Đồ án xử lý nước cấp bể lọc tiếp xúc

XLNC MỤC LỤC: Trang Lời nói đầu............................................................................................................2 A. LỰA CHỌN DÂY CHUYÊN CÔNG NGHỆ I. Nhiệm vụ thiết kế..............................................................................................3 II. Tính toán, kiểm tra các thông số.......................................................................4 III. Lựa chọn dây chuyên công nghệ.....................................................................7 B. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH TRONG DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 1. Thùng quạt gió ...............................................................................................8 2. Bể lắng đứng tiếp xúc....................................................................................14 3. Bể lọc nhanh trọng lực....................................................................................18 4. Bể chứa nước sạch..........................................................................................25 5. Tính toán công trình khử trùng nước...............................................................26 6. Trạm bơm cấp II..............................................................................................27 C. SƠ ĐỒ CAO TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC : 2. Bể lọc nhanh trọng lực....................................................................................29 1. Bể chứa nước sạch..........................................................................................29 3. Bể lắng đứng tiếp xúc.....................................................................................29 4. .Thùng quạt gió .............................................................................................30 D.QUI HOẠCH MẶT BẰNG NHÀ MÁY NƯỚC ……………………………..31 KẾT LUẬN…………………………………………………………………….....31 Tài liệu tham khảo…………………………………………………………………32 SVTH: -1- XLNC LỜI MỞ ĐẦU Nước đóng vai trò cực kì quan trọng cho sự sống trên trái đất trong đó có sự sống của con người. Xã hội loài người càng phát triển nhu cầu dùng nước ngày càng tăng mạnh mẽ cả về chất lượng lẫn số lượng. Khác với quá khứ, nước tự nhiên hiện nay, ít nhiều bị nhiễm bẫn bởi các hoạt động tự nhiên và nhân tạo. Sử dụng trực tiếp nước từ tự nhiên trong sinh hoạt và các hoạt động khác không còn hợp lí trong bối cảnh mức sống và nhận thức của con người đã nâng cao rất nhiều nữa ( kể cả ở Việt Nam). Xử lí nước cấp (XLNC) vì thế trở thành một khâu quan trọng, bắt buộc trong ngành cấp nước. Là một trong các môn học chuyên ngành của SV ngành môi trường, sau này XLNC sẽ là một trong những công việc mà em có thể làm sau khi ra trường. Hiểu rõ giá trị của nước sạch, biết cách xử lí nguồn nước tự nhiên thành nước sạch để cung cấp là yêu cầu cần thiết sau khi học môn này. Đồ Án xử lí nước cấp giúp em cụ thể hóa những điều đã được học. Trong suốt quá trình thực hiện đồ án, em đã trưởng thành hơn trong việc nhìn nhận vấn đề, lựa chọn dây chuyền công nghệ, tính toán các công trình, thiết kế và đọc bản vẽ bể lọc, mặt bằng… Đồ án của em đã được hoàn thành, em xin cảm ơn các thầy cô trong khoa đã tạo điều kiện cho em thực hiện đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Lan Phương đã góp ý giúp đỡ em chọn ra được phương án cuối cùng trong thiết kế và bản vẽ. Em cũng xin cảm ơn các bạn đã giúp em trong quá trình làm đồ án. Đà Nẵng, ngày tháng năm 2013 Sinh Viên . SVTH: -2- XLNC A. LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ I . NHIỆM VỤ THIẾT KẾ : - Thiết kế trạm xử lý nước cấp với công suất thiết kế Qtk = 18000 m3 / ngđ - Nguồn cung cấp nước: Nước ngầm - Hướng gió chủ đạo trong năm: Đ-B - Yêu cầu nước sạch sau xử lý: Đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh đối với nước dùng cho ăn uống và sinh hoạt (Theo quyết định số 1329/2002/BYT/QĐ ngày 18/4/2002 của Bộ Y Tế) * Đánh giá chất lượng nước nguồn : Dựa theo TIÊU CHUẨN VỆ SINH NƯỚC ĂN UỐNG (Ban hành kèm theo Quyết định của Bộ trưởng Bộ y tế số 1329/2002/BYT/QĐ ngày 18-4-2002) và các chỉ tiêu chất lượng nước nguồn ta thấy nguồn nước sử dụng có các chỉ tiêu sau đây: Số thứ tự Tên chỉ tiêu Ðơn vị tính 1. Màu sắc (a) Pt/Co 2. pH (a) 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. SVTH: Mangan Hàm lượng Amoni, tính theo NH4+ Hàm lượng Clorua Hàm lượng Hydro sunfua Hàm lượng Sắt tổng Hàm lượng Sắt Fe2+ mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 10. Hàm lượng cặn lơ lửng Cmax Hàm lượng Nitrit 11. Hàm lượng Natri mg/l mg/l Giới hạn tối đa Số liệu trong nước nguồn Đánh giá 15 13 Thỏa mãn 6,5-8,5 7,2 Thỏa mãn 0.2 0,3 Không thỏa mãn 1,5 1,0 Thỏa mãn 250 14 Thỏa mãn 0,05 0,1 0.5 14 0,5 12 3 10 3 (b) 0,4 Thỏa mãn 200 20 Thỏa mãn Không thỏa mãn Không thỏa mãn Không thỏa mãn Không thỏa mãn -3- XLNC 12. Ðộ ô xy hoá mg/l 2 4,3 Không thỏa mãn Nước nguồn có hàm lượng sắt khá lớn do đó ta lựa chọn phương pháp xử lý nước là làm thoáng cưỡng bức bằng thùng quạt gió. II. TÍNH TOÁN, KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ : 1. Các thông số trước khi làm thoáng : a. Công suất tính toán của trạm xử lý nước cấp : Công suất thiết kế của trạm là Q tk = 18000 m3/ngđ Lưu lượng nước dùng riêng cho trạm : 10% Q tk => Công suất tính toán của trạm Q = 1,1.Q tk =1,1 . 