tính toán các công trình đơn vị

trình bày tính toán các công trình đơn vị

Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CHƯƠNG III: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 3.1 T ÍNH CƠNG SUẤT TRẠM XỬ LÝ Trong khu công nghiệp, nước được dùng vào các việc sau:  Nước dùng trong quá trình sản xuất.  Nước dùng trong ăn uống và sinh hoạt của công nhân.  Nước dùng cho việc tưới đường và tưới cây xanh.  Ngoài ra còn nước dùng cho tram xử lý để rửa các bể lắng, bể lọc …. và nước bò rò rỉ. Tiêu chuẩn dùng nước của khu công nghiệp:  n uống và sinh hoạt của công nhân: q sh = 25 l/người.ngày.  Công nghiệp tập trung: q sx = 60 m 3 /ha.ngày.  Tưới cây xanh và tưới đường bằng cơ giới: q t = 4 l/m 2 diện tích tưới. a. Nước dùng trong ăn uống và sinh hoạt của công nhân Q sh ngay.đêm 1675 1000 6700025 1000 = × = × = Nq sh m 3 /ngày.đêm Trong đó,  N: Số lượng công nhân trong khu công nghiệp, dự kiến N = 67000 người.  q sh : Tiêu chuân dùng nước của công nhân, q sh = 25 l/người. ngày b. Nước dùng cho công nghiệp (nước dùng cho sản suất) Đất của khu công nghiệp được sử dụng như sau: 70% đất dùng cho việc xây xí nghiệp, nhà xưởng; 30% dùng cho việc xây đường, trong cây xanh, nhà điều hành… Q sx ngay.đêm 84002007.060 =××=×= fq sx m 3 /ngày.đêm Trong đó,  f: Diện tích đất dùng cho sản xuất, f = 0,7x200 ha  q sx : Tiêu chuẩn dùng nước công nghiệp, q sx = 60 m 3 /ha.ngày 21 Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ c. Nước dùng cho việc tưới cây và rửa đøng Trong khu công nghiệp, khoảng 20% đất dùng cho việc làm đường và trong cây xanh. Q t ngay.đêm 1600 1000 100002002,04 1000 = ××× = × = Fq t m 3 /ngày.đêm. d. Nước dùng để chữa cháy. Diện tích đất của khu công nghiệp lớn hơn 150ha, nên ta tính cho 2 đám cháy. Tiêu chuẩn dùng nước cho một đám cháy, q ch = 30 l/s, thời gian chữa cháy cho một đám cháy: t = 3 h. Q ch ngay.đêm 648 1000 23360030 1000 23600 = ××× = ××× = tq sh m 3 /ngày.đêm e. Công suất trạm xử lý. Tổng lưu lựợng: Q tb ngay.đêm = Q sh ngày.đêm + Q sx ngày.đêm + Q t ngày.đêm = 11675 m 3 /ngày.đêm. Công suất củaa trạm bơm cấp II phat vào mạng lưới cấp nước: Q ML = Q tb ngày.đêm x K r = 11675 x 1,25 = 14593,75 m 3 /ngày.đêm. Trong đó, K r : Hệ số kể đến lưu lượng nước rò rỉ trên mạng lưới và lượng nước dự phòng, K r = 1,1 ÷ 1,4. Chọn K r = 1,25. Công suất của trạm xử lý: 15971 =+×= CCXLMLXL QKQQ m 3 /ngày.đêm. Trong đó: K XL : Hệ số kể đến lượng nước cho bản thân trạm xử lý, K XL = 1,04÷1,06. Chọn K XL = 1,05. Chọn công suất của trạm xử lý: Q XL = 16000 m 3 /ngày.đêm. 22 Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ  Q max ngày.đêm = Q XL = 16000 m 3 /ngày.đêm.  Q tb ngày.đêm 13500 2,1 16000 max == ng XL K Q m 3 /ngày.đêm.  Q min ngày.đêm = K ng min x Q tb ngày.đêm = 0,7 x 13333,33 = 9333,33 m 3 /ngày.đêm.  Q max h = 9334,1 24 16000 24 max max =×=× h ng K Q m 3 /ngày.đêm  Q min h = 1604,0 24 10796 24 min min =×=× h ng K Q m 3 /ngày.đêm Trong đó,  K ng max : Hệ số không điều hòa ngày lớn nhất, K ng max = 1,2 – 1,4. Chọn K ng max = 1,2  K ng min : Hệ số không điều hòa ngày nhỏ nhất, K ng min = 0,7 – 0,9. Chọn K ng max = 0,7.  