Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khu công nghiệp Lê Minh Xuân (huyện Bình Chánh, TP. Hồ Chí Minh) được thành lập vào tháng 8 năm 1997 với quy mô ban đầu khoảng 100 ha, giữ vai trò tiếp nhận việc di dời các cơ sở sản xuất công nghiệp gây ô nhiễm từ khu vực nội thành ra ngoại thành. Tính đến năm 2004, khu công nghiệp đã thu hút 195 nhà đầu tư (tăng so với 123 nhà đầu tư vào năm 2001). Nhằm đáp ứng nhu cầu thuê đất và phát triển hạ tầng công nghiệp, Ủy ban nhân dân TP. Hồ Chí Minh đã chấp thuận chủ trương mở rộng thêm 274,59 ha tại địa bàn hai xã Tân Nhựt và Lê Minh Xuân, nâng tổng diện tích toàn khu lên gần 400 ha.

Về hiện trạng cấp nước, khu vực xung quanh khu công nghiệp chỉ có các kênh rạch nhỏ, chất lượng và lưu lượng nước mặt không đảm bảo cho nhu cầu cấp nước công nghiệp quy mô lớn. Nguồn nước ngầm tại chỗ lại bị nhiễm phèn, khiến các nhà máy hiện hữu phải tự đầu tư hệ thống xử lý cục bộ, gây tốn kém chi phí và hạn chế khả năng thu hút đầu tư. Do đó, việc thiết kế một hệ thống xử lý nước ngầm tập trung phục vụ riêng cho phần mở rộng là yêu cầu kỹ thuật cấp bách.

Mục tiêu nghiên cứu:

  • Tính toán thiết kế trạm xử lý nước ngầm cấp nước cho phần diện tích mở rộng của Khu công nghiệp Lê Minh Xuân với công suất $24.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.

Nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Tìm hiểu hiện trạng hoạt động và quy hoạch cơ sở hạ tầng của Khu công nghiệp Lê Minh Xuân (phần mở rộng).
  2. Xác định đặc tính nước cấp bao gồm lưu lượng, thành phần và tính chất của nguồn nước ngầm đầu vào.
  3. Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp phù hợp với mức độ ô nhiễm của nguồn nước.
  4. Tính toán thiết kế chi tiết các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý.
  5. Khái toán chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất và chi phí vận hành trạm xử lý.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ và các công trình xử lý nước ngầm phục vụ sinh hoạt và sản xuất công nghiệp.
  • Phạm vi nghiên cứu: Tính toán kỹ thuật và thiết kế các hạng mục đơn vị của trạm xử lý nước cấp cho phần diện tích mở rộng Khu công nghiệp Lê Minh Xuân.
  • Thời gian thực hiện: Từ tháng 11/2010 đến tháng 03/2011.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng

Đồ án xây dựng dựa trên nguyên lý xử lý nước ngầm truyền thống kết hợp hóa lý:

  • Quá trình khử sắt và mangan: Dựa trên cơ chế oxy hóa $\text{Fe}^{2+}$ hòa tan thành $\text{Fe}^{3+}$ kết tủa $\text{Fe(OH)}_3$ bằng cách làm thoáng cưỡng bức (thùng quạt gió) để tiếp xúc với oxy không khí và giải phóng khí $\text{CO}_2$, nâng pH nguồn nước.
  • Quá trình lắng tiếp xúc và lọc: Tách các bông cặn hydroxit kim loại và chất lơ lửng qua trọng lực tại bể lắng, sau đó lọc qua lớp vật liệu hạt (cát thạch anh) để loại bỏ triệt để cặn mịn và vi sinh vật.
  • Quá trình khử trùng: Sử dụng hợp chất clo để tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh trước khi phân phối vào mạng lưới.
  • Tiêu chuẩn đối chiếu chất lượng nước: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp thu thập số liệu: Khảo sát thực địa, thu thập tài liệu quy hoạch hạ tầng KCN Lê Minh Xuân và kết quả xét nghiệm mẫu nước ngầm.
  • Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tham khảo giáo trình, tiêu chuẩn thiết kế cấp thoát nước và tài liệu chuyên ngành môi trường.
  • Phương pháp so sánh: Phân tích ưu nhược điểm của các mô hình công nghệ đang vận hành tại TP. Hồ Chí Minh (Nhà máy nước ngầm Hóc Môn, Trạm xử lý nước ngầm KCN Tân Tạo) để lựa chọn phương án tối ưu.
  • Phương pháp toán học: Ứng dụng các công thức thủy lực và hóa học môi trường để tính toán kích thước công trình, lưu lượng gió, tổn thất áp lực, khối lượng hóa chất và khái toán chi phí.
  • Phương pháp đồ họa: Thể hiện kiến trúc, mặt bằng và mặt cắt các hạng mục công trình bằng phần mềm AutoCAD.

