Bơm dùng rửa lọc cho 12 bể lọc có các thông số sau:
- Cường độ rửa: 15 l/s.m2.
- Diện tích 1 bể lọc là: 4,5 × 8 = 36 m2.
- Vậy lưu lượng nước dùng rửa lọc là: 15 × 36 = 540 l/s = 0,54 m3/s
= 1.944 m3/h.
- Vận tốc nước chảy trong ống (lấy bằng vận tốc nước chảy trong ống dẫn nước rửa), v = 1,91 m/s.
- Chiều dài đoạn ống tính từ vị trí đặt bơm đến bể lọc: 20 m - Đường kính ống dẫn nước là 500 mm
- Khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ làm việc ρ = 998 kg/m3.
Tính cột áp cần thiết của bơm
Cột áp của bơm được tính theo công thức:
Hbơm = H1 + H2 + H3
Trong đó:
H1: cột áp để khắc phục chiều cao hình học tính từ cột nước thấp nhất trong bể chứa đến mép máng thu nước rửa.
H2: cột áp để khắc phục trở lực trong bể lọc bao gồm trở lực lớp sỏi đỡ, trở lực lớp vật liệu lọc và trở lực phá vỡ kết cấu ban đầu của lớp vật liệu lọc.
H3: cột áp để khắc phục trở lực trên đường ống.
Tính H1:
H1 = h1 + h2 + h3
Trong đó:
h1 là chiều sâu lớp nước trong bể chứa, h1 = 4
h2 là độ cao từ lớp nước trên cùng của bể chứa đến đáy bể lọc, h2 = 0,5
h3 là chiều cao tính từ đáy bể lọc đến mép máng tràn, h3 = 2
⇒ H1 = 4 + 0,5 + 2 = 6,5 m
Tính H2:
H2 = hđáy + hđ + hvl + hbm
Trong đó:
Chương 6: TÍNH CÁC THIẾT BỊ PHỤ CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ
• hđáy: tổn thất áp lực qua đáy trung gian và chụp lọc:
hđáy =
Với v : tốc độ chuyển động của nước qua khe chụp lọc lấy bằng 1,5 m/s (theo quy phạm không nhỏ hơn 1,5 m/s).
à : hệ số lưu lượng của chụp lọc, đối với chụp lọc xẻ khe à = 0,5
⇒ hđáy = 2
2
5 , 0 81 , 9 2
5 , 1
×
× = 0,458 m
• hđ: tổn thất áp lực qua sỏi đỡ hđ = 0,22 × Ls× W
với Ls: chiều dày lớp sỏi đỡ, Ls = 0,4m W: cường độ rửa lọc, W = 15 l/s.m2
⇒ hđ = 0,22 × 0,4 × 15 = 1,32 m
• hvl: tổn thất áp lực trong lớp vật liệu lọc hvl = (a1 + b1×W)×L1×e + (a2 + b2×W)×L2×e với a, b là các thông số phụ thuộc vào kích thước hạt
lớp cát thạch anh có d = 0,7 mm nên a1 = 0,76, b1= 0,017 lớp than ăngtraxit có d = 1,2 mm nên a2 = 0,85, b2 = 0,004 e là độ giãn nở của lớp vật liệu lọc, e = 0,5
L là chiều dày lớp vật liệu lọc, L1 = 0,7 m, L2 = 0,5 m
⇒ hvl = (0,76 + 0,017×15)× 0,7×0,5
+ (0,85 + 0,004×15) ×0,5×0,5 = 0,583 m
• hbv: áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu của lớp vật liệu lọc, lấy bằng 2 m.