18000 =19800 m3/ngđ b. Tổng hàm lượng muối: tổng hàm lượng muối trong nước ngầm được tính theo công thức: p= ∑ Me + + ∑ Ae − + 1,4.[ Fe 2+ ] + 0,5.[ HCO 3− ] + 0,13.[SiO 2− ] trong đó: - ∑ Me + : tổng hàm lượng các ion dương - ta có: ∑ Ae ∑ Me ∑ Me ∑ Me hay: + : tổng hàm lượng các ion âm + = Ca 2+ + Ca 2+ + Mg 2+ + NH 4+ + ∑ Me = 138 , ∑ Ae ∑ Ae hay: − [ ] [ ] [ ] [ ] = 60.12 + 20 + 9.73 + 1 = 100.85 (mg/l) + = 100.85 (mg/l) [ ] [ ] [ ] [ ] − = Cl − + SO42− + NO2− + NO3− = 14 + 17 + 0.4 = 31.4 (mg/l) − = 31.4 (mg/l). như vậy: p = 100.85 + 31.4 + 1,4× 12 + 0,5×207= ⇒ p = 253 (mg/l) Vậy P = 253 (mg/l). b. Xác định CO2 tự do có trong nước nguồn : Lượng CO2 tự do có trong nước nguồn phụ thuộc vào độ PH, Ki, t o, Tổng hàm lượng muối P và được xác định theo biểu đồ Langlier: Với: SVTH: pH = 7.2 -4- XLNC Ki = 3.4 mgđlg/l t0 = 22 0 C p = 253 mg/l Tra biểu đồ 6-2 TCXDVN 33-2006 ta xác định được hàm lượng CO 2 tự do trong nước nguồn là 38 mg/l. 2. Xác định các thông số sau khi làm thoáng : Nước nguồn là nước ngầm có hàm lượng sắt Fe 2+ = 12 mg/l, công suất tính toán của nhà máy nước 19800 m3/ngđ nên sơ bộ sử dụng phương pháp làm thoáng cưỡng bức để xử lý nước Quá trình oxy hóa sắt hóa trị II thành sắt hóa trị III và thủy ngân sắt hóa trị III thành bông cặn Fe(OH)3 để lắng đọng biểu hiện bằng phương trình sau : 4Fe2+ + O2 + 10H2O = 4Fe(OH)3 +8H+ Đồng thời xảy ra phản ứng phụ : H+ + HCO-3 = H2O + CO2 Để oxy hóa 1 mg sắt II cần tiêu tốn 0,143 mg oxy, tăng 1,6 mg CO 2, giảm kiềm 0,036 mgdlg/l. Trong nước nguồn có : Hàm lượng H2S = 0,1 mg/l < 0,2 mg/l Hàm lượng NH4+ = 1,0 mg/l < 1,5 mg/l Độ kiềm toàn phần nước = 3,4 mg/l < 0,15 [Fe2+] + 3 mgO2/l = 0,15 x 12 + 3 = 4.8 mg/l Sau khi làm thoáng các chỉ tiêu của nước là: a. Độ kiềm : Để oxy hoá và thuỷ phân 1mg Fe2+ thì tiêu thụ 0,143 mg O2 đồng thời làm tăng 1,60mg CO2 và độ kiềm giảm 0,036 mgđg/l Ki = Ki0 – 0,036 [ Fe02+] = 3,4 – 0,036 x 12 = 2.9 mgđlg/l > 1 mgđlg/ l b. Hàm lượng CO2 : Khi làm thoáng cưỡng bức bằng giàn mưa theo TCXDVN 33-2006 có thể giảm 75% ÷ 80% lượng CO2, chọn a = 0.8. Vậy lượng CO2 còn sau khi làm thoáng: [CO2] = [CO2]o (1- a ) + 1,6 [Fe2+] = 39 x (1- 0,8) +1,6 x 12 = 27 mg/l c. PH : SVTH: -5- XLNC Tra biểu đồ 6-2 TCXDVN 33-2006 ta xác định được pH sau khi làm thoáng là 7,2 (theo tiêu chuẩn thì pH sau làm thoáng phải ≥ 6,8) do đó phương pháp làm thoáng cưỡng bức đảm bảo khử sắt đạt yêu cầu. d. Hàm lượng cặn: Sau khi làm thoáng hàm lượng cặn trong nước là: Cmax = C max + 1,92 × [Fe2+] + 0,25M (mg/l) 0 Trong đó : C 0max : là hàm lượng cặn nước nguồn = 10 mg/l . M là độ màu của nước (thang màu Pt/Co) =13 độ. => Cmax = 10 + 1,92 x 12 + 0,25 x 13 = 36.29 mg/l. 3. Kiểm tra ổn định nước : Sau khi làm thoáng pH của nước, nước có khả năng mất ổn định nên ta phải kiểm tra độ ổn định của nước. Độ ổn định được đặc trưng bởi trị số bão hoà J: J = pH0 – pHs - pH0 : Độ pH của nước sau khi làm thoáng.Theo tính toán pH0 = 7,2 - pHs : Độ pH của nước sau khi đã bảo hoà Cacbonat đến trạng thái cân bằng tính theo công thức: pHs = f1( t ) – f2( Ca2+ ) – f3( K ) + f4( P ) Trong đó f1( t ) , f2( Ca2+ ) , f3( K ) , f4( P ) là những trị số phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ canxi, đồ kiềm, tổng hàm lượng muối trong nước, xác định theo đồ thị H-6.1, TCXDVN 33-2006: f1( t ) = 2,06 ( t0 =220 ) f2( Ca2+ ) = 1, 75 ( [Ca2+ ] =60,12 mg/l) f3( K ) = 1,55 ( Ki =3.4 mgđlg/l ) f4( P ) = 8,8 ( Tổng hàm lượng muối hoà tan P = 269.85 mg/l ) pHs = 2,06 - 1,75 - 1,55 + 8,8 = 7.56 J = 7,2 – 7.56 = 0.36 | J | < 0.5 Nước sau khi làm thoáng ổn định. Vậy không cần xử lý ổn định nước. SVTH: -6- XLNC III. LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ : Dựa trên các số liệu tính toán, với công suất trạm xử lý là 5280 m 3/ngđ, có xử lý ổn định nước, nên ta chọn dây chuyền xử lý nước nguồn như sau : Nước nguồn (nước ngầm) Làm thoáng cưỡng bức bằng thùng quạt gió Bể lắng tiếp xúc (bể lắng đứng) Bể lọc nhanh Khử trùng Clclo 2 bằng BCNS TBII MLCN SVTH: -7- XLNC Thuyết minh quá trình công nghệ : Nước ngầm thô qua trạm bơm cấp I được dẫn lên thùng quạt gió và được phân phối đều thông qua hệ thống dàn ống phân phối, sau đó rơi xuống,qua lớp vật liệu tiếp xúc tiếp xúc với không khí, nước tại đây nước được chia nhỏ dần qua các lớp vật liệu tiếp xúc, tạo điều kiện cho oxi hòa tan vào nước, oxi hóa sắt II thành sắt III, tạo thành các hyđroxit kết tủa dễ lắng đọng, đồng thời khử khí CO 2,H2S, Mn… có trong nước. Nước tiếp tục được đưa sang bể lắng đứng tiếp xúc, lúc này quá trình oxi hóa và thủy phân sắt diễn ra hoàn toàn, đồng thời bể lắng giữ một phần bông cặn nặng trước khi sang bể lọc. Nước từ bể lắng sang bể lọc nhanh trọng lực, các hạt cặn lơ lửng trong nước có kích thước lớn hơn kích thước các lỗ rỗng tạo ra giữa các hạt vật liệu lọc thì đều được giữ lại, các hạt keo sắt, keo hữu cơ gây ra độ đục và độ màu, có kích thước nhỏ hơn nhiều lần kích thước các lỗ rỗng nhưng có khả năng kết dính và hấp thụ lên bề mặt hạt lớp vật liệu lọc nên vẫn được giữ lại. Nước từ bể lọc nhanh theo đường ống sang bể chứa nước sạch. Quá trình đưa nước đến bể chứa nước sạch phải có đường ống châm clo khử trùng nước. Sau đó qua trạm bơm cấp II cung cấp cho mạng lưới. B. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH TRONG DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ: I. Các công trình chính: 1. THÙNG QUẠT GIÓ Thùng quạt gió là công tình làm thoáng cưỡng bức Có chức năng làm giàu oxy cho nước tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình: oxi hóa Fe2+ thành Fe3+, oxi hóa Mn2+ thành Mn4+, tăng tốc đô OXH hợp chất ữu cơ trong nước tạo điều kiện khử màu khử mùi. Khử khí CO2, H2S… Cấu tạo thùng quạt gió gồm các bộ phận sau : 1. hệ thống phân phối nước 2 .vật liệu tiếp xúc 3. sàn đỡ vật liệu tiếp xúc 4. quạt gió 5.ống cấp khí để rửa thông quạt gió 6. ống câp nước để rửa thông quạt gió 7. ống xả nước để rửa thông quạt gió 1. Hệ thống phân phối nước: Hệ thống phân phối nước có dạng hình xương cá, với các ống nhánh được khoan 2 hàng lỗ so le ở nửa bên dưới bên dưới có hướng tạo thành 450 so với phương thẳng đứng. đường kính lỗ 10-12mm. tổng diện tích các lỗ lấy bằng 30-35% diienj tích tiết diện ngang của ống chính. Khoảng cách giữa các trục của ống nhánh : 250-300mm SVTH: -8- XLNC H H3 H2 H1 Khoảng cách giữa các tim lỗ : 200-300mm. 1. Hệ thống phân phối nước: có dạng hình xương cá. Các ống nhánh có khoan lỗ nghiêng 450 ở phía dưới có d=10-20mm, cường độ mưa lấy từ 40-50 m3/m2h. 2. Lớp vật liệu tiếp xúc:lớp vật liệu tiếp xúc là ván gỗ rộng 200mm dày 10mm đặt cách nhau 50mm thành một lớp. Lớp nọ xếp vuông góc với kia và cách nhau bằng các sườn đỡ là các thanh gỗ có tiết diện 50x50mm. Vật liệu tiếp xúc đặt trên sàn bê tông có khe hở để thu nước xuống phía dưới. 3. Sàn thu nước có xi phông: nước xuống sàn thu nước trước khi dẫn xuống bể lắng phải qua ống xiphông. Mục đích không cho khí của quạt gió lọt vào ống dẫn nước xuống mà chỉ được đi từ dưới lên trên thùng quạt gió. Chiều cao ngăn thu nước nước lấy không nhỏ hơn 0.5m 4. Máy quạt gió: có nhiệm vụ đưa không khí từ dưới lên ngược chiều với chiều rơi của nước tạo điều kiện tiếp xúc giữa nước với không khí giúp khử sắt hiệu quả Khi dùng thùng quạt gió theo tiêu chuẩn TCVN33-2006 sẽ giải phóng được 90%lượng CO2 hòa tan trong nước, lượng oxi lấy bằng 70% lượng bão hòa. b. TÍNH TOÁN THÙNG QUẠT GIÓ: 1. Diện tích thùng quạt gió tính theo công thức SVTH: -9- XLNC F= Q (m2) qm với: Q:công suất trạm xử lí(m3/h). Q= 19800m3/ngđ= 825m3/h qm:cường độ mưa tính toán(m3/m2h). Lấy qm= 40(m3/m2h) F= 825 = 20,6(m 2 ) 40 Chia làm 4 thùng quạt gió, lúc đó diện tích của mỗi thùng là: F1thung= 20,6/4= 5,15 (m2) Lúc đó đường kính của mỗi thùng là: d= 4. f = π 4.5,15 = 2,56( m ) π Chiều cao thùng quạt gió: H = Hnt + Hvltx + Hfm Hvltx: chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc phụ thuộc vào độ kiềm của nước nguồn. Dựa vào mục 6.246 TCVN33-2006 ta có Hvltx = 2 (m) Hnt: chiều cao ngăn thu nước. Hnt = 0,5 (m) Hfm: chiều cao phun mưa trên lớp vật liệu tiếp xúc. H = 1(m) H = 2+0,5+1=3,5(m) Lượng gió cần thiết cần đưa vào mỗi thùng quạt gió ứng với tiêu chuẩn 10m 3 không khí/1m3 nước là: 10 x 825 = 8250 (m3/h)= 2,29 m3/s Áp lực gió: Hgió= hvltx + hcb + hsan + ho (m). Trong đó: hvltx : tổn thất qua lớp vật liệu tiếp xúc Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu tiếp xúc lấy bằng 30mm/1m chiều dài của thùng. Hvltx= 2m nên hvltx= 2.30= 60 mm hcb : Tổn thất cục bộ chọn hcb = 15 mm ( quy phạm 15 ÷ 20mm). hsan : Tổn thất qua sàn phân phối lấy bằng 10mm. SVTH: - 10 - XLNC ho : Tổn thất qua ống phân phối gió lấy bằng 15mm. ⇒ Hgió= hvltx + hcb + hsan + ho (m)= 60 + 15+ 10 + 15 = 100(mm) * Chọn máy quạt gió theo các thông số cơ bản: Qgió = 2,29 (m3/s) Hgió = 100 mm. Ta chọn 1 quạt gió cung cấp cho 4 thùng và 1 quạt gió dự phòng. 2. Hệ thống phân phối nước: Gồm ống chính và các ống nhánh đấu với nhau theo dạng xương cá. Ống dẫn nước lên thùng Lưu lượng nước mỗi thùng là: Q = 825/4(m3/h) = 206,5 (m3/h) = 0,0573 (m3/s) = 57,29 (l/s). - Chọn vận tốc nước dẫn lên thùng là: v = 1.07 (m/s) (qui phạm 1 -1,2m/s) - Chọn ống dẫn nước lên thùng là ống thép có D = 250 mm. - Ống chính: Chọn đường kính ống chính là 250 mm Vận tốc nước chảy trong ống chính là: 1,07 m/s (qui phạm 1-1,2m/s) - Ống nhánh Chọn khoảng cách giữa các trục ống nhánh là 250 mm (qui phạm 250-350 mm). Chọn số ống nhánh là: n = Lưu lượng qua mỗi ống là: d .1000 = 10 (ống) 250 57,29 = 5,73 10 (l/s) Chọn đường kính ống nhánh là: 60mm Vận tốc nước trong ống nhánh là vn = 1.48 thuộc (1,2- 2) (m/s) Chọn đường kính các lỗ là: 13mm (qui phạm là 10 – 20mm) Khoảng cách giữa các tim lỗ: 250mm (qui phạm 250-300mm) SVTH: - 11 - XLNC Trên các ống nhánh đục lỗ Φ10 thành 2 hàng hướng xuống dưới và nghiêng so với phương nằm ngang 1 góc 450. Diện tích 1 lỗ là: πd 2 π .0.012 4 F1lỗ = 4 = = 7,85.10-5 (m2). Có ∑ Flỗ / Fống chính = 0,35- 0,4. Chọn 0,35 Diện tích ống chính là: π .0.25 2 = 0.05(m 2 ) 4 ∑ Flỗ = 0,05. 0,35 = 0,0175 (m2) Số lỗ trên 1/4 thùng quạt gió là: n = Flỗ / 16.F1lỗ = 14 (lỗ). 