Nguồn dữ liệu và phân tích chất lượng nước ngầm

Dữ liệu chất lượng nước đầu vào được trích xuất từ phiếu kiểm tra mẫu nước ngày 08/12/2010 của Viện Vệ sinh – Y tế Công cộng tại KCN Lê Minh Xuân:

Chỉ tiêu xét nghiệm Đơn vị tính Kết quả phân tích Quy chuẩn QCVN 01:2009/BYT
pH - 6,2 6,5 – 8,5
Độ màu Co 10 15
Độ đục NTU 18,06 2
Độ kiềm tổng cộng $\text{mg/l}$ 50 Không quy định
Độ cứng tổng cộng $\text{mg CaCO}_3/\text{l}$ 58 $\le 300$
Sắt tổng cộng ($\text{Fe}_{tc}$) $\text{mg/l}$ 9,0 $\le 0,5$
Mangan ($\text{Mn}^{2+}$) $\text{mg/l}$ 7,2 $\le 0,3$
Amoni ($\text{NH}_4^+$) $\text{mg/l}$ 0 $\le 3$
Clorua ($\text{Cl}^-$) $\text{mg/l}$ 5 $\le 250$
Nitrit ($\text{NO}_2^-$) $\text{mg/l}$ 0,01 $\le 50$
Nitrat ($\text{NO}_3^-$) $\text{mg/l}$ 0 $\le 50$
Sunfat ($\text{SO}_4^{2-}$) $\text{mg/l}$ 10,14 $\le 250$
Photphat ($\text{PO}_4^{3-}$) $\text{mg/l}$ 3,56 Không quy định
Đồng ($\text{Cu}^{2+}$) $\text{mg/l}$ 0,02 $\le 1,0$
Canxi ($\text{Ca}^{2+}$) $\text{mg/l}$ 32,2 Không quy định

Đánh giá: Nguồn nước ngầm có hàm lượng sắt tổng ($9\text{ mg/l}$), mangan ($7,2\text{ mg/l}$) và độ đục ($18,06\text{ NTU}$) vượt giới hạn cho phép nhiều lần, đồng thời độ pH thấp ($6,2$). Trọng tâm xử lý là làm thoáng khử $\text{CO}_2$, nâng pH, oxy hóa khử sắt, mangan, lắng cặn và khử trùng.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

So sánh và lựa chọn dây chuyền công nghệ

Tác giả đề xuất 2 phương án công nghệ để lựa chọn:

  • Phương án 1 (Phương án chọn): Giếng khoan $\rightarrow$ Thùng quạt gió $\rightarrow$ Bể lắng tiếp xúc $\rightarrow$ Bể lọc nhanh $\rightarrow$ Bể chứa khử trùng bằng Clo $\rightarrow$ Trạm bơm cấp 2 $\rightarrow$ Mạng lưới tiêu thụ. Cặn bùn từ bể lắng và rửa lọc được thu gom về hố thu cặn và dẫn ra sân phơi bùn.
  • Phương án 2: Giếng khoan $\rightarrow$ Giàn mưa $\rightarrow$ Bể lọc tiếp xúc $\rightarrow$ Bể lọc một lớp $\rightarrow$ Bể chứa khử trùng bằng Clo $\rightarrow$ Trạm bơm cấp 2 $\rightarrow$ Mạng lưới tiêu thụ.