⇒ H2 = 0,458 + 1,32+ 0,583 + 2 = 4,361 m
Tính H3
H3 = (λ × l/D + Σξ) × v2/2g Trong đó:
λ: hệ số ma sát
l: chiều dài đoạn ống, l = 20 m D: đường kính ống, D = 0,5 m ξ: trở lực cục bộ
Chương 6: TÍNH CÁC THIẾT BỊ PHỤ CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ
• Chế độ chảy của nước rửa trong ống dẫn được đặc trưng bởi chuẩn số Re
Re = = 3
10 8 , 0
998 5 , 0 91 , 1
× −
×
× = 11,914 × 105
Regh = 6 × (D/ε)8/7 = 6 × (500/0,2)8/7 = 0,455 × 105 Ren = 220 × (D/ε)9/7 = 220 × (500/0,2)9/7 = 51,423 × 105
Vì Regh < Re < Ren nên có thể xác định hệ số ma sát trong ống theo công thức:
λ = 0,1 × (1,46 × + )0,25
= 0,1 × (1,46 × 0,2/100+ 5 10 914 , 11
100
× )0,25 = 0,016
• Xác định tổng trở lực cục bộ
Trở lực của 1 van ξ = 4,7
Trở lực của 2 cút ξ = 0,98 × 2 = 1,96
Trở lực của 1 tê ξ = 0,92
⇒Σξ = 4,7 + 1,96 + 0,92 = 7,58 Vậy tổng trở lực trên toàn đường ống là:
H3 =
81 , 9 2
8 , ) 1 46 , 5 7 , 0 016 20 , 0 (
2
× × +
× = 1,338 m
Cột áp của bơm là:
H = H1 + H2 + H3 = 6,5 + 4,361 + 1,338 = 12,199 ≈ 12,2 m
Công suất bơm N = =
7 , 0 1000
81 , 9 998 2 , 12 54 , 0
×
×
×
× = 92,1 kW
η: hiệu suất chung của bơm, η = 0,7
Chọn bơm rửa lọc có công suất 90 kW, với lưu lượng là 1.944 m3/h và cột áp là 12 m
Chương 6: TÍNH CÁC THIẾT BỊ PHỤ CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ
6 .2.TÍNH BƠM KHÍ RỬA LỌC
Bơm khí dùng rửa lọc được tính toán dựa trên các yêu cầu sau:
- Cường độ thổi khí là 18 l/s.m2
- Dung tích 1 bể lọc là 4,5 × 8 = 36 m2
- Vậy lưu lượng khí dùng rửa lọc là 648 l/s = 0,648 m3/s = 2.332,8 m3/h - Vận tốc không khí chuyển động trong ống, v = 17 m/s.
- Chiều dài đoạn ống tính từ vị trí đặt bơm đến bể lọc là 20 m - Đường kính ống dẫn khí chính là d = 220 mm = 0,22 m
- Khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ làm việc là ρ = 1,13 kg/m3
Tính cột áp cần thiết của bơm khí:
- Cột áp của bơm được tính theo công thức H = h1 + h2 + h3
Trong đó:
h1: cột áp để khắc phục tổn thất áp lực chung trong ống dẫn khí tính từ máy thổi khí đến bể lọc.
h2: cột áp để khắc phục cột nước và lớp cát lọc trên lỗ phân phối gió h3: cột áp để khắc phục tổn thất từ hệ thống phân phối đến mép máng thu nước rửa lọc
Chọn h1 = 2 m
Tính h2:
h2 = γ1× H1 + γ2× H2 + H3
Với:
γ1, γ2 là trọng lượng riêng của cát và than ăngtraxit H1, H2 là chiều cao lớp cát và lớp than ăngtraxit
H3 là chiều cao lớp nước từ mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng Ta có γ1 = 2,6, H1 = 0,7 m
γ2 = 1,6, H2 = 0,5 m H3 = 0,75 m
⇒ h2 = 2,6 × 0,7 + 1,6 × 0,5 + 0,75 = 2,95 m
Chọn h3 bằng chiều cao lớp nước từ ống phân phối đến mép máng thu nước rửa, h3 = 2 m
⇒ vậy cột áp cần thiết của bơm gió rửa lọc là:
H = 2 + 2,95 + 2 = 6,95 m
Áp lực của khí nén là:
Chương 6: TÍNH CÁC THIẾT BỊ PHỤ CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ
p = 10,33
95 , 6 33 , 10 33
, 10
33 ,
10 +H = +
= 1.66 at
Công suất của bơm khí là:
N = Với:
η: hiệu suất chung của máy thổi khí, chọn η = 0,8 Q: lưu lượng khí, Q = 0,648 m3/s
L = 34.400 × (p0,29 – 1) = 34.400 × (1,660,29 – 1) = 5446,46
⇒ N = 43,25kW 8
, 0 102
648 , 0 46 ,
5446 =
×
×
Chọn bơm khí rửa lọc có công suất 43 kW, với lưu lượng là 2332,8 m3/h và cột áp là 6,95 m, áp lực là 1,66 at.
6 .3.GIẾNG KHOAN
- Giếng khoan ở hai tầng sâu lớn hơn 200 m và lớn hơn 100 m.
- Có 2 bơm chìm để tập trung đưa nước từ giếng khoan vào đường ống truyền tải.
- Có tụ điện bên trong nhà điều khiển giếng, có đồng hồ đo lưu lượng, đồng hồ đo áp lực
- Người ta đưa sỏi xuống giếng để lọc sơ trước khi nước đi vào giếng 6 .4.TRẠM BƠM CẤP II
- Có 3 bơm hoạt động liên tục 24/24 - Áp lực mỗi bơm là 50 m cột nước
- Có hệ thống ống với ống lớn nhất có đường kính 1000 mm.
6 .5.TỔN THẤT QUA TỪNG CÔNG TRÌNH - Tổn thất áp lực qua giàn mưa là 0,5 m - Tổn thất áp lực qua bể trộn là 0,7 m - Tổn thất áp lực qua bể lắng là 0,5 m - Tổn thất áp lực qua bể lọc là 4 m - Tổng tổn thất áp lực 5,7 m