Đề tài Thiết kế và đánh giá mức độ chính xác các chỉ tiêu nguồn nước

™™™ thuyÕt minh ˜˜˜ 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= Trong ®ã: - : Tæng hµm l­îng c¸c ion d­¬ng - : Tæng hµm l­îng c¸c ion ©m Ta cã: =153,1 hay: (mg/l) hay: Nh­ vËy: P = 153,1+ 135,9 + 1,4´ 5+ 0,5´317,1 + 0,13 ´2,18 Þ P = 454,83 (mg/l) b. X¸c ®Þnh l­îng CO2 tù do cã trong n­íc nguån 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 =454,83 (mg/l) t0 =220C PH = 7,6 Ki0 = 5,2 (mg/l) Tra biÓu ®å ta x¸c ®Þnh ®­îc hµm l­îng [CO2] tù do lµ 12 (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: Kitf »=5,2 (mg/l) Nh­ vËy ®é KiÒm toµn phÇn b»ng ®é cøng Cacbonat = 4,56 (mg/l) nªn sè liÖu tÝnh to¸n lµ chÝnh x¸c. 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: §é Oxy ho¸ Pemaganat = 4 (mgO2/l) > 2 (mgO2/l) Hµm l­îng Fe2+ = 5(mg/l) > 0,5 (mg/l) Hµm l­îng H2S = 0,1 (mg/l) > 0,05 (mg/l) Hµm l­îng Ca2+ = 120,2 (mg/l) > 100 (mg/l) Hµm l­îng cÆn l¬ löng = 8 (mg/l) > 3 (mg/l) ChØ sè Ec«li = 720 (con) >2 0 (con) 3. S¬ bé lùa chän d©y chuyÒn c«ng nghÖ Do hµm l­îng Fe2+ = 5(mg/l), c«ng suÊt tr¹m Q = 12500 (m3/ng®) nªn ®Ó xö lý s¾t ta dïng ph­¬ng ph¸p lµm tho¸ng tù nhiªn. 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] = 4 (mg/l) < 0,15´[Fe2+] + 3 = 0,15´5 + 3 = 3,75 (mg/l) nªn truíc khi ®­a ®Õn c«ng tr×nh lµm tho¸nag ta cho clo hãa s¬ bévíi l­u l­îng Clo lµ. 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 = 6,5´[o2] =0,5.4=2 (mg/l) 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 = 5,2 (mg/l) Þ Ki* = 5,2 - 0,036´5 = 5,02 (mg® g/l) Hµm l­îng CO2 sau khi lµm tho¸ng: CO2* = (1-a)´CO20 + 1,6´[Fe2+] 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 Þ a = 0,5 CO20 : Hµm l­îng khÝ C¸cbonic tù do ë trong n­íc nguån = 12(mg/l) Þ CO2* = (1-0,5)´12 + 1,6´2 = 14 (mg/l) §é PH cña n­íc sau khi lµm tho¸ng: Tõ biÓu ®å quan hÖ gi÷a PH, Ki, CO2,t0 øng víi c¸c gi¸ trÞ ®· biÕt: Ki* = 5,02 CO2* = 14 (mg/l) t0 = 22 0C P = 454,83(mg/l) Tra biÓu ®å quan hÖ gi÷a l­îng PH, Ki, CO2 ,t0 ta cã PH* = 7,5 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 Þ C*max = 12 + 1,92´5 + 0,25´8= 23,6 (mg/l) V× C*max > 20 (mg/l) vµ c«ng suÊt tr¹m xö lý = 12500 (m3/ng®) nªn ta dïng bÓ l¾ng tiÕp xóc ngang. 