước đánh giá về các chỉ tiêu như: các thông số vật lí (nhiệt độ, pH, độ màu, độ đục, mùi vị, độ cứng, tổng số chất rắn hoà tan) các thông số về kim loại nặng, các thông số sinh học (coliform, E. coli) so với tiêu chuẩn vệ sinh nước sạch của Bộ Y tế - 2005 và hiệu quả kinh tế - xã hội mà nhà máy đó mang lại cho khu vực. Xuất phát từ những lý do đó mà tôi lựa chọn đề tài “Đánh giá hiệu quả nhà máy xử lý nước cấp sinh hoạt của xã Việt Hùng huyện Vũ Thư tỉnh Thái Bình”. Nội dung đồ án tốt nghiệp như sau: Chương I: Tổng quan tài liệu Chương II: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Chương III: Kết quả và thảo luận Chương IV: Kết luận và kiến nghị Trần Minh Trường 1 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Vũ Thư [1,12] 1.1.1. Điều kiện tự nhiên 1.1.1.1. Vị trí địa lí và khí hậu Xã Việt Hùng - huyện Vũ Thư thuộc tỉnh Thái Bình nằm về phía Tây Bắc và cách thành phố Thái Bình khoảng 15km theo đường tỉnh lộ 10 và đường Liên xã 220A. Vũ Thư nằm ở phía nam của tỉnh Thái Bình, có tọa độ địa lý từ 20o20' 20o32' độ vĩ Bắc; 10o10' - 106o22' kinh độ Đông. Phía bắc giáp huyện Hưng Hà và Đông Hưng; phía Đông giáp Thành phố Thái Bình, phía Tây và Tây Nam giáp Thành phố Nam Định và các huyện Mỹ Lộc, Trực Ninh, Xuân Trường của tỉnh Nam Định. Vũ Thư nằm giữa hai trung tâm kinh tế lớn là Thành phố Nam Định và Thành phố Thái Bình với 9 km quốc lộ 10 chạy qua trung tâm huyện lỵ, có sông Hồng chảy theo ranh giới Tây Nam, sông Trà Lý chảy theo ranh giới phía Bắc. Vì vậy, Vũ Thư có ưu thế trong giao lưu trao đổi hàng hóa, tiếp thu khoa học công nghệ, khả năng thu hút vốn đầu tư của các tổ chức cá nhân trong và ngoài tỉnh cho mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của huyện. Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với 2 mùa chủ yếu trong năm. Mùa nóng từ tháng 5 đến tháng 10, nhiệt độ trung bình từ 23-24oC (lượng mưa lớn chiếm tỷ lệ 80% lượng mưa cả năm). Mùa lạnh và mùa khô từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình là 20oC, nhiệt độ thấp nhất 4,1oC, lượng mưa nhỏ chiếm 15-20% lượng mưa cả năm, lượng bức xạ mặt trời 83000oC đến 85000oC với lượng mưa từ 1.400 - 1.800 mm. Trần Minh Trường 2 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT Số giờ nắng trung bình 1.600 - 1.700 giờ trong năm. Độ ẩm không khí 85 - 90 %. Lượng bốc hơi 723mm/năm. 1.1.1.2. Địa hình, địa mạo và thuỷ văn Vũ Thư là huyện đồng bằng thuộc châu thổ sông Hồng với địa hình khá bằng phẳng. Cao độ trung bình từ 1 - 1,5m so với mực nước biển. Tuy nhiên, do quá trình bồi tụ phù sa của hệ thống sông Hồng, cùng với sự tác động của con người nên địa hình huyện có đặc điểm cao thấp khác nhau. Nhìn chung là địa hình có dạng sóng lượn, dải đất thấp chạy ven sông Hồng và sông Trà Lý, giải đất cao nằm ở giữa chạy dọc sông Kiến Giang. Sông Hồng chảy qua địa phận xã Việt Hùng khoảng 7km, nằm cách xã 200m về phía Nam. Mặt cắt sông phần chảy qua xã khoảng 400m, độ sâu đáy sông trung bình 13m, lưu lượng dòng chảy 2200m3/s. Cốt mực nước sông Hồng lúc đỉnh lũ tại khu vực + 4,7m so với mực nước biển. Đặc tính nổi bật của sông Hồng là hàm lượng cặn, độ đục khá lớn, nhất là các tháng trong mùa lũ. Chất lượng nước sông Hồng nói chung là tốt, đạt tiêu chuẩn nước thô dùng để xử lí cấp cho sinh hoạt. Sông Búng bắt nguồn từ sông Trà Lý qua cống Cự Lâm 2, là trục tưới tiêu cho hệ thống thuỷ nông của xã. Độ rộng trung bình sông 15-16, mực nước sông cao nhất 1m, thấp nhất 0,2m, lưu lượng dòng chảy lớn nhất 6 m3/s, nhỏ nhất 0,8 m3/s, hàng năm vào tháng 10-12, cống Cự Lâm 2 đóng để nạo vét sông. Đây là sông dùng cho tưới tiêu kết hợp cho hầu hết khu dân cư phía Đông Bắc xã. Chất lượng sông Búng qua khảo sát và đánh giá sơ bộ cho thấy