STT Tên thông số Số liệu thiết kế Đơn vị
1 Chiều rộng 1,2 m
2 Chiều dài 1,2 m
3 Chiều cao 2,8 m
4 Thể tích 3,6 m3
Bể được xây dựng bằng bê tông cốt thép, với thành dày a = 200mm
3.3.3 Bể phản ứng tạo bơng cặn cơ khí
a) Nhiệm vụ
Tại bể tạo bông, các bông cặn to và lớn được hình thành, tạo thuận lợi cho q trình lắng tiếp theo. b) Tính tốn kích thước bể Thể tích bể tạo bơng: 𝑉31 = 𝑄𝑡𝑏 ℎ × 𝑡31 60 = 208,33 × 20 60 = 69,44 (𝑚 3). Trong đó:
+ 𝑡31: thời gian lưu nước ở bể tạo bông là 10 – 30 phút, chọn 𝑡31 là 20 phút (chương 2/19/[10]).
Để quá trình tạo bông diễn ra tốt xây dựng bể keo tụ tạo bông làm 2 ngăn, gradient vận tốc giảm dần từng ngăn.
m/ngày.đêm.
SVTH: Trần Nguyễn Hải Yến
GVHD: ThS. Lê Thị Ngọc Diễm 45
Thể tích mỗi ngăn:
𝑉31𝑛 =69,44
2 = 34,72 𝑚
3
Chọn chiều cao bể tạo bơng 𝐻31 = 2m. Kích thước mỗi ngăn: 𝐿31𝑛 = 𝐵31𝑛 = √34,72
2 = 4,16 (m) = 4,2 (m). Chiều cao bảo vệ của bể: chọn ℎ31𝑏𝑣 = 0,5 (m).
Chiều cao xây dựng của bể:
ℎ𝑥𝑑31 = 𝐻31+ ℎ𝑥𝑑31 = 2 + 0,5 = 2,5(𝑚) Chiều dài tổng cộng của bể: 𝐿31 = 4,2 × 2 = 8,4 (m).
Kích thước của bể: 𝐿31 × 𝐵31 × ℎ𝑥𝑑31 = 8,4 × 4,2 × 2,5 (m). Thể tích thực của bể: 𝑉31𝑡𝑡= 88,2 (m3)
Thể tích thực mỗi ngăn: 𝑉𝑛31𝑡𝑡 = 44,1 (m3)
c) Tính tốn hệ thống khuấy trộn
Mỗi ngăn có đặt 2 cánh khuấy theo phương thẳng đứng.
Chọn mỗi ngăn có G lần lượt là 𝐺𝑛1 = 80 s-1; 𝐺𝑛2 = 60 s-1. (quy phạm 20 ÷ 80)
Chọn cánh khuấy làm bằng thép dạng tuabin 4 cánh hướng dịng nước lên trên để khuấy trộn. Kích thước cánh khuấy: ([11])
Thiết kế cánh khuấy có đường kính 𝑑𝑘31 = 1
2 chiều rộng bể = 1
2× 4,2 = 2,1 (m)
Cánh khuấy đặt cách đáy 1 khoảng ℎ𝑘31 = 0,5 (m) Chiều rộng cánh khuấy 𝑏𝑘5 = 1 5× 𝑑𝑘31= 1 5× 2,1 = 0,42 (m) Chọn độ dày bản cánh khuấy là 3 (mm) 𝑃31 = 𝐺2× 𝜇 × 𝑉 (𝐶𝑇 5.1/109/[1]) Trong đó: + Chọn μH2O = 0,001 (N.s/m2) ở 20℃ + Khi đó: Ngăn 1 : 𝑃𝑛1 = 0,001 × 44,1 × 802 = 282,24 (W)
m/ngày.đêm.
SVTH: Trần Nguyễn Hải Yến
GVHD: ThS. Lê Thị Ngọc Diễm 46
Ngăn 2 : 𝑃𝑛2 = 0,001 × 44,1 × 602 = 158,76 (W). + Mặt khác:
𝑃31 = 51 × 𝐶 × 𝐹 × 𝑣3 = 51 × 𝐶 × 𝐹 × (4,71 × 𝑅 × 𝑛)3 (1) Trong đó:
+ 𝑣31: tốc độ chuyển động của cánh khuấy so với nước;
𝑣31 = 0,75 ×2𝜋𝑅𝑛
60 = 4,71 × 𝑅 × 𝑛 + n: tốc độ quay của trục;
+ R: bán kính chuyển động của cánh khuấy, tính từ mép ngồi của cánh đến tâm trục quay, R = 1,05 (m);
+ F: tổng diện tích của các bản cánh khuấy (4 bản) F = 4 × (1,05 × 0,42 ) = 1,764 (m2);
+ C: hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào tỷ lệ giữa chiều dài l và chiều rộng b của bán cánh khuấy. Tỉ lệ l/b = 5, C = 1,2;
Từ (1) suy ra ta có tốc độ quay của cánh khuấy.
𝑛 = √ 𝑃31 51 × 1,2 × 1,764 3 1,05 × 4,71 Từ đó ta có n1 = 0,123 (vịng/s) = 7,38 (vòng/phút); n2 = 0,106 (vòng/s) =6,36 (vịng/phút).
d) Tính tốn lượng polymer anion cần thiết
Chọn lượng polymer anion cần sử dụng là 0,25 mg/l. Lượng anion cần dùng trong một ngày là:
𝑀𝑝𝑜𝑙𝑦𝑚𝑒𝑟 = 0,25 × 5.000 × 10−3 = 1,25 (𝑘𝑔⁄𝑛𝑔à𝑦) Lượng dung dịch polymer cần dùng là:
𝑀𝑑𝑑1% =𝑀𝑝𝑜𝑙𝑦𝑚𝑒𝑟 𝐶% = 1,25 1% = 125 ( 𝑘𝑔 𝑛𝑔à𝑦 ⁄ )
1 lít dung dịch có chứa 10g polymer, vậy thể tích dung dịch cần 1 giờ là: 𝑉𝑝𝑜𝑙𝑦𝑚𝑒𝑟 =1,25 × 10
3
m/ngày.đêm.
SVTH: Trần Nguyễn Hải Yến
GVHD: ThS. Lê Thị Ngọc Diễm 47
Thùng chứa polymer
+ Chọn thời gian lưu polymer trong thùng chứa là 10 ngày. + Thể tích thùng chứa cần thiết là:
𝑉𝑡ℎù𝑛𝑔 𝑝𝑜𝑙𝑦𝑚𝑒𝑟 = 5,208 × 10 × 24 = 1.249,92 (𝑙)
Chọn thùng nhựa Bình Minh 1.500 lít loại đứng và thiết bị khuấy trộn pha hóa chất bằng cánh khuấy 2 cánh phẳng, moto Tunglee (Đài Loan) công suất 0,1 kW, tỷ số truyền 5 – 50.
Chọn 2 bơm định lượng để bơm dung dịch polymer hiệu OBL loại M 11 PPSV, lưu lượng max là 11 (𝑙/ℎ) hoạt động luân phiên.