3.2. Bể lắng tiếp xúc. - Bể lắng tiếp xúc có chức năng lưu nước lại trong bể tạo điều kiện cho quá trình oxi hoá và thuỷ phân sắt diễn ra hoàn toàn, đồng thời giữ một phần bông cặn nặng trước khi đưa sang bể lọc. Chức năng chính của bể lắng tiếp xúc là để cho Fe 2+ tiếp xúc với oxi khí trời, nên còn gọi là bể lắng tiếp xúc. Cấu tạo bể lắng tiếp xúc, mặt bằng hình vuông: 1: Vùng lắng cặn 2: Vùng nước trong 3: Van xả cặn 4: Máng vòng tràn 4 6 5 7 5: Máng nan quạt 2 6: Ống trung tâm 7: Máng tập trung 1 3 - Dung tích của bể: W = Q× t 60 Q: Công suất trạm xử lí 825 (m3/h) SVTH: - 12 - XLNC t: thời gian nước lưu lại trong bể 15 – 20 phút, chọn t = 15 (phút) 825 × 15 = 206,25 (m3) 60 W= - Lấy chiều cao vùng lắng của bể là Hl = 2 (m), theo quy phạm Hl = 1,5 ÷ 3,5 (m) - Tốc độ nước dâng trong bể: v= H l × 1000 2 × 1000 = = 2,22 (mm/s) t 15 × 60 - Diện tích toàn phần của bể lắng tiếp xúc: F= W 206,25 = 103,125 (m2) = Hl 2 - Chọn thiết kế 4 bể lắng tiếp xúc, diện tích của mỗi bể: f= F 103,125 = = 25,78 (m2) 4 4 - Lưu lượng nước qua mỗi bể: q= Q 825 = = 206,25 (m3/h) = 57,29 (l/s) N 4 - Tốc độ nước chảy trong ống trung tâm (giới hạn cho phép 0,8 – 1,2m/s). [3] Chọn v = 0,8 m/s, đường kính ống trung tâm là: d= 4× q 4 × 57,29 = = 0,3 (m) = 300 (mm) π ×v 3,14 × 0,8 × 1000 - Tổng diện tích của mỗi bể lắng tiếp xúc kể cả ống trung tâm: d2 3,14 × 0,3 2 f + π. = 25,78 + = 25,85 (m2) 4 4 Chọn thiết kế bể lắng tiếp xúc hình vuông với kích thước mỗi bể 5,1 × 5,1 = 25,85 2 (m ). - Chiều cao vùng lắng lấy bằng 0,8 chiều cao phần hình trụ: Htrụ = 2 Hl = = 2,5 (m) 0,8 0,8 - Chiều cao phần hình nón: D−d   × tgα (m) Hnón =   2  Trong đó: D: cạnh bể lắng, D = 5,1 (m) SVTH: - 13 - XLNC d : chiều rộng hố thu cặn ở đáy lấy bằng d = 0,4 (m) α : góc hợp bởi hai cạnh phần hình nón so với mặt phẳng ngang ( α = 50 -700 , chọn α = 500) [1]  5,1 − 0,4  0  × tg 50 = 2,8 (m) Hnón =  2   Chọn chiều cao bảo vệ: Hbv = 0,5m - Tổng chiều cao của bể lắng tiếp xúc: H = Htr + Hn + Hbv = 2,5 + 2,8 + 0,5 = 5,8 (m) Máng thu nước: Vì diện tích của bể lắng lớn hơn 12 (m 2) nên để thu nước đã lắng ta dùng máng vòng chảy tràn quanh bể và 4 máng hình nan quạt, nước sẽ chảy theo 2 chiều rồi vào máng tập trung. - Nước chảy theo 2 hướng nên lưu lượng tính toán của máng vòng: Q 0,05729 = = 0,0286 (m3/s) 2 2 qm = Q: lưu lượng vào mỗi bể 825/4= 206,25 (m3/h) = 0,05729 (m3/s) - Diện tích mặt cắt ngang của máng vòng: fm = qm (m2) vm vm :Vận tốc nước chảy trong máng (quy phạm: 0,6 - 0,65 m/s), chọn v m = vq = 0,6 (m/s), theo bảng 2-5 trang 58. [2] Vậy: fm = 0,0286 = 0,0477 (m2); chọn kích thước 0,3 x 0,16 (m) 0,6 Chiều rộng máng 0,3m và chiều cao lớp nước là 0,16m. - Thiết kế 4 máng nan quạt với lưu lượng tính toán của máng là: qq = Q 0,0573 = = 0,014 (m3/s) 4 4 - Tiết diện của máng nan quạt: fq = qq vq = 0,014 = 0,025 (m2); chọn kích thước: 0,25 x 0,1 (m) 0,6 Máng tập trung: - Vận tốc nước chảy trong máng: Vmtt = 0,6 (m/s) SVTH: - 14 - XLNC - Tiết diện của máng: fmtt = Q 0,0573 = = 0,1 (m2), kích thước: 0,5 x 0,2 (m) Vmtt 0,6 - Thời gian xả cặn: T= WC .N .δ (h) Q(C max − c) Trong đó: Wc: Dung tích phần chứa cặn bể lắng (m3) WC = π .H nón ( D 2 + d 2 + D.d ) (m3) 12 = 3,14 × 2,8((5,12 + 0,4 2 ) + 5,1 × 0,4) = 19,5 (m3) 12 N: số bể lắng, N = 4 δ : Nồng độ trung bình của cặn đã nén, xử lý không dùng phèn tra bảng 6.8 trang 36, δ = 300000 (g/m3). [1] Q: công suất trạm xử lý (m3/h) c: Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi lắng: c = 10-12 (mg/l), chọn c = 10(mg/l). Mục 6.68 trang 36 [1] Cmax : lượng cặn lớn nhất trong nước khi đưa vào bể lắng Cmax = Cn +1,92.[Fe2+] + 0,25.M + v Với: Cn: hàm lượng cặn trong nước nguồn Cn = 10 (mg/l) M: độ màu của nước nguồn M = 13 (độ Pt/Co) v: liều lượng vôi kiềm hóa nước v = 0 (mg/l) => Cmax = 10 + 1,92×12 + 0,25.13 + 0 = 36,3 (mg/l). Vậy : T = WC .N .δ 19,5 × 4 × 300000 = = 1078,5 (h) = 55 (ngày). Q(C max − c ) 825 × (36,3 − 10) Lượng nước dùng cho việc xả cặn (% nước xử lý) P= Với: Kp: hệ số pha loãng cặn, Kp = 1,15 ÷ 1,2, chọn Kp = 1,2. Mục 6.68 trang 36 [1] P= SVTH: kp.WC .N .100 (%). Q.T 1,2 × 19,5 × 4 × 100 = 0,011 (%) 825 × 1078,5 - 15 - XLNC 4.BỂ LỌC NHANH TRỌNG LỰC 1. Máng tập phân phối nước lọc và tập trung nước rửa lọc 2. Máng tập trung 3. Ống dẫn gió rửa lọc 4. Ống nhánh phân phối gió rửa lọc 5. Ống phân phối nước rửa lọc 6. Ống xả nước rửa lọc 7. Ống thu nước đã lọc 8. Ông dẫn nước rửa lọc 9. Ống xả nước lọc đầu 10. Ống xả kiệt a. Kích thước các bộ phận trong bể lọc nhanh: Theo bảng 6.11 (TCXDVN 33:2006) Chọn lớp vật liệu lọc là cát thạch anh với đường kính nhỏ nhất dmin = 0,7mm; đường kính lớn nhất dmax = 1,6mm; đường kính tương đương dtđ = 0,75 – 0,8mm. Hệ số không đồng nhất K = 1,3 -1,5. Rửa lọc bằng gió nước kết hợp sử dụng giàn ống phân phối * Tính diện tích bể lọc nhanh - Diện tích các bể lọc của trạm xử lí: F= Q T .Vbt − 3,6a.( W1 .t 1 + t 2W2 ) − at 3Vtb . Công suất của trạm xử lí: Q = 19800 (m3/ng.đ) Thời gian làm việc của trạm trong một ngày đêm: T = 24(h) SVTH: - 16 - XLNC Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường:Vbt =6-8(m/h). Chọn Vbt=7(m/h) Số lần rửa mỗi bể trong một ngày đêm ở chế độ làm việc bình thường: a = 1 W: Cường độ nước rửa lọc. Chế độ rữa gió nước kết hợp, lấy theo điều 6.123 – TCXD33-2006. W 1 =2,5sm2 :lưu lượng nước khi rửa gió+nước .t1 = 5phút: thời gian rửa gió nước kết hợp W2= 6 l/sm2 :lưu lượng nước khi rửa bằng nước .t2 = 4phút: thời gian rửa bằng nước. .t3 = 0,35 giờ. Là thời gian ngừng bể lọc để rửa. F= 19800 = 122 (m2). 24.7 − 3,6.1( 2,5.0.083 + 6.0.067 ) − 1.0,35.7 - Số bể lọc cần thiết: N = 0,5. F = 0,5. 122 = 5.5 (bể) → Chọn số bể lọc N = 6 (bể) - Diện tích 1 bể lọc: f = F 122 = = 20 (m2) N 6 → Chọn kích thước của 1 bể: f = 5 × 4 - Tốc độ lọc theo chế độ làm việc tăng cường: với điều kiện đóng 1 bể lọc để rửa Vtc = Vbt. N N − N1 Số bể lọc ngừng làm việc để sữa chữa: N1 = 1(bể) → Vtc = 7. 