Đồ án thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nước thành phố hưng yên, tỉnh hưng yên

Trang 1

CHUONG III tt Các chỉ tiêu cơ bản đơn vị Mẫu nước xét nghiệm THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP

IIL1-Vị trí và sơ đô xử lý nhà máy nước Hưng Yên

Nhà máy nước Hưng Yên mới xây dựng năm 1999- 2000 với Công suất

: 5000 mỶ/nđ, khai thác 4 giếng khoan.Nhà máy được đặt tại Phường Quang Trung-T.P Hưng Yên

Dây chuyền công nghệ xử lý nước:

Giếng khoan - Trạm bơm 1 - Dàn khử sắt tải trọng cao - Bể lắng - Bể

lọc - Khử trùng - Bể chứa nước sạch - Trạm bơm 2 - Mạng tiêu thụ

Theo dự kiến quy hoạch nhà máy nước mới xây dựng sẽ đặt tại vị trí

mới tại phía Tây T.P thuộc Thôn Kim Đằng vì vị trí mới sẽ thuận tiện cho

việc vận chuyển nước thô từ ngã ba sông Luộc về để xử lý.Nếu xây dựng nhà

máy cấp nước mới ở cùng vị trí nhà máy cũ sẽ thuận tiện cho công tác vận hành quản lý,tuy nhiên vị trí nhà máy cũ nằm trong khu vực nội thị diện tích

đất để mở rộng cải tạo bị hạn chế,xa vị trí lấy nước thô,bên cạnh là dân cư sinh sống nên việc xử lý nước ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân

Do đó, việc đặt Trạm xử lý nước ở vị trí mới là hợp lý

III.2- Chất lượng nước nguồn

Sông Luộc chạy dọc theo phía Nam tỉnh với chiều dài 20,7km (sông có tổng chiều dài 63km); chiều rộng (150+250)m; sâu(5+6)m Lưu lượng trung

bình Q„„ = 80mŸ/s Nước từ sông Hồng chảy về sông Luộc ra sông Thái Bình

và thoát ra biển

GVHD:TH.S VŨ MINH ĐỨC 46

Trang 2

1 Nhiệt độ °C 24,0 2 pH 6,70 3 Độ đục NTU 185,0 4 Độ màu Co 55,0 5 Độ kiềm tổng mgdl/1 3,20 6 Hàm lượng cặn không tan | mg/l 400,0 7 Độ cứng tổng mg/ICaCO; 20,0 8 Độ oxy hóa (COD) mg/l O, 4,50 9 Độ dẫn điện S/cm 40,3 10 Hàm lượng Fe tổng mg/ 0,17 11 | Ham long NH, mg/l 0,15 12 Ham luong Mn** mg/l 0,065 13 Ham lugng Mg** mg/l 2,56 14 Ham lugngCa* mg/l 8,0

15 | Ham luong NO, mg/l 0,50

16 Ham luong NO, mg/l 0,045

17 Hàm lượng PO,* mg/l 0,55

18 | Ham luong Cr mg/l 6,50

KẾT QUÁ XÉT NGHIỆM CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG LUỘC

Qua kết quả xét nghiệm cho thấy: mẫu nước trên có các chỉ tiêu phân

tích đạt tiêu chuẩn chất lượng nước bề mặt có thể dùng làm nguồn cấp nước

sinh hoạt theo TCVN 5942-1995, So với tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống ban hành kèm theo quyết định 1329/2002/BYT/QĐÐ mẫu nước thô lấy tại sông

Lnộc có chất lượng khá tốt Công việc xử lý đối với nguồn nước này chủ yếu là khử màu, khử đục, khử trùng và clo hoá sơ bộ để loại bỏ hàm lượng chất

hữu cơ trong nước

TII.3- Lua chon dây chuyền công nghệ xử lí

IIL3.1-Xác định hàm lượng chất keo tụ

Trang 3

Theo số liệu thiết kế hàm lượng cặn trong nước nguồn C = 400 (mg/l)

và độ mầu D= 55(độ Coban) kết hợp với Tiêu chuẩn nước sạch dùng để thiết

kế cho công trình xử lý nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt — Nước nguồn có hàm lượng cặn và độ mầu lớn Do vậy cần xử lý bằng phương pháp keo tụ

Hóa chất được dùng trong quá trình xử lý là phèn nhôm 4/,(SO,), Xác định hàm lượng phèn cần thiết:

+Tính theo hàm lượng cặn trong nước nguồn :Tra bảng 6.3 TCXD

33:2006 với hàm lượng cặn trong nước nguồn C = 400 (mg/l) xác định được

liều lượng phèn nhôm : P„ =45(mg/!)

+ Tính theo độ màu liều lượng phèn nhôm được xác định theo công thức: fm =4 JM (mg/l) Trong đó: +M:: Độ màu của nước nguồn, M=55(độ Coban) => P,, = 42/55 = 29,67(mg /1) So sánh giữa liều lượng phèn AI tính theo hàm lượng cặn và theo độ màu, ta chọn: P,, = 45(mg//) để xử lý cả cặn và màu

IH.3.2- Kiểm tra độ kiểm của nước nguồn theo yêu cầu keo tụ Dùng vôi CaO để tiến hành kiểm hóa

+Lượng vôi đưa vào kiêm hoá (?,, )được xác định theo công thức: P =e, lễ -K, 1Ì» mec €; Trong đó: + S,®:Đương lượng gam tương ứng của chất kiêm hóa và phèn; e =28;e; =57

+P,: Là lượng phèn cần đưa vào để keo tụ: P, =45 (mg/l) +K: Là độ kiềm ban đầu của nước nguồn: K,= 3,2 (mgđl/l)

+C:Nồng độ hoạt tính của chất kiểm hóa,C = 80%

Trang 4

45 100

> P, =28x( 8-32-41} sọ = "49.37 (mgCaO/)

Đ„ <0 = Độ kiêm tự nhiên của nước đủ đảm bảo cho quá trình thủy

phân do đó không phải kiêm hoá

IIHL3.3- Kiểm tra sự ổn định của nước sau khi keo tụ bằng phèn

Sau khi cho phèn vào độ kiểm và độ pH đều giảm, nên nước có khả năng có

tính xâm thực Vì vậy ta cần kiểm tra lại chỉ số ổn định I của nước theo công thức Sau:

J = pH* - pH, Trong đó:

+pH*: Do pH của nước sau khi đưa phèn vào

+pH,: Do pH của nước ở trạng thái cân bằng bão hòa CaCO, sau keo tu +pH; được xác định theo công thức: pH, = f,(°) - f,(Ca”) - f;(K,*) + f,(P) Trong đó: +f,(t°): Là hàm số của nhiệt độ +f,(Ca”'): Là hàm số của nồng độ iôn Ca?” +f,(K,*): Là hàm số của độ kiềm K,*

+f,(P): Là hàm số của tổng hàm lượng muối P

pH# xác định theo K,*, CO,;* : Độ kiểm của nước và hàm lượng CO,

của nước sau khi đưa phèn vào

Để xác định pH*,pH; ta lần lượt xác định các chỉ tiêu sau:

Trang 5

> Met = [Ca*] + [Mg”*] + [Mn**] + [NH,*]

= 8,0 + 2,56 + 0,065 + 0,15 = 10,775 (mg/l)

- > Ae’: Téng ham luong cdc Ion (-) khong ké Ion [HCO,], [SiO,”] c6 trong nước nguồn (mg/l)

¥ Ae’ = [Cl] + [NO,] + [PO,*] + [NO,] 5; Ae = 6,50 + 0,045 + 0,55 + 0,50 = 7,595 (mg/l)