sông có nguy cơ bị ô nhiễm cao bởi hoạt động canh tác nông nghiệp và nước thải của cư dân sống dọc hai bờ sông. Những năm 1988-1995 trên địa bàn tỉnh Thái Bình nói chung trong đó có huyện Vũ Thư đã được đoàn địa chất 58, Liên đoàn bản đồ (Cục địa chất Việt Nam) tiến hành khảo sát, thăm dò nguồn nước ngầm phục vụ lập bản đồ địa chất Trần Minh Trường 3 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT thuỷ văn. Căn cứ vào thành phần thạch học và khả năng chứa nước của chúng, có thể phân ra như sau: - Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Holocen (Qh): bao gồm toàn bộ các trầm tích biển hệ tầng Thái Bình và Hải Hưng. Thành phần thạch học chủ yếu là cát bột, cát pha sét. Tầng chứa nước này phân bố ở độ sâu 15 - 30m. Khả năng chứa nước ở tầng này thường nhỏ, lưu lượng thường chỉ đạt 0,2 - 0,3 l/s. Hệ số dẫn nước biến đổi từ 25 - 100 m2/ngày. Nước thuộc loại canxi clorua-bicacbonat. Độ tổng khoáng hoá thay đổi từ 0,3 - 6,6 g/l. Đây là tầng chứa nước hiện tại các giếng khoan dạng UNICEF các hộ gia đình đang sử dụng. - Tầng chứa nước trầm tích Pleistocen (Qp): bao gồm các trầm tích Pleistocen QIII2 vp, QII-III1 hn phân bố rộng rãi ở đồng bằng bắc bộ. Thành phần thạch học là cát hạt mịn đến thô có pha lẫn ít sạn sỏi, phân bố ở độ sâu trung bình trên 80m, độ dày tầng không đổi từ vài mét đền vài chục mét. Trên địa bàn tỉnh Thái Bình đã có khoảng 20 lỗ khoan thăm dò và thí nghiệm ở tầng này, Lưu lượng thí nghiệm biến đổi từ 3 - 7 l/s. Đây là tầng nước có ý nghĩa cung cấp nước tập trung, tuy nhiên chúng phân bố không đều và mang tính chất cục bộ. Ở khu vực huyện Vũ Thư có một số lỗ khoan thăm dò nước ngầm tầng Qp, tuy nhiên kết quả cho thấy nước ngầm bị nhiễm mặn cao (hàm lượng Clo trên 600 mg/l). Theo kết quả khảo sát, tầng chứa nước này chia làm 2 vùng có đọ tổng khoáng hoá khác nhau: - Vùng phía bắc Thái Bình gồm các huyện Hưng Hà, Quỳnh Phụ, Đông Hưng và một phần Thái Thuỵ: nước ngọt có M = 0,3 - 0,6 g/l. - Vùng phía nam và đông nam gồm các huyện Tiền Hải, Kiến Xương, Vũ Thư và ven biển Thái Thuỵ: nước lợ đến mặn có M = 1,59 - 21.2 g/l. Như vậy, khu vực xã Việt Hùng huyện Vũ Thư nằm trong vùng nước ngầm bị nhiễm mặn và sắt cao. Kết quả khảo sát thực tế các giếng khoan UNCEF trong khu vực xã cũng cho thấy hầu hết chúng bị nhiễm mặn. Mặt khác, lưu lượng khai thác giếng khoan thường rất nhỏ, không phù hợp cho xây dựng hệ thống quy mô cấp nước tập trung. Trần Minh Trường 4 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT 1.1.2. Điều kiện kinh tế- xã hội 1.1.2.1. Dân số Xã Việt Hùng là xã đông dân nhất tỉnh Thái Bình thuộc huyện Vũ Thư. Tổng dân số toàn xã: 13416 người, gồm 3079 hộ(năm 2004), mỗi hộ trung bình khoảng 4.3 người, được phân bố ở 4 Hợp tác xã (HTX) như sau: - HTX Phú Chử: 2213 người - 520 hộ. - HTX Lộc Điền: 2202 người - 504 hộ. - HTX Tân Phong: Tổng dân số 6125 + Thôn Mỹ Lộc 1: 2001 người - 406 hộ. + Thôn Mỹ Lộc 2: 1951 người - 466 hộ. + Thôn Mỹ Lộc 3: 2173 người - 512 hộ. - HTX Minh Hùng: Tổng số dân 2876 + Thôn Hương Điền: 513 người - 116 hộ. + Thôn Mỹ Bổng: 2363 người - 501 hộ. Tỷ lệ phát triển dân số, bao gồm tỷ lệ tăng cơ học và tăng tự nhiên: 0,96%. 