- L*clo: Liều lượng clo cần sử dụng (g/m3).
b) Hàm lượng cặn từ bể lắng:
Hàm lượng cặn cú trong nước trước khi vào bể lắng là: Cmax = 503,05 (mg/l) Hàm lượng cặn cú trong nước sau khi ra khỏi lắng là: C = 10 (mg/l).
Hàm lượng cặn bị giữ lại trong bể lắng là : CGL = 503,05 - 10 = 493,05 (mg/l). - Lượng cặn tớch lũy trong 1 ngày của một ngăn lắng:
GG.lắng = Trong đú :
- GG.lắng : Hàm lượng cặn tớch lũy trong 1 ngày của 1 ngăn bể lắng (mg). - T : Thời gian làm việc của ngăn lắng T = 24 giờ.
- Qb : Lưu lượng nước của một bể Qb = 1166,67/4 = 291,66 (m3/h). - CGL : Hàm lượng cặn bị giữ lại trong ngăn lắng (mg/l)
- n : Số lần xả cặn trong 1 ngày, n = 1.
a= = 3,4 (tấn)
Lưu lượng nước trong một lần xả cặn 1 ngăn là 0,143 (m3/s) Vậy lượng nước xả cặn trong 10 phỳt của 1 bể là: 86 (m3)
- Hàm lượng cặn trong nước xả ra của bể lọc lắng là : C = = = 39535 (mg/l)
II.9.1.3. Hàm lượng cặn tập trung.
Chh = = = 16089 (mg/l) Trong đú :
II.9.2. Dõy chuyền cụng nghệ xử lý nước rửa lọc từ bể lọc và bựn cặn từ bể lắng.
II.9.2.1. Xỏc định dung tớch bể điều hũa lưu lượng.
Bể điều hũa cú nhiệm vụ thu hồi nước rửa lọc và điều hoà lưu lượng nước vào bể trộn, sao cho khụng quỏ lớn để khụng ảnh hưởng đến hiệu quả trộn và cũng khụng quỏ nhỏ để đưa hết lượng nước rửa lọc sang bể trộn.
Bể điều hũa xõy dựng như bể lắng. Thành và đỏy hố lỏt đỏ hộc miết mạch xi măng hoặc lỏt bờ tụng tấm, miết mạch bằng vữa xi măng asphan để chống súi lở và ngăn khụng cho nước bẩn thấm vào nguồn nước ngầm.
- Thể tớch bể điều hũa được xỏc định theo cụng thức : V = Q - qth.t (m3)
Trong đú :
- Q : Lưu lượng nước từ bể lọc và bể lắng. 85,87ì6 + 86ì4 = 859 (m3) - qth : Lưu lượng bơm tuần hoàn (m3/ngđ).
Lưu lượng nước tuần hoàn tớnh để đảm bảo khi bơm làm việc khụng bị giỏn đoạn khụng ảnh hưởng đến chế độ làm việc của cỏc cụng trỡnh xử lý.
qth ≤ 5%.Q TXL=5% ì
28000 24
= 58,33 (m3/h). - Để đảm bảo bơm hết nước rửa lọc trong 24 h
qth ≥ = = 35,8 (m3/h) Chọn qth = 40 (m3/h).
- t: thời gian giữa 2 lần rửa cỏc bể tiếp nhau, t = 1h. - Vậy dung tớch bể điều hũa là :
V = 859 - 40ì1 = 819 (m3).
Chọn 2 bể điều hũa lưu lượng nờn dung tớch một bể là 410 (m3). Chọn bể cú dạng hỡnh trụ kớch thước mỗi bể H x D = 5,2 x 10 m. Chiều cao bảo vệ 0,5 m
⇒
HXD = 5,7m.
+ Xỏc định hàm lượng húa chất sử dụng:
Để tăng hiệu quả quỏ trỡnh keo tụ dựng thờm húa chất là phốn nhụm.
