Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt từ nguồn nước mặt công suất 15000m3 ngày đêm

Vì thế con người phải biết xử lý các nguồn nước cấp để có được đủ số lượng, đảm bảo chất lượng cho mọi nhu cầu sinh hoạt, sản xuất cũng như cho chính mình và giải quyết hậu quả của chính

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận của mình, em đã nhận được sự quan tâm giúp

đỡ và tạo điều kiện của các thầy cô giáo khoa Hóa học – trường Đại học sư phạm Hà Nội 2

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy, cô giáo đặc biệt là thầy giáo Lê Cao Khải – Giảng viên khoa Hóa học, trường Đại học sư phạm Hà Nội 2 đã động viên, hướng dẫn và tận tình giúp đỡ trong thời gian em hoàn thành khóa luận của mình

Do điều kiện và thời gian nghiên cứu còn hạn chế nên khó tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của thầy cô và các bạn để khóa luận của em hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

LỜI CAM ĐOAN

Đề tài nghiên cứu được thực hiện từ tháng 10 năm 2009 đến tháng 5 năm 2010 tại trường Đại học sư phạm Hà Nội 2, Xuân Hòa – Phúc Yên – Vĩnh Phúc

Em xin cam đoan là công trình nghiên cứu của mình không trùng với kết quả của tác giả khác

Sinh viên

Trần Thị Huế

MỤC LỤC

Danh mục các từ viết tắt dùng trong khoá luận 4

MỞ ĐẦU 5

1 Lý do chọn đề tài 5

2 Mục đích nghiên cứu 6

3 Phương pháp nghiên cứu 6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Hiện trạng cấp nước và sự thiếu hụt nước sạch ở huyện Ninh Hoà 7

1.2 Chọn nguồn nước và địa điểm lấy nước 8

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 2.1 Đánh giá chất lượng nước nguồn 12

2.2 Lựa chọn sơ đồ công nghệ 12

2.3 Thuyết minh công nghệ 13

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH 3.1 Tính toán thiết bị trộn hóa chất keo tụ trên đường ống 23

3.2.Tính toán ngăn phản ứng tạo bông 27

3.3 Tính toán bể lắng 32

3.4 Tính toán bể lọc nhanh 41

3.5 Tính toán bể chứa nước sạch sau xử lý 52

KẾT LUẬN 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

PHỤ LỤC 57

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DÙNG TRONG KHOÁ LUẬN

TCXDVN: Tiêu chẩn xây dựng Việt Nam

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

BTNMT: Bộ tài nguyên môi trường

BYT: Bộ y tế

SS: Hàm lượng chất rắn lơ lửng

BOD5: Nhu cầu oxi sinh hoá

COD: Nhu cầu oxi hoá học

lượng, sau đó theo đường bài tiết (nước giải, mồ hôi,…) mà thải ra ngoài

Mỗi quốc gia đều có những tiêu chuẩn riêng về chất lượng nước cấp, trong

đó có thể có những chỉ tiêu cao thấp khác nhau, nhưng nhìn chung các chỉ tiêu này phải đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh về số vi trùng có trong nước, không có chất độc hại làm nguy hại đến sức khoẻ con người và tốt nhất là phải đạt được các tiêu chuẩn của tổ chức sức khoẻ thế giới (WHO) hoặc của cộng đồng Châu Âu

Ngày nay với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số làm cho nguồn nước tự nhiên bị hao hụt và ô nhiễm dần Vì thế con người phải biết xử lý các nguồn nước cấp để có được đủ số lượng, đảm bảo chất lượng cho mọi nhu cầu sinh hoạt, sản xuất cũng như cho chính mình và giải quyết hậu quả của chính mình

Trong xử lý nước cấp, tuỳ thuộc vào chất lượng nguồn nước và yêu cầu về chất lượng nước cấp mà người ta quyết định quá trình xử lý để có được chất lượng nước cấp đảm bảo đủ chỉ tiêu và ổn định chất lượng nước cấp cho các nhu cầu sử dụng