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 ®· can PH* = 7,5 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: 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 = 22 0C => f1(t0) = 2,05 [Ca2+] = 120,2 (mg/l) => f2 (Ca2+) = 2,08 Ki* = 5,02 (mg®l/l) => f3(Ki*) = 1,71 P = 454,83 (mg/l) => f4(P) = 8,855 Nh­ vËy, PHs = 2,05 - 2,08 - 1,71 + 8,855= 7,115 Þ I = PH* - PHs = 7,5– 7,115 = 0,385 NhËn thÊy r»ng I > 0 nªn nick can tin l¾nag cÆn. Clo Lµm tho¸ng nh©n t¹o L¾ng tiÕp xóc ngang Läc nhanh Khö trïng N­íc nguån BÓ chøa n­íc s¹ch Tõ c¸c tÝnh to¸n nh­ trªn ta chän lùa c¸c c«ng tr×nh chÝnh trong d©y chuyÒn: II. TÝnh to¸n c«ng nghÖ, cÊu t¹o vµ c¸c c«ng tr×nh trong d©y chuyÒn c«ng nghÖ 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. TÝnh diÖn tÝch giµn m­a DiÖn tÝch mÆt b»ng giµn m­a ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: F = (m2) 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 = 12,5 (m3/m2-h) ta cã: Theo thiÕt kÕ, Q = 12500 (m3/ng®) = 520,8 (m3/h) Þ F = = 41,664 » 42 (m2) ThiÕt kÕ hai giµn m­a, diÖn tÝch mçi thïng lµ: f = = 21 (m2) ThiÕt kÕ mçi ng¨n giµn m­a víi a = 6 (m) Þ b = = 3,5 (m). VËy mçi ng¨n giµn m­a ®­îc thiÕt kÕ = 6´ 3,5 (m) Tæng diÖn tÝch bÒ mÆt tiÕp xóc cÇn thiÕt x¸c ®Þnh nh­ sau: Ftx = Trong ®ã: G : L­îng CO2 tù do cÇn khö (kg/h) ®­îc tÝnh nh­ sau: §Ó tÝnh tãan l­îng co2 cÇn khö ta tÝnh n­íc sau khi lµm tho¸ng khö CO2 tù do ®Õn giíi h¹n t¹i PH=7,5 .Trong t­êng hîp tÝnh tãan cña chóng ta n­íc sau khi lµm tho¸ng ®· ®¹t PH=7,5 nh­ vËy ®· ®¹t tiªu chuÈn =>kh«ng cÇn bè trÝ líp vËt liÖu tiÕp xóc , chØ cÇn ph©n bè 1 sµn ®Ëp vµ thu nø¬c. S¬ ®å: b. TÝnh giµn èng phun m­a Q = = = 260,4 (m3/h) Chän cèng chÝnh Chän vËn tèc n­íc ch¶y trong giµn èng chÝnh lµ V = 1 (m/s) ta cã: Q = w´ V = ´ V Þ d = = = 0,3035 (m) Ta lÊy dchÝnh = 0,31(m) = 310 (mm) Chän èng nh¸nh VËn tèc ®¶m b¶o trong kho¶ng 1,2 ¸ 2 (m/s) ThiÕt kÕ 22 èng nh¸nh, ®­êng kÝnh mçi èng lµ fnh¸nh = 50 (mm), l­u l­îng nh¸nh lµ: Qnh¸nh = = 3,288´ 10-3 (m3/s) DiÖn tÝch ngang èng nh¸nh lµ: w = = = 1,9625´ 10-3 (m2) Þ Vn = = = 1,68 (m/s) Þ tho¶ m·n ®iÒu kiÖn. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c èng nh¸nh lµ: x = = 0,54 (m) Trªn c¸c èng nh¸nh ®ôc c¸c lç f10 thµnh 2 hµng h­íng xuèng d­íi vµ nghiªng so víi ph­¬ng n»m ngang mét gãc 450. DiÖn tÝch mét lç lµ: F1lç = = = 7,85´ 10-5 (m2) MÆt kh¸c, theo quy ph¹m ta cã: = 0,25 ¸ 0,5. LÊy tû sè = 0,5 ta cã:  Fèng chÝnh = = = 0,07065(m2) Þ S Flç = 0,5´ 0,07065 = 0,035325 (m2) S lç ph¶i khoan lµ: n = = = 20 (lç) Mçi hµng ®ôc 10 lç, khi ®ã kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç lµ: R = = 152,78 (mm) S¬ ®å giµn m­a ®­îc bè trÝ nh­ trªn. 