Đề tài Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho máy chạy thận nhân tạo_ công suất: 600lít/h

Chương 4: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ. TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT THIẾT KẾ. Nhu cầu sử dụng nước cho 1 máy chạy thận nhân tạo trong khi hoạt động là: 500 ml/phút = 30 l/h. Nhu cầu nước để rửa cho 1 máy trong 45 phút sau 1 lần chạy thận (4 h/lần): (1000 ml/phút45 phút) / 4 h = 11.25 l/h. Nhu cầu nước rửa màng lọc cho mỗi máy tiêu hao xấp xỉ ½ tổng lượng nước mà các máy lọc thận tiêu thụ trong ngày: (30 + 11.25) = 20.625 l/h. Vậy, nhu cầu nước cho 01 máy chạy thận nhân tạo là 61.875 l/h. Bệnh viên Q.9 có 09 máy à Lượng nước RO cần là: 61.875 9 = 556.875l/h. Chọn công suất thiết kế là 600 l/h. Theo nguyên tắc, nước khi qua RO sẽ có một phần nước bị giữ lại, theo khuyến cáo của nhà sản xuất thì lượng nước này khoảng 70%, tuy nhiên lượng nước này còn phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng nước đầu vào. Vì nguồn nước đầu vào đã đạt 13 chỉ tiêu hoá lý của theo tiêu chuẩn 1329_2002_BYT_QĐ cho nên chọn lượng nước bị giữ lại là 50%. Suy ra lượng đầu vào cho hệ thống tiền lọc sẽ là: 556.875 2 = 1113.75 l/h. Chọn công suất đầu vào là 1500 l/h. BỒN CHỨA NƯỚC THÔ. Nhiệm vụ: Ổn định lưu lượng cho hệ thống xử lý. Cấu tạo: Ta chọn bồn Inox Toàn Mỹ, dung tích là 1500 lít. Kích thước của bồn: Đường kính : 1150 mm Chiều cao : 1620 mm Chiều cao cả chân : 1795 mm Bề dày : 0.6 mm Chiều rộng của chân: 1320 mm (Nguồn: www.toanmyvn.com) BỒN LỌC THAN HOẠT TÍNH. Nhiệm vụ: Chlorine dư lượng mang tính oxy hoá mạnh, có khả năng gây phá hủy màng RO và các hạt nhựa trao đổi ion. Chính vì thế nhiệm vụ chính của bồn lọc than hoạt tính là hấp phụ clorin , các chất hữu cơ, các chất sinh màu, mùi vị trong nước, giúp bảo vệ hệ thống RO và cột trao đổi ion. Cấu tạo của bồn lọc: Vật liệu chế tạo : Thép không rỉ. Vật liệu đỡ : Sỏi có đường kính 5 – 10 mm. Vật liệu hấp phụ : Than hoạt tính với các đặc tính: Kích thước hạt : 1.65 – 3.35 (mesh size 6 – 12). Tỷ trọng : 520 – 550 kg/m3. Dạng hạt màu đen, khô rời, có góc cạnh. Các chỉ tiêu cơ bản: Bảng 4.1: Thông số kỹ thuật của than hoạt tính. Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Chỉ số Iod mg/g 650 – 850 Độ hấp phụ CCl4 % 40 – 60 Chỉ số độ cứng % > 95 Độ tro % 2 – 5 Độ ẩm % < 6 pH 7 – 8 (Nguồn: www.trabaco.com.vn). Than hoạt tính là loại than được xử lý từ nhiều nguồn vật liệu như tro của vỏ lạc (đậu phộng), gáo dừa hoặc than đá. Những nguyên liệu này được nung nóng từ từ trong môi trường chân không, sau đó được hoạt tính hóa bằng các khí có tính ô xi hóa ở nhiệt độ cực cao. Quá trình này tạo nên những lỗ nhỏ li ti có tác dụng hấp thụ và giữ các tạp chất. Than hoạt tính lọc nước qua hai quá trình song song: Lọc cơ học, giữ lại các hạt cặn bằng những lỗ nhỏ. Hấp thụ các tạp chất hòa tan trong nước bằng cơ chế hấp thụ bề mặt hoặc trao đổi ion. Than hoạt tính là một chất liệu xốp, có rất nhiều lỗ lớn nhỏ. Dưới kính hiển vi điện tử, một hạt than trông giống như một tổ kiến. Vì thế, diện tích tiếp xúc bề mặt của nó rất rộng để hấp thụ tạp chất. (Tùy theo nguyên liệu gốc, tổng diện tích bề mặt của 1/2kg than hoạt tính còn rộng hơn cả một sân bóng đá). Hiệu xuất lọc sẽ tùy thuộc chủ yếu vào những yếu tố: Tính chất vật lý của Than hoạt tính, như kết cấu, kích thước, mật độ lỗ, diện tích tiếp xúc. Tính chất lý hóa của các loại tạp chất cần loại bỏ. Thời gian tiếp xúc của nước với than hoạt tính càng lâu, việc hấp thụ càng tốt. Tính toán chi tiết: Kích thước bồn lọc: Lưu lượng nước vào bồn lọc: Q = 1.5 m3/h. Chọn vận tốc lọc là: 15 m/h. Diện tích mặt cắt ngang của bồn lọc: Với : : lưu lượng thiết kế, m3/h. : vận tốc lọc, m/h. Đường kính bồn lọc: Chọn D = 0.4 m. Khi đó diện tích bồn lọc là: Vận tốc lọc của bồn: Thể tích than hoạt tính sử dụng: Với: Vthan : Thể tích than hoạt tính. EBCT : (Emty bed contact time): thời gian tiếp xúc với lớp than (5 – 25 phút). Chọn EBCT là 5 phút = 1/12 h. Lượng than sử dụng: Với than : khối lượng riêng của than hoạt tính, than = 550 kg/m3. Vthan : thể tích than hoạt tính sử dụng. →mthan = 550 0.125 = 68.75 kg. Chọn mthan = 70 kg. Chiều cao lớp than: Chiều cao của thân bồn lọc than hoạt tính: Hbồn = Hthan + Hđ + Hn + Hbv Với: H : chiều cao tổng cộng của bồn lọc than hoạt tính. Hthan : chiều cao lớp than hoạt tính, Hthan = 0.96 m. Hđ : chiều cao lớp sỏi đỡ, Hđ = 0.15 m. (Nguồn: Bảng 6.12_ TCXDVN 33 : 2006). Hbv : chiều cao lớp bảo vệ, Hbv = 0.3 m. Hn : khoảng các từ bề mặt vật liệu lọc đến phễu thu nước rửa lọc. (e: độ giãn nở của vật liệu, chọn e = 0.3). Bảng 4.2: Độ nở tương đối ứng với từng loại vật liệu lọc. Loại vật liệu lọc và bể lọc Độ nở tương đối của vật liệu (%) Bể lọc nhanh 1 lớp vật liệu lọc deff = 0.6 – 0.65 deff = 0.75 – 0.8 deff = 0.9 – 1.1 45 30 25 Bể lọc nhanh 2 lớp vật liệu lọc 50 Bảng 4.3: Cỡ hạt và chiều dày của lớp đỡ. Cỡ hạt của lớp đỡ (mm) Chiều dày các lớp đỡ (mm) 40 - 20 Mặt trên của lớp này cao bằng mặt trên của ống phân phối nhưng phải cao hơn lỗ phân phối ít nhất 100 mm. 20 – 10 100 - 150 10 – 5 100 - 150 5 – 2 50 - 100 (Nguồn: Bảng 6.12_ TCXDVN 33 : 2006). →Hn = 0.96 = 0.288 m. →H = 0.96 + 0.15 + 0.288 + 0.3 = 1.698 m. Chọn H = 1.7 m. Thời gian hoạt động của than: Với t : thời gian hoạt động của than. m : lượng than sử dụng, m = 70 kg. Q : lượng nước cần xử lý, Q = 1.5 m3/h. CUR : lượng than hoạt tính cần xử lý 1m3 nước, kg/m3. V* : lượng nước mà 1 kg than xử lý được, V* = 50 – 200 m3/kg (chọn V* = 150 m3/kg). (Nguồn: Meftaf & Eddy, Wastewater Engineering Treatment and Reuse). Chọn t = 7000 h = 9.7 tháng. Thời gian sử dụng của than phù hợp với yêu cầu thực