=> P= 10,775 + 7,595 + 1,4x0,17 + 0,5x0 + 0,13 x0 = 18,608 (mg/l)

b, Hàm lượng CO; tự do trong nước nguồn ban đầu

CO,°: Là hàm lượng CO, tự do trong nước nguồn ban đầu được xác định

dựa vào toán đồ hình 6.2 TCXD 33:2006 +Từ nhiệt độ: t=24°C

+Tổng hàm lugng mudi: P = 18,608 (mg/l)

+Độ kiểm: K,= 3,20 (mgdl/l)

+Độ pH: pH=7.25

Tra được : CO,” = 20 (mg/])

d, Xác định K7 theo công thức sau:

K; =K, — > (mgd! /1)

e

Trong d6:

+ K,:D6 kiém ban đầu của nước nguồn,K,=3,2 (mgdl/)

+ P,:Ham lượng phèn AI cần thiết cho quá trình keo tụ,P,=45(mg/l)

Trang 6

+K;* = 2,41 (mgđl/) +t° =24°C +P = 18,608 (mg/l) => pH* = 6,6 -Tinh pH, : Tra Đồ thị hình 6.1 TCXD 33:2006 ta được: +t° = 24°C = f(t?) =2 +[Ca?*] = 8(mg/1) — f,(Ca”') = 0,9 +K;* = 2,41(mgđl/) = f;(K,*) = 1.4 +P = 18,608(mg/l) => f,(P) = 8,50 = pH, =2— 0,9- 1,4+ 8,50= 8,20 Vay: => J = 6,6 — 8,59 = -1,60

Vì |J | > 0,5 nên nước không ổn định và cần phải kiểm hoá

Trang 7

IIL3.4.-Xác định hàm lượng cặn lớn nhất của nước sau khi đưa hóa chất vào

để kiềm hóa và keo tụ

Hàm lượng cặn lớn nhất sau khi đưa hoá chất vào được xác định theo công thức:

c™ = Con + 0,25XM + K,XP, + P, (mg/l) Trong đó:

+C,"“*: Là hàm lượng cặn ban đầu trong nước, Cạ"** =400 (mg/l)

+M: Là độ màu của nước nguồn, M = 55(Co/pt)

+K;: Là hệ số ứng với loại phèn, với phèn khong sach K, = 1 +P,: La liều lượng phèn đưa vào, P„ =45 (mg/])

+P„: Là liều lượng vôi đưa vào, P„ = 42,18(mg/])

=> C™ =400 + 0,25X55 + 1X45 + 42,18 = 500,93 (mg/l)

II1.3.5-X4c dinh ham luong Clo dé clo héa sơ bộ

Do trong nước nguồn ban đầu có các tạp chất hữu cơ nên ta phải clo hóa sơ bộ trước khi đưa nước vào dây chuyền để xử lý

Liều lượng Clo đưa vào được xác định theo công thức:

L, = 6x [NH,*] + 1,5 x [NO, ] + 2 = 6x0,15 + 1,5x0,5 + 2 = 3,65 (mg/l)

Clo hóa sơ bộ thực hiện trước quá trình xử lý để đảm bảo yêu cầu vệ sinh cho các công trình trong dây chuyên công nghệ

IIL3.6-Lựa chọn dây chuyền công nghệ

II.3.6.1-Thiết kế sơ bộ dây chuyền công nghệ

Căn cứ vào các chỉ tiêu phân tích của nước nguồn và yêu cầu chất lương

Trang 8

an 1: phén Phương án 1: do TH ớ - Bề trộn Bé lang trong [xước nguồn —=|Iram bơm cấp if đứng có lớp căn lơ lửng 8s Hồ cô đặc bùn ret %Q tuần hoàn Dây chuyển xử lý nước rửa lọc: Hóa c Phương án 2: clo if Nước nguồn —>|Trạm bơm cấp I | | Be Khe Bề phản ứng Bể lắng Lamen {| Xả cặn Hồ cô đặc bùn %Q tuần hoàn Xu Xử lý cặn ¬ clo 4 “

Mạng lưới tiêu thụ<—]| Trạm bơm cấp 2| Bể chứa Be loc

Trang 9

II.3.6.2-Mô tả nguyên lý hoạt động của 2 phương án

a Mô tả nguyên lý hoạt động của phương án I

Nước thô từ trạm bơm I được đưa về bể trộn Hóa chất keo tụ được châm vào

bể và được trộn đều bằng bể trộn đứng

Nước thô sau khi trộn hóa chất được đưa sang bể lắng trong bằng 2 đường ống

D600,nước được phân phối đều vào các máng ở bể lắng trong Nước trong các

máng đi xuống đáy bể nhờ hệ thống ống đứng và ống nhánh Từ đây nước

chuyển động từ dưới lên Các hạt cặn và mầm keo tụ va chạm vào nhau thành

hạt lớn hơn có tốc độ lắng U ~ U, sau một thời gian các hạt cặn lơ lửng trong nước kết dính với nhau thành đám mây cặn lơ lửng có nồng độ C Nước tiếp

tục đi vào lọc qua lớp cặn lơ lửng có nồng độ C, các hạt cặn bé bị giữ lại trong

lớp cặn lơ lửng hiệu quả keo tụ tăng dần, lớp cặn ngày càng dày và đậm đặc

thêm, đến một giới hạn nào đó do sức đẩy của dòng nước cặn dư sẽ tràn vào côn thu cặn

Nước sau lắng được dẫn sang bể lọc nhanh trọng lực,qua bể lọc nhanh nước

được dẫn sang bể chứa

bMô tả nguyên lý hoạt động của phương án II

Nước thô từ trạm bơm I được đưa về bể trộn Hóa chất keo tụ được châm vào bể và được trộn đều bằng máy khuấy

Nước thô sau khi trộn hóa chất được đưa vào ngăn phản ứng sơ cấp

Ngăn phản ứng cấp I (sơ cấp) được gắn máy khuấy tạo bông cặn ,có thể điều

chỉnh tùy thuộc vào chất lượng nước nguồn

Việc bố trí bể phản ứng có tốc độ khuấy giảm dần và vận tốc nước qua bể giảm dần sẽ giúp cho quá trình tạo bông cặn tốt hơn khi chất lượng hoặc

khối lượng nước thô thay đổi Hiệu quả của bể lắng sẽ cao hơn nhiều so với

phương án tạo bông cặn thuỷ lực thông thường

Trang 10

Nước vào bể lắng lamen đi qua tường chắn vào khu vực ống lắng Dòng

nước qua ống lắng được bố trí theo chiều ngước lại nhằm gia tăng khả năng

lắng tiêu hao năng lượng của hạt cặn và làm cho hạt cặn nhanh hơn trên ống

lắng Nước sau lắng được thu bằng các mương thu bề mặt có gắn máng răng

cưa điều chỉnh được

Bùn lắng trên mặt sàn đáy bể lắng được hút ra ngoài bằng phương pháp

thủy lực,thiết kế chóp thu cặn ở các bể lắng,cặn được xả ra ngoài theo các ống

tháo từ mỗi chóp chứa cặn

Nước sau lắng được dẫn sang bể lọc nhanh trọng lực,qua bể lọc nhanh nước được dẫn sang bể chứa

III.4-Tính tốn các cơng trình trong dây chuyền công nghệ xử lý pa1l

II.4.1-Công trình hoà phèn và chuẩn bị phèn công tác

IIL4.1.1- Thiết bị pha chế - định lượng dự trữ phèn

+ Với công suất Q = 38 000 (mỶ/nd), ta lựa chọn phương pháp dự

trữ ướt Phèn vận chuyển đến nhà máy đổ ngay vào bể hoà tan, ở đây phèn

được bảo quản dưới dạng dung dịch

- Xác định lượng phèn theo phương pháp dự trữ ướt:

Đối với trạm xử lý có công suất nhỏ và vừa thì lượng phèn phải dự trữ để sử dụng trong 15 ngày Lượng phèn trong bể phải đủ cho dự trữ 15 ngày được xác định theo công thức sau: _ Qxnxa _ T ”Z10000xp Trong đó: +n: Số ngày sử dụng, n= 1Š (ngày) +Q: Công suất trạm xử lý, Q = 38 000 (mỶ/nđ) + a: Lượng phèn đưa vào tính theo sản phẩm tỉnh khiết, a = 45(mg/l)

+ b: Tỷ lệ phèn tinh khiết trong phèn khô, ở Việt nam tỷ lệ phèn tinh khiết trong phèn khô là: 35 + 55%, lấy b = 45%(tính theo sản phẩm

không ngậm nước)

Trang 11

P= 38000 x15 x45 = 57(tan p 10000x 45 (tan) — Diện tích mặt bằng ngăn chứa phèn dự trữ được xác định theo công thức : P,xa F= hxG, (m*) Trong do:

+œ:Hệ số tính đến diện tích đi lại và thao tác trong kho, lay a = 1,3 +h:Chiéu cao cho phép của lớp hóa chất.Với phèn nhôm cục thì

h=2 m

+G,:Khối lượng riêng của hoá chất Thường lấy:G, = 1,1 (tấn/m°) +P, : Luong phèn trong 15 ngày, P,=57,6 (tấn)

57,7x1,3 2x11

>F= ~34(m”)

* Xác định dung tích bể hoà tan phèn: A.Bể hòa tan phèn

Công suất trạm xử lý là 38 000 (m3/ng.đ) > 20.000 (m3/ng.đ) nên ta sử dụng

bể hoà tan phèn cục khuấy trộn bằng khí nén

a.Sơ đồ cấu tạo chung: - ỐNG DẪN KHƠNG KHÍ NÉN - GHI ĐỠ PHÈN CỤC - HỆ THỐNG PHÂN PHỐI GIÓ TRÊN

- HỆ THỐNG PHÂN PHỐI GIÓ DƯỚI

Trang 12

b.Xác định cấu tạo của bể hòa tan:

-Tính toán dung tích bể hòa tan

Dung tích bể hoà tan hữu ích được xác định bằng công thức: _— QxnxP, 3 =—Š——(m 10000xb,xz + ) ht Trong đó: +Q: Công suất trạm xử lý(mỶ/h); Q = 38 000(m”/ngđ)=1583 (mỶ/h) +P;: Liều lượng phèn dự tính cho vào nước tính theo sản phẩm

không ngậm nước Al;(SO,);, Pp = 45 (mg/l)

+b„: Nồng độ dung dịch phèn trong thùng hoà trộn, b, = 10%

+z: Trọng lượng riêng của dung dịch phèn (T/m)), y = 1 (T/m?)

+n: Thời gian giữa hai lần hòa tan (h) Vì công suất trạm xử lý là Q = 38 000 (m*/ngd) > Chon n = 10 (h)

W,, = 1583 x10 x 45 = 7,1 (m’) 10000 x 10 x1

Ta thiết kế 2 bể hồ phèn , khơng có bể dự phòng (khi có sự cố có thể ngừng hoạt động 24h để sửa chữa)

Với kích thước mỗi bể là: h x l x a= 1,5 x 1,55 x 1,55 = 2,25 (mì)

Bể hòa tan phèn được xây bằng bê tông cốt thép có mặt bằng hình vuông

Mặt trong bể hòa phèn được phủ một lớp xi măng chống axít Cách đáy 0,70 m đặt các thanh ghi bằng gỗ hai đầu tựa lên sườn đỡ tạo thành các khe hở cách nhau 15 mm Chiểu cao của phèn ở trong bể là 0,8 (m) Bên dưới lợp ghi đỡ phèn cục đặt hệ thống các ống phân phối gió Hệ thống phân phối gió được

tính với cường độ 10 (1/s) không khí nén trên l m” sàn ghi, trên thành ống

phân phối khoan lỗ d = 3 (mm) nghiêng 45° so với phương thẳng đứng hướng

Trang 13

— Lưu lượng khí nén cần đưa vào mỗi bể: Q,.= qXE đ/)

Trong đó:

+Q,„ : Lưu lượng khí nén cần đưa vào bể (I/s)

+q, : Cường độ sục khí trong bể hòa trộn lấy q,„ = 10 (1/s.m?)

+F_ : Diện tích mặt bằng của bể pha phèn F = 1,55 x 1,55 = 2,4

(m’)

> Q, = 10%2,4 = 24 (I/s) = 0,024 (m*/s)

— Đường kính ống gió chính:

Trong đó:

+)W, : Tiết diện của ống cấp khí chính W,„ = Q./V¿

+)v, :Vận tốc của khí nén trong ống cấp khí chính, theo mục 6.22 TCXD 33-2006 thì vụ = 10 +15 (m/s) Trong trường hợp nay ta chon v,,= 12 (m/s) => W,, = Q,/Vge = 0,024/12 = 0,002 (m?) 4xW, p,, = |e = [450.00 _ 9 o5(m), 7 Zz Chọn đường kính ống gió chính D, = 50 (mm) Kiểm tra lại vận tốc trong ống: “1 ZzxDˆ zx0,05ˆ

= Dam bao tiéu chuan v,, = 10 +15 (m/s)

~— Tính toán số lỗ khoan trên giàn ống gió phân phối trong bể: Chọn số ống phân phối trong bể là 2 ống

s Đường kính ống phân phối là:

GVHD:TH.S VŨ MINH ĐỨC s8

Trang 14

4xW, _ |4x0,002

2xz_ J2x314

Dypp = = 0,036(m)

Chọn đường kính ống chính phân phối là D,„„ = 35 (mm)

Theo quy phạm thì đường kính lỗ khoan là d, = 3 + 4 (mm) Chọn đường kính lỗ khoan là 3 (mm), vận tốc gió khi ra khỏi lỗ là 20 + 30 (m/s) chọn vị, = 25 (m/s)

Chiều dài của một ống nhánh là 1,55 (m)

» Diện tích của một lỗ khoan là: ad; _ 3,14.0,003* 4 =7.10°°(m?* (m*) f= * Téng dién tich lỗ khoan trên một nhánh là: _ O„ _ 0/024 = = 480 x 10°°(m?) 2xv, 2x25 lo s Số lỗ trên một ống phân phối: 480 x10”° ñ=————— = 68 (16 7.10°° để) Khoan hai hàng lỗ nên số lỗ của mỗi hàng là 34 lỗ, hướng xuống dưới và hợp với phương thẳng đứng một góc 45°

-Tính toán chiêu cao xây dựng bể:

Chọn chiều cao bảo vệ bể : b = 0,35 (m) Thì chiều cao xây dựng bể sẽ là :

Hyp = 700 + 800 +1500 +350 = 3350 (mm) = 3,35(m)

GVHD:TH.S VU MINH DUC 59

Trang 15

B.Bể tiêu thụ phèn a.Sơ đồ cấu tạo chung bể tiêu thụ phèn: ỐNG DẪN DUNG DỊCH PHEN TUBE HÒA TRỘN - ỐNG DẪN NƯỚC - ỐNG DẪN KHÍ NON lls ONG XA CAN - ONG PHAN PHOI GIO @@®@@® O LLL! BƠM ĐỊNH LƯỢNG

BE TIEU THU PHÈN KHUẤY TRỘN BẰNG KHÍ NÉN b.Xác định cấu tạo của bể tiêu thụ:

*TÍính tốn dung tích bể tiêu thụ phèn

Dung tích bể tiêu thụ phèn được xác định theo công thức: Wxb, Wu = (m) Trong đó: +)W : Dung tích bể pha phèn W = 7,1 (m°) +)b, : Nồng độ phèn trong bể hoà trộn b, =10% +)b,_: Nồng độ phèn trong bể tiéu thu b, =5% Wxb, — 71x10 > W, = = 14,2 (m’)

Ta thiết kế 2 bể tiêu thụ phèn , không có bể dự phòng (khi có sự cố có thể ngừng hoạt động 24h để sửa chữa)

Với kích thước mỗi bể : hìlìa=2,0x 1,9 x 1,9 = 7,1 (m)

Lấy chiều cao an toàn bể hoà trộn và bể tiêu thu là h, = 0,3 +0,5(m)

Đáy bể tiêu thụ có độ đốc 5% về phía ống xả Chọn đường kính ống xả D =

150 (mm) Mặt trong bể được ốp gạch men chịu axit Dung dịch phèn bão hòa

Trang 16

được dẫn bằng ống tự chảy sang bể tiêu thụ sau đó dùng bơm định lượng đưa

dung dịch phèn 5% từ bể tiêu thụ vào nước xử lý

Chọn máy bơm định lượng có công suất là 0,5 (mỶ/h), các ống dẫn dung dịch phèn dùng ống thép chịu axít ống dẫn dung dịch được đặt cách đáy bể 25 (cm) Theo 20 TCVN 33-2006 ống xả cặn lấy D = 150 (mm) *Tính toán ống kỹ thuật: Diện tích mặt bằng của 1 bể là: F = 1,9x1,9 =3,61 (m”)

— Lưu lượng khí nén cần đưa vào 1 bể: Qke = Ake F (I/s)

Trong đó:

+)Q, : Lưu lượng khí nén cần đưa vào bể (1/s)

Trang 17

y = 22 Qe _ 40.0144 _ 12 00 n/s) Thỏa man dk v,, =(10 +15) (m/s) ZzxDˆ zx0,035“

~— Tính toán số lỗ khoan trên giàn ống gió phân phối trong bể: Chọn số đường ống nhánh phân phối là 2

* Lưu lượng khí nén cần đưa vào 1 bể: _ Q, _ 0,0144 “_“= = 0,0072(m /s) s Diện tích tiết diện ống khí nhánh: W,= 9 an) Vien Trong do: +)v,„: Vận tốc không khí trong ống nhanh ,theoTCVN33-2006 1a: Vin=1O m/s >W,= Ó, _ 00072 _ 0.00072(m?) y, kn 10,0 > » Đường kính ống dẫn khí nhánh: 4xW, D,, = ae _ 4x 0,00072 = 0,03(m) T a Chon đường kính D, = 30 (mm)

Theo quy phạm thì đường kính lỗ khoan là d, = 3 + 4 (mm) Chọn đường kính lỗ khoan là d, =3 (mm), vận tốc gió khi ra khỏi lỗ là 20 + 30 (m/s) chọn

vị= 25 (m/s)

Chiều dài của một ống nhánh là 1,9 (m)

Trang 18

-6

n= TT = 42 (16)

Khoan hai hàng lỗ nên số lỗ của mỗi hàng là 21 lỗ, hướng xuống dưới và hợp với phương thẳng đứng một góc 45°

*Tính toán chiêu cao xây dựng bể:

Chọn chiều cao bảo vệ bể : h,, = 0,35 (m) Thì chiều cao xây dựng bể sẽ là :

Hyp = 250 +2000 +350 = 2600 (mm) = 2,6 (m)

II4.1.2- Thiết bị pha chế định lượng và dự trữ vôi

-Hệ thống pha vôi sữa:

Trong đó: 1.Bể tôi vôi 6.M bom dinh lượng vôi sữa

Trang 19

Do vơi để ngồi không sẽ tác dụng với hơi nước và khí CO; trong không khí

tạo thành đá vôi làm tăng hàm lượng cặn khi tôi vôi.Do vậy ta lựa chọn

phương án dự trữ ướt bởi nó sẽ làm giảm hàm lượng cặn khi tôi vôi.Giống như

phương pháp dữ trữ phèn , vôi sau khi vận chuyển đến nhà máy sẽ được đổ xuống bể ,bể đó là 1 bể pha vôi đồng thời là dùng để dự trữ vôi.Vôi cục được

tôi trong bể này và chuyển thành dạng sệt, sau đó dùng gầu ngoạm vận

chuyển bằng cẩu palăng đưa vào bể tiêu thụ.Bể tiêu thụ có đáy hình côn, có lắp máy khoấy cơ khí để pha loãng thành dung dịch vôi sữa.Sau mỗi lần pha,

mở van xả ở đáy hình côn cho cặn chưa tôi chảy vào rọ thép, sau đó dùng

palang đưa ro nay ra ngoài

-Xác định lượng vôi dự trữ ưót:

Lượng vôi trong bể phải đủ cho 15 ngày sử dụng của nhà máy và được

xác định theo công thức sau: _ Oxnxa = (Tan) 10000x y Trong đó: +n: Số ngày sử dụng, n= 15 (ngày) +Q: Công suất trạm xử lý, Q = 38 000 (mỶ/ngđ)

+ a: Lượng vôi đưa vào tính theo sản phẩm tinh khiết

a = P¿;= 30.43 (mg/I)(Như đã tính toán ở mục III.3.3)

+ b: Tỷ lệ vôi tỉnh khiết trong vôi khô, b =80%

_ 38000 x15 x 42,18 ~30(tan) 10000 x 80

a.Bể tôi vôi

Dung tích bể tôi vôi xác định theo công thức: W„=@xq(n`)

Trong đó:

+G :Lượng vôi cục tiêu thụ trong 15 ngày G = 30 (tấn)

+q :Lượng nước cần thiết để tôi 1 lần vôi cục

Theo quy phạm thì q= 3+5 (m/tấn) Chọn q = 3,5 (m”/tấn)

Trang 20

=> W„=Gxq=30x3,5 = 105(m`)

Lấy chiều cao bể tôi vôi là h =3 (m) = Diện tích bể tôi vôi F = 105/3 = 35 (m’)

Kích thước bể tôi vôi: h x axb= 3 x 7 x5 (m) b.Bể pha vôi sữa

Dung tích bể pha vôi sữa 5% chọn phù hợp với thời gian sử dụng hết

lượng vôi tôi 1 lần là 10 giờ (theo TCVN 33-2006 là từ 6 + 12 h)

Dung tích bể pha vôi sữa xác định theo công thức:

= Oxnx P, (m`)

10000 b, x7

Trong đó:

+Q :Công suất trạm xử lý Q = 38 000( mỶ/ ngd) = 1583,3( m*/h)

+n :Thời gian giữa hai lần pha chế, n = 10 h +P, :Liêu lượng vôi tỉnh khiết cho vào nước xử lý

P, =42,18 (mg/I) (Như đã tính toán ở mục III.3.3)

+b, :Nồng độ vôi khi hòa, b = 5%

+y :Trọng lượng riêng của dung dịch vôi, lấy y = 1 (T/m*) “`

10000 x 5x1

Ta thiết kế 2 bể pha chế vôi sữa trong đó 1 bé làm việc va 1 bé du

phòng

Bể pha vôi sữa được thiết kế xây kiểu hình tròn, đáy được xây dốc về phía tâm bể, đường kính bể lấy bằng chiều cao công tác của bể d = h