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: F = (m2) Q : C«ng suÊt tr¹m , Q = 520,8 (m3/s) a = (1) lµ hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña dßng ch¶y rèi trong vïng l¾ng. Trong ®ã: u0 : Tèc ®é l¾ng cÆn, lÊy b»ng 0,35 (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 l¾ng. Chän = 15Þ K = 10ÞVtb = 10´ 0,35 = 3,5 (mm/s). thay l¹i c«ng thøc (1) ta cã: a = = 1,5 Nh­ vËy, F = =620 (m2) b. ChiÒu réng bÓ l¾ng ChiÒu réng cña bÓ l¾ng ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: B = Trong ®ã: H: ChiÒu cao vïng l¾ng, H = 2,5 (m) N: Sè bÓ l¾ng, lÊy N = 2 bÓ. Khi ®ã: B = =8,267 (m) Chia mçi bÓ thµnh 2 ng¨n, chiÒu réng cña mét ng¨n lµ bn = = = 4,134 (m) (m) Tháa m·n c. ChiÒu dµi bÓ l¾ng Theo c¸ch chän nh­ trªn, chiÒu dµi bÓ l¾ng lµ: L = = =37,5 (m)=15H 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). 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) = 4,2´ (2,5 - 0,3) = 9,24 (m2) L­u l­îng n­íc tÝnh to¸n qua mçi ng¨n cña bÓ lµ: qn == 130,2 (m3/h) = 0,0362 (m3/s) DiÖn tÝch cÇn thiÕt cña c¸c lç ë v¸ch ng¨n ph©n phèi n­íc vµo lµ: Sflç 1 = = = 0,12 (m2) DiÖn tÝch cÇn thiÕt cña c¸c lç ë v¸ch ng¨n thu n­íc ë cuèi bÓ lµ: Sflç 2 = = = 0,0724 (m2) LÊy ®­êng kÝnh lç ë v¸ch ng¨n ph©n phèi thø nhÊt d1 = 0,06 (m), diÖn tÝch mét lç lµ  f1lç = 0,00283 (m2) Þ Tæng sè lç ë v¸ch ng¨n thø nhÊt lµ: n1 = = = 43 (lç) chän 44(lç) LÊy ®­êng kÝnh lç ë v¸ch ng¨n thu n­íc d2 = 0,05 (m), diÖn tÝch mét lç lµ  f1lç = 0,00196 (m2) Þ Tæng sè lç ë v¸ch ng¨n thø nhÊt lµ: n1 = = = 37 (lç) chän 38(lç) TÝnh diÖn tÝch vïng chøa cÆn ThÓ tÝch vïng chøa cÆn ®­îc tÝnh to¸n theo c«ng thøc: W0 = (m3) Trong ®ã: T: Thêi gian gi÷a hai lÇn x¶ cÆn, do hµm l­îng cÆn nhá nªn lÊy T = 12 (giê) Q: L­u l­îng n­íc vµo bÓ l¾ng, Q = 520,8 (m3/h) m: Hµm l­îng cÆn trong n­íc sau khi l¾ng, m = 10 (mg/l) dc: Nång ®é trung b×nh cña cÆn nÐn sau thêi gian T, lÊy dc = 7500 (g/m3) Mc: Tæng hµm l­îng cÆn trong n­íc ®­a vµo bÓ l¾ng, Mc = 23,6 (mg/l) Þ W0 = = 5,67 (m3) f. ChiÒu cao vïng chøa vµ nÐn cÆn DiÖn tÝch mÆt b»nag 1 bÓ F1b===310(m2) ChiÒu cao vïng chøa vµ nÐn cÆn ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: hc = = = 0,018 (m) 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 + 0,018 + 0,5 = 3,018 (m) Tæng chiÒu dµI bÓ l¾nag kÓ c¶ 2 ng¨n ph©n phèi n­íc Lb=37,5+2.1,5=40,5(m) 1,5 m 1,5 m i = 0,03 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) 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. §­êng èng dÉn n­íc th« tíi bÓ läc DÉn n­íc läc vÒ bÓ chøa n­íc s¹ch èng x¶ n­íc röa läc §­êng èng dÉn n­íc s¹ch röa läc 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: V=´ 0,41´ 1= 0,1025 (m3) 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: TchÊt l­îng = = 58,57 (giê) , LÊy chu kú läc nhá h¬n TchÊt l­îng b»ng 48 (giê), tøc lµ 2 (ngµy). Tæng diÖn tÝch