Tiểu luận thiết kế trạm bơm nước thải

- - Tiểu luận Thiết kế trạm bơm nước thải -1- LỜI NÓI ĐẦU Ngày trước phát triển ngành công nghiệp,sự tăng nhanh dân số Dẫn đến nhu cầu dùng nước cho công nghiệp sinh hoạt người tăng nhanh,nếu đã có nhu cầu sử dụng nước thi cũng có nhu cầu thải nước.bên cạnh đó lượng nước thải môi trường lớn Với hàm lượng chất ô nhiễm cao,lượng chất thải đã gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường sức khỏe người Hệ thống thoát nước hệ thống kĩ thuật thiếu khu dân cư khu công nghiệp.Nó làm nhiệm vụ thu,vận chuyển,xử lý xả nguồn tiếp nhận lượng nươc đã sư dụng.Trạm bơm công trình quan trọng hệ thống thoát nước Vì thiết kế trạm bơm nước thải quy trình quan trọng thiếu hệ thống xử lý nước thải.Trạm bơm nước thải có chức tính chất làm việc khác hẳn so voi trạm bơm cấp nước TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1.Cơng trình thu nước –trạm bơm cấp nước(Lê Dung) 2.Thủy lực cấp nước nơng nghiệp (TS.Hoang Đức Liêm –TS.Nguyễn Thanh nam) 3.Sổ tay máy bơm(Ths.Lê Dung) 4.Máy bơm trạm bơm 5.Bảng tra thủy lực Đây thuyết trình đồ án trình độ hiểu biết có hạn nên không tránh khỏi nhiều sai sót,em mong góp ý thầy để những đồ án sau em làm tốt Chân thành cảm ơn thầy đã giúp em hồn thành đồ án -2- 2.1 SỚ LIỆU THIẾT KẾ BAN ĐẦU: 2.1.1 thống kê lưu lượng:    Cho lưu lượng Qngđ=180 000(m3/ngđ) Hệ số không điều hòa K= 1.3 L/m=245  h 12m Trạm bơm chạy với lưu lượng 4.76%Qngđ 17 từ 5h đến 22h 7h còn lại bơm chạy với lưu lượng 2,8% 2.1.2 Tính toán thiết kế: Có thể chọn trường hợp bơm làm việc theo chế độ bậc thang vì lượng nước chế độ dùng nước không đều hòa nên lượng nước thải cũng khơng đều hòa -3- 2.2.THỚNG KÊ CHẾ ĐỘ DÙNG NƯỚC ngày Lưu lượng Lưu lượng nước thải nước bơm % ngđ % ngđ K=1.3 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 3.2 3.1 3.2 3.2 3.2 3.4 3.8 4.6 5.4 4.8 4.8 4.5 4.4 4.4 4.6 4.4 4.3 4.4 4.5 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 4.76 4.76 4.76 4.76 4.76 4.76 4.76 4.76 4.76 4.76 4.76 4.76 4.76 4.76 4.76 Dung tích bể chứa lượng nước vào% 0.4 0.3 0.4 0.4 0.4 0.64 0.24 0.04 0.04 lượng nước Còn lại bể chứa % % 2.86 3.16 3.56 3.96 4.36 1.36 0.96 2.04 0.16 1.88 2.52 2.76 2.8 2.84 0.26 2.58 0.36 2.22 0.36 1.86 0.16 1.7 0.36 1.34 0.46 0.88 0.36 0.52 0.26 0.26 -4- số máy bơm làm việc 2 2 4 4 4 4 4 4 4 20-21 21-22 22-23 23-24 Tổng 4.5 4.8 3.8 3.7 100% 4.76 4.76 2.8 2.28 100% 0.26 0.04 1.42 5.32% 0.04 1.04 2.46 4 2 5.32% 3.1Chọn đường kính ống Ta có Qo=180000m3 /ngđ với k=1,3,l=245(m)và h 12(m) Qmax = 180000 4,76 8586(m / h) 2380(l / s ) 100 Ta chọn máy bơm(gồm có bơm cơng tác máy bơm dự phòng ) chạy theo bậc : Bậc ;chạy bơm Bậc chạy bơm Hiện có máy bơm công tác máy bơm dự phòng Bốn máy bơm hoạt động dồng thời lưu lượng bơm Qmax  700(l/s) Q1 bơm = 0,85 Dùng bảng thủy lực ta có  Đường ống đẩy D d =700mm V=1.79(m/s) 1000i=5.38  i 5.38 10   Đường ống hút ống đẩy bậc nên ta có D h =800mm V=1.38m/s 1000i=2.7  i 2.7 10  3.2TÍNH TOÁN CỘT AÙP : -5- H b  H đ  H h  H g  H đc + H đ : Tồn thất đường ống đẩy + H h : :Tổn thất đường ống hút + H g : Tổn thất áp lực đường ống góp + H đc :Tổn thất áp lực đường ống đẩy chung SƠ ĐỒ TĨNH -6- 3.2.1> Tổn thất đường ống đẩy : Hd  H  H  H d cb a) d cd Hđ d dh d Toån thất cục : H cb + Miệng máy bơm : Vmr  h mr   �v mr 2.g Q1bom 0.7  2.477(m / s )  d mr  0.6 d mr : :đường lính miêng máy bơm,nhỏ đường kính ống hút bâc Vmr2 2.477 hmr   0.15  0.05( m) 2g 9.81   0.0183 + Tổn thất qua côn :  = 100 (V  V2 ) ( 2.477  1.79) hcôn   0.183  4.4 10  (m) 2g 9.81 + Tổn thất qua van chieàu :   1,7 V2 1.79 hv1c   đ 1.7  0.278(m) 2g 9.81 + Toån thất qua van chiều :   Vđ2 1.79 hv c   1  0.1633(m) 2g 9.81 Tổn thất cục : H cbđ hmr  hcôn  hv1c  hv c 0.05  4.4 10   0.278  0.1633 0.4957(m) 3.2.2/ Tổn thất theo chiều dài ống: Lđ = 10 m 1000i = 5.38 H cdđ i L 5.38 10  10 0,0538(m) -7- đ 3.2.3/ Chiều cao ống đẩy đòa hình : H đh = 12m � Tổng tổn thất áp lực qua ống đẩy : đ H đ  H cbđ  H cdđ  H đh 0.4957  0.0538  12 12.5495(m) 3.3> Tổn thất áp lực qua ống hút : b H b  H cbb  H đh  H cdb b +) H cd : Tổn thất dọc đường ống hút b +) H cb : Tổn thất cục qua ống hút b +) H đh : Chiều cao ống hút đòa hình h 3.3.1/ Tổn thất cục qua ống hút : H cb +) Tổn thất qua phễu : Ta coù : D phêu 1.5 Dh 1.5 1000 1500mm 1.5m V phêu  Qb 0.7  0.4(m / s )  D phêu  1.5 (V  Vh ) (0.4  1.38)   0.15  hPhêu   Phêu 0.15  7.34 10  (m) 2g 9.81 +) Tổn thất qua Crespin:   5,5 V2 1.38 hC   h 5.5  0.534(m) 2g 9.81 +) Toån thất qua van chiều :  1 V2 1.38 hv c   h 1  0.097( m) 2g 9.81 +) Tổn thất qua côn lệch :   9.70 �   0.125 D1  Dh 800mm  V1 1.38m / s Qb 0.7 D2  Dmr 700mm  V2 Vmr 4  4  1.82(m / s )  Dmr  0.7 (V1  V2 ) (1.38  1.82) hcl   0.125  9.87 10  (m) 2g 9.81  90 +) Tổn thất qua co 900 :  k  0.5  0.5 90 90 -8- V2 1.38 hco   h 0.5  0.05(m) 2g 9.81 +) Tổn thất qua miệng vaò máy bơm :   0,15 V2 1.38 hmv   h 0.15  0.015(m) 2g 9.81 � Tổng tổn thất cục đường ống huùt : H cbh h phêu  hC  hv c  hcl  hco  hmv � H cbh 7.34 10   0.534  0.097  9.87 10   0.05  0.015 0.71321(m) b 3.3.2) Chiều cao ống hút đòa hình : H dh 0 Vì máy bơm đặt thấp MNTN 3.3.3) Tổn