TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG NƯỚC CẤP LỰA CHỌN NGUỒN CẤP NƯỚC
6.1 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH THU, TRẠM BƠM CẤP 1
Công trình thu nước mặt được đặt ở nước sông Đồng Nai nhằm đảm bảo lấy đủ lượng nước có chất lượng tốt theo yêu cầu cho trước mắt và tương lai, đảm bảo điều kiện vệ sinh cho nguồn nước.
Căn cứ vào lưu lượng, điều kiện địa chất thủy văn, địa chất công trình, giao thông,...
ta chọn công trình thu nước ven bờ loại kết hợp.
Với công suất là 65000 m3/ngđ = 2708.3 m3/h ⇒ chọn ba ngăn thu và ba ngăn hút (hai làm việc, một dự phòng). Song chắn rác đặt ở cửa ngăn thu, lưới chắn rác đặt ở cửa thông giữa ngăn thu và ngăn hút.
6.1.1. Tính toán song chắn rác và lưới chắn rác 6.1.1.1 Song chắn rác
Song chắn rác được đặt ở cửa thu nước của công trình.
- Diện tích công tác của song chắn rác:
1.25Q ( 2) K m
= v Ω Trong đó:
+ Q : lưu lượng nước cấp:
Q= 65000 m3/ngđ = 2708.3 (m3/h) = 0.752 (m3/s)
+ v : tốc độ nước chảy vào cửa thu, theo TCVN 33:2006 thì v = 0,2 – 0,6 (m/s).
Chọn v = 0,4 (m/s).
+ K: hệ số co hẹp do các thanh thép.
K = a c a + Với:
a : khoảng cách giữa các thanh thép, a= 40-50 (mm). Chọn a = 40 (mm).
c : đường kính thanh thép, c = 8 – 10 (mm). Chọn c = 10 (mm).
⇒ K = 40 10 40 1.25
+ =
Vậy:
0, 752 2
1,25 1,25 2,975 (m )
= ì 0,4 ì = Ω
Chọn kích thước song chắn rác là: L x B = 3 x 1 (m).
Khoảng cách giữa 2 song chắn bằng 40 mm, chiều dày mỗi thanh là 10mm, chiều rộng của cửa thu nước bằng 3000 mm, số thanh song chắn cần dùng là:
3000/40 - 1 = 74 (thanh) Chiều dài một thanh bằng 1 m.
Vậy diện tích cản nước của một thanh bằng:
f = 1 ì 0,01 = 0,01 (m2) Tổng diện tích cản nước của song chắn rác là:
∑f = 74 ì f = 74ì 0,01 = 0,74 (m2) Diện tích thông thuỷ của song chắn rác là:
F = (3 ì 1) – 0.74 = 2,26 (m2) Vận tốc nước qua song chắn bằng:
v = F
Q = 0,752
2, 26 ≈ 0.333 (m/s)
Vậy vận tốc nước qua song chắn nằm trong khoảng 0,2 ÷ 0,6 (m/s), thỏa mãn yêu cầu thiết kế.
6.1.1.2 Lưới chắn rác
Chọn lưới chắn rác dạng phẳng, lưới được làm bằng sợi thép không rỉ.
- Diện tích công tác của lưới chắn rác theo tcvn 33:2006 :
1, 25
L
QK
ω = ì v (m2) Trong đó:
+ Q : Lưu lượng tính toán của công trình (m3/s).
+ v : Vận tốc nước chảy qua lưới (m/s); chọn v = 0,4 (m/s) (lấy ≤ 0.6 m/s theo TCVN 33 : 2006).
+ K : hệ số co hẹp, được xác định theo công thức:
a c 2
K a
+
= ÷ Với:
a : kích thước mắt lưới, chọn a = 5 (mm)
c : đường kính dây đan lưới, chọn c= 1 (mm)
⇒
5 1 2
1,512 K = 5+ ÷ = Vậy:
0, 752
1, 25 1,512 3,5532
L 0, 4
ω = ì ì = (m2)
Chọn kích thước lưới chắn rác là: B x H = 1,2 x 3 (m) Số thanh thép theo chiều thẳng đứng của cửa là:
1200
4,5 1+ + 1≈220 (thanh)
Mỗi thanh dài 3 m. Diện tích cản nước của các thanh thẳng đứng của cửa thu nước là:
220 ì 3 ì 0,001 = 0,66 (m2) Số thanh thép theo chiều ngang của cửa thu:
3000
4,5 1+ + 1 ≈ 547 (thanh)
Chiều dài mỗi thanh là 1.2 m. Diện tích cản nước của các thanh ngang là:
547 ì 1.2ì 0,001 = 0,6564(m2)
Tổng diện tích cản nước của lưới chắn rác là:
Flưới = 0,6564 + 0,66 = 1,3164 (m2) Diện tích thông thuỷ của lưới chắn rác là:
F = (3 ì1,2) – 1.3164 = 2.2836 (m2) Vậy vận tốc qua lưới chắn rác là:
0,752 0,165( / ) 2 2.2836
v Q m s
=n F = ≈
ì ì
6.1.2 Tính ống hút
- Ống hút được làm bằng thép, theo TCVN 33 : 2006 vận tốc trong ống hút đối với chế độ làm việc bình thường là vh = 1,2 – 2 (m/s). Chọn vh = 1,5 (m/s). Mỗi ngăn có 1 ống hút, vậy tổng số ống hút là 2.