tế cầu người sử dụng (khoảng từ 8 – 12 tháng). Lưu lượng nước rửa lọc: Khi lọc nước qua lớp vật liệu lọc nước sẽ chảy qua các khe rỗng và cặn sẽ bám vào bề mặt hạt dần dần thu hẹp kích thước của các khe rỗng làm cho vận tốc nước qua các khe rỗng tăng lên và sẽ kéo theo các hạt cặn đã bám dính từ trước đi xuống lớp hạt nằm dưới cứ như thế đến chu kỳ lọc cặn có thể bị kéo ra ngoài làm xấu chất lượng nước lọc. Phương pháp rửa lọc : rửa ngược bằng nước thuần túy. Thời gian rửa: 6 – 7 phút. Cường độ rửa lọc: 30 – 35 m/h. (Nguồn: www.clackcorp). Qrửa lọc =Vrửa lọc × F Với V rửa lọc : cường độ rửa lọc (chọn vrửa lọc = 30 m/h) F : diện tích bề mặt bồn lọc. F = 0.13 m2. →Q rửa lọc = 30 0.13 = 3.9 m3/h. Chọn Qrửa lọc = 4 m3/h Hệ thống phân phối nước và thu nước: Nước được dẫn vào bồn bằng ống dẫn nước rồi được phân phối đều trên bề mặt bồn lọc bằng phễu. Nước sau khi lọc được thu bằng hệ thống sàn chụp lọc rồi được dẫn ra khỏi bồn lọc bằng ống dẫn nước. Nước rửa lọc được dẫn vào bồn lọc bằng ống dẫn nước rồi được phân phối đều qua hệ thống sàn chụp lọc sau đó tràn vào phễu thu nước và được dẫn ra ngòai bằng ống dẫn. Ống dẫn nước vào bồn lọc: Với : lưu lượng nước vào bồn lọc, Q = 1.5 m3/h. : vận tốc nước chảy trong ống (v = 0.8 – 1.2m/s_ Theo điều 6.120_TCXDVN 33 : 2006). Chọn v = 0.8 m/s. Chọn ống dẫn nước vào bồn lọc là ống PVC có D = 27 mm (F27) Kiểm tra vận tốc nước chảy trong ống dẫn nước lọc: Ống dẫn nước sau khi lọc: Với : lưu lượng nước vào bồn lọc, Q = 1.5 m3/h. : vận tốc nước chảy trong ống (v = 1 – 1.5m/s_ Theo điều 6.120_TCXDVN 33 : 2006). Chọn v = 1 m/s. Chọn ống dẫn nước vào bồn lọc là ống PVC có D = 21 mm (F21). Kiểm tra vận tốc nước chảy trong ống dẫn nước lọc: Ống dẫn nước rửa lọc: Chọn ống dẫn nước rửa lọc có đường kính drửa lọc = 21 mm (F =21). Với Q : lưu lượng nước rửa lọc, Q = 4 m3/h. D : đường kính ống nước rửa lọc, D = 21 mm. Phễu phân phối nước vào: Sử dụng phễu phân phối nước và thu nước rửa lọc. Vật liệu : thép không gỉ. Hình dạng : hình nón cụt. Đường kính đáy nhỏ bằng đường kính ống dẫn nước vào lọc = 27 mm. Đường kính đáy lớn : 200 mm. Chiều cao phễu : 150 mm. Hệ thống sàn chụp lọc: Thu nước lọc bằng chụp lọc. Chụp lọc: Số lượng chụp lọc ≥ 35 – 50 cái cho 1m2 diện tích công tác. (Điều 6.112: TCXD 33 – 2006). Chọn số lượng chụp lọc trên 1m2 bể là 40 cái. N= 40 × F = 40 × 0.13 = 5.2 Chọn N= 6 Sàn gắn chụp lọc có các thông số: Vật liêu : thép không gỉ dạng tấm. Đường kính : 0.4 m (bằng đường kính bồn lọc). Độ dày : 6 mm. Trên sàn có đục 6 lỗ để gắn chụp lọc. Tính toán bơm cho bồn lọc than hoạt tính: Bơm lọc: Ta chọn bơm lọc nhãn hiệu CNP, model: MS 60 / 0.37 với các thông số kỹ thuật: Lưu lượng : Q = 1.5 m3/h. Cột áp : H = 17.7 m. Công suất : N = 0.37 KW. Bơm rửa lọc: Hb=H0 + Hc + Hl + Hđ + Hgh Với: Hb : cột áp bơm rửa lọc, m. Ho : tồn