Luận chứng chọn phương án 1: Thùng quạt gió là phương pháp làm thoáng cưỡng bức (nhân tạo), tiêu tốn ít diện tích đất xây dựng, quản lý vận hành thuận tiện và tăng hiệu quả tiếp xúc khí - nước. Bể lọc nhanh đảm bảo công suất xử lý lớn với chu kỳ rửa lọc ngắn, tránh tình trạng tắc nghẽn vật liệu lọc nhanh như khi đưa trực tiếp qua bể lọc tiếp xúc ở phương án 2.

Cấu trúc vận hành hệ thống

Tổng công suất xử lý $24.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ được phân chia làm 2 đơn nguyên hoạt động song song độc lập ($12.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ tương đương $500\text{ m}^3/\text{h}$ mỗi đơn nguyên) nhằm đảm bảo an toàn cấp nước khi bảo trì, vệ sinh.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Mở đầu

Trình bày tổng quan về tốc độ phát triển kinh tế của TP. Hồ Chí Minh và nhu cầu mở rộng KCN Lê Minh Xuân thêm 274,59 ha tại huyện Bình Chánh. Đặt ra tính cấp thiết của việc xây dựng hệ thống cấp nước ngầm tập trung $24.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$. Xác định rõ mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu (11/2010 – 03/2011), phương pháp luận thực hiện và ý nghĩa thực tiễn của đề tài đối với công tác quy hoạch hạ tầng công nghiệp.

Chương II: Tổng quan

  • Tổng quan KCN Lê Minh Xuân: Phân tích điều kiện tự nhiên (khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình $28^\circ\text{C}$, cao độ địa hình thấp $0,4 - 0,5\text{ m}$, mực nước ngầm nông $1,5 - 2,0\text{ m}$ thuộc tầng chứa nước Holocen) và hiện trạng hạ tầng kỹ thuật (giao thông, điện trung thế 15 kV, hệ thống thoát nước mưa và nước thải riêng biệt).
  • Lựa chọn nguồn nước và các chỉ tiêu chất lượng: Đánh giá đặc tính nước mặt và nước ngầm; trình bày cơ sở lý thuyết các chỉ tiêu lý học, hóa học, vi sinh vật và các quá trình xử lý (khử sắt, hấp phụ than hoạt tính, lắng trọng lực, keo tụ - tạo bông, lọc nhanh, khử trùng bằng hóa chất, nhiệt hoặc tia cực tím).
  • Khảo sát công nghệ thực tế: Phân tích quy trình xử lý nước ngầm tại Nhà máy nước ngầm Hóc Môn (dùng giàn mưa, vôi, clo, lắng tiếp xúc, lọc nhanh và công nghệ hấp phụ zeolit) và KCN Tân Tạo (công suất $20\text{ m}^3/\text{h}$, dùng giàn mưa, keo tụ phèn nhôm/sắt, lắng tiếp xúc, lọc áp lực).
  • Đề xuất công nghệ KCN Lê Minh Xuân: Trình bày kết quả xét nghiệm chất lượng nước ngầm của Viện Vệ sinh - Y tế Công cộng, so sánh 2 phương án công nghệ và thuyết minh chi tiết dây chuyền công nghệ được lựa chọn.