1.1.2.2. Các mặt phát triển kinh tế xã hội Việt Hùng là xã có đời sống kinh tế phát triển, đời sống nhân dân tăng nhanh. Tổng diện tích đất sử dụng của xã là 960 ha trong đó đất nông nghiệp là 616 ha. Theo báo cáo của xã, năm 2003, tổng thu của xã lên đến 41 tỷ 650 triệu thì nguồn thu từ nông nghiệp chiếm tới 54,4%, thu từ tiểu thủ công nghiệp chiếm 15,9% và thu từ kinh doanh dịch vụ chiếm 29,7%. Các hộ kinh doanh dịch vụ và buôn bán thường có thu nhập hàng năm từ 20 - 25 triệu đồng. Năm 2009, huyện Vũ Thư phấn đấu giá trị sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp đạt 575 tỷ đồng. Ngoài nghề trồng trọt, các hộ hầu như có chăn nuôi lợn nái, ít là 1,2 con, nhiều là hơn 10 con, nuôi gà công nghiệp..., một số ít làm bún, bánh. Ngoài ra người dân thôn Hương Điền có truyền thống làm dao kéo xuất khẩu và bình quân chung của các hộ cũng có một khoản thu hàng năm trên chục triệu đồng. Trần Minh Trường 5 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT Một số hộ trong các thôn có nghề thêu ren, nghề mộc. Theo thống kê ước tính cả xã có khoảng 1200 người đang đi làm ăn xa trên Hà Nội, hoặc ở miền Nam. Họ đi theo thời vụ và thường về nhà khi thời vụ đến. Các gia đình thuần nông thường có thu nhập thấp hơn các loại hộ khác vì bình quân ruộng đất thấp và chi phí cho nông nghiệp lại cao. Những hộ nghèo trong xã đa phần là thuần nông. Ngoài ra xã còn có 2 chợ cấp 2 (chợ lớn của huyện), sát chân đê thuộc thôn Mỹ Lộc 1, rộng 1000 m2, ngày hoạt động đến 4 giờ chiều. 1.1.2.3. Hiện trạng hạ tầng kĩ thuật * Hiện trạng các công trình kiến trúc: Trụ sở UBND xã 2 tầng xây gạch, chất lượng xuống cấp do xây dựng với thời gian đã quá lâu. Đặt tại thôn Mỹ Lộc 1. - 1 trường trung học 2 tầng với 500 học sinh. - 2 trường mầm non với 708 học sinh. - 4 trường cấp 1 và 2 với hơn 2000 học sinh. - 1 trạm y tế và một số kho của các thôn. Nhà dân phần lớn là nhà gạch 1 tầng, mái bằng, số còn lại nhà gạch mái ngói. * Đường xá giao thông: Bảng 1: Các loại đường xá giao thông STT Loại đường Chiều dài (m) Chiều rộng (m) 1 Đường liên xã 1 456 9 2 Đường trục làng 13 564 5-6 3 Đường xương cá 21 242 2-4 4 Đường ngõ xóm 11 000 2-3 Tổng chiều dài 47 262 Vật liệu - Nhựa: 6m - Đất - Mặt đá - Bê tông - Đất - Bê tông - Đất * Điện: Xã hiện tại đã có một số trạm biến thế và mạng lưới điện hạ thế 0,4Kv cấp điện phục vụ sinh hoạt và sản xuất cho xã. Trần Minh Trường 6 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT 1.1.2.4. Hiện trạng cấp thoát nước và vệ sinh môi trường Trước khi nhà máy được xây dựng và đi vào hoạt động thì xã chưa có hệ thống cấp nước tập trung. Với nguồn nước khan hiếm thông thường mỗi hộ dân tại xã thường sử dụng từ 2-3 nguồn nước khác nhau. Đó là các nguồn từ giếng, nước mưa và với đặc trưng của xã có sông chảy qua, nên nguồn nước hỗ trợ phục vụ sinh hoạt vẫn là nguồn nước mặt chưa qua xử lí. Nguồn nước sử dụng chủ yếu của các hộ gia đình là nước mưa và nước giếng đào. Chất lượng nguồn nước giếng đào và giếng khoan được đánh giá là kém, đục và bị nhiễm mặn nên chỉ được dùng tắm rửa, vệ sinh chuồng trại. Nguồn nước mưa được dùng cho ăn và uống. Tuy nhiên, do lượng bể chứa có hạn nên hàng năm nước cho ăn uống thường bị thiếu 3 tháng trong mùa khô. Các hộ nghèo có thể thiếu nước sạch cho ăn uống đến 6 tháng. Cũng như nhiều địa phương khác, nhiều hộ dân ở Việt Hùng cho rằng nguồn nước mà các gia đình sử dụng đang phải đương đầu với nguy cơ bị ô nhiễm bởi phân hoá học, thuốc trừ sâu và thuốc bảo vệ thực vật ngày càng lớn. Bể nước mưa của các hộ sử dụng có dung tích từ 3-10 m3, thậm trí trên 10 m3 tuỳ theo điều kiện kinh tế từng hộ gia đình. Nước mưa chỉ đảm bảo cung cấp nước sinh hoạt trong mùa mưa từ tháng 6 đến tháng tháng 10 hàng năm, chiếm 10-15% lượng nước dùng cho ăn uống trong năm. Bảng 2: Thống kê số liệu sử dụng nguồn nước STT 1 2 Loại công trình cấp nước Bể chứa nước mưa Giếng đào Trần Minh Trường Chiếm tỷ Số lệ % trong lượng xã 1672 1776 Đặc điểm và chất lượng 54,1 - Không qua xử lý 57,5 - Tanh, chua, mặn - Phù hợp với điều kiện kinh tế của các hộ gia đình, nhưng không hợp vệ sinh 7 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp 3 4 5 Giếng khoan Khoa CNSH & MT 678 Nước sông/ 312 hồ ao Giếng dùng Không chung có 22 16,5 - Mặn, nhiễm sắt, không