thất trên đường ống dẫn từ bồn chứa đến bồn lọc, bao gồm tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ, thường không vượt quá 2 m, chọn Ho = 2 m. Hc : tổn thất qua hệ thống phân phối rửa lọc bằng chụp lọc, m. HL : tổn thất qua lớp vật liệu khi rửa lọc, m. Hđ : tổn thất qua lớp sỏi đỡ, m. Hgh : tổn thất áp lực giới hạn khi lớp vật liệu bị bẩn và cần phải rửa lọc, Hgh = 6 – 8 m. (Theo điều 6.106 TCXD 33 – 2006). Chọn Hgh = 8 m. Tổn thất qua hệ thống ống phân phối bằng chụp lọc: Theo TCXD 33 – 2006 - Điều 6.112, tổn thất qua hệ thống phân phối rửa lọc bằng sàn chụp lọc, được tính theo công thức: Với: v : vận tốc chuyển động của nước qua khe hở của chụp lọc, v > 1.5 m/s. Chọn v = 2 m/s. m : hệ số lưu lượng của chụp lọc, đối với chụp lọc khe hở m = 0.5. Tổn thất áp lực qua lớp than hoạt tính khi rửa lọc: Cường độ rửa ngược: Vb = 30 m/h = 10.23 gpm/ft2. Tra giản đồ “ Tổn thất áp lực” ở 27 oC, ta có: HL = 0.55 PSI = 0.39 m. (Nguồn: www.clackcorp.com). Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ: Công thức tính tổn thất qua lớp sỏi đỡ: Hđ = 0.061 × h ×Vb Với: h : chiều cao lớp sỏi đỡ, h = 0.15 m. Vb : vận tốc rửa lọc, Vb = 30 m/h. →Hđ = 0.061 0.1530 = 0.2745 m Chọn Hđ = 0.4 m. Vậy cột áp của bơm rửa lọc là: Hb = 2 + 0.82 + 0.39 + 0.2745 + 8 = 11.485 m Công suất của bơm: Với: : lưu lượng rửa lọc, Q = 4 m3/h. : khối lượng riêng của nước, = 1000 kg/m3. g : gia tốc trọng trường, g = 9.81 m/s2. Hb : cột áp của bơm, Hb = 11.485 m. : hiệu suất chung của bơm, = 0.72 – 0.92, chọn = 0.8 . N = (411.61 10009.81) / (360010000.8) = 0.156 KW. Ta chọn bơm rửa lọc nhãn hiệu CNP, model: MS 100 / 0.55 với các thông số kỹ thuật: Lưu lượng : Q = 4 m3/h. Cột áp : H = 16 m. Công suất : N = 0.55 KW. Tính cơ khí: Tính chiều dày thân: Áp suất làm việc trong bồn lọc: Với: : áp suất môi trường. Vì bơm là bơm nước sạch, không chứa tạp chất nên áp suất môi trường trong bồn được chọn là 4 bar. (Nguồn: Sổ tay quá trình và công nghệ thiết bị hoá chất_ tập 1). →Pmt = 4bar = 4 × 9.81 × 104 = 39240 N/m2 = 0.3924 N/mm2 →Pmt = 4bar = 4 x 9.81 x 104 = 3924 N/m2 = 0.3924 N/mm2 pt: áp suất thủy tĩnh của côt chất lỏng trong thiết bị. →Pt = g x x H = 9.81 x 1000 x 1.7 x 10-6 = 0.0167 N/mm2 →P = 0.3924 + 0.0167 = 0.41 N/mm2 xét Với: : ứng suất cho phép của thép không rỉ, . : áp suất làm việc trong bồn lọc, P = 0.41 N/mm2. : Hệ số giới hạn bền, Bề dày tối thiểu của thân thiết bị: Với: : đường kính trong của thiết bị, P : áp suất làm việc trong bồn lọc, : ứng suất cho phép của thép không rỉ, . : hệ số giới hạn bền, Các hệ số bổ sung: C = Ca + Cb + Cc + Co - Với: : hệ số bổ sung do ăn mòn hoá học, : hệ số bổ sung do bào mòn cơ học, : hệ số bổ sung do sai số chế tạo, : hệ số làm tròn, →C = 1 +0.5 = 1.5mm →S = S’ + C = 0.624 + 1.5 = 2.124mm Chọn S = 3 mm. Kiểm tra điều kiện bền: Áp suất cho