Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho khu vực dân cư thuộc Xã Châu Giang - Huyện Duy Tiên - Tỉnh Hà Nam

Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành tốt được khóa luận tốt nghiệp của mình ngoài việc nỗ
lực, cố gắng của bản thân em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy
cô giáo, gia đình và bạn bè.
Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo – Thạc sĩ
Lê Cao Khải, người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và cho em những
ý kiến đóng góp sát thực nhất.
Bên cạnh đó em xin chân thành cảm ơn Khoa Hóa học – trường ĐHSP
Hà Nội 2 đã tạo điều kiện tốt nhất cho sinh viên nói chung và bản thân em nói
riêng được làm và hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp của mình.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo xã Châu Giang – Duy
Tiên – Hà Nam đã cung cấp những thông tin cần thiết để tôi hoàn thành đề tài
của mình.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè là những người luôn động
viên, ủng hộ, cổ vũ tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp của
mình.

Hà Nội, ngày 07 tháng 5 năm 2012
Sinh viên
Trần Thị Thúy Hà

Trần Thị Thúy Hà – K34A – Khoa Hóa học

1


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thúy Hà – K34A – Khoa Hóa học

Trường ĐHSP Hà Nội 2

2


DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH
1. Danh mục các bảng
Bảng 1.1. Dự báo dân số của xã
Bảng 1.2. Nhu cầu sử dụng nước của xã Châu Giang tính đến năm 2020
Bảng 2.1. Kết quả phân tích nguồn nước ngầm xã Châu Giang huyện Duy
Tiên tỉnh Hà Nam
Bảng 2.2. Tiêu chuẩn nước ăn uống và sinh hoạt đối với khu dân cư đô thị
nhỏ và nông thôn theo qui định số 505 BYT/QĐ của bộ y tế
Bảng 2.3. Tiêu chuẩn nước ăn uống và sinh hoạt theo phương diện vi
khuẩn và sinh vật (theo quyết định số 505 BYT/QĐ của bộ y tế)
Bảng 2.4. Một số quá trình cơ bản xử lí nước ngầm
2. Danh mục các hình
Hình 2.1. Nước sông bị ô nhiễm biến thành màu đen, hôi thối
Hình 2.2. Sơ đồ công nghệ xử lí nước cấp sinh hoạt từ nguồn nước ngầm
khu vực xã Châu Giang
Hình 2.3. Sơ đồ cấu tạo giàn mưa (giàn làm thoáng tự nhiên)
Hình 2.4. Mặt bằng máng phân phối và phun mưa
Hình 2.5. Sơ đồ cấu tạo bể trộn
Hình 2.6. Sơ đồ cấu tạo bể lắng đứng
Hình 2.7. Cấu tạo bể lọc nhanh trọng lực

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.......................................................................................................1
Lí do chọn đề tài.........................................................................................1
1. ....................................................................................................... M
ục đích nghiên cứu.....................................................................................2
2. ....................................................................................................... N
hiệm vụ nghiên cứu...................................................................................3
3. ....................................................................................................... Đ
ối tượng nghiên cứu...................................................................................3
4. ....................................................................................................... P
hương pháp nghiên cứu.............................................................................3

CHƢƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI VÀ
SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẤP NƢỚC
TẠI XÃ CHÂU GIANG – HUYỆN DUY TIÊN – TỈNH HÀ NAM.4
1.1. ..................................................................................................... Đi
ều kiện tự nhiên.....................................................................................4
1.1.1. .................................................................................................. Vị
trí địa lí..................................................................................................4
1.1.2. .................................................................................................. K
hí hậu.....................................................................................................4
1.1.3. .................................................................................................. Đị
a hình.....................................................................................................4
1.1.4. .................................................................................................. T
hủy văn..................................................................................................4
1.2. ..................................................................................................... Đ
ặc điểm kinh tế xã hội...........................................................................5
1.2.1. .................................................................................................. D
ân số......................................................................................................5

1.2.2. .................................................................................................. H
oạt động kinh tế.....................................................................................5
1.2.3. .................................................................................................. Tì
nh hình xã hội........................................................................................5



