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 phảibiết xử lý các nguồn nước cấp để có được đủ số lượng, đảm bảo chất lượngcho mọi nhu cầu sinh hoạt, sản xuất cũng như cho chính mình và giải quyếthậu quả của chính mì

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!

Hà Nội, tháng 5 năm

2010 Sinh viên Trần Thị Huế

Khóa luận tốt

nghiệp

GVHD: Lê Cao

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

M Ở ĐẦU 5

1 Lý do chọn đề tài 5

2.Mục đích nghiên cứu 6

3.Ph ư ơng pháp nghiên cứu 6

CH ƯƠN G 1: TỔNG QUAN 1.1 Hiện trạng cấp n ư ớc và sự thiếu hụt n ư ớc sạch ở huyện Ninh Hoà 7

1.2 Chọn nguồn n ư ớc và địa điểm lấy nước 8

CH ƯƠN G 2: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 2.1 Đánh giá chất lư ợng nước nguồn 12

2.2.Lựa chọn sơ đồ công nghệ 12

2.3.Thuyết minh công nghệ 13

CH ƯƠN G 3: TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH 3.1 Tính toán thiết bị trộn hóa chất keo tụ trên đ ư ờng 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

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

Ngày nay với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số làmcho nguồn nước tự nhiên bị hao hụt và ô nhiễm dần Vì thế con người phảibiết xử lý các nguồn nước cấp để có được đủ số lượng, đảm bảo chất lượngcho mọi nhu cầu sinh hoạt, sản xuất cũng như cho chính mình và giải quyếthậu 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 đượcchất lượng nước cấp đảm bảo đủ chỉ tiêu và ổn định chất lượng nước cấpcho các nhu cầu sử dụng

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

Trong các nguồn nước tự nhiên, ta thấy nước bề mặt là nguồn nước tựnhiên gần gũi với con người nhất, cũng chính vì vậy mà nước bề mặt cũng lànguồn 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 vàcông 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 cáccông thức tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước cấp của các tác giả trongnước 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 nghìnngười, 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 vàohoạt động để cung cấp nước sạch phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của nhân dânthị trấn và một số xã lân cận

Công ty có:

- Trạm bơm nước cấp I: Nằm ngay trên sông Dinh với chức năng bơm nước

từ các giếng và xử lý thô chuyển đến trạm bơm nước cấp II

- Trạm bơm nước cấp II: Đặt tại xã Ninh Đông − Ninh Hoà nhận nguồn nước

từ trạm bơm nước cấp I, sau đó xử lý tinh và bơm cao áp vào đường ốngphân phối và chuyển đến người sử dụng

Hiện nay, công ty cổ phần đô thị Ninh Hoà chỉ cung cấp được cho nhu cầungười 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 nướckhông cấp đủ cho nhân dân thị trấn Ngoài ra có số xã lân cận thị trấn có nhucầu dung nước sạch như xã Ninh Đa, Ninh Đông, Ninh Hà,…

Nhu cầu dùng nước trung bình của mỗi người thường từ 100 - 200lít/người/ngày Với dân số của thị trấn như trên thì lượng nước sạch cần cấpkhoảng 7000 m3/ngày Toàn huyện có 26 xã, dân số trung bình của mỗi xãkhoảng 7576 dân Hiện nay với nhu cầu thiếu nước sạch của nhân dân các xãven 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 sứccấp thiết Trong đó các xã ven thị trấn, mỗi xã có khoảng 1/2 dân số có giếngđào 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 × 1 + 3 × 7576 × 0,2 = 9091,2 m3/ngày đêm

2Như 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:

9091,2 + 7000 – 2500 = 13591 m3/ngày đêm

Vậy cần một nhà máy nước có công suất khoảng 15000 m3/ngày đêm

1.2 Chọn nguồn nước và địa điểm lấy nước

− Thứ hai, chọn nguồn nước mặt Đây là phương án khả thi, tại thị trấnNinh Hoà có một con sông chính chảy qua là sông Dinh (hay còn gọi là sôngCái Ninh Hoà) Sông Dinh có 3 nhánh sông là sông Tân Lạc, sông Đá (sôngĐục) và sông Lốt (hạ lưu sông Đá Bàn) hợp lại tại ngã ba sông tại cầu Sắtchảy qua thị trấn rồi đổ ra đầm Nha Phu Các đặc điểm thuỷ văn của sôngDinh 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 dòngsông ngày càng mở rộng do sạt lở và ngày càng lấn sâu vào hai bên bờ dothảm thực vật và các loại cây giữ bờ sông đã bị giảm đi nhiều dưới tác độngcủa dân cư sống hai bên bờ.