phép trong thân thiết bị khi bề dày S = 3 mm: thỏa Như vậy bề dày thân thiết bị S = 3 mm là thoả mãn cả điều kiện bền và áp suất làm việc. Tính đáy và nắp: Ta chọn đáy và nắp hình elip tiêu chuẩn (Rt = Dt = 400 mm). xét Với: : ứng suất cho phép của thép không rỉ, . : áp suất làm việc trong bồn lọc, P = 0.41 N/mm2. : Hệ số giới hạn bền, Bề dày tối thiểu của đáy và nắp thiết bị: Các hệ số bổ sung: C = Ca + Cb + Cc + Co →C = 1 +0.5 = 1.5mm →S = S’ + C = 0.624 + 1.5 = 2.124mm Chọn S = 3 mm. Chiều dày của đáy và nắp có thể chọn bằng hoặc lớn hơn chiều dày của thân bồn. Chọn chiều dày của đáy và nắp là 3 mm. Kiểm tra điều kiện bền: Áp suất cho phép của đáy và nắp thiết bị khi bề dày S = 3 mm: Như vậy bề dày đáy và nắp thiết bị S = 3 mm là thoả mãn cả điều kiện bền và áp suất làm việc. Tính chân đỡ: Chân đỡ của thiết bị là một bộ phân vô cùng quan trọng vì nó chịu tải trọng của tất cả các bộ phận khác của thiết bị. Chính vì thế muốn chọn đươc chân đỡ thích hợp ta phải tính tải trọng của toàn bộ thiết bị. Chọn vật liệu làm chân đỡ là thép CT3 có các thông số sau: - Khối lượng riêng - Khối lượng riêng của thép không rỉ X18H10T là = 7.93 x 103kg/m3 Khối lượng thân: Khối lượng đáy: Theo bảng XIII.11 trang 384_ Sổ tay quá trình và thiết bị tập 2, ta có khối lượng đáy: Vì theo bảng này dùng cho thép cacbon có KLR là 19 x 103 kg/m3. Khối lượng nắp: Tương tự như đáy, ta có khối lượng của nắp là: Mn = 19.2kg Khối lượng nước: Khối lượng than: Mthan = 70kg Vậy tổng khối lượng của bồn lọc là: = 5.12 + 19.2 + 19.2 + 213.63 + 70 = 400kg = 4000N Chọn chân đỡ có 3 chân, suy ra trọng lượng mà mỗi chân phải chịu là: Các thông số về chân đỡ: L B B1 B2 H h S l D mm 110 80 95 110 180 120 6 40 18 (Nguồn: Sổ tay quá trình thiết bị và hoá chất tập 2). Bảng 4.4: Kết quả tính toán bồn lọc than hoạt tính. BỒN LỌC THAN HOẠT TÍNH Vận tốc lọc 15 m/h Đường kính 0.4 m Chiều cao 1.7 m Lượng than sử dụng 70 kg Thời gian hoạt động của than 7000 h. CỘT TRAO ĐỔI ION. Nhiệm vụ: Các ion Canxi (Ca2+), Magiê (Mg2+) sẽ gây ra độ cứng cho nước sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ và quá trình hoạt động của hệ thống lọc RO ở phía sau, cụ thể là các ion này sẽ đóng cặn trên màng RO khiến cho RO nhanh chóng bị tắc nghẽn, làm cho quá trình rửa màng tiến hành thường xuyên và như thế tuổi thọ màng RO sẽ bị giảm đáng kể. Chính vì thế cột trao đổi ion có nhiệm vụ khử hàm lượng Ca2+, Mg2+, giúp bảo vệ và kéo dài tuổi thọ màng RO. Cấu tạo: Vật liệu chế tạo : Thép không rỉ. Vật liệu đỡ : Sỏi có đường kính 5 – 10 mm. Vật liệu trao đổi ion : Nhựa C100 – Purolite. Bảng 4.5: Tính chất nhựa C100 – Purolite. Tính chất Ion trao đổi Na+ Nhóm chức R – SO3- Tỷ trọng, g/l 850 Kích thước hạt, mesh - Tiêu chuẩn Anh - Tiêu chuẩn Mỹ 14 – 52 16 - 50 Dung lượng trao đổi, dạng Na+ - Thể tích ẩm, eq/l - Khối