Nguồn nước tự nhiên bao gồm: Nước mưa, nước bề mặt, nước ngầm và nước biển

Trong các nguồn nước tự nhiên, ta thấy nước bề mặt là nguồn nước tự nhiên gần gũi với con người nhất, cũng chính vì vậy mà nước bề mặt cũng là nguồn nước dễ bị ô nhiễm nhất Ngày nay chúng ta thấy hiếm có một nguồn

nước bề mặt nào đáp ứng được chất lượng tối thiểu cho nhu cầu sinh hoạt và công nghiệp mà không cần xử lý trước khi đưa vào sử dụng Chính vì vậy

việc xử lý nước cấp sinh hoạt là một vấn đề thiết yếu Đề tài: “Tính toán thiết

kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt từ nguồn nước mặt công suất 15000

m 3 /ngày đêm” sẽ làm rõ thêm về quy trình, công nghệ xử lý nước cấp sinh

hoạt, tính toán các hạng mục chính trong xử lý nước cấp

2 Mục đích nghiên cứu

Thiết kế, tính toán được các hạng mục chính trong xử lý nước cấp

3 Phương pháp nghiên cứu

Áp dụng các tiêu chuẩn và qui chuẩn mới nhất của Việt Nam dựa trên các công thức tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước cấp của các tác giả trong nước và trên thế giới

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Tôi đã chọn huyện Ninh Hoà − Khánh Hoà làm nơi thực hiện đề tài khoá luận của mình

1.1 Hiện trạng cấp nước và sự thiếu hụt nước sạch ở huyện Ninh Hoà

Ninh Hoà có diện tích tự nhiên là 1195,61 km2 và dân số là 232,977 nghìn

người, gồm 26 xã và 1 thị trấn, là một huyện giáp biển

Trên địa bàn huyện có công ty cổ phần đô thị Ninh Hoà đã được đưa vào

hoạt động để cung cấp nước sạch phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của nhân dân

Hiện nay, công ty cổ phần đô thị Ninh Hoà chỉ cung cấp được cho nhu cầu người dân của một số vùng thuộc thị trấn và các xã ven thị trấn với công suất

2500 m3/ngày đêm Tuy nhiên thị trấn có dân số 35000 người, do đó nước không cấp đủ cho nhân dân thị trấn Ngoài ra có số xã lân cận thị trấn có nhu cầu dung nước sạch như xã Ninh Đa, Ninh Đông, Ninh Hà,…

Nhu cầu dùng nước trung bình của mỗi người thường từ 100 - 200 lít/người/ngày Với dân số của thị trấn như trên thì lượng nước sạch cần cấp khoảng 7000 m3

/ngày Toàn huyện có 26 xã, dân số trung bình của mỗi xã khoảng 7576 dân Hiện nay với nhu cầu thiếu nước sạch của nhân dân các xã ven thị trấn (khoảng 6 xã: Ninh Đa, Ninh Đông, Ninh Hà, Ninh Bình, Ninh

An, Ninh Giang) và vùng ven biển (3 xã: Ninh Phước, Ninh Phú, Ninh Vân)

thì việc xây dựng thêm một nhà máy xử lý nước sạch là một nhu cầu hết sức cấp thiết Trong đó các xã ven thị trấn, mỗi xã có khoảng 1/2 dân số có giếng đào tự cung cấp nước cho gia đình còn lại vẫn thiếu nước sạch

Do đó nhu cầu nước sạch của các xã ven thị trấn và ven biển là:

6 × 7576 × 0,2 ×

2

1

+ 3 × 7576 × 0,2 = 9091,2 m3/ngày đêm Như vậy để đáp ứng nhu cầu nước sinh hoạt của thị trấn và một số xã lân cận thì cần một nhà máy nước có công suất khoảng:

− Thứ hai, chọn nguồn nước mặt Đây là phương án khả thi, tại thị trấn Ninh Hoà có một con sông chính chảy qua là sông Dinh (hay còn gọi là sông Cái Ninh Hoà) Sông Dinh có 3 nhánh sông là sông Tân Lạc, sông Đá (sông Đục) và sông Lốt (hạ lưu sông Đá Bàn) hợp lại tại ngã ba sông tại cầu Sắt chảy qua thị trấn rồi đổ ra đầm Nha Phu Các đặc điểm thuỷ văn của sông Dinh như sau:

+ Lưu lượng: Do bắt nguồn từ các vùng núi cao nên lưu lượng của sông tương đối ổn định

+ Mùa lũ: Mùa lũ nước sông lên cao và thời gian gần đây tiết diện dòng

sông ngày càng mở rộng do sạt lở và ngày càng lấn sâu vào hai bên bờ do thảm thực vật và các loại cây giữ bờ sông đã bị giảm đi nhiều dưới tác động của dân cư sống hai bên bờ

Hình 1: Bản đồ các khu vực cần cấp nước sạch trong tương lai

Thông số chất lượng nước sông Dinh- Ninh Hoà – Khánh Hoà

TT Thông số Đơn

vị

Chất lượng nước sông

QCVN 08/2008 BTNMT (Cột A 1 )

QCVN 02/2009 BYT (Cột I)

100ml

1.2.2 Địa điểm lấy nước

Chọn vị trí thuộc xã Ninh Đông để lấy nước

Nguyên nhân: xã Ninh Đông có thành phần nước ổn định, cách xa khu dân

cư đông đúc của thị trấn, diện tích đất ven sông ở xã này rộng, thoáng nên được chọn để xây dựng trạm bơm

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

2.1 Đánh giá chất lượng nước nguồn

Hầu hết các thông số chất lượng nước sông Dinh đều dưới mức quy chuẩn

cho phép, chỉ có 4 thông số vượt quy chuẩn rất lớn là SS, độ đục, độ màu, coliform (BOD5, COD, NH4+ vượt quy chuẩn nhưng không đáng kể)

Do đó cần loại bỏ các thành phần SS, độ đục, độ màu và đặc biệt là coliform để đảm bảo chất lượng nước cấp sinh hoạt

2.2 Lựa chọn sơ đồ công nghệ

Bể chứa nước rửa lọc tách bùn

Bơm rửa lọc

2.3 Thuyết minh công nghệ

Với tính chất của nước nguồn lấy từ nguồn nước mặt của sông Dinh nên công nghệ đưa ra sẽ bao gồm:

− Trạm bơm nước lấy từ sông dẫn vào hệ thống lấy từ ống HDPE Quá trình keo tụ được tiến hành thông thường qua hai giai đoạn: giai đoạn trộn hoá chất đến giai đoạn tạo bông Ở đây, hoá chất keo tụ được trộn nhờ vào một đoạn ống xáo trộn trước khi vào bể tạo bông

− Nước sau khi qua bể tạo bông chảy tràn vào bể lắng lamella, tại đây nước đầu ra được thu trên bề mặt ở phần cuối của bể và dẫn qua bể lọc nhanh Sau công đoạn lọc, nước được dẫn vào bể chứa nước được dẫn vào bể chứa nước sạch sau khi được châm khí clo khử trùng trên đoạn ống

− Hệ thống cũng tính đến quá trình rửa lọc và thu nước rửa lọc như sơ đồ trên

Tác dụng của từng quá trình:

2.3.1 Quá trình keo tụ

2.3.1.1 Mục đích

Nhằm tách hoặc làm giảm đi các thành phần có trong nước như các kim loại nặng, các chất bẩn lơ lửng, các anion PO43−… và có thể cải thiện được độ đục và màu sắc của nước

2.3.1.2 Chất keo tụ lựa chọn

Chất keo tụ được lựa chọn sử dụng ở đây là phèn nhôm, sử dụng cho các công trình cấp nước Khi cho phèn nhôm vào nước, chúng phân li thành các ion Al3+, sau đó các ion này bị thủy phân thành Al(OH)3

Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+

2.3.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ (hay quá trình thủy phân) thành Al(OH) 3

− Al(OH)3 là nhân tố quyết định đến hiệu quả keo tụ được tạo thành

− Độ pH của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thủy phân Khi pH

> 4,5 thì không xảy ra quá trình thủy phân Khi pH > 7,5 làm cho muối kiềm kém tan ít đi và hiệu quả keo tụ bị hạn chế Thông thường phèn nhôm đạt được hiệu quả keo tụ cao nhất khi nước có pH = 5,5 ÷ 7,5

− Nhiệt độ cũng có ảnh hưởng đến quá trình keo tụ Nhiệt độ của nước cao, tốc độ keo tụ xảy ra nhanh chóng, hiệu quả keo tụ đạt được càng cao, giảm lượng phèn cho vào nước Độ đục của nước nguồn càng cao thì ảnh hưởng của nhiệt độ càng rõ rệt Nhiệt độ của nước thích hợp khi dùng phèn nhôm vào khoảng 200

÷ 400C

Ngoài ra còn một số nhân tố khác cũng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ như: các thành phần ion có trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng…

2.3.1.4 Nguyên lý hoạt động

Sau khi đã hòa trộn đều chất keo tụ vào trong nước, giai đoạn thủy phân đã kết thúc và trạng thái ổn định của hệ keo trong nước đã bị phá vỡ thì chuyển sang giai đoạn hình thành cặn bông lớn Để tránh cho các bông cặn lớn này bị phá vỡ thì phải giảm dần cường độ khuấy trộn, đưa građient vận tốc trung bình xuống 70s-1

÷ 30s-1 và thời gian phản ứng từ 15 ÷ 45 phút

Quá trình tạo bông lớn được thực hiện nhờ dòng chảy ngay trong ống, với chiều dài ống lớn hơn 20m

Hình 2: Thiết bị keo tụ trộn hóa chất bằng cơ khí

2.3.1.5 Ưu, nhược điểm

− Ưu điểm: Ưu điểm của việc lựa chọn giải pháp này là hiệu quả keo tụ tốt, hóa chất được hòa trộn đều nhờ lợi dụng dòng chảy của nước trong ống, các bông lớn hình thành không bị phá vỡ

− Nhược điểm: Tiêu tốn năng lượng điện năng

2.3.2 Lắng

2.3.2.1 Mục đích

Loại bỏ các hạt cặn có khối lượng riêng và kích thước lớn hơn ra khỏi dòng nước Trong quá trình lắng dưới tác dụng của lực trọng trường, các hạt cặn có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng riêng của chất lỏng bao quanh nó

sẽ tự lắng xuống Quá trình lắng các hạt có khả năng keo tụ chủ yếu là các tạp chất hữu cơ có trong nước cần xử lý Đối với các hạt cặn riêng rẽ không có khả năng keo tụ

Đến bể lắng

Thải bùn

Ống hóa chất vào Nước cần xử lý

a Tác dụng và cơ chế của quá trình lắng

Nước từ bể phản ứng vào bể lắng sẽ chuyển động giữa các bản vách ngăn nghiêng theo hướng từ dưới lên và cặn lắng xuống đến bề mặt bản vách ngăn nghiêng sẽ trượt xuống theo chiều ngược lại và ở dạng tập hợp lớn tập trung

về hố thu cặn Từ đó theo chu trình xả đi, chất nổi được tập trung về khoang trống giữa các tầng và dẫn đi theo mảng chìm

Khi giảm chiều cao lắng thì giảm độ chảy rối của dòng chảy tự do, giảm được dao động của thành phần tốc độ thẳng đứng của dòng nước, kết quả là tăng hệ số sử dụng dung tích và giảm được thời gian lắng (chỉ cần một vài phút)

Hình 3: Sơ đồ bể lắng lamella điển hình

b Các điểm quan trọng trong cấu trúc bể lắng

Cấu trúc cửa nhập nước vào phải làm sao phân bố được dòng chảy thật đồng đều trên toàn bộ diện tích tiết diện dòng chảy

