ĐỒ án THIẾT kế hệ THỐNG cấp nước

Đồ án cấp nước, thuyết minh đồ án cấp thoát nướcđồ án cấp thoát nước nhà cao tầngđồ án cấp thoát nước trong nhàcâu hỏi bảo vệ đồ án cấp thoát nướcdo an cap thoat nuocđồ án cấp thoát nước đô thịđồ án cấp thoát nước chung cưđồ án cấp thoát nước trường họcđồ án cấp thoát nước trong nhà chung cưđồ án cấp thoát nước bên trong công trình

N ớ c thô

Mạng ống phân phối

Ngăn tách khí Bể phản ứng Bể lắng ngang

vị trí mới tại phía Đông của thị xã vì vị trí cũ là nút giao thôngnên không phù hợp trong quy hoạch chung thị xã Mặt khác vịtrí cũ không đủ rộng để xây các công trình đơn vị phục vụ

xử lý nớc với công suất là 36.000 (m3/ngđ), đòi hỏi áp lực bơmrất lớn (do sự mở rộng của thị xã về phía Bắc), đồng thời vịtrí của nhà máy cũng có thể bị ảnh hởng bởi hệ thống thoát n-

ớc thải của thị xã trong tơng lai

Tại vị trí mới mặt bằng rộng, giảm bớt áp lực của trạm bơm II,thuận lợi cho việc xây dựng và bố trí các công trình xử lý cũng

nh các công trình phục vụ nhà máy mới Do đó việc di chuyểnnhà máy nớc thị xã AyunPa đến vị trí mới là cần thiết.

Ii.2 chất lợng nớc nguồn

II.2.1 Chất lợng nớc nguồn

Qua kiểm tra xét nghiệm mẫu nớc Sông Ba tại vị trí đặt côngtrình thu, ta có đợc kết quả sau đây:

Các chỉ tiêu phân

Kết quả ghi chú

II.2.2 Tiêu chuẩn chất lợng nớc cấp cho ăn uống và sinh hoạt

Nớc cấp cho ăn uống và sinh hoạt phải không màu, khôngmùi vị, không chứa các chất độc hại, các vi trùng và tác nhângây bệnh Hàm lợng các chất hoà tan không đợc vợt quá tiêuchuẩn cho phép Theo tiêu chuẩn chất lợng nớc cấp cho ăn uống

và sinh hoạt phải có các chỉ tiêu chất lợng nh trong bảng dới

đô thị cấp cho cho ăn uống và sinh hoạt

2 Chỉ tiêu cảm quan là những chỉ tiêu ảnh hởng đếntính chất cảm quan của nớc, khi vợt quá ngỡng giới hạn gây khóchịu cho ngời sử dụng nớc

B Phạm vi điều chỉnh

Nớc dùng để ăn uống, nớc dùng cho các cơ sở sản xuất, chếbiến thực phẩm, nớc cấp theo hệ thống đờng ống từ các nhàmáy nớc ở khu vực đô thị, nớc cấp theo hệ thống đờng ống từcác trạm cấp nớc tập trung cho 500 ngời trở lên

C Đối tợng áp dụng

Các nhà máy nớc, cơ sở cấp nớc cho ăn uống sinh hoạt, cơ sởsản xuất, chế biến thực phẩm

Khuyến khích các trạm cấp nớc tập trung quy mô nhỏ cho

d-ới 500 ngời và các nguồn cấp nớc sinh hoạt đơn lẻ áp dụng tiêuchuẩn này

Giới hạn tối đa

Phơng pháp thử

Mức

độ giám sát

-Cảnh quan

A

TCVN 6184 1996

(ISO 7027 1990)

(ISO 9696 1992)

(ISO 5664 1984)

-B

TCVN 6182 1996

(ISO 6595 1982)

(ISO 5961 1994)

-C

14 Hàm lợng clorua(a) mg/l 250

TCVN 6194 1996

(ISO 9274 1989)

-A

TCVN 6222 1996

(ISO 9174 1990)

-C

16 Hàm lợng đồng

TCVN 6181 1996

(ISO 6703/1 1984)

-C

TCVN 6195 1996

(ISO 6703/1 1984))

-C

18 Hàm lợng florua mg/l 0,7 - 1,5 TCVN 6195

-1996

B

(ISO 10359/1 1992)

(ISO 6332 1988)

-A

TCVN 6193 1996

(ISO 8286 1986)

-B

TCVN 6002 1995

(ISO 6333 1986)

-A

23 Hµm lîng thuû

TCVN 5991 1995

(ISO 5666/1

-1983 ÷ ISO5666/3 - 1983)

(ISO 8288 1986)

-C

26 Hµm lîng nitrat mg/l 50(b)

TCVN 6180 1996

(ISO 7890 1988)

