TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LẮNG CÁT

Bể lắng cát đặt sau song chắn rác, đặt trước bể điều hòa lưu lượng và chất lượng, đặt trước bể lắng đợt 1.

4.3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LẮNG CÁT

Bể lắng cát đặt sau song chắn rác, đặt trước bể điều hòa lưu lượng và chất lượng, đặt trước bể lắng đợt 1 Đôi khi người ta đặt bể lắng cát trước SCR, tuy nhiên việc đặt sau SCR có lợi cho việc quản lý bể lắng cát hơn Trong bể lắng cát các thành phần cần loại bỏ, lắng xuống nhờ trọng lượng bản thân của chúng Chúng ta phải tính toán làm thế nào cho các hạt cát và các hạt

vô cơ cần giữ lại sẽ lắng xuống còn các chất lơ lửng hữu cơ khác trôi đi

Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô, nặng như cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, mảnh kim loại, tro tàn, than vụn, vỏ trứng… để bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, lắng cặn trong các kênh hoặc ống dẫn, giảm Có nhiều loại bể lắng cát phụ thuộc vào đặt tính dòng chảy: bể lắng cát có dòng chảy ngang trong mương tiết diện hình chữ nhật, bể lắng cát có dòng chảy dọc theo máng tiết diện hình chữ nhật đặt theo chu vi của bể tròn, bể lắng cát sục khí, bể lắng cát có dòng chảy xoáy, bể lắng cát ly tâm Ở đây ta chọn bể lắng cát thổi khí để tính toán thiết kế

Bể lắng cát thổi khí có dạng hình chữ nhật, có hệ thống sục khí bằng ống nhựa khoan lỗ, lấy cát

ra khỏi bể bằng bơm phun tia để dồn cát về mương thu cát

4.3.1 Tính Toán Kích Thước Bể Lắng Cát

Lưu lượng nước thải qua bể lắng cát: Qtb = 0,31 m3/s

Thiết kế 2 bể lắng cát thổi khí, để khi cần ngừng 1 bể trong thời gian sữa chữa hoặc xúc cặn Thời gian lưu nước (HRT) chọn 3 phút = 180 s (Quy phạm 3 – 5 phút; Diệu, 2008)

Thể tích một bể:

9 , 27 180 2

31 , 0

=Q HRT

Chọn chiều cao nước trong bể 2 m

Tỷ số chiều rộng và chiều cao B : H = 1,5 : 1 (Quy phạm B : H từ 1 – 1,5) (Diệu, 2008)

Chiều rộng bể: B = 2×1,5 = 3 (m)

Chiều dài bể:

65 , 4 2 3

9 ,

27 =

×

=

×

=

H B

V

Độ dốc ngang của đáy bể i = 0,4 (Quy phạm i = 0,2 – 0,4) dốc về phía mương thu cát

4.3.2 Tính Toán Hệ Thống Thổi Khí

Cường độ khí nén: W = 5 m3/m2.h (Quy phạm từ 3 – 8 m3/m2.h) (Diệu, 2008) để đảm bảo vận tốc xoay từ 0,25 – 0,3 m/s

Lượng không khí cần cấp:

Qkhi = W×F = W×B×L = 5×3×5 = 75 (m3/h) = 0,02 (m3/s)

Lượng khí trên 1m chiều dài bể:

004 , 0 5

02 ,

=

=

L

Q

Đường kính ống gió ta chọn Dgió = 300 mm

Tốc độ thổi khí:

3 , 0 3 , 0

02 , 0 4 4

2

×

×

=

=

π

π gio

gio gio

D

Q

Hệ thống sục khí nằm dọc theo một phía tường của bể Chiều dài ống gió chính 4500 mm cách tường mỗi đầu 250 mm

Ống thổi khí cách đáy bể 50 cm (Quy phạm từ 45 – 60 cm) (Diệu, 2008)

Cách mực nước cao nhất: 0,75×H = 0,75×2 = 1,5 (m) (Quy phạm 0,7 – 0,75 H) (Diệu, 2008) Trên ống gió chính khoan các lỗ có đường kính dlỗ = 5 mm (Quy phạm dlỗ = 3,5 – 5 mm) và nối vào lỗ các ống có chiều dài 150 mm Khoảng cách giữa các lỗ 250 mm

Số lỗ trên ống chính:

36 2 250

4500 2

= L

4.3.3 Hệ Thống Bơm Phun Tia

Để dồn cát về máng thu, dọc đáy bể đặt ống cấp nước

Chọn đường kính ống cấp nước chính φ = 100 mm (Quy phạm > 100 mm) (Diệu, 2008)