thất dọc đường đường ống hút : + Lh 8m + 1000i=2.7 h H cd i Lh 2.7 10  8 0.0216(m) s � Tổn thất áp lực ống hút đh H h  H h  H cbh  H cdh 0  0.71321  0.0216 0.73481(m) 3.4) Tổn thất áp lực đường ống goùp : Khoảng cách từ bơm đến trạm xử lí xa nên đường ống đẩy ta dùng ống góp chung để giảm tổn thất đường ống giảm chi phí thi công,quản lí Đường ống góp chung phải đủ lớn để bơm đồng thời làm việc Q gop 2380(l / s ) Vận tốc nước ống đẩy khoảng 1.5 2.5m/s Với Q gop 2380(l / s ) 2.380(m / s ) ,: Tra bảng thủy lực ta có V g =1.55m/s(với D g =1400mm) Tra bảng thủy lực ta co 1000i = 1.65 3.4.1) Tổn thất đường ống góp : + H cbg : Tồn thấtcục ống góp + H cdg Tổn thất dọc đường ống góp H g  H cbg  H cdg g Tổn thất cục bộ: hcb Tổn thaát qua co 900 V g2  90 ta coù : V gop 1.55m / s ,  k  0.5  0.5 hco900   2g 90 90 -9- (1.55) 0.06(m) 9.81 2 0.06 0.12(m) Trong : hco 90 0.5   hco 900 2hco 900 3.4.2) Tổn thất qua tê :Khi xuất trường hợp xấu , máýy lại hoạt động Gọi Q1 ,Q2, lưu lượng 2máy lại: Q1 Q     0.75 + Tại vò trí máy 2: ta coù : Q2 2Q1 V g2 V g2 (1.55)  htê     (0.75)  0.092(m) 2g 2g 9.81 � Tổn thất cục ống góp : H cbg  hco900   htê 0.12  0.092 0.212(m) 3.4.3) Tổn thất dọc đường ống góp : L gop 40m � H cdg i Lgop 1.65 10  40 0.066(m) � Vaäy tổn thất đường ống góp là: H g  H cbg  H cdg 0.212  0.066 0.278(m) 3.5) Tổn thất áp lực ống đẩy chung : + Chọn hai ống đẩy chung : Q 2380 Qdc  max  1190 (l / s) 2 Khi ta coù : Ddc 1000mm Vdc 1.49(m / s ) 1000i 2.36 Quá trình vận hành ống sảy cố ống thứ phải tải 75% Qmax 75 2380 Qdc 75% Qmax  1785(l / s ) 100 Vận tốc lúc đó: Qdc 1.785  2.274(m / s ) � V2   d dc2 3.14 12 đc đc Ta coù : H đc hcb  hcd đc + hcb : Tổn thất cục ống đẩy chung đc + hcd : Tổn thất dọc đường ống đẩy chung 3.5.1) Tổn thất cục đường ống đẩy đc chung : H cb - 10 - + Tổn thất qua van hai chieàu : V2 1.49 H v 2c   dc 1  0.1132 ( m) 2g 9.81 +) Tổn thất qua côn :   100 �   0.183 (V gop  Vđc ) (1.55  1.49) h   0.183  3.4 10  (m) 2g 9.81 +) Tổn thất mieäng : Vđc2 1.49 dc � hmr   1  0.1132(m) 2g 9.81 � Tổn thất cục đc hvdc2 c  hcđdc  hmr 0.1132  3.4 10   0.1132 0.23(m) đc cd H cbdc đc 3.5.2) Tổn thất dọc đường ống ñaåy chung : H cd + Lđc 195m + i = 2.36 10  H cdđc i L 2.36 10  195 0.4602(m) � Vậy tổn thất áp lực đường ống đẩy chung : H dc  H cbđc  H cdđc 0.23  0.4602 0.6902(m) � Tổn thất cột áp hệ máy bơm: H b  H đ  H h  H g  H đc 12.5495  0.73481  0.278  0.6902 14.3(m) 3.6 TÍNH TOÁN BỂ THU: Theo bảng phân phối lưu lượng,lượng nước còn lại lớn bể là: 5.32 Dung tích bể lí thuyết: V = 5.32%Qngđ = 