Đáy bể lắp ống xả cặn DI50mm dưới miệng xả có đặt ro sắt để hứng cặn Để giữ cho vôi không bị lắng và có nồng độ đều 5% phải liên tục khuấy trộn bằng máy khuấy Mặt khác ta có: w, =74 nad cv 4xW, - 4x13,36 =2,6(m) 4 4 L4 Lá >d~h=2,6(m)

c.Tinh todn lua chon may khudy

Dùng máy khuấy dé pha vôi tôi thành vôi sữa và giữ cho dung dịch

không bị lắng xuống đáy bể Chọn máy khuấy kiểu cánh phẳng có các chỉ tiêu: — Số vòng quay của trục động cơ: n = 40 (vòng/phút).(Quy phạm > 40 vòng/phút) — Chiều dài cánh khuấy theo quy phạm là tir (0,4 +0,5)d Chọn l,= 0.40 x d =0,4 x2,6=1.0 (m)

= Chiêu dài tính tốn tồn phần của cánh quạt là : 1,0 x 2 = 2,0(m)

Trang 21

— Chiều rộng mỗi cánh khuấy:

= 0,35(m)

€

5, = 11336 2 2

III.4.2-Tinh toan bé tron dimg

- ONG DAN NUGC NGUON

- ONG DUA NUGC SANG BE PHAN UNG

- ONG XA

- ONG DAN HOA CHAT - MANG THU NUGC

@@@đ@â@

Thit k bể trộn đứng có dạng mặt bằng là hình vuông, phần dưới có cấu tại hình tháp với góc ở đáy a = 30 +40°, chon a = 40°

Bể trộn đứng làm việc theo nguyên lý sau:

Nước đưa vào xử lý được đưa từ dưới lên, với tốc độ dòng nước đưa vào dưới đáy lúc ra khỏi ống là 1+ 1,5 (m/s) Với tốc độ này sẽ tạo nên dòng chảy rối,

Trang 22

Chiều dài mỗi cạnh của bể là: b, =f, =V8,796 = 3,00m) Chọn đường kính ống dẫn nước vào bể d = 450 (mm) VGi Qing = 0,4398/2=0,2199 ( m*/s) : 4xỞØ,„„ 40,21 one = 4% Qrong - 4%0,2199 =1,38 (m/s) 8 m?* 314x0,45? V6i Vong=1,38(m/s) nam trong van téc cho phép theo quy phạm v= 1 — 1,5 (m/s)

Đường kính ngoài của ống dẫn nước sẽ là 480 (mm)

Diện tích đáy bể,chỗ nối với ống dẫn sẽ là: f, = 0,480 x 0,480 = 0,23 (m?) Chọn góc hình nón a = 40, thì chiều cao phần hình tháp ( phân dưới bể ) sẽ là: 1 40° 1 40° h, =—(b, —b,)x cot g — = — (3,0 —0,48) x cot a 5 4) 8 5 ) 8-5 = 3,5(m) Thể tích phần hình tháp của bể trộn được tính theo công thức sau: W,= shal ht hit vf f)= $*3:5x(8,796 40,23 + 18,796.0.23) =12,19(m*) Thể tích toàn phần của 1 bể với thời gian lưu lại của nước trong bể t =2( phút) sẽ là: = 2, 1 _1583,3%2 _ 96 39(m') 2 60 2x60 Thể tích phần trên ( phần hình hộp) của bể sẽ là: W, = W —- W, = 26,39 — 12,19 = 14,20 (m*)

Chiẻ I€U cao phan tren cua be: hân trên của bể: hk, = T= t f 8,796 = 1,60(m) Chiều cao toàn phần của bể trộn đứng:

h=h, +h, +h,, =1,60+ 3,5 +0,3 = 5,4(m)

Trang 23

Thu nước bằng máng vòng lỗ ngập trong nước Nước chảy trong máng

đến chỗ ống dẫn nước ra khỏi bể theo 2 hướng ngược chiêu nhau, vì vậy lưu

lượng nước tính trong máng sẽ là: 1583,3 In = ° = 395,825(m’ /h) Diện tích tiết diện máng với tốc dé nudc chay trong mang: V,, = 0,6 (m/s) theo TCXD 33-2006 ) sé 1a: f= Qn _ 395825 _ 9 gu) V m 0,6x3600 Chọn chiéu rong méng_b,, = 0,35 (m) thì chiều cao lớp nước tính toán trong máng sẽ là: _ /„ _ 0,183 ”b m 0,35 ~ 0,500n)

Độ đốc của máng về phía ống tháo nước ra lấy i= 0,02 Tổng diện tích

các lỗ ngập thu nước ở thành máng với tốc độ nước chảy qua lỗ Vị = 1 (m/s) ( theo TCXD 33-2006) sẽ là: OQ _ 15833/2 › = 2 _ 188! 999 Li V, 1x3600 0) Chọn đường kính lỗ d, = 50 (mm) thì diện tích mỗi lỗ sẽ là: _ ad’; _3,14.0,05° 4 Tổng số lỗ trên thành máng sẽ là: n= 0,22 /0,00196 = 112(16)

Trang 24

e~— d.= 0,107 - 0,05 = 0,057 (m)

Với : Q=0,4398 (mỶ/s) chọn 2 ống dẫn nước sang bể lắng ,lưu lượng mdi 6ng Q,,,, = 0,4398/2 = 0,22 (m*/s) Đường kính ống dẫn sang bể lắng

D = 600(mm)

4x02 ._4x022 _07o(/s)

cr-=*Š— mx D> 3,14 x 0,60° ;

IH.4.3 -Tính toán thiết kế bể lắng trong đáy phẳng có lớp cặn lơ lửng

III.4.3.1- Nguyên lý cấu tạo và hoạt động

Zz

MUONG PHAN PHOI NUGC

- MUONG THU NUGC SAU LANG

- ONG DUNG PHAN PHOI

đ@@đ@@â - NG NHNH PHN PHỐI

() - CON THU CAN

@ - HE THONG DAY CAP VA XiCH

- HE THONG RONG ROC

BE LANG TRONG DAY PHANG CO LOP CAN LO LUNG

Bộ phận thu cặn được đưa vào trong ngăn lắng cặn (côn thu cặn), đáy bể phẳng Khi nước nguồn đã được trộn đều với hóa chất keo tụ và được phân

phối đều vào các máng Nước trong các máng đi xuống đáy bể nhờ hệ thống ống đứng và ống nhánh Từ đây nước chuyển động từ dưới lên Các hạt cặn và mầm keo tụ va chạm vào nhau thành hạt lớn hơn có tốc độ lắng U ~ U, sau một thời gian các hạt cặn lơ lửng trong nước kết dính với nhau thành đám mây cặn lơ lửng có nồng độ C Nước tiếp tục đi vào lọc qua lớp cặn lơ lửng có nồng độ C, các hạt cặn bé bị giữ lại trong lớp cặn lơ lửng hiệu quả keo tụ tăng

Trang 25

dần, lớp cặn ngày càng dày và đậm đặc thêm, đến một giới hạn nào đó do sức đẩy của dòng nước cặn dư sẽ tràn vào côn thu cặn

Côn thu cặn có cấu tạo bằng vật liệu có thể chống được ăn mòn : composit, các côn thu cặn được nâng lên hay hạ xuống nhờ hệ thống ròng rọc và động cơ điện, mức độ nâng lên hay hạ xuống nhiều hay ít tùy thuộc vào hàm lượng cặn trong nước nguồn Do côn thu cặn có thể dịch chuyển lên xuống nên ống xả cặn phải làm bằng ống mềm IH.4.3.2-Tính toán kích thước bể lắng — Tổng diện tích bể lắng: F=F,+F, (m’) Trong đó:+)E;: Diện tích vùng lắng trong (m?) +)F, : Diện tích phần cặn (m”) — Diện tích vùng lắng xác định theo công thức: K„x9 = m? 3,6 x Ƒ, (m) 1

Trong đó:+Q : Công suất trạm xử lý Q = 1583,3 (mỶh)

+Kạ; : Hệ số phân chia lưu lượng nước giữa vùng lắng trong và

Trang 26

F = 1 (m) 2 — Tổng diện tích một bể là: F'P =F? + F'® =171473 = 244 (m’), Kích thước của bể lắng: LxB = 35,0x7,0(m) 1-Tính toán mương phân phối nước chính

~ Thiết kế một bể có 1 mương phân phối nước chính dọc theo chiều dài bể

— Vận tốc nước chảy trong mương : V,, = 0,6 (m/s)

— Diện tích mặt cắt ướt của mương : _ O„ _ 15833/2

“ "Vy, 3600x0,6 = 0,367 (m?)

