CÁC YẾU TỐ NH HƯỞNG ĐẾN SỰ LẮNG TRONG BỂ LẮNG NGANG

MỤC LỤC KẾ HOẠCH THỰC HIỆN GIẢI TRÌNH .5 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 1.1 SỰ LẮNG .7 1.2 BỂ LẮNG 1.2.1 Các loại bể lắng .7 1.2.2 Vị trí bể lắng xử lí nước 1.3 BỂ LẮNG NGANG 11 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO- HOẠT ĐỘNG BỂ LẮNG NGANG 12 2.1 CẤU TẠO 12 2.1.1 Các 12 2.1.2 Các phận cấu tạo chi tiết số loại bể lắng ngang 13 2.1.3 Đặc điểm cấu tạo chung 15 2.2 QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG CƠ BẢN CỦA BỂ 15 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỂ LẮNG NGANG 16 3.1 NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA THIẾT KẾ MỘT ĐƠN VỊ LẮNG .16 3.2 BỐN KHU VỰC CHÍNH BỂ LẮNG NGANG 17 3.2.1 Khu vực đầu vào 18 3.2.2 Khu vực lắng 19 3.2.3 Khu vực đầu 20 3.2.4 Khu vực thu-xả cặn .23 3.1 TIÊU CHUẨN, TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHO BỂ LẮNG NGANG 26 CHƯƠNG 4: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ LẮNG TRONG BỂ LẮNG NGANG 29 4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ XÁO TRỘN 29 4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ ỔN ĐỊNH .30 4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ XĨI MỊN 32 4.4 ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ KẾT BÔNG 33 CHƯƠNG 5: THỰC TIỄN 35 5.1 ỨNG DỤNG THỰC TẾ THIẾT KẾ BỂ LẮNG NGANG 35 5.1.1 Tính tốn kích thước bể 35 5.1.2 Thiết kế ngăn phân phối 36 5.1.3 Thiết kế ngăn thu nước 37 5.1.4 Thiết kế vùng xả cặn 38 5.1.5 Tính lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng: .40 5.1.6 Tính tốn máng thu cặn: 40 5.1.7 Kích thước xây dựng bể: 41 5.2 CÔNG TRÌNH THỰC TIỄN ĐANG ĐƯỢC ÁP DỤNG 42 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN .44 TÀI LIỆU THAM KHẢO .45 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 Hình Một số bể lắng phổ biến Hình Bể lắng dòng chảy ngang 11 Hình Bốn khu vực bể lắng ngang 12 Hình 5a Cấu tạo bể lắng ngang hình thơng thường 13 Hình 5b Cấu tạo bể lắng ngang với nhiều hố tập trung cặn 14 Hình 5c Cấu tạo bể lắng ngang kết hợp bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng 14 Hình 5d Cấu tạo chi tiết bể lắng ngang co hệ thống thu cặn khí 15 Hình 6.Sự khác biệt lắng rời rạc lắng kết bơng 16 Hình Hai loại cửa đầu vào bể lắng ngang .19 Hình 8.Khu vực đầu bể lắng ngang 20 Hình 9a Cấu trúc nước dạng máng tràn 21 Hình 9b Cấu trúc nước dạng ngón 22 Hình 10.(a)Máng xả có lỗvà (b)Ống xả có lỗ 24 Hình 11 Bể lắng ngang thu cặn biện pháp khí 26 Hình 12a Ảnh hưởng xáo trộn bể lắng ngang 30 Hình 12b Ảnh hưởng xáo trộn đến hiệu bể lắng 30 Hình 13a Dòng ngắn mạch gây gió 31 Hình 13b Dòng ngắn mạch .32 Hình 14 Xói đáy (Bottom scour) .33 Hình 15a Sự tạo .34 Hình 15b Nồng độ hạt tương đối 34 KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐẶT VẤN ĐỀ Tài nguyên nước thành phần chủ yếu môi trường sống, góp phần vào thành cơng 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 cơng trình phổ biến, sử dụng thiết kế sớm cơng trình lắng nước.Ở chun 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 ngồi, có chọn lọc thơng tin hay, mới, hiệu để dịch xây dựng chuyên đề Ngồi ra, nhóm còn tham khảo ý kiến giảng viên trao đổi thơng tin với nhóm có đề tài tương tự để hỗ trợ kiến thức trình thực Nơi dung ngiên cứu: Để hồn 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 ngồi (trong nước) cơng bố có liên quan Sàng lọc thơng 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, Kenneth D Kerri, University Interprises, Inc.; 6th Edition edition (2008) 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 bơng 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 khơng đáng kể, ví dụ trường hợp hạt cát Trong trình hạt cặn ln trì tính đồng nhất, khơng 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 bơng hạt tương tác với nhau, tạo bơng 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 khơng tan hữu (ở trạng thái chìm mặt nước), người ta dung phương pháp lắng Cơng trình thực q 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 vng 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 vng 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 bơng (1) Bể lắng hình chữ nhật chứa mơ-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 q trình làm mềm vơi xút, thành phần chất rắn tiếp xúc theo dòng lên (còn gọi bể lắng phản ứng bể lắng lớp bơng 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 khơng 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 khơng khuyến khích khơng 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 q trình lắng trầm tích sau đơng tụ/kết bơng trước q trình lọc Đây loại lắng trầm tích đòi hỏi phải bổ sung hóa chất (trong đơng tụ/kết bơng) 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 q 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 khơng có đơng tụ/kết bơng, lắng đơn giản loại bỏ hạt thô dễ lắng khỏi nước mà khơng có bổ sung hóa chất Loại lắng thường diễn hồ chứa, lưu vực sạn, đập vụn, giai đoạn đầu vào q trình xử lý Trong lắng sau đơng 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 đơng tụ cần thiết để xử lý nước.Ngồi ra, tiền lắng hữu ích nước thô vào nhà máy từ hồ chứa thường có chất lượng nước đồng mà khơng lưu vực nước có Phần còn 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 bơng cặn (hình ) [5] Hồ chứa Fe (III) Sự tạo cặn Sự loại bỏ bơng cặn Bằng lắng đọng trầm tích Xử lý ozon Q trình lọc Lọc than hoạt tính Cl2/Cl2O2 Hồ chứa nước Hình Sơ đờ q trình thực xử lý nước mặt.[5] 10 Trong hình 6b hiệu suất lắng dòng chảy rối miêu tả dựa vào hàm vs/vso vs/vo Trong thực tế xáo trộn luôn xảy nhìn chung xảy kết bơng 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( xốy ) 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] 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 31 Cp