K h max : Hệ số không điều hòa giờ lớn nhất, K h max =1,4– 2,5. Chọn K ng max = 1,4.  K h min : Hệ số không điều hòa giờ nhỏ nhất, K h min = 0,4 – 0,6. Chọn K ng max = 0,4. Bảng 3.1: Ý nghóa lưu lượng 23 Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Lưu lượng Mục tiêu cho thiết kế và vận hành Q ngày tb Đánh giá chi phí bơm(điện năng) và hóa chất. Q ngày max Xác đònh kích thước của bể chứa, trạm xử lý. Q ngày min Kiểm tra sự lắng cặn của mương dẫn. Q h max Tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước. Q h min Dãy lưu lượng của thiết bò đo lường,thời gian nghỉ của công trình bơm. Kiểm tra áp lực giờ dùng nước ít nhất.cho mạng lướicấp nước 24 Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 3.2 ĐỀ RA CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 3.2.1 Các thông số thiết kế Viện Vệ Sinh – Y Tế Công cộng đã kiêm tra mẫu nước lấy tại KCN Lê Minh Xuân, kết quả thử nghiệm thể hiện trong các bảng sau: 25 Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Bảng 3.2 Kết quả thử nghiệm Nhận xét: Kết quả thử nghiệm cho thấy nước có độ đục, hàm lương sắt cao, không đạt tiêu chuẩn 1329 BYT 2002, do đó ta phải xử lý nước. Phương pháp Tiêu chuẩn BYT 1329 BYT 2002 Kết quả NH 4 + Nessler hóa Nessler hóa 0 Mg 2+ Titrimetric – EDTA mg/l 7,2 Ca 2+ Titrimetric – EDTA mg/l 32,2 Cl - Titrimetric – AgNO 3 ≤ 250 mg/l 5 NO 2 - Phenoldisulfonic ≤ 50 mg/l 0,01 NO - 3 Phenoldisulfonic ≤ 50 mg/l 0 SO 4 2- Turbidimetric BaSO 4 ≤ 250 mg/l 10,14 PO 4 3- Turbidimetric BaSO 4 mg/l 3,56 Cu 2+ ISO 8288 – 1986 ≤ 1,0 mg/l 0,02 Pb 2+ ISO 8288 – 1986 ≤ 0,05 mg/l KPH Zn 2+ ISO 8288 – 1986 ≤ 5 mg/l KPH Mn 2+ ISO 6333 – 1986 ≤ 0,1 mg/l KPH Cd 2+ ISO 5961 – 1994 ≤ 0,01 mg/l KPH Al 3+ AOAC 1990 ≤ 0,2 mg/l KPH As 3+ ISO 6595 – 1982 ≤ 0,05 mg/l KPH Cr 6+ ISO 9174 – 1990 ≤ 0,05 mg/l KPH Phenol ISO 6439– 1990 ≤ 0,5 µg/l KPH Chỉ tiêu xét nghiệm Phương pháp Tiêu chuẩn BYT 1329 BYT 2002 kết quả Độ màu Cobalt color ≤15 Co 10 Độ đục Turbidity ≤2 NTU 18,06 PH pH meter 6,8 – 8,5 6,2 Độ kiềm tổng cộng Titrimetric H 2 SO 4 mgCaCO 3 /l 65 Cứng tổng cộng Titrimetric – EDTA ≤ 300 mgCaCO 3 /l 58 Sắt tổng cộng Phenanthorlin ≤ 0,5 mg/l 9 26 Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 3.2.2 Đề ra các phương án xử lý phương án xử lý Với tính chất nguồn nước như vậy, có 2 phương án được đề ra để xử lý nguồn nước trên.  Phương án 1: Giếng bơm Cl Nước bùn Nơi tiêu thụ Thải ra cống 27 Thùng quạt gió Lắng tiếp xúc Lọc hai lớp Bể chứa Sân phơi bùn Hố thu cặn Nước ngầm Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ  Phương án 2: Giếng bơm Cl Nơi tiêu thụ Nước bùn thải ra cống 3.3 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Vì công suất trạm xử lý khá lớn Q = 16000 m 3 /ngàêm, nên ta chia làm 2 đơn nguyên để xử lý. Mỗi đơn nguyên có công xuất 8000 m 3 /ngàêm, tất cả các công trình đơn vò đều tính cho một đơn nguyên. A PHƯƠNG ÁN I 3.3.1 Tính toán thùng quạt gió a. Tính diện tích thùng quạt gió Diện tích thùng quạt gió. m q Q F = Trong đó,  Q: Lưu lượng tính toán, Q = 333,33 m 3 /h.  