Chương III: Tính toán các công trình đơn vị

Tập trung tính toán cân bằng nước và thông số kỹ thuật chi tiết cho một đơn nguyên công suất $12.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ ($500\text{ m}^3/\text{h}$):

1. Tính toán nhu cầu dùng nước:

  • Nước sinh hoạt công nhân ($N = 150.000$ người, tiêu chuẩn $q_{sh} = 25\text{ l/người.ngày}$): $Q_{sh} = 3.750\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
  • Nước sản xuất công nghiệp ($70%$ diện tích xây xí nghiệp trên $275\text{ ha}$, tiêu chuẩn $q_{sx} = 60\text{ m}^3/\text{ha}$): $Q_{sx} = 12.032\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
  • Nước tưới cây và rửa đường ($20%$ diện tích, tiêu chuẩn $4\text{ l/m}^2$): $Q_t = 2.200\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
  • Nước chữa cháy (2 đám cháy đồng thời, $q_{ch} = 30\text{ l/s}$, thời gian $3\text{ h}$): $Q_{cc} = 648\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
  • Lượng nước rò rỉ, thất thoát ($20%$ tổng nhu cầu): $Q_{tt} = 3.596\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
  • Tổng lưu lượng trung bình: $Q_{tb} = 21.578\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
  • Công suất lựa chọn trạm xử lý (tính cả hệ số dùng nước nội bộ $K_{XL} = 1,04 - 1,06$ và dự phòng): $Q_{XL} = 24.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.

2. Tính toán thùng quạt gió:

  • Cường độ tưới chọn $q_m = 70\text{ m}^3/\text{m}^2.\text{h}$; tổng diện tích bề mặt $F = 7,14\text{ m}^2$.
  • Phân chia thành 8 thùng quạt gió, diện tích mỗi thùng $1\text{ m} \times 1\text{ m} = 1\text{ m}^2$; lưu lượng qua mỗi thùng $q_t = 62,5\text{ m}^3/\text{h} = 0,017\text{ m}^3/\text{s}$.
  • Chiều cao thùng $H = H_n + H_{vltx} + H_{fm} = 0,6\text{ m} + 1,5\text{ m} + 1,0\text{ m} = 3,1\text{ m}$ (sử dụng vật liệu tiếp xúc là vòng nhựa Raschig cao $1,5\text{ m}$).
  • Động học tách khí: Nồng độ $\text{CO}_2$ giảm từ $69\text{ mg/l}$ xuống $6,3\text{ mg/l}$ (hiệu suất khử $90%$); nồng độ $\text{O}_2$ hòa tan tăng từ $0\text{ mg/l}$ lên $7,82\text{ mg/l}$; giá trị pH sau làm thoáng tăng từ $6,2$ lên $7,1$.
  • Hệ thống phân phối nước: Ống chính nhựa uPVC đường kính $D_c = 168\text{ mm}$ (vận tốc $v_c = 1,06\text{ m/s}$). Mỗi thùng gồm 8 ống nhánh uPVC đường kính $d_n = 49\text{ mm}$ (dày $3\text{ mm}$, dài $0,416\text{ m}$, khoảng cách giữa các ống $0,25\text{ m}$). Trên mỗi ống nhánh khoan 20 lỗ đường kính $d_l = 8\text{ mm}$ (bố trí 2 hàng so le nghiêng $45^\circ$, khoảng cách giữa các lỗ $0,083\text{ m}$).
  • Hệ thống cấp khí: Lưu lượng gió cấp vào $Q_g = 625\text{ m}^3/\text{h} = 0,17\text{ m}^3/\text{s}$ (tiêu chuẩn $10\text{ m}^3\text{ khí}/\text{m}^3\text{ nước}$); vận tốc gió $18\text{ m/s}$; đường kính ống dẫn khí $D_g = 114\text{ mm}$; tổng tổn thất áp lực $H_g = 80\text{ mm}$; công suất quạt gió lựa chọn là $0,5\text{ HP}$.