ăn được - Mùa khô thường cạn kiệt - Giá thành cao, không phù hợp với địa phương - Có thuốc trừ sâu, màu gạch cua nhạt, xanh rêu, bị thối. Hệ thống thoát nước vệ sinh Môi trường cũng hầu như chưa có gì. Nước thoát hoàn toàn tự chảy vào sông ngòi, hồ ao. Nhà vệ sinh không đảm bảo vệ sinh chiếm tỷ lệ còn cao, chất thải rắn chưa được phân loại hợp lý và chưa có bãi chôn lấp, các loại chất thải này được đổ tuỳ tiện ra vườn, đường đi. Các vấn đề trên dẫn đến bệnh tật là điều không thể tránh khỏi. 1.2. Tổng quan nhà máy xử lý nước xã Việt Hùng - huyện Vũ Thư tỉnh Thái Bình 1.2.1. Các phương pháp xử lý nước ở Việt Nam [5,7,8] 1.2.1.1. Hồ chứa và lắng sơ bộ Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô (nước mặt) là: tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tự làm sạch như: lắng bớt cặn lơ lửng, giảm lượng vi trùng do tác động của các điều kiện môi trường, thực hiện các phản ứng ôxy hoá do tác dụng của oxy hoà tan trong nước và làm nhiệm vụ điều hoà lưu lượng giữa dòng chảy từ nguồn vào và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm nước cấp nhà máy xử lí nước. 1.2.1.2. Song chắn và lưới chắn Song chắn và lưới chắn đặt ở cửa dẫn vào công trình thu làm nhiệm vụ loại trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng cao hiệu quả làm sạch của công trình xử lý. 1.2.1.3. Bể lắng cát Trần Minh Trường 8 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT Ở các nguồn nước mặt có độ đục lớn hơn hoặc bằng 250 mg/l sau lưới chắn, các hạt cặn lơ lửng vô cơ, có kích thước nhỏ, tỷ trọng lớn hơn nước, cứng, có khả năng lắng nhanh được giữ lại ở bể lắng cát. Nhiệm vụ của bể lắng cát là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,6 để loại trừ hiện tượng bào mòn các cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng cặn lắng tụ lại trong bể tạo bông và bể lắng. 1.2.1.4. Xử lý nước tại nguồn bằng hoá chất Xử lý nước tại nguồn bằng hoá chất (thường là nước trong hồ chứa, trong kênh dẫn nội đồng và ở khu vực quanh công trình thu nước sông có vận tốc chảy rất nhỏ trong một thời gian dài của năm) để hạn chế sự phát triển của rong rêu, tảo và vi sinh vật nước, để loại trừ màu, mùi vị do xác sinh vật chết gây ra. Hoá chất thường dùng là đồng sunfat CuSO4 liều lượng thường dùng mỗi đợt xử lý có thể từ 0,12-0,3 mg/l. Liều lượng giữa hai lần xử lý phụ thuộc vào thành phần của nước thô như nhiệt độ, độ kiềm, vi sinh, rêu tảo và hàm lượng CO2 trong nước. 1.2.1.5. Làm thoáng Có hai phương pháp làm thoáng: - Đưa nước vào trong không khí: cho nước phun thành từng tia hay thành màng mỏng chảy trong không khí ở các dàn làm thoáng tự nhiên, hay cho nước phun thành tia và màng mỏng trong các thùng kín rồi thổi không khí vào thùng như các dàn làm thoáng cưỡng bức. - Đưa không khí vào nước: dẫn và phân phối không khí nén thành các bọt nhỏ theo dàn phân phối đặt ở đáy bể chứa nước, các bọt khí nổi lên, nước được làm thoáng. 1.2.1.6. Clo hoá trước hay clo hoá sơ bộ Trần Minh Trường 9 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT Clo hoá sơ bộ là quá trình cho clo vào nước trước bể lắng và bể lọc. Tiêu tốn lượng clo thường gấp 3 đến 5 lần lượng clo dùng để khử trùng nước sau bể lọc, làm tăng giá thành xử lý. 1.2.1.7. Quá trình khuấy trộn hoá chất Mục đích cơ bản của quá trình khuấy trộn hoá chất là tạo điều kiện phân tán nhanh và đều hoá chất vào toàn bộ khối nước cần xử lý. 1.2.1.8. Quá trình keo tụ và phản ứng tạo bông cặn Mục đích của quá trình keo tụ và tạo bông cặn là tạo ra tác nhân có khả năng dính kết các chất làm bẩn nước ở dạng hoà tan lơ lửng thành các bông cặn có khả năng lắng trong các bể lắng và dính kết trên bề mặt hạt của lớp vật liệu lọc với tốc độ nhanh và kinh tế nhất. 1.2.1.9. Quá