5.32% 180000=9576(m ) Dung tích bể thực tế phải lớn vì có trường hợp cặn lắng,hoặc trường hợp lượng nước thải tăng Chọn: chiều rộng bằng 2/3 chiều dài: o Chiều rộng: a = 40(m) o Chiều dài : b = 60(m) o Thành bảo vệ : 1.5 (m) - 11 - o Chiều cao lớp cặn lắng bể: 0.5 (m) o Chiều cao cua bể: h = + 1.5 + 0.5= (m) 3.7 TÍNH TOÁN SONG CHẮN RÁC : Chọn đường kính mỗi thép: d = 10 mm Khoảng cách giữa thanh: a = 16 mm Q Diện tích song chắn rác:   K1K2K3 v.n Chọn số cửa thu n = Lưu lượng công trình: Q = 8586m / h) = 2.380m /s Vận tốc nước chảy qua song chắn rác: v = 0.4 (m/s) (lưới chắn phẳng v = 0.4 0.8m/s nước thải bẩn,tự chảy nên chọn v nhỏ nhất.) a  d 16  10 K1= = =1.625: hệ số co hẹp thép a 16 K2=1.25:hệ số co hẹp rác bám vào K3=1.1 :hệ cố ảnh hưởng hình dạng song chắn Vậy diên tích công tác la: Q 2.380 1.625 1.25 1.1 :   K1K2K3 = = 6.65(m ) v.n 0.4 2  kích thước song chắn rác:  Dài : 4.6m  Rộng : 3.2m 3.8 PHỄU HÚT: D: đường kính miệng vào phễu  D=(1.3 1.5)d (d;đường kính ống hút) =>D = 1.5d =1.5m Miệng vào phễu hút đặt sâu mực nước thấp bể khoảng h1 thỏa mãn điều kiên: h1 1.5D (h1 0.5D) =>h1  2.25m Tránh cặn ở đáy miệng vào phễu hút phải đặt cao đáy bể khoảng h2 thỏa điều kiện: h2 1D (h2 0.5m) =>h2  1.5m Khoảng cách giữa hai phễu hút tối thiếu là(1.5 2D),=>tối thiểu là:2.25m Nếu mực nước bể cạn thì miệng phễu hàn chắn chống xoáy 3.9 NƯỚC VA: Trạm bơm nước thải bơm nước lên công trình xử lí cao.Khi đóng khóa hoặc dùng máy đột ngột thì xảy tượng nước va lưu lượng va vận tốc nước thay đổi đột ngột làm tăng áp suất nhanh Hiện tượng nước va nguy hiểm điều kiện làm việc bình thường cua máy bơm Áp lực nước va phụ thuộc cột áp công tác chiều cao địa hình Các giá trị cao thì áp lưc nước va lớn Nên thiết kế đường ống cho giảm tối thiểu độ dốc - 12 - Để ngăn ngừa nước va,khi tắt máy phải từ từ đóng khóa đường ống đẩy ( thời gian khoảng đến phút) để vận tốc ống giảm dần đến bằng 0m/s Van chiều ống đẩy nên đặt van đóng chậm Nên đặt thêm van giảm áp ống đẩy 3.11 CHỌN MÁY BƠM: + Lưu lượng : Qb 2525(m / h) =700(l/s) +Cột áp : H b 14.3(m) ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH MÁY BƠM Chọn máy bơm loại : ETA R 250-500 +n= 960 v/ph + Đường kính miệng vào : Dmv 300 + Đường kính miệng : Dmr 250 + Đường kính BXCT : Dbxct  + Trọng lượng : (kg) 98.14 N 0.87 + Hiệu suất :  = h  112 N  Q H 1000 0.7 14.3  98.14( KW ) + Công suất hữu ích : N h  102 102  Q H 1000 0.7 14.3  112 8( KW ) +Công suất trục : N  102  102 0.87 + Công suất động cơ: N đc  K N =1.05 112.8=118.44(KW) - 13 - Chương 4: QUẢN LÍ TRẠM BƠM