Vùng lắng, trong đó các phần tử lắng đi qua lớn nước phải sao cho không

có sự rối loạn do sự thay thế chất lỏng vào vị trí hạt lắng

Cấu trúc cửa thoát nước cũng phải đảm bảo quá trình thu nước được đồng đều trên toàn tiết diện thu

Vùng chứa bùn phải đảm bảo cho việc tích lũy bùn và định kỳ thải ra ngoài

c Đặc điểm của bể lắng lamella

Hình 4: Tấm lắng trong bể lắng lamella

Vùng lắng được chia thành nhiều lớp mỏng với khoảng không gian nhỏ hẹp, nhờ các tấm được đặt nghiêng Khi dùng các tấm lượn sóng hoặc tấm phẳng thì tiện lắp ráp và dễ quản lý hơn Nếu dùng các ống thì chắc chắn hơn

và đảm bảo kích thước được đồng đều hơn và tốc độ dòng chảy có thể tăng hơn nhưng lại chóng bị lắng cặn, tăng khối lượng công tác tẩy rửa Ở đây dùng các tấm có dạng nửa lục giác và khi ghép các tấm lại thì sẽ tạo thành khối ống có mặt cắt ngang như những ống lục giác ghép lại Như vậy sẽ vừa đảm bảo được tính linh động trong thi công cũng như độ bền xây dựng khi hợp khối các tấm, khu vực lắng được lắp các môđun dạng khối hộp chữ nhật Các môđun này tạo nên bởi sự lắp ghép của các tấm lamella nghiêng (600

) Những tấm lamella này bằng nhựa PVC chất lượng cao Hai tấm lamella ghép lại với nhau sẽ cho ra những ống hình lục giác (dạng giống như tổ ong)

2.3.2.3 Ưu, nhược điểm

a Ưu điểm:

Phương pháp này cho kết quả tốt nhất: với cùng một lưu lượng và thể tích bể, các bể lắng hình chữ nhật dài, hẹp và sâu cho hiệu quả lắng cao hơn

lớp mỏng với kích thước hạt khác nhau Ban đầu đa số cặn bẩn trong nước tiếp xúc với bề mặt của vật liệu lọc lớp trên cùng và đều được giữ lại ở đó Theo thời gian, bề dày lớp màng cặn tăng dần, độ bền liên kết của lớp màng cặn với vật liệu lọc giảm đi Khi lực liên kết giữa lớp màng và vật liệu lọc yếu

đi, lớp màng cặn bị phá vỡ, một phần cặn bẩn bị cuốn đi sâu hơn xuống các lớp hạt lọc, hiệu quả lọc là kết quả của hai quá trình ngược nhau: quá trình kết bám của lớp cặn mới từ nước lên bề mặt hạt lọc và quá trình tách cặn bẩn từ

bề mặt hạt lọc đưa vào nước Hai quá trình trên diễn ra đồng thời và lan dần theo chiều sâu lớp vật liệu lọc

Vận tốc lọc thường là 1,5.10−3 m/s, vận tốc lớn như vậy đã gây ra hiện tượng chóng tắc vật liệu lọc Vì vậy phải định kỳ rửa lọc để làm sạch hoàn nguyên vật liệu lọc: dùng dòng nước ngược chiều cọ rửa các hạt, làm xốp lớp hạt và cuốn theo các chất bẩn thành nước thải Nước rửa lọc sẽ được tận dụng nguồn nước lấy từ bể chứa nước trước khi khử trùng

Ở đây tôi lựa chọn dòng chảy từ trên xuống dưới, dùng nhiều lớp vật liệu lọc có kích thước giảm dần theo chiều dòng chảy, nước bẩn tiếp xúc với các hạt lớn của lớp vật liệu lọc trước, do đó lớp vật liệu có khả năng giữ được nhiều chất bẩn, trở lực lọc không tăng được nhiều Ở phần dưới của lớp vật liệu lọc, nước sạch tiếp xúc với vật liệu hạt nhỏ mịn nên chất lượng nước lọc tốt

