TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG NƯỚC CẤP LỰA CHỌN NGUỒN CẤP NƯỚC
5.3 CÁC YẾU TỐ CẦN XÉT KHI THIẾT KẾ
5.3.1 Liều lượng phèn cho vào nước để thực hiện quá trình keo tụ
Chọn phèn dùng để keo tụ là phèn nhôm Al2(SO4)3 . Do nước nguồn có tính chất là
đục và màu nên theo TCVN 33 – 2006 ta tính lượng phèn nhôm như sau:
5.3.1.1 Xử lý nước có màu
mg/l)
( M 4 Pp = Trong đó :
+ Pp : liều lượng phèn tính theo sản phẩm không chứa nước.
+ M : độ màu của nước nguồn tính bằng độ theo thang màu Platin – Côban. Dựa vào bảng 3.1 ta có M = 80
⇒ Pp = 4 80=35 , 77≈36 ( mg/l) 5.3.1.2 Xử lý nước đục
Dựa vào bảng 6.3 TCVN 33 – 2006, với hàm lượng cặn là 400 (mg/l) ta chọn liều lượng phèn không chứa nước để xử lý nước đục là 45(mg/l).
Dựa vào TCVN 33 – 2006, so sánh với Pp và chọn liều lượng lớn hơn.
Vậy ta chọn liều lượng phèn là 45 (mg/l).
5.3.2 Kiểm tra độ kiềm hóa của nguồn nước Lượng vôi dùng để kiềm hóa nước:
) 1
( − +
= k
e K P
DK p theo TCVN 33 – 2006
Trong đó
+ DK: Liều lượng vôi cần kiềm hóa (mg/l)
+ Pp : Liều lượng phèn để keo tụ tính theo hàm lượng cặn (mg/l) + e : đương lượng của phèn nhôm (không chứa nước) Al2(SO4)3 = 57
+ K : đương lượng gam của chất kiềm hóa. Chọn chất kiềm hóa là vôi (CaO) ta có K = 28.
+ k : độ kiềm nhỏ nhất của nước tính bằng mgđl/l. k = 6.5
⇒ 45
28 6.5 1 132
K 57
D = − + ÷ = − (mg/l) < 0
Kết luận: độ kiềm tự nhiên của nước nguồn đủ đảm bảo cho quá trình thủy phân phèn do đó không cần phải kiềm hóa nước.
5.3.3 Kiểm tra độ ổn định của nước sau khi keo tụ
Độ ổn định của nước được xác định theo chỉ số bảo hòa J : pHs
pH J= 0 − Trong đó :
+ pHo : độ pH của nước sau khi keo tụ, phụ thuộc vào k và CO2 của nước sau khi keo tụ.
+ pHs : độ pH của nước sau khi đã bảo hòa Cacbonat đến trạng thái cân bằng.
Theo TCVN 33 - 2006 quy định: Nếu -0,5 < J < +0,5 thì nước có tính ổn định.
5.3.3.1 Xác định pHo
Xác định độ kiềm của nước sau khi pha phèn
P s
P 45
K k 6.5 5.7 ( / )
e 57 mgđl l
= − = − =
Trong đó
+ Pp : Liều lượng phèn để keo tụ tính theo hàm lượng cặn (mg/l).
+ k : Độ kiềm tổng cộng của nguồn nước trước khi pha phèn, k = 6.5 + e : Đương lượng của phèn nhôm Al2(SO3) = 57.
Xác định lượng CO2 có trong nước sau khi keo tụ
e 44 P ) CO ( )
(CO2 = 2 0 + ì p Trong đó :
+ ( CO2 )0 : Nồng độ axit cacbonic có trong nước nguồn trước khi pha phèn.
Được xác định theo biểu đồ Langelier (hình 6.2 TCVN 33 – 2006) dựa vào các thông số to, tổng hàm lượng muối hòa tan (P), pH, độ kiểm Ks.
Mặt khác vì tổng hàm lượng muối hòa tan có trong nước nguồn là tổng hàm lượng thành phần của các cation và anion có trong nước nên có thể xem giá trị tổng hàm lượng cặn hòa tan trong nước (TDS) là tổng hàm lượng muối trong nước.
Vậy : P = 750 (mg/l).
to = 25°C.
