đồ án môn học xử lý nước cấp thiết kế trạm xử lý nước cấp

YÊU CẦU NỘI DUNG THIẾT KẾ: Thuyết minh: - Đánh giá chất lượng nước nguồn; - Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước;.. - Tính toán công nghệ, cấu tạo các công trình chính, các công trìn

LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG NƯỚC CÒN THIẾU

1 Tổng hàm lượng muối hòa tan.

Xác định dựa vào công thức:

+ ∑M + : Tổng hỗn hợp các ion dương trong nước nguồn không kể Fe 2+

+ ∑A - : Tổng hàm lượng các ion âm không kể HCO , SiO3 -

2 Hàm lượng CO2 hòa tan

Ta có các số liệu: t ° #℃, pH=7.1, Ki=5.2(mgdl/l), pH = 7.1 Theo biểu đồLangelier (Hình 6-2, Mục 6.206 TCXDVN 33:2006) ta có [CO ] = 32 (2 mg/l).

Đánh giá chất lượng của nguồn nước

1 Kiểm tra độ chính xác của các chỉ tiêu a Độ kiềm toàn phần: Nước thiên nhiên có độ pH = 7,1 < 8,4 nên độ kiềm của nước chủ yếu là do lượng ion hyđrocacbonat [HCO ] gây nên (Nước không chứa3 - ion OH Ta xác định được: -

61.02 = 5.2 (mgđl/l). b Độ cứng toàn phần: Là tổng hàm lượng theo đương lượng của Ca và Mg 2+ 2+ được xác định theo công thức:

20.04 + 4.5 12.16 = 6.51 (mgđl/l) = 325.5 (mg/l) c Độ cứng Cacbonat :

Do ¿ ¿ + ¿ ¿ = 6.51 > ¿ ¿ = 5.2 nên C được xác định theo công thức: 0 k

⇒ Vậy các số liệu đưa ra K , C , C là chính xác.iTP TP k

2 So sánh chất lượng nước nguồn với quy chuẩn

Dựa theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống QCVN 01:2018/BYT ta có bảng sau:

Bảng 1.1: Thông số chất lượng nước nguồn

Tiêu chuẩn Biện pháp xử lý

2 Độ cứng toàn phần (mg/l) 325.5 300 -

3 Độ oxy hóa permanganat(mgO 2 /l) 4 2

Xử lý bằng làm thoáng

Xử lý bằng lắng và lọc

5 Hàm lượng H S 2 (mg/l) 0.1 0.05 Xử lý bằng clo

6 Hàm lượng sắt toàn phần (mg/l) 17 0.3 Làm thoáng

7 NH4 + (mg/l) 2.5 0.3 Xử lý bằng clo

8 NO2 - (mg/l) 0.1 0.05 Xử lý bằng clo

Tiêu chuẩn Biện pháp xử lý

15 Hàm lượng cặn lơ lửng trung bình

(mg/l) 8 3 Xử lý bằng lắng lọc

16 Colifom (con/100ml) 60 2 (mgO /l)2 2

2 Hàm lượng Sắt tổng số (Fe 2+ ,Fe 3+ ) = 17 (mg/l) > 0,3 (mg/l)

4 Coliform tổng số = 60 (con) > 3 (con)

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

7 Hàm lượng NO =0.1(mg/l) > 0.05 (mg/l)2 -

-Hàm lượng Fe tổng số lớn hơn nhiều lần chỉ tiêu cấp nước ăn uống, ngoài ra độ oxy hóa Permanganat, H S, colifom vượt quá chỉ tiêu cho phép nên cần được2 xử lý trước khi sử dụng với mục đích cấp nước ăn uống cho người dân.

Sơ bộ lựa chọn dây chuyền công nghệ

1 Các yếu tố ảnh hưởng đến dây chuyền công nghệ:

- Loại nguồn nước và chất lượng nước nguồn;

- Yêu cầu chất lượng nước của đối tượng sử dụng;

- Yêu cầu chất lượng nước cấp đặt ra;

- Công suất trạm cấp nước;

- Điều kiện kinh tế và khả năng thi công đặt ra;

- Điều kiện địa phương. a Hàm lượng cặn sau khi làm thoáng:

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

C 0 max: Hàm lượng cặn lơ lửng lớn nhất trong nước nguồn trước khi làm thoáng

M: Độ màu của nước nguồn (xác định theo độ màu Cobal)

Vì C * max = 41.5 (mg/l) và công suất của trạm là 34000 (m /ngđ) 3 nên ta có thể dùng các biện pháp làm thoáng tự nhiên Do hàm lượng cặn vượt quá chỉ tiêu nên ta sử dụng quá trình lắng trước khi đưa vào bể lọc. sử dụn bể lắng tiếp xúc ngang

Xét độ oxi hóa permanganat:

Ta thấy [ O 2 ] = 4 < 5.4 Tuy nhiên nước nguồn có chứa N H 4 +¿, H 2 S , N O −¿¿ 2 ¿ nên phải tiến hành clo hóa sơ bộ

Do độ Ph trong nguồn nước ngầm = 7.1 >7 và nằm trong khoảng cho phép nên không cần phải tiến hành kiềm hóa Độ cứng toàn phần của nước

Ctp= 6.51 mgdl/l C = 6.51*2.8.228 đb > 12 đb nên phải tiến hành làm mềmtp nước

- Công suất của nhà máy là 34000 m /ngđ sử dụng bể lắng ngang tiếp xúc 3

- Chỉ số E.Coli = 60 khuẩn lạc/100ml > QCVN 1-01/2018 nên xử lý bằng Clo

- Công suất của nhà máy tương đối cao và mực nước ngầm cao = 1.9m nên ta sử dụng bể lọc aquazur V để xử lý b Chọn sơ bộ dây chuyền công nghệ xử lý

- Từ những điều kiện phân tích trên với hàm lượng Fe là 16 2+ (mg/l) ta chọn sơ bộ dây chuyền công nghệ xử lý nước ngầm cho trạm xử lý có công suất 34000 (m /ngđ) 3 sơ bộ lựa chọn được hai dây chuyền công nghệ sau:

-Sơ đồ dây chuyền công nghệ I:

Sơ đồ dây chuyền công nghệ II:

2 Liều lượng clo để clo hóa sơ bộ

Nước nguồn có chứa NH (NH ) và NO 3 4 +

Vậy tổng lượng clo cần thiết dùng cho quá trình clo hóa sơ bộ các chất là:

3 Xác định các chỉ tiêu sau khi làm thoáng

+ Đối với sơ đồ dây chuyền công nghệ I: Độ kiềm sau khi làm thoáng:

Trong đó: K : Độ kiềm của nước nguồn = 5.2 (mg/l)i 0

Hàm lượng CO2 sau khi làm thoáng:

-a: Hệ số kể đến hiệu quả khử CO bằng công trình làm thoáng Với phương2 pháp làm thoáng đơn giản (a = 0,3 - 0,35) Chọn a = 0,3;

-CO2 o: Hàm lượng khí cacbonic tự do trong nước nguồn = 35 (mg/l)

CO = (1 - 0,3) 2 * 32 + 1,6 16 = 48(mg/l) Độ pH của nước sau khi làm thoáng:

Từ biểu đồ quan hệ giữa pH, K , COi 2 (Hình 6-2, Mục 6.206 TCXDVN 33:2006) ứng với các giá trị đã biết:

Tra biểu đồ quan hệ giữa lượng pH, K , CO ta có: pH = 6,87 > 6,8; K = 4.624> 2 Doi 2 * i * vậy có thể áp dụng phương pháp làm thoáng đơn giản cho dây chuyền để thỏa mãn điều kiện phản ứng oxi hóa sắt xảy ra.