Trên ống cấp nước chính chia thành nhiều ống nhánh Các vòi cách nhau 0,4 m (Diệu, 2008) Đường kính các vòi d = 50 mm (Quy phạm 35 – 50 mm; Huệ, 2004)

Đường ống cấp nước cách tường mỗi bên 100 mm

Số vòi phun:

24 2 400

4800 2

= L

Lưu lượng nước lùa cát:

0975 , 0 5 3 0065 ,

0 × × =

=

×

×

=

×

=V F V B L

V: vận tốc đẩy cát về máng thu v = 0,0065 m/s (Diệu, 2008)

4.3.4 Mương Thu Cát

Dưới hệ thống thổi khí là mương thu cát Góc nghiêng thành bên là 60o (Quy phạm góc nghiêng

≥ 60o

Lưu lượng cát a = 0,02 l/ng.ngđ = 0,00048 m3/người.h

Số dân cư tính toán là Ntt = 257.000 người

Thu cát liên tục sau 3 phút = 0,05 giờ

Thể tích mương chứa cát:

168 , 6 05 , 0 000 257 00048 ,

=

×

×

=a N t

Diện tích hình thang mương thu cát:

23 , 1 5

168 , 6

=

=

=

L

V

Chiều dài L = 5 m

Chiều cao hm = 1 m

Đáy bé: 1 m

Đáy lớn: 1,46 m

4.3.5 Sân Phơi Cát

Chiều cao bờ chắn H = 1 m (Quy phạm 1 – 2 m)

Dân số tính toán Ntt = 257.000 người

Lượng cát tính theo đầu người a = 0,02 l/người.ngđ

Chiều cao lớp cát 4 m/năm (Quy phạm 4 – 5 năm; Triết, 2006)

Diện tích hữu ích sân phơi:

025 , 469 4

1000

365 000 257 02 , 0 1000

365

=

×

×

×

=

×

×

×

=

h

N a

Chiều dài 22 m

Chiều rộng 21,4 m

Chia thành 4 ngăn, mỗi ngăn dài 11 m, rộng 10,7 m Bố trí 4 đường ống thu nước rĩ từ cát có đường kính d1 = 100 mm dọc theo chiều dài sân phơi cát, độ dốc đường ống i = 0,003 Các đường ống cách thành chắn 3 m (mỗi ngăn lắp 2 ống) Trên ống có đục lỗ, đường kính lỗ d2 = 5

mm và phủ một lớp đá mỏng

Tường thành chắn dày 500 mm

Ống dẫn cát từ bể lắng cát sang sân phơi cát có đường kính d3 = 200 mm

Máng phân phối cát kích thước 200 mm × 200 mm có độ dốc i = 0,01

Đáy của các ngăn có độ dốc i = 0,01 dốc về phía ống thu nước rỉ của cát

Bảng 4.5 Các thông số thiết kế Sân Phơi Cát

Kích thước sân phơi Kích thước 1 ngăn Ống thu nước rĩ từ rác

N tt = 257.000 người Chiều cao H = 1 m Chiều cao 1 m Có 4 đường ống

a = 0,02 l/người.ngđ Chiều dài 22 m Chiều dài 11 m d 1 = 100 mm

F = 469,025 m 2 Chiều rộng 21,4 m Chiều rộng 10,7 m Cách thành chắn 3 m

Chia thành 4 ngăn Độ dốc i = 0,01 Độ dốc i = 0,003 Chiều cao lớp cát là 4

m/năm

Tường thành chắn dày

500 mm

Bố trí 2 đường ống thu nước rĩ từ cát

Khoan lỗ có đường kính lỗ là d 2 = 5 mm

Bảng 4.6 Các thông số thiết kế Bể Lắng Cát

Kích thước bể Hệ thống thổi khí Hệ thống phun tia Mương thu cát

Q tb = 0,31 m 3 /s W = 5 m 3 /m 2 h Đ.kính Φ = 100 mm a = 0,02 l/người.ngđ

Thiết kế 2 bể Q khí = 0,02 m 3 /s Số vòi là 24 N tt = 257.000 người

HRT = 3 phút V gió = 0,3 m/s K.cách vòi 400 mm 3 phút thu cát một lần

V = 27,9 m 3 D gió = 300 mm d vòi = 50 mm V = 6,168 m 3

H = 2 m L gió = 4500 mm V = 0,0065 m/s F = 1,23 m 2

B = 3 m Cách tường 250 mm Q = 0,0975 m 3 /s Đáy bé: 1 m

Độ dốc i = 0,4 Khoan lỗ d lỗ = 5 mm Góc nghiêng thành bên: 60 o

Khoảng cách các lỗ 250 mm