Đồ án Xử lý nước ngầm công suất 5000 m3ngđ

Đồ án Xử lý nước cấp nước ngầm với công suất 5000 m3ngđ. Tống 58 trang. Khu vực thiết kế có mặt bằng khu đất xây dựng nhà máy xử lý nước có đường đồng mức cách nhau 1m (hoặc cho cao độ san nền). Công suất thiết kế: 5000m3ng.đ Nguồn cung cấp nước: nước ngầm Mặt bằng khu đất xây dựng nhà máy nước số 6 Hướng gió chủ đạo trong năm: hướng Tây Chất lượng nước nguồn: số 23 Yêu cầu chất lượng nước sạch sau xử lí: đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh đối với nước dùng cho ăn uống và sinh hoạt theo các quy định hiện hành.

mà còn là trách nhiệm của toàn xã hội

Nước là nguồn tài nguyên vô tận mà thiên nhiên ban tặng cho con ngừơi, songnguồn nước sạch thì ngày càng khan hiếm vì bị nhiễm bẩn từ hoạt động sống và làmviệc của con người gây ra Vì vậy vấn đề nước sạch và vệ sinh môi trường nói chung

và vấn đề cung cấp đầy đủ nước cho nhân dân nói riêng cần giải quyết một cách tốtnhất Trước tình hình đó thì môn học “Xử lý nước cấp” hình thành, với ý nghĩa là mộtcông cụ khoa học, kỹ thuật và biện pháp xử lý nước một cách tốt nhất

Sau khi học môn học “Xử lý nước cấp”, để cho chúng em hiểu rõ hơn về các vấn

đề thì Cô giáo đã cho chúng em thực hiện đồ án môn học này Được sự hướng dẫn tậntình của Cô cùng với sự cố gắng của bản thân Em đã hoàn thành xong đồ án môn họcnày Em kính mong có được sự góp ý của Cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn

1

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP VỚI CÔNG SUẤT 5000 M3/NGĐ 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC THIẾT KẾ 4

1.1 Điều kiện tự nhiên, địa hình 4

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 5

2.1 Xác định các thông số còn thiếu 5

2.1.1 Trước khi làm thoáng 5

2.1.1.1 Xác định hàm lượng muối: 5

2.1.1.2 Xác định hàm lượng CO2 hòa tan: 5

2.1.1.3 Kiểm tra độ cứng 6

2.1.2 Các thông số sau khi làm thoáng 6

2.1.2.1 Hàm lượng CO2 6

2.1.2.2 Độ kiềm 6

2.1.2.3 Độ pH 6

2.2 Kiểm tra sự ổn định của nước 7

2.3 Đề xuất các phương án xử lý nước 7

2.3.1 Cơ sở lựa chọn dây chuyền công nghệ 7

2.3.2 Các phương án lựa chọn 7

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH 10

A Phương án 1 10

3.1 Tính toán các công trình chính 10

3.1.1 Giàn mưa 10

3.1.2 Bể lắng đứng tiếp xúc 16

3.1.3 Bể lọc nhanh trọng lực 20

3.1.4 Sân phơi vật liệu lọc: 32

3.1.5 Tính toán khử trùng nước 33

3.1.6 Bể chứa nước sạch 35

3.1.7 Hồ lắng bùn 37

B Phương án 2 39

3.2.1 Bể lọc tiếp xúc: 39

3.2.2 Hồ lắng bùn 49

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC 53

2

4.1 Bể chứa nước sạch 53

4.2 Bể lọc nhanh trọng lực 54

4.3 Bể lọc tiếp xúc: 54

4.4 Giàn mưa: (cho phương án 2) 54

4.5 Bể lắng đứng tiếp xúc 55

4.4 Giàn mưa: (cho phương án 1) 55

LỜI CẢM ƠN 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

3

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP VỚI CÔNG SUẤT 5000 M 3 /NGĐ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC THIẾT KẾ 1.1 Điều kiện tự nhiên, địa hình

- Khu vực thiết kế có mặt bằng khu đất xây dựng nhà máy xử lý nước có đường đồngmức cách nhau 1m (hoặc cho cao độ san nền)

- Công suất thiết kế: 5000m 3 /ng.đ

- Nguồn cung cấp nước: nước ngầm

- Mặt bằng khu đất xây dựng nhà máy nước số 6

- Hướng gió chủ đạo trong năm: hướng Tây

- Chất lượng nước nguồn: số 23

- Yêu cầu chất lượng nước sạch sau xử lí: đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh đối với nướcdùng cho ăn uống và sinh hoạt theo các quy định hiện hành

1.2 Chất lượng nước nguồn

So sánh các chỉ tiêu chất lượng nước với QCVN 01-1:2018/BYT => đáp ứng được các

yêu cầu để dùng làm nguồn nước cấp

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

• ƩAe-: tổng hàm lượng các ion âm không kể HCO3-, SiO32-(mg/l)

ƩAe-= [SO42-] + [Cl-] + [NO2-]

= 15 + 12 + 0,5 = 27,5 (mg/l)

• [Fe 2+ ]: hàm lượng ion Fe2+ có trong nước nguồn, [Fe2+] = 6 (mg/l)

• [HCO 3 - ]: hàm lượng ion HCO3- có trong nước nguồn,

[HCO 3 - ] = 195 (mg/l)

• [SiO 3 - ]: hàm lượng ion SiO3- có trong nước nguồn,

[SiO 3 2- ] = 0 (mg/l).