+ Đối với sơ đồ dây chuyền công nghệ II: Độ kiềm sau khi làm thoáng:

Trong đó: K : Độ kiềm của nước nguồn = 5.2 (mg/l)i 0

Hàm lượng CO2 sau khi làm thoáng:

-a: Hệ số kể đến hiệu quả khử CO bằng công trình làm thoáng Với phương2 pháp làm thoàng bằng giàn mưa (a = 0,75-0,8) Chọn a = 0,75;

-CO2 o: Hàm lượng khí cacbonic tự do trong nước nguồn = 35 (mg/l)

CO = (1 - 0,75) 2 * 32 + 1,6 16 = 33.6(mg/l) Độ pH của nước sau khi làm thoáng:

Từ biểu đồ quan hệ giữa pH, K , COi 2 (Hình 6-2, Mục 6.206 TCXDVN 33:2006) ứng với các giá trị đã biết:

Tra biểu đồ quan hệ giữa lượng pH, K , CO ta có: pH = 7 > 6,8; K = 4.624> 2 Doi 2 * i * vậy có thể áp dụng phương pháp làm thoáng sơ bộ cho dây chuyền.

* Kiểm tra độ ổn định của nước sau khi làm thoáng:

Sau khi làm thoáng 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 hòa I và được xác định theo công thức (TCXDVN 33:2006):

Trong đó: pH * : Độ pH của nước sau khi làm thoáng; pHs: Độ pH ở trạng thái cân bằng bão hòa CaCO của nước sau khi khử Fe ,3 2+ được xác định theo công thức: pHs =f1(t0) - f2(Ca2+) - f3(Ki *) + f4(P)

Trong đó: f (t1 0): Hàm số nhiệt độ của nước sau khi khử sắt f (Ca2 2+): Hàm số nồng độ ion Ca trong nước sau khi khử sắt 2+ f (K3 i *): 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 đồ thị (Hình 6-1, Mục 6.204 TCXDVN 33:2006) ta xác định được: t 0 = 23 C => f 0 1(t0) = 2.04

Hình 1.2: Đồ thị xác định pH của nước đã bão hòa Canxi Cacbonat đến trạng thái cân bằng

I = pH* pHs = 6,87 – 7,13 = -0,26 (từ 0 đến ±0,25) =>∉ Nước có khả năng tạo ra lắng đọng cacbonat canxi lên thành ống và thiết bị khi tiếp xúc với nó.

Nhận thấy rằng trong dây chuyền I sau khi khử Fe , lượng CO tự do nhỏ hơn lượng 2+ 2

CO2 cân bằng khá nhiều Do vậy ta cần phải làm cân bằng nước bằng cách pha axit(H SO2 4 hoặc HCl)

∆Ki(mđlg/l): gia số của độ kiềm.

K¿(mđlg/l): độ kiềm của nước trước khi xử lý bằng axit. α: hệ số phụ thuộc vào pH của nước nguồn và chỉ số bão hòa I, giá trị của hệ số α được xắc định theo biểu đồ hình (15.2) (trang 526 sách cấp nước tập 2 của giáo sư Trịnh Xuân Lai).

Liều lượng axit sunfudric hay clohydric kỹ thuật cân thiết để xử lý ổn định nước xắc định theo công thức a=∆Ki.e100 p =100 α K e ¿ p (mg/l)

I = pH * pH = 7 – 7,13 = -0,13 < (từ 0 đến ±0,25) => nước ổn địnhs ϵ Nhận thấy rằng trong dây chuyền II sau khi khử Fe , lượng CO tự do nhỏ hơn 2+ 2 lượng CO cân bằng không quá nhiều Do vậy không cần quá trình xử lý ổn định nước.2

4 Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước

So sánh hai phương án sử dụng dây chuyền công nghệ như trên ta thấy phương án

II đảm bảo hiệu quả xử lý của quá trình khử sắt và đạt điều kiện về chất lượng nguồn nước và công suất Với chất lượng nguồn nước của khu vực là khá tốt hàm lượng cặn lơ lửng C 0 max= 10 mg/l là tương đối với nước ngầm nên ta chọn phương án 2 để thiết kế.

TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ VÀ CẤU TẠO CÁC CÔNG TRÌNH

Công trình làm thoáng bằng giàn mưa

Lấy oxy từ không khí để oxy hóa sắt và manga hóa trị II hòa tan vào trong nước ( chủ yếu là sắt )

Khử khí CO và H S có trong nước, nâng cao pH của nước để đẩy nhanh2 2 quá trình oxy hóa và thủy phân sắt, mangan trong dây chuyền công nghệ Làm giàu oxy để tăng thế oxy hóa khử của nước, khử các chất bẩn ở dạng khí hòa tan trong nước.

2 Tính toán diện tích bề mặt giàn mưa

- Diện tích mặt bằng của giàn thoáng:

+ Q: Lưu lượng nước xử lý, Q = 34000 m /ngđ = 1416.67 3 (m /h); 3

+ a: Cường độ tưới, a = 10÷15 m 3 /m 2 /h (TCXDVN 33-2006) Chọn a = 10 m 3 /m /h 2

- Vì giàn mưa đặt trên mặt bể lắng nên ta chia giàn mưa thành 4 ngăn, diện tích mỗi ngăn là: f =F n1.667

- Chọn kích thước mỗi ngăn của giàn mưa là 7.1 × 5 (m) = 35.42 (m ) 2

- Sử dụng sàn tung nước bằng các tấm inox có đục lỗ d = 5mm, khoảng cách giữa các lỗ là 100mm Kích thước mỗi tấm inox là 1×1 (m), cần sử dụng 24 tấm inox cho 1 sàn tung

- Chọn loại vật liệu là than cốc với đường kính d = 24mm

- Tổng diện tích bề mặt tiếp xúc cần thiết xác định như sau:

+ K: Hệ số tách khí, chọn vật liệu tiếp xúc là than cốc có đường kính trung bình d = 24 (mm) xác định được K = 0,07 ứng với t = 20 C 0

+ΔCO 2 tb : lực động trung bình của quá trình khử khí, được tính như sau:

CO2 max−Ct 2,3× lgCmax Ct

CO 2max : lượng CO sinh ra sau quá trình khử sắt xác định theo 2 công thức:

CO 2max = 1,64 Fe + CO = 1,64 16 + 35 = 61.24 2+ 2 0 (mg/l)CO 2max

CO2 0: hàm lượng [CO ] tự do trong nước nguồn, CO = 35 2 2 0

C t (mg/l): Hàm lượng CO tự do còn lại cho phép sau khi làm 2 thoáng;

G: Lượng CO tự do cần khử (kg/h) được tính như sau:2

1000 = 45 (kg/h) Q:Công suất trạm xử lý (m /h) 3 , Q = 34000 (m /ngđ) 3 = 1416.67

- Khối tích lớp vật liệu tiếp xúc là: W = Ft ftx

- Tra bảng đặc tính lớp vật liệu lọc ta có: f = 120 tx (m /m ) 2 3

Do diện tích tiếp xúc của lớp vật liệu quá nhỏ nên không cần dựng lớp vật liệu tiếp xúc (Chiều dày lớp vật liệu tiếp xúc 0,3-0,4m) Thay vào đó ta dựng 2 sàn tung bê tông được bố trí như hình vẽ.