-A

1996(ISO 6777 -1984)

TCVN 6183 1996

(ISO 9961/1 1993)

-C

TCVN 6196 1996

(ISO9964/1 1984)

-B

30 Hµm lîng sunfat(a) mg/l 250

TCVN 6196 1996

(ISO 9280 1990)

-A

TCVN 6193 1996

(ISO 8286 1989)

-C

b»ng KMnO4

A

II.Hµm lîng cña c¸c chÊt h÷u c¬

a Nhãm alkan clo ho¸

c Nhãm benzen clo ho¸

III Ho¸ chÊt b¶o vÖ thùc vËt

70 1,2 – dicloropropan µg/l 20 AOAC hoÆc

IV Ho¸ chÊt khö trïng vµ s¶n phÈm phô

Xyano clorit (tinhs

(ISO 9696 1992)

-B

11

TCVN 6291 1995

(ISO 9697 1992)

0

TCVN 6187 - 1

- 1996(ISO 9308 - 1 -1990)

0

TCVN 6187 - 1

- 1996(ISO 9308 - 1 -1990)

A

Gi¶i thÝch:

1 A: bao gồm những chỉ tiêu sẽ đợc kiểm tra thờng xuyên,

có tần suất kiểm tra một tuần (đối với nhà máy nớc) hoặc mộttháng (đối với cơ quan y tế cấp tỉnh, huyện) Những chỉ tiêunày là chỉ tiêu chịu sự biến động của thời tiết và các cơ quancấp nớc cũng nh các trung tâm y tế dự phòng tỉnh, thành phốlàm đợc Việc giám sát chất lợng nớc theo các chỉ tiêu này giúpcho việc theo dõi quá trình xử lý nớc của trạm cấp nớc để cóbiện pháp khắc phục kịp thời

2.B: Bao gồm các chỉ tiêu có trang - thiết bị khá đắt tiền

và ít biến động theo thời tiết hơn Tuy nhiên đây là nhữngchỉ tiêu rất cơ bản để đánh giá chất lợng nớc Các chỉ tiêu nàycần đợc kiểm tra trớc khi đa nguồn nớc vào sử dụng và thờng kỳmỗi năm một lần (hoặc khi có yêu cầu đặc biệt), đồng thời vớimột đợt kiểm tra các chỉ tiêu theo chế độ A bởi cơ quan y tế

địa phơng hoặc khu vực

3 C: Đây là những chỉ tiêu cần có trang - thiết bị hiện

đại đắt tiền, chỉ có thể xét nghiệm đợc bởi các viện ở Trung

ơng, viện khu vực hoặc một số trung tâm y tế dự phòngtỉnh, thành phố Các chỉ tiêu này nên kiểm tra hai năm một lần(nếu có điều kiện) hoặc khi có yêu cầu đặc biệt bởi cơ quan

y tế Trung ơng hoặc khu vực

4 AOAC: Vết tắt của Association of Official AnalyticalChemists (hiệp hội các nhà hoá phân tích chính thống)

SMEWW: Vết tắc của Standard Methods for theExamination of Water and Waste Water (Các phơng pháp chuẩnxét nghiệm nớc và nớc thải) của Cơ quan Y tế công cộng Hoa Kỳxuất bản

Do Việt Nam cha xây dựng đợc phơng pháp xét nghiệpcho các chỉ tiêu này, cho nên đề nghị các phòng xét nghiệmnớc sử dụng các phơng pháp của các tổ chức này

(a) Chỉ tiêu cảm quan

(b) Khi cómặt cả hai chất nitrit và nitrat trong nớc ăn uốngthì tổng tỷ lệ nồng độ của mỗi chất so với giới hạn tối đa củachúng không lớn hơn 1 (Xem công thức sau đây):

Cnitrat/GHTĐ nitrat + Cnitrit/GHTĐ nitrit ≤ 1, trong đó C nồng độ đo đợc;

-GHTĐ - giới hạn tối đa theo quy định trong tiêu chuẩn này

II.2.3 Đánh giá chất lợng nớc nguồn

Mẫu nớc gửi kiểm nghiệm ở đây là loại nớc mềm, độ khoángthấp, có hàm lợng cặn trung bình, nớc đục vừa, có màu, hàm l-ợng chất hữu cơ cao không đảm bảo vệ sinh Về phần phơngdiện vệ sinh không đạt tiêu chuẩn vệ sinh, cần phải xử lý nớcnguồn trớc khi sử dụng Do vậy việc xử lý nớc chủ yếu là giảmhàm lợng cặn bằng phơng pháp keo tụ

Ii.3 Lựa chọn sơ đồ dây truyền công nghệ xử lý

II.3.1 Các chỉ tiêu còn thiếu của nớc nguồn

Tổng hàm lợng muối P (mg/l)