Cường độ tưới, q m = 50 ÷ 100 m 3 /m 2 .h . Chọn q m = 70 m 3 /m 2 .h 28 Dàn mưa Lọc tiếp xúc Lọc một lớp Bể chứa Sân phơi bùn Hố thu cặn Nước ngầm Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 2 76,4 70 33,333 m q Q F m === Chia làm 6 thùng, diện tích mỗi thùng: 2 78,0 6 76,4 6 m F f === Chọn diện tích mỗi thùng: 0,9m x 0,9m = 0,81m 2 . Lưu lượng qua mỗi thùng: s m h m Q q t 33 0154,056,55 6 33,333 6 ==== b. Tính chiều cao thùng quạt gió Chiều cao của thùng quạt gió, được tính theo công thức. H = H n + H vltx + H fm Trong đó,  H fm : Chiều cao phun mưa trên lớp vật liệu tiếp xúc, chọn H fm = 0,5m  H n : Chiều cao ngăn thu nước ở đáy, chọn H n = 0,6m.  H vltx: Chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc. Vật liệu tiếp xúc chọn là các vòng nhựa, tổng chiều dày lớp vật liệu 1,5m. → Chiều cao của thùng quạt gió: H = H n + H vltx + H fm = 0,5 +1,5 +0,6 = 2,6 m c. Tính hàm lượng CO 2 và O 2 sau khi làm thoáng bằng thùng quạt gió Nồng độ CO 2 trong nước sau khi nước qua thùng quạt gió, được tính theo công thức: 29 Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ ( )             −×−             −×− ×− − ++= R K tK D R K tK COSCO D D e R K e CCCC 1 1 2 2 22 1 1 Trong đó.  2 CO C : Hàm lượng CO 2 có trong nguồn nước, 2 CO C =69 mg/l  C S : Nồng độ CO 2 bảo hòa trong nước, C S =1 .  K D : Hệ số khuyếch tán, đối với CO 2 : t = 25 o C → K D = 0,84.  R: Tỷ lệ gió và nướ: R = 15 ÷ 60. chọn R = 20.  t: Thời gian lưu nước trong thùng quạt gió. sh q H t m 1330371,0 70 6,2 ====  K 2 : Năng suất truyền tách khi kỹ thuật, phụ thuộc vào bản chất khí và diện tích bề mặt tiếp xúc của công trình, được tính theo công thức: 244 2 102102100102 −−− ×=××=××= V A K  A: Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa khí và nước.  V: Thể tích thiết bò lam thoáng.  Chọn 100 = V A . 30 [...]... = 0,166W 102 × 0,85 35 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 2600 308 Ø 42 Ø 140 50 375 375 50 518 20 Ø168 82 Chương III: Hình 3.1: Thùng quạt gió 36 Chương III: 3.3.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Tính bể lắng tiếp xúc a Tinh diện tích của bể lắng tiếp xúc i Diện tích của bể lắng tiếp xúc Diện tích tiết diện ngang vùng lắng của bể lắng ngang được xác đònh theo công thức: F =β× Q 3,6... lắng tiếp xúc 3.3.6 Tính toán bể lọc nhanh hai lớp a Tính kích thước bể Diện tích các bể lọc nhanh hai lớp được tính theo công thức: 45 1650 1650 1650 1700 Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ F= Q T × v bt − 3,6 × W × t1 − a × t 2 × v bt Trong đó,  Q: Công suất trạm xử lý, Q = 8000 m3/ ngày  T: Thời gian làm việc của trạm xử lý, T = 24h  vbt : Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc... quay xuống dưới 1 góc 45o Khoảng cách giữa các tâm lỗ: l= L 10,2 = = 0,44m n 23 , quy phạm l = (0,3 – 0,5)m 2 e Tính máng thu nước và ống phân phối nước vào bể lắng i Máng thu nước: 42 Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Trong mỗi bể lắng ta đặt một máng thu nước răng cưa, máng được đặt dọc theo chiều dài của bể Chiều dài máng thu nước được tính theo công thức L≥ Q 8000 = = 6,72m 5... 