Hình 2.1: Bố trí sàn tung trên giàn mưa

3 Hệ thống phân phối nước

- Hệ thống có dạng xương cá.

- Hệ thống phân phối nước gồm: 4 ống dẫn nước chính cho 4 ngăn của giàn mưa Trên mỗi ống chính dẫn nước, ta sắp xếp các ống phân phối nhánh, chọn khoảng cách giữa 2 ống phân phối nhánh là 250 mm Như vậy trên 1 ngăn của giàn mưa có 54 ống phân phối nhánh, được nối với ống phân phối chính theo hình xương cá, ống phân phối nhánh có chiều dài bằng 2,3m.

- Lưu lượng trên mỗi ngăn của giàn mưa: qngăn = Q

4 54.17 (m 3 /h)= 0.098 (m /s) 3 a Tính toán ống phân phối chính

- Đường kính ống chính dẫn nước với vận tốc v = 1 m/s (TCXDVN 33:2006 quy định v = 0,8 - 1,2 m/s) là:

- Chọn D = 350 mm Kiểm tra lại vận tốc: v=4 × 0.098 π × 0.35 2 =1.02 (Thỏa mãn) b Tính toán ống phân phối nhánh

+ Vận tốc nước chảy trong ống: v = 1 – 1,5 m/s Chọn v = 1,3 m/s

+ Đường kính ống phân phối nhánh là:

+ Chọn đường kính D42 Kiểm tra lại vận tốc: v= 4 × 0.098

+ Tổng diện tích lỗ trên ống phân phối nhánh theo quy phạm chọn từ 25 – 50% diện tích ngang của ống phân phối chính Chọn tỷ lệ này là 50% thì tổng diện tích lỗ phun là:

4 =0,048 (m ) 2 + Chọn đường kính lỗ phun mưa là 5 mm và nghiêng so với phương nằm ngang một góc 45 o (TCXDVN 33:2006 thì d = 5-10mm), số lỗ phun mưa trên

4 Hệ thống thu, thoát khí và ngăn nước Để có thể thu oxy của khí trời, kết hợp với việc thổi khí CO ra khỏi giàn mưa,2 đồng thời đảm bảo nước không bị bắn ra ngoài, người ta xây dựng hệ thống cửa chớp bằng bêtông cốt thép Góc nghiêng giữa các chớp với mặt phẳng nằm ngang là 45 , khoảng cách giữa 2 cửa chớp kế tiếp là 200mm, cửa chớp o được bố trí ở xung quanh trên toàn bộ giàn mưa, nơi có bề mặt tiếp xúc với không khí Các cửa chớp này được xây dựng cách mép ngoài của sàn tung 0,6m.

Sàn thu nước làm bằng bê tông cốt thép được đặt dưới giàn mưa có độ dốc 0,02 về phía ống dẫn nước qua bể lắng tiếp xúc ngang.

6 Hệ thống thu nước và xả cặn trên giàn mưa

- Ống thu nước đặt ở đáy sàn thu nước và cao hơn mặt đáy sàn ít nhất 200mm

- Mỗi giàn mưa có một ống thu nước từ giàn mưa sang bể lọc, vận tốc trong ống là 1,5 m/s Đường kính ống thu nước là:

- Chọn D300 Kiểm tra lại vận tốc: v=4 × 0.098 π × 0.3 2 =1.4 (m/s)

- Từ giàn mưa đi 2 ống sang bể lọc AquazurV Mối ống đường kính D500.

- Ống xả cặn theo TCXDVN 33:2006 thì D = 100 - 200mm Chọn D150

- Thiết kế giàn mưa có 2 sàn tung nước.

- Khoảng cách giữa các sàn tung nước là 0,8 m

- Chọn chiều cao ngăn thu nước là 0,1 m

Tổng hợp số liệu tính toán

II.Bể lắng ngang tiếp xúc

1 Đặc điểm của bể lắng tiếp xúc ngang a nhiệm vụ:

- Làm nhiệm vụ giữ lại phần lớn lượng cặn có trong nước ( bông cặn trong nước lắng do trọng lực), thường giữ lại 90-98%, nước sau khi ra khỏi bể lắng, hàm lượng cặn còn lại không lớn hơn 20mg/l, từ đó nước mới qua được bể lọc.

- Tăng thời gian để các phản ứng OXH xảy ra hoàn toàn

- Bể lắng ngang thu nước ở cuối b.nguyên lý làm việc

- Nước được phân phối vào đầu bể lắng sau đó đi qua các lỗ trên vách ngăn và chảy qua vùng lắng, tại đây các phản ứng oxy hóa tiếp tục xảy ra và tạo kết tủa rồi lắng xuống đáy bể Nước sau khi đầu bể đến cuối bể sẽ đi qua các lỗ thu trên ống thu nước bề mặt và các máng thu nước ở cuối dẫn vào mương thu nước và phân phối nước qua bể lọc Cặn lắng được xả ra ngoài theo định kì bằng áp lực thủy tĩnh qua dàn ống thu xả cặn

2 Sơ đồ cấu tạo của bể lắng tiếp xúc ngang

Cấu tạo bể lắng ngang tiếp xúc

3) Vách phân phối đầu bể

6) Vách ngăn thu nước cuối bể

8) Ống dẫn nước sang bể lọc

3 Tính toán bể lắng tiếp xúc ngang.

- Hàm lượng cặn sau khi làm thoáng C max ¿ = 41.5 (mg/l)

- Độ pH sau khi làm thoáng pH ¿ =7 Tlưu` phút

- Dùng bể lắng ngang thu nước ở cuối bể, diện tích mặt bằng bể là:

Vậy : diện tích bể là

- Chiều rộng của bể lắng chọn B = 20 m

- Chiều dài bể lắng là

- Chọn L = 24m để thuận tiện cho thi công.

- Đặt một vách ngăn không chịu lực cách tường 1 (m) Sử dụng phương pháp cặn trượt về phía đầu bể (hố thu cặn đặt ở phía đầu bể).

- Vận tốc nước chảy trong các ngăn bể: vo = Q

2 x 3.36 x 3 x 6 x 3600= 0.0033 (m/s) = 3.3 mm/s < 16.3 mm/s vo < 16.3 (mm/s) (vận tốc xói cặn đã lắng) => Thỏa mãn

Kiểm tả các hệ số thủy lực của bể

R – Bán kính thủy lực các ngăn trong bể

2 x 3+3.36=1.62 m – Độ nhớt động học, với t = 23 ѵ o C thì = ѵ 0.94 x 10 -6 (m 2 /s) (Bảng 5.1 trang 121 sách Cấp nước Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghệp – TS Trịnh Xuân Lai)

Có chế độ chảy rối trong bể lắng, chấp nhận được vì ta đã tính đến hệ số giảm hiệu quả lắng α cho dòng chảy rối.

9,81 x 1.44 =7.7 10 − Theo đồ thị 6.15 (Trang 152 – sách Cấp nước Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghệp – TS Trịnh Xuân Lai) ảnh hưởng của chuẩn số Froude đến thời gian lưu nước trong bể với Fr = 3,55 × 10 thì T = 0.9 -6 tb

Khi đó thời gian lắng trung bình là:

Ttb = 0.9 × 1.28 = 1.152 (h) = 67.5 (ph) Nhờ lắp các vách ngăn không chịu lực dọc theo bể lắng đã ngăn xuất hiện hiện tượng ngắn dòng.