Công thức tính toán:

P = ∑Me+ + ∑Ae- + 1,4 [Fe2+] + 0,5 [HCO3-]Trong đó :

+ ∑Me+ = Ca2+ + Na+ + K+ + NH4+ + Mg2+

= 40 + 12,5 + 6,02 + 0,04 + 16,9 = 75,46 (mg/l)+ ∑Ae- = NO2- + NO3-+ SO42- + PO43- + Cl-

= 0,1 + 0,09 + 1,25 + 0,16 + 1,62 = 3,22 (mg/l)+ [Fe2+] = 0,1 (mg/l)

+ [HCO3-] =187,8 (mg/l)

⇒ P = 75,46 + 3,22 +1,4 ì 0,1 + 0,5 ì 187,8 = 172,72

(mg/l)

II.3.2 Tính toán liều lợng hóa chất đa vào

II.3.2.1 Xác định hàm lợng Clo hoá sơ bộ

Từ bảng thống kê chỉ tiêu chất lợng nớc nguồn ta thấy trongnớc có NH4+ = 0,04 mg/l do vậy ta phải clo hoá sơ bộ, Clo hoá sơ

bộ có tác dụng làm giảm độ màu, Amoniac, và hàm lợng chấthữu cơ có trong nớc

Liều lợng clo để clo hoá sơ bộ đợc xác định theo côngthức:

II.3.2.2 Xác đinh hàm lợng phèn cần keo tụ

Căn cứ vào độ màu của nớc nguồn, căn cứ theo TCVN 33-06

ta có công thức xác định lợng phèn nhôm nh sau:

(mg l)

M

P P = 4 = 4 40 ≈ 25 , 3 /

PP:Hàm lợng cần thiết xác định theo độ màu (mg/l)

M: Độ màu của nớc nguồn M = 40 (Co)

Căn cứ vào hàm lợng cặn của nguồn nớc ta thấy hàm lợngcặn lớn không ổn định thay đổi theo mùa, vì vậy trớc khi keo

tụ cần lắng sơ bộ để khống chế hàm lợng cặn

Hàm lợng cặn lớn nhất là: C = 420 (mg/l),

Theo TCVN 33-06 thì lợng phèn nhôm cần thiết keo tụ Pp =

50 (mg/l)

So sánh giữa liều lợng phèn nhôm tính theo hàm lợng cặn

và theo độ màu ⇒ Chọn liều lợng phèn tính toán Pp = 50(mg/l)

II.3.2.3 Xác định hàm lợng chất kiềm hoá

- Kiểm tra độ kiềm của nớc theo yêu cầu keo tụ:

Lợng vôi đa vào kiềm hoá đợc xác định theo công thức:

) 1

Trong đó:

+ Pk: Liều lợng hoá chất để kiềm hoá (mg/l)+ e: Đơng lợng của phèn không chứa nớc:

Đối với Al2(SO3) thì e = 57 (mgđl/l)

+ Pp: Liều lợng phèn dùng để keo tụ = 50 (mg/l)+ K: Hệ số đối với vôi (theo CaO) = 28 (mgđl/l)+ Kt: Độ kiềm của nớc nguồn = 3,08 (mgđl/l)

7 , 33 ) 1 08 , 3 57

50 (

=

k

Pk < 0 ⇒ Không phải kiềm hoá

II.3.3 Kiểm tra độ ổn định của nớc sau khi xử lý

Sau khi cho phèn nhôm vào để keo tụ thì độ PH của nớcgiảm, do đó khả năng nớc có tính xâm thực

II.3.3.1 Kiểm tra độ kiềm của nớc sau khi keo tụ

e

P K

io

i* = − (mgđl/l)Trong đó:

+ Ki*: Độ kiềm của nớc sau khi keo tụ

+ Kio: Độ kiềm ban đầu của nớc nguồn =3,08 ( mgđl/l)

2 , 2 57

50 08 , 3

Theo TCVN 33 – 06 , Nếu J < - 0,5: Nớc có tính xâm thực.

