CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT
a) Nhiệm vụ
3.3.10 Tính tốn bể lọc áp lực than hoạt tính (BỂ LỌC ÁP LỰC/[3])
a) Nhiệm vụ
Giữ lại các hạt cặn lơ lửng trong nước có kích thước lớn hơn kích thước các lỗ rỗng tạo ra giữa các hạt vật liệu lọc, đặc biệt là giữ lại các hạt keo hữu cơ có kích thước bé hơn nhiều lần kích thước các lỗ rỗng nhưng có khả năng dính kết và hấp thụ lên bề mặt hạt lớp vật liệu lọc, đảm bảo chất lượng nước sau lọc đạt yêu cầu về độ đục, độ màu, mùi,… trước khi đưa nước vào q trình sản xuất và sinh hoạt.
b) Tính tốn kích thước bể Tổng diện tích bình lọc của trạm xử lý: 𝐹7 = 𝑄 𝑣7 (𝑚 2) Trong đó: + 𝐹7: Tổng diện tích bề mặt lọc (𝑚2); + Q: Công suất trạm xử lý (𝑚3 ℎ ⁄ ), Q = 208,33 𝑚3⁄ℎ;
m/ngày.đêm.
SVTH: Trần Nguyễn Hải Yến
GVHD: ThS. Lê Thị Ngọc Diễm 71
+ 𝑣7: Tốc độ lọc tính tốn ở điều kiện bình thường (𝑚⁄ )ℎ (quy phạm từ 15 – 35 (𝑚 ℎ ⁄ )), chọn 𝑣7 = 35 m/h. (258/[3]). 𝐹7 =208,33 35 = 5,95 (𝑚 2) Số bể lọc cần thiết: 𝑁7 =1 2× √𝐹7 =1 2× √5,95 = 1,22 => Vậy chọn số bể lọc là 𝑁7𝑡𝑡 = 2 bể.
Kiểm tra lại vận tốc: Diện tích bề mặt lọc 2 bể là: 𝐹7𝑡𝑡 = 5,99 × 2 = 11,9 (𝑚2) Vận tốc của bể lọc là: 𝑣7𝑘𝑡 = 𝑄 𝐹7𝑡𝑡 = 208,33 11,9 = 17,51(𝑚 ℎ⁄ )(𝑁ằ𝑚 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑘ℎ𝑜ả𝑛𝑔 15 − 35 𝑚 ℎ⁄ ) Vậy số bể lọc là 2 bể. Đường kính của bể lọc: 𝐷7 = √4 × 𝐹7𝑡𝑡 𝜋 × 𝑁7𝑡𝑡 = √ 4 × 5,95 𝜋 × 2 = 1,95 (𝑚) = 2 (𝑚) Chiều cao toàn phần của bể lọc áp lực than hoạt tính:
Tính theo cơng thức:
𝐻7 = ℎ𝑛7+ ℎ𝑐𝑠7 + ℎ𝑡ℎ𝑡7+ ℎ𝑐𝑙7 + ℎ𝑠𝑛7+ ℎ𝑠𝑙7 = 0,5 + 0,3 + 0,3 + 0,1 + 0,1 + 0,3 = 1,6 (𝑚) Trong đó:
+ 𝐻7: Chiều cao toàn phần của bể (m);
+ ℎ𝑛7: Chiều cao lớp nước trên lớp cát lọc (m), chọn ℎ𝑛7 = 0,5 (𝑚), (Quy phạm từ 0,4 – 0.6m);
+ ℎ𝑐𝑠7: Chiều cao lớp nước cát sạch (m), chọn ℎ𝑐𝑠7 = 0,3 (𝑚); + ℎ𝑡ℎ𝑡7: Chiều cao lớp than hoạt tính (m), chọn ℎ𝑛7 = 0,3 (𝑚); + ℎ𝑐𝑙7: Chiều cao lớp cát lớn (m), chọn ℎ𝑐𝑙7 = 0,1 (𝑚);
m/ngày.đêm.