Vậy ta chọn kích thước mỗi bể là B × L × H = 3.36 × 45 × 3 và mỗi bể chia thành 2 ngăn, kích thước này đảm bảo các điều kiện về thủy lực dòng chảy, về điều kiện ổn định dòng và phù hợp với công suất thiết kế của nhà máy.

6 Tính hệ thống phân phối nước và thu nước của bể lắng a Thiết kế ngăn phân phối.

- Để phân phối nước đều trên toàn bộ diện tích mặt cắt ngang của bể lắng ta đặt các vách ngăn có đục lỗ ở đầu bể, cách tường 1.5 m.

- Vận tốc nước qua lỗ vách ngăn thứ nhất lấy bằng 0.3 m/s.

- Đoạn dưới của vách ngăn trong phạm vi chiều cao 0.3 - 0,5 m kể từ mặt trên của vùng chứa nén cặn không cần phải khoan lỗ (TCXDVN 33-2006) Chọn độ cao là 0.5 m.

Diện tích của vách ngăn phân phối nước vào bể là:

Lưu lượng nước tính toán qua mỗi ngăn của bể là: q = n Q

3× N =1416.67 3 × 4 8.05 (m /h) = 0,033 (m 3 3 /s) Theo khoản 6.77 TCXDVN 33:2006, vận tốc nước qua lỗ vách ngăn phân phối lấy bằng 0.5 m/s Do đó:

Flỗ = V Q l ỗ1=0,39 0,5 =0,78 (m ) 2 Lấy đường kính lỗ d1= 0.15m, diện tích mỗi lỗ là. f1lo=πx d 2

Tổng số vách ngăn đầu bể là n =1F lỗ f 1 lo = 0,78

Bố trí : 3 hàng dọc và 4 hàng ngang với tổng số lỗ đục là : 3*4 = 12 lỗ

Tổn thất qua vách ngăn đầu bể: h = 1 ξ × v 2

- Khoảng cách giữa trục các lỗ theo hàng dọc là: ( 3-0.5)/3 =0.84 m

- Khoảng cách giữa trục các lỗ theo hàng ngang là: 3/4 = 0.75 m b Thiết kế ngăn thu nước

Thiết kế ngăn thu nước tương tự như ngăn phân phối, thiết kế vách ngăn thu nước ở cuối bể, trên vách ngăn được đục lỗ hình tròn cho nước đi qua Đường kính lỗ trên vách ngăn thu nước chọn d = 0.15m 2

- Tốc độ nước chảy qua lỗ: 0.5 m/s ( 6.77 - TCVN 33-2006 )

- Khoảng cách từ tường đến bể là 0.5m ≤ x ≤ 1.5m ( 6.84 – TCVN 33-2006 ) Chọn độ cao làm việc thấp nhất của vách ngăn nước so với mặt trên của vùng lắng cặn là 1.5m Khi đó, diện tích công tác của vách ngăn phân phối nước vào bể là:

- Diện tích cần thiết của một ở vách ngăn thu nước cuối bể

- Tổng số lỗ ở vách ngăn phân phối: n 1 =∑ F lo

- Khoảng cách giữa trục các lỗ theo hàng ngang là: 3/4 = 0.75 m c Thiết kế vùng xả cặn

Việc xả cặn dự kiến tiến hành theo chu kỳ với thời gian T = 24h ( T = 6h ÷ 24h theo TCXD 33:2006)

Thể tích phần chứa cặn của bể ( 6.68 TCXDVN 33:2006 ):

- T: thời gian giữa 2 lần xả cặn, chọn T = 24 ( do hàm lượng cặn khá thấp C = 8 ) tb

- Q: lưu lượng tính toán Q = 34000 m /ngày = 1416.67 m /h 3 3

- N: số lượng bể tính toán: 4 bể

-σ : nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt ( g/m ), 3 σ lấy theo bảng 6.8 trang 36

- C: hàm lượng cặn trong nước khi đưa vào bể lắng (mg/l) tương ứng với hàm lượng cặn sau làm thoáng : Cmax = 41.5 (mg/l)

- m: hàm lượng cặn sau khi lắng, với hiệu quả lắng 60% của bể lắng ngang, ta có: m=(41.5−41.5 × 0.6 16.6)= ( mg/l ) < 20 (mg/l) có thể sử dụng đưa vào bể lọc

Chiều cao trung bình vùng chứa nén cặn

127 =0.111m Chọn chiều cao vùng chứa nén cặn: 0.5 m để đảm bảo an toàn

Tính toán lượng nước dùng cho việc xả cặn lắng:

- Lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng tính bằng phần trăm lưu lượng nước xử lý, được xử lý được xác định theo công thức:

KP: hệ số pha loãng cặn ( 1.2 – 1.5 )

Tính toán máng thu cặn:

Hệ thống thủy lực xả cặn bằng máng hình tam giác có đặt ống thu dọc theo trục máng và xả cặn theo ống thu đó Thời gian xả cặn quy định t = 10 – 20 phút, chọn thời gian xả cặn t = 15p Tốc độ xả cặn không nhỏ hơn 1m/s ( theo 6.74 TCXDVN 33:2006) Lưu lượng cặn khi xả: qc=V c t 11

- Chọn chiều rộng xây dựng của mỗi máng xả cặn là: B = 1.4 m m

- Khoảng cách giữa 2 mép máng thu = 0.1 m

- Tường máng nghiêng 60 so với phương thẳng đứng, suy ra chiều cao của máng thu o là H = 0.7 m m

- Chiều rộng của mép máng + máng xả : 1.4 + 0.1 = 1.5 m

- Chiều dài máng xả cặn bằng chiều rộng của bể: 3 m

- Chiều dài bể lắng là 45 m bố trí : 45/1.5 = 30 máng thu mỗi bể tương ứng với : 120 máng thu cặn cho 4 bể

- Chọn đường kính ống thu cặn trong máng thu cặn có đường kính D = 0.1 m ( D100)

Cao trình mặt bể chứa: mặt BCNS = H – h = 3.6 – 0.5= 3.1 mxd xd

Cao trình đáy bể chứa: đáy BCNS = mđ – 1.9 = 0 – 1.9 = -1.9 m

2 Cao trình bể lọc AQUAZUA-V

Chiều cao xây dựng là 4.5 m trong đó có 0.5 m là chiều cao bảo vệ.

Cốt mực nước trong bể lọc là:

Z BL nuoc =Z MNBC ma x Loc−BC Loc ¿2.6 0.5 2.5+ + =5.6 (m).

- hLọc-BC : Tổn thất áp lực từ bể lọc sang bể chứa hLọc-BC = 0.5 (m).

- Theo TCXDVN 33 – 2006 hLọc-BC là: (0.5-1m).

- Hlọc : Tổn thất áp lực trong bể lọc H = 2.5 (m).lọc

Cốt đỉnh bể lọc là:

ZBL=ZBL nuoc+hbv= 5.6 + 0.5 = 6.1 (m) Cao trình đáy bể lọc là:

3 Cao trình bể lắng ngang

Chiều cao xây dựng: 4.5m trong đó 0.5 m là chiều cao bảo vệ

Cốt mực nước trong mương thu cuối bể lắng là:

ZBLang Cuoi=ZBL nuoc+ h = 5.5 + 0.5 = 6 (m)bl

Tổn thất từ bể lắng sang bể lọc: h = 0.5 (m).bl

Cốt mực nước trong mương phân phối đầu bể lắng

Cuoi + hblang = 6+ 0.5 = 6.5 (m) hblang là tổn thất trong bể lắng, h = 0.5 (m).bl

4 Cao trình bể lắng đứng

Cốt đáy bể lắng đứng: Lấy Z = 1.7 m day

Chiều cao đỉnh bể là:

Zmucuoc BLD =ZBLD dinh−hbaove=8−0.5 7.5= (m)

5 Cao trinh bể trộn cơ khí

Cốt mực nước trong bể trộn cơ khí:

ZMN Betron=ZBPU Dau+hBT= 6.7 + 0.1 = 6.8 (m) hBT là tổn thất trong bể trộn cơ khí, lấy bằng 0.1(m).