J > 0,5 : Nớc có tính lắng đọng.Chỉ số J đợc xác định nh sau:

J = PH0 - PHSTrong đó:

+ PH0: Độ PH của nớc sau khi keo tụ

+ PHS: Độ PH của nớc ở trạng thái bão hoà CaCO3 saukhi keo tụ

* Xác định các chỉ tiêu còn thiếu của mẫu nớc:

- Xác định lợng CO 2 của nớc sau khi keo tụ:

e

P CO

50 44 10

⇒ PHs = 2,04 - 1,6 - 1,32 + 8,76 = 7,88

⇒ J = PH 0 - PH s = 6,68 – 7,88 = - 1,2

⇒ J = 1,2 > 0,5

Kết luận: Nớc không ổn định, có hàm lợng CO2 lớn hơn giá trịcân bằng Nớc có tính xâm thực, cần phải kiềm hoá

* Xác định liều lợng vôi đa vào kiềm hoá:

+ Ta thấy pH* < pHS < 8,4, do đó hàm lợng vôi đa vào kiềmhoá đợc xác định theo công thức sau ( theo TCVN 33-06):

DK = β ì K (mg/l)Trong đó:

+ β: hệ số phụ thuộc vào J và pH0, tra biểu đồ với |J| = 1,2, pH0 = 6,68

=> β = 0,42

+ K: độ kiềm của nớc trớc khi xử lý ổn định, K = 2,2(mgđl/l)

DK = 0,42 ì 2,2 = 0,924 (mg/l)

=> 32 , 34

80

100 28 924 , 0

100

K K K

C e D

6 , 48 7 ,

100

K K K

C e d

Vậy: DK’’ (= 108,5) > DK’ (= 32,34)

⇒ Không cần xử lý ổn định nớc bằng 2 hoá chất (vôi và sôđa)

II.3.3.3 Hàm lợng cặn lớn nhất trong nớc sau khi đa hoá chất vào để kiềm hoá và keo tụ

dựng, quản lý, vận hành hệ thống cấp nớc mà còn ảnh hởng

đến chất lợng nớc sau xử lý, chọn dây chuyền công nghệ xử lýnớc dựa vào các tiêu chí cơ bản sau:

- Chất lợng của nớc nguồn

- Yêu cầu chất lợng nớc sau xử lý

- Qui mô công suất trạm cấp nớc

- Điều kiện kinh tế, kỹ thuật

Dựa trên các số liệu tính toán và khả năng phải đa hoáchất vào, ta có:

Bể lọc nhanh trọng lực

Bể chứa

n ớ c sạch

Trạm bơm cấp IIMạng l ớ i

Bể phản ứng cơ khí kết

hợ p bể lắng lớ p mỏngnghiêng (lamen)

Clo

Bể lọc nhanh trọng lực

Bể chứa

n ớ c sạch

Trạm bơm cấp IIMạng l ớ i

II.3.4.2 Đánh giá lựa chọn dây chuyền công nghệ

Với yêu cầu xử lý nớc nguồn thì đây là 2 dây chuyền hợp

lý Tuy nhiên để có một dây chuyền công nghệ hoàn chỉnh

đạt hiệu suất xử lý cao nhất, phải có sự đánh giá lựa chọn

a Ph ơng án I: Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng kết hợp bể lắng ngang thu nớc bề mặt.

* Ưu điểm:

+ Có khả năng chạy quá tải cao, hiệu quả xử lý ổn địnhkhi có sự biến động đột ngột về công suất , về chất lợngnguồn nớc thô; vận hành đơn giản

+ Ngăn tách khí bể phản ứng và bể lắng ngang có thểxây dựng hợp khối để quản lý vận hành đơn giản, dễ dàng + Xây dựng hợp khối với ngăn tách khí và bể phản ứng cólớp cặn lơ lửng nên giải pháp kết cấu đơn giản , chiều caoxây dựng thấp

+ Thi công đơn giản vì ít có những kết cấu phức tạp

* Nhợc điểm:

+ Có khối tích xây dựng công trình lớn hơn, tốn diệntích, hiệu quả xử lý thấp hơn, không đIều chỉnh đợc cờng độkhuấy trộn trong bể phản ứng

+ Giảm đợc lợng hoá chất sử dụng trong quá trình xử lý + Bể phản ứng cơ khí có khả năng đIều chỉnh cờng độ khuấy trộn theo ý muốn nên thời gian hoà trộn ngắn và tăng hiệu quả của quá trình khuấy trộn.

+ Mức độ cơ giới hoá cao nên giảm bớt sức lao động của công nhân

* Từ những so sánh trên ta lựa chọn dây chuyền công nghệ

+ Với công suất Q = 36 000 (m3/ngđ), ta sử dụng hoà trộnphèn bằng cơ giới kết hợp khí nén.