trình lắng Lắng là quá trình làm giảm hàm lượng cặn lơ lửng trong nước nguồn bằng các biện pháp: - Lắng trọng lực trong các bể lắng, khi đó các hạt cặn có tỷ trọng lớn hơn nước ở chế độ thuỷ lực thích hợp, sẽ lắng xuống đáy bể. - Bằng lực ly tâm tác dụng vào hạt cặn, trong các bể lắng ly tâm và xiclon thuỷ lực. - Bằng lực đẩy nổi do các bọt khí dính bám vào hạt cặn ở các bể tuyển nổi. Cùng với việc lắng cặn quá trình lắng còn làm giảm được 90-95% vi trùng có trong nước do vi khuẩn luôn bị hấp phụ và dính bám vào các hạt bông cặn trong quá trình lắng. 1.2.1.10. Quá trình lọc Lọc là quá trình không chỉ giữ lại các hạt cặn lơ lửng trong nước có kích thước lớn hơn kích thước các lỗ rỗng tạo ra giữa các hạt lọc mà giữ lại các hạt keo sắt, keo hữu cơ gây ra độ đục và độ màu, có kích thước bé hơn Trần Minh Trường 10 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT nhiều lần kích thước các lỗ rỗng nhưng có khả năng dính kết và hấp thụ lên bề mặt vật liệu lọc. 1.2.1.11. Dùng than hoạt tính để hấp thụ chất gây mùi, màu của nước Các hạt bột than hoạt tính có bề mặt hoạt tính rất lớn, có khả năng hấp phụ các phân tử khí và phân tử các chất ở dạng lỏng hoà tan trong nước làm cho nước có mùi vị và màu, lên bề mặt các hạt than, sau khi loại các hạt than này ra khỏi nước, nước được khử mùi vị và màu. 1.2.1.12. Flo hoá nước để tăng hàm lượng flo trong nước uống Ở Việt Nam trừ một vài nguồn nước có lưu lượng nhỏ như giếng Đùn thị xã Lào Cai, một vài giếng nước ngầm mạch nông ở Khánh Hoà, Phú Yên có hàm lượng flo cao hơn tiêu chuẩn cần phải xử lý, còn lại đa số các nguồn nước mặt đều có hàm lượng flo dưới tiêu chuẩn nước dùng cho ăn uống cần phải pha thêm flo vào nước. 1.2.1.13. Khử trùng nước Để khử trùng thường dùng các biện pháp tiêu diệt vi trùng có trong nước như: - Đun sôi nước. - Dùng tia tử ngoại. - Dùng siêu âm. - Dùng các hoá chất có tác dụng diệt trùng cao: ozon, clo và các hợp chất của clo, iod, kali pecmanganat KMnO4… 1.2.1.14. Ổn định nước Xử lý ổn định nước là quá trình khử tính xâm thực của nước đồng thời cấy lên mặt trong thành ống lớp màng bảo vệ để cách ly không cho nước tiếp xúc trực tiếp với vật liệu làm ống. 1.2.2. Quy trình xử lý của nhà máy nước ở xã Việt Hùng Trần Minh Trường 11 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT 1.2.2.1. Quy trình xử lí nước Nước sông Đài nước Công trình thu Trạm bơm nước h Trạm bơm nước thô Nhà hoá chất Nhà hoá chất - Bể trộn - Bể lắng đứng Bể lọc nhanh Bể chứa Mạng lưới đường ống bể thu nước thải khu xử lý Đường ống dẫn nước thô và nước sạch Đường ống dẫn nước thải Hình 1: Sơ đồ hệ thống cấp nước Thời gian hoạt động của hệ thống cấp nước 24/24 giờ. Nước từ sông Hồng được trạm bơm nước thô đẩy về trạm xử lý. Sau khi được xử lí và khử trùng nước được trạm bơm nước sạch (TBII) đẩy lên đài trước khi chảy vào mạng lưới đường ống chính, có kích thước từ D42 – D150. Mạng lưới đường ống xương cá D25 – D32, được nối từ các đường ống chính dẫn đến vị trí lắp đặt đồng hồ đo lưu lượng của một nhóm hoặc mỗi hộ tiêu thụ (d15mm). Lượng nước thải từ công trình đơn vị trong khu vực xử lý được dẫn đến bể thu hồi nước bên trong khu xử lý, nước thải được sơ lắng trước khi xả vào hệ thống thoát nước chung của xã. Công trình thu và các công trình đơn vị thuộc dây chuyền xử lí được tính với công suất ngày lớn nhất Qngày max= 1050 m3/ngày. Trạm bơm nước sạch và hệ thống mạng lưới đường ống được tính với công suất giờ lớn nhất Qgiờ max= 66 m3/h. 1.2.2.2. Vị trí các công trình Công trình thu và trạm bơm nước thô, đặt tại thôn Mỹ Lộc 1, phía ngoài đê. Trần Minh Trường 12 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT Công trình xử lý thuộc thôn Mỹ Lộc 2, trong đê, tại thửa số 4. Hệ thống mạng lưới đường ống bao phủ trên toàn xã. 1.2.2.3. Các hạng mục công trình Công trình thu + Trạm bơm cấp I (TBI): Công trình thu: Gồm 2 họng thu D150 (1 ống làm việc, 1 ống dự phòng), đặt cách bờ sông khoảng 5m. Sử dụng 2 lớp: bên ngoài là lưới B40, lưới bên trong là thép tráng kẽm d1mm, a x a = 5x5mm, để ngăn rác cho họng thu. Nước thô do 2 ống D150 dẫn về trạm bơm nước thô (TBI). Tại vị trí công trình thu và trạm bơm nước thô sẽ đặt cờ và đèn hiệu báo cho tàu thuyền qua lại. Trạm bơm cấp I (TBI): Vị trí đặt ngoài đê cách họng lấy nước khoảng 60m. Công trình đặt nửa nổi nửa chìm, có thiết kế sàn chống lũ. - Kết cấu chìm trong nước là bê tông cốt thép (BTCT), phần nổi trên mặt nước là gạch, mái bằng, có mặt bằng hình vuông kích thước F=20,3 m2. Trạm bơm hoạt động 24/24 giờ. - Trong trạm bố trí: + 2 bơm trục ngang, có đặc tính: Q=45 m3/h, H= 20m, N= 5,5Kw. + 1 thùng nước 0,5m3 + 1 bơm mồi chân không, thời gian mồi T=5-7 phút, Q=100 l/ph, H= 500 mmHg, N= 0,5 Kw. + 1 bơm chìm Q= 1 m3/h, H= 15m, N= 0,5 Kw. + Tủ điện và các thiết bị điện được đặt tại sàn chống lũ trên cột mực nước lũ 0,5m. Từ TBI ống nước thô D150 vượt qua đê được bơm lên bể trộn, trong trạm xử lý. Trạm xử lý Vị trí của trạm đặt trong đê, thuộc thôn Mỹ Lộc 1, cách vị trí TBI khoảng 800m dọc theo đường đặt ống. Trạm xử lý hoạt động 24/24 giờ. Máng trộn dạng vách ngăn Trần Minh Trường 13 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT Có tác dụng trộn keo phèn, tạo điều kiện tiếp xúc với nước thô từ TBI tới trước khi vào bể lọc nhanh. Máng trộn được đặt trên đỉnh bể lắng. Bể lắng đứng Bể lắng đứng có ngăn phản ứng kiểu xoáy đặt ở giữa bể. Nước đi vào ngăn phản ứng qua ống phun. Tốc độ tính toán của dòng chảy đi lên bằng mm/s, Vtt= 0,5 mm/s. t: thời gian nước lưu lại trong ngăn phản ứng lấy bằng 20 phút. H: chiều cao ngăn phản ứng bằng 0,9 chiều cao vùng lắng, H= 3,4m. Phần chứa và ép cặn của bể lắng đứng hình nón, góc tạo thành giữa các tường nghiêng 600. Cạnh đáy bể b x b= 400 x 400mm. Bể lọc nhanh Nước được lọc từ trên xuống. Hàm lượng cặn trong nước sau khi qua bể đảm bảo tiêu chuẩn cho phép. Chiều cao lớp nước phía trên lớp vật liệu lọc là 1,5m. Vật liệu: cát thạch anh có kích thước d = 0,8 - 1,2mm, chiều dày lớp vật liệu lọc l = 1,2 m. Lớp đệm bằng sỏi có kích cỡ d10-d20, dày 350mm. Tốc độ lọc: V = 5,5 m/h. Kích thước hữu ích của bể F= 8,41 m2, chia làm 4 buồng lọc, kích thước 1 buồng là a x a = 1,8 x 1,8m (đến tim tường). Bể chứa nước sạch Là công trình dự trữ và điều hoà lượng nước sạch. Dung tích bể chứa 200 m3, chiếm 0,19% Qtrạm. Bể xây gạch, nửa nổi nửa chìm, kích thước của bể W= a x a x h= 6,6 x 6.6 x 3,8 m (tính đến tim tường), chiều cao lớp nước 2,5m. Trạm bơm nước sạch + Gian quản lý Trạm xây gạch, mái bằng, kích thước mặt bằng a x b= 3,5 x 8m, gian quản lý rộng 3m, gian đặt máy 5m. Trần Minh Trường 14 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT Trong trạm bố trí: - 2 bơm nước sạch (1 làm việc, 1 dự phòng), có đặc tính: Q = 70 m3/h, H = 30m, N = 11Kw. - Các bảng điện điều khiển bơm. Bố trí điện chiếu sáng trong trạm. Lấy nước từ đài nước để mồi bơm. Nhà hoá chất + Nhà khử trùng Kết cấu gạch, mái bằng, có diện tích F = a x b = 3,1 x 6,9m, trong đó chia làm 2 khu vực, 1 bên chứa các thiết bị và hoá chất khử trùng, bên còn lại sử dụng cho phèn. - Khu vực hoá chất bố trí: + Diện tích dự trữ phèn trong 1 tháng (1890 kg). Thường sử dụng loại phèn nhôm, PAC (AlCl3)n, Al2(SO4)3. Với hàm lượng cặn trong mùa nước lũ có thể lên đến 1000mg/l, nên sẽ sử dụng lượng phèn 60 mg/l. Lượng phèn nhôm: M= (0,06 x 1047 000/1000) x 30= 1884,6 kg. + 2 thùng hoà trộn phèn bằng Inox có đường kính D= 500 mm, H=1,4m. + 2 máy khuấy công suất N= 