Thuyet Minh

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

I.

Lùa chän c«ng nghÖ xö lý níc

1. X¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu cßn l¹i trong nhiÖm vô thiÕt kÕ vµ ®¸nh gi¸ møc ®é chÝnh x¸c c¸c chØ tiªu nguån níc a. Tæng hµm lîng muèi Tæng hµm lîng muèi trong níc nguån ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau:

P= ∑ Me+ + ∑ Ae− + 1,4.[Fe2+ ] + 0,5.[ HCO3− ] + 0,13.[SiO2− ] Trong ®ã: - ∑ Me + : Tæng hµm lîng c¸c ion d¬ng -∑ Ae

Ta cã:

−

∑ Me

+

[

: Tæng hµm lîng c¸c ion ©m

] [

] [

] [

= Ca 2+ + Ca 2+ + Mg 2+ + NH 4+

]

= 0,3 + 106,2 + 3,95 + 28

hay: ∑ Me + = 138,45

∑ Ae

−

[ ] [

(mg/l)

] [

] [

= Cl − + SO42− + NO2− + NO3−

]

= 0,1 + 0,4 + 76,5 + 42,6

hay:

∑ Ae

−

= 119,6

Nh vËy: P = 138,45+ 119,6 + 1,4× 17 + 0,5×278,1 + 0,13 ×2 ⇒ P = 421,16 (mg/l) X¸c ®Þnh lîng CO2 tù do cã trong níc nguån

b.

Lîng CO2 tù do cã trong níc nguån phô thuéc vµo P, t0, Ki, PH vµ ®îc x¸c ®Þnh theo biÓu ®å Langlier Víi: P =421,16 (mg/l) t0 =200C PH = 7,6 Ki0 = 4,56 (mg/l) Tra biÓu ®å ta x¸c ®Þnh ®îc hµm lîng [CO2] tù do lµ 10 (mg/l) c. KiÓm tra ®é KiÒm toµn phÇn Do PH = 7,6 nªn ®é KiÒm toµn phÇn cña níc chñ yÕu lµ do [HCO3-], ta x¸c ®Þnh ®îc: [HCO -] 3 Kitf ≈ = 4,55 (mg/l) 61,02 Nh vËy ®é KiÒm toµn phÇn xÊp xØ ®é cøng Cacbonat = 4,56 (mg/l) nªn sè liÖu tÝnh to¸n lµ chÝnh x¸c. SV:Bïi V¨n Dòng MSSV:4725-49 Líp:49DT

1

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

2. §¸nh gi¸ chÊt lîng nguån níc Dùa theo tiªu chuÈn vÖ sinh níc ¨n uèng (Ban hµnh kÌm theo QuyÕt ®Þnh sè 1329/2002/BYT/Q§ ngµy 18/4/2002 cña Bé Y tÕ) vµ c¸c chØ tiªu chÊt lîng níc nguån ta thÊy nguån níc sö dông cã c¸c chØ tiªu sau ®©y cha ®¶m b¶o yªu cÇu: 1. §é Oxy ho¸ Pemaganat = 3 (mgO2/l) > 2 (mgO2/l) 2. Hµm lîng Fe2+ = 17 (mg/l) > 0,5 (mg/l) 3. Hµm lîng H2S = 0,1 (mg/l) > 0,05 (mg/l) 4. Hµm lîng Ca2+ = 106,2 (mg/l) > 100 (mg/l) 5. Hµm lîng cÆn l¬ löng = 6 (mg/l) > 3 (mg/l) 6. ChØ sè Ec«li = 720 (con) > 0 (con) 3. S¬ bé lùa chän d©y chuyÒn c«ng nghÖ Do hµm lîng Fe2+ = 17(mg/l), c«ng suÊt tr¹m Q = 8000 (m3/ng®) nªn ®Ó xö lý s¾t ta dïng ph¬ng ph¸p lµm tho¸ng tù nhiªn. a. KiÓm tra xem tríc khi xö lý cã ph¶i Clo ho¸ s¬ bé hay kh«ng -

Ta ph¶i Clo ho¸ s¬ bé trong 2 trêng hîp sau: [O2]0 > 0,15×[Fe2+] + 3 Níc nguån cã chøa NH3, NO2 Do [O2] = 3 (mg/l) < 0,15×[Fe2+] + 3 = 0,15×17 + 3 = 5,55 (mg/l)

nªn ®iÒu kiÖn nµy kh«ng yªu cÇu ph¶i Clo ho¸ s¬ bé. Tuy nhiªn, trong níc nguån cã chøa NH3 (ë d¹ng NH4+) vµ NO2- nªn ta ph¶i Clo ho¸ d¬ bé. LiÒu lîng Clo dïng ®Ó Clo ho¸ s¬ bé tÝnh theo c«ng thøc: LCl = 6×[NH4+] + 1,5×[NO2-] + 3 (mg/l) = 6×0,3 + 1,5×0,1 + 3 = 4,95 (mg/l) b. X¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu sau khi lµm tho¸ng  §é kiÒm sau khi lµm tho¸ng: Ki* = Ki0 − 0,036×[Fe2+] Trong ®ã: -

Ki0 : §é kiÒm cña níc nguån = 4,65 (mg/l) ⇒ Ki* = 4,56 - 0,036×17 = 3,948 (mg® g/l)

 Hµm lîng CO2 sau khi lµm tho¸ng: CO2* = (1-a)×CO20 + 1,6×[Fe2+] SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

2

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

Trong ®ã: -

a : HÖ sè kÓ ®Õn hiÖu qu¶ khö CO2 b»ng c«ng tr×nh lµm tho¸ng. Chän ph¬ng ph¸p lµm tho¸ng tù nhiªn ⇒ a = 0,5

-

CO20 : Hµm lîng khÝ C¸cbonic tù do ë trong níc nguån = 10

(mg/l) ⇒ CO2* = (1-0,5)×10 + 1,6×17 = 32,175 (mg/l)  §é PH cña níc sau khi lµm tho¸ng: Tõ biÓu ®å quan hÖ gi÷a PH, Ki, CO2 øng víi c¸c gi¸ trÞ ®· biÕt: Ki* = 3,948 CO2* = 32,175 (mg/l) t0 = 20 0C P = 421,16 (mg/l) Tra biÓu ®å quan hÖ gi÷a lîng PH, Ki, CO2 ta cã PH* = 7,1  Hµm lîng cÆn sau khi lµm tho¸ng: Hµm lîng cÆn sau khi lµm tho¸ng ®îc tÝnh theo c«ng thøc: C*max = C0max + 1,92×[Fe2+] + 0,25M (mg/l) Trong ®ã: -

C0max : Hµm lîng cÆn l¬ löng lín nhÊt trong níc nguån tríc khi lµm tho¸ng = 12 (mg/l)

- M : §é mÇu cña níc nguån - tÝnh theo ®é Cobal ⇒ C*max = 12 + 1,92×17 + 0,25×6 = 46,14 (mg/l) V× C*max > 20 (mg/l) vµ c«ng suÊt tr¹m xö lý = 8000 (m3/ng®) nªn ta dïng bÓ l¾ng tiÕp xóc ngang. c. KiÓm tra ®é æn ®Þnh cña níc sau khi lµm tho¸ng Sau khi lµm tho¸ng, ®é PH trong níc gi¶m nªn níc cã kh¶ n¨ng mÊt æn ®Þnh, v× vËy ta ph¶i kiÓm tra ®é æn ®Þnh cña níc. §é æn ®Þnh cña níc ®îc ®Æc trng bëi trÞ sè b·o hoµ I x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: I= PH* - PHs Trong ®ã: -

PH* : §é PH cña níc sau khi lµm tho¸ng, theo tÝnh to¸n ë trªn ta ®· cã PH* = 7,08

-

PHs : §é PH ë tr¹ng th¸i c©n b»ng b·o hoµ CaCO3 cña níc sau khi khö Fe2+, ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:

SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

3

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

PHs =f1(t0)- f2(Ca2+)- f3(Ki*)+ f4(P) Trong ®ã: -

f1(t0): Hµm sè nhiÖt ®é cña níc sau khi khö s¾t

-

f2(Ca2+): Hµm sè nång ®é ion Ca2+ trong níc sau khi khö s¾t

-

f3(Ki*): Hµm sè ®é kiÒm Ki* cña níc sau khi khö s¾t

-

f4(P) : Hµm sè tæng hµm lîng muèi P cña níc sau khi khö s¾t

Tra biÓu ®å Langlier ta ®îc: -

t0 = 20 0C => f1(t0) = 2,1

-

[Ca2+] = 106,2 (mg/l) => f2 (Ca2+) = 2,025

-

Ki* = 3,948 (mg®l/l) => f3(Ki*) = 1,6

- P = 421,16 (mg/l) => f4(P) = 8,84 Nh vËy, PHs = 2,1 − 2,025 − 1,6 + 8,84 = 7,315 ⇒ I = PH* − PHs = 7,08 – 7,315 = − 0,235 NhËn thÊy r»ng  I = 0,235 < 0,5 nªn sau khi khö Fe2+ níc nguån ë tr¹ng th¸i æn ®Þnh Tõ c¸c tÝnh to¸n nh trªn ta chän lùa c¸c c«ng tr×nh chÝnh trong d©y chuyÒn: Clo

N­íc nguån

Lµm tho¸ng nh©n t¹o

L¾ng tiÕp xóc ngang

Läc nhanh

Khö trïng BÓ chøa n­íc s¹ch

II.

TÝnh to¸n c«ng nghÖ, cÊu t¹o vµ c¸c c«ng tr×nh trong d©y

chuyÒn c«ng nghÖ

1. C«ng tr×nh lµm tho¸ng tù nhiªn §Ó lµm tho¸ng tù nhiªn ta sö dông giµn ma, sau ®©y ta sÏ ®i tÝnh giµn ma. SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

4

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

a. TÝnh diÖn tÝch giµn ma DiÖn tÝch mÆt b»ng giµn ma ®îc tÝnh theo c«ng thøc: Q F= (m2) qm Trong ®ã: -

Q: C«ng suÊt Tr¹m xö lý (m3/h) qm: Cêng ®é ma tÝnh to¸n. Theo quy ph¹m ta cã = 10 ÷ 15 (m3/m2-h). Chän qm = 12 (m3/m2-h) ta cã:

Theo thiÕt kÕ, Q = 8000 (m3/ng®) = 333,33 (m3/h) 333,33 ⇒F= = 27,75 ≈ 28 (m2) 12 28 ThiÕt kÕ hai giµn ma, diÖn tÝch mçi giµn lµ: f = = 14 (m2) 2 ThiÕt kÕ mçi ng¨n giµn ma víi a = 4 (m) ⇒ b =

f

a VËy mçi ng¨n giµn ma ®îc thiÕt kÕ = 4× 3,5 (m)

= 3,5 (m).

Tæng diÖn tÝch bÒ mÆt tiÕp xóc cÇn thiÕt x¸c ®Þnh nh sau: 2G8 Ftx = K × ∆CO2tb Trong ®ã: -

-

K : HÖ sè t¸ch khÝ, chän vËt liÖu tiÕp xóc lµ than cèc cã ®êng kÝnh trung b×nh d = 24 (mm) ⇒ x¸c ®Þnh ®îc K = 0,075 øng víi t = 200C ∆CO2tb : lùc ®éng trung b×nh cña qu¸ tr×nh khö khÝ, ®îc tÝnh nh sau:

Cmax- Ct ∆CO2 = 2300× lg Cmax (kg/m3) Ct = 1,64× Fe2++ C® = 1,64× 17 + 10,0 = 37,88 (mg/l) 37,88- 9,35 tb ⇒ ∆CO2 = 2,3× lg 37,88= 20,41(kg/m3) 9,35 tb

Víi Cmax

G : Lîng CO2 tù do cÇn khö (kg/h) ®îc tÝnh nh sau: C ×Q G= l (kg/h) 1000 Víi: Cl - lîng CO2 tù do ®¬n vÞ cÇn khö ®Ó t¨ng ®é PH cña níc sau khi -

lµm tho¸ng lªn 7,5. SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

5

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

Cl = 1,64× Fe2+ + (C® − Ct ) (mg/l) Fe2+ = 17 (mg/l) C® = 10 Ct = Cb®×β×γ (mg/l) øng víi PH = 7,6 vµ K = 4,56 ⇒Cb® = 10,0 (mg/l). Víi P = 421,16 (mg/l) ⇒ β = 0,935. øng víi nhiÖt ®é cña níc t = 200C⇒ γ = 1.

⇒ Ct =10,0× 0,935× 1 = 9,35 (mg/l) Nh vËy Cl = 1,64× 17+ (10− 9,35) = 28,53 (mg/l) C ×Q 28,53 × 333,33 l ⇒G= = = 9,5 (kg/h) 1000 1000 Do ®ã: Ftx =

9,5 = 6,2 (m2) 0,075 × 20,41

Ftx ftx Tra b¶ng §Æc tÝnh líp vËt liÖu läc ta cã: ftx = 120 (m2/m3) 6,2 ⇒W= = 0,0516 (m3) 120 Do diÖn tÝch tiÕp xóc cña líp vËt liÖu tiÕp xóc qu¸ nhá nªn kh«ng Khèi tÝch líp vËt liÖu tiÕp xóc lµ: W =

cÇn dïng líp vËt liÖu tiÕp xóc, thay vµo ®ã ta dïng 2 sµn ®Ëp Bª t«ng ®îc bè trÝ nh h×nh vÏ. 0,8 m

0,7 m

C2 l

1,0 m

b. TÝnh giµn èng phun ma Qtr¹m 333,33 Q= = = 166,66 (m3/h) N 2  Chän èng chÝnh SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

6

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

Chän vËn tèc níc ch¶y trong giµn èng chÝnh lµ V = 1 (m/s) ta cã: 2 Q = ω× V = πd × V 4 4× 166,66 4× Q ⇒d= = = 0,243 (m) 3,14× 3600 π ×V

Ta lÊy dchÝnh = 0,25 (m) = 250 (mm) ⇒ V = 0,94 (m/s)  Chän èng nh¸nh VËn tèc ®¶m b¶o trong kho¶ng 1,2 ÷ 2 (m/s) ThiÕt kÕ 18 èng nh¸nh, ®êng kÝnh mçi èng lµ φnh¸nh = 50 (mm), lu lîng nh¸nh lµ:

166,66 = 2,57× 10-3 (m3/s) 18× 3600 DiÖn tÝch ngang èng nh¸nh lµ: Qnh¸nh =

2 2 ω = πd = 3,14× (0,05) = 1,9625× 10-3 (m2) 4 4 2,57 Q ⇒ Vn = = = 1,37 (m/s) ⇒ tho¶ m·n ®iÒu 1,9625 ω

kiÖn. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c èng nh¸nh lµ: 4- 0,3× 2 x= = 0,425 (m) 8 Trªn c¸c èng nh¸nh ®ôc c¸c lç φ10 thµnh 2 hµng híng xuèng díi vµ nghiªng so víi ph¬ng n»m ngang mét gãc 450. DiÖn tÝch mét lç lµ: 2 2 F1lç = πd = 3,14× (0,01) = 7,85× 10-5 (m2) 4 4 ∑ Flç MÆt kh¸c, theo quy ph¹m ta cã: = 0,25 ÷ 0,5. LÊy tû sè = FcèngchÝnh

0,5

ta

cã: 2 2 Fèng chÝnh = πd = 3,14× (0,25) = 0,049 (m2) 4 4 ⇒ Σ Flç = 0,5× 0,049 = 0,0245 (m2)

S lç ph¶i khoan lµ: n =

∑ Flç

18× Flç

=

0,0245 18× 7,85× 10- 3

= 17,3 (lç) ⇒ lÊy n = 18

(lç). Mçi hµng ®ôc 9 lç, khi ®ã kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç lµ: SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