lượng khô, eq/kg 2.0 4.5 Tính toán chi tiết: Kích thước cột trao đổi: Lưu lượng nước vào cột rao đổi: Q = 1.5 m3/h. Chọn vận tốc lọc là: 15 m/h. Diện tích mặt cắt ngang của cột trao đổi: Với : Q : lưu lượng thiết kế 1.5 m3/h. V : vận tốc lọc, m/h. Đường kính cột trao đổi: Chọn D = 0.4 m. Kiểm tra lại tốc độ lọc: Thể tích tầng nhựa: Với : Q : lưu lượng thiết kế 1.5 m3/h. tR : thời gian tiếp xúc theo tầng rỗng. (tR = 1.5 – 7.5 phút). Chọn tR = 3 phút = 1/20 h → VF = 1/tR = 20 h-1. Điều này có nghĩa là trong 1 giờ thể tích lượng nước chảy qua cột gấp 20 lần thể tích tầng nhựa. →VR = 1.5 = 0.075 m3 Chu kỳ hoạt động: Ta có mối quan hệ giữa chu kỳ hoạt động, lượng ion trao đổi trong dung dịch, dung lượng hoạt động của nhựa, tốc độ thể tích của dòng và thể tích tầng nhựa thông qua công thức: ar x Vr = Q x t x as Với : Q : lưu lượng thiết kế, Q = 1.5 m3/h t : chu kỳ hoạt động, h aR : dung lượng hoạt động của nhựa, eq/l as : lượng ion trao đổi, eq/l VR : thể tích tầng nhựa, m3 Độ cứng ban đầu của nước nguồn là: C = 60 mgCaCO3/l = 60/50 = 1.2 mgđl/l = 1.2 meq/l = 0.0012 eq/l t = (aR × VR) / (Q × as) = (2.0 × 0.075) / (1.5 × 0.0012) = 83.33 h Chiều cao tầng nhựa: VR = HR × F →HR = VR / F = 0.075 / 0.075 = 1 m > 2.D Tuy nhiên tỉ lệ giữa đường kính cột trao đổi so với chiều cao của tầng nhựa là 1: 0.2 đến 1 : 2 nếu phân phối dòng vào đều. Người ta thường chọn chiều cao của tầng nhựa lớn hơn đường kính cột. (Nguồn: Hấp phụ và trao đổi ion_ Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ Quốc gia). D = 0.4 m → HR = 0.4 × 2 = 0.8 m →VR = 0.8 × 0.075 = 0.06 m3 Chiều cao phần thân cột trao đổi: Hc = Hnhựa + Hđ + Hn + Hbv Với: Hc : chiều cao tổng cộng của cột trao đổi ion. Hnhựa : chiều cao lớp nhựa trao đổi, Hnhựa = 0.8 m. Hđ : chiều cao lớp sỏi đỡ, Hđ = 0.15 m. Hbv : chiều cao lớp bảo vệ, Hbv = 0.3 m. Hn : khoảng các từ bề mặt vật liệu lọc đến phễu thu nước rửa lọc. Hn = Hnhựa × e (e: độ giãn nở của vật liệu, chọn e = 0.6). (Nguồn: Fig.2.Backwash Expansion) → Hn = 0.8 × 0.6 = 0.48 m → Hc = 0.8 + 0.15 + 0.4 + 0.3 = 1.73 m Chọn HC = 1.7 m Hoàn nguyên (tái sinh) nhựa: Tái sinh chất trao đổi ion được tiến hành theo nhiều bước: sục ngược làm lỏng tầng, tiếp xúc giữa dung dịch tái sinh với nhựa, rửa nhanh để loại bỏ chất tái sinh ngoài dung dịch, rửa chậm để loại bỏ chất tái sinh trong nhựa (phần không gắn vào nhóm chức). Lượng dung dịch hoàn nguyên: Chọn: Dung dịch hoàn nguyên: dd NaCl 10 % (3 % – 12 %). Lượng NaCl hoàn nguyên = 200 kg/m3nhựa. Suy ra: Tổng dung lượng trao đổi của muối NaCl = 200 / 58.5 = 3.42 eq/l nhựa. Khối lượng NaCl hoàn nguyên = 200 × 0.075 = 15 kg. Thể tích dd hoàn nguyên NaCl 10 %: Chọn tỉ trọng của dd NaCl 10 % = 1.15 kg/l. Thời gian hoàn nguyên: Vận tốc hoàn nguyên theo quy phạm là 1 – 10 m/h (đủ chậm để đảm bảo thời gian tiếp xúc tốt). Chọn vận