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

Chú

Vùng cần cấp nước sạchVùng đã được cấp nước sạch Vị trí lấy nước đi xử lý

1.2.1.2 Chất lượng nước nguồn

Chất lượng nước sông theo kết quả nghiên cứu đánh giá của Viện Côngnghệ môi trường − Viện khoa học Việt Nam trong “Báo cáo thành phần chấtlượng nước” của Nguyễn Minh Sơn như sau:

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

vị

Chất lượng nước sông

QCVN 08/2008 BTNMT (Cột A 1 )

QCVN 02/2009 BYT (Cột I)

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 nênđược chọn để xây dựng trạm bơm

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

2.2 Lựa chọn sơ đồ công nghệ

Trạm bơm nước nguồn

2.3 Thuyết minh công nghệ

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

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

− Nước sau khi qua bể tạo bông chảy tràn vào bể lắng lamella, tại đâynước 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 chứanước 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 đồtrên

Tác dụng của từng quá trình:

Trạm bơmcấp nước

Phá vỡ độ ổn định của các hạt keo và tạo bông keo có kích thước lớn hơn.

Keo tụ

Loại bỏ các hạt cặn có khối lượng riêng và kích thước lớn hơn ra khỏi dòng nước.

Lắng

Lọc nhanhLoại bỏ các chất lơ lửng chưa lắng ở bể lắng, thể keo tụ và vi sinh vật sau lắng.

Tiêu diệt các loại vi sinh vật gây bệnh có trong nước nguồn và phòng chống quá trình tái nhiễm khuẩn trong nước sau xử lý.Khử trùng

Nước sau

xử lý

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 cáccông trình cấp nước Khi cho phèn nhôm vào nước, chúng phân li thành cácion 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 kiềmkém tan ít đi và hiệu quả keo tụ bị hạn chế Thông thường phèn nhôm đạtđược 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 nướccao, 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 ảnhhưởng của nhiệt độ càng rõ rệt Nhiệt độ của nước thích hợp khi dùng phènnhôm vào khoảng 200 ÷ 400C

Ngoài ra còn một số nhân tố khác cũng ảnh hưởng đến quá trình keo tụnhư: 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 đãkết thúc và trạng thái ổn định của hệ keo trong nước đã bị phá vỡ thì chuyểnsang giai đoạn hình thành cặn bông lớn Để tránh cho các bông cặn lớn này bịphá vỡ thì phải giảm dần cường độ khuấy trộn, đưa građient vận tốc trungbình xuống 70s-1 ÷ 30s-1 và thời gian phản ứng từ 15 ÷ 45 phút

Đến bể lắng

Thải bùn

Ống hóa chất vào Nước cần xử lý

Quá trình tạo bông lớn được thực hiện nhờ dòng chảy ngay trong ống, vớichiều 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 tụtốt, 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 khỏidòng nước Trong quá trình lắng dưới tác dụng của lực trọng trường, các hạtcặn 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 tạpchất hữu cơ có trong nước cần xử lý Đối với các hạt cặn riêng rẽ không cókhả năng keo tụ

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 ngănnghiêng theo hướng từ dưới lên và cặn lắng xuống đến bề mặt bản vách ngănnghiêng 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 khoangtrống giữa các tầng và dẫn đi theo mảng chìm

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

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 thậtđồng 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 đồngđều trên toàn tiết diện thu

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

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 nhỏhẹp, nhờ các tấm được đặt nghiêng Khi dùng các tấm lượn sóng hoặc tấmphẳng 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 tănghơn nhưng lại chóng bị lắng cặn, tăng khối lượng công tác tẩy rửa Ở đâydùng các tấm có dạng nửa lục giác và khi ghép các tấm lại thì sẽ tạo thànhkhối ống có mặt cắt ngang như những ống lục giác ghép lại Như vậy sẽ vừađảm bảo được tính linh động trong thi công cũng như độ bền xây dựng khihợp 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 ghéplại 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 thểtích 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 nướctiếp 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 màngcặn 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 cáclớp hạt lọc, hiệu quả lọc là kết quả của hai quá trình ngược nhau: quá trình kếtbám 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 dầntheo 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 hiệntượng chóng tắc vật liệu lọc Vì vậy phải định kỳ rửa lọc để làm sạch hoànnguyên vật liệu lọc: dùng dòng nước ngược chiều cọ rửa các hạt, làm xốp lớphạt và cuốn theo các chất bẩn thành nước thải Nước rửa lọc sẽ được tậndụng 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 liệulọc có kích thước giảm dần theo chiều dòng chảy, nước bẩn tiếp xúc với cáchạt lớn của lớp vật liệu lọc trước, do đó lớp vật liệu có khả năng giữ đượcnhiều chất bẩn, trở lực lọc không tăng được nhiều Ở phần dưới của lớp vậtliệu lọc, nước sạch tiếp xúc với vật liệu hạt nhỏ mịn nên chất lượng nước lọctốt

2.3.3.4 Ưu, nhược điểm

− Ưu điểm: Ưu điểm của dạng bể lọc này là tạo được động lực cho quátrình nhờ chênh lệch áp suất trước và sau lớp vật liệu lọc (nhờ lực trọngtrường) So với bể lọc nhanh một lớp vật liệu lọc cùng bề dày lớp vật liệu lọcthì bể lọc nhiều lớp có mức tăng tổn thất áp lực nhỏ hơn và thời gian lọc hiệuquả 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 sửdụng dòng ngược chiều, các hạt nhỏ được đẩy lên trên và các hạt to được giữlại ở đáy Do đó khi làm nước tiếp xúc với các hạt nhỏ trước dễ làm tắc maoquản lọc, trở lực lọc tăng nhanh và thời gian cần rửa lọc bị rút ngắn Để tránhhiện tượng này người ta dùng khối lượng riêng của các hạt lớn dần tỉ lệnghịch với kích thước hạt Ta dùng than antraxit làm lớp trên cùng, cát nặnghơn 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 biệnpháp khử bớt clo dư xuống đến tiêu chuẩn cho phép từ 0,3 ÷ 0,5 mg/l

0, 785w

0, 035

0, 7850, 96

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 3tấm 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 chocác 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 mángtrộn vm = 0,6 m/s

4 2

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 đườngkính lỗ và chiều dày tấm chắn

+ Đường kính lỗ: dl = 0,06m+ Chọn chiều dày tấm chắn δ = 0,06m

0, 29Chiều rộng cuối máng: b =

0, 6 ≈ 0,483m (lấy b = 0,5m)Theo [1 – trang 40] ta có: Tổng diện tích các lỗ trên một tấm chắn chiếm

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

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 đạtđược 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:

× t

T

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

Q: Lưu lượng nước, m3/ngày đêmT: 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 độkhuấy 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; dài2,8m; 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:

*Tính kiểm tra các chỉ tiêu khuấy trộn:

24× 60×60

≈ 299s

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]

Cb: Hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào tỉ lệ giữa chiều dài và

độ rộng của bản cánh khuấy, ở đây l/b = 2,8/0,17 ≈ 16 → Chọn

G

×

0, 445 0,0092 ≈

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:

≈49,78 s

−1

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

× 24× 60× 60

= 373, 248

s ≈ 373 s

Tốc độ quay của guồng khuấy 3 vòng/phút

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

Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước trong buồng

w = N

V = 4, 991 = 0, 077 W / m3

64, 8Giá trị građient tốc độ:

Bể lắng lamella ngày nay được sử dụng tương đối nhiều cho một số côngtrình xử lý nước cấp có công suất lớn ở nước ta, điển hình là nhà máy nướcsông Đà.

3.3.1 Tính toán ống lắng

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

E

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

u0 .T

A