+ Để quá trình keo tụ có hiệu quả, phèn phải đợc pha đềuvào nớc cần xử lý với liều lợng chính xác trong thời gian ngắnnhất Do việc định lợng phèn và pha chế phèn khô trực tiếp vàonớc khá phức tạp nên ta chọn phơng pháp pha thành dung dịchtrớc khi cho vào nớc là có hiệu quả nhất

Cờng độ khí nén trong bể hoà phèn Ukn =10 (l/s-m2)

Cờng độ khí nén trong bể tiêu thụ Ukn = 5 (l/s-m2)

Để phân phối khí dùng ống đục lỗ bằng vật liệu chịu đợc axitnên ta dùng ống nhựa có khoan hai hàng lỗ so le nhau hớngxuống phía dới tạo với phơng đứng một góc 45°

Tốc độ không khí trong ống v = 15 (m/s)

Tốc độ không khí qua lỗ v = 25 (m/s)

Đờng kính lỗ d =3 (mm)

3 4 5

P

n

Q

(m3)Trong đó:

50 10 1500

d Tính toán bể tiêu thụ:

Sơ đồ cấu tạo chung bể tiêu thụ phèn:

b

b W

(m3)

Trong đó:

Wt: dung tích bể tiêu thụ (m3)

Wh: dung tích bể hoà phèn (m3)

bn: nồng độ dung dịch hoá chất trong bể hoà phèn

bt = 5%: nồng độ dung dịch hoá chất trong bể tiêu thụ

Wt =

5

10 5 ,

= 15 (m3)

Ta thiết kế 2 bể, mỗi bể có dung tích: WT = 2,5 ì 2,0 ì 1,5 =7,5 (m3)

Lấy chiều cao an toàn ở hai bể là: 0,4 (m)

e Chọn máy quat gió và tính toán ốmg dẫn khí:

+ Có 2 bể hoà trộn làm việc đồng thời Tổng diện tích của 2

bể là:

2 ì 2,5 ì 1,5 = 7,5 (m2)+ Lu lợng gió phải thổi thờng xuyên vào bể hoà trộn tính theocông thức:

Qh = 0,06 ì W ì F = 0,06 ì 10 ì 7,5 = 4,5 (m3/ph)

+ Có 2 bể tiêu thụ làm việc, diện tích tổng cộng của 2 bể là :

2 ì 2,5 ì 2,0 = 10 (m2)+ Lu lợng gió cần thiết trong bể tiêu thụ là :

Qt = 0,06 ì W ì F = 0,06 ì 5 ì 10 = 3,0 (m3/ph)

+ Tổng lu lợng gió đa vào 2 bể tiêu thụ và bể hoà trộn là:

Qgió = Qh + Qt = 4,5 + 3,0 = 7,5 (m3/ph)Chọn máy quạt gió (1 máy làm việc, 1 máy dự phòng) ứng với Q

= 7,5 (m3/ph)

+ Đờng kính ống gió chính:

Dc =

v π

125 , 0 4

ì

ì

= 10,19 (m/s) nằm trong phạm vi tốc độ cho phép ( qui phạm 10 ữ

15 m/s)

+ Đờng kính ống dẫn gió đến thùng hoà trộn:

Dh =

v π

075 , 0 4

075 , 0 4

Qnh =

3 2

075 , 0

ì = 0,0125 (m3/s) = 12,5 (l/s)

Dnh =

15 π

0125 , 0 4

ì

4

003 , 0 14 ,

Q

25

0125 ,

+ Số lỗ trên môt nhánh: n =

l

l f

F

= 64

10 7

10 5

f Cấu tạo thiết kế:

Bể hoà trộn thiết kế có tờng đáy ngiêng so với mặt phẳngngang một góc 45°

Bể tiêu thụ thiết kế đáy có độ dốc 0,005 về phía ống xả

Đờng kính ống xả cặn của bể hoà phèn là D = 150 (mm)

Đờng kính ống xả cặn của bể tiêu thụ là D = 100 (mm)

Sàn đỡ phèn trong bể hoà trộn phải đặt ghi để có thể tháo dỡ

đợc, khe hở giữa các ghi là 15 (mm)

Mặt trong và đáy bể hoà trộn cũng nh bể tiêu thụ phải đợcphủ một lớp ximăng chống axit hoặc ốp gạch men chịu axit.Bơm dung dịch phèn dùng ejector hoặc bơm chịu axit

Các đờng ống dẫn phèn phải làm bằng vật liệu chịu axit.

Kết cấu ống dẫn hoá chất phải bảo đảm xúc rửa nhanh

Thiết kế ống tự chảy từ bể hoà phèn đến bể tiêu thụ

g Thiết bị định lợng

Thiết bị định lợng có nhiệm vụ điều chỉnh tự động lợngphèn cần thiết để đa vào nớc cần xử lý theo yêu cầu quản lý.Lắp đặt 2 máy bơm định lợng phèn (1 công tác, 1 dựphòng) có thông số kỹ thuật:

- Lu lợng dung dịch phèn 5% cần thiết đa vào nớc trong 1 h:

II.4.1.2 Thiết bị pha chế định lợng và dự trữ vôi

+ Liều lợng vôi cần đa vào là:

,

= 1164,24 (kg/ngđ) = 1,17 (T/ngđ)