7

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

1550- 4× 150 = 156,25 (mm) 8 S¬ ®å giµn ma ®îc bè trÝ nh sau: R =

15 15

15 15

2. TÝnh to¸n bÓ l¾ng tiÕp xóc ngang a. DiÖn tÝch bÓ l¾ng Dïng bÓ l¾ng ngang thu níc ë cuèi bÓ, diÖn tÝch mÆt b»ng bÓ lµ: Q F = 3,6× u × α (m2) 0

 Q : C«ng suÊt tr¹m , Q = 333,33 (m3/s) u  α=

0

u -

V

tb

(1)

lµ hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh hëng cña dßng ch¶y rèi trong

30 vïng l¾ng. 0

Trong ®ã: -

u0 : Tèc ®é l¾ng cÆn, lÊy b»ng 0,6 (mm/s)

-

Vtb : VËn tèc trung b×nh chuyÓn ®éng ngang cña dßng níc. Vtb = K×u0

Víi K: hÖ sè phô thuéc vµo tû sè chiÒu dµi vµ chiÒu cao cña bÓ L l¾ng. Chän = 10 ⇒ K = 7,5⇒Vtb = 7,5× 0,6 = 4,5 (mm/s). thay H l¹i c«ng thøc (1) ta cã:

SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

8

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

Nh vËy,

0,6 4,5 = 1,333 α= 0,630 333,33 × 1,333 ≈200 (m2) F= 3,6× 0,6

b. ChiÒu réng bÓ l¾ng ChiÒu réng cña bÓ l¾ng ®îc tÝnh theo c«ng thøc: Q B = 3,6× V × N × H tb

Trong ®ã: -

H: ChiÒu cao vïng l¾ng, H = 2,5 (m)

-

N: Sè bÓ l¾ng, lÊy N = 2 bÓ.

Khi ®ã: B=

333,33 ≈ 4,0 (m) 3,6× 4,5× 2× 2,5

Chia mçi bÓ thµnh 2 ng¨n, chiÒu réng cña mét ng¨n lµ bn =

B 4,0 = 2 2

= 2,0 (m) c. ChiÒu dµi bÓ l¾ng Theo c¸ch chän nh trªn, chiÒu dµi bÓ l¾ng lµ: L = 10× H = 10× 2,5 =25 (m) Chän hai v¸ch ng¨n ®Æt c¸ch têng 1,5 (m). Sö dông ph¬ng ph¸p cÆn trît vÒ phÝa ®Çu bÓ (hè thu cÆn ®Æt ë phÝa ®Çu bÓ). d. TÝnh hÖ thèng ph©n phèi níc vµo bÓ §Ó ph©n phèi vµ thu níc ®Òu trªn toµn bé diÖn tÝch bÒ mÆt bÓ l¾ng ta ®Æt c¸c v¸ch ng¨n cã ®ôc lç ë ®Çu vµ cuèi bÓ. ThiÕt kÕ hµng l«c cuèi cïng n»m cao h¬n møc cÆn tÝnh to¸n lµ 0,3 (m) – theo quy ph¹m lµ 0,3÷0,5 (m). §Æt v¸ch ng¨n ph©n phèi níc vµo bÓ c¸ch ®Çu bÓ mét kho¶ng 1,5 (m). DiÖn tÝch cña v¸ch ng¨n ph©n phèi níc vµo bÓ lµ: Fng¨n = bn× (H0 − 0,3) = 2,0× (2,5 − 0,3) = 4,4 (m2) Lu lîng níc tÝnh to¸n qua mçi ng¨n cña bÓ lµ: 333,33 qn = = 83,3325 (m3/h) = 0,023 (m3/s) 2,0× 2,0 DiÖn tÝch cÇn thiÕt cña c¸c lç ë v¸ch ng¨n ph©n phèi níc vµo lµ: SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

9

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng qn

Σflç 1 = V

lç1

=

0,023 = 0,0767 (m2) 0,3

DiÖn tÝch cÇn thiÕt cña c¸c lç ë v¸ch ng¨n thu níc ë cuèi bÓ lµ: qn 0,023 Σflç 2 = V = = 0,046 (m2) 0,5 lç2 LÊy ®êng kÝnh lç ë v¸ch ng¨n ph©n phèi thø nhÊt d1 = 0,06 (m), diÖn

tÝch

mét

lç

lµ

f1lç = 0,00285 (m ) ⇒ Tæng sè lç ë v¸ch ng¨n thø nhÊt lµ: 0,0767 F n1 = ∑ lç1 = = 28 (lç) 0,00284 f1lç 2

LÊy ®êng kÝnh lç ë v¸ch ng¨n thu níc d2 = 0,05 (m), diÖn tÝch mét lç

lµ

f1lç = 0,00196 (m2) ⇒ Tæng sè lç ë v¸ch ng¨n thø nhÊt lµ: 0,046 F n1 = ∑ lç2 = = 24 (lç) 0,00196 f1lç ë v¸ch ng¨n ph©n phèi bè trÝ thµnh 7 hµng däc vµ 4 hµng ngang, 2,5- 0,3 kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç theo hµng däc lµ: däc = = 0,55 (m) 4 2,0 Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç theo hµng ngang lµ: ngang = = 0,286 7 (m) e. TÝnh diÖn tÝch vïng chøa cÆn ThÓ tÝch vïng chøa cÆn ®îc tÝnh to¸n theo c«ng thøc: T × Q( Mc - m) W0 = (m3) δc Trong ®ã: -

T: Thêi gian gi÷a hai lÇn x¶ cÆn, do hµm lîng cÆn rÊt nhá, chÊt lîng n¬cs khã g©y thèi r÷a nªn lÊy T = 60 ngµy, hay = 1440 (giê)

-

Q: Lu lîng níc vµo bÓ l¾ng, Q = 333,33 (m3/h)

-

m: Hµm lîng cÆn trong níc sau khi l¾ng, m = 10 (mg/l) δc: Nång ®é trung b×nh cña cÆn nÐn sau thêi gian T, lÊy δc = 150000 (g/m3)

SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

10

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

-

Mc: Tæng hµm lîng cÆn trong níc ®a vµo bÓ l¾ng, Mc = 46,14 (mg/l)

( 46,14- 10) 96 × 333,33 = 110 (m3) 150000 f. ChiÒu cao vïng chøa vµ nÐn cÆn ⇒

W0 =

ChiÒu cao vïng chøa vµ nÐn cÆn ®îc tÝnh theo c«ng thøc: W 110 hc = 0 = = 0,55 (m) 200 F g. ChiÒu cao bÓ l¾ng ChiÒu cao bÓ l¾ng ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: HbÓ = HL + hc + hb¶o vÖ Trong ®ã: -

HL : ChiÒu cao vïng l¾ng níc, HL =2,5 (m)

-

hb¶o vÖ : ChiÒu cao b¶o vÖ, lÊy = 0,5 (m)

-

hc : ChiÒu cao tÇng cÆn ⇒ HbÓ = 2,5 + 0,55 + 0,5 = 3,55 (m) 1,5 m

1,5 m

i= 0,02

3. TÝnh bÓ läc nhanh träng lùc BÓ läc ®îc tÝnh to¸n víi 2 chÕ ®é lµm viÖc lµ b×nh thêng vµ t¨ng cêng. Dïng vËt liÖu läc lµ c¸t th¹ch anh víi c¸c th«ng sè tÝnh to¸n:  dmax = 1,6 (mm) SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