6 = 8.4(m/h) 6 −1 Tốc độ lọc tăng cường cho phép: Vtc = 8-10(m/h) → Đảm bảo điều kiện cho phép. ⇒ Vậy trạm xử lí có 6 bể lọc nhanh diện tích mỗi bể (4 × 5 )m2, mỗi dãy 3 bể. * Chiều cao toàn phần của bể lọc nhanh: H = hvl + hd + hn +hbv + htn (m) Trong đó: SVTH: - 17 - XLNC hvl : chiều cao lớp vật liệu lọc(lớp cát lọc); hvl = 1,0 m.(bảng 6.11tcxd33-2006) hn: chiều cao lớp nước trên mặt vật liệu lọc; hn = 2,5m.quy phạm hn ≥ 2m hbv: 0,5 m hd :chiều cao lớp đỡ:= 0,2 m htn :chiều cao tầng thu nước:= 1,0 m Vậy H = 1,0 + 2,5 + 0,5 + 0,2 +1,0 = 5,2 m Tính toán máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc: Bể rộng 5 m, mỗi bể bố trí 3 máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác. Khoảng cách giữa các tim máng sẽ là: d= 5 = 1,67m. ( QP không được lớn hơn 2,2m) 3 Lượng nước rửa thu vào mỗi máng: qm = W.d.l (l/s) Trong đó: W: Cường độ nước rửa lọc; W = 8 (l/sm2) d: Khoảng cách giữa các tim máng; d = 1,67m l: Chiều dài máng (lấy bằng chiều dài của bể); l = 4 m qm = 8 × 1,67 × 4 = 53 (l/s) = 0.053( m3/s ) Chiều rộng máng thu nước rửa lọc: Bm = k × 5 q m2 (1,57 + a) 3 Máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc (m) Trong đó: k: Hệ số phụ thuộc hình dáng của máng;chọn máng đáy tam giác k = 2,1 qm: Lưu lượng nước vào máng; qm = 0.08 m3/s a: Tỉ số giữa chiều cao phần chữ nhật của máng với một nửa chiều rộng máng Lấy a = 1,2 ( QP: 1 – 1,5) Bm = 2,1. 5 0.053 2 (1.57 + 1.2) 3 = 0,35 m. hCN Ta có : a = Bm (m). 2  Chiều cao máng : hCN = Bm × a 0,35 ×1,2 = = 0.21 (m) 2 2 Vậy chiều cao hình chữ nhật của máng là hCN = 0,21m. Chiều cao phần đáy tam giác của máng là hđ =0,5 × Bm =0,5 x 0,35 = 0,175 m. SVTH: - 18 - XLNC Độ dốc đáy máng về phía máng tập trung nước với i = 0,01. Chiều dày thành máng lấy δ m = 0,08m. Chiều cao toàn phần của máng thu nước rửa: Hm = hCN + hđ + δ m = 0,21+ 0,175 + 0,08 = 0,465 m. Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép trên máng thu nước: h= H.× e + 0,3 (m) 100 Trong đó: H: Chiều dày lớp vật liệu lọc; H= 1,5m. e: Độ giãn nở tương đối của lớp vật liệu lọc; e = 30% 1,5 × 30 h= + 0,3 = 0,75m. 100 Theo quy phạm, khoảng cách giữa đáy dưới cùng của máng dẫn nước rửa phải nằm cao hơn lớp vật liệu lọc tối thiểu là 0,1m. Chiều cao toàn phần của máng thu nước rửa: Hm = 0.465m. Vì máng dốc về phía mương tập trung (i = 0,01); máng dài 4 m nên chiều cao máng ở phía máng tập trung là: 0.465 + 0.01x 4 = 0,505 m.Ta có h = 0,75-0,505=0,245m Vậy h =0.245m Nước rửa lọc từ máng thu tràn vào máng tập trung nước. Sử dụng máng tập trung hai tầng Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung: qM2 hM = 1,73x. 3 2 g∆ + 0,2 (m). Trong đó: q M : Lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước (m 3/s) q M = 2.qm =2 × 0,08 = 0,16 m3/s ∆ : Chiều rộng của máng tập trung. Chọn ∆ = 0,8 m.(Qp>0,6m) g: Gia tốc trọng trường; g = 9,81m/s2 Vậy hM = 1,73. 3 0,16 2 + 0,2 = 0,476 m. 9,81.0,8 2 Đáy máng có độ dốc i = 0,01 về phía ống thu nước (nước rửa lọc) . Mực nước trong máng tập trung thấp hơn đáy máng thu 0.2m. Tính toán các đường ống kĩ thuật : Đường ống dẫn nước từ bể lắng qua bể lọc: Khối bể lọc gồm 6 bể, được bố trí thành 2 dãy nên sẽ có 2 ống dẫn từ khối bể lắng tới. Lưu lượng nước qua mỗi ống: Q1= Qngđ 2 = 19800 ×1000 = 114.5 (l/s). 24 × 3600 × 2 Chọn ống thép D= 400 (mm), v= 0.97 (m/s) (Qp 0,8-1,2m/s) Đường ống dẫn nước rửa lọc. Dùng ống thép SVTH: - 19 - XLNC Qr=2 × qm= 0.16 (m3/s)=160 (l/s) D=350 (mm), v=1,55 (m/s) (QP từ 1,5-2(m/s)) Hệ thống cấp khí:Ống thép Cường độ gió Wjio=15(l/s.m2) Lưu lượng gió cung cấp cho một bể Qjio= W. F=15 × 20 =300 (l/s) =0.3 m3/s Vjio(15-20(m/s)). Chọn V=20 (m/s) Đường kính ống dẫn gió là: 4 × qg dg = π × vg = 4 × 0.3 =0.138 m, vậy chọn d = 150mm 3.14 × 20 - Vận tốc thực tế trong ống: Vg = 4 × Qg π ×d 2 g = 4 × 0,3 = 20 (m/s) ⇒ đạt yêu cầu. 3,14 × 0,138 2 Đưồng ống xả kiệt. Chọn D= 150 mm ( Qp 100-200mm) Đường ống xả nước lọc đầu: 19800 × 1000 = 38.2 (l/s). 24 × 3600 × 6 Chọn ống thép D=200 mm (QP từ 100-200mm), v= 1.53 (m/s) (QP từ 1,5-2(m/s)). Ống dẫn nước đã lọc qua BCNS. Dùng 1 hành lang. Ống thép Qb = 38.2 (l/s) Chọn D=200 mm, v=1,11 (m/s) (QP 1-1,5 (m/s)). Sau 2 bể thì lưu lượng dẫn vào đoạn ống tập trung tiếp theo Q2b= 2 x Qb = 38.2x 2 = 76.4(l/s). Chon D=300 mm, v= 1,0(m/s) Sau 3 bể thì lưu lượng dẫn vào đoạn ống tập trung tiếp là: Q3b=3 x Qb = 3 x 38.2= 114.6 (l/s). Chọn D=350mm, v=1,1(m/s). Tính toán tổn thất trong bể lọc. Hl= hcl+ hđ+hvl+hbm = 1,03+0,352+1,5 +2 = 4,882 (m) hcl =1,03(m) hđ =0,22 × Ls × W= 0,2 × 0.22 × 8=0,352(m) Ls là chiều dày lớp vật liệu đỡ =0,2(m) W: Cường độ nước rửa lọc = 8 (l/s) hbm: Áp lực phá vỡ kết cấu ban đầu của lớp cát lọc lấy = 2m hvl = Lvl = 1,5(m) Qr= Qb= SVTH: - 20 - XLNC Tính toán chọn bơm nước rửa lọc : Áp lực công tác cần thiết của máy bơm: Hr = hhh + hô + hp + hs + hđ + hvl + hbm + hcb =Hl +hhh + hô +hs Trong đó: hs: Chiều dày sàn đỡ chụp lọc, hs = 0,1m. hl: Tổn thất trong bể lọc. hhh: Độ cao hình học từ cốt mực nước thấp nhất trong bể chứa đến mép máng thu nước rửa (m). hhh = 4 + 3,5 – 2 + 0,476 = 5,976m. Trong đó: 4: Chiều sâu lớp nước trong bể chứa (m). 3,5: Độ chênh mực nước giữa bể lọc và bể chứa (m). 2: Chiều cao lớp nước trong bể lọc (m). 