mÆt b»ng cña bÓ Tæng diÖn tÝch mÆt b»ng cña bÓ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: F = (m2) Trong ®ã: Q: C«ng suÊt tr¹m xö lý, Q = 12500 (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 t1 : Thêi gian röa läc, t1 = 6’ = 0,1 (giê) t2 : Thêi gian ngõng lµm viÖc ®Ó röa läc, t2 = 0,35 (giê) Þ F = » 77,3 (m2) Sè bÓ läc ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: N = 0,5´ = 0,5´ = 4,4 (bÓ) Þ LÊy 4 bÓ, khi ®ã diÖn tÝch cña mét bÓ lµ: f = = » 19,33 (m3) Vµ diÖn tÝch x©y dùng bÓ lµ 4,4´ 4,4 (m2). KÝch th­íc x©y dùng bÓ lµ:F1b=4,42=19,36(m2). 4,4 m 1,2 m 2,0 m 1,2 m 4,4 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: Vtc = Vtb´ = 7´ = 9,33 (m/h) ThÊy r»ng 8 < Vtc<10 (m/h) nªn ®¶m b¶o yªu cÇu. 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 2,0 (m) < 2,2 (m) Kho¶ng c¸ch tõ t©m m¸ng ®Õn t­êng lµ 1,2 (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 = 19,36 (m2) Þ qr = 14´ 19,36= 271,04 (l/s) = 0,271 (m3/s) Do mét bÓ bè trÝ hai m¸ng thu nªn l­u l­îng n­íc ®i vµo mçi m¸ng lµ: q1m = =0,1355 (m3/s) 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 ´ Trong ®ã: qm : §· tÝnh to¸n ë trªn = 0,1355 (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 Þ Bm= 2,1´ » 0,48 (m) ChiÒu cao cña phÇn m¸ng ch÷ nhËt H1 = = = 0,36 (m) ChiÒu cao cña m¸ng H2 = H1 + 0,5´ Bm = 0,36+ ´ 0,48 = 0,6 (m) ChiÒu cao toµn bé m¸ng Hm = H2 + dm (m) Trong ®ã: dm lµ chiÒu dµy ®¸y m¸ng, lÊy dm = 0,1 (m) Do ®ã Hm = 0,1 + 0,6 = 0,7(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: h = + 0,25 (m) Trong ®ã: e : §é tr­¬ng në cña vËt liÖu läc khi röa, e = 30% H: ChiÒu cao líp vËt liÖu läc (m) => h = + 0,25 (m) = 0,61 (m) 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 = 0,7 (m) . V× m¸ng dèc vÒ phÝa m¸ng tËp trung 0,01, m¸ng dµi 4,4 (m) nªn chiÒu cao m¸ng ë phÝa m¸ng tËp trung lµ: 0,7 + 0,044 = 0,744 (m) Do ®ã kho¶ng c¸ch gi÷a mÐp trªn líp vËt liÖu läc ®Õn mÐp d­íi cïng cña m¸ng thu DHm ph¶i lÊy b»ng: DHm = 0,744 + 0,07 = 0,814 (m) 0,5B 0,75B 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´ + 0,2 (m) Trong ®ã: qm : L­u l­îng n­íc ch¶y vµo m¸ng tËp trung n­íc; qm =qr = 0,271 ( 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´ + 0,2 (m) Þ hm = 0,63 (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: Fm­¬ng = ( m2) Fm­¬ng == 0,338 ( m2) ChiÒu cao n­íc trong m­¬ng tËp trung khi röa lµ: h = = = 0,483 (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 0,783 (m) . 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). 