Cốt đỉnh bể trộn là:

Cốt đáy bể trộn là:

Z đáy Betron = 7 – 2.5 = 4.5 (m) Trong đó H là chiều cao xây dựng bể trộn cơ khí: H = 2 (m).xd xd

PHẦN 4:TÍNH TOÁN MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ

1 Diện tích trạm khử trùng

- Trạm khử trùng được đặt cuối hướng gió.

- Diện tích trạm khử trùng lấy theo tiêu chuẩn là: 3 m 2 /1 cloratơ.

- Trạm có 4 Cloratơ làm việc và dự trữ.

- 4 m cho 1 cân bàn, có 3 cân bàn 2

- Tổng diện tích nhà trạm là: F = 4×3 + 4×3 = 24 m 2

- Trạm được chia làm 2 gian: một gian chứa Clo có diện tích 18 m và một gian 2 để đặt các thiết bị điều chỉnh lưu lượng clo có diện tích 6 m 2

2 Các công trình phụ trợ

- Trạm biến thế: Lấy theo quy phạm 5 × 3 = 15 m 2

- Nhà hành chính: S = 120 m kích thước 20 2 × 6 m.

- Phòng bảo vệ: lấy theo quy phạm S = 9 m , kích thước 3 2 × 3 m.

- Phòng cơ khí – kho: Lấy theo quy phạm S = 30 m kích thước 10 2 × 3 m.

- Phòng thí nghiệm hoá nước: Diện tích 42 m kích thước 6 2 × 7 m

PHẦN 5:THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ LỌC AQUAZUR-V

1 Tính toán mương tập trung nước vào bể:

- Chiều rộng mương tập trung vào bể chọn B = 0.6 (m) Vận tốc nước trong mương V = 0.4 – 0.6 m/s Chọn V = 0.5 m/s m m

- Chiều cao lớp nước trong mương tập trung:

- Cửa từ mương tập trung sang mương phân phối:

- Thiết kế cửa có kích thước: B × H = 0.35 × 0.3m.

2 Tính toán mương phân phối nước vào bể

- Chiều rộng mương phân phối được chọn theo điều kiện quản lý:

- Vận tốc nước trong mương V = 0.4 (m/s) (V = 0.3 - 0.4 m/s) m

- Cửa từ mương phân phối vào máng chữ V:

Thiết kế cửa vào máng chữ V có kích thước hình chữ nhật: B × H = 0.24 × 0.24m.

3 Tính toán máng hình chữ V b: là chiều rộng máng chữ V hm: là chiều cao máng chữ V

Hình: Cấu tạo máng chữ V

Thiết kế máng chữ V nghiêng góc 45 , chiều dài và chiều rộng của máng bằng 0 nhau.

- Lưu lượng máng theo lưu lượng chảy vào 1 bể:

- Q: Lưu lượng nước vào bể lọc Q = 34000 (m 3 /ngđ).

- Tiết diện nước qua của máng chữ V là:

- Q: là lưu lượng nước chảy trong máng; Q = 0.025 (m 3 /s).

- Vm : là vận tốc nước chảy trong máng; Chọn V = 0.4 (m/s).m

- Chiều rộng máng: b = 0.3 – 0.4 (m), chọn b = 0.3 mg mg

- Lỗ phân phối nước ở máng chữ V:

-Vận tốc nước qua lỗ trong giai đoạn rửa lọc cần đạt 3 m/s.

-Vận tốc nước qua lỗ: V = 1- 1,2 lỗ (m/s), chọn V =1 lỗ (m/s).

-Chọn lỗ hình tròn có đường kính d = 50 lỗ mm.

-Diện tích một lỗ là:

-Số lỗ trên một máng chữ V là: n= Qm

-Các lỗ ngoài nằm cách mép tường 100mm Vậy khoảng cách giữa các lỗ là: e@00−(2 ×100) 13−1 16.6 (mm)

4 Tính toán hệ thống phân phối nước rửa lọc a Tính toán chụp lọc

Chọn phương pháp phân phối khí và nước bằng chụp lọc.

Hệ thống phân phối bằng chụp lọc:

Hình 12: Cấu tạo chụp lọc

(1) Phần đầu chụp lọc, (2) ống phân phối nước rửa lọc, (3) Lỗ thu khí, (4) Ren lắp chụp lọc, (5) Sàn gắn chụp lọc

- Số lượng chụp lọc = 35 cái cho 1 m diện tích 2 công tác của bể (theo 20 TCXD 33-2006).

- Số chụp lọc cần cho một bể sẽ là: 35 × 25.25 884 (cái).

- Tổng số chụp lọc sử dụng cho khối bể lọc là: 884×8 = 7072 (chiếc).

- Số chụp lọc trên 1 ngăn lọc: n = N c

- Số chụp lọc trên 1 m sàn đỡ: 2 n = N c

Vậy thỏa mãn số lượng chụp lọc lấy không dưới 35-50 cái cho 1m diện tích 2 công tác của bể lọc theo TCXDVN 33 – 2006.

Sắp xếp ở 1 bên ngăn lọc theo chiều rộng 18 cái, chiều dài 26 cái Số chụp lọc thực tế trong 1 bể lọc là 16×29×2 = 884 (chiếc).

Diện tích sắp xếp chụp lọc trong một ngăn là: 4×2.5 m.

Khoảng cách giữa các chụp lọc theo chiều dài ngăn lọc là:

26= 0.15 (m) Khoảng cách giữa các chụp lọc theo chiều rộng ngăn lọc là:

18= 0.138 (m) Tổn thất qua hệ thống phân phối bằng chụp lọc là: hPP = V k

- VK : Vận tốc nước qua chụp lọc; V = 2 (m/s)K

- : Hệ số lưu lượng của chụp lọc, vì dùng chụp lọc có khe hở nên 0,5

5 Tính toán hệ thống phân phối nước rửa lọc

- Mỗi chụp lọc gồm có 24 khe hở, kích thước khe hở: 15 × 0,5 (mm) Tổng diện tích khe hở của một chụp lọc : F = 15×0.5× 24 = 180 CL (mm 2 ) = 0,00018 (m ) 2

- Tổng diện tích khe hở của toàn bộ các chụp lọc trong bể: FCL = 0.00018 × 884

Quy trình rửa lọc (Theo mục 6.123 TCXDVN 33-2006)

Bước 1: Đóng van dẫn nước lọc vào bể chứa đồng thời mở van xả nước rửa để hạ mực nước trong bể lọc

Bước 2: Khởi động máy bơm gió, mở van dẫn gió để xáo trộn vật liệu và rủ cặn Lưu lượng bơm gió 18 l/s/m 2 Nước thô vẫn tiếp tục cho vào lọc để tạo tác dụng quét bề mặt và giảm tải cho các ngăn lọc khác với lưu lượng 7 m 3 /m /h 2 Quá trình này kéo dài 2 phút.