0,476: Khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến mép máng (m). hô: Tổn thất áp lực trên đường ống dẫn nước từ trạm bơm nước rửa đến bể lọc (m). Sơ bộ chọn chiều dài ống dẫn rửa lọc L = 50 m. Lưu lượng nước chảy trong ống qr = 0,16 m3/s; đường kính ống dr = 350mm; tra bảng tính toán thủy lực; ta được 1000i = 9.56. 9.56 × 50 = 0,478 m. 1000 hcb: Tổn thất áp lực cục bộ ở các bộ phận nối ống và van khóa; Sơ bộ chọn hcb = 0,8 m Vậy Hr = 4,882 +5,976 + 0,478 +0,8 = 12,136 m. Chọn máy bơm nước rửa lọc đáp ứng được: qr = 160 (l/s); Hr = 12,136m (chọn 2 máy bơm; 1 bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng). tổng lượng nước rửa trong một ngày đêm: Qr = 6x2x0,16 = 1.92 (m3/ngđêm) Tỉ lệ lượng nước rửa so với lượng nước rửa lọc tính theo công thức: Vậy hô = i.L = P= (W1 xt 1 + W2 xt 2 )f.x60 xNx100 (%) QxT0 x1000 Trong đó: Cường độ rửa lọc W = (W1xt1 + W2 xt 2 ) = (3 x 4 + 8x 5) = 52 l/s.m2 f: Diện tích 1 bể lọc, f = 20 (m2). T0: Thời gian công tác của bể giữa hai lần rửa. T0 = SVTH: T − (t1 + t 2 + t 3 ) giờ. n - 21 - XLNC Với: T: Thời gian công tác trong 1 ngày = 24h. n: Số lần rửa lọc trong 1 ngày n = 2 lần. t1, t2, t3: Thời gian rửa, xả nước lọc đầu và thời gian chết của bể.  t1 = 4 + 5 = 9 ph = 0,15 h.  t2 = 0,17h.  t3 = 0,35h. T0 = P = 24 − (0,15 + 0,17 + 0.35) = 11,33 (h) 2 52 x 20,5 x60 x6.x100 = 4.1 (%) 825.x11.33.x1000 4.BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH Chức năng bể chứa nước sạch: điều hoà lưu lượng giữa TBI & TBII; dự trữ nước cho chữa cháy 3h; dự trữ nước cho bản thân nhà máy nước. Nước sau khi đi ra từ bể lọc, thì được châm Clo để khử trùng ngay trên đường ống, rồi đi vào bể chứa nước sạch. Nước từ bể chứa nước sạch qua tram bom cấp II để cung cấp nước cho mạng lưới - Dung tích bể chứa nước sạch lấy bằng 18%.Qht = 0,18.19800 = 3564 (m3/ng.đ) - Chọn 2 BCNS là vuông - Chọn chiều cao của bể chứa nước sạch là: 4 + 0,5 = 4,5 m(chiều cao bảo vệ là 0,5m). Diện tích mỗi bể là: Fb = 3564 w = = 396 m2 2.4,5 2H Chọn BCNS là hình vuông có kích thước 20 × 20 (m × m) - Trong mỗi BCNS có 1 vách ngăn ở giữa để tạo dòng chảy lưu thông trong bể giúp cho quá trình khử trùng tốt, tránh tạo ra vùng nước chết trong bể. Trên bể có đắp đất với chiều dày khoảng 0,5m để giữ nhiệt và tránh nứt bê tông. * BCNS phải có độ dốc 0,01về phía hố thu nơi đặt ống hút xả cặn để tiện cho vấn để thau rửa. Đáy có độ dốc i = 0,01 về phía hố xả cặn. SVTH: - 22 - XLNC 5. CÁC CÔNG TRÌNH KHÁC 1.Nhà Clo - Trạm Clo được bố trí cuối hướng gió. - Nước sau khi đi ra từ bể lọc, thì được châm Clo để khử trùng ngay trên đường ống, rồi đi vào bể chứa nước sạch. Nước từ bể chứa nước sạch qua trạm bơm cấp II để cung cấp nước cho mạng lưới. - Clo được lấy ra từ bình Clo lỏng ở dạng hơi, vì có áp suất rất cao nên cần phải đưa qua thiết bị giảm áp. Lưu lượng khí Clo được xác định bằng lưu lượng kế.Sau đó khí Clo vào bình hòa trộn để hòa trộn với nước, dung tích Clo được hút ra khỏi bình trộn bằng ezectơ và theo đường ống dẫn đến hòa trộn với nước. - Dùng ống thép đúc bảo đảm độ kín và chịu được áp lực cần thiết khi vận chuyển khí Clo từ kho đến máy định liều lượng. - Các đoạn ống dẫn Clo nằm hở ra ngoài không khí cần có lớp bảo vệ chống tác dụng của ánh sáng mặt trời. * Tính toán lưu lượng Clo: - Đối với nước ngầm lượng clo cần thiết để khử trùng: 0,7 – 1mg/l. Chọn LCl = 0,8mg/l. - Lượng clo cần dùng tính cho 1h: GCl = Q.LCl 825.0,8 = = 0,66 (kg/h) 1000 1000 - Lượng Clo dùng cho 1 ngày: ng h Q clo = 24. Q clo = 24. 0,66 = 15.84 (kg/ngày) +Thể tích Clo tiêu thụ trong 1 ngày: VClo = ng Qclo 15.84 = = 10.7 (l) ρ clo 1,47 Trong đó: ρ Clo là trọng lượng riêng của Clo 1,47(kg/l) th - Lượng Clo dùng trong một tháng: V clo = 30.10,7 = 323,2 (lít/tháng) - Lưu lượng nước tính toán cho Clorator làm việc lấy bằng 0,6m 3 cho 1kg Clo.(theo 6.169 TCXDVN 33:2006) Lưu lượng Clo cho trạm: h Q = 0,6. Q clo = 0,6.0,66= 0,396 (m3/h) = 1,65.10-4 (m3/s) SVTH: - 23 - XLNC - Số bình Clo hoạt động đồng thời: n = GCl S Năng suất hoá hơi của 1 bình Clo trong 1h: S = 0,7 – 1(kg/h.m2). Chọn S = 1(kg/h.m2) →n = 0,66 = 0,66. Trạm xử lí có 1 bình Clo hoạt động. 1 - Vận tốc nước chảy trong ống dẫn là: Vô = 0,8 (m/s) Đường kính ống: D = 4.Q = 3,14v ô 4.1,65.10 −4 = 0.016 (m) = 16 (mm) 3,14.0,8 Chọn ống D = 16mm.(không được lấy lớn hơn 80mm). → Nhà Clo có 2 bình Clo(1 bình hoạt động + 1 bình để phòng ) nên nhà clo có 2 cloratơ + 2 cân bàn. *Clorator + Chức năng: pha chế và định lượng Clo hơi vào nước. + Thiết kế Clorator tỉ lệ chân không. Trước khi đưa vào máy Clorator, khí Clo cần được làm sạch sơ bộ qua bình trung gian và thiết bị lọc khí. → Diện tích nhà clo: 3.2 + 4.2 = 14(m2). ⇒ Chọn nhà Clo nằm ở cuối hướng gió có kích thước: 4.4 =16(m 2) 2.Trạm Bơm Cấp II Trạm bơm cấp II là nơi bố trí bơm, khoá, đường ống. TBII có các bơm: bơm gió rửa lọc, bơm nước rửa lọc, bơm nước sạch sau xử lí cho mạng lưới cấp nước nước thành phố. Trạm được đặt gần đường xe tải có thể tiếp cận dễ dàng, cửa vào trạm bơm lớn. ⇒ Chọn diện tích trạm bơm: 5.10 = 50(m2) 3.Sân phơi cát Sân phơi cát lấy theo yêu cầu phơi và chứa 10% lượng cát của bể lọc với chiều dày phơi cát trên sân 0,1 m.(quy phạm 0,05 – 0,1 m). cứ 5 năm thay cát và bổ sung 1 lần. Lượng cát có trong 1 bể lọc: Vcát = N.fbể. hl Diện tích 1 bể: fbể = 20 m2 Chiều dày lớp cát lọc: hl = 1,5 m SVTH: - 24 - XLNC → Vcát = 6.20.1,5 = 180 m3 Vậy thể tích của sân phơi cát:Vsp = 10% Vcát = 10%. 