CHƯƠNG 4 : TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ
4.6 Bể chứa trung gian (chứa sau lắng)
Bể chứa trung gian nhằm chứa nước sau lắng, bảo đảm cho hoạt động của hệ thống chọn thời gian lưu nước trong bể chứa t=20 phút
Tính tốn kích thước bể
- Thể tích bể chứa trung gian: V=Q*t=500*20/60= 166,7 m3
-Chiều cao bể chứa trung gian: H1= 3 m, chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3 m => Chiều cao tổng cộng: H = H1 + hbv = 3 +0,3 = 3,3 m
-Diện tích bể chứa trung gian : F2=V/H1=166,7/3 =55,6 m2 -Đường kính bể chứa: 𝐷 = √4 ∗ 𝐹2 3.14 = √ 4 ∗ 55,6 3.14 = 8,4 (𝑚) 4.7 BỂ LỌC NHANH a. Nhiệm vụ:
Nước từ bể lắng được bơm vào bề lọc nhanh.Bể lọc có nhiệm vụ giữ lại các hat cặn lơ lửng,bơng cặn có kích thước lớn hơn lỗ rỗng, hay các hạt keo có kích thước bé hơn lỗ rỗng nhưng có khả năng dính kết và hấp thụ lên trên bề mặt vật liệu lọc.
b.Tính tốn:
SVTH: Nguyễn Hữu Linh MSSV: B1404263 37 𝐹 = 𝑄 𝑇 × 𝑉𝑡𝑏− 3.6 × 𝑤 × 𝑡1− 𝑎 × 𝑉𝑡𝑏× 𝑡2 = 12000 24×6−3.6×14×0.1−2×6×0.35 = 89.047 (𝑚2). Trong đó:
Q: cơng suất trạm xử lý,𝑄 = 12000 𝑚3/𝑛𝑔à𝑦 đê𝑚. T: thời gian làm việc của trạm trong 1 ngày đêm,T=24h.
𝑉𝑡𝑏: tốc độ lọc tính tốn ở chế độ làm việc bình thường, (lấy theo bảng 6.11 TCXD 33 : 2006), 𝑉𝑡𝑏 = 6 𝑚/ℎ.
a : số lần rửa mỗi bể trong 1 ngày đêm ở chế độ làm việc bình thường,a=2 lần. w: cường độ nước rửa lọc, (lấy theo bảng 6.13 TCXD 33 : 2006),𝑤 = 14𝑙/𝑠. 𝑚2. 𝑡1: thời gian rửa lọc, (lấy theo bảng 6.11 TCXD 33 : 2006), 𝑡1 = 0.1h.
𝑡2: thời gian ngừng bể lọc để rửa,𝑡2 = 0.35ℎ.
Trong bể lọc, chọn cát lọc có cỡ hạt 𝑑𝑡đ = 0.7 ÷ 0.8 mm , hệ số khơng đồng nhất, 𝐾 = 2 ÷ 2.2 ,chiều dày lớp cát lọc L=0.8 m (lấy theo bảng 3).
Số bể lọc cần thiết :
𝑁 = 0.5 × √𝐹 = 0.5 × √89.047 = 4.7 ( 𝑏ể ). Chọn N= 5 bể.
Kiểm tra lại tốc độ lọc tăng cường với điều kiện đóng 1 bể để rửa: 𝑉𝑡𝑐 = 𝑉𝑏𝑡× 𝑁
𝑁−𝑁1= 6 × 5
5−1= 7.5 (𝑚/ℎ). Nằm trong khoảng từ 6 ÷ 7.5 → Đảm bảo.
SVTH: Nguyễn Hữu Linh MSSV: B1404263 38 Diện tích 1 bể lọc: f = F N =89.074 5 = 17.8 (m2). Chọn kích thước bể là: 𝐿 × 𝐵 = 5 × 3.6 = 18 (𝑚2). Chiều cao toàn phần của bể lọc nhanh:
𝐻 = ℎ𝑑 + ℎ𝑣 + ℎ𝑛+ ℎ𝑝. Trong đó:
ℎ𝑑: chiều cao lớp sỏi đỡ, lấy theo bảng 4,ℎ𝑑 = 0.7 𝑚. ℎ𝑣: chiều dày lớp vật liệu lọc,lấy theo bảng 3,ℎ𝑣 = 0.8 𝑚.