SVTH: Trần Nguyễn Hải Yến
GVHD: ThS. Lê Thị Ngọc Diễm 72
+ ℎ𝑠𝑛7: Chiều cao lớp sỏi nhỏ (m), chọn ℎ𝑠𝑛7 = 0,1 (𝑚); + ℎ𝑠𝑙7: Chiều cao lớp sỏi lớn (m), chọn ℎ𝑛7 = 0,3 (𝑚);
Đường kính ống dẫn, xả nước vào mỗi bình lọc tính theo cơng thức: 𝐷7𝑜𝑑 = √ 4 × 𝑄
𝜋 × 𝑣7𝑜𝑑 × 𝑁7𝑡𝑡 = √
4 × 208,33
𝜋 × 1,5 × 3.600 × 2 = 0,157 (𝑚) => Chọn đường kính ống chính bằng thép khơng gỉ, có đường kính thép ống đúc DN150 có đường kính trong = 168,3 mm.
Trong đó:
+𝑣7𝑜𝑑: vận tốc nước trong đường ống, quy phạm 1 – 1,5 m/s. Chọn 𝑣7𝑜𝑑 = 1,5 (m/s) (258/[3]).
Kiểm tra lại vận tốc:
𝑣7𝑜𝑑𝑘𝑡 = 4 × 𝑄𝑡𝑏 𝑠 𝜋 × 𝐷𝑡ℎ𝑢412 × 𝑁7𝑡𝑡 = 4 × 0,058 3,14 × 0,162× 2 = 1,44 (𝑚/𝑠)(Đạ𝑡 𝑦ê𝑢 𝑐ầ𝑢)
c) Tính tốn hệ thống phân phối nước rửa lọc:
Lưu lượng nước rửa lọc của 1 bể lọc - dùng hệ thống phân ống phân phối trở lực lớn. 𝑄𝑟7 = 𝐹7𝑡𝑡× 𝑊 1.000 × 𝑁7𝑡𝑡 = 5,95 × 15 1.000 × 2= 0,044 𝑚 3/s = 44 𝑙/𝑠 Trong đó: + 𝐹7𝑡𝑡: Diện tích bể lọc (𝑚2); + W: Cường độ rửa lọc, W = 16l/sm2
Đường kính ống chính dẫn nước rửa lọc là: 𝐷7𝑐 = √𝑄𝑟7× 4
𝜋 × 𝑣𝑐 = √
0,044 × 4
𝜋 × 2 = 0,167 𝑚 = 167 𝑚𝑚 Trong đó: Chọn 𝑣𝑐 = 2 𝑚/𝑠
=> Chọn đường kính ống chính bằng thép khơng gỉ, có đường kính thép ống đúc DN150 có đường kính trong = 168,3 mm.
m/ngày.đêm.
SVTH: Trần Nguyễn Hải Yến
GVHD: ThS. Lê Thị Ngọc Diễm 73
𝑣𝑐 = 𝑄𝑟 × 4 𝜋 × 𝐷7𝑐2 =
0,044 × 4
3,14 × 0,16832 = 1,978 𝑚/𝑠 (thoả điều kiện 𝑣𝑐 < 2m/s) Lấy khoảng cách giữa các ống nhánh là 0,25m (quy phạm cho phép 0,25
÷ 0,35) (6.111/[8]) thì số ống nhánh của bể lọc là: m = 𝐷7
0,25× 2 = 2
0,25× 2 = 16 ố𝑛𝑔 𝑛ℎá𝑛ℎ Lưu lượng nước rửa lọc chảy trong mỗi ống nhánh là;
𝑞𝑛7 =50
16 = 3,125 𝑙/𝑠 Đường kính ống nhánh dẫn nước rửa lọc là:
𝐷7𝑛 = √𝑞𝑛7× 4 𝜋 × 𝑣𝑛 = √
0,003125 × 4
𝜋 × 2 = 0,045 𝑚 = 45 𝑚𝑚 Trong đó: Chọn 𝑣𝑐 = 2 𝑚/𝑠
=> Chọn thép ống đúc DN40 có đường kính ngồi 48,3mm làm ống nhánh phân phối nước rửa lọc.