Bước 3: Giữ nguyên máy gió đang vận hành, khởi động 1 máy bơm nước rửa với lưu lượng 2,5 l/s/m 2 Lưu lượng này được thiết lập bằng cách đóng van dẫn nước chính trên đường ống rửa và chỉ mở van by-pass Quá trình rửa với gió nước kết hợp kéo dài 5 phút.

Bể lắng ngang tiếp xúc

Tổng hợp số liệu tính toán

II.Bể lắng ngang tiếp xúc

1 Đặc điểm của bể lắng tiếp xúc ngang a nhiệm vụ:

- Làm nhiệm vụ giữ lại phần lớn lượng cặn có trong nước ( bông cặn trong nước lắng do trọng lực), thường giữ lại 90-98%, nước sau khi ra khỏi bể lắng, hàm lượng cặn còn lại không lớn hơn 20mg/l, từ đó nước mới qua được bể lọc.

- Tăng thời gian để các phản ứng OXH xảy ra hoàn toàn

- Bể lắng ngang thu nước ở cuối b.nguyên lý làm việc

- Nước được phân phối vào đầu bể lắng sau đó đi qua các lỗ trên vách ngăn và chảy qua vùng lắng, tại đây các phản ứng oxy hóa tiếp tục xảy ra và tạo kết tủa rồi lắng xuống đáy bể Nước sau khi đầu bể đến cuối bể sẽ đi qua các lỗ thu trên ống thu nước bề mặt và các máng thu nước ở cuối dẫn vào mương thu nước và phân phối nước qua bể lọc Cặn lắng được xả ra ngoài theo định kì bằng áp lực thủy tĩnh qua dàn ống thu xả cặn

2 Sơ đồ cấu tạo của bể lắng tiếp xúc ngang

Cấu tạo bể lắng ngang tiếp xúc

3) Vách phân phối đầu bể

6) Vách ngăn thu nước cuối bể

8) Ống dẫn nước sang bể lọc

3 Tính toán bể lắng tiếp xúc ngang.

- Hàm lượng cặn sau khi làm thoáng C max ¿ = 41.5 (mg/l)

- Độ pH sau khi làm thoáng pH ¿ =7 Tlưu` phút

- Dùng bể lắng ngang thu nước ở cuối bể, diện tích mặt bằng bể là:

Vậy : diện tích bể là

- Chiều rộng của bể lắng chọn B = 20 m

- Chiều dài bể lắng là

- Chọn L = 24m để thuận tiện cho thi công.

- Đặt một vách ngăn không chịu lực cách tường 1 (m) Sử dụng phương pháp cặn trượt về phía đầu bể (hố thu cặn đặt ở phía đầu bể).

- Vận tốc nước chảy trong các ngăn bể: vo = Q

2 x 3.36 x 3 x 6 x 3600= 0.0033 (m/s) = 3.3 mm/s < 16.3 mm/s vo < 16.3 (mm/s) (vận tốc xói cặn đã lắng) => Thỏa mãn

Kiểm tả các hệ số thủy lực của bể

R – Bán kính thủy lực các ngăn trong bể

2 x 3+3.36=1.62 m – Độ nhớt động học, với t = 23 ѵ o C thì = ѵ 0.94 x 10 -6 (m 2 /s) (Bảng 5.1 trang 121 sách Cấp nước Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghệp – TS Trịnh Xuân Lai)

Có chế độ chảy rối trong bể lắng, chấp nhận được vì ta đã tính đến hệ số giảm hiệu quả lắng α cho dòng chảy rối.

9,81 x 1.44 =7.7 10 − Theo đồ thị 6.15 (Trang 152 – sách Cấp nước Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghệp – TS Trịnh Xuân Lai) ảnh hưởng của chuẩn số Froude đến thời gian lưu nước trong bể với Fr = 3,55 × 10 thì T = 0.9 -6 tb

Khi đó thời gian lắng trung bình là:

Ttb = 0.9 × 1.28 = 1.152 (h) = 67.5 (ph) Nhờ lắp các vách ngăn không chịu lực dọc theo bể lắng đã ngăn xuất hiện hiện tượng ngắn dòng.

Vậy ta chọn kích thước mỗi bể là B × L × H = 3.36 × 45 × 3 và mỗi bể chia thành 2 ngăn, kích thước này đảm bảo các điều kiện về thủy lực dòng chảy, về điều kiện ổn định dòng và phù hợp với công suất thiết kế của nhà máy.

6 Tính hệ thống phân phối nước và thu nước của bể lắng a Thiết kế ngăn phân phối.

- Để phân phối nước đều trên toàn bộ diện tích mặt cắt ngang của bể lắng ta đặt các vách ngăn có đục lỗ ở đầu bể, cách tường 1.5 m.

- Vận tốc nước qua lỗ vách ngăn thứ nhất lấy bằng 0.3 m/s.

- Đoạn dưới của vách ngăn trong phạm vi chiều cao 0.3 - 0,5 m kể từ mặt trên của vùng chứa nén cặn không cần phải khoan lỗ (TCXDVN 33-2006) Chọn độ cao là 0.5 m.

Diện tích của vách ngăn phân phối nước vào bể là:

Lưu lượng nước tính toán qua mỗi ngăn của bể là: q = n Q

3× N =1416.67 3 × 4 8.05 (m /h) = 0,033 (m 3 3 /s) Theo khoản 6.77 TCXDVN 33:2006, vận tốc nước qua lỗ vách ngăn phân phối lấy bằng 0.5 m/s Do đó:

Flỗ = V Q l ỗ1=0,39 0,5 =0,78 (m ) 2 Lấy đường kính lỗ d1= 0.15m, diện tích mỗi lỗ là. f1lo=πx d 2

Tổng số vách ngăn đầu bể là n =1F lỗ f 1 lo = 0,78

- Khoảng cách giữa trục các lỗ theo hàng ngang là: 3/4 = 0.75 m b Thiết kế ngăn thu nước

Thiết kế ngăn thu nước tương tự như ngăn phân phối, thiết kế vách ngăn thu nước ở cuối bể, trên vách ngăn được đục lỗ hình tròn cho nước đi qua Đường kính lỗ trên vách ngăn thu nước chọn d = 0.15m 2

- Tốc độ nước chảy qua lỗ: 0.5 m/s ( 6.77 - TCVN 33-2006 )

- Khoảng cách từ tường đến bể là 0.5m ≤ x ≤ 1.5m ( 6.84 – TCVN 33-2006 ) Chọn độ cao làm việc thấp nhất của vách ngăn nước so với mặt trên của vùng lắng cặn là 1.5m Khi đó, diện tích công tác của vách ngăn phân phối nước vào bể là:

- Diện tích cần thiết của một ở vách ngăn thu nước cuối bể

- Tổng số lỗ ở vách ngăn phân phối: n 1 =∑ F lo

- Khoảng cách giữa trục các lỗ theo hàng ngang là: 3/4 = 0.75 m c Thiết kế vùng xả cặn

Việc xả cặn dự kiến tiến hành theo chu kỳ với thời gian T = 24h ( T = 6h ÷ 24h theo TCXD 33:2006)

Thể tích phần chứa cặn của bể ( 6.68 TCXDVN 33:2006 ):

- T: thời gian giữa 2 lần xả cặn, chọn T = 24 ( do hàm lượng cặn khá thấp C = 8 ) tb

- Q: lưu lượng tính toán Q = 34000 m /ngày = 1416.67 m /h 3 3

- N: số lượng bể tính toán: 4 bể

-σ : nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt ( g/m ), 3 σ lấy theo bảng 6.8 trang 36

