Đề tài bể lắng ngang

MỤC LỤC DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: Các bể lắng đặc trưng sử dụng xử lý nước Bảng 2.Tải lượng tràn qua vách ngăn điển hình Bảng Tiêu chuẩn thiết kế điển hình cho bể lắng ngang hình chữ nhật Bảng Nồng độ hạt tương đối từ thí nghiệm lắng DANH SÁCH HÌNH KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐẶT VẤN ĐỀ Tài nguyên nước thành phần chủ yếu môi trường sống, góp phần vào thành công chiến lược phát triển kinh tế - xã hội.Hiện nay, nguồn tài nguyên thiên nhiên quý quan trọng phải đối mặt với nguy ô nhiễm cạn kiệt.Nguy thiếu nước, đặc biệt nước nước hiểm họa lớn tồn vong người toàn sống trái đất.Chính để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho người dân việc xử lí nước cấp quan trọng, để đảm bảo chất lượng Y Tế Việt Nam quy định Hiện có nhiều phương pháp xử lí nước, bên cạnh số phương pháp đại tuyển nổi, phương pháp màng phương pháp truyền thống lắng, lọc áp dụng rộng rãi cho nhà máy xử lí nước đạt hiệu cao Trong lắng khâu quan trọng dây chuyền công nghệ xử lý nước, giai đoạn làm sơ trước đưa vào bể lọc để hoàn thành trình làm nước.Và bể lắng ngang công trình phổ biến, sử dụng thiết kế sớm công trình lắng nước.Ở chuyên đề nhóm tập trung tìm hiểu bể lắng ngag hình chữ nhật MỤC TIÊU Mục tiêu đề tài giới thiệu bể lắng ngang, cấu tạo, nguyên tắc vận hành, thiết kế, yếu tố ảnh hưởng đến trình vận hành, ứng dụng thực tiễn bể NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu: tìm kiếm, tham khảo sách, tài liệu nước ngoài, có chọn lọc thông tin hay, mới, hiệu để dịch xây dựng chuyên đề Ngoài ra, nhóm tham khảo ý kiến giảng viên trao đổi thông tin với nhóm có đề tài tương tự để hỗ trợ kiến thức trình thực Nôi dung ngiên cứu: Để hoàn thành chuyên đề, nhóm phải thực hiện: • Dịch tài liệu tham khảo chính, đọc hiểu nội dung • Hình thành ý tưởng dàn bài, cân nhắc nội dụng cần thiết cho chuyên đề • Tìm kiếm tài liệu, sách nước (trong nước) công bố có liên quan Sàng lọc thông tin phù hợp có tính lạ • Tham khảo tài liệu tiếng Việt giảng viên để nắm thông tin • Chỉnh sửa làm GIẢI TRÌNH [1] Water and wastewater engineering , Design Principles and Practice, Mackenzie L Davis, Ph.D., P.E., BCEE, Michigan State University Dòng 1-5 trang 385 Dịch hết phần “10-4 SEDIMENTATION BASIN DESIGN” trang 408  [2] Handbook of water and wastewater treatment technologies, Nicholas P.Cheremisinoff, Ph.D N&P Limited, Boston Oxford Auckland Johannesburg Melbourne New Delhi Dịch khung trang 316, bên trái  [3] Macquarie Matrix: Vol.2.2, December 2012, Sedimentation tank design for rural communities in the hilly regions of Nepal, E Wisniewski, Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Melbourne School of Engineering, The University of Melbourne Dịch hết phần “Fundamental Design Principles of Sedimentation Units” Trang 163,164  [4] Operation of Water Treatment Plants Volume I, University Interprises, Inc.; 6th Edition edition (2008) Kenneth D Kerri, Dòng 1-13 trang 403 Dịch lesson 14: Sedimentation and Flotation, phần Location in the Treatment Process: Vị trí bể lắng xử lí nước Dịch hết phần “Zones” trang 2 [5] Water treatment, sedimation