Ks = 5.7 (mgđl l/ ) pH = 6.9
Từ TCVN 33 – 2006 ta tra hình 6.2 được (CO2)0 = 40 (mg/l)
⇒ 2
( ) 40 44 45 75
CO = + ì57 ≈ (mg/l)
Với (CO2)= 75 ta tra lại biểu đồ Langlier , ta được pHo = 6,7 5.3.3.2 Xác định pHs phụ thuộc vào hàm số sau
pHs = f1 (t) – f2 (Ca2+) – f3 (Ks) + f4 (P) Trong đó:
+ f1 (t), f2 (Ca2+), f3 (Ks), f4 (P): là các hàm số của nhiệt độ, nồng độ canxi (Ca2+), độ kiềm và tổng hàm lượng muối trong nước.
Tra biểu đồ hình 6 – 1 TCVN 33 – 2006 ta được các giá trị theo bảng sau:
t = 25°C
Ca2+ = 40
(mg/l) Ks = 5.7 P = 750 (mg/l)
2 1,6 1,7 8.92
⇒ pHs = 2 – 1,6 – 1,7 + 8,92 = 7,62 Suy ra : J = 6,7 – 7,62 = – 0.92
Kết luận: Nước không ổn định, nước có tính xâm thực (nước có tính gỉ), cần phải xử lý độ ổn định của nước bằng cách kiềm hóa.
5.3.4 Xử lý ổn định nước
Để xử lý ổn định nước ta phải dùng vôi hoặc Sôđa.
5.3.4.1 Liều lượng hóa chất cần dùng
Tính DK ( Pv ):
Vì J < 0, pH0 < pHs < 8,4 nên theo TCVN 33 – 2006 ta dùng công thức : Dk = Ks ì β (mgdl/l)
Trong đó:
+ Ks: độ kiềm của nước trước khi xử lý ổn định hay sau khi pha phèn.
+ β : hệ số phụ thuộc vào độ ổn định J và pHo < pHs < 8,4.
Khi J = 0.92 ; pHs = 7,62. Tra biểu đồ hình 6 – 4 (TCVN 33 – 2006) ta được β = 0,1
Vậy : DK = 5,7 x 0,1 ≈ 0,57 (mgdl/l) Tính theo mg/l ta dùng công thức :
1K K 2
K
D D e 100 (mg / l)
= ì ìC Trong đó :
+ e2 : đương lượng của hoạt chất trong kiềm mg/mgđl. Đối với vôi tính theo CaO thì e2 = 28.
+ CK : hàm lượng hoạt chất trong sản phẩm kỹ thuật. Chọn CK = 60%
Vậy ta có : 100
0,57 28 26, 6 ( / )
K 60
D = ì ì = mg l
Tính dK :
2 s
(CO )
0,7 K
22 0,7 75 5,7
22
6,38 (mgdl / l) dK = ì +
= ì +
≈
So sánh với DK (mgdl/l) đã tính ở trên ta thấy DK < dK
Vậy để xử lý độ ổn định nước ta chỉ cần dùng vôi.
Lượng vôi sử dụng tính theo CaO nguyên chất là :
Pv = 26,6 ì 0,6 = 15.19 (mg/l)
5.3.4.2 Hàm lượng cặn lớn nhất sau khi đưa vôi vào nước Cmax = Co + (KAl ì Pp + 0,25 ì M + Pv) (mg/l) Trong đó:
+ Co : Hàm lượng cặn lớn nhất của nước nguồn Co = 1000 (mg/l) + KAl : Hệ số kể đến độ tinh khiết của phèn nhôm, KAl = 0,7 (70%) + Pp : Liều lượng phèn đưa vào để keo tụ Pp = 45 (mg/l).
+ M : Độ màu của nước nguồn, M = 80 (Pt - Co)
+ Pv : Liều lượng vôi đưa vào để kiềm hóa (tính theo CaO nguyên chất).
Vọ̃y Cmax = 1000 + ( 0,7ì 45 + 0,25ì 80 + 15,19) = 1073,48 (mg/l) ≈ 1067 (mg/l) 5.3.5 Tính lượng Clo sử dụng
Theo TCVN 33 – 2006 thì liều lượng Clo lỏng cần thiết để khử trùng đối với nước mặt là 2 – 3 mg/l. Ta chọn 3 mg/l
- Lượng Clo sử dụng trong 1 giờ:
PCl = Q x 3 = 2708.3 x 103x 3 = 8125000(mg/h) = 8.125 (kg/h) - Lượng Clo sử dụng trong 1 ngày:
PCl = 8.125 x 24 = 195 (kg/ngày) - Lượng Clo sử dụng trong một tháng :
PCl= 195 x 30 = 5850 (kg/tháng) = 5.85 (tấn/tháng)
CHƯƠNG 6:
TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TRẠM XỬ LÝ