3. Tính toán bể lắng tiếp xúc:

  • Tốc độ tính toán dòng nước đi lên $v_{tt} = 0,56\text{ mm/s}$, hệ số dự phòng phân phối nước $\beta = 1,2$; tổng diện tích bề mặt $F = 298\text{ m}^2$.
  • Phân chia thành 4 bể lắng, diện tích mỗi bể $f = 74,5\text{ m}^2$; lưu lượng qua mỗi bể $q = 125\text{ m}^3/\text{h}$.
  • Kích thước mỗi bể: Chiều dài $L = 20\text{ m}$, chiều rộng $B = 3,72\text{ m}$, chiều cao vùng lắng $H_l = 2,2\text{ m}$; thời gian lưu nước trong bể lắng đạt $43,2\text{ phút}$ (đáp ứng yêu cầu kỹ thuật).
  • Bố trí cấu tạo: Trong mỗi bể đặt 8 tấm vách ngăn ziczac kích thước $100\text{ mm} \times 2500\text{ mm}$, khoảng cách giữa các vách ngăn $1,65\text{ m}$ nhằm kéo dài thời gian tiếp xúc và hỗ trợ quá trình kết tủa cặn.
  • Tường phân phối nước vào bể: Vận tốc qua lỗ $0,5\text{ m/s}$, tổng diện tích lỗ $f_{lo} = 0,0694\text{ m}^2$, bố trí 3 hàng, mỗi hàng 5 lỗ kích thước $70\text{ mm} \times 70\text{ mm}$.

4. Các công trình phụ trợ và hoàn thiện: Mục lục và nội dung chương xác lập tính toán bể lọc nhanh hai lớp (cát thạch anh và than antraxít/sỏi đỡ), tính toán định lượng clo khử trùng, bể chứa nước sạch, trạm bơm cấp 2, bể tuần hoàn - bể thu cặn và sân phơi bùn xử lý cặn sắt.

Chương IV: Khái toán giá thành xử lý nước

Khái toán các khoản mục chi phí đầu tư bao gồm: Chi phí phần xây dựng công trình thu, thùng quạt gió, bể lắng, bể lọc, bể chứa, nhà điều hành; chi phí phần thiết bị công nghệ (máy bơm giếng, bơm cấp 2, máy thổi khí, hệ thống châm clo, thiết bị đo kiểm).

Chương V: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết các kết quả tính toán thiết kế của hệ thống xử lý nước cấp $24.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$; kiến nghị các giải pháp vận hành, bảo trì định kỳ thùng quạt gió và mạng lưới phân phối.

Chương VI: Bản vẽ

Hệ thống các bản vẽ kỹ thuật A3 thể hiện mặt bằng tổng thể trạm xử lý, sơ đồ dây chuyền công nghệ và chi tiết cấu tạo các công trình đơn vị (thùng quạt gió, bể lắng tiếp xúc, bể lọc nhanh...).

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật chính

Hệ thống xử lý được thiết kế hoàn chỉnh với các thông số công nghệ cụ thể:

Hạng mục công trình Thông số thiết kế chính Giá trị tính toán
Công suất tổng thể Tổng lưu lượng thiết kế toàn trạm $24.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$
Quy mô phân chia đơn nguyên 2 đơn nguyên ($12.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$/đơn nguyên)
Thùng quạt gió Số lượng thùng (cho 1 đơn nguyên) 8 thùng ($1,0\text{ m} \times 1,0\text{ m} \times 3,1\text{ m}$)
Vật liệu tiếp xúc Vòng nhựa Raschig (chiều cao $1,5\text{ m}$)
Hiệu quả làm thoáng Hiệu suất khử $\text{CO}_2$ đạt $90%$ (còn $6,3\text{ mg/l}$)
Hòa tan oxy và cải thiện pH $\text{O}_2$ đạt $7,82\text{ mg/l}$; pH tăng lên $7,1$
Cấp gió cưỡng bức Quạt gió công suất $0,5\text{ HP}$, lưu lượng $625\text{ m}^3/\text{h}$
Bể lắng tiếp xúc Số lượng bể (cho 1 đơn nguyên) 4 bể (kích thước mỗi bể $20\text{ m} \times 3,72\text{ m} \times 2,2\text{ m}$)
Thời gian lưu nước $43,2\text{ phút}$
Vách ngăn định hướng dòng 8 vách ngăn ziczac, khoảng cách $1,65\text{ m}$
Tường phân phối đầu vào 15 lỗ phân phối kích thước $70\text{ mm} \times 70\text{ mm}$

Giải pháp và kiến nghị vận hành của tác giả

  • Cần thực hiện vệ sinh và xả cặn thùng quạt gió theo chu kỳ từ 1 đến 3 ngày để tránh cặn sắt kết tủa bám dính làm tắc nghẽn các lỗ phân phối nước $\varnothing 8\text{ mm}$ và bề mặt vật liệu tiếp xúc Raschig.
  • Định kỳ nạo vét cặn sắt tích tụ tại hố thu cặn và sân phơi bùn nhằm đảm bảo hiệu quả làm việc liên tục của hệ thống.
  • Vận hành máy bơm biến tần tại trạm bơm cấp 2 để điều tiết áp lực nước linh hoạt theo biểu đồ dao động dùng nước thực tế của các nhà máy trong KCN.

Đóng góp thực tiễn của đồ án

  • Giải quyết bài toán thiếu hụt nguồn nước sạch tập trung cho phần mở rộng $274,59\text{ ha}$ của KCN Lê Minh Xuân, thay thế hoàn toàn hình thức xử lý nước ngầm phân tán, tự phát tại từng doanh nghiệp.
  • Cung cấp tài liệu thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh gồm thuyết minh tính toán thủy lực chi tiết và hồ sơ bản vẽ kỹ thuật thi công cho trạm xử lý nước ngầm công suất lớn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Đồ án thực hiện tính toán trên cơ sở số liệu phân tích của 01 mẫu nước ngầm do Viện Vệ sinh – Y tế Công cộng kiểm nghiệm vào tháng 12/2010. Do đó, các biến động chất lượng nước ngầm theo mùa (mùa mưa và mùa khô) hoặc sự sụt giảm tầng trữ nước Holocen theo thời gian chưa được khảo sát liên tục bằng chuỗi dữ liệu nhiều năm.
  • Hướng phát triển tiếp: Nghiên cứu tích hợp các giải pháp tái sinh hoặc thay thế vật liệu hấp phụ (như đánh giá khả năng thu hồi và tái sử dụng Zeolit tương tự kinh nghiệm tại Nhà máy nước ngầm Hóc Môn) và xây dựng quy trình tự động hóa kiểm soát liều lượng châm clo khử trùng theo lưu lượng thực tế.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tư liệu hữu ích cho sinh viên ngành Kỹ thuật Môi trường, Công nghệ Môi trường, Kỹ thuật Cấp thoát nước và các kỹ sư thiết kế công trình hạ tầng công nghiệp:

  • Phần đáng tham khảo nhất: Phương pháp tính toán chi tiết động học thùng quạt gió khử sắt (công thức truyền khối, hiệu suất tách khí $\text{CO}_2$, tính toán hệ thống phân phối nước uPVC và tổn thất áp lực quạt gió) tại Chương III.
  • Giá trị thực hành: Bảng tính cân bằng lưu lượng các thành phần nước dùng cho một khu công nghiệp tập trung quy mô gần $400\text{ ha}$ và phương pháp bố trí vách ngăn ziczac cho bể lắng tiếp xúc xử lý sắt.

Câu hỏi thường gặp

1. Chất lượng nước ngầm đầu vào tại KCN Lê Minh Xuân có những chỉ tiêu nào vượt quy chuẩn QCVN 01:2009/BYT? Theo kết quả xét nghiệm ngày 08/12/2010 của Viện Vệ sinh – Y tế Công cộng, các chỉ tiêu vượt chuẩn gồm: Sắt tổng cộng đạt $9\text{ mg/l}$ (chuẩn $\le 0,5\text{ mg/l}$, vượt 18 lần), Mangan đạt $7,2\text{ mg/l}$ (chuẩn $\le 0,3\text{ mg/l}$, vượt 24 lần), Độ đục đạt $18,06\text{ NTU}$ (chuẩn $2\text{ NTU}$), đồng thời độ pH thấp ở mức $6,2$ (chuẩn từ $6,5 - 8,5$).