1.2.4. .................................................................................................. C
ác công trình xây dựng..........................................................................6
1.2.5. .................................................................................................. Gi
ao thông.................................................................................................6
1.2.6. .................................................................................................. C
ấp điện...................................................................................................6
1.2.7. .................................................................................................. Hi
ện trạng cấp thoát nước và vệ sinh môi trường.....................................7
1.3. ..................................................................................................... Hi
ện trạng cấp nước..................................................................................7
1.4. ..................................................................................................... N
hu cầu sử dụng nước.............................................................................8
1.5. ..................................................................................................... S
ự cần thiết phải đầu tư xây dựng hệ thống cấp nước.............................9

CHƢƠNG 2: LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN XÂY DỰNG HỆ
THỐNG CẤP NƢỚC...................................................................................11
2.1. ..................................................................................................... N
guồn nước..............................................................................................11
2.1.1.................................................................................................... N
ước mặt..................................................................................................11
2.1.2.................................................................................................... N
ước ngầm...............................................................................................12

2.2. ..................................................................................................... L
ựa chọn nguồn nước..............................................................................13
2.3. ..................................................................................................... Đ
ặc điểm chung của nước ngầm..............................................................14
2.4. ..................................................................................................... C
hất lượng nguồn nước ngầm khu vực xã Châu Giang...........................16
2.5. ..................................................................................................... C
ông nghệ xử lí nước ngầm.....................................................................21
2.5.1.................................................................................................... C
ông trình thu nước ngầm.......................................................................21



2.5.2.................................................................................................... M
ột số quá trình cơ bản xử lí nước ngầm.................................................21
2.6. ..................................................................................................... Đ
ề xuất công nghệ xử lí...........................................................................23
2.6.1.................................................................................................... T
háp làm thoáng......................................................................................26
2.6.2.................................................................................................... B
ể trộn......................................................................................................31
2.6.3.................................................................................................... B
ể lắng.....................................................................................................34
2.6.4.................................................................................................... B
ể lọc.......................................................................................................37
2.6.5.................................................................................................... Q
uá trình khử trùng..................................................................................40
2.6.6.................................................................................................... B
ơm..........................................................................................................45

CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH TRONG
DÂY CHUYỀN...........................................................................................47
3.1. Tính toán giàn mưa.................................................................................47
3.2. Tính toán bể trộn.................................................................................... 52
3.3. Tính toán bể lắng tiếp xúc...................................................................... 56
3.4. Tính toán bể lọc......................................................................................61
3.5. Bể chứa nước sạch..................................................................................62
3.6. Tính toán lượng clo cần dùng.................................................................63
KẾT LUẬN.................................................................................................... 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................66


PHỤ LỤC.......................................................................................................67


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Như chúng ta đã biết nước là một nhu cầu không thể thiếu trong cuộc
sống của con người và mọi sinh vật trên Trái Đất. Ở đâu có nước ở đó có sự
sống, nước phục vụ cho nhu cầu sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ,
giao thông vận tải, du lịch và sinh hoạt hàng ngày của con người. Trong sinh
hoạt nước cấp dùng đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ăn uống, vệ sinh, các họat
động giải trí, và các họat động công cộng như cứu hỏa… còn trong công
nghiệp, nước được dùng cho quá trình làm lạnh, sản xuất thực phẩm như đồ
hộp, nước giải khát, rượu… Hầu như mọi ngành công nghiệp đều sử dụng
nước cấp như là một nguồn nguyên liệu không gì thay thế được.
Nước rất cần thiết cho hoạt động sống của con người cũng như các sinh
vật. Con người có thể không ăn trong nhiều ngày mà vẫn sống nhưng sẽ chết
sau ít ngày (khoảng 3 ngày) nếu không uống vì cơ thể người có khoảng 65
đến 75% là nước.

Con người cần nước ngọt cho ăn uống, sinh hoạt hàng ngày và cho sản
xuất. Mỗi người một ngày chỉ cần 2,5 đến 3 lít nước, nhưng tính chung cho cả
sinh hoạt thì ở các nước phương tây mỗi người cần khoảng 300 lít nước mỗi
ngày. Với các nước đang phát triển thì lượng nước đó thường dùng chung cho
một gia đình khoảng 5 – 6 người.
Nước dùng trong sinh hoạt là nước trực tiếp tác động tới sức khỏe và sự
sống của con người. Chính vì vậy, mà nước sinh hoạt phải đảm bảo đầy đủ
các thành phần lí hóa, hóa học, vi sinh vật theo một yêu cầu nhất định. Mỗi
quốc gia đều có những tiêu chuẩn riêng về chất lượng nước cấp, trong đó có
thể có những chỉ tiêu cao thấp khác nhau nhưng nhìn chung các chỉ tiêu này



phải đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh về số vi trùng có trong nước, không có
chất độc hại làm nguy hại đến sức khỏe con người. Thông thường chất lượng
nước phải đạt các tiêu chuẩn của tổ chức y tế thế giới WHO như các tiêu
chuẩn về độ pH, độ đục, màu sắc, độ cứng, độ kiềm, độ axit, nồng độ sắt,
kẽm, mangan…
Tuy nhiên như chúng ta đã biết môi trường nước không tồn tại độc lập
với các môi trường khác mà luôn tiếp xúc với không khí, đất, sinh quyển. Bên
cạnh đó dưới tác động chủ quan của con người trong các hoạt động sản xuất
nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ, hay dưới tác động của thiên tai như bão,
lũ… đã làm cho môi trường nước, đặc biệt là môi trường nước mặt trở nên bị
ô nhiễm trầm trọng. Con người đang đứng trước nguy cơ thiếu nước trầm
trọng. Nước bị ô nhiễm và kém chất lượng, không thể sử dụng được nếu
không xử lý trước. Vì vậy đi đôi với sử dụng và khai thác hợp lí các nguồn
nước, con người cần phải biết xử lý các nguồn nước để có đủ và đảm bảo chất
lượng nước đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về nước sinh hoạt của mình.
Địa bàn xã Châu Giang – Duy Tiên – Hà Nam nơi mà tôi sinh sống thì
nhu cầu sử dụng nước sạch cho sinh hoạt và sản xuất cũng ngày một tăng và

điều đó là thiết yếu. Do đó, tôi thấy cần thiết phải có một hệ thống xử lý nước
cấp sinh hoạt cho địa phương.Từ số liệu dân số, lượng nước sinh hoạt cần
dùng và thực tế hiện trạng nguồn nước tại địa phương mình tôi đã chọn đề tài
làm khóa luận tốt nghiệp của mình là: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý
nƣớc cấp sinh hoạt cho khu vực dân cƣ thuộc xã Châu Giang – huyện
3

Duy Tiên – tỉnh Hà Nam với công suất 3000m /ngày đêm.
2. Mục đích nghiên cứu
Thiết kế được các hạng mục chính trong xử lý nước cấp sinh hoạt từ
nguồn nước ngầm tại xã Châu Giang – Duy Tiên – Hà Nam, công suất
3

3000m / ngày đêm.



3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Xác định các thông số về chất lượng nguồn nước ngầm tại xã Châu Giang
– Duy Tiên – Hà Nam.
- Lựa chọn được dây chuyền xử lý nước phù hợp với chất lượng nước và
3

công suất đề ra là 3000m / ngày đêm.
- Tính toán thiết kế được các hạng mục công trình.
4. Đối tƣợng nghiên cứu
- Nguồn nước ngầm tại xã Châu Giang – Duy Tiên – Hà Nam.
- Tình hình dân cư, các hoạt động kinh tế xã hội của địa bàn xã Châu Giang
– Duy Tiên – Hà Nam.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập tài liệu.
- Phương pháp tính toán.