Theo TCXDVN 33-2006 thỡ lượng phốn nhụm cần thiết để keo tụ Pp = 130 (mg/l)
Hàm lượng phốn nhụm cần sử dụng trong 1 giờ là :
P = 130ì40ì1000 = 2,8.106 (mg) = 5,2 (kg). Hàm lượng phốn nhụm cần sử dụng trong 1 ngày là:
P = 5,2 ì24 = 124,8 (kg).
Dựng bơm định lượng để bơm cung cấp phốn đó hũa trộn cho bể lắng. Kết luận: Bể điều hồ tập trung lưu lương hỡnh trụ cú 2 bể cỏc thụng số thiết kế một bể là:
D (m) H (m) HBV (m) HXD (m)
II.9.2.2. Tớnh toỏn thiết kế bể phản ứng xoỏy hỡnh trụ và bể lắng đứng.
Sơ đồ cấu tạo bể
DD D pu 1 2 3 h h h
Xỏc định kớch thước của bể :
- Diện tớch bề mặt một ngăn phản ứng xoỏy là : fb = (m2)
Trong đú :
- t : Thời gian nước lưu lại trong bể. Chọn t = 15 phỳt (theo TCXDVN 33 :2006, t = 15 ữ 30 phỳt).
- Q : Lưu lượng nước xử lý 40 (m3/h).
- H: Chiều cao bể phản ứng lấy bằng 0,9 chiều cao vựng lắng của bể lắng theo TCXDVN 33-2006 chiều cao vựng lắng 2,6ữ5 (m). Chọn chiều cao vựng lắng là 3 (m) thỡ H = 0,9ì3 = 2,7 (m).
- n : Số bể phản ứng, n = 1.
fb = = 3,7 (m2). - Đường kớnh của ngăn phản ứng:
Dpư = = = 2,2 (m)
Xỏc định tiết diện bể lắng :
Diện tớch tiết diện ngang vựng lắng của bể lắng được xỏc định theo cụng thức: F =
Trong đú :
- Q : Lưu lượng tớnh toỏn, Q =40 (m3/h).
- Vtt : Tốc độ tớnh toỏn của dũng nước đi lờn. Theo 6.66 TCXDVN 33:2006 chọn Vh = 0,6 (mm/s).
- N : Số bể lắng đứng, N = 1.
- β : Hệ số sử dụng dung tớch bể chọn β = 1,5. ⇒ F = = 27,8 (m2)
- Đường kớnh bể lắng xỏc định theo cụng thức (Giỏo trỡnh “Xử lý nước cấp của TS. Nguyễn Ngọc Dung”):
D = = = 6,3 (m)
Xỏc định đường kớnh ống dẫn nước vào mỗi bể :
Với Q = 40 m3/h = 0,01 (m3/s).
- Vận tốc trong ống là v = 0,9 (m/s) (theo TCXDVN 33:2006 ) d = = = 0,12 (m) chon d = 150 (mm) - Miệng phun đặt cỏch thành luồng phản ứng là:
0,2ìDpu = 0,2ì2,2= 0,44m. - Đường kớnh miệng phun xỏc định theo cụng thức:
df = 1,13 (m) Trong đú :
- M : Hệ số lưu lượng đối với miệng phun hỡnh nún cú gúc nún β = 25o thỡ M = 0,908.
- vf : Vận tốc qua vũi phun lấy vf = 2,5 (m/s) (theo TCXDVN 33-2006) df = 1,13 = 0,15 (m), chọn df = 150 (mm).
- Chiều dài miệng phun :
lf = cotg = cotg = 75 (mm)
Để thu nước đó lắng dựng hệ thống mỏng vũng chảy tràn xung quanh thành bể và nước được chảy theo 2 chiều, diện tớch mặt cắt ngang của mỏng vũng được xỏc định :
f = = = 0,0093 (m2) Tiết diện mỏng thiết kế 0,1ì0,2 (m) .
- Thời gian xả cặn được xỏc định theo cụng thức : ) ( ) ( max h C C Q N W T c − ì ì ì = σ Trong đú :
- Wc : Dung tớch cặn xả ra trong một ngày(m3).