2. Tại sao đồ án lựa chọn thùng quạt gió thay vì giàn mưa tự nhiên để làm thoáng? Thùng quạt gió là công trình làm thoáng nhân tạo sử dụng quạt thổi khí cưỡng bức ($10\text{ m}^3\text{ khí}/\text{m}^3\text{ nước}$) và đệm nhựa Raschig cao $1,5\text{ m}$, giúp đạt hiệu suất khử $\text{CO}_2$ tới $90%$, nâng pH lên $7,1$ và tăng $\text{O}_2$ hòa tan lên $7,82\text{ mg/l}$. Giải pháp này chiếm ít diện tích mặt bằng, dễ kiểm soát lưu lượng khí và giảm thiểu chi phí xây dựng hơn so với giàn mưa tự nhiên diện tích lớn.

3. Công suất thiết kế $24.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ được tính toán từ các nhu cầu thành phần nào? Công suất trạm được tổng hợp từ: Nước sinh hoạt công nhân ($3.750\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ cho $150.000$ người), Nước sản xuất công nghiệp ($12.032\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$), Nước tưới cây - rửa đường ($2.200\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$), Thất thoát rò rỉ $20%$ ($3.596\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$), Nước chữa cháy dự phòng ($648\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$) và hệ số tiêu thụ nội bộ trạm $K_{XL} = 1,04 - 1,06$.

4. Cấu tạo hệ thống phân phối nước bên trong một đơn nguyên thùng quạt gió gồm những chi tiết gì? Mỗi đơn nguyên gồm 8 thùng ($1\text{ m}^2$/thùng). Mỗi thùng được phân phối nước bằng 1 ống chính nhựa uPVC đường kính $D_c = 168\text{ mm}$ ($v = 1,06\text{ m/s}$) và 8 ống nhánh uPVC $d_n = 49\text{ mm}$ (dài $0,416\text{ m}$, khoảng cách $0,25\text{ m}$). Trên mỗi ống nhánh khoan 20 lỗ $d_l = 8\text{ mm}$ xếp 2 hàng so le nghiêng $45^\circ$, tổng cộng 160 lỗ/thùng để tưới đều lên lớp đệm Raschig.

5. Bể lắng tiếp xúc có kích thước và cấu tạo thủy lực như thế nào? Một đơn nguyên gồm 4 bể lắng tiếp xúc kích thước mỗi bể $L \times B \times H_l = 20\text{ m} \times 3,72\text{ m} \times 2,2\text{ m}$ (diện tích $74,5\text{ m}^2$, lưu lượng $125\text{ m}^3/\text{h}$, thời gian lưu nước $43,2\text{ phút}$). Trong bể bố trí 8 vách ngăn ziczac kích thước $100\text{ mm} \times 2500\text{ mm}$ cách nhau $1,65\text{ m}$ để tăng thời gian tiếp xúc oxy hóa sắt và lắng bùn cặn.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Phạm Văn Võ đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán tính toán thiết kế kỹ thuật trạm xử lý nước ngầm công suất $24.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ phục vụ phần mở rộng Khu công nghiệp Lê Minh Xuân. Dây chuyền công nghệ gồm thùng quạt gió làm thoáng cưỡng bức, bể lắng tiếp xúc ziczac, bể lọc nhanh và khử trùng clo được tính toán đồng bộ, đảm bảo xử lý triệt để hàm lượng sắt ($9\text{ mg/l}$) và mangan ($7,2\text{ mg/l}$) đạt quy chuẩn QCVN 01:2009/BYT. Các kết quả tính toán chi tiết cùng hồ sơ bản vẽ kỹ thuật mang lại giá trị ứng dụng thực tiễn cao cho công tác đầu tư hạ tầng cấp nước công nghiệp tập trung.