Thiết kế mương có chiều rộng là : B = 0,60 (m) và chiều cao lớp nước

trong mương là h=0,61 (m) Độ dốc của máng lấy là ¡ = 0,005 2.Tính toán mương phản phối nưóc nhánh

~— Thiết kế một bể có 9 mương phân phối nước xuống đáy bể

— Vận tốc nước chảy trong mương : Vụ; = 0,6 (m/s) — Lưu lượng nước vào một mương : dy = Se = 8883!2 _87.96(m'/h) — Diện tích mặt cắt ướt của mương : Fụ =1 =—Š 536 — 0 0407 (m”) V,, 3600x0,6 Thiết kế mương có chiều rộng là : b = 0,30 (m) và chiều cao lớp nước trong mương là: h =F,,/b =0,0407/ 0,30 =0,136 (m) Độ dốc của máng lấy là ¡ = 0,005

3-Tính toán máng thu nước

Trang 27

Ó _ 15833 a BL EP OPP 3 On = 2 2 791,65 (m°/h) — Lưu lượng nước vào một máng : QO, _ 791,65 3 = Sin = 6°? — 4398 (m Im = V8 = 48 (m*/h) — Diện tích mặt cắt ướt của máng : = Im _ _ 43.98 = 0,02 (m?) V, 3600 x 0,6

Thiết kế máng có kích thước bxh = 0,2x0,1 Độ dốc của máng lấy là ¡ = 0,005

4-Tính toán máng thu nước tập trung

- Thiết kế mỗi bể có 1 máng thu nước tập trung để dẫn nước đến bể lọc,

vận tốc nước chảy trong mang V,, = 0,6 (m/s)

— Diện tích mặt cắt ướt của máng tập trung đoạn cuối bể : Rạ = SP =_ TIẾP = 0366s (mr) V, 3600x 0,6 Thiết kế máng có kích thước bxh = 0,60x0,61 (m) Độ dốc của máng lấy: ¡=0,005 — Diện tích mặt cắt ướt của máng tập trung đoạn đầu bể : w — Qe _ T9165 ™ "6V, 9x 3600x0,6 m = 0,040 (m?) Thiết kế máng có kích thước bxh = 0,4x0,1 (m) Độ dốc của máng lấy là 1=0,005

5-Tính toán phêu thu cặn

Với diện tích phần thu cặn là z'” =73,0 (m”), ta thiết kế mỗi bể 9 côn

thu cặn

— Diện tích mỗi côn thu cặn là :

FY 73 2

Foon = 6 =-7 =8il (im)

— Đường kính côn thu cặn :

Trang 28

D = ew - = = 321 (m) lay D,=3,0(m) — Khoảng cách từ mép côn thu cặn đến thành bể theo chiều ngang : B~D, _ 1.0-3.0 2 2 X= = 2,0(m) - Lấy khoảng cách từ mép côn thu cặn đến thành bể theo chiều dài là Y=0,5 (m) — Khoảng cách giữa hai mép côn thu cặn : ye L-9xD_ ~2xY _35-9x3,0-2x0.5 - =0,875 (m § 8 (m) 6-Tính toán hệ thống thu va xa can — Thể tích cặn tính theo công thức : W = OX (Cox = Co) 7 (m) oxn Trong đó:

+Œ,„„„ : Hàm lượng cặn truéc khi vao bé lang C,,,, = 500,93 (mg/l) +Cy : Hàm lượng cặn yêu cầu sau bể lắng (mg/l) Theo 6.61 TCXDVN 33-2006 thi C, = 10 (mg/l) +N: SO bé lang, n = 2 +5 : Nồng độ cặn đã nén sau T giờ +T : Chu kỳ xả cặn của bể lắng

Đặc điểm nổi bật của bể lắng trong đáy phẳng có lớp cặn lơ lửng đó là hệ

thống côn thu cặn có thể dịch chuyển lên xuống tùy theo hàm lượng cặn nước nguồn Sự nâng lên hay hạ xuống của côn thu phải được tính toán một cách

chính xác dựa vào hàm lượng cặn nước nguồn theo các mùa khác nhau

Trang 29

— Theo thiết kế có 9 côn thu cặn cho mỗi bể nên thể tích một côn thu là : Wye =155,46/9=17,27 (m?) — Chiều cao côn thu cặn : _ 4xW¿ _ 4x17,27 h : 5 ZxD zx3,0” =2,44 (m) Lấy theo cấu tạo : h = 2,5m.(Theo mục 6.88 TCXDVN 33-2006 chiều cao lớp cặn lơ lửng h=2-2,5 m) Mặt khác góc giữa tường nghiêng phần dưới của vùng can lo ling a= 50°-60°.Khi tính toán ta xác định: tag (0/2) =1,5/2,5 =0,6> 0/2= 30°>0= 60° Ông xả cặn được tính với điều kiện xả hết cặn trong 10 phút (Theo 6.96 TCXD 33-2006 t=10-15 phút) — Lưu lượng cặn xả qua 1 ống là : Trong đó:

+W,, : Thể tích cặn trong 1 con thu can W,,= 7,4 (m?)

+t: Thdi gian xa hét can trong cén t = 10’ = 600” We 7A 3 an = =~ =0,0123 ‹ = Quan = == (m’ss) — Chọn vận tốc của cặn trong ống thu cặn là v=l (m/s) Đường kính ống Dye =| 4x9„ 0.0123 — 0 195m) < Dyyy = 0,15(m) |4* Zxw mx Chon dudng kinh 6ng xa can 1a Dy = 150 (mm) xả cặn là:

7-Tính toán các đường ống phán phối

- Hệ thống phân phối nước vào bể bằng các ống đứng và ống nhánh Trong

mội bể lắng có 9 côn thu cặn nên có 6 mương phân phối nước xuống đáy bể

Trang 30

Bố trí mỗi mương có hai đường ống đứng phân phối nước Lưu lượng nước vào

mỗi ống đứng là

ỢQ_ _15833

2x9x2 36

¬ = 43,98 (m°*/h) = 0,0122 (m*/s)

— Nước chảy xuống đáy bể trong các đường ống đứng với vận tốc là 0,3 (m/s) (theo cuốn “Tính toán thiết kế các công trình trong hệ thống cấp nước sạch” của TS Trịnh Xuân Lai)

Do đó đường kính của ống đứng phân phối là : 4X Oonecun 4x0,0122 Draiune = mm -.|#*9.9122 — 028m) Zxw zx0,3 = 250 (mm) — Nước từ ống đứng được phân phối ra 3 ống nhánh, đầu nhánh đặt vòi Chọn đường kính ống đứng là D,„„u„„

phun với tốc độ nước qua vòi là v=0,6 (m/s) Lưu lượng nước vào mỗi ống nhánh :

Qonenhanh = onetng -„ a“ 3 = 0,00407 (m’/s)

Do đó đường kính của ống nhánh là :

