Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.đ cho huyên An nhơn , Bình Định

ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnh GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2 15 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THIÊN NHIÊN *** Theo tính toán ở các chương trước, nhu cầu dùng nước thành phố An Nhơn sẽ cần thêm 80.000 m3/ngñ.. Do vậy ta sẽ thiết kế trạm xử lý mới với công suất 80.000 m3/ngñ. Nguồn nước ñược sử dụng cho nhà máy mới ñược lấy từ Hồ ðập ðá ,cách An Nhơn 7km. Dự kiến nhà máy mới sẽ ñặt tại thị trấn Bình ðịnh, do diện tích ñất ñai khu vực này còn nhiều và mức ñộ ñô thị hóa chưa cao. 3.1 NGHIÊN CỨU SỐ LIỆU VÀ LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN XỬ LÝ 3.1.1 Số liệu chất lượng nguồn nước Bảng 3.1 Các chỉ tiêu cơ bản của chất lượng nguồn nước Stt Các chỉ tiêu ðơn vị Kêt quả phân tích Tiêu chuẩn 1329/Qð-BYT 1 pH 7,2 6,5-8,5 2 Nhiệt ñộ oC 22,8 - 3 ðộ dẫn ñiện µχ/σ 142 - Cmax mg/l 80 <3 Ctb mg/l 60 4 Hàm lượng cặn lơ lửng Cmin mg/l 40 5 Oxi hoà tan mg/l 2,4 Mmax TCU 40 <15 Mtb TCU 25 6 ðộ màu Mmin TCU 12 7 ðộ oxi hoá mg/l O2 3,0 <2 Dmax NTU 250 <2 Dtb NTU 100 8 ðộ ñục Dmin NTU 20 9 ðộ cứng mg/l CaCO3 53,4 <300 10 ðộ kiềm toàn phần mgñl/l 1,3 - 11 Ca2+ mg/l 14,4 <100 12 Mg2+ mg/l 4,8 - 13 Fe2+ mg/l 0,1 <0,3 14 Mn2+ mg/l 0 <0,2 15 NH4+ mg/l 0,1 <1,5 16 SiO32- mg/l 6 - 17 HCO3- mg/l 81,4 - 18 Cl- mg/l 8,5 <250 19 SO42- mg/l 9,3 <250 20 NO2- mg/l 0 <3 21 NO3- mg/l 0,2 <50 22 PO43- mg/l 0,3 <2,5 23 Tổng số coliform MPN/100ml 430 0 ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnh GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2 16 3.1.2. Xác ñịnh các chỉ tiêu còn thiếu và ñánh giá mức ñộ chính xác của các chỉ tiêu a) Xác ñịnh các chỉ tiêu còn thiếu: • Tổng hàm lượng muối hòa tan P (mg/l) : P=∑Me + Ae- + 1,4×[Fe2+] + 0,5×[HCO3-] + 0,13×[SiO32-] (mg/l). Trong ñó: [ ] [ ] [ ] [ ]+++++ +++=∑ 4222 NHMnMgCaMe 0,304,8,41Me +++=∑ + 4 ,51Me 9=∑ + [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]−−−−−− ++++=∑ 343224 PONONOSOClAe ∑ = ++++=∑ − − ,62(mg/l)Ae 0,30,5 09,38,52Ae 18 Như vậy: P = 19,5 + 18,62 + 1,4×0,1 + 0,5×81,48 + 0,13×4 P= 79,52 (mg/l) • Hàm lượng CO2 tự do có trong nước nguồn: Lượng CO2 tự do có trong nước nguồn ñược xác ñịnh theo biểu ñồ Langlier - P =79,6 (mg/l). - t0 =22,80C - pH = 7,2 - Kio = 1,34 mgñl/l - Tra biểu ñồ ta xác ñịnh ñược hàm lượng CO2 tự do là 7,4 mg/l. b) ðánh giá chất lượng nước nguồn: • Kiểm tra mức ñộ chính xác của các chỉ tiêu: - ðộ kiềm toàn phần (mgñl/l): ktp = [ ] 61,02 HCO3 − = 02,61 48,81 = 1,34 - ðộ cứng toàn phần (mgñl/l): Ctp = [ ] [ ] 19,186,442,14 22 =+=+ ++ 20,0420,0412,16 Mg 20,04 Ca Như vậy các chỉ tiêu tính toán là chính xác. Các chỉ tiêu về chất lượng ñều ñạt tiêu chuẩn nước cấp cho sinh hoạt (TCXDVN 33-2006). Chỉ có chỉ tiêu về hàm lượng cặn, ñộ màu và chỉ số E-coli là vượt quá tiêu chuẩn cho phép. 3.1.3. Xác ñịnh liều lượng hóa chất ñưa vào: a) Liều lượng phèn keo tụ • Liều lượng phèn theo hàm lượng cặn lơ lửng: Theo các số liệu khảo sát hàm lượng cặn lơ lửng lớn nhất của nguồn nước tại Hồ ðập ðá trong khoảng 80 (mg/l). Những thời ñiểm cặn lên cao nhất thường xảy ra không nhiều trong năm. Phèn ñược sử dụng ở ñây là phèn nhôm. Từ hàm lượng cặn 80 (mg/l) tra bảng 6.3- TCXDVN 33-2006 ta có liều lượng phèn ñưa vào như sau: LP1= 35( mg/l). • Liều lượng phèn theo ñộ ñục: 4AlP M= (mg/l) Trong ñó: PAl : Hàm lượng phèn nhôm tính theo sản phẩm không chứa nước. M: ðộ màu tính theo thang màu, platin, coban. Ta có 4 40 25,9( / )AlP mg l= = < Lp1. Vậy liều lượng phèn chọn là Lp = 35 (mg/ l). b) Kiểm tra ñộ kiềm của nước cho yêu cầu keo tụ Khi cho phèn vào nước, pH giảm. ðối với phèn nhôm, giá trị pH = 5,5 ÷7,5 là giá trị thích hợp ñể quá trình keo tụ xảy ra ñạt hiệu quả. ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnh GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2 17 Lượng vôi ñược ñưa vào ñể kiềm hoá ñược tính theo công thức sau: ( )mg/l1K e L 28.L io p P V         +−= . Trong ñó: Lv: Là lượng kiềm dự phòng của nước (mg/l). LP: Lượng phèn cần ñưa vào ñể keo tụ, Lp = 35 (mg/l). Kio: ðộ kiềm ban ñầu có trong nước nguồn, Kio = 1,34 (mgñl/l). ep: ðương lượng của phèn nhôm Al2( SO4)3, ep = 57 (mg/l). )/(67,734,1 lmg=      +−= 1 57 35 28.LV c) Xác ñịnh lượng Clo hóa sơ bộ Ta phải Clo hoá sơ bộ trong 2 trường hợp sau: - [O2]0 > 0,15×[Fe2+] + 3 - Nước nguồn không có NO2-, NH3+ nhỏ. Do [O2] = 3,0 (mg/l) < 0,15×[Fe2+] + 3 = 0,15×0,1 + 3 = 3,015 (mg/l) nên ñiều kiện này không yêu cầu phải Clo hoá sơ bộ. 3.1.4. Kiểm tra sự ổn ñịnh của nước sau khi keo tụ bằng phèn: Sau khi cho phèn vào ñộ kiềm và ñộ pH ñều giảm, nên nước có khả năng có tính xâm thực. Vì vậy ta kiểm tra ñộ ổn ñịnh I của nước theo công thức sau: I = pH* - pHs Trong ñó: - pH*: Là ñộ pH của nước sau khi ñưa phèn vào, pH* ñược xác ñịnh theo Ki*và CO2* là ñộ kiềm và hàm lượng CO2 của nước khi cho phèn vào. Với: )/(00,1 28 67,7 57 3534,10 lmgdlE L E L Ki v v p p =+−=+−=*Ki )/(36,22) 28 67,7 57 35(444,7)(44 lmgdl E L E L v v p p =−×+=−×+= 02 * 2 COCO o Tra biểu ñồ Langlier với: - Ki* = 1 ( mgñl/l). - CO2*= 22,36 (mg/l). - t0 =22,8oC - P = 79,6 (mg/l). - Ta ñược pH* = 6,68. - pHs: ðộ pH của nước ở trạng thái cân bằng, ñiều hoà CaCO3 sau khi keo tụ. pHs =f1(to) - f2(Ca2+) - f3(Ki*) + f4(P) Trong ñó: f1(to): Hàm số của nhiệt ñộ. f2(Ca2+): Hàm số của nồng ñộ ion Ca2+. f3(Ki*): Hàm số của ñộ kiềm Ki*. f4(P): Hàm số của tổng hàm lượng muối P. Tra biểu ñồ Langlier ta ñược: t0 = 22,80C => f1(t) = 2,04. [Ca2+] = 14,42 (mg/l) => f2 (Ca2+) = 1,18 Ki* = 1(mgñl/l) => f3(Ki*) = 1. P = 79,6 (mg/l) => f4(P) = 8,705. ⇒ pHs = 2,04 - 1,18 - 1 + 8,705 = 8,565. Sau khi tính ñược pHs ta quay lại tính ñộ ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnh GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2 18 ổn ñịnh I: Ta có: I = pH* - pHs = 6,68 - 8,565 = - 1,885. Nhận thấy: I < - 0,5. Như vậy, nước có khả năng bị xâm thực, phải ổn ñịnh nước bằng vôi. Lượng vôi ñược tính theo hàm lượng CaO trong trường hợp pH* < 8,4 < pHs. Lv = ev.∆Ki. P 100 (mg/l) Trong ñó: ev: ðương lượng vôi. ev = 28 (mgñl/l). ∆Ki: Giá trị biến thiên của ñộ kiềm. ∆Ki = (χ + ξ + χ.ξ). Ki*. Trong ñó: χ và ξ là các hệ số phụ thuộc vào giá trị pH* và pHs tra biểu ñồ ta ñược χ = 0,43 và ξ = 0,0025. Ki*: ðộ kiềm của nước sau khi cho hoá chất. Ki* = 1 (mgñl/l). P: ðộ tinh khiết của chất kiềm trong sản phẩm kỹ thuật. P = 80%. ⇒ Lv = 28.(0,43 + 0,0025 + 0,43.0,0025).1. 80 100 = 15,17 (mg/l). 3.1.5. Kiểm tra sự ổn ñịnh của nước sau khi ổn ñịnh bằng vôi : Sau khi cho vôi vào ñộ kiềm và ñộ pH ñều tăng lên. Vì vậy ta kiểm tra lại ñộ ổn ñịnh I của nước theo công thức sau: I = pH* - pHs Trong ñó: - pH*: Là ñộ pH của nước sau khi ñưa phèn vào, pH* ñược xác ñịnh theo Ki*và CO2* là ñộ kiềm và hàm lượng CO2 của nước khi cho phèn vào. + Ki**= Ki*o - p P e L + V V ' e L Ki**= 57 0 1,00 − + 28 15,7 = 1,56 (mgñl/l). + CO2** = CO2* + 44.( p P e L - V V e L ). CO20: Là hàm lượng CO2 tự do trong nước nguồn ban ñầu. CO2** =22,36 + 44. ( 57 0 - 28 15,7 ) = - 2,3 (mg/l).
CO2** = 0 (mg/l) + Tra biểu ñồ Langlier với: Ki** = 1,56 ( mgñl/l). CO2**= 0 (mg/l). t0 =22,8oC P = 79,6 (mg/l). Ta ñược pH* = 8,4. - pHs: ðộ pH của nước ở trạng thái cân bằng, ñiều hoà CaCO3 sau khi keo tụ. pHs =f1(to) - f2(Ca2+) - f3(Ki*) + f4(P) Trong ñó: f1(to): Hàm số của nhiệt ñộ. f2(Ca2+): Hàm số của nồng ñộ ion Ca2+. f3(Ki*): Hàm số của ñộ kiềm Ki*. f4(P): Hàm số của tổng hàm lượng muối P. + Tra biểu ñồ Langlier ta ñược: t0 = 22,8oC => f1(t) = 2,04. ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnh GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2 19 [Ca2+] = 14,42 (mg/l) => f2 (Ca2+) = 1,18 Ki* = 1,56 (mgñl/l) => f3(Ki*) = 1,19. P = 79,6 (mg/l) => f4(P) = 8,705. ⇒ pH’s = 2,04 - 1,18 – 1,19 + 8,705 = 8,375. Sau khi tính ñược pHs ta quay lại tính ñộ ổn ñịnh I: Ta có: I = pH** - pH’s = 8,4 - 8,375 = 0,025. Nhận thấy: I < 0,5. Như vậy nước ổn ñịnh . 