Kiểm tra vận tốc: 𝑣𝑐 = 𝑞𝑛7× 4
𝜋 × 𝐷7𝑛2 =
0,044 × 4
3,14 × 0,0452 = 1,964 𝑚/𝑠 (thoả điều kiện 𝑣𝑐 < 2m/s) Tổng diện tích lỗ lấy bằng 0,3% diện tích tiết diện ngang của bể
(6.111/[8]), tổng diện tích lỗ có kích thước là: ω = 0,003 × 5,95 = 0,018 𝑚2
Chọn lỗ có đường kính 12 mm, diện tích của một lỗ sẽ là: ω𝑙ỗ = 3,14 × 0,012 2 4 = 0,000113 𝑚 2 Tổng số lỗ sẽ là: 𝑛0 = 0,018 0,00013= 138,5𝑙ỗ Chọn số lỗ là 138 lỗ. Số lỗ trên mỗi ống nhánh sẽ là: 138 16 = 8 lỗ
m/ngày.đêm.
SVTH: Trần Nguyễn Hải Yến
GVHD: ThS. Lê Thị Ngọc Diễm 74
Trên mỗi ống nhánh, các lỗ xếp thành 2 hàng so le nhau, hướng xuống phía dưới và nghiêng một góc 450 so với mặt phẳng ngang.
Số lỗ trên mỗi hàng của ống nhánh : 8/2 = 4 lỗ. Khoảng cách giữa các lỗ là:
a =2 − 0,1683
2 × 4 = 0,23 𝑚 Trong đó:
+ Đường kính bể = 2(m);
+ Đường kính ngồi của ống chính = 0,1683 (m).
Bảng 3.9 Thơng số tính bể lọc áp lực than hoạt tính
Thơng số Số lượng Đơn vị Vật liệu
Bể chứa lọc áp lực 2 bể Bê tông cốt thép, dày 0,2 m Đường kính bể D 2 m Bê tông cốt thép Chiều cao bể HXD 1,6 m Bê tông cốt thép Ống dẫn nước vào, ra 168,3 mm Ống thép khơng gỉ Ống chính dẫn nước rửa lọc 168,3 mm Ống thép không gỉ Ống nhánh dẫn nước rửa lọc 48,3 mm Ống thép khơng gỉ
3.4 TÍNH TỐN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT CỒN THUỘC CÔNG TY CP NHIÊN LIỆU SINH HỌC TÙNG LÂM, QUẢNG CỒN THUỘC CÔNG TY CP NHIÊN LIỆU SINH HỌC TÙNG LÂM, QUẢNG NAM THEO SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 2
Các cơng trình cần tính tốn: + Song chắn rác; + Bể trộn cơ khí; + Bế phản ứng cơ khí; + Bể lắng đứng; + Bể lọc nhanh 2 lớp; + Bể chứa nước sạch; + Bể chứa bùn; + Bể lắng than hoạt tính;
m/ngày.đêm.
SVTH: Trần Nguyễn Hải Yến
GVHD: ThS. Lê Thị Ngọc Diễm 75
+ Và một số thiết bị liên quan.
Các thông số sử dụng để tính tốn:
+ Tổng chất rắn lơ lửng: 55mg/l; + Độ đục: 5 NTU;
Độ màu: 82 Pt-Co;
+ Coliform tổng số: 1.200 vi khuẩn/ 100ml; + Cơng suất trung bình ngày:
𝑄𝑚𝑎𝑥𝑛𝑔à𝑦 = 5.000 m3/ngày.đêm = 208,33 m3/h = 0,058 m3/s.
Các cơng trình tính tốn phía trước bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng tương tự như sơ đồ cơng nghệ 1, tiếp tục tính tốn bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng và các bể phía sau.