4X Ooneennanh — |4<0,00407

Dorernann = —= = [Oe = 0,093(m) “ XV Zzx0,6

Chọn đường kính ống nhánh là: D,,„„„„, = 100 (mm) 8-Tính toán hệ thống nâng côn thu cặn

Côn thu cặn làm bằng vật liệu composit để giảm tải trọng và quan trọng hơn là

Trang 31

Trong đó: M „„_ Khối lượng của một côn thu Chọn sơ bộ là 1,5 tấn

=M=M„„+ mẹ = l,5 + 7,622 =9,122 (tấn)

— Trong quá trình nâng lên hay hạ xuống thì tồn bộ cơn và cặn chịu sự tác

dụng của lực đẩy Acsimet do đó lực đẩy được tính theo công thức FA= zv (CD

Trong đó:

+ø :Trọng lượng riêng của nước ø = l tấn/mỶ +V : Tổng thể tích chiếm chỗ của côn và cặn

V= Behn k, - px 2sxax3? ==1/3.1.8,535=2,845 (m)) con

=> F, = €xV = 1x2,845 = 2,845 (T)

— Lực nâng lớn nhất phải có để có thể nâng lên hay hạ côn thu là :

T=M-F, =8,535 — 2,845=5,69(T)

Do đó thiết bị nâng côn phải có khả năng nâng một vật nặng tối thiểu là 5,69(T) Để đảm bảo an toàn ta chọn thiết bị có khả năng nâng 7 (T)

9-Tính toán chiêu cao xây dựng bể

Chiều cao bể được xác định như sau:

Hyp =h;¡ + h; + h; + h, + h;(m) Theo cuốn

” của TS Trịnh Xuân Lai

Trang 32

+h;:Chiểu cao lớp cặn lơn lửng tính từ mép dưới của lớp cặn lơ

lửng đến mép trên côn thu cặn h; = 2,5 (m) = 2500 (mm) +h,:Chiéu cao lớp nước trong Lấy h, = 1,5 (m) = 1500 (mm)

+h,:Chiéu cao bảo vệ Lấy h; = 0,5 (m)

=> Hy,=h, +h, + h; + h, + h; = 0,1 + 0,4 + 2,5 + 1,5 + 0,5 = 5,0 (m)

III4.4-Bể lọc nhanh

IH.4.4.1- Sơ đô tính toán

Lọc nước là quá trình giữ lại những cặn bẩn có kích thước khá nhỏ còn

lại sau quá trình lắng bằng lớp vật liệu lọc ở đây ta tính toán với bể lọc một

lớp vật liệu lọc, vật liệu lọc là cát thạch anh : — din = 0,7 (mm) ~ d„„„ = 1,6 (mm) -d„ =0,8 (mm) — Hệ số không đồng nhất K = 1,4 — Độ nở tương đối e = 30%

— Chiêu dày lớp vật liệu lọc là 1,5 (m)(Tra Bảng 6.11 TCXDVN 33 :2006)

— Tốc độ lọc khi làm việc bình thường là V,,= 7,0 (m/h)

— Tốc độ lọc khi làm việc tăng cường : V,.= 9,0(m/h) — Phuong pháp rửa lọc là nước và gió kết hợp

~ Thời gian rửa bể lọc là t, = 6 phút = 0,1 gid

~ Thời gian ngừng để rửa bể lọc là t; = 0,35 giờ — Cường độ nước rửa bể lọc là W = 14 (1/s.m?)

Sử dụng bể lọc nhanh trọng lực

Trang 33

- ỐNG DẪN NƯỚC THÔ ĐẾN - MƯƠNG PHÂN PHỐI - ỐNG THU NƯỚC SAU LỌC - ONG DAN NUGC SACH VAO RUA BE LOC

- ONG XA NUGC RUA LOC - MUONG THU NUGC THAI - MÁNG PHÂN PHỐI NƯỚC THÔ VÀ = = oy oy am ami 4 4 THU NUGC RUA - CHUP LOC - VAT LIEU LOC © SEQ 28080080

- ONG CAP GIO

BE LỌC NHANH HỞ - PHAN PHO! NUOC VA GIO RUA LOC BANG CHUP LOC

111.4.4.2-Tinh toan kích thước bể lọc

— Tổng diện tích các bể lọc trong trạm xử lý được tính theo công thức:

—n ews ~axt, xỨ, (m)

Trong đó:+Q_ : Công suất tram xit ly Q = 38 000 (m?/ngd)

+T : Thời gian làm việc của trạm trong I ngày đêm T = 24h

Trang 34

N= 2F = 2240 =7,74 (bé)

Chon N = 8 (bé) B6 tri các bể theo 2 hàng song song mỗi hàng 4 (bể) — Kiểm tra tốc độ lọc tăng cường với điều kiện đóng 1 bể để rửa: N Vie = Vy XN_ 1® Trong đó:+)„ : Tốc độ lọc tính toán khi bể lọc làm việc bình thường, V,, =7,0(m/h) +N : Số bể lọc trong nhà máy,N=8 (bể) +)N, : Số bể lọc ngừng làm việc để sửa chữa hoặc để rửa ,lấy NÑ, = I Oy, _ 38000 24xN 24x8 =1980n` /h) Vận tốc này nằm trong quy phạm cho phép V„= 7 + 9,5 (m/h)(Theo bảng 6.11 TCXD 33:2006) Chọn N=8 (bé) là hợp lý — Diện tích 1 bể lọc được xác định như sau: Fy = 72 = 30m")

Chon kich thuéc 1 bé loc 1a: L x B= 6,0 x 5,0 (m)

IIL4.4.3-Tính toán máng và mương thu nước rửa lọc

— Lưu lượng nước rửa bể lọc :

q, = W x F,, (l/s)

Trong đó:+W_ : Cường độ nước rửa lọc W = 14 (1/S.m”)

+ F,, : Diện tích 1 bể loc, F,,=30(m’)

q, = 14 x 30= 420 (1/s)

Do bể có chiều dài 6,0 (m) , chọn mỗi bể bố trí 3 máng thu nước rửa doc

theo chiều rộng của bể, máng có mặt cắt ngang hình ngũ giác với đáy hình tam giác

Trang 35

Thiết kế khoảng cách giữa 2 tim máng là d=6/3=2,0 (m) (Do quy phạm

không được lớn hơn 2,2 m)

Đáy máng có độ dốc ¡ = 1% về phía máng tập trung — Lưu lượng I máng khi thu nước rửa lọc:

n= % = =140(//s) = 0,140(m' /s)

— Chiêu rộng máng thu được xác định như sau:

4?

Bụ =Kxs—— cÔ X0 s7:a} 6)

Trong đó:+ K: Hệ số lấy K = 2,1 đối với máng có 5 cạnh

+a :TỈ số giữa chiều cao của phần chữ nhật với nửa chiều rộng

máng Lấy a = I,3 (Theo Quy phạm a = 1 + I,5) > B, =21xs — 0.140" 0,50 (m) (1,57 +13) ae he Voi :a= “cu > Ney = axBy _ 0,50%13 _ 0,325 (m) By - 2 2 2

Vậy chiều cao phần máng hình chữ nhật là :h=0,325 (m) Lấy chiều cao

phần đáy tam giác là : h „ = 0,25( m), chiều dầy thành mang 6 = 0,1(m) — Chiêu cao toàn phần của máng: H™=hea + hy + 6 = 0,325 + 0,25+ 0,1 = 0,675 (m) — Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép trên của máng thu nước xác định theo công thức: _ Lxe ”100 +0,25 (m)

Trong đó:+ L : Chiều dày lớp vật liệu loc L = 1,5 (m)

Trang 36

Theo quy phạm, khoảng cách giữa đáy dưới cùng của máng dẫn nước rửa

phải nằm cao hơn lớp vật liệu lọc tối thiểu 0,07 (m) Lấy bằng 0,1( m)

Chiều cao toàn phần của máng thu nước rửa H,„ = 0,675 (m), vì máng dốc về

phía máng tập trung ¡ = 1%, máng dài 5,0 (m) nên chiều cao máng phía máng

tập trung sẽ là: 0,675 + 0,01X5,0= 0,725 (m) = AH,„ = 0,699 + 0,1 = 0,825 (m)

Mép trên của máng thu nước phải tuyệt đối phẳng

— Nước rửa lọc qua các máng thu về mương tập trung nằm ở đầu bể

Khoảng cách từ đáy máng thu tới đáy mương tập trung được xác định theo công thức: qu gxA H,, =1,75x3 2 +0,2(m) Trong đó:+)qu :Lưu lượng chảy vào mương tập trung qụ = 0,420 (mỶ/5) +)g_ :Gia tốc trọng trường g = 9,81 (m/§?)

+)A_ :Chiểu rộng mương tập trung lấy theo cấu tạo A = 0,75

(m).Theo quy phạm không được nhỏ hơn 0,6 (m)

=H, =175x:— °'“—— +02 =0/76(m) 981x0,75

IH.4.4.4-Tính toán hệ thống phân phối bằng chụp lọc

Bể lọc được thiết kế sử dụng chụp lọc dài đuôi có khe hở, hệ thống này

được tính để áp dụng biện pháp rửa bể lọc bằng gió và nước kết hợp

Quy trình rửa bể theo 20TCN 33-2006 :

- Bơm không khí với cường độ 20 (I/s.m?) trong thời gian 2 phút

-Bơm nước kết hợp không khí với cường độ khí 20 (1/s.m”) và cường độ nước 3 (l/s.m”) sao cho cát không bị trôi vào máng thu nước rửa trong thời gian 5 phút

- Cuối cùng ngừng bơm không khí và tiếp tục rửa nước thuần túy với cường

độ 8 (1/s.m”) trong thời gian 5 phút

Trang 37

-Số lượng chụp lọc được phân bố đều trên diện tích sàn đỡ bằng bê tông cốt thép dày 100 (mm), sàn đỡ đặt cách đáy bể 0,7 (m) (để công nhân có thể vào để kiêm tra )

Chọn loại chụp lọc có khe hở bằng( 0,8+1)% diện tích công tác của bể (theo 20TCXDVN 33-2006 ) và lấy số lượng chụp lọc bằng: N= 50 (cái/m”) (Theo TCXDVN 33-2006) — Số chụp lọc của một bể là : Nc, = NxF,, (cái) Trong đó: -F,,:Dién tich 1 bé loc, F,,= 30 (m’) Ne = 50x 30 = 1500 (cái)

— Khoảng cách giữa các tâm chụp lọc là 140 (mm)

— Mỗi chụp lọc có 20 khe hở, mỗi khe hở có kích thước 20 x 0,4 (mm)

— Diện tích khe hở mỗi chụp lọc :

fo, = 20x0,4x20 = 160 (mm?) = 0,00016 (m2)

— Téng dién tich khe hd cia chup loc: Xf, = 1500 x 0,00016 = 0,24 (m?)

— Theo TCVN 33-2006 quy định tổng diện tích khe hở của chụp lọc phải

lấy từ 0,8 + 1% diện tích công tác của bể, ta có tỈ số kiểm tra sau:

>/,<100 _ 0,24x100 F, bl 30 =0,8%

Nhu vay dam bao dién tich khe ho

— Vận tốc của hỗn hợp không khí và nước rửa qua khe hở

W, F

V,, =~“ (m/s)

1200x f.,,,

Cường độ: Wan = W,, + Wx (m°/s.m?)

Trong đó:+)W, : Cường độ nước rửa lọc W„= 14 (1/s.m”) +)W, : Cường độ khí rửa lọc W„ =3 (I/sm”)

Wjp= 14+ 3 = 17 (1/s m”) = 0,017 (m*/s.m’)

Trang 38

W,,xF

Vy, =n 2% 1200x fi, 1200 0,00016 001730 5 66(m/s)

(Chon vay 1a hop ly theo Muc 6.112 TCXDVN 33-2006 thi V,,,2 1,5 m/s)

Tổn thất áp lực trong hệ thống phân phối có đáy trung gian và có chụp lọc:

V7

(mn)

_=

Trong đó:

+ ụ :Hệ số lưu lượng của chụp lọc ,u = 0,5

+ g :Gia tốc trong trudng ,g = 9,81(m/s”) 1,43(m)

_ 2,667 _ 2x9,81x 0,57

IH.4.4.5-Tính toán hệ thống đường ống phân phối gió và nước rửa lọc Ống phân phối nước rửa lọc:

— Với số bể lọc ta thiết kế là 8 (bể), tuy nhiên mỗi lần rửa ta chỉ rửa lần

lượt từng bể một, do vậy lưu lượng nước rửa tính tối đa là một bể Theo

TCXDVN 33-2006 vận tốc nước trong ống dẫn nước rửa lọc V = 1,5 + 2 (m/s) > chon V = 2,0 (m/s) — Dién tich tiết diện ống dẫn nước là: E¿„= #-=Ð ống V` 20 2 — 021 (m?) 3 — Duong kinh 6ng: 4xE p=) = |4%921 | 9 517(m) Chon D = 500 (mm) 7 z

Ống phân phối gió rửa lọc:

- Cường độ không khí rửa lọc: W/;„ = 20 (1/s.m”) — Luong gió cần thổi vào 1 bể:

Qos = Wore X F = 20 x 30 = 600 (I/s) = 0,60 (m°/s)

— Dién tich tiét diện tính ống dẫn gió:

Trang 39

Trong đó:V¿„„:Vận tốc trong ống dẫn gió ,V¿;„¿=15+20 (m/s)->chọn Vạ„„ = 20 (m/s) “ie = = = 0,03(m?) — Đường kính ống: D,=,|®SĐ93 — 0 19s —, Chọn D, = 200 (mm) T — Kiém tra lai vận tốc gió trong ống : _ 4xŒ„, _ 4x0,60 cio = : > =19,L (m/s) Thỏa mãn điều kiện Vạ;„=15+20 (m/$) axD, zxU,2ˆ III.4.4.6-Tinh toán các loại ống khác Ống dẫn nước từ bể lắng tới:

Trang 40

Kiểm tra lại vận tốc:

_ 4x, _ 4x0,420

V zxD` z= zx0,5S : =1,77(m/s)

Chon D=550(mm) hop ly

Ong dẫn nước sạch sang bể chứa: — Chọn với V = I + 1,5 (m/s) — Chọn ống D600 với I đường ống,vận tốc chảy trong ống 1,0 (m/5) = p= |AX2 - |**944 — s6) _› Chọn D=850 (mm) 4x ZrxI *ống xả kiệt bể lọc: — ống xả kiệt bể lọc chọn D = 200 (mm) II.4.4.7-Tính toán chiêu cao xây dựng bể lọc

Chiều cao xây dựng bể lọc:

Hg, = hyt h, +h, + h, (m)

Trong đó:+)h„ : Chiểu cao Iép soi dé Theo TCXDVN 33-2006 , lay hy =

0,7(m)

+)h, : Chiêu dày lớp VLL,, h, = 1,5 (m)

+)h,„ : Chiều cao lớp nước trên lớp VLL , h, = 2,0 (m)

+)h, : Chiều cao bảo vệ h, = 0,5 (m)

= Hạ, =0,7 + l,5+2,0 +0,5 =4,7 (m)

Định dạng
Số trang	74
Dung lượng	9,25 MB