ℎ𝑛: chiều cao lớp nước trên lớp vật liệu lọc, ℎ𝑛 = 2 𝑚; ℎ𝑛 ≥ 2 𝑚. ℎ𝑝: chiều cao phụ, ℎ𝑝 = 0.5 𝑚 (ℎ𝑝 ≥ 0.3 𝑚).
Vậy 𝐻 = 0.7 + 0.8 + 2 + 0.5 = 4 (𝑚).
b.1. Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc:
Chọn phương pháp rửa bể bằng gió,nước kết hợp.Cường độ nước rửa lọc 𝑤 = 14 𝑙/𝑠. 𝑚2 (Quy phạm là 14 ÷ 16 𝑙/𝑠 . 𝑚2 ứng với mức độ nở tương đối của lớp vật liệu lọc là 45% . Cường độ gió rửa lọc 𝑊𝑔𝑖ó = 15 𝑙/𝑠 . 𝑚2(Quy phạm cho phép 𝑊𝑔𝑖ó = 15 ÷ 20 𝑙/𝑠. 𝑚2)
Lưu lượng nước rửa của một bể lọc là: 𝑄𝑟 = 𝑓×𝑊
1000=18 ×14
1000 = 0.252 (𝑚3/𝑠). = 252 (l/s).
SVTH: Nguyễn Hữu Linh
MSSV: B1404263 39
Chọn đường kính ống chính là 𝑑𝑐 = 400 𝑚𝑚 bằng thép thì tốc độ nước chảy trong ống chính sẽ là:
dc = √4 × Qr
π × vc => vc = 4 × Qr
π × dc2= 4 ×0.252
3.14 ×0.42= 2 (m/s ). (Nằm trong giới hạn cho phép ≤ 2 𝑚/𝑠).
Lấy khoảng cách giữa các ống nhánh là 0.28 m,(Quy phạm cho phép 0.25 ÷ 0.3 𝑚),thì số ống nhánh của một bể lọc là:
𝑚 = 𝐵
0.28× 2 = 3.6
0.28× 2 = 25.7 ( ống nhánh ). => Chọn m = 26 ống nhánh.
Lưu lượng nước rửa lọc chảy trong mỗi ống nhánh là: 𝑞𝒏 =𝑄𝒓
𝑚 =252
26 = 9.7 (𝑙/𝑠) = 0.0097(𝑚3/𝑠 ).
Chọn đường kính ống nhánh 𝑑𝑛 = 80 𝑚𝑚 bằng thép, thì tốc độ nước chảy trong ống nhánh là :
𝑑𝑛 = √4 × 𝑞𝑛
𝜋 × 𝑣𝑛 => 𝑣𝑛 = 4 × 𝑞𝑛
𝜋 × 𝑑𝑛2 = 4 ×0.0097
3.14 ×0.082 = 1.93 (𝑚/𝑠 ).(Nằm trong giới hạn cho phép 1.8 ÷ 2 𝑚/𝑠).
b.2. Tính hệ thống dẫn gió rửa lọc.
Chọn cường độ gió rửa bể lọc là: 𝑊𝑔𝑖ó = 15 (𝑚/𝑠 ) thì lưu lượng gió tính tốn là: 𝑄𝑔𝑖ó =𝑊𝑔𝑖ó ×𝑓
1000 =15×18
1000 = 0.27 (𝑚3/𝑠 ).
Lấy tốc độ gió trong ống dẫn gió chính là 15 m/s (Quy phạm 15 ÷ 20 𝑚/𝑠 ). Đường kính ống gió chính:
𝐷𝑔𝑖ó= √4×𝑄𝑔𝑖ó
𝜋×𝑣𝑔𝑖ó = √4×0.27
3.14×15 = 0.15 (𝑚). =150 (mm).
SVTH: Nguyễn Hữu Linh
MSSV: B1404263 40
Số ống gió nhánh cũng lấy bằng 26. Lượng gió trong 1 ống nhánh sẽ là:0.27
26 = 0.0104 (𝑚3/𝑠). Đường kính ống gió nhánh là:
𝑑𝑔𝑖ó = √4×0.0104
3.14×15 = 0.03 𝑚𝑚.