426 1174 426 3400 MẶT BẰNG B PHƯƠNG ÁN II 3.3.4 Tính toán dàn mưa Vì nước nguồn có pH = 6,2 < 6,8, nên ta tính thiết bò làm thoáng để khử CO2 Lượng oxy cần thiết để khử sắt : X = Độ oxy hóa + 0,47H2S + 0,15Fe2+ = 4 + 0 + 0,15x6 = 4,9 mg/l Độ kiềm của nước sau khi khử sắt, được tính theo công thức: 51 Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ K = K o − 0,036 × CFe 2 + Trong đó,  Ko: Độ kiềm... III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Nồng độ CO2 sau qúa trình làm thoáng, được tính theo công thức: ( C = C CO2 + K C S − C CO2 ) Trong đó,  C CO2 : Hàm lượng CO2 có trong nguồn nước, C CO2 =69 mg/l  CS: Nồng độ CO2 bảo hòa trong nước, CS =1  K: Hệ số hiệu quả của quá trình trao đổi khí, K = 1 − e K 2t Đối với khí CO2, K = 0,25 – 0,35 → Nồng độ CO2 sau khi ra khỏi miệng phun và cách sàn... cặn ra khỏi bể lắng, ta dùng các ông khoan lỗ đặt ở đáy ngăn chứa cặn Đường kính ống tính toán với điều kiện xả hết cặn trong ngăn chứa cặn trong trong 15 phút qx = Wc 18,9 m3 = = 0,0217 t 15 × 60 s Cặn trong bể được xả ra ngoài bằng cách tự chảy, với vận tốc chảy trong ống thu cặn v = 1 m/s Đường kính ông thu cặn: 41 Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ q max × 4 = v ×π Dt −c = 0,0217... III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Chiều cao vùng lắng, đối với bể lăng tiếp xúc Hl = 1,5 ÷ 3,5 m Chọn Hl = 2 m Kiểm tra thời gian lưu trong bể lắng: t= W 2,2 × 40,6 = = 0,8h = 48,2 phút, đạt yêu cầu qb 111,11 Kích thước mỗi bể: A x B = 3,2 x 20,8 = 66,56 m2 Để cặn có thể lắng tốt, trong bể ta đặt 8 tấm ngăn Khoảng cách giữa các tấm hướng dòng: l hd = l 20,8 − 6,8 = = 1,75m 8 8 Trên các tấm... m m , chọn vc = 2,4 s s Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Dc = Qr × 4 = vc × π 0,1734 × 4 = 0,303m 2,4 × 3,14 Chọn ống chính bằng thép không rỉ, có đường kính Dc-n = 300mm Để phân phối nước rửa lọc ta dùng hệ thống chụp lọc loại K1, có đường kính phía trên 70mm, và tống chiều dài 188mm c Tính toán máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc i Tính máng thu nước nước rửa lọc Chiều... được thu tập trung ở máng thu, sau đó nước được chảy qua ống phân phối nươc lọc trước khi nước vào bể lọc ng có đường kính 200mm d Tính tổn thất áp lực khi rửa bể lọc nhanh 49 Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Tổn thất áp lực qua sàn chụp lọc, được tính theo công thức: p lực tốc độ: (áp lực tự động): h =γn × v2 0,6 2 =1× = 0,01836m 2×g 2 × 9,81 Ở cuối bể và hai bên bể, áp lực tốc độ... lực gió, được tính theo công thức: H g = H vltx + H cb + H pp Trong đó,  Hvltx: Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu tiếp xúc, lấy bằng 30mm/1m chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc Hvltx = 30 x 1,5 = 45mm  Hcb: Tổn thất cục bộ, Hcb = 15 ÷20mm Chọn Hcb = 20mm 34 Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ  Hpp: Tổn thất qua ống phân phối, Hpp = 15mm p lực gió → H g = 45 + 20 + 15 = 80mm Công suất máy . Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CHƯƠNG III: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 3.1 T ÍNH CƠNG SUẤT TRẠM. Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 3.2 ĐỀ RA CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 3.2.1 Các thông số thiết kế Viện Vệ Sinh – Y Tế Công cộng đã kiêm