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´ 19,36= 968 (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 = = = 0,24 (l/s) = 2,4´ 10-4 (m3/s) LÊy diÖn tÝch khe chôp läc b»ng 0,8% tæng diÖn tÝch sµn c«ng t¸c, tæng diÖn tÝch khe chôp läc trong mét bÓ = = 0,1588(m2) DiÖn tÝch khe hë cña mét chôp läc lµ: f1 khe = = 1,5´ 10-4 (m2) VËn tèc n­íc qua khe cña mét chôp läc khi ®ã lµ: V = = = 1,6 (m/s) ®¶m b¶o theo 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: hPP = (m) (Theo 6.114 TCVN 33.85) Trong ®ã : VK : VËn tèc n­íc qua chôp läc; VK = 1,6 (m/s) m : HÖ sè l­u l­îng cña chôp läc, v× dïng chôp läc cã khe hë nªn m =0,5 g : Gia tèc träng tr­êng, g = 9,81 (m/s2) hPP = = 0,26 (m) TÝnh to¸n c¸c ®­êng èng kü thuËt §­êng èng dÉn n­íc röa läc C«ng thøc: dr = (m) Trong ®ã: qr : L­u l­îng n­íc röa mét bÓ läc, qr = 0,271 (m3 /s) Vr: VËn tèc n­íc trong ®­êng èng, Vr = 1,6 (m/s) => dr = = 0,46 (m) Ta chän ®­êng kÝnh èng lµ 0,46 (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) Þ L­u l­îng giã cung cÊp cho mét bÓ lµ: qgiã = W´ F1b = 18 ´ 19,36= 348,48 (l/s) = 0,348 (m3/s) §­êng kÝnh èng dÉn giã chÝnh: dd = = = 0,15(m) Chän èng dÉn giã cã ®­êng kÝnh lµ: 0,15 (m) §­êng èng thu n­íc s¹ch tíi bÓ chøa Sö dông mét ®­êng èng chung thu n­íc tõ 4 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 = (m) Trong ®ã: Q : L­u l­îng n­íc toµn tr¹m, Q = 12500 (m3/ng®) = 520,8(m3/h) = 0,1446 (m3/s) Vc : VËn tèc n­íc ch¶y trong èng, Vc = 1,2 (m/s) Dchung = = = 0,39(m) Chän ®­êng kÝnh èng lµ 0,4 (m). KiÓm tra l¹i tèc ®é n­íc ch¶y: Vc = = = 1,21 (m/s) > 1,2 (m/s) Nh­ vËy, ®­êng kÝnh èng lµ 0,4m lµ hîp lý. §­êng èng x¶ kiÖt LÊy ®­êng kÝnh èng lµ D100 (mm). §­êng èng x¶ röa läc LÊy ®­êng kÝnh èng lµ D500 (mm). 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: 0,26 (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 åh = hdd + åhCB 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 Q = 0,1446 ( m3/s), ®­êng kÝnh èng Dchung = 400 (mm). Tra b¶ng ta cã 1000 i = 4,64 hdd = i ´ L = 4,64 ´ = 0,464 (m) åhCB : Tæn thÊt ¸p lùc côc bé trªn van kho¸, s¬ bé chän åhCB = 0,3 (m) VËy åh = 0,464+ 0,3 = 0,764 (m) TÝnh to¸n chän b¬m röa läc ¸p lùc cÇn thiÕt cña b¬m röa läc ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: hB = Dh +åhr+åhdt + hdl (m) Trong ®ã: Dh : §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: Dh = ÑM§- + hK + hS + h® + hl + DHm + Hm Víi ÑM§ : Cèt mÆt ®Êt t¹i tr¹m xö lý; ÑM§= 0 (m) : Cao ®é mùc n­íc thÊp nhÊt trong bÓ chøa, = 0,5 (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) DHm : Kho¶ng c¸ch tõ mÐp d­íi cña m¸ng ph©n phèi ®Õn líp vËt liÖu läc, DHm = 0,