- Đường kính ống hút chung là:
h
h
4.Q 4 0,752
D 0,565
nπ v 2 3,14 1,5
= = ì ≈
ì ì ì ì (m)
Chọn D = 500mm. Với D = 500mm, Q1 = 0,752 x 1000/2 = 376 (l/s) ta tra bảng tính toán thủy lực của Ths.Nguyễn Thị Hồng ⇒ v = 1,8 (m/s), 1000i = 8,18.
Vậy hai ống hút được đặt song song và cần có độ dốc tối thiểu i = 0,00818 cao về phía máy bơm nhằm để tránh tạo thành các túi khí trong đường ống và cho phép các bọt khí lẫn trong nước có thể chuyển động cùng với nước qua máy bơm.
- Ở miệng ống hút đặt các phễu hút.
+ Đường kính phễu hút: thường lấy từ 1,3 – 1,4Dh. Chọn Dp = 1,4Dh = 1,4 x 500 = 700 (mm).
+ Độ sâu h tính từ mặt nước đến đáy phễu hút: thường lấy h ≥ 1,5Dp
Chọn h = 1,5Dp = 1,5 x 700 = 1050 (mm) = 1,05 (m) 6.1.3 Tính ống đẩy
6.1.3.1 Ống đẩy chung
Trạm bơm cấp I được đặt kết hợp với công trình thu và cách trạm xử lý 100 m. Số ống đẩy chung là 2, vận tốc cho phép trong ống đẩy thường lấy từ v = 1,0 ÷ 3,0 m/s. Chọn vđ = 1,8 m/s.
- Đường kính ống đẩy chung
4 4 0,752
0,5158
2 2 3,14 1,8
đc
đ
D Q
π v
ì ì
= = =
ì ì ì ì (m)
Chọn Dđc = 500mm. Với Dđc = 500 mm và Q1 = 376 (l/s) tra bảng tính toán thủy lực của Ths.Nguyễn Thị Hồng ⇒ v = 1,8 (m/s), 1000i = 8,18.
6.1.3.2 Ống đẩy riêng (từ trạm bơm cấp I đến bể trộn)
Nhằm đảm bảo an toàn cho hệ thống nên dùng 2 đường ống dẫn song song làm việc.
Vậy lưu lượng mỗi ống là q1đ = 376/2 = 188 (l/s) = 0,188 (m3/s).
- Đường kính ống đẩy riêng là:
4 1 4 0,188
0,365 3,14 1,8
đ đr
đ
D q
π v
ì ì
= = =
ì ì (m)
Chọn Dđr = 350mm. Với Dđr = 350mm và q1đ = 188 (l/s), tra bảng tính toán thủy lực của Ths.Nguyễn Thị Hồng ⇒ v = 1,82 m/s; 1000i = 13,015.
6.1.4 Ngăn thu nước và ngăn hút nước
Với Dh = 500 mm, tra sách Công trình thu nước - trạm bơm cấp thoát nước của Ths.Lê Dung ta chọn được các kích thước ngăn thu, ngăn hút và các kích thước đường ống như sau:
- Ngăn thu:
+ Chiều dài: chọn Lt= 3m (lấy trong khoảng 1,6 ÷ 3 m) + Chiều rộng: chọn Bt = 2.2m (Bt = Bl + 2e. Chọn e = 0,5m) - Ngăn hút:
+ Chiều dài: chọn Lh = 2,5m (lấy trong khoảng 1,5 ÷ 3 m).
+ Chiều rộng Bh=Bt = 2,2m.
- Khoảng cách từ mép dưới đáy cửa thu đến đáy sông H1= 0,8m (lấy trong khoảng 0,7 ÷ 1 m).
- Khoảng cách từ mép dưới cửa đặt lưới chắn rác đến đáy công trình thu H2= 1m (lấy trong khoảng 0,5 ÷ 1a m).
- Khoảng cách từ mực nước thấp nhất đến mép trên cửa thu H3= 0,5 m (tiêu chuẩn H3 ≥ 0,5 m)
- Khoảng cách từ mực nước cao nhất đến sàn công tác:
H4= 0,5 m (tiêu chuẩn H4 ≥ 0,5 m).
- Khoảng cách từ mực nước thấp nhất đến miệng vào phểu hút H6=1,05m( tiêu chuẩn H6≥1,5 Dp và H6 ≥0,5 m) - Khoảng cách từ đáy ngăn hút đến miệng vào phễu hút H5=1m ( tiêu chuẩn H5≥ 0,5 m và H5≥ 0,8 Dp)
6.2 TÍNH TOÁN CÁC CễNG TRÌNH PHA HểA CHẤT