Dòng 14-24 trang 53 Dịch hết phần Inflences on settling in a horizontal flow tank trang 58 cột 2 [6] Sedimentation, Monreo L Weber shirk School of Civil and environmental engineering , Cornell university Dịch slile 12, 13, 14, [7] Primary treatment, report of plant tour at S 649 Shaffner Road Wheaton, IL 60187, Phone: 630-668-1515, Fax : 630-668-5536, Wheaton Sanitary District (web: http://www.wsd.dst.il.us ) Dịch trang PLAN TOUR [8] Simple Methods for the Treatment of Drinking Water, Grabriele Heber, GTZ; 1985 Dịch phần 3.3.2: 3.3.2 Simple Settling Basins dòng 2-6  CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 1.1 SỰ LẮNG Lắng khâu quan trọng dây chuyền công nghệ xử lý nước ( trình xử lý mà hạt lơ lửng cặn, cát đất sét tách từ nước, làm sơ trước đưa vào bể lọc để hoàn thành trình làm nước) Nước cần xử lý đưa vào bể giữ lại suốt trình làm việc.Nhờ diện tích tiết diện bể lớn, tốc độ dòng chảy nhỏ mà trình xảy bể gần trạng thái tĩnh.Dưới tác dụng lực trọng trường, hạt cặn có khối lượng riêng lớn khối lượng nước bao quanh tự lắng xuống [1] Khi xét đến khả liên kết hạt nước, người ta phân chia trình lắng tự theo hai loại: lắng tự hạt không liên kết lắng tự hạt có khả liên kết với Lắng tự hạt riêng lẻ (không liên kết) xảy khả liên kết tự nhiên hạt không đáng kể, ví dụ trường hợp hạt cát Trong trình hạt cặn trì tính đồng nhất, không thay đổi kích thước, không thay đổi khối lượng riêng tốc độ lắng chúng xem không đổi Ngược lại, trình lắng kèm theo trình keo tụ tạo hạt tương tác với nhau, tạo keo kích thước trọng lượng chúng thay đổi ( tăng lên), vận tốc lắng mà thay đổi (nhanh hớn) [1] 1.2 BỂ LẮNG Để giữ lại chất không tan hữu (ở trạng thái chìm mặt nước), người ta dung phương pháp lắng Công trình thực trình lắng gọi bể lắng 1.2.1 Các loại bể lắng Có nhiều loại bể lắng khác - theo hình dạng chúng có hình dạng chữ nhật, hình vuông tròn; - theo cách đưa nước vào chúng loại liên tục gián đoạn; - theo hướng dòng chảy, có loại nằm ngang thẳng đứng Trong có số bể lắng phổ biến : bể lắng hình chữ nhật, bể lắng hình chữ nhật hai tầng , bể lắng hình vuông tròn với dòng chảy đứng, bể lắng chất rắn tiếp xúc (còn gọi bể lắng lamen) [4] Hình Một số bể lắng phổ biến.[4] Các bể lắng đặc trưng sử dụng xử lý nước liệt kê bảng Trong số bể liệt kê, thứ tự ưu tiên lựa chọn lắng cặn keo tụ/tạo (1) Bể lắng hình chữ nhật chứa mô-đun có tỷ lệ cao, (2) Bể hình chữ nhật dài (3) Bể lắng tốc đôc cao (còn gọi bể lắng cát sàn) Đối với trình làm mềm vôi xút, thành phần chất rắn tiếp xúc theo dòng lên (còn gọi bể lắng phản ứng bể lắng lớp bùn) ưu tiên lựa chọn Bể lắng dòng lên, bể lắng chất rắn tiếp xúc bể độc quyền có kích thước thiết kế thiết lập từ trước nhà sản xuất thiết bị Chúng không ưu tiên lựa chọn lí sau: (1) nhiệt độ dao động nhỏ mức 0,50C gây dòng chảy mật độ cao ngắn mạch (2) có tổn thất nhanh hiệu thủy lực chất rắn tải Tuy nhiên có trường hợp chúng thích hợp.Những điều thảo luận chi tiết Kawamura (2000) Dòng chảy ngang với ống dẫn trung tâm, ống dẫn ngoại vi, bể lắng dòng lên không khuyến khích không ổn định thủy lực chúng (Kawamura, 2000) [1] Bảng 1: Các bể lắng đặc trưng sử dụng xử lý nước [1] Tên