Đường kính ống gió chính là 150mm,diện tích mặt cắt ngang của ống gió chính sẽ là: 𝛺𝑔𝑖ó =𝜋×𝑑2
4 =3.14×0.152
SVTH: Nguyễn Hữu Linh
MSSV: B1404263 41
4.8 BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH
Thể tích làm việc của bể chứa:
V = Q x t Trong dỏ:
Q - lưu lượng dòng vào bể (m3/h) t- thời gian lưu nước trong bể (h) Chọn thời gian lưu nước: t = 2 h
V = Q x t = 500 * 2 = 1000 (m3)
Chọn chiều cao làm việc: h = 4,5 (m); chiều cao an toàn hx= 0.5 (m) Chiều cao bể chứa : H = h + hx = 4,5 + 0,5 = 5 m
Diện tích bể chứa: 𝐹 =𝑉
ℎ =1000
4,5 = 222,2 𝑚2 Kích thước bể chứa: L x B = 15m x 15m = 225 m2
- Tính lượng Clorine khử trùng:
Thời gian tiếp xúc giữa Clo và nước không được nhỏ hơn 30 phút, Clo dung dịch được bơm vào đường ống dẫn nước vào bể chứa nước sạch.
Lượng Clo hoạt tính cần thiết trong một giờ được tính theo cơng thức: 𝐶 = 𝑄 ∗ 𝑎
1.000 (𝑘𝑔/ℎ) Trong đó:
Q: Lưu lượng nước nguồn xử lý (m3/h). Q = 500 m3/h
a: Liều lượng Clo hoạt tính (lấy theo TCVN 33 : 1985). Chọn a = 3mg/L = 3g/m3
𝐶 =500 ∗ 3
1.000 = 1,5 (𝑘𝑔/ℎ)
Liều lượng Clo cần thiết sử dụng trong 1 ngày : 1,5 * 24 =36 kg. Độ tinh khiết của Clo thị trường là 70%.
SVTH: Nguyễn Hữu Linh
MSSV: B1404263 42
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1 KẾT LUẬN
Hiện trạng cấp nước sinh hoạt tại thị trấn Cờ Đỏ cịn rất nhiều khó khăn vẫn cịn rất nhiều khu vực vẫn chưa có đủ nước sạch để sử dụng. Vì vậy, giải pháp xây dựng trạm cấp nước tập trung để cung cấp nước cho nhu cầu sinh hoạt và ăn uống của người dân tại khu vực địa phương là hoàn toàn hợp lý. Một mặt việc xây dựng các trạm cấp nước tập trung giúp người dân có nguồn nước sạch để sử dụng, mặt khác làm giảm bớt áp lực lên mạng lưới cấp nước vốn đã quá tải của thành phố.
Công nghệ xử lý nước mặt của đề tài có thể đáp ứng yêu cầu của việc xử lý nguồn nước có thành phần, tính chất như đã phân tích với cơng suất 12.000 m3/ngày. đêm. Nước nguồn sau xử lý đạt tiêu chuẩn cấp nước QCVN 01:2009/BYT
5.2 KIẾN NGHỊ
Từ những điểm ưu việt của hệ thống xử lý đã trình bày ở phần bên trên: thiết bị đơn giản, dễ chế tạo, tính cơ động cao, hiệu quả xử lý cao, đồng thời khi cần thiết nâng cấp cơng suất của trạm xử lý thì cũng thích hợp với các trạm xử lý có cơng suất nhỏ.
Cần tuân thủ các quy định vận hành của hệ thống xử lý như thời gian rửa lọc, tốc độ lọc, để chất lượng nước luôn ổn định và đảm bảo tuổi thọ của vật liệu lọc.
Thường xuyên lấy mẫu nước để đánh giá chất lượng nước định kỳ (2 lần/ngày) để kịp thời điều chỉnh lượng phèn và lượng NaOH thích hợp nhằm đảm bảo chất lượng nước .
Thường xuyên kiểm tra, duy tu thiết bị của hệ thống để nếu có sự cố sẽ kịp thời khắc phục.
SVTH: Nguyễn Hữu Linh
MSSV: B1404263 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Ts. Trịnh Xuân Lai. Xử lỵ nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp. NXB Xây dựng. Hà Nội, 2003
2. Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uổng. Ban hành kèm theo quyết định số 1329/2002/QĐ-BYT ngày 18/4/2002 của Bộ trưởng Bộ Y Tế. Hà Nội, 2001
3. Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 33 - 2006. cấp nước - mạng lưới bên ngồi và câng trình - Tiêu chuẩn thiết kế. Hà Nội, 2006
4. Ts. Trịnh Xuân Lai. Tỉnh tốn thiết kế các cơng trình trong hệ thống cấp nước