11

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

 dmin = 0,7 (mm)  dt¬ng ®¬ng =0,8 ÷1,0 (mm) HÖ sè d·n në t¬ng ®èi e = 30%, hÖ sè kh«ng ®ång nhÊt k = 2,0. ChiÒu dµy líp vËt liÖu läc = 1,2 (m) HÖ thèng ph©n phèi níc läc lµ hÖ thèng ph©n phèi trë lùc lín b»ng chôp läc ®Çu cã khe hë. Tæng diÖn tÝch ph©n phèi lÊy b»ng 0,8% diÖn tÝch c«ng t¸c cña bÓ läc (theo quy ph¹m lµ 0,8 ÷ 1,0 m). Ph¬ng ph¸p röa läc: Giã níc kÕt hîp. ChÕ ®é röa läc nh sau: B¬m kh«ng khÝ víi cêng ®é 18 (l/s.m2) thæi trong 2 phót sau ®ã kÕt hîp khÝ vµ níc víi cêng ®é níc 2,5 (l/s.m2) sao cho c¸t kh«ng bÞ tr«i vµo m¸ng thu níc röa trong vßng 5 phót. Cuèi cïng ngõng b¬m kh«ng khÝ vµ tiÕp tôc röa níc thuÇn tuý víi cêng ®é 12 (l/s.m2) trong 5 phót. s¬ ®å bÓ l ä c k hè i ghÐp k iÓu t 6

2

1

3

6

6

5

mÆt c ¾t ngang 1. c ¸ t ; 2. ®a n bª t « ng c è t t hÐp; 3. ®Çu l ä c ;

4. m¸ ng t hu nuí c r öa l ä c

5. Kª nh c Êp nuí c t r é n k hÝ®Ó l ä c v µ t ha u r öa ; 6. m¸ ng x ¶ bï n

§­êng èng dÉn n­íc th« tíi bÓ läc DÉn n­íc läc vÒ nÓ chøa n­ íc s¹ch 1 550

SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

èng x¶ n­íc röa läc

12

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

a. S¬ bé tÝnh to¸n chu kú läc Thùc tÕ ®é rçng cña líp c¸t läc thêng b»ng 0,41 ÷ 0,42, lÊy 0,41. ChiÒu dµy líp c¸t läc lÊy b»ng 1,2 (m) VËn tèc läc níc tra theo b¶ng lÊy V= 7 (m/h) KhÝ ®ã thÓ tÝch chøa cÆn cña 1 (m3) c¸t läc lµ: 1 V= × 0,41× 1= 0,1025 (m3) 4 Träng lîng cÆn trong 1 (m3) vËt liÖu läclµ: Träng lîng cÆn chiÕm 4% thÓ tÝch chøa cÆn, tøc lµ G = 40 kg/m3 × 0,1025 m3 = 4,1 (kg) Tèc ®é läc 7 (m/h), líp c¸t dµy 1,2 (m), mçi khèi c¸t 1 giê ph¶i gi÷ l¹i ®îc: 7×10= 70 (g) hay b»ng 0,07 (kG) §Ó ®¶m b¶o chÊt lîng níc, chu kú läc lµ: 4,1 TchÊt lîng = = 58,57 (giê) , 0,07 LÊy chu kú läc nhá h¬n

TchÊt lîng

b»ng 48 (giê), tøc lµ 2 (ngµy).

b. Tæng diÖn tÝch mÆt b»ng cña bÓ  Tæng diÖn tÝch mÆt b»ng cña bÓ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Q F = T × V - 3,6× W × t - a× t × V (m2) bt

1

2

bt

Trong ®ã: -

Q: C«ng suÊt tr¹m xö lý, Q = 8000 (m3/ng®)

-

Vbt : VËn tèc ë chÕ ®é lµm viÖc b×nh thêng, tra theo b¶ng lÊy Vbt = 7 (m/h)

-

n : Sè lÇn röa bÓ läc trong mét ngµy ®ªm ë chÕ ®é lµm viÖc b×nh thêng, theo tÝnh to¸n ë trªn cã n= 0,5 (lÇn/ng®) vµ röa läc hoµn toµn b»ng ®iÒu khiÓn tù ®éng.

-

T: Tæng thêi gian lµm viÖc cña bÓ läc trong mét ngµy ®ªm, lÊy T = 24 giê

-

W: Cêng ®é níc röa läc lÊy theo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm t¬ng øng víi tõng lo¹i vËt liÖu läc, lÊy = 14 (l/s.m2) - TCVN 33.85

SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

13

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

-

t1 : Thêi gian röa läc, t1 = 12' = 0,2 (giê)

-

t2 : Thêi gian ngõng lµm viÖc ®Ó röa läc, t2 = 0,35 (giê) 8000 ⇒ F= ≈ 51,5 (m2) 24× 7- 3,6× 14× 0,2- 0,5× 0,35× 7

 Sè bÓ läc ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: N = 0,5× F = 0,5× 51,5 = 3,6 (bÓ) ⇒ LÊy 4 bÓ, khi ®ã diÖn tÝch cña mét bÓ lµ: F 51,5 f= = ≈ 13 (m3) N 4 Vµ diÖn tÝch x©y dùng bÓ lµ 3,6× 3,6 (m2).

3,6 m

3,6 m

0,9 m

 

1,8 m

0,9 m

  TÝnh to¸n kiÓm tra tèc ®é läc t¨ng cêng Tèc ®é läc tÝnh to¸n ë chÕ ®é lµm viÖc t¨ng cêng ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

N 4 = 7× = 9,33 (m/h) N -1 4- 1 ThÊy r»ng 8 < Vtc<10 (m/h) nªn ®¶m b¶o yªu cÇu. Vtc = Vtb×

c. TÝnh to¸n m¸ng thu níc röa läcgiã níc kÕt hîp Chän ®é dèc ®¸y m¸ng theo chiÒu níc ch¶y i = 0,001. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c t©m m¸ng lµ 1,8 (m) < 2,2 (m) SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

14

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

Kho¶ng c¸ch tõ t©m m¸ng ®Õn têng lµ 0,9 (m) < 1,5 (m) Lu lîng níc röa mét bÓ läc lµ: qr = F1b× W (l/s) Trong ®ã: -

W: Cêng ®é níc röa läc, W = 14 (l/s.m2)

-

F1b: DiÖn tÝch cña mét bÓ: F1b = 13 (m2) ⇒ qr = 14× 13 = 182 (l/s) = 0,182 (m3/s)

Do mét bÓ bè trÝ hai m¸ng thu nªn lu lîng níc ®i vµo mçi m¸ng lµ: 0,182 q1m = =0,091 (m3/s) 2 Chän m¸ng h×nh tam gi¸c, ta ®i tÝnh to¸n m¸ng d¹ng nµy. ChiÒu réng cña m¸ng §îc tÝnh theo c«ng thøc: Bm = K ×

5

qm2 (1,57+ a) 3

Trong ®ã: -

qm : §· tÝnh to¸n ë trªn = 0,091 (m3/s)

-

a: Tû sè gi÷a chiÒu cao h×nh ch÷ nhËt vµ mét nöa chiÒu réng m¸ng, a = 1,5 (quy ph¹m lµ 1÷1,5)

-

K: hÖ sè phô thuéc vµo h×nh d¹ng cña m¸ng, víi m¸ng cã tiÕt diÖn ®¸y h×nh tam gi¸c ta lÊy K = 2,1 ⇒

Bm= 2,1×

5

( 0,091 )2

(1,57+ 1,5) 3

≈ 0,4 (m)

ChiÒu cao cña phÇn m¸ng ch÷ nhËt 1,5× Bm 1,5× 0,4 H1 = = = 0,3 (m) 2 2 ChiÒu cao cña m¸ng 1 H2 = H1 + 0,5× Bm = 0,3 + × 0,4 = 0,5 (m) 2 ChiÒu cao toµn bé m¸ng Hm = H2 + δm (m) Trong ®ã: δm lµ chiÒu dµy ®¸y m¸ng, lÊy δm = 0,1 (m) Do ®ã Hm = 0,1 + 0,5 = 0,6 (m) KiÓm tra kho¶ng c¸ch tõ bÒ mÆt líp vËt liÖu läc tíi mÐp trªn cña m¸ng thu níc ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