⇒ Do đó ta sử dụng vôi ở dạng vôi sữa để làm ổn định nớc

Sơ đồ cấu tạo thiết bị pha chế vôi sữa:

- má y bơm định l ợ ng 6

- gầu xúc v ôi t ôi 5

- má y k huấy 4

- bể pha vôi sữa 3

- l ồng đựng vôi cục 2

)/(5,1)/(15005

1000

10050

15001000

3 h m h

l p

a Q

Vôi cục đợc tôi trong các bể thành vôi sệt, sau đó dùng gầu ngoạm vận chuyển bằng cẩu palăng đa vào các bể có đáy

hình côn và có lắp máy khuấy cơ khí để pha loãng thành vôi sữa Sau mỗi lần pha, mở van xả ở đáy hình côn và cho cặn cha tôi chảy vào rọ thép, rồi dùng palăng đa rọ này ra ngoài x-ởng

a Xác định lợng vôi trong bể tôi vôi

Bể tôi vôi thờng có dung tích đủ cho 30 ữ 45 ngày tiêu thụcủa nhà máy và đợc chia làm nhiều ngăn để tiện việc thau

rửa Thông thờng 1 (tấn) vôi cho từ 3 đến 3,5 (m3) nớc Lợng vôitrong bể phải đủ cho dự trữ 30 ngày đợc xác định theo côngthức sau:

66 , 43 1

80 10000

30 34 , 32 36000

10000

.

x P

n D Q

Trong đó: + n: Số ngày sử dụng, n = 15 (ngày)

+ Q: Công suất trạm xử lý nớc, Q = 36000 (m3/ngđ)

+ Dv: Lợng vôi cần để ổn định, Dv = 32,34 (mg/l)

+ P: Tỷ lệ lợng vôi CaO3 tinh khiết trong vôi cục,

b Dung tích bể pha chế vôi sữa đợc tính theo công thức

WV =

γ b

.

10

L

bV: Nồng độ dung dịch vôi sữa, bV = 5%

DV: liều lợng vôi đa vào, DV = 0,97 (g/m3)

γ: Là tỷ trọng của dung dịch, γ = 1 (T/m3)

⇒ WV =

1 5 10

34 , 32 8 1500

ì

c Cấu tạo bể pha chế vôi sữa

Khuấy trộn bằng máy trộn cánh quạt, tính toán nh sau:

Bể đợc thiết kế hình tròn, đờng kính của bể phải lấy bằngchiều cao công tác của bể d = h

4 76 ,

7 ì ≈ 2,15 (m)

Chọn số vòng cánh quạt là 40 vòng/phút (Quy phạm ≥ 40vòng/phút), chiều dài cánh quạt lấy bằng 0,45 đờng kính bể(Quy phạm = 0,4ữ0,5d)

Lcq = 0,45ìd = 0,45ì2,15 ≈ 0,97 (m)

Chiều dài toàn phần của cánh quạt là: 1,94 (m)

Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế 0,15 (m2) cánh quạt/1m3 vôi sữa trong bể

(Quy phạm = 0,1ữ0,2m2)

Fcq = 0,15ì7,76 = 1,16 (m2)

Chiều rộng mỗi cánh quạt: bcq =

94 , 1 2

16 , 1

Công suất động cơ để quay cánh quạt lấy là: 3,0 kW

Dùng bơm định lợng (1 làm việc, 1 dự phòng) để đa vôi sữa vào nớc

Công suất của bơm định lợng:

) / ( 323 ) / ( 323 , 0 24

76 ,

h l h

m n

W Q

Đối với trạm xử lý nớc có công suất vừa và lớn thì lợng phèn phải

dự trữ để đủ sử dụng trong 15 ngày

Lợng phèn khi tiêu thụ trong 15 ngày đợc tính nh sau:

- b: Tỷ lệ phèn tinh khiết trong phèn khô, ở Việt nam tỷ

lệ phèn tinh khiết trong phèn khô là: 35 ữ 55%, lấy b = 50%(tính theo sản phẩm không ngậm nớc)

50 10000

50 000 36

T P Q F

- α : Hệ số tính đến diện tích đi lại và thao tác trongkho, lấy α = 1,3

- b : Tỷ lệ phèn tinh khiết trong phèn khô, ở Việt nam tỷ

lệ phèn tinh khiết trong phèn khô là: 35 ữ 55%, lấy b = 50%(tính theo sản phẩm không ngậm nớc)

- h : Chiều cao cho phép của lớp hóa chất Với phèn

nhôm cục ta có h = 2 (m)

