Tài liệu Bài giảng cấp nước

CHƯƠNG 4 TRẠM BƠM, BỂ NƯỚC, ĐÀI NƯỚC 1 4.1. BƠM VÀ TRẠM BƠM • Các loại máy bơm được sử dụng: bơm pít tông, bơm tia, bơm khí nén... • Máy bơm dùng trong cấp nước: một hoặc nhiều cấp, một hay hai cửa nước vào được lắp đặt theo hình thức trục ngang hoặc trục đứng. • Trạm bơm là nơi bố trí các thiết bị cơ khí, động lực, điện... • Trạm bơm cấp nước chia thành các loại: TB cấp I, TB cấp II, TB trung chuyển, Tb tuần hoàn... 2 4.2. ĐÀI NƯỚC Đài nước còn gọi là tháp nước làm nhiệm vụ điều hoà và tạo áp đưa nước đến các nơi tiêu dùng. Đài nước thường đặt ở vị trí địa hình cao để giảm chiều cao và do đó giảm giá thành xây dựng. Đài nước có thể đặt ở đầu hoặc cuối mạng lưới. Các bộ phận chính của đài: • • • • • Thùng chứa nước trên cao có dạng hình tròn, đáy phẳng hoặc lõm. Các ống dẫn nước vào, ra khỏi đài có khoá và van một chiều (trên đường ống ra). Ống tràn nối với hệ thống thoát nước. Ống xả cặn nối với ống tràn. Các thiết bị báo hiệu mức nước, thu lôi chống sét, đèn báo hiệu... 3 4.3. BỂ CHỨA NƯỚC Bể chứa nước làm nhiệm vụ điều hoà lượng nước bơm khác nhau giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II. Ngoài ra nó còn làm nhiệm vụ dự trữ nước chữa cháy (cho 3h cháy), nước rửa các bể lắng, bể lọc...của trạm xứ lý. Bể chứa nước có thể xây nổi hoặc chìm, tuỳ theo cách bố trí cao trình của dây truyền công nghệ xử lý nước và điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn. Chiều sâu bể từ 2-7m, chiều rộng bể từ vài mét đến vài chục mét. Bể chứa thường được trang bị các thiết bị và đường ống sau: • Ống dẫn nước vào bể có khoá đóng mở nước. • Ống tràn, ống xả cặn nối với hệ thống thoát nước. • Ống hút của máy bơm. • Ống thông hơi. • Thang lên, xuống. • Thước báo hiệu mức nước trong bể... 4 CHƯƠNG 5 NGUỒN CUNG CẤP NƯỚC VÀ CÔNG TRÌNH THU 1 5.1 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC 5.1.1 Nguồn nước mặt a. Đánh giá trữ lượng và chất lượng nước sông - Đánh giá trữ lượng nước sông Việt Nam có mạng lưới sông ngòi dày đặc Diện tích lưu vực trên 10.000 km2 Lượng nước mặt khoảng 324 km3/năm. Để đảm bảo sử dụng nguồn nước mặt được lâu dài cần phải có chiến lược sử dụng hợp lý 2 5.1 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC -Đánh giá chất lượng nước sông Chỉ tiêu lý học: nhiệt độ, hàm lượng cặn không tan, độ mầu, mùi, vịB Chỉ tiêu hóa học: Khoáng chất Hàm lượng các khoáng chất trong các sông 200 - 500mg/l. Khoáng chất của sông Đồng Nai 50 mg/l, sông Cửu Long là 150mg/l, sông Hồng là 200 mg/l. Độ pH Nước sông ở VN thường có độ kiềm trung tính hoặc yếu, với độ PH trong khoảng 7 – 8 Độ cứng Nước sông VN phần lớn thuộc loai mềm và rất mềm, nước sông Đông Nai có độ cứng nhỏ nhất 0,4 mg/l Hàm lượng ion chính Những ion của nước sông bao gồm Ca++,Mg++. Na+, K+, HCO3-, SO42-, Cl-, trong đó HCO3- chiếm một tỷ lệ lớn nhất rồi đến Ca++. Hàm lượng chất hữu cơ: các ion NH4+, NO2-, NO3-, PO4-, chiếm một tỷ lệ nhỏ không vượt quá vài phần mười mg/l. Hàm lượng Fe++, Fe+++ nhỏ và phụ thuộc vào độ pH 3 5.1 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC b. Đánh giá trữ lượng nước hồ và chất lượng nước hồ. - Đánh giá trữ lượng nước hồ Nước ta gồm có cả hồ tự nhiên như hồ Ba Bể hồ nhân tạo như hồ Núi Cốc, Đại Lải, Hoà Bình, Thác BàB Những hồ tự nhiên thường có trữ lượng nhỏ, chỉ có một vài hồ lớn có khả năng