) )( 4 ( 3 3 2 2 m d D d D h W n c = π ì + + ì ) 90 ( 2 −α ì = o n tg d D h Chọn α = 50o , d = 500 (mm) hn = = 1,9( m) lấy hn = 2(m) Wc = ì = 22,5 (m3) - Q = 40 (m3/h) - N : Số bể lắng N = 1
- Cmax : Hàm lượng cặn lớn nhất đưa vào bể
Cmax = Cn + KìPp + 0,25M + V (mg/l) Trong đú:
- Cn: hàm lượng cặn nước nguồn, Cn = 503,05 (mg/l).
- Pp: lượng phốn tớnh theo sản phẩm khụng chứa nước, Pp = 130 (mg/l). - K: hệ số với phốn khụng sạch K = 1.
- M: độ màu của nước, lấy bằng 0.
- V: lượng vụi cho vào nước, V = 0 (mg/l).
Cmax = 503,05 + 1ì130 + 0,25ì0 + 0 = 633,05 (mg/l) - C : Hàm lượng cặn sau khi xử lý C = 50 (mg/l).
- σ : Nồng độ trung bỡnh của cặn đó nộn chặt, theo bảng 6.8 TCXDVN 33- 2006 thỡ chọn σ = 50.000 (g/m3)
T = = 48 (h)
Nước từ mỏng thu nước được dẫn vào ngăn chứa nhỏ cạnh bể, cú B = 1m. Cặn sau bể lắng được đưa vào hồ cụ đặc bựn.
Xỏc định chiều cao xõy dựng bể lắng
Hxd = h1 + h2 + h3 (m) Trong đú :
- h1 : Chiều cao phần chứa cặn, h1 = 2,0 (m) - h2 : Chiều cao ngăn phản ứng, h2 = 2,7 (m) - h3 : Chiều cao bảo vệ h3 = 0,5 (m)
⇒ Hxd = h1 + h2 + h3 = 2 + 2,7 + 0,5 = 5,2 (m).
Kết luận: Bể keo tụ và lắng cú cỏc thụng số thiết kế của một bể như sau:
D (m) Dpư (m) h1 (m) h2 (m) h3 (m) Hxd (m)
6,3 2,2 2 2,7 0,5 5,2
II.9.2.3. Xỏc định kớch thước sõn phơi bựn.
- Hồ cụ đặc bựn chứa bựn từ bể lắng đứng trong cụng trỡnh xử lý bựn cặn. - Trọng lượng cặn khụ từ bể lắng đứng của cụng trỡnh tuần hoàn nước rửa lọc
G = (kg) Trong đú :
- Q: tổng lượng nước xả cặn bể lắng và lượng nước rửa lọc trong một ngày:
- CMax : Hàm lượng cặn lớn nhất đưa vào bể lắng đứng. ( Giống mục II.9.1.3. Hàm lượng cặn tập trung). CMax =16089 (mg/l).
- C1: Hàm lượng cặn yờu cầu sau bể lắng đứng (mg/l). C1= 50 (mg/l). G = = 13780 (kg)
Lượng cặn khụ tớch trong 15 ngày:
G15 = 13780ì15 = 206700 (kg)
Trong thực tế cặn tạo thành đưa ra sõn phơi nằm trong hỗn hợp với nước đều cú độ ẩm 96% và sau khi phơi độ ẩm giảm xuống cũn 25%. Việc tớnh toỏn chiều cao bựn trong sõn phơi ta chọn theo độ ẩm trung bỡnh 80%
Với bựn độ ẩm 80%, trong 100kg hỗn hợp cú 80kg nước, 20kg bựn. Khối lượng bựn sinh ra trong 15 ngày là:
Gbựn = G15 + Gnước = G15 + =206700 + = 1033500 (kg) Thể tớch khối bựn trong bể:
Vbựn = = 940(m3).
Chọn 2 hồ hỡnh chữ nhật kớch thước mỗi hồ là B =15; L = 25m.
(a) - Thường xuyờn thỏo lớp nước trong trờn mặt lớp bựn lắng ra khỏi hồ ra hệ thống thoỏt nước của thành phố.