- T : Thời gian giữ hóa chất T = 15 ngày

) ( 32 1 , 1 2 50 10000

3 , 1 15 50 000 36 10000

2

G h b

T P Q F

66 ,

) ( 2 , 17 1 , 1 5 , 1 80 10000

3 , 1 15 34 , 32 000 36 10000

2

G h b

T D Q F

Để thuận tiện cho quản lý và vận hành toàn bộ hệ thống phavôi và phèn ta sắp xếp chung vào một nhà kho, trong bố trícửa để xe vận chuyển hoá chất vào thuận tiện Các máy bơm

đặt chung vào 1 buồng

II.4.2 Bể trộn đứng

Do trong dây chuyền công nghệ xử lý có sử dụng vôi sữa

để kiềm hóa nớc nên ta sử dụng bể trộn đứng thu nớc bằngmáng Vì chỉ có bể trộn đứng mới đảm bảo giữ cho các phần

tử vôi ở trạng thái lơ lửng làm cho quá trình hòa tan vôi đợcdiễn ra triệt để

a Sơ đồ cấu tạo chung bể trộn đứng

- má ng t hu n ớ c 5

- ống dẫn hóa c hất 4

- ống x ả 3

- ống đ a n ớ c sang bể phản ứng 2

1 - ống dẫn n ớ c nguồn

Bể t r ộn đứng t hu n ớ c bằng máng

Thiết kế bể trộn đứng có dạng mặt bằng là hình vuông, phần dới có cấu tại hình tháp với góc ở đáy α = 30 ữ 40o, chọn α

= 40o

Bể trộn đứng làm việc theo nguyên tắc sau:

Nớc đa vào xử lý đợc đa từ dới lên, với tốc độ dòng nớc đa vàodới đáy lúc ra khỏi ống là 1 ữ 1,5 (m/s) Với tốc độ này sẽ không tạo nên dòng chảy rối, làm cho nớc trộn đều với dung dịch chất phản ứng Tốc độ ở chỗ thu nớc phía trên là 25 (mm/s)

b Xác định cấu tạo của bể trộn đứng

Diện tích tiết diện ngang ở phần trên của bể trộn tính vớivận tốc nớc dâng vd = 25 mm/s = 0,025 m/s (theo TCN 33-06):

) ( 7 , 16 025 , 0 60 60 24

v

Q F d

Xây dựng bể hình vuông, chiều dài mỗi cạnh là:

bt = 8 , 35 = 2 , 9 (m) Chọn bt = 3 (m)Chọn đờng kính ống dẫn nớc vào bể d = 450 mm

Đờng kính ngoài của ống dẫn nớc sẽ là 470 mm

ứng với Q = 208,5 (l/s) thì v = 1,22 (m/s) tức là nằm trongvận tốc cho phép theo TCN 33-06 từ 1 ữ 1,5 (m/s)

Diện tích đáy bể, chỗ nối với ống dẫn sẽ là: fđ = 0,47 ì 0,47

= 0,22 (m2)

Chọn góc hình nón α = 400, thì chiều cao phần hình tháp(phần dới bể) sẽ là:

2

40 cot 47 , 0 3 2

1 2

40 cot 2

m g

g b

b

h d = ì t − d ì = ì − ì ≈

Thể tích phần hình tháp của bể trộn đợc tính theo côngthức sau:

( )3 33 , 12

22 , 0 9 22 , 0 9 48 , 3 3 1 3 1

m W

W

f f f f h W

d d

d t d t d d

≈

⇒

ì + +

5 , 1 1500

Chiều cao phần trên của bể: ( )m

f

W h t

t

9

42 ,

Dự kiến thu nớc bằng máng vòng có lỗ ngập trong nớc Nớc chảy trong máng đến chỗ ống dẫn nớc ra khỏi bể theo 2 hớng ngợc chiều nhau, vì lu lợng nớc tính trong máng sẽ là:

375 2 2

174 , 0 3600 6

, 0

m

3 , 0

174 ,

21 , 0 2 3600 1

l V

0013 , 0 4

04 , 0 14 , 3

21 , 0

≈

=

Các lỗ đợc bố trí ngập trong nớc 70 mm (tính đến tâm lỗ).Chu vi phía trong của máng là: Pm = 4 ì bt = 4 ì 3 = 12 (m)Khoảng cách giữa các tâm lỗ:

) ( 07 , 0 162

12

m n

P

e= m = ≈

Khoảng cách giữa các lỗ:

e - dl = 0,07 - 0,04 = 0,03 (m)Với Q = 208,3 l/s chọn đờng kính ống dẫn sang ngăn táchkhí D = 500 mm có V = 0,99 (m/s) (theo quy phạm là 0,8 ữ 1m/s)