15

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

h=

H×e + 0,25 (m) 100

Trong ®ã: -

e : §é tr¬ng në cña vËt liÖu läc khi röa, e = 30%

H: ChiÒu cao líp vËt liÖu läc (m) 1,2× 30 => h = + 0,25 (m) = 0,61 (m) 100 Theo quy ph¹m, kho¶ng c¸ch gi÷a ®¸y díi cïng cña m¸ng dÉn níc röa -

ph¶i n»m cao h¬n líp vËt liÖu läc tèi thiÓu lµ 0,07 (m). ChiÒu cao toµn phÇn cña m¸ng thu níc röa lµ: Hm = 0,6 (m) . V× m¸ng dèc vÒ phÝa m¸ng tËp trung 0,01, m¸ng dµi 3,6 (m) nªn chiÒu cao m¸ng ë phÝa m¸ng tËp trung lµ: 0,6 + 0,036 = 0,636 (m) Do ®ã kho¶ng c¸ch gi÷a mÐp trªn líp vËt liÖu läc ®Õn mÐp trªn cïng cña m¸ng thu

Hm ph¶i lÊy b»ng:

Hm = 0,636 + 0,07 = 0,706 (m)

0 ,5B

0 ,75 B

B

Kho¶ng c¸ch tõ ®¸y m¸ng thu tíi ®¸y m¬ng tËp trung níc ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: hm = 1,75×

3

q2m + 0,2 (m) g× B2m

Trong ®ã:

SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

16

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

-

qm : Lu lîng níc ch¶y vµo m¸ng tËp trung níc; qm =qr = 0,182 ( m3/s)

-

Bttm: ChiÒu réng cña m¸ng tËp trung , Theo quy ph¹m, chän Bttm = 0,7 (m)

-

g : Gia tèc träng trêng, g = 9,81 m/ s2

VËy: hm = 1,75×

3

2 0,182

9,81× 0,72

+ 0,2 (m)

⇒ hm = 0,53 (m) Chän vËn tèc níc ch¶y trong m¬ng khi röa läc lµ 0,8 (m /s) TiÕt diÖn ít cña m¬ng khi röa lµ: qr Fm¬ng = ( m 2) Vk 0,182 Fm¬ng = = 0,23 ( m2) 0,8 ChiÒu cao níc trong m¬ng tËp trung khi röa lµ: F 0,23 h= B = = 0,33 (m) 0,7 m Theo TTVN 33.85 ®¸y èng thu níc s¹ch Ýt nhÊt ph¶i c¸ch mùc níc trong m¬ng khi röa lµ 0,3m, vËy ta ph¶i bè trÝ èng thu níc s¹ch cã cèt ®¸y èng c¸ch ®¸y m¬ng mét kho¶ng 0,65 (m) . d. TÝnh to¸n hÖ thèng röa läc BÓ ®îc sö dông hÖ thèng ph©n phèi níc trë lùc lín lµ sµn chôp läc. Röa läc b»ng giã vµ níc kÕt hîp. Quy tr×nh röa bÓ: §Çu tiªn, ngng cÊp níc vµo bÓ. Khëi ®éng m¸y sôc khÝ nÐn, víi cêng ®é 18 (l/s.m2), cho khÝ nÐn sôc trong vßng 2 phót. Cung cÊp níc röa läc víi cêng ®é 2,5 (l/s.m2), kÕt hîp víi sôc khÝ trong vßng 5 phót. KÕt thóc sôc khÝ, röa níc víi cêng ®é 8 (l/s.m2) trong vßng 5 phót. Cung cÊp níc vµo bÓ tiÕp tôc qu¸ tr×nh läc vµ x¶ níc läc ®Çu.  TÝnh to¸n sè chôp läc Sö dông lo¹i chôp läc ®u«i dµi, lo¹i chôp läc nµy cã khe réng 1 (mm). SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

17

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

S¬ bé chän 50 chôp läc trªn 1 (m2) sµn c«ng t¸c, tæng sè chôp läc trong mét bÓ lµ: N = 50× F1b = 50× 13 = 650 (c¸i) Sau pha röa giã níc ®ång thêi, cêng ®é röa níc thuÇn tuý lµ W = 12 (l/s.m2) Lu lîng níc ®i qua mét chôp läc lµ: q =

W 12 = = 0,24 (l/s) = 2,4× N 50

10-4 (m3/s) LÊy diÖn tÝch khe chôp läc b»ng 0,8% tæng diÖn tÝch sµn c«ng t¸c, 13 tæng diÖn tÝch khe chôp läc trong mét bÓ = 0,8× = 0,104 (m2) 100 0,104 DiÖn tÝch khe hë cña mét chôp läc lµ: f1 khe = = 1,6× 10-4 (m2) 650 VËn tèc níc qua khe cña mét chôp läc khi ®ã lµ: q 2,4 × 10 -4 V= f = = 1,5 (m/s) ®¶m b¶o theo 1,6 × 10-4 1 khe quy ph¹m. VËy chän 50 chôp läc trong 1m2 bÓ, kho¶ng c¸ch gi÷a t©m c¸c chôp läc theo chiÒu ngang vµ chiÒu däc bÓ ®Òu lµ 14,12 (cm). Tæn thÊt qua hÖ thèng ph©n phèi b»ng chôp läc lµ: V 2K hPP = (m) (Theo 6.114 TCVN 2× g× µ 33.85) Trong ®ã : -

VK : VËn tèc níc qua chôp läc; VK = 1,5 (m/s) µ : HÖ sè lu lîng cña chôp läc, v× dïng chôp läc cã khe hë nªn µ =0,5

-

g

: Gia tèc träng trêng, g = 9,81 (m/s2) 1,52 hPP = = 0,229 (m) 2× 9,81× 0,5

 TÝnh to¸n c¸c ®êng èng kü thuËt §êng èng dÉn níc röa läc C«ng thøc: dr = SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

4× qr π × Vr

(m)

MSSV:4725-49

18

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

Trong ®ã: -

qr : Lu lîng níc röa mét bÓ läc, qr = 0,182 (m3 /s)

-

Vr: VËn tèc níc trong ®êng èng, Vr = 1,5 (m/s) 4× 0,128 => dr = = 0,33 (m) 3,14× 1,5

Ta chän ®êng kÝnh èng lµ 0,35 (m) HÖ thèng cÊp khÝ Cêng ®é röa giã thuÇn tuý lµ: W = 18 (l/s.m2) VËn tèc cña giã trong èng lµ: V = 20 (m/s) (quy ph¹m lµ 15 ÷ 20 m/s) ⇒ Lu lîng giã cung cÊp cho mét bÓ lµ: qgiã = W× F1b = 18 × 13= 234 (l/s) = 0,234 (m3/s) §êng kÝnh èng dÉn giã chÝnh: 4× q giã = dd = π ×V

4× 0,234 = 0,122 (m) 3,14× 20

Chän èng dÉn giã cã ®êng kÝnh lµ: 0,125 (m) §êng èng thu níc s¹ch tíi bÓ chøa Sö dông mét ®êng èng chung thu níc tõ c¸c bÓ läc vÒ bÓ chøa. §êng èng ®îc ®Æt ë trªn cao trong khèi bÓ läc vµ xuèng thÊp khi ra khái khèi bÓ läc. §êng kÝnh èng tõ mét bÓ ra èng thu níc s¹ch chung lµ 0,15 (m).VËn tèc níc cña èng thu níc s¹ch chung lµ 1,2 (m/s) §êng kÝnh èng chung: Dchung =

4× Q (m) π × Vc

Trong ®ã: -

Q

: Lu lîng níc toµn tr¹m, Q = 8000 (m3/ng®) = 333,33(m3/h) =

0,0926 (m3/s) -

Vc : VËn tèc níc ch¶y trong èng, Vc = 1,2 (m/s) 4× 0,0926 4× Q Dchung = = = 0,331 (m) 3,14× 1,2 π × Vc