Khi hồ đó chứa đầy bựn cặn, đem bơm chỡm di động, đặt vào hố tập trung nước ở đầu ra, bơm hết nước để làm khụ lớp cặn chứa trong hồ. Khi nồng độ bựn khụ đạt khoảng 25%, tỷ trọng bựn γ
= 1,2t/m3 xỳc bựn khụ ra ngoài, sau đú chỉnh sửa lại cỏc lớp sỏi đỡ và hệ ống rỳt nước ở đỏy hồ, rồi cho hồ trở lại làm việc.
(b) - Bựn khụ vột từ hồ lờn ụtụ chuyển đi chụn lấp.
(c) - Thể tớch bựn khụ trong hồ: V = = = 86,13 (m3)
(d) - Chiều cao bựn khụ trong hồ: hkhụ = = = 0,23 (m)
(e) - Chiều cao bựn loóng trong hồ: hloóng = = = 1,25 (m)
Chiều sõu phần chứa cặn: hcặn = hk + hl = 0,23 + 1,25 = 1,45 (m).
(f) * Xỏc định chiều sõu của sõn phơi bựn. H = hđỏy + hcặn + hdự trữ
(g) Trong đú:
(h) + hđỏy: chiều cao 3 lớp sỏi, hđỏy = 0,4m.
(i) + hdự trữ : chiều cao dự trữ 0,7m. + hcặn = 1,45 (m).
⇒
H = 0,4 + 1,45 + 0,7 = 2,55 (m).
Section I.3 II.10. X C NH CAO TRèNH TR M X Lí.Á ĐỊ Ạ Ử
II.10.1. Cao trỡnh bể chứa nước sạch.
- Cốt mặt đất tại vị trớ xõy dựng trạm xử lý: Ztrạm = +7,50 m
- Để đơn giản trong tớnh toỏn, ta coi cốt mặt đất tại mặt đất là +0m, tương ứng với +7,50m trờn thực tế.
- Bể chứa nước ở phần mạng lưới đó xỏc định xõy 2 bể với kớch thước 1 bể 22 ì 30 ì 4,8 (m). Trong đú chiều cao lớp nước trong bể 4,3 (m).
Bố trớ bể chứa theo kiểu nửa nổi nửa chỡm, 3,8 m chỡm dưới đất 1 (m) nổi. - Cốt mực nước cao nhất trong bể chứa là:
- Cốt đỏy bể chứa:
Zđỏy bc = ZMĐ – 3,8 = +0 – 3,8 = -3,8(m). - Cốt mực nước thấp nhất trong bể chứa:
ZB.chứamin = Zđỏy bc+ 1 = -3,7+1 = -2,7
II.10.2. Cao trỡnh bể lọc AquazurV sử dụng Đan lọc 2 tầng HPDE.
Cốt mực nước trong bể lọc AquazurV là :
ZnB.lọc= ZB.chứamax + hB.lọc + hốngB.lọc - B.chứa (m) Trong đú :
- hB.lọc : Tổn thất ỏp lực trong bể lọc. Theo điều 6.355 TCXDVN 33-2006 hB.lọc = 3,24 m.
- hốngB.lọc - B.chứa: Tổn thất ỏp lực trờn đường ống dẫn từ bể lọc đến bể chứa, hốngB.lọc - B.chứa = 0,5m. ⇒ ZnB.lọc = +0,5 + 3,24 +0,5 = +4,24 (m). - Cốt bể lọc là : ZB.lọc= ZnB.lọc + HBV = +4,24+ 0,5 = +4,74 (m). - Cao trỡnh đỏy bể lọc là : ZB.lọcđỏy = ZB.lọc - HXD = +4,74 - 4,74 = +0(m).
II.10.3. Cao trỡnh bể lắng ngang.
Cốt mực nước trong bể lắng ngang là:
ZnB.lắng= ZnB.lọc + hB. lắng + hốngB.lắng - B.lọc (m) Trong đú :
- hB. lắng: Tổn thất ỏp lực trong bể lắng. Theo điều 6.355 TCXDVN 33-2006 hB. lắng = 0,5 (m).
- hốngB.lắng - B.lọc: Tổn thất ỏp lực trờn đường ống dẫn từ bể lắng ngang đến bể lọc. Theo điều 6.355 TCXDVN 33-2006 hốngB.lắng - B.lọc = 0,5m.
⇒
ZnB.lắng = +4,24 + 0,5 +0,5 = +5,24 (m).- Cốt bể lắng ngang là: - Cốt bể lắng ngang là:
ZB. lắng = ZnB. lắng + HBV =+5,24 + 0,5 = +5,74 (m). - Cốt thành lan can bể lắng ngang là:
ZB. lắng = ZnB. lắng + Hlan can =+5,74 + 0,72 = +6,46 (m). - Cao trỡnh đỏy bể lắng ngang là:
ZB. lắng đỏy = ZB. lắng - HXD = +5,74 – 7,23 = -1,49 (m).
II.10.4. Cao trỡnh bể phản ứng cơ khớ.
Cốt mực nước trong bể phản ứng cơ khớ là:
ZnB.phản ứng= ZnB.lắng + hB. phản ứng + hốngB.phản ứng - B.lắng (m) Trong đú :
- hB. phản ứng: Tổn thất ỏp lực trong bể phản ứng cơ khớ. Theo điều 6.355 TCXDVN 33-2006 hB. phản ứng = 0,2 (m).
- hốngB.phản ứng - B.lắng: Tổn thất ỏp lực trờn đường ống dẫn từ bể phản ứng cơ khớ đến bể lắng Lamen. Vỡ bể phản ứng liền với bể lắng, nhưng hệ thống phõn phối nước vào bể cú vỏch ngăn đục lỗ, nờn ta lấy: hốngB.phản ứng - B.lắng = 0,1
⇒
ZnB.phản ứng = +5,24 + 0,2 + 0,1 = +5,54 (m).- Cốt bể phản ứng cơ khớ là: - Cốt bể phản ứng cơ khớ là:
ZB. phản ứng = ZnB. phản ứng + HBV = +5,54 + 0,5 = +6,04 (m). - Cao trỡnh đỏy bể phản ứng cơ khớ là :
ZB. phản ứng đỏy = ZB. phản ứng - HXD = +6,04 - 5,7 = +0,34 (m).
II.10.5. Cao trỡnh bể trộn cơ khớ.
Cốt mực nước trong bể trộn cơ khớ là:
Trong đú :
- hB. trộn: Tổn thất ỏp lực trong nội bộ bể phản ứng cơ khớ. Theo điều 6.355 TCXDVN 33-2006 hB. phản ứng = 0,1 m. - hốngB.phản ứng - B.lắng: Tổn thất ỏp lực trong mỏng dẫn từ bể đến bể phản ứng cơ khớ. hmỏngB.trộn - B.phản ứng = 0,1m ⇒ ZnB.trộn = +5,54 + 0,1 +0,1= +5,74 (m). - Cốt bể trộn cơ khớ là: ZB. trộn = ZnB. trộn + HBV =+5,74 + 0,5 = +6,24(m). - Cao trỡnh đỏy bể phản ứng cơ khớ là :
ZB. trộn đỏy = ZB. trộn - HXD = +6,24 - 5,9 = +0,34 (m).
II.10.6. Cao trỡnh bể điều hũa tập trung lưu lượng.
Thiết kế bể điều hũa lưu lượng kiều nửa nổi nửa chỡm với chiều cao phần chỡm trong đất là 5,2 (m), phần nổi là 0,5 (m). Chiều cao lớp nước trong bể là 5,2 (m).
- Cao trỡnh đỏy bể điều hũa là : -5,20 (m).
- Cao trỡnh mực nước trong bể điều hũa là : +0,00 (m). - Cao trỡnh bể điều hũa là : +0,5 (m).
II.10.7. Cao trỡnh bể lắng đứng kết hợp bể phản ứng xoỏy hỡnh trụ.
- Cao trỡnh đỏy bể là : +0,00 (m).
- Cao trỡnh mực nước trong bể là : +5,20 (m). - Cao trỡnh bể là : 5,70 (m).