- Tính kích thước bể: Thể tích bể điều hòa: m
3.2.4Bể lắng lamel kết hợp khuấy trộn
F= T vb ta Wt at vbtQ
3.2.4Bể lắng lamel kết hợp khuấy trộn
- Chọn các thông số cơ bản :
+ Tấm mỏng : Chọn loại tấm nhựa, có phần lượn sóng hình lục giác mỗi cạnh dài 30 mm, khi ghép các tấm lại với nhau thành khối sẽ tạo các hình ống. Với chiều cao h = 52 mm; d = 60 mm. Chiều dài mỗi tấm L = 1 m
+ Tiết diện ống : f= 52 × 30 + 52 × 15 = 2340 (mm2) = 0,00234(m2) + Chu vi : c = 6 × 30 = 180 (mm) + Chiều dài ống : Lô = 1m + Góc nghiêng : α = 60o + Vận tốc lắng : Uo = 0,45mm/s (bảng 6.9 -[2])
+ Chiều cao lăng trụ :
H = Lô × sinα = 0,867 (m) Theo đó ta có :
- Công suất nước đi vào bể lắng:
QL Q Trong đó:
QL : Công suất nước vào bể lắng
Q : Công suất thiết kế. Q = 36000 m3/ngđ. α : Hệ số dự phòng. Chọn α = 1,05
- Diện tích mặt bằng bể lắng:
Trong đó:
uo : Tốc độ lắng của hạt cặn; uo = 0,45mm/s = 4,5.10-4m/s h: Kích thước tiết diện ống lắng
H: Chiều cao khối trụ lắng α = 60o; cos α = 0,5
Vậy ta có F = 107,8 m2
- Chọn số bể lắng là 2 đơn nguyên; Diện tích bể là 53,9 m2; Chọn chiều rộng bề là B = 6 m. Với bể lắng lamel kết hợp khuấy trộn thì ngăn phân phối được kết hợp với máy trộn cơ khí trở thành 1 ngăn trộn cơ khí, nước sau khi lắng trong ngăn lắng thì được thu ngay chứ không cần đi qua ngăn thu cặn cuối bể.
- Chiều dài bể lắng : L 1 = 53,9 / 6 = 8,98 m. Làm tròn 9 m - Tốc độ uo thực tế của hạt cặn :
- Vận tốc nước chảy trong các ống lắng : - Bán kính thủy lực : Trong đó : - f : Tiết diện ống lắng - c : Chu vi ống lắng - Hệ số Reynold: Trong đó:
- vo : Vận tốc nước chảy trong ống lắng. - R : Bán kính thủy lực;
- v : Hệ số nhớt động học của nước. Lấy v = 1,31.10-6 Re =4,47 < 5 Nước trong ống lắng chảy ở chế độ chảy tầng.
- Chuẩn số Froude :
Dòng chảy trong ống lắng là ổn định - Chiều cao bể lắng :
+ Chiều cao phần nước trong trên các ống lắng : h1 = 1,2 m + Chiều cao đặt tấm lắng nghiêng : h2 = 0,9 m
+ Chiều cao không gian phân phối nước dưới các ống lắng nghiêng : h3 = 1,5 m - Xả cặn : Ta dùng phương pháp gạt cơ khí và xả cặn thủy lực. Thể tích vùng chứa cặn của bể là :
Trong đó :
T : Chu kỳ giữa hai lần xả cặn, lấy T = 8 (h).
Q: lưu lượng nước vào bể lắng (m3/h). Q = 36000(m3/ngđ)=
1500(m3/h). Cmax = 106,45 (mg/l). Đây là hàm lượng cặn của nước nguồn sau khi đã cho hoá chất vào.
m: Lượng cặn còn lại sau bể lắng. Lấy m = 10 (mg/l).
: Nồng độ trung bình của cặn khi được gạt về hố thu cặn. Với T = 8h ta lấy = 10000 (g/m3).
Wc = 57,87 (m3)
- Bố trí 2 chóp thu cặn mỗi bể, thể tích mỗi chóp là 57,87/2 = 28,935 m3. Kích thước đáy mỗi hình chóp là 3 x 3 m
- Chiều cao vùng chứa cặn : Hc = 28,935/9 = 3,215 (m) lấy tròn 3,3 m - Hố thu cặn có kích thước 3 x 3 x 3,3 m
Chiều cao xây dựng bể lắng : - Chiều cao bể :
HXD = h1 + h2 + h3 +Hc +HDT = 1 + 0,9 + 1,5 + 3,3 + 0,5 = 7,2 m Trong đó:
h1 : Chiều cao phần nước trong trên các khối tấm lắng lamella. h2 : Chiều cao khối tấm lắng lamella.
h3 : Chiều cao vùng lắng dưới các tấm lamella. Hc : Chiều cao vùng chứa cặn bể lắng
HDT : chiều cao dự trữ, lấy bằng 0,5 (m). Tính toán lưu lư ợng nước xả cặn bể lắng:
- Lượng nước dùng cho việc xả cặn 1 bể lắng tính bằng phần trăm lưu lượng nước xử lý, được xác định theo công thức :
Trong đó:
Wc: Thể tích vùng chứa và nén cặn. W c = 57,87 (m3).
KP: Hệ số pha loãng cặn. Gạt cặn bằng c ơ khí chọn Kp = 1,2. N: số lượng bể lắng. N = 2.
T: thời gian giữa 2 lần xả cặn (h). T= 8 (h).
q: Lưu lượng nước tính toán (m3/h). q = 1500 (m3/h).
- Vậy lưu lượng nước dùng cho việc xả cặn : VBLXC = 1,16% x 36000 = 417,6 m3 - Vậy lưu lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng trong 1 ngày đêm :
VBLXC = 417,6 x 24/8 = 1252,6 m3 - Chọn thời gian xả cặn của bể lắng t = 30 phút
- Lưu lượng 1 lần xả : Qxả = VBLXC/(2x30x60) = 0,116 (m3/s) - Đường kính ống xả cặn :
( Chọn vận tốc xả Vxả = 1,5m/s) Chọn Dxả = 220 (mm)
- Ngăn khuấy trộn cơ khí:
Chọn: Thời gian khuấy trộn t = 30s (t = 30-60s) Thể tích bể trộn cần:
Chọn bể trộn hình vuông, kích thước bể: 1,6 m x 1,6 m x 2.5 m Vậy thể tích thực của bể: W = 6,4 m3
Chiều cao xây dựng bể: Hxd = h + hbv = 2,5 + 0,4 =2,9 (m)
Thể tích xây dựng: Vxd = Hxd× × =B L 0,504 m3 Vxd = Hxd x B x L =7,424 m3
- Tính toán thiết bị khuấy trộn
Đường kính cánh khuấy D ≤ ½ chiều rộng bể, chọn Máy khuấy đặt cách đáy một khoảng : h = D = 0,8 (m) Chiều rộng bản cánh khuấy:
Đường kính trục quay chọn là 100 mm. Chiều dài bản cánh khuấy:
Vậy năng lượng cần truyền vào nước: (Theo công thức 5.1, trang 109 – [6])
2
P G W= × × µ
Trong đó:
G : Cường độ khuấy trộn, G = 800 (s-1) (Điều 8.21.9 – [1]) W : Thể tích bể, W = 6,4 (m3)
μ : Độ nhớt động học của nước, ở 25oC, μ = 0,9.10-3 (Ns/m2) P=3686 (J/s)
Hiệu suất động cơ chỉ đạt H = 0,8 nên công suất động cơ:
Xác định số vòng quay của máy khuấy: (Suy ra từ công thức 5.4, trang 115 – [6]) 1 3 5 P n K D = × ρ × ÷
Trong đó:
P : Năng lượng khuấy trộn, (J/s)
K :Hệ số sức cản của nước, chọn cánh khuấy 4 cánh nghiêng 45o, ta có K= 1,08 ρ : Khối lượng riêng của nước, (kg/m3 )
D : Đường kính cánh khuấy, D = 0,8 (m) n = 2,18 (vòng/s) = 130 (vòng/phút) Kiểm tra số Reynold:
Vậy đường kính máy khuấy và số vòng quay đã chọn đạt chế độ chảy rối. Chọn máy khuấy SAVINO BARBERAAG100 132
Bảng 3.10 Thông số thiết kế bể lamel + khuấy trộn
Thông số Ký hiệu Đơn vị giá trị
Kích thước bể
Chiều dài phần lắng L1 m 9
Chiều dài phần phân phối L2 m 2
Tổng chiều dài xây dựng L m 11
Chiều rộng của bể B m 6
Chiều cao phần nước trên ống lắng h1 m 1 Chiều cao đặt ống lắng nghiêng h2 m 0,9 Chiều cao phân phôi nước dưới ống lắng h3 m 1,5
Chiều cao xây dựng Hxd m 5
Chiều cao hố thu cặn Hc m 3,3
Chiều dài cạnh hố thu cặn - m 3
3.2.5 Bể nén bùn
Tính toán tương tụ phương án 1