- C: hàm lượng cặn trong nước khi đưa vào bể lắng (mg/l) tương ứng với hàm lượng cặn sau làm thoáng : Cmax = 41.5 (mg/l)

- m: hàm lượng cặn sau khi lắng, với hiệu quả lắng 60% của bể lắng ngang, ta có: m=(41.5−41.5 × 0.6 16.6)= ( mg/l ) < 20 (mg/l) có thể sử dụng đưa vào bể lọc

Chiều cao trung bình vùng chứa nén cặn

127 =0.111m Chọn chiều cao vùng chứa nén cặn: 0.5 m để đảm bảo an toàn

Tính toán lượng nước dùng cho việc xả cặn lắng:

- Lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng tính bằng phần trăm lưu lượng nước xử lý, được xử lý được xác định theo công thức:

KP: hệ số pha loãng cặn ( 1.2 – 1.5 )

Tính toán máng thu cặn:

Hệ thống thủy lực xả cặn bằng máng hình tam giác có đặt ống thu dọc theo trục máng và xả cặn theo ống thu đó Thời gian xả cặn quy định t = 10 – 20 phút, chọn thời gian xả cặn t = 15p Tốc độ xả cặn không nhỏ hơn 1m/s ( theo 6.74 TCXDVN 33:2006) Lưu lượng cặn khi xả: qc=V c t 11

- Chọn chiều rộng xây dựng của mỗi máng xả cặn là: B = 1.4 m m

- Khoảng cách giữa 2 mép máng thu = 0.1 m

- Tường máng nghiêng 60 so với phương thẳng đứng, suy ra chiều cao của máng thu o là H = 0.7 m m

- Chiều rộng của mép máng + máng xả : 1.4 + 0.1 = 1.5 m

- Chiều dài máng xả cặn bằng chiều rộng của bể: 3 m

- Chiều dài bể lắng là 45 m bố trí : 45/1.5 = 30 máng thu mỗi bể tương ứng với : 120 máng thu cặn cho 4 bể

- Chọn đường kính ống thu cặn trong máng thu cặn có đường kính D = 0.1 m ( D100)

Cao trình mặt bể chứa: mặt BCNS = H – h = 3.6 – 0.5= 3.1 mxd xd

Cao trình đáy bể chứa: đáy BCNS = mđ – 1.9 = 0 – 1.9 = -1.9 m

2 Cao trình bể lọc AQUAZUA-V

3 Cao trình bể lắng ngang

4 Cao trình bể lắng đứng

PHẦN 4:TÍNH TOÁN MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ

- Phòng thí nghiệm hoá nước: Diện tích 42 m kích thước 6 2 × 7 m

PHẦN 5:THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ LỌC AQUAZUR-V

1 Tính toán mương tập trung nước vào bể:

2 Tính toán mương phân phối nước vào bể

3 Tính toán máng hình chữ V b: là chiều rộng máng chữ V hm: là chiều cao máng chữ V

-Các lỗ ngoài nằm cách mép tường 100mm Vậy khoảng cách giữa các lỗ là: e@00−(2 ×100) 13−1 16.6 (mm)

4 Tính toán hệ thống phân phối nước rửa lọc a Tính toán chụp lọc

5 Tính toán hệ thống phân phối nước rửa lọc

Bước 4: Đóng van gió, tắt máy bơm gió, đồng thời mở van dẫn nước chính từ máy bơm rửa để bắt đầu quá trình vặt cặn với lưu lượng 12 l/s/m 2 Quá trình này kéo dài từ 5 phút Sau đó, khóa van dẫn nước rửa, tắt máy bơm rửa, đóng van xả nước rửa để tích nước cho chu kỳ lọc mới.

+ Tổng lượng nước rửa lọc theo chu trình rửa lọc như trên là:

3600 )×26 149500= (l) 9.5 (m ) 3 a Vận tốc của gió qua khe hở:

∑ f k h e = 0.018 26 0 16 × =3 (m/s) b Vận tốc của hỗn hợp gió + nước qua khe hở:

=0.0205 26× 0.16 =3.33 (m/s) c Vận tốc của nước thuần tuý qua khe hở:

6 Tính toán mương thu nước rửa lọc.

Phân bể lọc thành 2 ngăn, có mương thu nước ở giữa bể thu nước rửa lọc của cả

Mương thu có tiết diện chữ nhật, lòng mương thu có độ dốc 1%. Đỉnh các mương có cùng cao độ, đảm bảo thu được nước đều theo bề mặt bể lọc.

Chọn chiều rộng mương thu nước rửa lọc là B = 0,6m.

Chiều cao mương thu nước theo lưu lượng nước rửa:

+ Chiều cao lớp nước đầu mương của mương thu nước rửa lọc xác định theo công thức:

-qm: Lưu lượng nước rửa tháo theo mương (m /s); 3

Lưu lượng xả nước rửa lọc tính toán bằng lưu lượng nước rửa lọc với cường độ rửa lọc 12 l/s/m 2 và cường độ quét nước bề mặt 7 m 3 /m /h 2 qm = W F + W F = 12 25.25 + n2 bm 7 ×1000

Chiều cao toàn phần của mương:

(Với d = 0,1m là chiều dày đáy mương; h = 0,5m là chiều cao bảo vệ) bv

Chiều cao mương thu nước theo độ giãn nở của vật liệu lọc:

Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép trên mương thu nước lý thuyết:

-L: chiều dày lớp vật liệu lọc, L 1,3 (m)

-e: độ dãn nở tương đối của vật liệu lọc, e 30%

⇒ Chọn khoảng cách giữa mép trên lớp vật liệu lọc đến mép trên cùng của mương thu Hm bằng 0,7 m.

+ Đáy của mương thu nước bằng với vị trí đặt chụp lọc trong các ngăn công tác nên chiều cao mương thu nước là:

+ h : Chiều dày lớp vật sỏi đỡ, h = 0.2 1 1 (m);

+ h : Chiều dày lớp vật liệu lọc, h = 1.3 2 2 (m);

1nên chiều cao của mương thu nước rửa lọc là H = 2.2 m.m

⇒ Kích thước xây dựng mỗi bể là:

+ Tường chia các bể dày 220mm.

+ Tường ngăn giữa ngăn lọc và mương thu nước rửa lọc là 100mm

7 Tính toán đường ống kỹ thuật a Ống dẫn từ bể lắng đến bể lọc

Xây dựng bể lắng thành 1 đơn nguyên, tổng số bể là 3, dùng 2 đường ống dẫn nước sang bể lọc Do đó :

- Lưu lượng nước qua ống:

- Vận tốc nước trong ống V= 1(m/s).(Quy phạm là 0,8 1,2 m/s, 6.120 TCXDVN 33-2006).

- Vận tốc thực tế trong ống:

4.Q d = π × 0.5 0 4 × 0.97 2 =1.00(m/s) , b Ống dẫn từ bể lọc sang bể chứa nước sạch

- Sử dụng một đường ống chung thu nước từ các bể lọc về bể chứa Đường ống được đặt ở trên cao trong khối bể lọc và xuống thấp khi ra khỏi khối bể lọc Ta có: 8 bể lọc Giả sử vận tốc nước của ống thu nước sạch chung là 1 (m/s) (TCXDVN 33:2006 quy định v = 1 – 1,5 m/s)

- Lưu lượng nước chảy qua 1 ống:

- Đường kính ống từ một bể ra ống thu nước sạch chung là:

- Chọn đường kính ống là D250 Kiểm tra lại tốc độ nước chảy:

=4 × 0.056 π × 0.25 2 =1.17 (m/s) Như vậy, đường kính ống là D250 mm là hợp lý.