2.3.3.4 Ưu, nhược điểm

− Ưu điểm: Ưu điểm của dạng bể lọc này là tạo được động lực cho quá trình nhờ chênh lệch áp suất trước và sau lớp vật liệu lọc (nhờ lực trọng trường) So với bể lọc nhanh một lớp vật liệu lọc cùng bề dày lớp vật liệu lọc thì bể lọc nhiều lớp có mức tăng tổn thất áp lực nhỏ hơn và thời gian lọc hiệu quả lớn hơn với cùng một nguồn nước và tốc độ lọc

− Nhược điểm: Nhược điểm của dạng bể này là khi rửa vật liệu lọc phải sử dụng dòng ngược chiều, các hạt nhỏ được đẩy lên trên và các hạt to được giữ lại ở đáy Do đó khi làm nước tiếp xúc với các hạt nhỏ trước dễ làm tắc mao quản lọc, trở lực lọc tăng nhanh và thời gian cần rửa lọc bị rút ngắn Để tránh hiện tượng này người ta dùng khối lượng riêng của các hạt lớn dần tỉ lệ nghịch với kích thước hạt Ta dùng than antraxit làm lớp trên cùng, cát nặng hơn ở giữa và cát thạch anh có khối lượng riêng lớn nhất ở lớp dưới cùng Cấu trúc các lớp vật liệu lọc được sắp xếp như trên hình 5

2.3.4.4 Ưu, nhược điểm

− Ưu điểm: Nguồn nước có nồng độ coliform cao, do đó hàm lượng clo sử dụng có thể đến 10 mg/l hoặc hơn để đảm bảo cả hiệu quả khử trùng triệt để

và cả việc oxi hóa các chất gây mùi, vị

− Nhược điểm: Khi lượng clo dư sau khử trùng quá lớn, phải tìm biện pháp khử bớt clo dư xuống đến tiêu chuẩn cho phép từ 0,3 ÷ 0,5 mg/l

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH

Chọn thời gian làm việc của hệ thống là 20 giờ mỗi ngày

3.1 Tính toán thiết bị trộn hóa chất keo tụ trên đường ống

3.1.2 Tính toán đoạn ống trộn hóa chất

Trong hệ thống này chúng tôi chọn thiết bị khuấy trộn có tấm chắn khoan

lỗ Bể trộn có tấm chắn khoan lỗ thực chất là một cái máng bên trong có 3 tấm thẳng đứng (các tấm chắn có khả năng tháo lắp được, trên các tấm chắn

có khoan nhiều hàng lỗ Các lỗ khoan sẽ tạo nên rất nhiều xoáy nước, làm cho các chất phản ứng trộn đều với nước (Để tránh không khí hòa trộn vào nước, hàng lỗ trên cùng phải ngập sâu trong nước từ 0,1÷ 0,15m)

Vật liệu làm bể trộn có tấm chắn khoan lỗ là thép không gỉ

Tốc độ dòng nước qua lỗ là vl = 0,96 m/s, tốc độ dòng nước cuối máng trộn vm = 0,6 m/s

Công suất trạm xử lý là: 15000 m /ngày đêm = 625 m /h ≈ 0,174 m /s

Lấy đường kính lỗ: dl = 60 mm = 0,06m

Diện tích mỗi lỗ là: fl =

24

l d

 =

2

3,14 0, 064



= 2,826.10-3 m2 ≈ 2,83.10-3 m2

 =

3

0,18132,83.10 ≈ 64,06 lỗ (lấy n = 65 lỗ)

Tổn thất áp lực qua mỗi tấm chắn là:

h =

2 22

l

v g

Trong đó : vl: vận tốc nước chảy qua lỗ; vl = 0,69 m/s

µ: hệ số lưu lượng qua lỗ, phụ thuộc vào tỉ số giữa đường kính lỗ và chiều dày tấm chắn

g: gia tốc trọng trường; g = 9,8 m2/s

h =

2 22

l v g

  =

2 2

0,96

0, 75  2 9,8 ≈ 0,084m Tính tiết diện ở cuối máng bể trộn (vm = 0,6 m/s)

30 ÷ 35% diện tích làm việc của tấm chắn đó

→ Tiết diện bể trộn chỗ đặt các tấm chắn:

Fb =

30%

l f

Chiều cao lớp nước trước tấm chắn thứ ba:

3.2 Tính toán ngăn phản ứng tạo bông

Hóa chất sau khi được trộn với nước nhờ đoạn ống trộn cơ khí sẽ được dẫn vào bể trộn phản ứng tạo bông cơ khí

Theo các kết quả thực nghiệm thì quy trình phản ứng hiệu quả cần đạt được giá trị građient tốc độ trung bình 50-55s-1 trong thời gian 30 phút

Dung tích bể phản ứng được chọn theo kiểu bể phản ứng cơ khí:

Trong đó: V: Dung tích bể khuấy trộn cơ khí, m3

Q: Lưu lượng nước, m3/ngày đêm T: Thời gian làm việc trong ngày, s t: Thời gian lưu, s

Tổng chiều dài ba buồng là 13m

Guồng khuấy đặt ở tâm các buồng theo phương thẳng đứng Cường độ khuấy trộn trong các guồng dự kiến đạt các giá trị građient tốc độ: 70s-1

; 55s-1

và 36s-1

Cấu tạo guồng quay gồm trục quay và bốn bản cánh đặt đối xứng qua trục Guồng khuấy đặt thẳng đứng kích thước bản cánh chọn: rộng 0,17m; dài 2,8m; tiết diện bản cánh f = 0,17 × 2,8 = 0,476 m2

Bản cánh đặt ở các khoảng cách tính từ mép ngoài đến tâm trục quay R1 = 1,55m; R2 = 1,15m

Tổng tiết diện bản cánh khuấy:

Tốc độ quay của guồng khuấy: 5 vòng/phút

Tốc độ chuyển động tương đối của các bản cánh khuấy so với nước:

[4 – trang 131]

Ta có: N = 51 × Cb × F × (v1

3

+ v2 3

) = 51 × 1,5 × 0,952 ×(0,6083 + 0,4513)

3.2.2 Buồng phản ứng thứ hai

Dung tích: V = 3,6 × 3,6 × 4 = 51,84 m3

Thời gian lưu lại t = 299s

Tốc độ quay của guồng khuấy 4 vòng/phút

Tốc độ chuyển động tương đối của các bản cánh khuấy so với nước:

51,84

N

m V

Nhỏ hơn so với dự kiến, ta tăng tốc độ khuấy lên 4,25 vòng/phút

Tốc độ chuyển động tương đối của các bản cánh khuấy so với nước:

1 1

2 2

) = 51 × 1,5 × 0,952 ×(0,5173 + 0,3843) ≈ 14,188 W

Năng lượng tiêu hao

Tốc độ quay của guồng khuấy 3 vòng/phút

Tốc độ chuyển động tương đối của các bản cánh khuấy so với nước:

1 1

2 2

Giá trị građient tốc độ:

Nhỏ hơn so với dự kiến, tăng tốc độ khuấy lên 3,5 vòng/phút

Tốc độ chuyển động tương đối của các bản cánh khấy so với nước:

1 1

2 2

) = 51 × 1,5 × 0,952 ×(0,4263 + 0,3163)

3.3.1 Tính toán ống lắng

Chế độ thủy lực của quá trình lắng thể hiện ở hình

Trong khoảng thời gian lắng T, tại ống lắng, nước đi từ điểm A với vận tốc

vtb đến điểm C, còn hạt cặn có vận tốc lắng uo phải rơi được quãng đường CD,

chạm đáy và trượt theo đáy xuống vùng thu cặn