Luận văn tính toán thiết kế hệ thống cấp nước khu công nghiệp lê minh xuân cho phần diện tích mở rộng 200ha

Chương II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRINH DON VI CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 3.1 TÍNH CÔNG SUÁT TRẠM XỬ LÝ Trong khu công nghiệp, nước được dùng vào các viỆc sau: ¢

Trang 1

Chương II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRINH DON VI

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

3.1 TÍNH CÔNG SUÁT TRẠM XỬ LÝ

Trong khu công nghiệp, nước được dùng vào các viỆc sau:

¢ Nuéc ding trong quá trình sản xuất

° Nước dùng trong ăn uống và sinh hoạt của công nhân

se Nước dùng cho việc tưới đường và tưới cây xanh

Tiêu chuẩn dùng nước của khu công nghiệp:

° An uống và sinh hoạt của công nhân: q;ạ = 25 l/người.ngày

«Ổ Công nghiệp tập trung: q„= 60 m”/ha.ngày

¢ Tưới cây xanh và tưới đường bằng cơ giới: q= 4 l/m diện tích tưới

a Nước dùng trong ăn uống và sỉnh hoạt của công nhân

eÒ _N: Số lượng công nhân trong khu công nghiệp, dự kiến N = 67000 người

° _qạ;: Tiêu chuân dùng nước của công nhân, qạu = 25 l/người ngày

b Nước dùng cho công nghiệp (nước dùng cho sản suất)

Đất của khu công nghiệp được sử dụng như sau: 70% đất dùng cho việc xây xí nghiệp, nhà xưởng: 30% dùng cho việc xây đường, trong cây xanh, nhà điều hành

O™ neay.dém= Yq, X f = 60 x 0.7 x200 =8400 mỶ/ngày.đêm Trong đó,

Trang 2

e q„: Tiêu chuẩn dùng nước công nghiệp, q,„ = 60 m”/ha.ngầy

c Nước dùng cho việc tưới cây và rửa đuờng

Trong khu công nghiệp, khoảng 20% đất dùng cho việc làm đường và trong cây xanh

q,x# _ 4x0,2x200x10000 1000 = 1000 =1600 m”/ngày.đêm

O'ngay.dém =

d Nước dùng để chữa cháy

Diện tích đất của khu công nghiệp lớn hơn 150ha, nên ta tính cho 2 đám cháy Tiêu chuẩn dùng nước cho một đám cháy, qeạ = 30 1⁄s, thời gian chữa cháy cho một đám cháy: t = 3

Q ngay dem= Q “ngày đem + Q ngày đem + Q ngay đem = 11675 mỶ/ngày.đêm

Công suất củaa trạm bơm cấp II phat vào mạng lưới cấp nước:

Qwu= Q ngay sem x K;= 11675 x 1,25 = 14593,75 m”/ngày.đêm

Trong đó,

K,: Hệ số kể đến lưu lượng nước rò rỉ trên mạng lưới và lượng nước dự phòng, K,

= 1,1 + 1,4 Chon K, = 1,25

Công suất của trạm xử lý:

O„> =Ow, *xK„ +Ó¿¿ =15971 m”ngày.đêm

Trong đó:

Kxu: Hệ số kể đến lượng nước cho bản thân trạm xử lý,

Trang 3

Chương HII: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

min _ =———x0,4=1I160 mỶ/ngày.đêm

Kas”"* Hệ số không điều hòa ngày lớn nhất,

Kne™* = 1,2 — 1,4 Chon Ky,™*= 1,2

Ky”: Hé s6 khéng diéu héa ngay nhé nhất,

Kug™" = 0,7 — 0,9 Chon Kye™* = 0,7

K›s”^* Hệ số không điều hòa giờ lớn nhất,

Ky =1,4- 2,5 Chon Ky," = 1,4

Ky™" Hé s6 khong diéu hoa gid nhé nhat, K,™" = 0,4 — 0,6 Chon K,,™* = 0,4

Trang 4

Lưu lượng Mục tiêu cho thiết kế và vận hành

Quay” Đánh giá chi phí bơm(điện năng) và hóa chất

Qneay ” Xác định kích thước của bể chứa, trạm xử lý

Queay Kiểm tra sự lắng cặn của mương dẫn

Q5 Tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước

Dãy lưu lượng của thiết bị đo lường,thời gian nghỉ

Kiểm tra áp lực giờ dùng nước ít nhất.cho mạng lướicấp nước

Trang 5

3.2 ĐỀ RA CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

3.2.1 Các thông số thiết kế

Viện Vệ Sinh - Y Tế Công cộng đã kiêm tra mẫu nước lấy tại KCN Lê Minh Xuân, kết quả

thử nghiệm thể hiện trong các bang sau:

Bảng 3.2 Kết quả thử nghiệm

Tiêu chuẩn BYT Phương pháp 1329 BYT 2002 Kết quả

Mg” Titrimetric— EDTA mgi 7,2

SO,” Turbidimetric BaSO, < 250 mg/l 10,14

Trang 6

Chỉ tiêu xét nghiệm Phương pháp ‘3 HN 2002 kết quả

Độ kiểm tổng cộng Titrimetric H;SO¿ mgCaCOz/1 65

Cứng tổng cộng Titrimetric — EDTA < 300 mgCaCOQ3/1 58

Nhận xét: Kết quả thử nghiệm cho thấy nước có độ đục, hàm lương sắt cao, không đạt tiêu

chuẩn 1329 BYT 2002, do đó ta phải xử lý nước

Trang 7

Trang 8

3.3 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

Vì công suất trạm xử lý khá lớn Q = 16000 m/ngàyđêm, nên ta chia làm 2 đơn nguyên để xử

lý Mỗi đơn nguyên có công xuất 8000 mỶ/ngàyđêm, tất cả các công trình đơn vị đều tinh cho

một đơn nguyên

A PHƯƠNG ÁN!

3.3.1 Tính toán thùng quạt gió

a Tính diện tích thùng quạt gió

Diện tích thùng quạt gió

b Tính chiều cao thùng quạt gió

Chiều cao của thùng quạt gió, được tính theo công thức

Trang 9

H= Hạ + Ayitx + Hem

Trong đó,

chọn Hạ = 0,5m

e H,: Chiéu cao ngăn thu nước ở đáy, chọn Hạ = 0,6m

-Ò - Huụ„, Chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc Vật liệu tiếp xúc chọn là các vòng nhựa,

tổng chiều dày lớp vật liệu 1,5m

-> Chiểu cao của thùng quạt gió:

H = Hot Avix + Him = 0,5 +1,5 +0,6 = 2,6 m

c Tính hàm lượng CO; và O; sau khi làm thoáng bằng thùng quạt gió

Nồng độ CO; trong nước sau khi nước qua thùng quạt gió, được tính theo công thức:

Coo, : Hàm lượng CO; có trong nguồn nước, Coo, =69 mg/l

Cs: Nồng độ CO; bảo hòa trong nước, Cs =1

Kp: Hệ số khuyếch tán, đối với CO;: t= 25°C — Kp = 0,84

R: Tỷ lệ gió và nướ: R = 15 + 60 chon R = 20

¢ t: Thoi gian lưu nước trong thùng quạt gió

p- fF 76 _ 0,0371h =133s

q, 10

Trang 10

Kạ: Năng suất truyền tách khi kỹ thuật, phụ thuộc vào bản chất khí và diện

tích bể mặt tiếp xúc của công trình, được tính theo công thức:

K; =2x2x10” =100x2x10% =2x107

A: Diện tích bể mặt tiếp xúc giữa khí và nước

V: Thể tích thiết bị lam thoáng

Trang 11

Chương HII: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

-Ò _ Cs, Nồng độ O; bão hoà trong nuéc, 6 t= 25°C > Cs = 8,4 mg/l

¢ Kp: Hé sé khuyéch tan, d6i vdi O2: t= 25°C — Kp = 0,03165

e =R: Tỷ lệ gió và nươé: R = 15 + 60 chon R = 20

e t: Thời gian lưu nước trong thùng quạt gió, t= 133s

©Ò - Kạ: Năng suất truyền tách khi kỹ thuật, Kạ = 0,02

Trang 12

Chọn ống chính bằng thép có dudng kinh D, = 140 mm, phan ống nằm phía trong dần

mưa chọn bằng nhựa PVC có cùng đường kính

Các ống nhánh được bố trí dọc theo chiều dài của mỗi thùng Khoảng cách giữa 2 ống

nhánh theo quy định (0,2 - 0,3) m, chọn 0,225 m Số ống nhánh cần thiết:

0,9 0,225 x2=8 Chọn m=8ống

Lưu lượng qua mỗi ống nhánh:

Trang 13

Chọn ống nhánh bằng nhựa PVC, có đường kính dạ = 42mm, dày 3mm

Để nước có thể phân phối đều trên khắp diện tích của mỗi thùng quạt gió, trên các

ống nhánh ta khoan các lỗ có đường kính dị = 8mm( quy phạm 5 - 10 mm) Tổng diện tích

các lỗ này lấy bằng (20 — 35 %) diện tích tiết diện ngang của ống chính Chọn 35 %, tổng

Trên mỗi ống nhánh ta khoan 12 lỗ, các lỗ này xếp thành 2 hàng so le nhau hướng lên

trên và nghiên một góc 45” so với phương nằm ngang

Trên mỗi hàng của ống nhánh có 6 lỗ, khoảng cách giữa các lỗ:

Trang 14

¢ Ho»: Tén that cuc b6, Hy = 15 +20mm Chon H, = 20mm

¢ Hp»: Tổn that qua 6ng phan phéi, Hp, = 15mm

e _y: Khối lượng riêng của không khí, y= 1,165kg/m'

° _rị: Hiệu suất máy quạt gió, rị = 85%

_ 1,165 x 0,154 x 0,08 = 0,166x10° KW =0,166W

102 x 0,85

Trang 15

Hình 3.1: Thùng quạt gió

Trang 16

3.3.2 Tính bể lắng tiếp xúc

a Tỉnh diện tích của bể lắng tiếp xúc

¡ Diện tích của bể lắng tiếp xúc

Diện tích tiết diện ngang vùng lắng của bể lắng ngang được xác định theo công thức:

Trang 17

3

2-2 a 3 Chiều cao vùng lắng, đối với bể lăng tiếp xtc H, = 1,5 + 3,5 m Chon Hj=2 m

Kiểm tra thời gian lưu trong bể lắng:

| =—x2=—x2=1,6m 4 4

Lưu lượng qua mỗi ống

Trang 18

Chọn 6ng bang nhyfa PVC c6 Deng = 160 mm

Tổng diện tích lỗ phân phối lấy bằng 40% diện tích ống phân phôi:

Trên mỗi ống, các lỗ được khoan thành 2 hàng so le với nhau (mỗi hàng 12 lỗ) hướng xuống

dưới lầm với phương thẳng đứng một góc 45°

Trang 19

Trong đó:

Hpy: Chiéu cao bảo vé, Hyy=(0,3-0,5)m, chon Hyy = 0.3m

* Hy: Chiéu cao phan ling, Hị = 2,2 m

* H,: Chiểu cao phần chứa cặn

Chiều cao phần chứa cặn, tính theo công thức:

Trong đó, œ là góc nghiêng ở đáy trên của ngăn chứa cặn Chọn a = 50°

—> Chiều cao của bể lắng ngang tiếp xúc:

A,=H,+H,+H,, =2,2+0,7+0,3=3,2m Chon Hy = 3,2m

Chọn chiều cao bể lắng có lớp cặn lơ lửng bằng chiều cao của bể lắng ngang, bang 3,2 m

Để cặn dễ tháo ra ngoài, bể được xây dựng với độ dốc 0,02% Chiểu cao xây dựng cuối bể:

Trang 20

o_ K: Hệ số phụ thuộc vào độ tinh khuyết của phèn

sử dụng

o_ Độ màu của nước, M = 10

o_ v: Liều lượng vối kiểm hoá nước, v = 0

C„„ =43,34+0+0,25x10+0= 45/84—

Hàm lượng cặn có trong ngăn chứa cặn trong l giờ:

q,=C max xạ, = 45,84 x 10° xI1111=5,09 *# h Hàm lượng cặn có trong ngăn chứa cặn trong 12 giờ:

W _| B 4) <H.x(L+1=! 3,2 - 0,2) x 0,7 x (13,8 + 9,4) = 27,6m?, dat yéu cau

Để tháo cặn ra khỏi bể lắng, ta dùng các ông khoan lỗ đặt ở đáy ngăn chứa cặn Đường kính ống tính toán với điều kiện xả hết cặn trong ngăn chứa cặn trong trong 15 phút