180 = 18 (m3) - Chiều dày lớp cát phơi 5 – 10cm. Chọn chiều dày lớp cát 10cm - Diện tích sân phơi: 18 = 180(m2) 0,1 - Bố trí 2 sân phơi, đặt sân phơi cát ngay sau 2 dãy bể lọc. - Chiều rộng sân Bsân = 15 m, chia làm 2 bên, mỗi bên 6 m. 4.Các công trình phục vụ trong nhà máy - Nhà nghỉ công nhân 8.4 = 32 m2 - Nhà giao ca 4.2,5 = 10 m2 - Nhà thí nghiệm 6.4 = 24 m2 - Nhà hóa chất 4.2,5 = 10 m2 - Sân thể thao 10.4 = 40 m2 - Nhà kho 4.2,5 = 10(m2) - Xưởng cơ khí: 6.4 = 24(m2) - Trạm biến thế: 4.2,5 = 10(m 2). Trạm biến thế đặt gần trạm bơm,có khoảng cách ly bảo vệ - Phòng bảo vệ: 4..2,5 = 10(m 2). Đặt sát cổng vào của nhà máy; tại đây các công nhân bảo vệ sẽ thay phiên nhau trực; có bố trí công trình vệ sinh phía trong - Nhà giữ xe: 6.3 = 18 (m2) - Nhà hành chính: 10.4 = 40 (m2). Bao gồm phòng tài vụ, phòng kế hoạch, phòng kĩ thuật, phòng hành chính, phòng thí nghiệm, nhà vệ sinh, phòng họp -Đừơng chính vào nhà máy rộng 7m, hai bên có thảm cỏ rộng 17m -Có lối đi quanh bể lọc ,bể lắng, BCNS. -Đường giao thông nội bộ trong nhà máy, đường ra công trình thu nước có chiều rộng lòng đường 3m, hai bên đường đặt các tấm bó vĩa bằng bêtông đúc sẵn SVTH: - 25 - XLNC -Ngoài ra có hệ thống thoát nước mưa và hệ thống cấp nước nội bộ nằm dọc quanh nhà máy . V.Sơ đồ cao trình công nghệ xử lí nước Các công trình trong trạm xử lí nước được bố trí theo nguyên tắc tự chảy, tức là cao độ mực nước của các công trình đơn vị phải đảm bảo cho nước có thể tự chảy vào công trình tiếp theo. Độ chênh mực nước giữa các công trình đơn vị xử lí nước phải đựợc tính toán đủ để khắc phục tổn thất áp lực trong công trình, trên đường ống nối giữa các công trình và van khóa thiết bị đo lường. Vị trí đặt trạm xử lí có cấu tạo địa chất ổn định. Các công trình được bố trí sao cho giảm thiểu việc đắp đất. 1.Bể chứa nước sạch Để giảm thiểu tối đa việc đắp đất cho các công trình trong trạm xử lí, ta bố trí BCNS đặt chìm, chỉ nổi phần chiều cao bảo vệ 0,5m. - Chọn cốt mặt đất tại vị trí trạm xử lí hmđ = 20 (m) - Cao trình mực nước trong BCNS bằng cao trình mặt đất tự nhiên: ∇ mn BCNS = ∇ md = 20 (m) mt mn - Cao trình mặt trên của BCNS: ∇ BCNS = ∇ BCNS + 0,5 = 20+0,5 = 20,5(m) mt - Cao trình đáy BCNS: ∇ day BCNS = ∇ BCNS − hBCNS = 20.5 -4.5 = 16 (m) 2.Bể lọc nhanh - cao trình tại trạm xử lý hmd = 20 - Cao trình mực nước cao nhất trong bể lọc: mn ∇ mn BL = ∇ BCNS + hBL + hBL − BCNS Tổn thất nội bộ bể lọc hBL = 3.5 (m) (quy phạm từ 3 – 3.5 m) Tổn thất áp lực trong đường ống nối giữa bể lọc và BCNS (bao gồm tổn thất qua van khoá trên đường ống) lấy sơ bộ: hBL − BCNS = 1,2(m) 20+3.5+ 1,2 = 24.7 (m) → ∇ mn BL = mn - Cao trình mặt trên của bể lọc: ∇ mt BL = ∇ BL + 0,4 = 24.7+0,5 = 25,2(m) SVTH: - 26 - XLNC mt - Cao trình đáy bể lọc: ∇ day BL = ∇ BL − H BL . Chiều cao tổng cộng của bể lọc nhanh: H BL = 5,2 m mt = 25,2 – 5,2 = 20 m ⇒ ∇ day BL = ∇ BL − H BL - Cao trình mực nước trong máng tập trung của bể lọc: mn = 24,7 +0,1 = 24,8(m) → ∇ mtt BL = ∇ BL + 0,1 Chiều cao lớp nước trong bể lọc: hn = 2,5 (m). Khoảng cách từ lớp cát lọc lọc đến mép trên của máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc: Hm = 0,245(m). ∇ mpp BL = 24,8– 2,5 + 0,245 = 22.545(m). 3.Bể lắng đứng tiếp xúc mtt mtt - Cao trình mực nước trong máng tập trung của bể lắng: ∇ b lg = ∇ BL + hb lg − BL Tổn thất áp lực từ bể lắng đến bể lọc lấy sơ bộ: hblg-BL = 1(m)(qui phạm 0,5 – 1m) → ∇ bmttlg = 24,8 +1 = 25,8(m) - Cao trình mực nước trong máng thu của bể lắng: ∇ bmtlg = ∇ bmpp lg + 0,1 = 25,8+0,1 = 25,9(m) Cao trình mặt nước bể lắng: ∇ bmnlg = ∇ bmnq lg = 25,9 (m). - Cao trình mặt trên của bể lắng: ∇ bmtlg = ∇ bmnq lg + 0,5 = 25,9 +0,5 = 26,4 m. ct mt - Cao trình đáy của bể lắng: ∇ b lg = ∇ blag − h = 26,4 -5,8 = 20,6 m 4. Thùng quạt gió: Thùng quạt gió đặt ngay trên bể lắng đứng và có trụ đỡ cao 0,4m → cao trình của giàn mưa: ─ Cao trình đáy thùng quạt gió : đáy ∇ TQG = ∇ mBLg + δ = 24,145 + 0,4 = 24,5(m) SVTH: - 27 - XLNC ─ Cao trình mặt của thùng quạt gió m đáy ∇ TQG = ∇ TQG + H TQG = 24,5 + 3,5 = 27,5 (m) KẾT LUẬN Hiện nay, cùng với sự phát triển của xã hội, sự gia tăng dân số không ngừng và sự ra đời của các đô thị mới kèm theo đó là nhu cầu được sử dụng nước sạch đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu của con người. Tuy nhiên những nguồn nước thiên nhiên và nguồn nước ngầm vẫn không đảm bảo chất lượng cho phép mà cần phải qua xử lý đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh mới đưa vào sử dụng.Với mục đích vận dụng những kiến thức đã học để tự lựa chọn một dây chuyền xử lý nước nhằm hiểu rõ hơn những lý thuyết và thực tế, đồng thời củng cố và nâng cao trình độ chuyên môn nhằm phục vụ tốt cho công việc học tập tại trường và thực tế công tác sau này, em đã được giao thực hiện đồ án này. Được sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của thầy Trần văn Quang và cô Nguyễn Lan Phương, em đã hoàn thành đồ án, tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế nên bài làm còn nhiều thiếu sót. Em kính xin thầy cô thông cảm và giúp em chỉ ra những thiếu sót đó để kiến thức và kinh nghiệm của em ngày được nâng cao hơn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Văn Quang và cô Nguyễn Lan Phương đã giúp em hoàn thành xong đồ án này. SVTH: - 28 - XLNC TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trường đại học kiến trúc Hà Nội - TS Nguyễn Ngọc dung - Xử lý nước cấp - Nhà xuất bản xây dựng. 2. Bộ Xây dựng – Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 33:2006: Cấp nước - Mạng lưới đường ống và công trình. Tiêu chuẩn thiết kế - Nhà xuất bản xây dựng 3. Trường đại học bách khoa Đà Nẵng – Th.S Nguyễn Lan Phương – Giáo trình xử lý nước cấp SVTH: - 29 - [...]