3.1.6. Hàm lượng cặn lớn nhất sau khi ñưa hóa chất vào: Cmax* = Cmaxo + 0,25.M + K. p P e L + LV (mg/l). Trong ñó: Cmaxo: Hàm lượng cặn ban ñầu lớn nhất trong nước. Cmaxo = 80 (mg/l). M: ðộ màu của nước nguồn, M = 12. K: Là hệ số cùng với các loại phèn, ta sử dụng phèn không sạch, K = 1. LP: Liều lượng phèn ñược ñưa vào, LP = 35 (mg/l). Lv: Liều lượng vôi ñược ñưa vào, Lv = 7,67 + 15,17 = 22,84 (mg/l). ⇒ Cmax*= 80 + 0,25×12 + 1. 57 35 + 22,84 = 106,45 (mg/l). 3.1.7. Lựa chọn dây chuyền công nghệ Công suất trạm Q = 80.000 m3/ngñ, sơ bộ chọn dây chuyền công nghệ như sau: • Phương án I: • Phương án II 3.1.8. ðánh giá lựa chọn dây chuyền công nghệ: • Dây chuyền 1 sử dụng bể phản ứng ziczac ngang, công nghệ ñơn giản, chi phí quản lý thấp. Bể lắng ngang thích hợp với nước hồ có nhiệt ñộ và chất lượng ổn ñịnh. Dây chuyền 1 sử dụng bể lọc nhanh thông thường, lượng nước rửa lọc lớn. Trộn thủy lực Phản ứng ziczac Lắng ngang Bể chứa NS Trạm bơm CII Mạng lưới Clo Phèn-vôi Clo Nước nguồn Ngăn tiếp nhận Bể Lọc nhanh Trộn cơ khí Phản ứng cơ khí Lắng Lamen Bể chứa NS Trạm bơm CII Mạng lưới Clo Phèn-vôi Clo Nước nguồn Ngăn tiếp nhận Bể Lọc Aquazur ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnh GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2 20 • Dây chuyền 2 ứng dụng những công nghệ mới ñược ứng dụng nhiều ở nước ta trong thời gian gần ñây. Bể trộn và phản ứng cơ khí có nhiều tính năng cao hơn so với bể trộn thông thường và phù hợp với nhà máy có công suất lớn. Tốc ñộ vòng quay có thể thay ñổi phù hợp với chất lượng nước theo mùa. Bể lắng Lamella cho hiệu suất cao, giảm thời gian lắng và dẫn ñến giảm khối tích công trình. Bể lọc AquazurV có nhiều ưu ñiểm hơn so với bể lọc nhanh phổ thông (tiết kiệm nước rửa,..) Do vậy chi phí ñầu tư xây dựng ban ñầu của dây chuyền II thấp hơn dây chuyền I. Dây chuyền 2 nhận thấy có nhiều ưu ñiểm và phù hợp hơn, vậy lựa chọn dây chuyền 2 cho nhà máy xử lý nước ðập ðá ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnh GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2 21 3.2. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH CHÍNH TRONG DÂY CHUYỀN XỬ LÝ 3.2.1. Công trình chuẩn bị dung dịch phèn công tác Việc tính toán các công trình dựa trên tiêu chuẩn TCXDVN 33-2006. ðể quá trình pha phèn có hiệu quả, ta sử dụng sơ ñồ pha phèn hai bậc. Bậc I, phèn cục ñược pha vao nước trong thùng hòa trộn, bậc II, dung dịch phèn ñặc ñược pha loãng ñến nồng ñộ yêu cầu trong bể tiêu thụ trước khi ñược bơm ñịnh lượng bơm vào bể phản ứng. Các công trình trong dây chuyền ñược thiết kê