0,2-0,3 Kw. + 2 máy bơm định lượng có đặc tính kĩ thuật: Q = Bơm định lượng phèn Q=0-10 l/h, H= 30m, N= 0,5 Kw. - Khu vực còn lại bố trí: + 2 thùng hoà trộn Javel bằng nhựa, dung tích mỗi thùng 100l. + Diện tích dự trữ lượng Javel trong 1 tháng. + 8 thùng nhựa 20l chứa Javel, liều lượng Clo hoạt tính 1,3 mg/l = 1,3 g/m3. + 2 máy khuấy N= 300w. + 2 bơm định lượng có đặc tính kĩ thuật: Q= 0-10 l/h, H= 30m, N= 0,5 Kw. Đài nước Đài được bố trí đầu mạng, trong khu xử lý, chiều cao đài được tính toán để đẩy nước đến vị trí bất lợi nhất trên đường ống chính. Nước sạch từ bể chứa được bơm nước sạch đẩy lên đài, từ đây nước được chảy xuống mạng theo nhu Trần Minh Trường 15 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT cầu dùng nước trong ngày của các hộ trong xã. Bơm nước sạch hoạt động nhờ vào thiết bị báo mực nước trong đài nước. Áp lực dư của điểm bất lợi nhất thuộc mạng lưới đường ống cấp nước này 6,31m, tại điểm 39, thuộc thôn Mỹ Bổng HTX Minh Hùng. - Kết cấu đài BTCT, dung tích W= 20m3, chiếm 9%W điều hoà. Đài nước có chiều cao đến đáy là 21m, chiều cao cột nước 2m, có hệ thống thu lôi chống sét và cầu thang sắt để lên xuống kiểm tra. Hệ thống đường ống kĩ thuật + Thoát nước - Gồm các đường ống có kích thước từ DN15-DN200, nối giữa các công trình đơn vị với nhau. - Nước thải từ nước rửa lọc, xả bể chứa… sẽ theo hệ thống mương xây gạch có kích thước B = 300 - 500mm thoát vào hệ thống mương tiêu của HTX cạnh khu xử lý. Kích thước của mương B = 1,5m, H = 1,4m. Từ đây nước chảy vào bể thu hồi nước thải, nước sau khi được lắng sẽ theo mương tưới tiêu của xã dẫn ra sông Hồng. Bể thu hồi nước thải Để tránh lượng nước xả từ công trình đơn vị trong khu xử lý làm ô nhiễm môi trường xung quanh cần có bể thu hồi lượng nước này, lắng lượng cặn đạt mức cho phép trước khi xả ra bên ngoài. Bể xây BTCT có dung tích 70 m3, kích thước a x a x h = 12 x 6 x 2m, chia làm 2 ngăn. Nước được chứa luân chuyển từ ngăn này sang ngăn khác. Lượng nước được lắng trong thời gian 18-24 giờ/ngày. Theo định kì lượng bùn (chủ yếu là lượng cát) sẽ được nạo vét và vận chuyển đến vị trí quy hoạch xã. Để hút cặn nước trước khi nạo vét bùn trong bể bố trí bơm trục ngang có Q= 5m3/h, H=15m và bơm này được đặt ngay cạnh bể. Lượng nước qua lắng sẽ xả vào hệ thống chung của xã. Mạng lưới cấp nước Nước sạch đã qua xử lý sẽ được cấp tới khách hàng thông qua một mạng ống phân phối được đặt dọc theo các trục đường chính trong trong thôn xã. Trần Minh Trường 16 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT Công suất của mạng lưới được tính toán để đáp ứng nhu cầu cho giờ dùng nước lớn nhất của ngày dùng nước lớn nhất, chọn hệ số Kgiờ max = 1,5. Cấu trúc của mạng lưới đường ống chia làm 3 cấp: + Cấp I đường ống truyền dẫn D lớn hơn hoặc bằng 42mm + Cấp II đường ống phân phối vào các khu dân cư D25 - 32mm. + Cấp III đường ống dịch vụ nối với các hộ tiêu thụ D15 - 20mm. - Mạng lưới đường ống của nhà máy đặt hoàn toàn mới. Tính toán thuỷ lực mạng lưới theo chương trình Loop, sử dụng công thức HaZen – Wiliam. Hệ số dẫn nước C = 110 với các ống mới. - Áp lực tối thiểu trên mạng tại điểm bất lợi nhất là 6,31m. - Mạng lưới cấp nước được lắp đặt với công suất để đáp ứng nhu cầu cho giai đoạn 1 (đến 2015) và mạng cấp 3 (mạng đấu nối vào nhà). - Đối với hệ thống cấp nước tập trung sử dụng đài điều hoà làm áp lực và cấp nước liên tục 24/24 giờ trong ngày, điều này có những ưu điểm sau: + Các hộ hạn chế được dung tích bể dự trữ nước. + Trong ống luôn có nước nên không gây ra áp lực âm, vì vậy không bị nước ngầm bên ngoài xâm nhập vào. + Chế độ quản lý tương đối đơn giản, do bố trí bơm nước sạch có thiết bị tự động để bơm nước lên đài. + Áp lực bơm nước sạch không cao