... LỌC NHANH TRỌNG LỰC 1 Máng tập phân phối nước lọc và tập trung nước rửa lọc 2 Máng tập trung 3 Ống dẫn gió rửa lọc 4 Ống nhánh phân phối gió rửa lọc 5 Ống phân phối nước rửa lọc 6 Ống xả nước rửa lọc 7 Ống thu nước đã lọc 8 Ông dẫn nước rửa lọc 9 Ống xả nước lọc đầu 10 Ống xả kiệt a Kích thước các bộ phận trong bể lọc nhanh: Theo bảng 6.11 (TCXDVN 33:2006) Chọn lớp vật liệu lọc là cát thạch anh với... (%) 825.x11.33.x1000 4.BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH Chức năng bể chứa nước sạch: điều hoà lưu lượng giữa TBI & TBII; dự trữ nước cho chữa cháy 3h; dự trữ nước cho bản thân nhà máy nước Nước sau khi đi ra từ bể lọc, thì được châm Clo để khử trùng ngay trên đường ống, rồi đi vào bể chứa nước sạch Nước từ bể chứa nước sạch qua tram bom cấp II để cung cấp nước cho mạng lưới - Dung tích bể chứa nước sạch lấy bằng 18%.Qht... Tính toán máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc: Bể rộng 5 m, mỗi bể bố trí 3 máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác Khoảng cách giữa các tim máng sẽ là: d= 5 = 1,67m ( QP không được lớn hơn 2,2m) 3 Lượng nước rửa thu vào mỗi máng: qm = W.d.l (l/s) Trong đó: W: Cường độ nước rửa lọc; W = 8 (l/sm2) d: Khoảng cách giữa các tim máng; d = 1,67m l: Chiều dài máng (lấy bằng chiều dài của bể) ; l... nước lại trong bể tạo điều kiện cho quá trình oxi hoá và thuỷ phân sắt diễn ra hoàn toàn, đồng thời giữ một phần bông cặn nặng trước khi đưa sang bể lọc Chức năng chính của bể lắng tiếp xúc là để cho Fe 2+ tiếp xúc với oxi khí trời, nên còn gọi là bể lắng tiếp xúc Cấu tạo bể lắng tiếp xúc, mặt bằng hình vuông: 1: Vùng lắng cặn 2: Vùng nước trong 3: Van xả cặn 4: Máng vòng tràn 4 6 5 7 5: Máng nan quạt... - Cao trình đáy bể lọc: ∇ day BL = ∇ BL − H BL Chiều cao tổng cộng của bể lọc nhanh: H BL = 5,2 m mt = 25,2 – 5,2 = 20 m ⇒ ∇ day BL = ∇ BL − H BL - Cao trình mực nước trong máng tập trung của bể lọc: mn = 24,7 +0,1 = 24,8(m) → ∇ mtt BL = ∇ BL + 0,1 Chiều cao lớp nước trong bể lọc: hn = 2,5 (m) Khoảng cách từ lớp cát lọc lọc đến mép trên của máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc: Hm = 0,245(m)... máng tập trung Chọn ∆ = 0,8 m.(Qp>0,6m) g: Gia tốc trọng trường; g = 9,81m/s2 Vậy hM = 1,73 3 0,16 2 + 0,2 = 0,476 m 9,81.0,8 2 Đáy máng có độ dốc i = 0,01 về phía ống thu nước (nước rửa lọc) Mực nước trong máng tập trung thấp hơn đáy máng thu 0.2m Tính toán các đường ống kĩ thuật : Đường ống dẫn nước từ bể lắng qua bể lọc: Khối bể lọc gồm 6 bể, được bố trí thành 2 dãy nên sẽ có 2 ống dẫn từ khối bể. .. chiều cao của bể lắng tiếp xúc: H = Htr + Hn + Hbv = 2,5 + 2,8 + 0,5 = 5,8 (m) Máng thu nước: Vì diện tích của bể lắng lớn hơn 12 (m 2) nên để thu nước đã lắng ta dùng máng vòng chảy tràn quanh bể và 4 máng hình nan quạt, nước sẽ chảy theo 2 chiều rồi vào máng tập trung - Nước chảy theo 2 hướng nên lưu lượng tính toán của máng vòng: Q 0,05729 = = 0,0286 (m3/s) 2 2 qm = Q: lưu lượng vào mỗi bể 825/4= 206,25... + 6.0.067 ) − 1.0,35.7 - Số bể lọc cần thiết: N = 0,5 F = 0,5 122 = 5.5 (bể) → Chọn số bể lọc N = 6 (bể) - Diện tích 1 bể lọc: f = F 122 = = 20 (m2) N 6 → Chọn kích thước của 1 bể: f = 5 × 4 - Tốc độ lọc theo chế độ làm việc tăng cường: với điều kiện đóng 1 bể lọc để rửa Vtc = Vbt N N − N1 Số bể lọc ngừng làm việc để sữa chữa: N1 = 1 (bể) → Vtc = 7 6 = 8.4(m/h) 6 −1 Tốc độ lọc tăng cường cho phép: Vtc... = 8 × 1,67 × 4 = 53 (l/s) = 0.053( m3/s ) Chiều rộng máng thu nước rửa lọc: Bm = k × 5 q m2 (1,57 + a) 3 Máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc (m) Trong đó: k: Hệ số phụ thuộc hình dáng của máng;chọn máng đáy tam giác k = 2,1 qm: Lưu lượng nước vào máng; qm = 0.08 m3/s a: Tỉ số giữa chiều cao phần chữ nhật của máng với một nửa chiều rộng máng Lấy a = 1,2 ( QP: 1 – 1,5) Bm = 2,1 5 0.053 2 (1.57... mương tập trung (i = 0,01); máng dài 4 m nên chiều cao máng ở phía máng tập trung là: 0.465 + 0.01x 4 = 0,505 m.Ta có h = 0,75-0,505=0,245m Vậy h =0.245m Nước rửa lọc từ máng thu tràn vào máng tập trung nước Sử dụng máng tập trung hai tầng Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung: qM2 hM = 1,73x 3 2 g∆ + 0,2 (m) Trong đó: q M : Lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước (m 3/s) q M = 2.qm =2 ... XLNC 4.BỂ LỌC NHANH TRỌNG LỰC Máng tập phân phối nước lọc tập trung nước rửa lọc Máng tập trung Ống dẫn gió rửa lọc Ống nhánh phân phối gió rửa lọc Ống phân phối nước rửa lọc Ống xả nước rửa lọc. .. Bể lắng tiếp xúc - Bể lắng tiếp xúc có chức lưu nước lại bể tạo điều kiện cho trình oxi hoá thuỷ phân sắt diễn hoàn toàn, đồng thời giữ phần cặn nặng trước đưa sang bể lọc Chức bể lắng tiếp xúc. .. 3/ngđ, có xử lý ổn định nước, nên ta chọn dây chuyền xử lý nước nguồn sau : Nước nguồn (nước ngầm) Làm thoáng cưỡng thùng quạt gió Bể lắng tiếp xúc (bể lắng đứng) Bể lọc nhanh Khử trùng Clclo