- Bố trí 2 ống chung thu nước sạch phục vụ cho cụm 4 bể lọc Đường kính 1 ống chung:

- Q: Lưu lượng nước 4 bể, Q = 17000 (m 3 /ngđ) = 0.2 (m /s); 3

- Vc: Vận tốc nước chảy trong ống, V = 1,2 c (m/s)

= 4 × 0.2 π ×0.4 5 2 = 1.26 (m/s) Như vậy, đường kính ống là D450 mm là hợp lý. c Hệ thống cấp nước rửa lọc

- Cường độ rửa nước thuần túy là: W = 12 l/s.m 2

- Vận tốc của nước trong ống: v = 1,5 m/s (TCXDVN 33-2006, v = 1-2 m/s).

- Lượng nước cung cấp cho một bể là:

- Đường kính dẫn nước cho một bể là:

- Chọn đường kính ống rửa là D500 Kiểm tra lại tốc độ nước chảy:

Như vậy, đường kính ống là D500 mm là hợp lý. d Hệ thống cấp khí rửa lọc

- Cường độ rửa khí thuần túy là: W = 18 l/s.m 2

- Vận tốc gió trong ống chính và ống nhánh là: V = 20 m/s (TCXDVN 33-2006 quy định v = 15-20 m/s).

- Lượng gió cung cấp cho một bể là:

- Đường kính dẫn gió chính cho một bể:

- Chọn đường kính ống cấp khí là D200 Kiểm tra lại tốc độ nước chảy:

=4 ×0.4545 π ×0.2 2 = 14.47 (m/s) Vậy chọn đường kính ống dẫn gió chính là D200. e Đường ống xả kiệt

- Lấy đường kính ống là D150 (mm) - Quy phạm là 100 200 (mm);

- Đáy bể có độ dốc 0,0005 về phía ống xả kiệt. f Đường ống xả nước rửa lọc

- Ống xả nước rửa lọc được nối từ mương thu nước rửa lọc trong bể ra ống thu nước rửa lọc Vận tốc trong ống dẫn và thoát nước rửa lọc theo 6.120 TCXDVN

- Lưu lượng xả nước rửa lọc tính toán bằng lưu lượng nước rửa lọc với cường độ rửa lọc 12 l/s/m 2

- Lưu lượng nước quét bề mặt với cường độ: 7 m 3 /m /h 2 = 7 ×1000

3600 × 25.25 = 50(l/s) -Tổng lưu lượng nước xả theo mương là: q = 12 × 25.25 + 39.95 = 342.95( l/s)

- Chọn vận tốc qua ống xả bằng 1,7 m/s.

- Đường kính ống thoát nước rửa lọc là: d r =√ π ×V 4 × q r r = √4 × 0.34295 π ×1.7 =0.506(m)

- Chọn ống thoát nước rửa lọc là ống gang xám đường kính D500 mm Kiểm tra lại tốc độ nước chảy:

8 Tổn thất áp lực khi rửa bể lọc

+ Tổng tổn thất qua sàn chụp lọc: Theo tính toán ở trên là: 0,46 (m)

+ Tổng tổn thất qua lớp vật liệu đỡ hđỡ = 0.22 Lđỡ W (m) Trong đó:

- Lđỡ: Chiều dày lớp sỏi đỡ dày = 0.2 (m)

- W: Cường độ nước rửa lọc = 12 (l/s.m ) 2

+ Tổn thất áp lực bên trong lớp vật liệu lọc hVLL = (a + b W) hL

- a, b là các thông số phụ thuộc đường kính tương đương của lớp vật liệu lọc, với d = 0,8tđ (mm) => a = 0,76; b = 0,017

- hL: Chiều cao lớp vật liệu lọc = 1.3 (m)

+ Tổng tổn thất trên đường ống dẫn nước rửa lọc h = h + dd hcb

- hdd: Tổn thất trên chiều dài ống từ trạm bơm nước rửa đến bể chứa Sơ bộ chọn bằng 50 (m) Theo tính toán ở trên ta có lưu lượng nước chảy trong ống qr = 303 (l/s), đường kính ống Dchung = 500 (mm) Tra bảng ta có 1000 i = 5.16 hdd = i L = 5.16

- hCB: Tổn thất áp lực cục bộ trên van khoá, sơ bộ chọn hCB = 0,3 (m) Vậy h = 0.258 + 0.3 = 0.56 (m)

PHẦN 1: LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 4

I XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG NƯỚC CÒN THIẾU 4

1 Tổng hàm lượng muối hòa tan 4

2 Hàm lượng CO2 hòa tan 4

II Đánh giá chất lượng của nguồn nước 4

1 Kiểm tra độ chính xác của các chỉ tiêu 5

2 So sánh chất lượng nước nguồn với quy chuẩn 5

III Sơ bộ lựa chọn dây chuyền công nghệ: 7

1 Các yếu tố ảnh hưởng đến dây chuyền công nghệ: 7

2 Liều lượng clo để clo hóa sơ bộ 9

3 Xác định các chỉ tiêu sau khi làm thoáng 9

4 Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước 13

PHẦN 2: TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ VÀ CẤU TẠO CÁC CÔNG TRÌNH 14

I Công trình làm thoáng bằng giàn mưa 14

2 Tính toán diện tích bề mặt giàn mưa 14

3 Hệ thống phân phối nước 16

4 Hệ thống thu, thoát khí và ngăn nước 17

6 Hệ thống thu nước và xả cặn trên giàn mưa 17

II Tính toán làm mềm nước 18

1 Lượng hóa chất cần dùng 18

2 Tính toán bể trộn cơ khí 18

3 Tính toán máng thu nước phân phối vào bể lắng ngang tiếp xúc: 20

III Bể lắng ngang tiếp xúc 20

1 Đặc điểm của bể lắng tiếp xúc ngang 20

2 Sơ đồ cấu tạo của bể lắng tiếp xúc ngang 21

3 Tính toán bể lắng tiếp xúc ngang 22

6 Tính hệ thống phân phối nước và thu nước của bể lắng 24

7 Tính thể tích vùng chứa cặn 28

8 Chiều cao vùng chứa và nén cặn 28

10 Tính toán hệ thống xả cặn: 29

1 Lựa chọn thông số tính 31

2 Tính toán thiết kể bể lọc 32

3 Thiết bị điều khiển tốc độ lọc 34

4 Sân phơi bùn và sân phơi vật liệu lọc 34

5 Tính toán các công trình xử lý bùn cặn 36

6 Tính toán bể chứa nước sạch cho trạm xử lý 39

7 Tính toán kho chuẩn bị Clo 40

PHẦN 3: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 42

1 Cao trình bể chứa nước sạch 42

2 Cao trình bể lọc AQUAZUA-V 43

3 Cao trình bể lắng ngang 43

4 Cao trình bể lắng đứng 44

5 Cao trinh bể phản ứng 44

6 Cao trinh bể trộn cơ khí 44

TÍNH TOÁN CAO TRÌNH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

Cao trình bể lọc AQUAZUA-V

Cao trình bể lắng ngang

Cao trình bể lắng đứng

Cao trinh bể trộn cơ khí

- Phòng thí nghiệm hoá nước: Diện tích 42 m kích thước 6 2 × 7 m.

TÍNH TOÁN MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ

Diện tích trạm khử trùng

Các công trình phụ trợ