tốc hoàn nguyên là 3 m/h. Chọn thời gian hoàn nguyên là 30 phút. Rửa: Rửa ngược nhanh: Với độ giãn nở của lớp nhựa là 60 % thì theo khuyến cáo của nhà sản xuất vận tốc rửa ngược là 20 m/h và lượng nước rửa ngược bằng 4 lần thể tích tầng nhựa. Vngược = 4 × Vr = 4 × 0.075 = 0.3m3 = 300 lít Thời gian rửa ngược: Rửa chậm: Với độ giãn nở của lớp nhựa là 60 % thì theo khuyến cáo của nhà sản xuất vận tốc rửa chậm là 1 – 15 m/h. Chọn bằng 5 m/h. Lượng nước rửa ngược bằng 2 lần thể tích tầng nhựa. Vchậm = 2 × Vr = 2 × 0.075 = 0.15m3 = 150 lít Thời gian rửa chậm: Rửa nhanh: Với độ giãn nở của lớp nhựa là 60 % thì theo khuyến cáo của nhà sản xuất vận tốc rửa nhanh là 5 – 60 m/h. Chọn bằng 20 m/h. Lượng nước rửa nhanh bằng 6 lần thể tích tầng nhựa. Vrửa nhanh = 6 × Vr = 6 × 0.075 = 0.45m3 = 450 lít Thời gian rửa nhanh: Hệ thống phân phối nước và thu nước: Nước được dẫn vào bồn bằng ống dẫn nước rồi được phân phối đều trên bề mặt bồn lọc bằng phễu. Nước sau khi lọc được thu bằng hệ thống sàn chụp lọc rồi được dẫn ra khỏi bồn lọc bằng ống dẫn nước. Nước rửa lọc được dẫn vào bồn lọc bằng ống dẫn nước rồi được phân phối đều qua hệ thống sàn chụp lọc sau đó tràn vào phễu thu nước và được dẫn ra ngòai bằng ống dẫn. Ống dẫn nước vào bồn lọc: Với Q : lưu lượng nước vào bồn lọc, Q = 1.5 m3/h. V : vận tốc nước chảy trong ống (v = 0.8 – 1.2m/s_ Theo điều 6.120_TCXDVN 33 : 2006). Chọn v = 0.8 m/s. Chọn ống dẫn nước vào bồn lọc là ống PVC có D = 27 mm (F27) Kiểm tra vận tốc nước chảy trong ống dẫn nước lọc: Ống dẫn nước sau khi lọc: Với Q : lưu lượng nước vào bồn lọc, Q = 1.5 m3/h. V : vận tốc nước chảy trong ống (v = 1 – 1.5m/s_ Theo điều 6.120_TCXDVN 33 : 2006). Chọn v = 1 m/s. Chọn ống dẫn nước vào bồn lọc là ống PVC có D = 0.021 mm (F21). Kiểm tra vận tốc nước chảy trong ống dẫn nước lọc: Ống dẫn nước rửa lọc: Chọn ống dẫn nước rửa lọc có đường kính drửa lọc = 21 mm (F =21) Với Q : lưu lượng nước rửa lọc, Q = 4 m3/h. D : đường kính ống nước rửa lọc, D = 21 mm. Phễu phân phối nước vào: Sử dụng phễu phân phối nước và thu nước rửa lọc. Vật liệu : thép không gỉ. Hình dạng : hình nón cụt. Đường kính đáy nhỏ bằng đường kính ống dẫn nước vào lọc = 27 mm. Đường kính đáy lớn : 200 mm. Chiều cao phễu : 150 mm. Hệ thống sàn chụp lọc: Thu nước lọc bằng chụp lọc. Chụp lọc: Số lượng chụp lọc ≥ 35 – 50 cái cho 1m2 diện tích công tác. (Điều 6.112: TCXD 33 – 2006). Chọn số lượng chụp lọc trên 1m2 bể là 40 cái. N = 40 × F = 40 × 0.13 = 5.2 Chọn N= 5 Sàn gắn chụp lọc có các thông số: Vật liêu : thép không gỉ dạng tấm. Đường kính : 0.4 m (bằng đường kính bồn lọc). Độ dày : 6 mm. Trên sàn có đục 5 lỗ để gắn chụp lọc. Tính bơm cho cột lọc trao đổi ion: Bơm lọc: Ta chọn bơm lọc nhãn hiệu CNP, model: MS 60 / 0.37 với các thông số kỹ thuật: Lưu lượng : Q = 1.5 m3/h. Cột áp : H = 17.7 m. Công suất :