3

qx, =

Trang 21

Vì lưu lượng ở cuối đoạn ống giảm nên để đảm bảo vận tốc ta phải giảm đường kính ống ở

đoạn đầu, chọn D = 140mm, dài 14,5 mét

d Tính số lỗ trên ống thu cặn

Để cặn chảy vào ống thu cặn, trên ống thu cặn ta khoan lỗ, quy phạm dị > 20mm

Chọn dị = 20mm, với tốc độ chảy qua lỗ vụ = 1,5m/s

Chọn n = 46 lỗ, các lỗ được xếp thành 2 hàng 2 bên ống so le với nhau và quay xuống dưới

Trang 22

e Tính máng thu nước và ống phân phối nước vào bể lắng

Chọn chiều dai mang Ly = 6,8m

Máng tràn gồm nhiều răng cưa hình chữ V Công thức tính lưu lượng qua mỗi răng hình chữ V

= 137,17rang

Trang 23

Nước chảy trong máng thu với vận tốc v = 0,42 m/s, độ dốc của máng ¡ = 0.01

Thời gian lưu nước trung bình trong mắng:

_ VY _ 09/225 _ 012m Bxb 68x03

Chiều cao máng thu cuối bể : 0,12 + 0,01x6,8 = 0,19m

Nước thu từ các bể lắng được tập trung vào một máng thu truớc khi phân phối sang các bề lọc, thời gian lưu nước trong máng 9s, thê tích máng cần thiết:

ƒỨ =Qxi=—Š CC Ó— x0=0833m” 3600 x24

Chọn kích thứơc mang: 0,2m x 14,3m x 0,3m

ii Tính ông phân phối nước vào bể lắng

Nước từ thùng quạt gió đước dẫn vào bể lắng với vận tốc chảy v = (0,8 — 1,2 ) m/s

chon v = 1,05 m/s

Trang 24

Để trách việc cặn lắng không nổi lên trên, nước xử lý trước khi được phân phối bể lắng

thì được dẫn qua ngăn tách khí để tách khí Thể tích ngăn tách khí được tính ứng chiều dài

của bể tách khí bằng chiều dài của 3 bể lắng (10m) và vẫn tốc từ trên xuống không vượt qúa

0,05m/s

Thể tích cần thiết của ngăn tách khí:

V =Ox1=— oo? 60 = 555m’, chon V =6m°

Trang 25

« Q: Công suất trạm xử lý, Q = 8000 m”/ ngày

T: Thời gian làm việc của trạm xử lý, T = 24h

¢ a: S06 lần rửa một bể trong một ngày, chọn a = 2

Trang 26

° h.: Chiều cao lớp sỏi đỡ lớp vật liệu, h, = 0,8m

° h,: Chiéu cao lép vat liéu, vat liéu loc gồm 2 lớp Lớp phía trên lalớp vật liệu loc than Angtraxit nghién nhỏ có cổ hạt dạ = 1,1 + 1,2 mm, chiều dày lớp than

h'*„ = 0,4m Lớp phía dưới là lớp vật liệu lọc cát thạch anh c6 dig = 0,7 + 0,75 mm,

chiều dày lớp cát 5”„ = 0,5m

° h Chiều cao lớp nước trên lớp vật liệu lọc, h, =1,2m

«Ổ b„: Chiểu cao phụ, b, =0,3m

H =0,5+0,4 + 0,8 +1,2 + 0,3 = 3,2m

b Tính hệ thống ống phân phối nước rửa lọc

Khi rửa bể lọc có 2 lớp vật liệu lọc thì cát và than dẽ xáo trộn lẫn nhau Do đó ta chỉ

dùng biện pháp rửa lớp vật liệu lọc bằng nước thuần tý với cường độ rửa lọc W = 17 + 19

1/s.m”, thời gian rửa 6 + 8 phút

Lưu lượng nước rửa lọc của 1 bể lọc( dùng hệ thống ông phân phối trở lực lớn)

Trang 27

c Tính toán máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc

i Tính máng thu nước nước rửa lọc

Chiều dài mỗi bể 3,4 m, ta đặt trong mỗi bể 2 máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam

3,4 giác Khoảng cách giữa các máng: đ= 2 =1,7m

Lưu lượng nước rửa thu vào mỗi máng, được tính theo công thức:

Gm ~Wxdxi,

Trong đó,

«Ổ =W: Cường độ rửa lọc, W = 17 l⁄s.m?,

° d: Khoảng cách giữa các tâm máng, d= 1,9m

Trang 28

Chiều cao phần hình tam giác, chọn hạ = 0,12

Tổng chiều cao của máng thu nước:

« _e: Độ giản nỡ tương đối của lớp vật liệu lọc, e =50%

Trang 29

_ 0,9 x 50

+ 0,25 =0,7m

m

ii Tính ống phân phối nước lọc

Nước sau lắng được thu tập trung ở máng thu, sau đó nước được chảy qua ống phân phối nươc lọc trước khi nước vào bể lọc Ống có đường kính 200mm

d Tính tổn thất áp lực khi rửa bể lọc nhanh

Tổn thất áp lực qua sàn chụp lọc, được tính theo công thức:

+1 x-Y x dH

H,=06xH,x———®———

3-2,2xP, 2 adv

045 _- 3—2,2x0,45 1 x x 0,0184 = 0,139m 2 ? 5

H, =0,6x0,9 x

Tổn thất áp lực qua lớp sởi phía trên đầu chụp lọc, được tính theo công thức:

h, =0,22xL, xW =0,22x0,15 x12 = 0,396m

Trong d6,

¢ Ls: Chiéu day lép séi, L, = 0,15m

° W: Cudng dé rita loc, W = 17 I/s.m’

Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc, được tính theo công thức:

h, =(a+bxW)xL,, xe

Trang 30

MAT BANG

Trang 31

B PHƯƠNG ÁN II

3.3.4 Tính toán dàn mưa

Vì nước nguồn có pH = 6,2 < 6,8, nên ta tính thiết bị làm thoáng để khử CO¿

Lượng oxy cần thiết để khử sắt :

X= Độ oxy hóa + 0,47H;S + 0,15Fe** = 4+0+0,15x6 = 4,9 mg/l

Độ kiểm của nước sau khi khử sắt, được tính theo công thức:

K =K, —0,036x CFe**

Trong đó,

¢ K,: Độ kiểm ban đầu của nguồn nước, K, = 1,3 mgđi/

¢ CFe: Nồng độ sắt ban đầu, CFe”' = 6 mg/

Trang 32

Chọn kích thước mỗi ngăn của dàn mưa:B x L= 2 x 2,8 = 5,6 m

Lưu lượng qua mỗi ngăn:

«Ồ - Hụ: Chiều cao vật liệu tiếp xúc.Dàn mưa thiết kế có 3 sàn, với khoảng cách

0.55m Trên mỗi sàn đặt vật liệu tiếp xúc là than cốc dạng cục có đường kính d

= 29mm, diện tích bể mặt đơn vị: 110 m”/mỶ Mỗi lớp vật liệu tiếp xúc có

chiều dày 0.3m

Hy) = 2x0,55 + 3x0,3 = 2m

¢ H,: Chiéu cao ngăn thu nước, chọn Hạ = 0,6m

—> Chiểu cao của dàn mưa:

Hự> =0,5+2+0,6 =3,1m

c Tính hàm lượng CO; và O; sau khi làm thoáng bằng dàn mưa

Nồng độ CO; tự do trong nước, được tính theo công thức:

Trang 33

°ỔỒ uu: Lic ion cia dung dịch: ¿=0,000022P, P : Tổng hàm lượng muối(mg/)),

P<1000 > ¿=0,022 K¡: Hằng số phân ly bậc một của axit cacbonic, t= 25°C,

Coo, : Hàm lượng CO; có trong nguồn nước, Coo, =69 mg/l

° Cs: Néng độ CO; bảo hòa trong nước, Cs =1

¢ K:Hé sé hiéu qua của quá trình trao đổi khí, K =1-— e“.Đối với khí CO;, K =

0,25 - 0,35

—> Nồng độ CO; sau khi ra khỏi miệng phun và cách sàn tung thứ nhất

0,5 m, được tính theo công thức:

Cy =Coo, + K(Cs-Coo,), K=0,25

C, = 69 + 0,25x (1-69) = 52

—> Nồng độ CO; sau khi nước qua sàn tung thứ I, cách sàn tung thứ II 0,55m

Định dạng
Số trang	66
Dung lượng	6,18 MB