sao cho dung dịch phèn tụ chảy xuông bể tiêu thụ. Hình 3.2 Sơ ñồ pha phèn a) Bể hòa phèn: Bể hòa phèn có nhiệm vụ hoà tan phèn cục và lắng cặn bẩn. Vì trạm có công suất (Qngñ = 80000 m3/ngñ) nên ta dùng bể hoà phèn khuấy trộn bằng cánh khuấy. Quá trình hoà tan phèn cục kéo dài từ 2÷3 giờ. Bể xây dựng bằng gạch, mặt trong bể ñược bảo vệ bằng lớp vật liệu chịu axit ñể chống tác dụng ăn mòn của dung dịch phèn. Bộ phận khuấy trộn gồm: ðộng cơ ñiện, bộ phận chuyển ñộng và cánh khuấy kiểu cánh phẳng. Kết cấu ống dẫn phèn phải ñảm bảo khả năng súc rửa nhanh. Khi thiết kế thùng hoà trộn lấy các chỉ tiêu sau: - Số vòng quay trên trục của cánh quạt n= 30÷40 vòng /phút - Chiều dài cánh quạt tính từ trục quay bằng 0,4 ÷0,45 chiều rộng bể - Diện tích cánh quạt bằng 0,1÷0,2 m2 cho 1m3 dung dịch trong bể - ðể xả cặn cho bể, dùng ống xả có ñường kính 150mm. • Sơ ñồ cấu tạo: Chú thích: 1 - Bể hòa phèn 2 - Cánh khuấy 3 - ðộng cơ • Tính toán bể hòa phèn: Theo 6.19-20 TCXDVN 33-06, dung tích bể hoà phèn ñược tính theo công thức: Thùng hòa trộn Thùng tiêu thụ Phèn Nước Nước Bơm ñịnh lượng ði lên bể trộn Bơm ñịnh lượng 1 2 3 ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnh GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2 22 Wh = γ..10 l.. q n p b n 4 (m3). Trong ñó: q: là lưu lượng nước xử lý. Qngñ = 80.000 (m3/ngñ) = 3.333 (m3/h). lp: Là liều lượng phèn, lp = 35 (mg/l). n: Là thời gian giữa hai lần hoà phèn. Với Q= 80.000 (m3/ngñ) ⇒ n = 6 (h). γ: Là tỷ trọng của dung dịch phèn γ = 1 (T/m3). bn: Là nồng ñộ dung dịch theo tiêu chuẩn bn = 10-17%, ta chọn bn = 12%. Wh = 1 . .1210 35 . 6 . 3333,33 4 = 5,83 (m3). - Thiết kế 2 bể hoà phèn hình vuông, dung tích 1 bể: Wh = 2,9 (m3) Với kích thước bể: a×a×h= 1,4 ×1,4×1,8 (m), trong ñó chiều cao bảo vệ là hbv = 0,3m. - Số vòng quay trên trục của cánh quạt n = 40 vòng /phút - Chiều dài cánh quạt tính từ trục quay bằng 0,5 m. - Diện tích cánh quạt bằng 0,3 m2 - Công suất ñộng cơ của máy khuấy xác ñịnh theo công thức: N=0,5× zdhn 43 η ρ , (kW) Trong ñó: - ρ : trọng lượng thể tích của dung dịch phèn ρ = 1000 kg/ m3 - h: chiều cao cánh quạt, h = 0,2 m - n: số vòng quay của cánh quạt trong 1 giây, n = 3 2 60 40 = v/s - d: ñường kính của vòng tròn do ñầu cánh quạt tạo ra, d= 1 m - z: số cánh quạt trên trục máy khuấy, n= 2. - η: hệ số hữu ích của cơ cấu truyền ñộng, η=0,9 N= 0,5× 21 3 22,0 9,0 1000 4 3 ××      ×× =65,64 (kW). b) Tính toán bể tiêu thụ Theo 6.19 TCXDVN 33-06, lấy nồng ñộ phèn trong bể tiêu thụ là 7% (4÷10%) tính theo sản phẩm không ngậm nước. ðáy bể tiêu thụ có ñộ dốc không nhỏ hơn 0,005 về phía ống xả. ống xả có ñường kính 100mm. Ống dẫn dung dịch ñã ñiều chế ñặt cách ñáy 150mm. Mặt trong bể tiêu thụ cũng ñược bảo vệ bằng lớp vật liệu chịu axit. Dung tích bể tiêu thụ ñược tính theo công thức: Wt = t hh b b.W (m3). Trong ñó: Wt: Là dung tích bể tiêu thụ (m3). Wh: Là dung tích bể hoà phèn. Wh = 5,8 (m3). bh: Là nồng ñộ dung dịch hoá chất trong bể hoà phèn. bh = 12%. bt: Là nồng ñộ dung dịch hoá chất trong bể tiêu thụ. bt = 7% Thay số ta có: ⇒ Wt = 7 12 . 5,8 = 9,94 ~ 10 (m3). Số bể tiêu thụ không < 2 ⇒ ta thiết kế 2 bể mỗi bể có dung tích Wt = 5 (m3). Kích thước Hình 5.2. Cấu tạo bể hòa phèn cánh phẳng. ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnh GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2 23 γ.10000.b Q.n.L v v =vW mỗi bể a×a×h = 1,8×1,8× 1,8 trong ñó chiều cao bảo vệ là 0,3m. c) Thiết kế bể hòa phèn và bể tiêu thụ : - Bể hoà trộn và bể tiêu thụ thiết kế có tường ñáy nghiêng so với mặt phẳng ngang 45o. - ðường kính ống xả cặn của bể hoà phèn là D = 300 (mm) - ðường kính ống xả cặn của bể tiêu thụ là D = 300 (mm). - Sàn ñỡ phèn trong bể hoà trộn phải ñặt ghi ñể có thể tháo gỡ ñược. Khe hở giữa các ghi là 15 (mm). - Mặt trong và ñáy bể hoà trộn cũng như bể tiêu thụ phải ñược phủ một lớp xi măng chống axit hoặc ốp gạch men chịu axít. - Cánh khuấy của máy khuấy phải làm bằng vật liệu chịu axit. - Bơm dung dịch phèn dùng bơm ñịnh lượng. - Các ñường ống dẫn phèn phải làm bằng vật liệu chịu axít (ống PVC). - Kết cấu ống dẫn hoá chất phải ñảm bảo xúc rửa nhanh. - Thiết kế ống tự chảy từ bể hoà phèn ñến bể tiêu thụ. 3.2.2. Công trình pha chế dung dịch vôi sữa • Dung tích bể pha vôi sữa xác ñịnh theo công thức: Q: Công suất trạm. Q=3333,33 (m3/h). n: Số giờ giữa 2 lần pha vôi. n= 6 (h). bv: Nồng ñộ vôi theo tiêu chuẩn bv = 4 -10%. Ta lấy bv = 5 % Lv: Liều lượng vôi. Lv=22,84 (mg/l). γ: Tỉ trọng vôi. γ = 1 (T/m3). 96,8 1510000 84,22633,3333 = ×× ×× =v (m3) Chọn 2 bể bằng nhau, kích thước bể hình tròn, ñường kính bể bằng chiều cao công tác của bể, d = h, 44 . 32 dhd v pipi == nên )(8,1~78,1 14,3 4.5,44. 33 mv === pi • Thiết bị khuấy trộn: Chọn số vòng quay cánh quạt là 40 vòng/phút (Quy phạm ≥ 40 vòng/phút), chiều dài cánh quạt lấy bằng 0,45 ñường kính bể (Quy phạm = 0,4 - 0,45d) Lcq= 0,45d = 0,45.1,8 = 0,81m Chiều dài toàn phần của cánh quạt là 1,62m. Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế là 0,15m2 cánh quạt/1m3 vôi sữa trong bể (Quy phạm 0,1 - 0,2 m2) fcq= 0,15× 4,5 = 0,675 (m2) Chiều rộng mỗi cánh quạt : bcq= )(42,081,02 675,01 m= × × • ðường kính ống dẫn vôi sữa xác ñịnh theo ñiều 6.37 (20TCN 33-06) như sau: Ống áp lực dẫn sản phẩm sạch D25mm, dẫn sản phẩm không sạch D50mm. Ống tự chảy lấy D50mm. Tốc ñộ vôi sữa chảy trong ống không nhỏ hơn 0,8 m/s. Chỗ ngoặt trên ñường ống dẫn dung dịch vôi sữa có bán kính cong là: R = 5.d = 5.50 = 250 (mm) ðường ống áp lực dẫn vôi sữa có ñộ dốc về phía máy bơm 0,02. ống tự chảy có ñộ dốc 0,03 về phía miệng xả. ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnh GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2 24 )m( G.h.P. .T.P.Q F ok kho 2 10000 α = )(248 1,1.5,1.80.10000 3,1.90.35.80000 2 2 mF == )(157 1,1.5,1.80.10000 3,1.90.24,22.80000 2 2 mF == • Thiết bị ñịnh liều lượng vôi: Thiết bị ñịnh liều lượng có nhiệm vụ ñiều chỉnh tự ñộng lượng vôi cần thiết ñưa vào nước cần xử lý theo yêu cầu. Dùng bơm ñịnh lượng ñể bơm vôi từ bể pha vôi vào bể trộn. Lượng vôi cần dùng cho một ngày = 66 10 24,2280000 10 . × = vLQ = 1,78 (T/ngñ) Bơm ñịnh lượng phải bơm dung dịch vôi công tác 5%.
Lưu lượng bơm: q = 15360024 10078,1 .5360024 10078,1 ××× × = ×× × γ = 0,4 ×10-3 (m3/s) = 0,4 (l/s). - γ : khối lượng riêng của dung dịch, γ = 1 T/m3. 3.2.3. Tính toán kho dự trữ hóa chất Kho dùng ñể dự trữ hoá chất ñủ cho 3 tháng tiêu thụ. - Diện tích sàn kho: Trong ñó: Q =80000 (m3/ngñ). P: Liều lượng hoá chất tính toán (g/m3). T: Thời gian dự trữ hoá chất trong kho. T= 90 (ngày). α: Hệ số kể ñến diện tích ñi lại và thao tác trong kho. α=1,3. Pk: ðộ tinh khiết của hoá chất. h: chiều cao cho phép của lớp hoá chất. G0: Khối lượng riêng của hoá chất, Go = 1,1 (T/m3). - Tính cho kho phèn: Tính cho kho vôi: + Tổng diện tích: F = F1+ F2 = 248 + 157 = 405 (m2). Chọn kích thước nhà hóa chất là 12,6m×32m 3.2.4. Bể trộn cơ khí : a) Sơ ñồ cấu tạo bể trộn cơ khí : - Chú thích : 1 - Ngăn tiếp nhận nước thô. 2 - Ngăn phân phối 3 - Ống dẫn hóa chất 4 - ðộng cơ máy khuấy 5- Cánh khuấy 6 -Máng phân phối nước sang bể phản ứng Hình 3.3: Sơ ñồ cấu tạo bể trộn cơ khí b) Tính toán công trình: - Lưu lượng xử lý : Q = 80.000 m3/ngñ = 0,9259 m3/s - Thời gian khuấy trộn : t = 45s. ( Theo 6.58 TCXDVN 33-2006) 1 23 4 6 5 ðề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 80.000m3/ng.ñ cho huyên An nhơn , Bình ðịnh GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyển Ngọc Ẩn – MSSV: 09B1080002 – Lớp 09HMT2 25 - Cường ñộ khuấy trộn: G =1000S-1. - Nhiệt ñộ nước : 22,80C. • Thể tích ngăn tiếp nhận: ðược tính toán ñủ ñể triệt tiêu phần năng lượng thừa của dòng nước thô từ ống dẫn ñến công trình xử lý. Q = 160.000m3/ngñ=6666(m3/h). Chọn ngăn chứa có dòng nước ñi từ dưới lên. Thời gian lưu nước Chọn t= 45(s) Vậy V = 6666×45/3600 =83(m3) Chọn kích thước ngăn tiếp nhận là 6×4×4(m). Thể tích bể trộn cần là: Wbt = 45×