NƯỚC THẢI Do làm việc với nước thải co nhiều cát ,cặn, rác,muối khống ăn mòn…nên bánh xe cơng tác chóng bi mài mòn làm cho lưu lượng va cột áp máy bơm giảm.Ngoài cặn bẩn bám vào bánh xe công tác đường ống làm tăng dộ nhám bề mặt,co hẹp dòng chảy làm giảm lưu lương hiệu suất máy bơm.Khi lưu lượng giảm tù 5-8% so với bình thường thì cần dừng máy kiểm tra,sửa chữa va lam bánh xe công tác,ống hút,ống đẩy Để tránh lắng cặn,thối rửa thì ít ngày rửa bể lần,nước rửa lấy từ hệ thống nước trạm Trong bể thu đặt cấu vớt rác,vận chuyển rác va nghiền rác.Ngoài có song chắn rác vớt rác thủ công phòng trương hợp thiết bị giới bí hỏng Máy bơm,sonh chắn rác,ống hút,ống đẩy,cơ cấu vớt rác,máy nghiền rác… cần kiểm tra thường xuyên va sửa chữa định kì 1-2 lần hàng năm CÁC SỰ CỐ THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC Sự cố Dự đoác nguyên nhân Đóng điện Đứt pha ở cuộn dây stato động bị gầm Đấu dây sai Biện pháp khắc phục Chữa động Đấu lại dây Bánh xe công tác bị cọ sát vào vỏ Điều chỉnh lại khe hở bơm Công suát Ổ bị mòn hoặc hỏng Thay ổ trục tiêu thụ tăng Nước bơm lên lẫn nhiều cát Đóng bớt khóa ống đẩy hoặc thao rửa giếng Mực nước động bị hạ Thả bơm xuống sâu Bánh xe công tác bị mòn Thay bánh xe công tác Lưới chắn rác bơm bị bít kín Tháo lưới rửa hoăc thay lưới Bơm bị giảm lưu lượng Ống lọc giếng bị bít - 14 - Thổi rửa giếng Ống đẩy bị hở Thay thế, sửa chữa Ống đẩy bị đóng cặn Tháo ống tẩy rửa Bánh xe công tác bị bám cặn Tẩy rửa Mực nước độnh hạ xuống, hở lưới Nước không chắn rác lên Lưới chắn rác bị bịt kín hoàn toàn Bánh xe công tác bị tháo lỏng Không đủ áp Vỡ ống đẩy lực Một vài bánh xe công tác bị tháo lỏng hoặc bị hỏng Bơm Bể hút bị cạn nước, chổ bơm hoặc làm việc đột phễu hút bị hở nhiên nước không lên Bánh xe công tác bị tháo lỏng Hạ bơm Cọ rửa hoặc thay lưới Tháo bơm sửa chữa Thay sửa chữa Kiểm tra sửa chữa Phải chờ cho đủ nước, thường xảy cần bố trí lại ống hút Kiểm tra, lắp lại AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG QUẢN LÝ TRẠM BƠM Trong quản lý trạm bơm an toàn lao động cũng vấn đề quan trọng đòi hỏi người vận hành phải chấp hành tuyệt đối Có đảm bảo cho người thiết bị, nâng cao độ tin cậy làm việc hiệu suất máy móc thiết bị Các an toàn về lao động đưa cụ thể cho phần bơm phần điện Trong trạm cần có hướng dẫn thao táckhi vận hành tổ máy lúc làm việc bình thường, lúc xảy cố, hướng dẫn sửa chữa quản lí thiết bị có trạm.trong hướng dẫn cần ghi rõ trình tự thực thao tác, quyền hạn trách nhiệm công nhân vận hành Trước mở máy cần phải: Kiểm tra lại phận việ, dầu mỡ bôi trơn, hệ thống dẫn nước bôi trơn hoặc làm nguội Kiểm tra động điện dây nối đất bảo vệ Mồi bơm Không vận hành bơm khơng có phận an tồn nhiệt kế áp kế, van giảm áp ở bơm cột áp cao… - 15 - Thường xuyên kiểm tra xiết chặt bulong đế, bulong ở đầu nối ống, khớp nối trục… Phải tắt máy thấy bơm làm việc bị rung, ồn hoặc có tiếng động bất thường, nước không lên, nhiệt độ ổ trục dầu bôi trơn cao mức cho phép Khớp nối trục cần có phận bao che Sau lắp ráp bơm hoặc đại tu bơm cũ phải thử nghiệm trước vào vận hành Trước thực việc vận chuyển, nâng hạ, thiết bị gian máy cần kiểm tra kỹ độ an toàn thiết bị nâng dây cáp Khi cẩu, vận chuyển thiết bị phải đảm bảo khoảng cách tối thiểu từ đáy vật nâng đến đỉnh vật cao còn lại tối thiểu 0.5m Tốc độ di chuyển theo phương ngang vật phải 15 m/phút Chương 5:KẾT LUẬN Trạm bơm nước thải có cấu tạo,chức tính chất làm việc khác hẳn so với trạm bơm cấp nước.Tuy vậy,trạm bơm nước thải hệ thống kĩ thuật thiếu khu dân cư khu công nghiêp vi tất yếu có nhu cầu sử dụng nước thì phải có nh cầu thải nước.Nếu lượng nước thải xả trực tiếp vào tự nhiên thì môi trường sẽ nào? Qua đó ta thấy tầm quan trọng cuả trạm bơm nước thải Đồ án em vận dụng hiểu biết số tài liêu,tuy nhiên không tránh khỏi nhiều sai sót,rất mong sư góp ý thầy - 16 - Mục lục Bài thuyết minh đồ án trạm bơm nước thải Chương Lời mở đầu……………………………………………trang Chương 2: số liệu thiết kế……………………………… 2.1 số liệu thiết kế ban đầu 2.1.1 Thống kê lưu lượng 2.1.2 Tính toán thiêt kê 2.2 Thống kê chế độ dùng nước Chương 3: tính toán kinh tế ……………………………… 3.1Chọn đường kính ống 3.2 Tính toán cột áp 3.3 Tổn thất áp lực đường ống hút 3.4 Tổn thất áp lực đường ống góp 3.5 Tổn thất áp lực đường ống đẩy chung 3.6 Tính toán bể thu 3.7 Tính toán song chắn rác 3.8 Phễu hút 3.9 Nước va 3.10 Chọn máy bơm Chương 4: Quản lí trạm bơm nước thải…………………….12 Các cố thường gặp cách khắc phục An toàn lao động quản lí trạm bơm Chương 5: Kết luận…………………………………………15 - 17 - ... lượng nươc đã sư dụng .Trạm bơm cơng trình quan trọng hệ thống nước Vì thiết kế trạm bơm nước thải quy trình quan trọng thiếu hệ thống xử lý nước thải .Trạm bơm nước thải có chức tính chất... vật phải 15 m/phút Chương 5:KẾT LUẬN Trạm bơm nước thải có cấu tạo,chức tính chất làm việc khác hẳn so với trạm bơm cấp nước. Tuy vậy ,trạm bơm nước thải hệ thống kĩ thuật thiếu khu dân cư... 3.8 Phễu hút 3.9 Nước va 3.10 Chọn máy bơm Chương 4: Quản lí trạm bơm nước thải ………………….12 Các cố thường gặp cách khắc phục An toàn lao động quản lí trạm bơm Chương 5: Kết luận ………………………………………15