CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT
3.5.3. Bể lắng ngang
Ta sử dụng loại bể lắng ngang thu nước bề mặt với hệ thống xả cặn bằng thủy lực.
Vận tốc trung bình của dòng nước trong bể Vtb = 9 (mm/s) [3] Kích thước vùng lắng:
Trong đó:
Q: lưu lượng nước đi vào bể lắng (m3/h)
: hệ số sử dụng thể tích của bể lắng lấy bằng 1,3 Uo: tốc độ rơi của cặn trong bể lắng (mm/s)
Uo được xác định theo tài liệu thí nghiệm hay theo kinh nghiệm quản lý các công trình đã có trong điều kiện tương tự lấy vào mùa không thuận lợi nhất trong năm với yêu cầu hàm lượng cặn của nước đã lắng không lớn hơn 10mg/l. Để tính toán sơ bộ có thể lấy vận tốc theo bảng 6.9 [3]. Với nước đục vừa xử lý bằng phèn lấy Uo = 0,45 (quy phạm 0,45 – 0,5)
Chọn chiều cao vùng lắng Htb = 3m
Số bể lắng: N = 1 bể. Xây dựng thêm 1 bể dự phòng. Chiều rộng bể lắng: (đối với 1 bể)
Chọn B = 4,5 m
Chiều dài bể lắng: (đối với 1 bể)
Kiểm tra ảnh hưởng của dòng chảy rối
Trong đó:
Q: Lưu lượng ngăn bể lắng Q = m3/h = 0,12 m3/s B: Chiều rộng bể, B = 4,5 m
H : Chiều cao bể, H = 3 m
�: Độ nhớt động học của nước.
Nhiệt độ của nước nguồn 20oC suy ra � = 1,003 x 10-6 (m2/s) Vậy nước ở chế độ chảy tầng lắng tốt
Tính toán vùng chứa nén cặn
(m3) Trong đó:
T: thời gian làm việc giữa hai lần xả cặn. Chọn T = 12h Cmax: hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng
C: hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi lắng. Chọn C = 12 mg/l (quy phạm 10 – 12 mg/l) �: Nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt, � = 16000 g/m3 = 16000 mg/l. [3] N : số bể lắng, N = 1 Tính Cmax: = KP + 0,25M + V (mg/l) Trong đó:
: hàm lượng cặn trong nước nguồn. = 86 mg/l
P: liều lượng phèn tính toán theo sản phẩm không ngậm nước (g/m3). P = 37,1 mg/l = 37,1 g/m3
K: phụ thuộc vào độ tinh kiết của phèn sử dụng. Vì tính cho phèn sạch K= 0,5
M: độ màu của nước nguồn, M=86 mg/l = 86 + 137,1 + 0,2586 + 0 = 126,05 ( mg/l) Suy ra: 35,5 m3
Diện tích bề mặt của bể lắng: b = 333,02
Chiều cao trung bình của vùng chứa nén cặn: Hc
Chiều cao trung bình của bể lắng: Hb = H + Hc = 3 + 0,11 = 3,11m. Chọn Hb = 3,2m
Chiều cao bảo vệ: Hbv = 0,3m Hxd = Hb + Hbv = 3,2 + 0,3 = 3,5 m Vậy thể tích thực của bể lắng:
Hệ thống xả cặn làm bằng ống đục lỗ và đặt dọc theo trục mỗi bể, thời gian xả cặn quy định t = 8 – 10 phút, lấy t = 10p. Tốc độ nước chảy ở cuối máng không nhỏ hơn 1m/s.
Lưu lượng cặn ở một bể:
m3/s Đường kính ống xả cặn của bể:
Với : tốc độ nước chảy trong ống
Chọn đường kính ống xả cặn D = 250mm Tính toán vách ngăn phân phối:
Để phân phối đều trên toàn bộ diện tích mặt cắt ngang của bể lắng cần đặt các vách ngăn có lỗ ở đầu bể, cách tường 1m (quy chuẩn 1 – 2m). Vận tốc nước qua lỗ vách ngăn v lấy bằng 0,5 m/s. Đoạn dưới của vách ngăn trong phạm vi chiều cao 0,3 – 0,5m kể từ mặt trên của vùng chứa nén cặn không cần phải khoan lỗ. (điều 6.77 [3]).
Diện tích công tác của vách ngăn phân phối: Fn = B x (H – a) = 4,5 x (3- 0,3) = 12,15 (m2) Trong đó:
B: chiều rộng mỗi ngăn của bể lắng (m). B = 4,5m H: chiều cao vùng lắng (m). H = 3m
a: khoảng cách từ hàng lỗ cuối cùng của vách ngăn phân phối đến mặt trên của vùng chứa nén cặn (m). Chọn a = 0,3m (điều 6.77 [3]).
Số lỗ phân phối trên vách ngăn:
Trong đó:
Ql: lưu lượng mỗi bể lắng. Ql = 0,12 m3/s
v: vận tốc nước qua lỗ vách ngăn. Chọn v = 0,5 m/s
Sl: diện tích lỗ phân phối. Các lỗ trên tấm phân phối được thiết kế hình vuông có diện tích như nhau. Cạnh của 1 lỗ d = 0,1m. (quy phạm d = 0,05 – 0,15m)
Sl = 0,1 x 0,1 = 0,01 (m2)
Với 24 lỗ phân phối trên vách ngăn chia thành 6 cột, 4 hàng. Khoảng cách giữa 2 hàng:
Khoảng cách giữa 2 cột:
Tính toán hệ thống máng thu nước cuối bể Thiết kế hệ thống máng thu
Cứ mỗi ngăn bố trí 2 máng thu. Vận tốc nước trong máng thu: vm = 0,6 m/s. (điều 6.84 [3], quy phạm vm = 0,6 – 0,8 m/s)
Chiều dài máng:
Bố trí 2 máng nên chiều dài mỗi máng là: L = Tiết diện của máng thu:
Chiều rộng máng: Chọn bm = 0,4m Chiều sâu máng:
Tốc độ nước chảy qua lỗ: vl = 1(m/s) Diện tích lỗ trên một máng thu:
Đường kính lỗ chọn dl = 40mm = 40 x 10-3 m ([3] dl 25mm) = (m2)
Số lỗ trên máng:
Mỗi bên bố trí n = 48 lỗ. Các lỗ thường nằm ngang hai bên máng, lỗ của máng phải đặt cao hơn đáy máng 50 – 80 mm.
Khoảng cách giữa các tâm lỗ: e =
Mép trên của máng, cao hơn mức nước cao nhất trong bể 0,1m Đường kính ống dẫn nước từ bể lắng sang bể lọc: Lưu lượng của bể Q = 0,12 m3/s
Vận tốc nước chảy trong ống: v= 1 m/s
Chọn đường kính ống dẫn nước vào bể D = 400mm.
Bảng 3.5: Thông số tính toán bể lắng ngang
STT Tên thông số Số liệu thiết kế Đơn vị
1 Số lượng bể 1 Bể
2 Chiều rộng B 4,5 m
3 Chiều dài L 78 m
4 Chiều cao xây dựng Hxd 3,5 m
Bể được xây dựng bằng bê tông cốt thép, với thành dày a = 200mm