Chän ®êng kÝnh èng lµ 0,3 (m). KiÓm tra l¹i tèc ®é níc ch¶y: 4× 0,0926 4× Q Vc = π × D = = 1,3 (m/s) > 1,2 (m/s) chung 3,14× 0,32 Nh vËy, ®êng kÝnh èng lµ 0,3m lµ hîp lý. SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

19

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

§êng èng x¶ kiÖt LÊy ®êng kÝnh èng lµ D100 (mm). §êng èng x¶ röa läc LÊy ®êng kÝnh èng lµ D300 (mm). e. TtÝnh to¸n tæng tæn thÊ t¸p lùc khi röa bÓ läc Tæng tæn thÊt qua sµn chôp läc Theo tÝnh to¸n ë trªn lµ: 0,229 (m) Tæng tæn thÊt qua líp vËt liÖu ®ì h®ì = 0,22× L®ì× W (m) Trong ®ã: L®ì :ChiÒu dµy líp sái ®ì dµy = 0,2 (m)

-

- W : Cêng ®é níc röa läc = 14 (l/s.m2) VËy h®ì = 0,22× 0,2× 14 = 0,616 (m) Tæn thÊt ¸p lùc bªn trong líp vËt liÖu läc hVLL = ( a+ b × W) × hL Trong ®ã: -

a,b lµ c¸c th«ng sè phô thuéc ®êng kÝnh t¬ng ®¬ng cña líp vËt liÖu läc, víi dt® = 0,9 (mm)

=> a = 0,16; b = 0,017

- hL : ChiÒu cao líp vËt liÖu läc = 1,2 (m) VËy hVLL = ( 0,16+ 0,017 × 14) × 1,2 = 0,4272 (m) Tæng tæn thÊt trªn ®êng èng dÉn níc röa läc ∑h = hdd + ∑hCB Trong ®ã: -

hdd: Tæn thÊt trªn chiÒu dµi èng tõ tr¹m b¬m níc röa ®Õn bÓ chøa. S¬ bé chän b»ng 100 (m). Theo tÝnh to¸n ë trªn ta cã lu lîng níc ch¶y trong èng

qr = 0,0926 ( m3/s), ®êng kÝnh

èng Dchung = 300 (mm). Tra b¶ng ta cã 1000 i = 7,26

100 = 0,726 (m) 1000 : Tæn thÊt ¸p lùc côc bé trªn van kho¸, s¬ bé chän ∑hCB = hdd = i × L = 7,26 ×

-

∑hCB

0,3 (m) VËy

∑h = 0,726 + 0,3 = 1,026 (m)

f. TÝnh to¸n chän b¬m röa läc SV:Bïi V¨n Dòng MSSV:4725-49 Líp:49DT

20

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

¸p lùc cÇn thiÕt cña b¬m röa läc ®îc tÝnh theo c«ng thøc: hB = ∆h +∑hr+∑hdt + hdl (m) Trong ®ã: - ∆h : §é chªnh lÖch h×nh häc gi÷a mùc níc thÊp nhÊt trong bÓ chøa níc s¹ch tíi cao ®é m¸ng thu níc, ®îc tÝnh theo c«ng thøc: ∆h = ∇∇M§MNTN − + hK + hS + h® + hl + ∆Hm + Hm BC

∇M§

Víi

: Cèt mÆt ®Êt t¹i tr¹m xö lý; ∇M§= 60 (m) MNTN : Cao ®é mùc níc thÊp nhÊt trong∇bÓ chøa, BC

∇ MNTN BC

=

60,5 (m) hK

: ChiÒu cao hÇm ph©n phèi níc: hK = 1 (m)

hS

: ChiÒu dµy sµn chôp läc, hS = 0,1 (m)

h®

: ChiÒu cao líp vËt liÖu ®ì; h® =0,2 (m)

hl : ChiÒu cao líp vËt liÖu läc; hl = 1,2 (m) ∆Hm : Kho¶ng c¸ch tõ mÐp díi cña m¸ng ph©n phèi ®Õn líp vËt liÖu läc, ∆Hm = 0,706 (m) Hm : ChiÒu cao m¸ng thu níc röa läc; Hm = 0,6 (m) => ∆h = 60 - 60,5 + 1 + 0,1 + 0,2 + 1,2 + 0,706+ 0,6 = 3,306 (m) - ∑hr : Tæng tæn thÊt ¸p lùc khi röa läc: ∑hr = hPP + hVLL+ h® (m) Theo tÝnh to¸n ë trªn ta cã: ∑hr = 0,229 + 0,616

+ 0,4272 =

1,2722 (m) - ∑h: Tæng tæn thÊt trªn ®êng èng dÉn níc röa läc: ∑h = 1,026 (m) -

hdt : ¸p lùc dù tr÷ ®Ó ph¸ vì kÕt cÊu ban ®Çu cña h¹t vËt liÖu läc, lÊy hdt = 2 (m)

Tãm l¹i: hB= 3,306 + 1,2722 +1,026 + 2 = 7,6042 (m) §Ó tiÖn cho tÝnh to¸n, lÊy hB = 7,6 (m). VËy chän b¬m níc röa läc cã Qr = 0,182 ( m3/s) vµ ¸p lùc Hr = 7,6 (m) g. ChiÒu cao x©y dùng bÓ läc ChiÒu cao x©y dùng bÓ läc ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Hxd = hk + hS + hd + hl +hn + hBV SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

21

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

Trong ®ã: hk , hS , hd , hl : lµ c¸c hÖ sè ®· ®îc tr×nh bµy ë trªn

-

hBV = 0,5 (m)

-

hn : chiÒu cao líp níc trªn vËt liÖu läc 2 (m)

-

Hxd = 1+ 0,1+ 0,2 + 1,2 + 2 + 0,5 Hxd = 5,0 (m)

⇒

3

1

Líp n­íc trªn vËt liÖu läc 2 76

1 20

Líp vËt liÖu läc 5

Líp vËt liÖu ®ì

10

Sµn chôp läc HÇm thu n­íc

1

4. TÝnh to¸n s©n ph¬i vËt liÖu läc Sè lîng bïn tÝch l¹i ë bÓ l¾ng sau mét ngµy ®îc tÝnh theo c«ng thøc: G1 =

Q × (C - C ) 1

2

1000

(kg)

Trong ®ã: -

G1: Träng lîng cÆn kh« tÝch l¹i ë bÓ l¾ng sau mét ngµy, (kg)

-

Q: Lîng níc xö lý, Q = 8000 (m3/ng®)

-

C2 : Hµm lîng cÆn trong níc ®i ra khái bÓ l¾ng, lÊy b»ng 10 (g/m3)

-

C1 : Hµm lîng cÆn trong níc ®i vµo bÓ l¾ng, sau lµm tho¸ng hµm lîng cÆn trong níc lµ:

VËy nªn

C1 = 46,14 (mg/l) 8000× (46,14 - 10) G1 = = 289,12 (kg) 1000

SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

22

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

Sè lîng bïn tÝch l¹i ë bÓ läc sau mét ngµy ®îc tÝnh theo c«ng thøc: G2 =

Q × (C - C ) 1

1000

2

(kg)

Trong ®ã: -

G2: Träng lîng cÆn kh« tÝch l¹i ë bÓ läc sau mét ngµy, (kg)

-

Q: Lîng níc xö lý, Q = 8000 (m3/ng®)

-

C2 : Hµm lîng cÆn trong níc ®i ra khái bÓ läc, lÊy b»ng 3 (g/m3) (tiªu chuÈn lµ kh«ng nhá h¬n 3 g/m3)