II.4.3 Tính toán bể lắng Lamen kết hợp bể phản ứng cơ khí

II.4.3.1 Bể phản ứng cơ khí

Vách ngăn Máy khuấy

Chọn bể phản ứng tạo bông cơ khí dùng cánh khuấy tuabintrục đứng,

4 cánh nghiêng 450, quạt nớc xuống đáy bể để xới và tải cặnlắng đọng ở đáy khi động cơ phải ngừng hoạt động

Nhiệt độ nớc t =230C, thời gian keo tụ T= 20 phút Cờng độkhuấy 3 bậc:

G1 = 70, G2 = 50, G3 = 30

= 250,2 (m3) Chọn chiều sâu mực nớc trong bể: H = 3,2 (m)

Chiều sâu bể là: 3,5 m (tính cả chiều cao bảo vệ 30 cm) Diện tích bể:

2 , 3

2 ,

Cách bố trí máy ,tấm chắn và kích thớc bể xem hình

Thể tích nớc khuấy trộn của 1 máy:

V= 3,6 ì 3,6 ì 3,2 = 41,47 (m3)a) Công suất tiêu thụ cần thiết của máy khuấy bậc 1:

) / (

G

P= à

Trong đó:

P: Công suất của máy khuấy (J/s)

G: Cờng độ khuấy trộn cần thiết, G = 70

à: Độ nhớt động lực của nớc, đối với nớc ở t = 230C ta có à =0,001 (Ns/m2)

V: Thể tích khuấy trộn, V = 41,47 (m3)

) ( 203 , 0 ) / ( 2 , 203 47 , 41 001 , 0 ) 70

Chọn máy khuấy đờng kính D =1 (m), tuabin 4 cánh nghiêng

450 hớng xuống dới.Vòng quay của động cơ:

3 1

5 vg s D

K

P n

n: Số vòng quay trong 1 giây (vg/s)

P: Năng lợng cần thiết, P = 203,2 (W)

K: Hệ số sức cản của nớc

Đối với tuabin 4 cánh nghiêng 450 ta có K = 1,08

ρ: Khối lợng riêng của chất lỏng, ρ = 1000 (kG/m3)

D: Đờng kính cánh khuấy, D = 1,0 (m)

)/(4,34)/(573,01

100008

,1

2,

203 , 0

kW

P

N = = ≈ η

b) Công suất tiêu thụ cần thiết của máy khuấy bậc 3:

P=G2 à V(kW)

Trong đó:

P: Công suất của máy khuấy (J/s)

G: Cờng độ khuấy trộn cần thiết, G = 30

à: Độ nhớt động lực của nớc, đối với nớc ở t = 230C ta có à =0,001 (Ns/m2)

V: Thể tích khuấy trộn, V = 41,47 (m3)

) ( 0373 , 0 ) / ( 32 , 37 47 , 41 001 , 0 ) 30

Chọn máy khuấy đờng kính D = 1 (m), tuabin 4 cánh nghiêng

450 hớng xuống dới Vòng quay của động cơ:

)/(

3 1

5 vg s D

K

P n

Trong đó:

n: Số vòng quay trong 1 giây (vg/s)

P: Năng lợng cần thiết, P = 37,32 (W)

K: Hệ số sức cản của nớc

Đối với tuabin 4 cánh nghiêng 450 ta có K = 1,08

ρ: Khối lợng riêng của chất lỏng, ρ = 1000 (kG/m3)

D: Đờng kính cánh khuấy, D = 1,0 (m)

)/(5,19)/(32,01

100008

,1

32,

0373 , 0

kW

P

N = = ≈ η

Máy khuấy thiết kế với hợp số 3 nấc vòng quay:

600

Chiều cao khối trụ lắng: H = l ì sinα = 1 ì 0,866 = 0,866(m)

Với hàm lợng cặn Cmax = 464 (mg/l), nớc đục và xử lý bằngphèn, trong bể lắng lớp mỏng chọn uo = 0,25 (mm/s).

Công suất nớc đi vào bể lắng: Q = 36000 (m3/ngđ) = 0,417(m3/s)

Diện tích mặt bằng cần thiết của bể lắng:

Q u

W: Khoảng cách giữa các khối trụ, W = 0,05 (m)

H: Chiều cao khối trụ lắng, H = 0,866 (m)

α: Góc nghiêng giữa khối trụ với đáy bể, α= 600

Diện tích mặt bằng bể lắng:

) ( 188 ) ( 21 , 187

5 , 0 05 , 0 5 , 0 866 , 0

05 , 0 10

5 , 2

417 , 0 cos

cos

2 2

2 4

2 0

m m

F

x W

H

W u

Q F

≈

=

⇒

ì +

ì

ì

= +

417 , 0 cos

cos

4 2

W H

W F

Q

ì

= +

ì

=

α α

- Vận tốc nớc chảy trong ống lắng: