ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG: 1. Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình trong một hệ thống xử lý nước cấP

1. Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình trong một hệ thống xử lý nước cấp theo các số liệu dưới đây: Nguồn nước : nước ngầm Công suất cấp nước 20.000 m3 ngày .đêm Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước Chỉ tiêu Đơn vị đo Giá trị Nhiệt độ 0C 27 pH 6,5 – 7,5 Độ màu TCU Độ đục NTU TS mgl SS mgl 50 Hàm lượng sắt tổng số mgl 30 Hàm lượng amoni mgl 7 Hàm lượng mangan tổng số mgl 2.5 2. Thể hiện các nội dung nói trên vào : Thuyết minh 01 Bản vẽ sơ đồ công nghệ 01 Bản vẽ chi tiết Sinh viện thực hiện

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

SVTH : Lê Thu Loan

Lớp : ĐLV06M

GVHD : ThS Đoàn Thị Oanh

1 Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình trong một hệ thống

xử lý nước cấp theo các số liệu dưới đây:

- Nguồn nước : nước ngầm

- Công suất cấp nước 20.000 m3/ ngày đêm

- Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước

Sinh viện thực hiện GVHD:

1 Tổng quan về nước ngầm

Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá được tạo thành trong giai đoạn trầm tích đất đá hoặc do sự thẩm thấu, thấm của nguồn nguồn nước mặt, nước mưa nước ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài mét, vài chục mét hay hàng trăm mét

Đối với các hệ thống cấp nước, thì nguồn nước ngầm luôn là nguồn nước được

ưa thích bởi nước ngầm ít chịu tác động của con người, chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước mặt Trong nước ngầm hầu như không có các hạt keo tụ hay hạt lơ lửng và vi sinh, vi khuẩn gây bệnh

Các nguồn nước ngầm hầu như không chứa rong tảo, một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là các tạp chất hòa tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết, nắng, mưa, các quá trình phong hóa và sinh hóa trong khu vực Ở những vùng có điều kiện phong hóa tốt, có nhiều chất bẩn và lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ

bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hòa tan, các chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa ngấm vào đất

Thành phần, tính chất của nước ngầm

Đặc tính chung về thành phần, tính chất của nước ngầm là nước có độ đục thấp, nhiệt độ và các thành phần hóa học ít thay đổi, nước không có oxy hóa trong môi trường khép kín là chủ yếu, thành phần của nước có thể thay đổi đột ngột với sự thay đổi độ đục và ô nhiễm khác nhau Những thay đổi này liên quan đến

sự thay đổi lưu lượng của lớp nước sinh ra do nước mưa

Thành phần, tính chất của nước ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc, cấu trúc địa tầng của khu vực và chiều sâu của lớp nước ngầm Ở những vùng có điều kiện phong hóa tốt, mưa nhiều hoặc bị ảnh hưởng của nguồn thải thì trong nước ngầmdễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hòa tan, các chất hữu cơ

Các đặc tính của nước ngầm:

+ nhiệt độ tương đối ổn định

+ độ đục thay đổi theo mùa

+ độ khoáng thường không thay đổi

+ sắt và mangan thường có mặt với các hàm lượng khác nhau

+ CO2 thường xâm thực với hàm lượng lớn

+ Oxy hòa tan thường không có

+ H2S thỉnh thoảng có mặt trong nước ngầm

+ NH4+ thường có mặt trong nước ngầm

+ Nitrat, Silic có hàm lượng thay đổi

+ ít bị ảnh hưởng bởi các chất vô cơ và hữu cơ

+ Clo có thể bị ảnh hưởng hoặc không ảnh hưởng tùy theo khu vực.

+ vi sinh vật thuongf là vi khuẩn sắt

Trong nước ngầm thường không có mặt Oxy hòa tan nhưng có hàm lượng CO2

cao, thường có hàm lượng sắt tổng cộng với các mức độ khác nhau, từ vài mg/l đến 100mg/l hoặc lớn hơn, vượt xa tiêu chuẩn cho phép với nước ăn uông sih hoạt ( tiêu chuẩn cho phép đối với hàm lượng sắt trong nước ăn uông sinh hoạt là0,3mg/l đối với khu vực đô thị và 0,5mg/l đối với khu cực nông thôn) Do đó cầnphải xử lý trước khi đưa vào sử dụng Một đặc điểm khác cần quan tâm lag pH trong nước thường khá thấp, nhiều nơi giảm đến pH = 3-4 ( do hàm lượng CO2

cao), không thuận lợi cho việc xử lý nước

2 Các công trình xử lý nước ngầm

- Công trình làm thoáng

Mục đích : làm thoáng là làm giàu oxy cho nước và tăng pH cho nước

Làm thoáng trước để khử CO2, hòa tan O2 và nâng giá trị pH của nước Công trình làm thoáng được thiết kế với mục đích chính là khử CO2 vì lượng CO2 trong nước cao sẽ làm giảm pH mà môi trường pH thấp không tốt cho quá trình oxy hoá Fe Sau khi làm thoáng ta sẽ châm hóa chất để khử Fe có trong nước Hóa chất sử dụng ở đây là Clo – một chất oxy hóa mạnh để oxy hóa Fe, các chất hữu cơ có trong nước, Mn, H2S Ngoài ra để tạo môi trường thuận lợi cho quá trình oxy hóa Fe thì ta phải cho thêm vôi cùng với clo Mục đích cho thêm vôi là

để kiềm hóa nước giúp cho tốc độ phản ứng oxy hóa Fe diễn ra nhanh hơn Có thể làm thoáng tự nhiên hoặc làm thoáng nhân tạo

Các công trình làm thoáng gồm:

+ Làm thoáng đơn giản: phun hoặc tràn trên bề mặt bể lọc có chiều cao từ trên đỉnh tràn đến mực nước cao nhất > 0,6m Hiệu quảxử lý: khử được 30 – 35% CO2, Fe <=5mg/l; pH sau làm thoáng >6,8

+ Dàn mưa (làm thoáng tự nhiên): Khử được 75 – 80% CO2, tăng DO (55% DObão hòa)

+ Thùng quạt gió: làm thoáng tải trọng cao(làm thoáng cưỡng bức) nghĩa là gió

và nước đi ngược chiều Khử được 85 – 90% CO2, tăng DO lên 70 – 85% DO bão hòa

- Bể lắng

Mục đích: lắng cặn nước, làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước Trong thực tế tùy thuộc vào công suất và chất lượng nước mà người ta sử dụng loại bể lắng phù hợp

+ Bể lắng ngang: được sử dụng trong các trạm xử lý có công suất

>30000m3/ngày đêm đối với trường hợp xử lý nước có dùng phèn và áp dụng với bất kì công suất nào cho các trạm xử lý không dùng phèn

+ Bể lắng đứng: thường được áp dụng cho những trạm xử lý có công suất nhỏ hơn (đến 3000 m3/ngày đêm) Bể lắng đứng hay bố trí kết hợp với bể phản ứng xoáy hình trụ

+ Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn ít diện tích xây dựng hơn nhưng bể lắng trong có cấu tạo phức tạp, chế độ quản lý vận

hành khó, đòi hỏi công trình làm việc liên tục và rất nhạy cảm với sự dao động lưu lượng và nhiệt độ của nước Bể chỉ áp dụng đối với các trạm có công suất đến 3000m3/ngđ

+ Bể lắng li tâm: Bể thường được áp dụng để sơ lắng các nguồn nước có hàm lượng cặn cao >2000mg/l với công suất >=30000 m3/ng, có hoặc không dùng chất keo tụ

- Bể lọc

Mục đích: giữ lại trên bề mặt và giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn

và vi trùng trong nước

+Bể lọc chậm: dùng để xử lý cặn bẩn, vi trùng có trong nước bị giữ lại trên lớp

màng lọc Ngoài ra bể lọc chậm dùng để xử lý nước không dùng phèn, không đòihỏi sử dụng nhiều máy móc, thiết bị phức tạp, quản lý vận hành đơn giản Nhượcđiểm lớn nhất là tốc độ lọc nhỏ, khó cơ giới hóa và tự động hóa quá trình rửa lọc

vì vậy phải quản lý bằng thủ công nặng nhọc Bể lọc chậm thường sử áp dụng cho các nhà máy có công suất đến 1000m3/ngđ với hàm lượng cặn đến 50mg/l,

độ màu đến 50 Co-pan

+ Bể lọc nhanh: là bể lọc nhanh một chiều, dòng nước lọc đi từ trên xuống, có

một lớp vật liệu là cát thạch anh Bể lọc nhanh phổ thông được sử dụng trong dây chuyền xử lý nước mặt có dùng chất keo tụ hay trong dây chuyền xử lý nướcngầm

+ Bể lọc nhanh 2 lớp: có nguyên tắc làm việc giống bể lọc nhanh phổ thông

nhưng có 2 lớp vật liệu lọc là cát thạch anh và than angtraxit nhằm tăng tốc độ lọc và kéo dài chu kỳ làm việc của bể

+ Bể lọc sơ bộ: được sử dụng để làm sạch nước sơ bộ trước khi làm sạch triệt để

trong bể lọc chậm Bể lọc này làm việc theo nguyên tắc bể lọc nhanh phổ thông

+ Bể lọc áp lực: là một loại bảo vệ nhanh kín, thương được chế tạo bằng thép có

dạng hình trụ đứng cho công suất nhỏ và hình trụ ngang cho công suất lớn Loại

bể này được áp dụng trong dây chuyề xử lý nước mặt có dùng chất phản ứng khi

hàm lượng cặn của nước nguồn lên đến 50mg/l, độ đục lên đến 80 với công suất trạm xử lý đến 300m3/ng, hay dùng trong công nghệ khử sắt khi dùng ejector thukhí với công suất <500m3/ng và dùng máy nén khí cho công suất bất kì

+ Bể lọc tiếp xúc: thường được sử dụng trong dây chuyền xử lý nước mặt có

dùng chất phản ứng với nguồn nước có hàm lượng cặn đến 150mg/l, có độ màu đến 150 với công suất bất kì hoặc khử sắt trong nước ngầm cho trạm xử lý có công suất đến 10000m3/ng

- Khử trùng

+ Khử trùng nước là khâu bắt buộc cuối cùng trong quá trình xử lí nước cấp Trong nước thô có rất nhiều vi sinh vật và vi trùng gây bệnh như tả, lị, thương hàn cần phải khử trùng nước để đảm bảo chất lượng nước phục vụ nhu cầu ăn uống

+ Cơ sở của phương pháp này là dùng chất oxi hóa mạnh để oxy hóa men của tế bào sinh vật và tiêu diệt chúng

+ Các biện pháp khử trùng: dùng chất oxi hóa mạnh, tia vật lý, siêu âm, phương pháp nhiệt, ion kim lọai

- Bể chứa nước sạch

+ Bể chứa nước sạch có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nước giữa trạm bơm cấp I

và trạm bơm cấp II Ngoài ra nó còn có nhiệm vụ dự trữ nước chữa cháy trong 3 giờ, nước xả cặn bể lắng, nước rửa bể lọc và nước dùng cho các nhu cầu khác của nhà máy

+ Bể có thể làm bằng bê tông cốt thép hoặc bằng gạch có dạng hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng Bể có thể xây dựng chìm, nổi hoặc nửa chìm nửa nổi tùy thuộc vào điều kiện cụ thể

- Keo tụ

Mục đích: tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và kết dính các hạt cặn lơ lửng có trong nước tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể và dễ dàng lắng xuống

Một số chất keo tụ và trợ keo tụ thường dùng: phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt FeSO4, FeCl3, các hợp chất cao phân tử (PAA, SiO2)…

3 Xác định các chỉ tiêu cần xử lý

Dựa theo QCVN 02-2009/BYT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất

lượng nước sinh hoạt) và các chỉ tiêu chất lượng nước nguồn ta thấy nguồnnước sử dụng có các chỉ tiêu sau đây chưa đảm bảo yêu cầu:

Bảng 2.1: Thông số môi trường

Theo QCVN 02:2009, Tiêu chuẩn ngành – cấp nước mạng lưới bên ngoài

và công trình Tiêu chuẩn thiết kế TCXD – 33:2006 Chỉ tiêu cần xử lý là:

1 Hàm lượng sắt tổng số, theo QCVN 02: 2009 giới hạn tối đa cho phép là0.5 mg/l, trong đề bài là 30 mg/l, vượt quá 60 lần giới hạn cho phép

2 Hàm lượng amoni, theo QCVN 02: 2009 giới hạn tối đa cho phép là 3mg/l, trong đề bài là 7 mg/l, vượt quá 2,3 lần giới hạn cho phép

3 Hàm lượng mangan tổng, theo QCVN 02: 2009 giới hạn tối đa cho phép

là 0,3 mg/l, trong đề bài là 2,5 mg/l, vượt quá 8,3 lần

- Phân loại nước ngầm

l)Nước ngầm có hàm lượng sắt thấp 0,4-10

Nước ngầm có hàm lượng sắt trung

bình

10-20

Nước ngầm có hàm lượng sắt cao >20

- Đề bài giả thiết hàm lượng sắt là 30 mg/l => loại nước ngầm có hàm lượng sắt cao

4 Xác định các chỉ tiêu còn thiếu

Độ kiềm của nước sau khi khử sắt:

Độ kiềm của nước sau khi khử sắt tính theo công thức:

Ki = Ko – 0,036 [Fe2+] (mgđl/l)

( công thức 5-1, trang 164, Xử lí nước cấp, Nguyễn Ngọc Dung )

Trong đó :

+ Ki : Độ kiềm của nước nguồn sau khi khử sắt (mgđl/l)

+ Ko : Độ kiềm ban đầu của nước nguồn (mgđl/l)

chọn độ kiềm của nước nguồn K0 = 3 mgđl/l

+ : Hàm lượng sắt của nước nguồn (mg/l), [Fe2+] = 30 mg/l

Độ kiềm của nước sau khi khử sắt là:

Ki = Ko – 0,036 [Fe2+] = 3 – 0,036 30 = 1,92 (mgđl/l)

- Hàm lượng CO2 trong nước trước khi làm thoáng:

Với nước nguồn có pH = 6,5 – 7,5 ta chọn pH = 6,5 K = 3;



2

Fe

C

t0 = 270c; Ptổng = 350 mg/l

ta xác định được CO20 = 74 mg/l

Theo mục 6.242, nếu độ kiềm của nước ngầm Ko ≥ (1+ Fe+2

28 ) , pH của nước sau khi thủy phân sắt có trị số <6,8 thì áp dụng phương pháp làm thoáng khử khí

CO2 để tăng pH của nước ngầm

Hàm lượng CO2 trong nước sau làm thoáng được xác định theo công thức

C(CO2) =(1-a) C( CO2)0 + 1,6 [Fe2+]Trong đó:

+ : Hàm lượng CO2 của nước sau khi làm thoáng (mg/l)

+ a: hiệu quả khử CO2 của công trình làm thoáng (theo Sách xử lý nước cấpcủa Nguyễn Ngọc Dung/164 – làm thoáng cưỡng bức a = 0,85÷ 0,9, chọn

Kết luận: theo 6.243 TCVN 33:2006 nguồn nước này không khử sắt bằng

phương pháp làm thoáng đơn giản được

Lấy 20% lượng CO2 ( theo điều 6.243, nếu làm thoáng đơn giản không đượcmà sau khi trừ đi 80% lượng CO2 , tìm được trị số pH > 6,8 và độ kiềm > 1mgđl/ l thì áp dụng làm thoáng trên các giàn tiếp xúc tự nhiên.)

Với Ki = 1,92 mgđl/l ; Pt = 350 mg ; t = 270c ; CO2 = 11,1 mg/l

Ta xác định được pH = 7,2 > 6,8

Kết luận: theo 6.243 TCVN 33:2006 nguồn nước này khử sắt bằng

phương pháp làm thoáng tự nhiên, hoặc làm thoáng cưỡng bức bằng thùngquạt gió để khử khí CO2

5 Đề xuất công nghệ xử lý, sơ đồ và thuyết minh dây chuyển công nghệ

Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước phụ thuộc vào chất lượng và đặc trưng của nguồn nước thô Các vấn đề cần đề cập đến khi thiết kế hệ thống xử lý nước bao gồm chất lượng nước thô, yêu cầu và tiêu chuẩn sau xử lý Dựa vào các số liệu đã có, so sánh chất lượng nước thô và nước sau xử lý để quyết định cần xử

lý những gì, chọn những thông số chính về chất lượng nước và đưa ra kỹ thuật

xử lý cụ thể Theo chất lượng nước nguồn đã có đưa ra các phương án xử lý:

Nước nguồn

Thùng quạt gió

Bể lắng đứng

Bể lọc nhanh 2 lớp

khử trùng

Bể chứa nước sạch

Sân phơi bùn

clo

Clo hóa sơ bộ

Đề xuất 2 sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp:

Phương án 1:

Thuyết minh: Nước ngầm được bơm lên từ giếng khoan được đưa vào làm

thoáng bằng giàn mưa, các hợp chấtFe2+, Mn2+ chuyển thành Fe3+ và Mn4+ Quá trình này chủ yếu cung cấp oxy cho nước để khử sắt

Nước sau khi làm thoáng được đưa vào bể lắng ngang để lắng cặn( TSS, cặn sắt, Mn ).sau đó nước dẫn qua bể lọc nhanh đề giữ lại hết cặn bẩn( cặn lơ lửng) nhờ vào lớp vật liệu lọc của bể lọc Nước sau khi qua bể lọc được khử trùng bằng dung dịch clo để loại bỏ các loại VSV, VK sau đó được dẫn vào bể chứa nước sạch để phục vụ cho cấp nước

Trạm bơm

Nước nguồn

Thùng quạt gió

Bể lắng ngang

Bể lọc nhanh 2 lớp

Khử trùng

Bể chứa nước sạch

Sân phơi bùn

và Mn4+ , quá trình oxy hóa này sẽ được tăng cường qua các bể lắng ngang

- Tại bể lắng ngang, nước được lưu lại từ 30 -45 phút tạo điều kiện cho quátrình oxy hóa và thủy phân sắt diễn ra hoàn toàn, đồng thời giữ lại mộtphần bông cặn nặng trước khi đưa sang bể lọc Ở đây, cặn được lắngxuống đáy, nước trong thì được thu vào máng và theo đường ống sang bểlọc

Trạm bơm

- Sau đó nước được đưua qua bể lọc nhanh, tại đây, không chỉ giữ lại cáchạn cặn lơ lửng trong nước có kích thước lớn, mà còn giữ lại keo sắt, keohữu cơ gây độ đục, độ màu.

- Sau đó nước được dẫn sang bể khử trùng và khử trùng bằng clo để loại bỏcác vi sinh vật, vi khuẩn rồi được dẫn sang bể chứa nước sạch từ đó đưađến trạm bơm để cấp nước cho người sử dụng

So sánh 2 phương án

Ưu

điểm

- Bể lắng đứng tiếp xúc: thiết kế nhỏ

gọn, diện tích đất xây dựng không

nhiều, thuận tiện trong việc xả bùn hoặc

tuần hoàn bùn

- Bể lắng ngang:

+ hoạt động ổn định, có thể hoạt động tốt ngay khi chất lượng nước đầu thay đổi

+ vận hành đơn giản+

Nhược

điểm

- Bể lắng đứng tiếp xúc:

+ hiệu quả xử lý không cao bằng bể lắng ngang

+ khó khăn trong quá trình xử lý làmsạch

- Bể lắng ngang : + tốn diện tích+ xây dựng tốn kém hơn bể lắng đứng tiếp xúc

Từ việc so sánh 2 phương án trên ta thấy phương án 2 là hợp lý, đảm bảohiệu quả xử lý nên ta chọn phương án 2 là phương án tính toán

Các công trình đơn vị gồm:

- Thùng quạt gió

- Bể lắng ngang

- Bể lọc nhanh 2 lớp

- Bể chứa nước sạch

Clo hóa sơ bộ:

Dùng phương pháp clo hóa nước đến điểm đột biến để xử lí NH4+ Khi cho clo vào nước với liều lượng bằng hoặc nhỏ hơn theo tỷ lệ trọng lượng phân tử gam Cl NH4+ bằng 1 : 1 tức là cứ 2.6 mg clo cho 1 mg NH4+ thì quá trình chuyển hóa NH4+ và clo tự do thành cloramin sau 30 phút (Giáo trình XLNC – Trịnh Xuân Lai -tr.451)

Lượng clo cần sử dụng trong ngày là :

( Cđ− Cc ) × 2.6 × Q = (7 − 3) × 2.6 × 20.000 × 10-3 = 208 (kg/ngđ)

Trong đó :

+ Cc là hàm lượng NH+4 sau khi clo hóa sơ bộ Cc = 3 mg/l

Clo sẽ được châm trực tiếp vào đường ống từ giếng khoan lên giàn mưa

II TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN 2

1 Thùng quạt gió

- Mục đích: khử Fe

- Cấu tạo của thùng quạt gió gồm:

+ Hệ thống phân phối nước

+ Lớp vật liệu tiếp xúc

+ Sàn thu nước có xiphông

+ Máy quạt gió

+ Ống dẫn nước ra

+ Ống xả

Diện tích, bề mặt thùng quạt gió

- Tổng lưu lượng nước qua thùng quạt gió :

Q = 20000 m3/ngđ = 833 m3/h = 0.23m3/sChọn số thùng N = 3 và 1 thùng dự phòng

- Diện tích mỗi thùng quạt gió là :

f = q Q

m N = 90.3833 60040 = 3,1 (m2)

Trong đó:

+ Q: lưu lượng nước xử lý (m3/h)

q m : cường độ mưa tính toán ( m 3 /m 2 h), chọn q m = 90 m 3 /m 2 h N: số thùng quạt gió

=> Mỗi thùng có kích thước : 2,1 x 1,5 (m2)

- Lưu lượng nước vào mỗi thùng quạt gió :

qt = 8333 = 277.7 (m3/h) = 0,077 ( m3/s)

- Đường kính thùng quạt gió :

D = √4 f π = √4 x 3.13,14 = 3.95 m Chọn đường kính thùng quạt gió là D = 4 m

- Chiều cao thùng quạt gió xây dựng theo công thức :

H = Hnt+ Hvltx+ Hfm

Trong đó :

+ Hnt : chiều cao ngăn thu nước ở đáy thùng lấy = 1 m

+ Hvltx : chiều cao vật liệt tiếp xúc, chọn vltx là vòng rasiga, với độ kiềm

3 mgdl/l tra bảng 5.4 trang 181/XLNC – Nguyễn Ngọc Dung, được

Hvltx= 2 m

+ Hfm : Chiều cao phun mưa trên lớp vật liệu tiếp xúc tối thiểu 1 m

Vậy : H = Hnt+ Hvltx+ Hfm = 1 + 2 + 1 = 4 m

Vậy kích thước mỗi thùng quạt gió là: 2.1 x 1.5 x 4 (m)

- Lượng gió cần thiết đưa vào ứng với tiêu chuẩn là 10 m3 không khí cho 1 m3

nước là :

Qg = 10× 833 = 8330 ( m3/h) = 2.314 (m3/s)

 Chu kì rửa thùng quạt gió để tẩy sạch các cặn Fe đọng lại trong lớp vật liệu tiếp xúc từ 1 - 3 ngày

Tính toán hệ thống ống phân phối nước.

- Đường kính ống phân phối nước vào thùng quạt gió.

( Vc = 0,8÷1,2 m/s ) chọn Vc = 1,2 m/s

Dc = √ 4 q t

π v c = √3,14 x 1,2 4 x 0,077 = 0,22 (m)Chọn đường kính ống chính = 220 mm

- Đường kính ống nhánh :

Ống nhánh được bố trí dọc theo 2 bên của ống chính và theo chiều dài mỗithùng quạt gió Khoảng cách giữa 2 ống nhánh theo quy định (250 – 350mm),chọn 350mm

Số ống nhánh cần thiết cho 1 thùng là:

- Tiết diện ngang của ống chính:

Số lỗ trên ống nhánh : n = ∑n

m =1008 = 12 lỗ

Các lỗ này xếp thành 2 hàng so le nhau hướng lên trên và nghiêng 1 góc45° so với phương nằm ngang.

- Áp lực gió được xác định theo công thức :

 N = 1,165× 2,3× 0,1 102× 0,85 = 3,09×10-3 (KW) = 3,09(W)

 Vậy chọn quạt gió có công suất là : 3,09 ( W)

Đường kính ống dẫn nước xuống bể lắng của 1 thùng:

D = √v Q 4 c π = √1,2.3,140,077.4 = 0,29 m

Q: lưu lượng nước trạm, Q = 0,077m 3 /s

v c : vận tốc nước chảy trong ống , v c = 1,2 m/s

( quy phạm 1-1,5m/s Theo mục 6.120 – TCVN 33:2006)

Bảng 1: Số liệu thùng quạt gió

U0 : tốc độ lắng của hạt cặn, U0= 0,35 – 0,45mm/s Chọn U0= 0,45mm/sChọn tỉ số L/H0= 15, theo bảng 3-1 sách XLNC – nguyễn ngọc dung tra hệ số sử dụng thể tích của bể lắng α = 1,5, hệ số phụ thuộc giữa chiều dài và chiều sâu K=10

- Vận tốc trung bình của dòng nước trong bể tính theo công thức (3-21)

vtb = K x U0 = 10 x 0,45 = 4,5 mm/s

B = 3,6 v Q

tb H0 N = 3,6 4,5.3 3833 = 5,9 m chọn B= 6 m

L = B N F = 711,36.3 = 42,8 mChọn L = 43m

Nếu chiều rộng mỗi ngăn b=3m, hàng lỗ cuối cùng nằm cao hơn mức cặntính toán là 0,3 ( quy phạm 0,3 – 0,5m )thì diện tích công tác của vách ngănphân phối vào bể, đặt cách đầu bể 1,5m ( quy phạm 1 – 2m) sẽ là:

Fn = b.(H0 – 0,3) = 3.(3 – 0,3) = 8,1 m2

qn = 833 2.3 = 138,8 m3/h = 0,038 m3/s

- Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào là:

∑f l ~ ô 1= q n

v l ỗ = 0,0380,3 = 0,126 m2 ( quy phạm vlỗ 1 = 0,2 – 0,3m/s)Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn thu nước ở cuối bể đặt cách tường 1,5m là:

Vách ngăn phân phối bố trí thành 9 hàng dọc và 5 hàng ngang tổng số lỗ đục là 9

x 5= 45 lỗ Khoảng cách giữa các trục lỗ theo hàng dọc là: (3- 0,3) :5 = 0,54 mkhoảng cách giữa trục các lỗ theo chiều ngang là: 3:9 = 0,33 m

Việc xả cặn dự kiến tiến hành theo chu kỳ với thời gian giữa 2 lần xả cặn T = 24h Thể tích vùng chứa cặn của một bể lắng là:

Wc = T Q(C max−C)

N δ = 24.833 (165−12)

3.150000 = 6,8 m3Trong đó: C = 12mg/l

Hb = H0 + Hc = 3 + 0,026 = 3,03 m

Hxd = Hb + Hbv = 3,03 + 0,4 = 3,1 m

- Tổng chiều dài bể lắng kể cả 2 ngăn phân phối và thu nước

- Dung tích chứa cặn của một ngăn là

- Số lỗ một bên máng xả cặn:

n = 2 x fl ỗ ∑ f l ỗ = 3,7.10−32 0,0007 = 3 lỗ

Đường kính ống xả cặn với: qc-n = 0,036, chọn Dc = 300 mm ứng với vc =

1,04 m/s ( tra trong các bảng tính toán thủy lực, Th.s Nguyễn Thị Hồng, NSB xây dựng,2001)

- Tổn thất trong hệ thống xả cặn

H =(ξd + f 2 m f 2 c + Σ ξ) x v 2 c 2 g