so với trường hợp bơm trực tiếp ra mạng đường ống không quá dài. 1. Tuyến truyền dẫn Xã Việt Hùng có 4 HTX, dựa vào đặc điểm dân cư so với vị trí đặt đài nước sẽ chia làm 3 khu vực sử dụng nước. Để có thể quản lý và điều chỉnh lượng nước phù hợp cho mỗi khu vực thì cấp nước bằng 3 tuyến chính: + Tuyến ống chung từ đài nước xuống có đường kính DN200. + Tuyến ống thứ nhất gồm tuyến 1-2-3-4-5-6-7-8, DN 150-63, L= 2842m, phục vụ cho hợp tác xã Lộc Điền và Phú Chử. Trần Minh Trường 17 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT + Tuyến ống thứ hai 1-23-25-26-28-29, và 1-30-17-19-20, DN100-42, L=1975m phục vụ hầu hết HTX Tân Phong, gồm các thôn Mỹ Lộc 2, Mỹ Lộc 3 và phần lớn Mỹ Lộc 1 về phía UBND xã. + Tuyến ống thứ ba 1-32-33-34-36-37-41-42-38-43-39, DN100-42, L = 2300m phục vụ cho HTX Minh Hùng và phần dân cư còn lại của thôn Mỹ Lộc 1. - Tổng khối lượng ống chính: DN150 --- L= 1225m DN100 --- L= 2660m DN80 --- L= 1100m DN63 --- L= 1300m DN50 --- L= 2425m DN42 --- L= 2000m - Trên tuyến chính bố trí 1 số thiết bị phụ tùng: + Van chặn: bố trí tại đầu các tuyến ống chính. + Van xả có kích thước D50 – D80: đặt giữa các tuyến chính có kích thước DN80-DN150 có khoảng cách tương đối dài, L>300m. 2. Tuyến ống phân phối Tuyến ống phân phối (tuyến ống xương cá) được nối từ tuyến ống chính xuống. Các ống này đặt dọc các ngõ, xóm. Tổng khối lượng ống phân phối: DN25-DN32, L= 30609m. 3. Đấu nối vào nhà - Các điểm đấu nối của các hộ gia đình trích từ ống phân phối vào, có kích thước D15-D20. Mỗi hộ gia đình lắp đặt 1 đồng hồ đo lưu lượng và van chặn. - Thường bố trí đồng hồ chung cho 1 nhóm hộ gia đình từ 5-7 hộ, hố này tập hợp các đồng hồ riêng của mỗi hộ để dễ quản lý, từ đây lắp ống về đến từng nhà. 1.3. Tổng quan phương pháp đánh giá hiệu quả của nhà máy Trần Minh Trường 18 MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT 1.3.1. So sánh kết quả phân tích mẫu nước đầu vào với mẫu nước trong các giai đoạn xử lý Tiến hành lấy mẫu nước nguồn đầu vào, các giai đoạn trong quá trình xử lý, tiến hành phân tích. Sau đó, đánh giá hiệu quả chất lượng nước đã được xử lý với nước đầu vào. 1.3.2. So sánh chất lượng nước đã khử trùng với tiêu chuẩn bộ Y tế 2005 Tiến hành lấy và phân tích mẫu nước sau khi khử trùng cấp cho người dân theo thời gian quan trắc quy định. Sau đó so sánh với tiêu chuẩn Vệ sinh nước sạch 09/2005/QĐ-BYT. 1.3.3. Đánh giá hiệu quả về mặt kinh tế - xã hội Một trong những yếu tố quan trọng trong thành công của nhà máy xử lý nước cấp ở xã Việt Hùng là tính bền vững và tính hiệu quả về mặt kinh tế xã hội. Tính bền vững tài chính được thể hiện qua khả năng thu hồi chi phí thông qua giá nước áp dụng tại các công trình cấp nước tập trung và khả năng chi trả phí nước của cộng đồng thông qua việc thanh toán tiền nước hàng tháng. Bảng 3: Chi phí sản xuất cho 1m3 nước sạch tính theo hằng giá Loại hoá chất Clo Phèn Vật liệu khác Nhân công (thợ 4/7) Điện năng Trần Minh Trường Đơn giá (VNĐ/kg) 9000 6500 1000 19 Định mức tiêu thụ (Kg/m3) 0,0021 (kg/m3) 0,035 (kg/m3) 7% 00,0052 (công) 0,46 (KW) MSSV: 505303068 Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT Bảng 4: Giá thành sản xuất 1m3 nước STT Khoản mục chi phí Đơn vị Giá nước I Giá thành toàn bộ 1 Chi phí vận hành và bảo dưỡng - Chi phí nguyên vật liệu VND/m3 390,13 - Chi phí nhân công VND/m3 144,32 - Chi phí bảo dưỡng VND/m3 0,01 2 Chi phí chung VND/m3 83,71 4 Khấu hao tái đầu tư VND/m3 750,59 II Lãi định mức (3%) A Tổng chi phí VND/m3 1410 B Sản lượng nước sản xuất theo nhu cầu TB m3 286525 Tỷ lệ nước thu được tiền % 77% Sản lượng nước thu được tiền m3 220624 Giá nước bình quân trước thuế VND/m3 1831 C 41 Thuế VAT (5%) Trần Minh Trường 92 20 MSSV: 505303068