-

C1 : Hµm lîng cÆn trong níc ®i vµo bÓ läc, lÊy b»ng lîng cÆn ®i

ra khái bÓ l¾ng, C1 = 10 (g/m3) 8000× (10- 3) VËy nªn G2 = = 56 (kg) 1000 VËy tæng lîng cÆn kh« trung b×nh x¶ ra trong mét ngµy lµ G = G1 + G2= 345,12 (kg) TÝnh s©n ph¬i bïn cã kh¶ n¨ng gi÷ bïn l¹i trong vßng 3 th¸ng. Lîng bïn kh« t¹o thµnh sau 1 n¨m lµ: GnÐn = 345,12× 30× 12 = 31060 (kg) ThiÕt kÕ s©nph¬i h×nh ch÷ nhËt cã tæng diÖn tÝch lµ 150 (m2). Sau khi ph¬i, bïn ®¹t ®Õn ®é Èm 60% nªn khèi lîng bïn kh« sau khi ph¬i lµ:

31060 × 100 = 77650 (kg) 40 LÊy tû träng bïn ë ®é Èm 60% lµ 1,2 (t/m3), thÓ tÝch bïn kh« lµ: g 77,65 kh« Vkh« = = = 64,7 (m3) γ 1,2 kh« gkh« =

ChiÒu cao bïn kh« trong s©n lµ: V 64,7 hkh« = kh« = = 0,431 (m) 150 F Trong thùc tÕ cÆn t¹o thµnh ®a ra s©n ph¬i n»m trong hçn hîp víi níc cã ®é Èm 95% nªn tæng lîng bïn lo·ng x¶ ra tõ khèi bÓ l¾ng vµ läc trong mét ngµy lµ:

345,12 × 100 = 6902,4 (kg/ng®) 5 LÊy tû träng bïn ë ®é Èm 95% lµ 1,02 (t/m3), thÓ tÝch bïn lo·ng x¶ glo·ng =

ra trong mét ngµy lµ: SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

23

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

g Vlo·ng =

lo·ng

γ

lo·ng

=

6,9024 = 6,767 (m3) 1,02

ChiÒu cao bïn lo·ng trong s©n lµ: V 6,767 hlo·ng = lo·ng = = 0,045 (m) 150 F VËy chiÒu dµy cña líp bïn trong s©n ph¬i lµ: Hs©n = hkh« + hlo·ng = 0,476 ≈ 0,48 (m) LÊy chiÒu cao dù tr÷ = 0,22 (m), chiÒu dµy líp sái ë ®¸y h®¸y = 0,3 (m) khi ®ã chiÒu cao thµnh m¸ng cña s©n ph¬i lµ 0,48 + 0,22 + 0,3 = 1,0 (m). ThiÕt kÕ 2 s©n ph¬i bïn cã chiÒu dµy 1,0 (m), chiÒu dµi b»ng 3 lÇn chiÒu réng, diÖn tÝch mçi s©n 75 (m2), kÝch thíc:15× 5 (m2).

5. TÝnh to¸n bÓ ®iÒu hoµ vµ b¬m tuÇn hoµn níc röa läc a. Lu lîng tuÇn hoµn §Ó ®¶m b¶o khi b¬m tuÇn hoµn lµm viÖc gi¸n ®o¹n, kh«ng ¶nh háng

®Ðn

chÕ

lùc cña c¸c c«ng tr×nh xö lý, qth

®é

thuû W ph¶i n»m trong kho¶ng < qth < 24

5%Qtr¹m.

5 × 333,33 = 16,67 (m3/h) 100 Lîng níc röa läc trong mét ngµy Cã 5%Qtr¹m =

Do röa giã níc ®ång thêi, pha röa giã níc víi cêng ®é 2,5 (l/s.m2) trong 5 phót, pha sau röa níc víi cêng ®é 12 (l/s.m2) trong vßng 5 phót nªn thÓ tÝch níc röa mét bÓ lµ: Vr 1 = bÓ 2,5 × 60 × 5 12 × 60 × 5 ×F+ × F = 4,35F (m3) 1000 1000 Theo trªn ta cã chu kú röa läc lµ mét ngµy röa 2 bÓ nªn lu lîng níc röa trong mét ngµy: W = 4,35× 13× 2 = 113,1 (m3) W 113,1 ⇒ = = 4,7125 (m3/h) 24 24 VËy chän lu lîng níc tuÇn hoµn qth = 10 (m3/h) b. ThÓ tÝch bÓ ®iÒu hoµ lu lîng níc röa ThÓ tÝch bÓ ®iÒu hoµ níc röa ®îc tÝnh theo c«ng thøc: V = n× Vr1 bÓ − n× qth× t SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

24

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

= 2× 4,35× 13 − 2× 10× 1 = 93 (m3) (chän thêi gian gi÷a hai lÇn röa c¸c bÓ kÕ tiÕp nhau lµ t = 1 giê) ThiÕt kÕ bÓ trßn cao 3 (m), ®êng kÝnh bÓ 6,3 (m), diÖn tÝch mÆt b»ng 31 (m2).

6. TÝnh to¸n bÓ l¾ng ®øng xö lý níc sau läc DiÖn tÝch bÓ l¾ng ®øng ®îc tÝnh theo c«ng thøc: Q F = × u (m2) 0

Trong ®ã: - Q : Lu lîng níc ®Õn bÓ l¾ng tõ bÓ ®iÒu hoµ, Q = 10 (m3/h) ≈ 2,778× 10-3 (m3/s) u0 : Tèc ®é l¾ng cÆn, lÊy b»ng 0,0006 (m/s)

-

: HÖ sè dù phßng kÓ ®Õn viÖc ph©n phèi níc kh«ng ®Òu trªn

-

toµn bé mÆt c¾t ngang cña bÓ. LÊy tû sè gi÷a ®êng kÝnh vµ chiÒu cao vïng l¾ng lµ D/H = 1,5 th× = 1,5 ⇒ F = 1,5× 2,778 × 10- 3 = 6,95 (m2) 0,0006 Do x©y sùng bÓ l¾ng ®øng cã ng¨n ph¶n øng xo¸y h×nh trô ®Æt ë gi÷a nªn ®êng kÝnh bÓ lµ: 4× (F + f) D= (m) π Trong ®ã: -

F : DiÖn tÝch vïng l¾ng = 6,95 (m2)

-

f : DiÖn tich sbÒ mÆt ng¨nph¶n øng, f =

Q× t 60× H × N Víi H : chiÒu s©u vïng l¾ng níc, lÊy b»ng 2,5 (m) N :Sè bÓ l¾ng = 1 bÓ

t : Thêi gian lu níc trong bÓ, lÊy t = 20 phót (theo quy ph¹m lµ 15÷20 phót) 10× 18 ⇒ f= = 1 (m2) 60× 3× 1 4× (6,95+ 1) ⇒ D= ≈ 3,2 (m) 3,14 3,2 D Tû sè = = 1,28 < 1,5 nªn ®¹t yªu cÇu. 2,5 H SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

25

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

VËy thiÕt kÕ bÓ l¾ng ®øng cã ng¨n ph¶n øng xo¸y h×nh trô cã D = 3,2 (m), cao 3 (m) gåm mét ®êng èng dÉn níc ®Õn tõ van x¶ níc röa läc vµ 2 ®êng èng, 1 dÉn cÆn ra s©n ph¬i bïn vµ 1 ®a níc sau läc quay trë l¹i tríc bÓ l¾ng.