làm nguồn cung cấp nước cho các đối tượng dùng nước vừa và nhỏ. Các hồ nhân tạo thường có trữ lượng lớn với nhiệm vụ đa mục tiêu, những hồ này có khả năng cung cấp cho các đối tượng dùng nước lớn. - Đánh giá chất lượng nước hồ. Hàm lượng cặn nhỏ hơn nước sông vì đã được lắng tự nhiên và khá ổn định. Nước hồ thường có độ màu cao do rong, rêu tảo phát triển gây ra. Hàm lượng các chất hưu cơ trong nước hồ thường cao do xác động thực vật ở xung quanh khu vực hồ gây nên. Nhìn chung chất lượng nước hồ tốt, dây chuyền công nghệ xử lý nước có thể đơn giản CNXL nước sông. Lượng hoá chất dùng để keo tụ ít do vậy giá thành XLN hồ thường rẻ hơn nước sông. 4 5.1 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC 5.1.2 Nguồn nước ngầm Được thành tạo do mưa, nước mặt thấm qua các tầng đất và được giữ lại ở các tầng đất chứa nước nằm giữa hai tầng đất cách nước. - Tầng chứa nước: cát, cuội,sỏi hoặc lẫn lộn các vật liệu này với nhau. - Tầng cách nước: sét, thịt, cát kết, cuội kết. Nước ngầm có thể phân ra làm hai loại là nước ngầm mạch nông và nước ngầm mạch sâu Nước ngầm mạch nông có độ sâu khoảng 3 đến 10 m Nước ngầm mạch sâu có độ sâu lớn hơn 20 m a. Đánh giá trữ lượng nước ngầm Nước ngầm có trữ lương rất lớn và ổn định Nước ngầm được phân bố ở mọi nơi nhưng phân bố không đều theo các miền địa chất thuỷ văn cũng như các thành tạo địa chất khác nhau. 5 5.1 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC b. Đánh giá chất lượng nước ngầm. - Do nước thấm qua các tầng đất giống như quá trình lọc qua lớp vật liệu lọc nên nước ngầm có hàm lượng chất lơ lửng nhỏ và ổn định. - Nước ngầm tồn tại trong các tầng chứa nước thường có khoáng chất, do vậy nước ngầm thường hàm lượng kim loại như sắt, mangan lớn. - Hàm lượng vi trùng nhỏ và ổn định Chất lượng nước ngầm cũng phụ thuộc vào cấu tạo địa chất của từng khu vực, có những nơi nước ngầm rất sạch đảm bảo yêu cầu của nước sinh hoạt và ăn uống, ngược lại có những nơi hàm lượng sắt và mangan rất cao, thậm chí một số nơi còn bị ô nhiễm nitơ amôn và kim loại nặng. Nhìn chung nước ngầm có chất lượng tốt hơn nước mặt, xử lý nước ngầm thường là khử sắt và khử trùng. 6 5.1 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC 5.1.2 Nguồn nước mưa Ở các vùng núi cao thiếu nước, các vùng nông thôn và hải đảo thiếu nước ngọt thì nước mưa là nguồn nước quan trọng để cấp cho các đơn vị nhỏ và các hộ gia đình. a. Trữ lượng nước mưa - Tương đối phong phú, lượng mưa trung bình năm của Việt nam từ 15002000mm/năm - Rải rác không đều trong năm b. Chất lượng Nước mưa tương đối sạch, tuy nhiên nó cũng bị nhiễm bẩn do rơi qua không khí, mái nhà B nên mang theo bụi bẩn và các chất bẩn khác. Nước mưa thiếu các muối khoáng cần thiết cho sức khoẻ của con người và súc vật. 7 5.2 KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC Nhu cầu đời sống hàng ngày và nhu cầu phát triển sản xuất chúng ta đã sử dụng ngày càng nhiều về số lượng và phong phú về mục đích như để ăn uống, sinh hoạt, sản xuất, nông nghiệp công nghiệp, nuôi trồng thuỷ sảnB - Nguồn nước không phải là vô tận, đặc biệt là nước ngọt. - Đó là dạng nguồn nước có giá trị trực tiếp và được khai thác sử dụng nhiều nhất, thuận lợi và giá thành thấp - Nhưng nếu bị tác động không tốt do sự thiếu ý thức của con người gây ra dẫn tới hậu quả nghiệm trọng làm ô nhiễm nguồn nước sạch.
Việc khai thác nguồn nước phải được tính toán kỹ lưỡng - Sử dụng nguồn nước phải đi đôi với bảo vệ - Phương pháp bảo vệ phải tích cực nhất phải được đặt ra ngay từ khi khai thác và sử dụng - Giải pháp kỹ thuật trong khai thác nước - Cần đề xuất quy trình kỹ thuật tái tạo nước, sử dụng hợp lý bao gồm cả việc tiết kiệm nước, xu thế hiện nay là đang nghiên cứu “ Công nghệ sản xuất sạch hơn “chế tạo thiết bị vệ sinh tiết kiệm nước B Việt nam đã có luật bảo vệ môi trường và những quy định về sử dụng tài nguyên nước. 8 5.3 QUY HOẠCH SỬ DỤNG VÀ BẢO VỆ NGUỒN NƯỚC Nội dung của sử dụng hợp lý nguồn nước - Nghiên cứu những phương pháp và giải pháp khoa học và công nghệ nhằm khai thác có hiệu quả nhất tài nguyên nước phục vụ cho mục tiêu trước mắt và lâu dài. - Nghiên cứu những cơ sở và phương pháp khoa học nhằm dự báo dài hạn các quá trình thuỷ văn sẽ diễn ra do hoạt động kinh tế – xã hội của con người từ do dự báo các diễn biến thay đổi của tự nhiên trong tương lai. - Nghiên cứu những phương pháp khoa học và kỹ thuật – công nghệ nhằm đanh giá, quản lý về lượng và chất các nguồn nước một cách chính xác, đồng thời nghiên cứu xây dựng những công nghệ tiên tiến về sử dụng nước ít tốn kém, thải nước tối thiểu, xử lý nước thải một cách có hiệu quả với chi phí hợp lý, dễ áp dụng. Ba vấn đề trên có quan hệ chặt chẽ với nhau, hỗ trợ lẫn nhau và tạo thành một thể thống nhất của chiến lược khoa học về sử dụng hợp lý tài nguyên nước. Ngoài ra, còn một số nội dung khác không kém phần quan trọng là xây dựng các chỉ dẫn, hướng dẫn, các tiêu chuẩn và các quy trình quy phạm đối với việc khai thác sử dụng và bảo vệ nguồn nước, kể cả vấn đề tuyên truyền phổ cập những kiến thức cơ bản nhất về nguồn nước và sử dụng nước 5.4 Quản lý và giám sát nguồn nước (đọc gtr) 9 5.5 CÔNG TRÌNH THU 5.5.1.Các loại công trình thu nước mặt Trong thực tế công trình thu nước mặt chủ yếu là công trình thu nước từ sông Vị trí: Công trình thu nước từ sông nhất thiết phải đặt phía đầu nguồn nước, phía trên khu dùng nước hay khu công nghiệp theo chiều dòng chảy. Vị trí hợp lý nhất để đặt công trình thu nước sông là nơi bờ sông và lòng sông ổn định có điều kiện địa chất tốt, có đủ độ sâu cần thiết để lấy nước. Vì vậy, công trình thu nước sông thường được đặt ở phía bờ lõm tuy nhiên phía bờ lõm thường bị xói lở nên phải gia cố. Công trình thu nước sông được chia làm 2 loại - Công trình thu nước bờ sông - Công trình thu nước lòng sông 10 5.5 CÔNG TRÌNH THU a. Công trình thu nước bờ sông Thường áp dụng đối với bờ sông có độ dốc cao, mực nước sông dao động ít. Công trình thu nước bờ sông có 2 loại: - Khi điều kiện địa chất tốt công trình thu nước được xây dựng kết hợp với trạm bơm cấp 1 hình thức xây dựng kiểu này gọi là công trình thu nước kiểu kết hợp 11 5.5 CÔNG TRÌNH THU - Khi điều kiện địa chất không đảm bảo ta phải xây dựng tách riêng với trạm bơm cấp 1 gọi là hình thức xây dựng công trình thu nước kiểu phân ly. 12 5.5 CÔNG TRÌNH THU Công trình thu nước bờ sông thường được chia ra nhiều gian để đảm bảo cấp nước liên tục khi thau rửa, sửa chữa. Mỗi gian chia ra ngăn thu, ngăn hút. Nước từ sông vào ngăn thu qua các cửa thu nước: cửa phía trên lấy nước mùa lũ, cửa phía dưới lấy nước về mùa khô. Ngăn thu còn được gọi là ngăn lắng vì ở đây một phần các hạt cặn, cát, phù sa trong nước được giữa lại. Ở cửa thu nước có đặt các song chắn làm bằng các thanh thép d = 10 ÷ 16 mm cách nhau 40 ÷ 50 mm để ngăn các vật trôi nổi trên sông (rác rưởi, củi, cây B) khỏi đi vào công trình thu. Từ ngăn thu nước qua các lưới chắn để vào ngăn hút là nơi bố trí các ống hút của máy bơm. Lưới chắn thường làm bằng các sợi dây thép d = 1 ÷ 1, 5 mm với kích thước mắt lưới từ 2x2 đến 5x5 mm để giữ lại các rác rưởi, rong rêu có kích thước nhỏ ở trong nước. Tốc độ qua song chắn thường từ 0, 4 đến 0,8 m/s, qua lưới chắn từ 0, 2 đến 0,4 m/s. 13 5.5 CÔNG TRÌNH THU b. Công trình thu nước lòng sông Thường áp dụng với bờ sông thoải, nước nông và mức độ nước dao động lớn. Khác với công trình bờ sông, công trình thu nước lòng sông không có cửa thu nước ở bờ sông. Cửa thu nước được đưa ra giữa sông rồi dùng ống dẫn nước đưa vào ngăn thu nước được đặt ở bờ. Cửa thu nước lòng sông còn gọi là họng thu nước thường là phễu hoặc ống miệng loe, đầu bịt song chắn và được cố định dưới đáy sông bằng hệ thông cọc gỗ hoặc bệ bêtông. Ở họng thu nước phải có phao cờ báo hiệu để tránh tàu bè đi lại không va chạm vào công trình thu nước. 14 5.5 CÔNG TRÌNH THU 5.5.2. Các loại công trình thu nước ngầm a. Giếng khơi Giếng khơi là công trình thu nước ngầm mạch nôngphục vụ cấp nước cho một gia đình hay một đối tượng dùng nước nhỏ. D = 0,8 – 2m H = 3 – 20m Nước chảy vào giếng có thể từ đáy hoặc từ thành bên qua các khe hở ở thành hoặc qua các ống bê tông xốp dùng làm thành giếng. Thành giếng có thể xây bằng gạch, bê tông xỉ, bê tông đá hộc, đá ong B tùy theo vật liệu địa phương. Để tránh nước mưa chảy trên mặt kéo theo chất bẩn chui vào giếng, phải lát nền và xây bờ xung quanh giếng cao hơn mặt đất chừng 0,8m đồng thời phải bọc đất sét dày 0,5m xung quanh thành giếng từ mặt đất xuống tới độ sâu 1,2m. Vị trí giếng nên chọn ở gần nhà nhưng phải cách xa các chuồng nuôi súc vật, hố xí tối thiểu là 7-10m. Khi chọn vị trí đào giếng - Tham khảo các tài liệu địa chất thủy văn - Kinh nghiệm dân gian để đỡ phải đào giếng sâu và thu được nước ngầm có chất lượng tốt. 15 5.5 CÔNG TRÌNH THU b. Đường hầm ngang thu nước Đó là loại công trình thu nước ngầm mạch nông với công suất lớn hơn từ vài chục đến vài trăm mét khối ngày. Bao gồm Hệ thống ống thu nước nằm ngang đặt trong lớp chứa nước, có độ dốc để nước tự chảy về giếng tập trung. - Trên đường ống khoảng 25÷50m xây dựng một giếng thăm để kiểm tra nước chảy, lấy cặn và thông hơi. Ống thu nước thường chế tạo bằng sành hoặc bêtông có lỗ d = 8mm hoặc khe với kích thước 10-100mm. Ngoài ra có thể xếp đá dăm, đá tảng thành hành lang thu nước, xung quanh có lớp bọc bằng đá dăm, cuội, sỏi, để ngăn cát chui vào. 16