- Thiết bị định liều lượng phèn có nhiệm vụ điều chỉnh tự động lượng phèn
3. Thiết bị định liều lượng vô
4.2.3. Bể trộn cơ khí
So với lượng nước xử lý, lượng hóa chất sử dụng thường chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ, từ một đến vài chục phần triệu. Mặt khác, phản ứng của chúng lại xảy ra rất nhanh ngay sau khi tiếp xúc với nước. Vì vậy, sau khi đưa chất phản ứng vào nước, cần phải hịa trộn đều hóa chất với nước. Q trình trộn phải được tiến hành rất nhanh chóng trong một khoảng thời gian ngắn trước lúc tạo thành những bơng kết tủa. Thời gian đó thường lấy từ 1 ÷ 2 phút. Phương pháp trộn chia 2 loại : trộn cơ học và trộn thủy lực.
Lựa chọn bể keo tụ cho dây chuyền:
Vì cơng suất của nhà máy thiết kế là tương đối lớn và để q trình hịa trộn hóa chất vào nước đạt hiệu quả cao ta chọn bể trộn cơ khí có thiết diện ngang hình vng.
Ưu, nhược điểm của thiết bị:
Ưu điểm: Bể trộn cơ khí có ưu điểm hơn so với bể trộn thủy lực là có thể điều chỉnh cường độ khuấy trộn theo ý muốn, thời gian khuấy trộn ngắn nên dung tích bể trộn nhỏ, tiết kiệm được vật liệu xây dựng.
Nhược điểm: Bể trộn cơ khí có nhược điểm chính là cần có máy khuấy và các thiết bị cơ khí khác, địi hỏi trình độ quản lý, vận hành cao.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị:
• Cấu tạo:
Bể trộn cơ khí dùng năng lượng của cánh khuấy để tạo ra dịng chảy rối. Cánh khuấy có thể có cấu tạo theo nhiều dạng khác nhau, có thể là cánh tuốc bin hoặc cánh phẳng gắn trên trục quay. Tùy theo chiều sâu của bể mà có thể gắn nhiều tầng cánh trên cùng một trục quay. Cánh khuấy có thể làm bằng thép khơng gỉ, hợp kim hoặc bằng gỗ. Cấu tạo của bể trộn cơ khí được minh họa ở hình sau:
Hình 4.5: Bể trộn cơ khí [17]
1. Ống dẫn nước vào. 2. Ống dẫn hóa chất vào. 3. Cánh khuấy.
4. Tấm ngăn chống chuyển động. 5. Mương tràn nước sang bể phản ứng
Nguyên lý làm việc: Nước và hóa chất được đi vào phía đáy bể, sau khi hịa
trộn đều thu được dung dịch ở trên mặt bể để đưa sang bể phản ứng.
Tính tốn bể khuấy trộn cơ khí: Các thơng số cơng nghệ:
- Cơng suất nước thô: Q = 67.500 m3/ngày = 0,78 m3/s.
- Građien vận tốc G = 500 – 2500 s-1. (Qui phạm). Chọn G = 900 s-1 - Hiệu suất động cơ η = 0,8.
- Thời gian lưu nước trong bể: t = 45 – 90s. (Qui phạm) Chọn t = 45s. - Nhiệt độ của nước: t = 25oC.
Tính tốn:
- Dung tích của bể:
V = ×Q t
Trong đó:
+ Q: Lưu lượng nước tính tốn, Q = 0,78 m3/s; + t: Thời gian lưu nước trong để, t = 45s;
0, 78 45 35,1
V
Chọn 2 bể là hình vng. Theo qui phạm tỉ lệ giữa chiều cao và chiều rộng là 2:1, nên ta chọn kích thước bể trộn cơ khí là: B x L x H = 2,1 x 2,1 x 4 (m)
- Lựa chọn và thiết kế cánh khuấy:
+ Để đảm bảo cường độ khuấy trộn mạnh ta dùng máy khuấy tuabin 4 cánh nghiêng góc 45o hướng lên trên để đưa nước từ dưới lên.
+ Đường kính cánh khuấy, d: d ≤ 1/2B. Với B là chiều rộng của bể: B = 2,1m.
Vậy đường kính cánh khuấy là: d = 1m.
+ Máy khuấy đặt cách đáy một khoảng h = d = 1m.
+ Chiều rộng của bản cánh khuấy bằng 1/5 đường kính cánh khuấy, b: 1/ 5 1/ 5 1 0, 2
b= × =d × = m.
+ Chiều dài cánh khấy L bằng 1/4 đường kính máy khuấy: 1/ 4 1/ 4 1 0, 25
L= × =d × = m.
- Tính cơng suất của động cơ:
+ Năng lượng cần truyền vào nước:
2
P G= × ×V µ (J/s) [17] Trong đó:
+ P: Năng lượng cần thiết để khuấy trộn, J/s; + V: Thể tích bể trộn, m3, V = 35,1 m3; + µ: Độ nhớt động lực của nước, Ns/m2. Ở 25oC, µ = 0,9005.10-3 Ns/m2. [18]; 2 3 900 35,1 0,9005.10 25.602,12 P − ⇒ = × × = (J/s) = 25,6 (kW)
+ Hiệu suất của động cơ η = 0,8. Vậy công suất của động cơ là: 25,6
32 0,8
P= = (kW)
- Xác định số vòng quay của cánh khuấy: 1/3 5 P n K ρ d = ì × ữ , (vịng/giây) [17] Trong đó:
+ n : Tốc độ quay của cánh khuấy, vòng/phút; + P : Năng lượng tiêu tốn, J/s;
+ K : Hệ số cản của nước;
Tuabin 4 cánh nghiêng 45o, K = 1,08 [17]; + ρ : Khối lượng riêng của nước, kg/m3;
Ở 25 oC, ρ = 997,08 kg/m3; + d : Đường kính cánh khuấy, m; 1/3 5 25.602,12 2,88 1,08 997,08 1 n= = ì ì ữ (vũng/giõy) = 172 (vũng/phỳt)
- Tớnh tấm ngăn chống chuyển động xốy của nước:
Trong bể đặt bốn tấm chắn để ngăn chuyển động xoáy của nước, chiều cao tấm chắn Ht lấy bằng 5,2m, chiều rộng Rt bằng 1/10 đường kính bể, tức bằng 0,21m.
- Tính đường kính ống dẫn nước:
+ Tiết diện ống dẫn nước được tính theo cơng thức: 2
q f = (m )
v Trong đó:
+ q: Lưu lượng nước xử lý, m3/s; + v: Vận tốc nước trong ống, m/s;
Chọn vận tốc nước ở ống dẫn nước vào là 1,5 m/s .Tiết diện ống dẫn nước vào: 2 v v q 0,78 f = 0,52(m ) v = 1,5 =
+ Đường kính ống dẫn nước vào:
4 4 0,52 3,14 v v f d π × × = = = 0,814 (m)