CHƢƠNG 1
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI VÀ SỰ CẦN
THIẾT PHẢI XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẤP NƢỚC TẠI
XÃ CHÂU GIANG – HUYỆN DUY TIÊN – TỈNH HÀ NAM
1.1. Điều kiện tự nhiên
1.1.1. Vị trí địa lí
Xã Châu Giang nằm ở phía Bắc của huyện Duy Tiên – tỉnh Hà Nam.
Ranh giới của xã:
- Phía Đông giáp với xã Chuyên Ngoại.
- Phía Nam giáp với xã Yên Bắc.
- Phía Tây giáp với xã Minh Tân.
- Phía Bắc giáp với xã Mộc Bắc.
1.1.2. Khí hậu
- Xã Châu Giang nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm,
mưa nhiều, thuộc tiểu khí hậu vùng đồng bằng Bắc Bộ, chịu ảnh
hưởng sâu sắc của gió mùa ĐôngBắc và gió mùa Đông Nam.
0

- Nhiệt độ trung bình hàng năm 24 C.
1.1.3. Địa hình
Xã có địa hình đặc trưng của vùng đồng bằng thuộc khu vực châu thổ
Sông Hồng. Địa hình của xã phần lớn là bằng phẳng 100%. Tổng diện tích
của xã là 1417 ha.
1.1.4. Thủy văn
Có sông Châu Giang đi qua, bên cạnh đó là hệ thống mương máng tưới

tiêu phục vụ nông nghiệp.



1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội
1.2.1. Dân số
Theo số liệu điều tra xã Châu Giang tính đến năm 2011 dân số toàn xã
là 15487 người với 4372 hộ chia thành 16 thôn xóm, dân tộc chủ yếu là dân
tộc Kinh. Tỉ lệ gia tăng dân số hàng năm là 0,85%.
1.2.2. Hoạt động kinh tế
- Nền kinh tế chủ yếu là trồng lúa bên cạnh đó thủy sản, tiểu thủ công nghiệp,
dịch vụ thương mại cũng phát triển.
- Cơ cấu kinh tế:
+ Nông nghiệp và thủy sản: 41,69%
+ Tiểu thủ công nghiệp: 31,3%
+ Dịch vụ thương mại: 27,01%
- Tổng thu nhập toàn xã năm 2011 là 204 tỉ/năm.
1.2.3. Tình hình xã hội
a. Giáo dục
- Trẻ em ở độ tuổi nhà trẻ, mẫu giáo đến trường đạt 58%.
- Trẻ em ở độ tuổi tiểu học và trung học cơ sở đến trường là 100%.
b. Y tế
- Tỉ lệ tiêm chủng vacxin đạt 100%.
- Tỉ lệ uống thuốc tẩy giun đạt 98%.
- Trẻ em suy dinh dưỡng từ 0 – 5 tuổi chiếm 16,3%.
c. Tình hình văn hóa
- Các thôn xóm của xã đều có nhà văn hóa thôn, xóm.
- Xã có trạm truyền thanh, trang thiết bị hệ thống loa đến các thôn.
- Thiết bị nghe nhìn: 97% hộ có ti vi, đài các loại.

- Thông tin liên lạc thuận lợi, có bưu điện văn hóa xã, số máy điện
thoại liên tục tăng.
d. Tình hình xã hội
- Trình độ dân trí khá cao.
- Tệ nạn xã hội có một số trường hợp.
1.2.4. Các công trình xây dựng
a. Công trình công cộng
Các công trình hạ tầng xã hội cấp xã đã được đầu tư đủ danh mục, hạng
mục công trình. Hội trường xã là nhà cấp 4 còn các công trình khác là nhà
kiên cố, quy mô và chất lượng đáp ứng nhu cầu sử dụng.
b. Nhà dân
- Nhà ở: 100% dân có nhà ở, chất lượng các nhà đạt loại khá tốt.
+ Nhà kiên cố chiếm 36,29%
+ Nhà bán kiên cố chiếm 60,73%
+ Nhà khác chiếm 2,98%
- Dân cư: Phân tán trên địa bàn xã, toàn xã có 16 thôn xóm, thôn lớn
nhất là Duyên Giang với trên 3000 nhân khẩu.
1.2.5. Giao thông
- Giao thông đối ngoại: Có đường quốc lộ 38 chạy qua.
- Giao thông đối nội: Xã có đường liên xã, trục huyện DH01 từ Hòa Mạc –
Hoàn Dương chạy qua dài trên 3km. Các đường trục xã, liên xã và liên thôn
đã tương đối hoàn chỉnh và được bê tông hóa 96% chất lượng tương đối tốt.
1.2.6. Cấp điện
- Xã có điện lưới quốc gia chạy qua, hệ thống điện đáp ứng đủ yêu cầu sinh
hoạt và sản xuất của dân cư.
- Tỉ lệ hộ dùng điện: 100%.

