Trộn cơ khí là dùng năng lượng của cánh khuấy để tạo ra dòng chảy rối. Việc khuấy trộn thường được tiến hành trong các bể trộn hình vng hoặc hình trịn.
Ngun tắc làm việc: Nước và hóa chất được đi vào phía đáy bể, sau khi hịa trộn đều sẽ thu được dung dịch ở trên bề mặt đưa sang bể lắng.
Ưu điểm hơn các 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 vật liệu xây dựng. Bể trộn cơ khí áp dụng cho các trạm xử lý có cơng xuất vừa và lớn, có mức độ cơ giới hóa và tự động hóa cao.
Xác định kích thước của bể trộn cơ khí:
Thể tích bể trộn cơ khí được tính theo cơng thức:V=t.Q (m3)
Trong đó: t : Thời gian khuấy trộn(Theo 6.58 TCXDVN 33-2006 thì t=45�90(s). Chọn t=50(s)
Q: Công suất trạm xử lý, Q= 35000 (m3/ngđ ) = 0,41 m3/s Vậy thể tích bể trộn cơ khí là:V = 0,41. 50 = 20,5 (m3)
Ta thiết kế 4 bể trộn hình vng với thể tích mỗi bể là: V1= V2=V3=V4=5,125 m3
Chọn chiều cao an toàn của bể là Hat = 0,3 m
Chiều dài cạnh của bể = chiều rộng bể a= = = 1,72 m Chiều cao hữu ích của bể: Hhi= = = 1,72 m.
Chiều cao toàn phần của bể: H= Hhi+ Hat= 1,72 + 0,3= 2,02 m. Vậy kích thước của bể là: a.a.h= 1,72 x 1,72 x 2,03
Bảng 3.5: Bảng thống kê các thông số thiết kế bể trộn.
Thông số Đơn vị Kích thước
Số lượng bể 4
Chiều cao m 2,02
Chiều dài= chiều rộng m 1,72
Thể tích m3 5,125
Kích thước cánh khuấy
Dùng máy khuấy tua bin bốn cánh vng nghiêng góc 450 hướng xuống dưới để đưa nước từ trên xuống. Trong bể dặt 2 tấm chắn để ngăn chuyển động xốy của nước. Đường kính cánh khuấy: D= 0,33.a= 0,33. 1,72 0,5676 m
Máy khuấy đặt cách đáy 1 khoảng bằng = 0,5m.
Chiều rộng bản cánh khuấy = 0,25.D= 0,25.0,5676= 0,1419 m.
Đáy bể đặt độ dốc 2% về 1 phía và đặt đường ống xả kiệt để thau rửa,xả cặn khi cần thiết.
Năng lượng cần thiết để truyền vào nước: P= G2.V. (KW)
Trong đó:
G: Gradien vận tốc ( qui phạm G=500�1500 s-1 ). Chọn G= 1000 s-1. Thể tích bể trộn: V= 5,125 m3.
Hệ số nhớt của chất lỏng ,=1,002.10-3 (Pa.s) P = 10002 x 1,002.10-35,125 = 5135,25 (W)
Với hiệu suất động cơ , công suất động cơ: 5135,25/ 0,8 = 6419 W Số vòng quay của máy khuấy : n =
Trong đó:
P: Năng lượng cần thiết để truyền vào nước, P=5135,25 W K: Hệ số sức cản của nước,với cánh khuấy nghiêng 450, K=1,08
:trọng lượng riêng của chất lỏng,= 998,207 (Kg./m3) D : Đường kính cánh khuấy, D= 0,5676 m
Vậy số vịng quay của máy khuấy là: n = = 2vòng/s = 120vịng/phút.
Bể trộn được trang bị một cánh khuấy có cơng suất động cơ 6419 (W), tốc độ máy khuấy là 276 vịng/phút. Đường kính cánh khuấy 0,5676 m.
Tính tốn ống nước vào và ra
Đường kính ống dẫn nước vào bể: d= 500mm. = 0.5 m Vận tốc nước chảy trong ống: v= = = 2,1 m/s.
Vận tốc nước dâng từ đáy lên: vd= = = 0,14 m/s.