7. TÝnh to¸n bÓ chøa níc s¹ch cho tr¹m xö lý ThiÕt kÕ bÓ chøa níc s¹ch cã dung tÝch = 20% Qtr¹m do ®ã dung tÝch bÓ:

20 × 8000 = 1600 (m3/ng®) 100 ThiÕt kÕ 2 bÓ, mçi bÓ cã dung tÝch 800 (m3/ng®) víi chiÒu cao mçi QbÓ =

bÓ lµ 4,2 (m) DiÖn tÝch mét bÓ lµ: F1bÓ =

800 = 190 (m2) 4,2

VËy kÝch thíc 1 bÓ lµ 13,8× 13,8 = 190,44 (m2) ≈ 190 (m2)

8. TÝnh to¸n khö trïng níc a. TÝnh lîng Clo cÇn dïng Ph¬ng ph¸p khö trïng níc b»ng Clo láng, sö phông thiÕt bÞ phan phèi Clo b»ng Clorator. Lîng Clo dïng ®Ó khö trïng lÊy b»ng 1,3 (mg/l) VËy tæng lîng Clo bao gåm cat lîng Clo ®· dïng ®Ó Clo ho¸ s¬ bé lµ: LCl = LKT + Ls¬ bé = 1,3 + 4,95 = 6,25 (mg/l) = 6,25× 10-3 (kg/m3) Lîng Clo cÇn dïng trong mét giê lµ: qCL2 = Q × LCl Trong ®ã: - Q: C«ng suÊt tr¹m xö lý, Qtr¹m = 333,33 (m3/h) - LCl : §îc x¸c ®Þnh ë trªn = 6,25× 10-3 (kg/m3) VËy qCL2 = 333,33× 6,25× 10-3 = 1,60 (kg/h) N¨ng suÊt bèc h¬i cña mét b×nh ë nhiÖt ®é kh«ng khÝ 200C lµ Cs = 0,7 (kg/h) q 1,6 Cl 2 = Do ®ã sè b×nh Clo dïng ®ång thêi lµ: N = = 2,3. VËy 0,7 0,7 dïng 2 b×nh Clo sö dông ®ång thêi. Lîng níc tÝnh to¸n cho Clorator lµm viÖc lÊy b»ng 0,6 (m3/ kg.Clo) Lu lîng níc cÊp cho tr¹m clo lµ: SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

26

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

QcÊp = 0,6 × qCL2 = 0,6 × 1,6 = 0,96 (m3/h) = 0,267 l/ s) §êng kÝnh èng: D=

4× Q 4× 0,000267 = = 0,024 (m) π ×V 3,14× 0,6

Víi 0,6 (m/s) lµ tèc ®é níc ch¶y trong èng. Lîng Clo dïng trong mét ngµy: QCl2 = 24× qCL2 = 38,4 (kg/ng®) Lu lîng níc tiªu thô trong mét ngµy lµ: QcÊp =0,96× 24 = 23,04 (m3) Do ®Æc thï vÒ vÞ trÝ ®Þa lý cña tr¹m xö lý gÇn khu vùc s¶n xuÊt Clo nªn chän sè b×nh Clo dù tr÷ trong tr¹m ®ñ dïng trong 30 ngµy. Lîng clo dïng cho 30 ngµy lµ : QCl2 = 30× 38,4 = 1152 (kg) Clo láng cã tû träng riªng lµ 1,43 (kg/l) nªn tæng lîng dung dÞch Clo lµ: QlángCl2 =

1152 = 805,6 (l) ≈ 806 (l) 1,43

Chän 3 b×nh clo lo¹i 400 (l), 2 b×nh ho¹t ®éng vµ mét b×nh ®Ó dù tr÷. Chän thiÕt bÞ ®Þnh lîng clo lo¹i PC5, 2 Clorator cã c«ng suÊt 1,28 ÷ 20,5 (kg/l). Trong ®ã cã mét Clorator dù tr÷ . b. CÊu t¹o nhµ tr¹m -

Tr¹m clo ®îc x©y cuèi híng giã

-

Tr¹m ®îc x©y dùng 2 gian riªng biÖt: 1 gian ®ùng Clorato, 1 gian ®Æt b×nh clo láng, c¸c gian cã cöa tho¸t dù phßng riªng.

-

Tr¹m ®îc x©y c¸ch ly víi xung quanh b»ng c¸c cöa kÝn, cã hÖ thèng th«ng giã thêng xuyªn b»ng qu¹t víi tÇn suÊt b»ng 12 lÇn tuÇn hoµn giã. Kh«ng khÝ ®îc hót ë ®iÓm thÊp.

-

Trong tr¹m cã giµn phun níc ¸p lùc cao, cã bÓ chøa dung dÞch trung hoµ Clo, khi cã sù cè dung tÝch b×nh ®ñ ®Ó trung hßa.

-

§êng kÝnh èng cao su dÉn Clo: Q dCl =1,2× V

Trong ®ã: SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

27

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

-

Q: Lu lîng gi©y lín nhÊt cña khÝ Clo láng Q=

-

h 4× qCl 4 × 1,6 × 10 −3 = 1,78× 10-6 (m3/s) = 3600 3600

V: VËn tèc trong ®êng èng, lÊy V= 0,8 (m/s) 1,78× 10−6 dCl = 1,2× = 1,79 (mm) 0,8

èng cao su ®îc ®Æt trong èng lång cã ®é dèc 0,01 ®Õn thïng ®ùng Clo láng, èng kh«ng cã mèi nèi. 9. TÝnh to¸n cao tr×nh d©y chuyÒn c«ng nghÖ Môc ®Ých §¶m b¶o níc trong tr¹m lµ tù ch¶y. S¬ bé ta tÝnh cao ®é c¸c c«ng tr×nh dùa vµo tæn thÊt. Chän tæn thÊt ¸p lùc trong c¸c c«ng tr×nh theo TCVN 33.85. -

Tæn thÊt tõ bÓ läc tiÕp xóc tíi bÓ chøa níc s¹ch: 1,0 (m)

-

Tæn thÊt tõ bÓ l¾ng tiÕp xóc tíi bÓ läc nhanh

: 0,6 (m)

-

Tæn thÊt trong bÓ l¾ng

: 0,6 (m)

-

Tæn thÊt qua bÓ läc nhanh

: 3,0 (m)

Cèt mÆt ®Êt t¹i n¬i x©y dùng tr¹m: 20 (m) a. Cèt mùc níc Cèt mÆt níc trong bÓ läc ∇MNBL = 20 + hK + hS + h®ì + h1 + hn ∇MNBL = 20+ 1 + 0,1 + 0,2 + 1,2 + 2 = 23,5 (m) Cèt mùc níc trong m¬ng thu níc s¹ch ë bÓ läc ∇MBL = 23,5 − 0,3 = 23,2 (m) Cèt mùc níc cao nhÊt trong bÓ chøa níc s¹ch MNCN ∇ BCNS = ∇ BL M − 1- 3 = 19,2(m) Cèt mùc níc trong m¬ng thu níc cña bÓ l¾ng ∇ LM = ∇ MNBL + 3 + 0,6= 33,5+ 3 + 0,6= 27,1(m) Cèt mùc níc trong m¸ng cña bÓ l¾ng ∇LMA = ∇LM + 0,1 = 27,1 + 0,1 = 27,2 (m) Cèt mùc níc cao nhÊt trong bÓ l¾ng ∇L = 27,1 + 0,6 = 27,7 (m) b. Cèt x©y dùng c¸c c«ng tr×nh trong d©y chuyÒn BÓ läc SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

28

kÕ tr¹m xö lý níc thiªn nhiªn

GVHD:Th.s GVC NguyÔn §øc

Th¾ng

-

ChiÒu cao b¶o vÖ: 1,0 (m) Cèt x©y dùng cao nhÊt theo tÝnh to¸n ë trªn: ∇ BL XD = 5,5 (m)

-

Cèt x©y dùng ®¸y bÓ läc: 20 (m)

BÓ l¾ng tiÕp xóc ngang -

ChiÒu cao b¶o vÖ: 0,5 (m) Cèt x©y dùng cao nhÊt theo tÝnh to¸n ë trªn: ∇ BL XD = 3,56 (m)

-

Cèt x©y dùng ®¸y bÓ l¾ng: 25 (m)

BÓ chøa níc s¹ch -

Cèt cao nhÊt cña bÓ chøa níc s¹ch: MNCN ∇ BCNS XD = ∇ BCNS + 0,5 = 19,2 + 0,5 = 19,70 (m), trong ®ã hb¶o vÖ =

0,5 (m) X©y dùng tr¹m b¬m theo kiÓu nöa ch×m, chiÒu s©u díi mÆt ®Êt lµ 3,1 (m), nh vËy cèt ®¸y bÓ chøa lµ 16,1 (m).

SV:Bïi V¨n Dòng Líp:49DT

MSSV:4725-49

29