1.2.7. Hiện trạng thoát nƣớc và vệ sinh môi trƣờng
- Thoát nước: Có hệ thống cống rãnh đạt 50 – 60 % trên toàn xã nhưng hệ
thống cống rãnh chủ yếu chảy xuống mương, máng, ao, hồ vì thế nguồn
nước mặt bị ô nhiễm.
- Rác thải: rất ít các thôn xóm tổ chức được đội thu gom rác thải mà đa số rác
được các gia đình tự xử lý.
1.3. Hiện trạng cấp nƣớc
- Xã chưa có hệ thống cấp nước tập trung.
- Nguồn nước sử dụng: Dân cư trong xã sử dụng 4 nguồn nước chủ yếu trong
ăn uống và sinh hoạt: Nước giếng đào, nước mưa, nước mặt và giếng
khoan đường kính nhỏ.
- Hiện trạng sử dụng:
+ Nước mưa: Dùng trong ăn uống, 90% hộ có bể chứa. Số hộ có bể
3

chứa dự trữ đủ cho mùa khô chiếm 29% (bể > 5m ).
+ Nước giếng đào: Số hộ có giếng đào chiếm 30% , chất lượng nước
không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh.
+ Nước giếng khoan: Toàn xã có khoảng 88% số hộ có giếng khoan
đường kính nhỏ độ sâu 30 – 40m. Chất lượng nước không đảm bảo tiêu chuẩn
vệ sinh (qua bể lọc đơn giản).
+ Nước mặt: Toàn xã có khoảng 10% dân sử dụng nước mặt trong sinh
hoạt mặc dù nguồn nước này bị ô nhiễm.
Tóm lại qua tình hình thực tế về sử dụng nước của nhân dân xã Châu
Giang thì vấn đề xây dựng hệ thống cung cấp nước sạch cho nhân dân trong
xã là một vấn đề cần thiết.



1.4. Nhu cầu sử dụng nƣớc

Theo dõi sự phát triển dân số của xã Châu Giang, xét đến tỉ lệ tăng cơ
học do sự phát triển của xã, dựa vào tỉ lệ gia tăng dân số hàng năm là 0,85%
ta có thể dự báo dân số của xã trong những năm tới như sau:
Bảng 1.1: Dự báo dân số của xã
Năm

2011

2015

2020

Dân số (Người)

15487

16019

16709

Nhu cầu sử dụng nƣớc đến năm 2020
Tiêu chuẩn nước cấp:
- Tiêu chuẩn nước sinh hoạt: Trên cơ sở vấn đề cấp nước và vệ sinh nông
thôn đến năm 2020 thì nhu cầu nước sinh hoạt bình quân đầu người là 100
lít/ người, ngày đêm. Tỉ lệ dân số được cấp nước là 90% [7].
- Nước dùng cho trạm y tế xã bằng 10% nước sinh hoạt.
- Nước dùng cho trường mầm non xã bằng 10% nước sinh hoạt.
- Nước dùng cho các trường tiểu học và trung học của xã bằng 20% nước
sinh hoạt.
- Nước dùng cho các công trình công cộng khác như ủy ban xã, bưu điện

xã… bằng 10% nước sinh hoạt.
- Nước thất thoát rò rỉ bằng 5% tổng nhu cầu sử dụng nước trên.
- Nước dùng cho trạm xử lý bằng 7% tổng nhu cầu sử dụng nước trên.