Hình dạng nhận xét Bễ lắng ngang Bể dài hình chữ nhật Nguồn cấp trung tâm Hình tròn, dòng chảy ngang Nguồn cấp ngoại vi Hình tròn, dòng chảy ngang Bể lắng đứng Độc quyền Dòng chảy đứng, bễ lắng chất rắn tiếp xúc Tuần hoàn bùn vớ lớp phủ bùn, độc quyền Bễ lắng modun tỉ lệ cao Hình chữ nhật, có song song ống, độc quyền Bổ sung cát nhỏ, độc Bể lắng cát (Nguồn từ Kawamura, 2000) 1.2.2 Vị trí bể lắng xử lí nước Các hình thức phổ biến trình lắng trầm tích sau đông tụ/kết trước trình lọc Đây loại lắng trầm tích đòi hỏi phải bổ sung hóa chất (trong đông tụ/kết bông) để loại bỏ cặn bẩn nước Lắng giai đoạn xử lý loại bỏ 90% hạt lơ lửng nước, có vi khuẩn Mục đích lắng để làm giảm nồng độ hạt lơ lửng nước nhằm giảm tải xử lý cho trình lọc.Có hai giai đoạn lắng trình xử lý nước Lắng trình tiền xử lý gọi tiền lắng (presedimentation) Tiền lắng gọi lắng trầm tích đơn giản trình phụ thuộc vào trọng lực hạt lơ lững nước Nếu đông tụ/kết bông, lắng đơn giản loại bỏ hạt thô dễ lắng khỏi nước mà bổ sung hóa chất Loại lắng thường diễn hồ chứa, lưu vực sạn, đập vụn, giai đoạn đầu vào trình xử lý Trong lắng sau đông tụ/kết để loại bỏ hầu hết hạt lơ lửng nước trước nước đến trình lọc, tiền lắng loại bỏ hầu hết trầm tích nước giai đoạn tiền xử lý.Vì vậy, tiền lắng giảm tải việc xử lý giai đoạn đông tụ/kết bể lắng, giảm lượng hóa chất đông tụ cần thiết để xử lý nước.Ngoài ra, tiền lắng hữu ích nước thô vào nhà máy từ hồ chứa thường có chất lượng nước đồng mà không lưu vực nước có Phần lại quan tâm tới lắng sau đông tụ/kết Chúng ta xem xét loại bể trầm tích phận bể lắng điển hình, cụ thể bể lắng dòng chảy ngang có hình dạng chữ nhật [4] Lắng thường sử dụng xử lý nước mặt để tránh tắc nghẽn nhanh lọc cát sau keo tụ hình thành cặn (hình ) [5] Hồ chứa Fe (III) Sự tạo cặn Sự loại bỏ cặn Bằng lắng đọng trầm tích Xử lý ozon Quá trình lọc Lọc than hoạt tính Cl2/Cl2O2 Hồ chứa nước Hình Sơ đồ trình thực xử lý nước mặt.[5] 1.3 BỂ LẮNG NGANG Bể lắng ngang loại có thiết kế đơn giản nhất, cho phép nước chảy ngang qua bể lắng dài Đây loại bể thường tìm thấy nhà máy xử lý nước quy mô lớn.Bể lắng hình chữ nhật có nhiều lợi khả dự báo, chi phí hiệu quả, bảo trì thấp.Ngoài ra, bể lắng hình chữ nhật có khả ngắn dòng, đặc biệt chiều dài hai lần chiều rộng.Một bất lợi bể hình chữ nhật đòi hỏi diện tích đất lớn [4] Ưu điểm: o Dễ thiết kế, xây dựng vận hành o Áp dụn cho lưu lượng lớn ( > 15.000 m3/ngày)  Khuyết điểm: o Thời dan lưu dài o Chiếm mặt chi phí cao  Ứng dụng: thường áp dụng xử lí nước cấp      Hình Bể lắng dòng chảy ngang.[5] Nước bể lắng dòng chảy ngang ( hình 2) phân bố diện tích mặt cắt ngang bể lắng khu vực đầu vào Sự ổn định (không biến động) dòng chảy khu vực lắng ảnh hưởng nhiều đến lắng chất huyền phù khu vực lắng Bùn tích lại đáy liên tục thải bỏ Trong vùng cửa ra, bùn đặc bị lắng phải ngăn chặn từ việc lắng lại rửa với nước thải.[5] CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO- HOẠT ĐỘNG BỂ LẮNG NGANG 2.1 CẤU TẠO 2.1.1 Các Các bể lắng ngang xây dựng mặt đất với việc xây kín, bê tông bê tông cốt thép Ngoài ra, bể xấy đất sử dụng với tường thẳng hay nghiệng kín nước theo chiều dọc bên dốc Cấu tạo bể lắng ngang bao gồm bốn phận Mỗ khu vực có hoạt động đặc trưng riêng: 1.Khu đầu vào (Inlet zone) : Trong khu vực này, nước dẫn vào bể với dòng chảy ổn định xáo trộn thấtp toàn mặt cắt ngang bể Khu vực lắng (Settling zone) : Một phần bể nơi xảy trình lắng đọng trầm tích Khu đầu (Outlet zone) : Chậm thống hòa-off nước làm rõ từ vùng giải Sự phát triển bên dòng chảy không làm phiền prozess giải Khu vực chứa bùn( Sludge zone): Nơi thu thập , tập trung bùn Nếu bùn để bùn tự trượt xuống khu thu bùn này, sàn bể nên có độ dốc 45º Việc hút bùn (cặn) xảy ống hút bùn (8) Hình Bốn khu vực bể lắng ngang 10 Re = Trong hình 6b hiệu suất lắng dòng chảy rối miêu tả dựa vào hàm v s/vso vs/vo Trong thực tế xáo trộn luôn xảy nhìn chung xảy kết chất lắng Sự xáo trộn làm tăng tần số va chạm tự nhiên hạt tăng kết 4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ ỔN ĐỊNH Dòng gọi ổn định không xảy ngắn mạch Hình 13a ví dụ ngắn mạch gây gió Gió tạo vùng chết( xoáy ) góc bể Tại góc nước chảy theo hướng ngược lại với chiều dòng chảy bể Hình 13a Dòng ngắn mạch gây gió Người ta cho hạt phân bố rút từ dòng chảy vùng trầm tích đạt Mỗi hạt nằm lưu vực thời gian cố định di chuyển từ vị trí khu vực lối vào, nơi mà xâm nhập vàolưu vực hướng tới vùng trầm tích, theo đường thẳng Độ dốc đường phụ thuộc vào tốc độ lắng vận tốc dòng chảy s0 trầm tích[7] 29 Sự ổn định dòng chảy đặc trưng thông số cp: cp = Thay vo R vào ta được: cp = Cp >1.10-5 dòng chảy ổn định Cp [...]... một số loại bể lắng ngang Hình 5a Cấu tạo của bể lắng ngang hình thông thường (1) Mương dẫn nước thải vào bể (2) Máng phân phối nước (3) Tấm chắn (4) Máng thu nước sau lắng (5) Máng thu và xả chất nổi (6) Mương dẫn nước thải ra khỏi bể (7) Hố thu cặn (8) Ống thu cặn 11 Hình 5b Cấu tạo bể lắng ngang với nhiều hố tập trung cặn (1) Mương dẫn nước thải vào bể (5) Mương dẫn nước thải ra khỏi bể (2) Máng... nước sau lắng Hình 5c Cấu tạo bể lắng ngang kết hợp bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng (1) Ngăc tách khí (4) ống phân phối nước vào (2) Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng (5) Máng thu nước bề mặt (3) Bể lắng ngang (Hình 4a) (6) Ống xả cặn 12 Hình 5d Cấu tạo chi tiết bể lắng ngang co hệ thống thu cặn cơ khí.[1] 2.1.3 Đặc điểm cấu tạo chung - Chiều sâu công tác của bể có thể từ 2 - 3,5 m - Chiều dài bể tối thiểu... chảy ra khỏi bể lắng. Như khu vực đầu vào, khu vực đầu ra được thiết kế để tránh sự cố ngắn dòng trong bể. Ngoài ra, một cửa ra tốt sẽ đảm bảo rằng chỉ có nước được lắng rời khỏi bể và đi vào bể lọc.Cửa ra cũng có thể được sử dụng để kiểm soát mức độ nước trong bể Hình 8.Khu vực đầu ra của bể lắng ngang. [1] 18 3.2.3.2 Yêu cầu thiết kế Cửa ra được thiết kế để đảm bảo rằng nước chảy ra khỏi bể lắng có tối... khoảng 600 (Willi s, 2005) [1] Hình 11 Bể lắng ngang thu cặn bằng biện pháp cơ khí 3.1 TIÊU CHUẨN, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO BỂ LẮNG NGANG [6] • Vận tốc ngang Vh = Q/A   Q: lưu lượng dòng chảy A= W.H 24 • Vận tốc theo chiều dọc Vc tốc độ lắng của cặn trong vùng lắng Vc = H/θ Tầm quan trọng của Diện tích bề mặt bể: Thời gian lưu nước trong bể   = W.H.L = thể tích bể As: diện tích mặt đỉnh của thùng Vc... SỰ LẮNG TRONG BỂ LẮNG NGANG [5] Trong thực tế dòng chảy lí tưởng không tồn tại và hiệu quả lắng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố : • • • • Sự xáo trộn của dòng chảy Tính không ổn định của dòng chảy Sự xói lở giữa dòng Sự kết bông 4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ XÁO TRỘN Hình 12a Ảnh hưởng của sự xáo trộn trong bể lắng ngang 27 Hình 12b Ảnh hưởng của sự xáo trộn đến hiệu quả của bể lắng Trong sự chảy tầng trong bể lắng. .. trêncho thấy tốc độ lắng cặn ( hay hiệu quá lắng) phụ thuộc vào diên tích bề mặt của bể Các tiếu chuẩn thiết kế bể lắng ngang Không xói của các chất lắng Sự chuyển động chậm của hệ thống thu gom Q /As phải nhỏ (để nắm giữ được lại các hạt cặn nhỏ) 25 Vc từ 20 đến 60 m /ngày Thời gian lưu nước từ 1,5 đến 3 giờ Không phá vỡ bông cặn ở đầu vào Bảng 3 Tiêu chuẩn thiết kế điển hình cho bể lắng ngang hình chữ... cách tách riêng việc lắng thành hai loại (Hình ): sự lắng rời rạc và sự lắng kết bông Sự khác biệt hiển thị sơ đồ giữa sự lắng rời rạc và sự lắng kết bông Hình 6.Sự khác biệt giữa sự lắng rời rạc và sự lắng kết bông.[9] Sự lắng rời rạc xảy ra trong các hệ thống có nồng độ hạt nhỏ, nơi tập hợp hạt là không đáng kể và sự lắng xảy ra bởi các lực tự nhiên (lực trọng trường ) Trong sự lắng rời rạc,tốc độ... ỨNG DỤNG THỰC TẾ THIẾT KẾ BỂ LẮNG NGANG 5.1.1 Tính toán kích thước bể Với lưu lượng nước vào bể à Q= 2000 m 3/ngày.đêm = 83,333 m3/ h =0,02315 m3/s Theo tài liệu tham khảo “tính toán thiết kế các công trình trong hệ thống cấp nước sạch “ của TS Trịnh Xuân Lai trang 153 cho rằng khi tính tính toán bể lắng mà cặn không keo tụ thì chọn công thức của Liên Xô trước đây Diện tích bể lắng tính theo công thức... soát tốc độ của nước khi nó đi vào bể. Ngoài ra, các thiết bị khác ngay khu vực đầu nhằm để giảm bớt dòng chảy rối của nước vào bể làm cho dòng chảy ổn định hơn, phục vụ cho việc lắng thêm hiệu quả 3.2.1.2 Yêu cầu thiết kế Dòng chảy vào trong một bể lắng phải được phân bố đều trên chiều rộng của bể để ngăn chặn sự ngắn dòng Ngắn dòng là một vấn đề, trong đó nước đi qua bể theo dòng chảy bình thường đến... bố đều trên tường Các lỗ thoát nước thấp nhất nên khoảng 0,6m phía trên sàn của bể (Willis, 2005).[1] Có hai loại cửa đầu vào được hiển thị dưới đây Thứ nhất là vách ngăn có lỗ (Stilling Wall), kéo dài toàn bộ thiết diện bể từ trên xuống dưới và từ bên này sang bên kia Nước qua đầu vào và tiến vào vùng lắng của bể lắng qua các lỗ cách đều nhau trên vách ngăn 16 Hình 7 Hai loại cửa đầu vào của bể lắng ... nằm ngang thẳng đứng Trong có số bể lắng phổ biến : bể lắng hình chữ nhật, bể lắng hình chữ nhật hai tầng , bể lắng hình vuông tròn với dòng chảy đứng, bể lắng chất rắn tiếp xúc (còn gọi bể lắng. .. nước.Và bể lắng ngang công trình phổ biến, sử dụng thiết kế sớm công trình lắng nước.Ở chuyên đề nhóm tập trung tìm hiểu bể lắng ngag hình chữ nhật MỤC TIÊU Mục tiêu đề tài giới thiệu bể lắng ngang, ... [1] 1.2 BỂ LẮNG Để giữ lại chất không tan hữu (ở trạng thái chìm mặt nước), người ta dung phương pháp lắng Công trình thực trình lắng gọi bể lắng 1.2.1 Các loại bể lắng Có nhiều loại bể lắng khác