Vậy, tổng hàm lượng muối là:

P = [Na+] + [K+] + [Ca2+ ]+ [Mg2+] + [NH4+] + [SO42-] + [Cl-] + [NO2-] +

1,4[Fe2+ ]+ 0,5[HCO3-] + 0,13[SiO32-]

= 86,22 + 27,5 + 1,4.6 + 0,5  195 + 0,13  0 = 219,62 (mg/l)

2.1.1.2 Xác định hàm lượng CO 2 hòa tan:

Dựa vào biểu đồ mối quan hệ Ki, pH, to, P (Hình 6.2 – TCVN 33-2006)

Với pH = 7

Nhiệt độ 28 oC

Độ kiềm Ki0 = 3,2 (mgđlg/l)

Tổng hàm lượng muối hòa tan P = 219,62 (mg/l)

Tra biểu đồ Langlier ta tìm được lượng CO2 tự do [CO2] = 26,5 mg/l

Các chỉ tiêu khác nằm trong giới hạn cho phép đối với nước dùng cho ăn uống, sinhhoạt

5

2.1.1.3 Kiểm tra độ cứng

Ctp = + = + = 3,6 (mg/l)

Đúng với thông số đã cho

HCO3

Độ kiềm ban đầu trong nước:

Ki = = = 3,2 (mgđlg/l)

Đúng với thông số đề đã cho

Vì Độ kiềm < Tổng độ cứng (3,2 < 3,6)

=> Độ cứng cacbonat = Độ kiềm = 3,2 (mgđlg/l)

Đúng với thông số đã cho

2.1.2 Các thông số sau khi làm thoáng

- Nước nguồn là nguồn nước ngầm có hàm lượng sắt Fe2+ = 6 mg/l, công suất tính toáncủa nhà máy nước 5000 m3/ngđ nên sơ bộ dùng phương pháp làm thoáng tự nhiên(giàn mưa) để xử lý nước

- Khi làm thoáng bằng giàn mưa theo TCXDVN 33-2006 có thể giảm 75-80%

lượng CO2

Chọn a=0,75 - Lượng CO2 sau khi làm thoáng:

[CO2]* = [CO2]0(1-a)+1,6[Fe2+]= 26,5  (1-0,75) + 1,6  6=16,225 (mg/l)

2.1.2.2 Độ kiềm

- Để oxy hóa và thủy phân 1 mg Fe2+ thì tiêu thụ 0,143 mg O2 đồng thời tăng 1,60

mg CO2 và độ kiềm giảm 0,036 mgđg/l

- Ki * = Ki0 – 0,036[Fe 2+] = 3,2 – 0,036  6 = 2,984 mgđlg/l > 1 mgđlg/l

2.1.2.3 Độ pH

- Dựa vào biểu đồ mối quan hệ Ki, pH, t0, P (Hình 6.2-TCVN 33-2006)

- Làm thoáng tự nhiên: Với nhiệt độ 280C, P = 219,62 (mg/l); Ki * = 2,984

mgđlg/l,

[CO2] = 16,225 mg/l => pH1= 7,15

Sau khi làm thoáng hàm lượng cặn trong nước là:

C * max = C 0

max + 1,92[Fe 2+] + 0,25M (mg/l)

Trong đó:

6

o C0 max là hàm lượng cặn nước nguồn = 10 mg/l.

o M là độ màu của nước (Thang màu Pt/Co) = 11 độ

pHs = f1(t) - f2(Ca2+) - f3(K) + f4(P)

= f1(28) - f2(60,12) - f3(2,984) + f4(220,12)

= 1,94 – 1,78 – 1,47 + 8,7785 = 7,4685

- Làm thoáng tự nhiên: J= |pH0-pHS| = |7,15 -7,4685| = 0,3185 => Nước ổn định

2.3 Đề xuất các phương án xử lý nước

2.3.1 Cơ sở lựa chọn dây chuyền công nghệ

Dựa vào các cơ sở sau:

Phương án 1(Hạnh) Phương án 2 (Hằng)

– –

– Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ 1.

Nước ngầm được bơm lên qua hệ thống làm thoáng ống dẫn nước phân phốiđều trên giàn mưa Tại đây nước nhiễm sắt (Fe2+) khi tiếp xúc với oxy sẽ bị oxyhóa thành Fe3+, sau đó thủy phân thành Fe(OH)3 ít tan Nước được đưa qua bểlắng tiếp xúc, ở đây cặn có trọng lượng riêng lớn lắng xuống dưới đáy được đưa

về bể hồ lắng bùn Nước từ bể lắng đưa qua bể lọc nhanh và được phân phốiđều vào bể lọc bằng máng phân phối Bể lọc có nhiệm vụ giữ lại các hạt cặnnhỏ và vi khuẩn mà bể lắng không giữ được Vật liệu lọc là cát thạch anh vàcát, đường kính hạt từ 0.7-1.6 mm Nước sau khi qua lớp vật liệu lọc được thuvào hệ thống ống thu nước lọc và đưa đến bể chứa Trên đường ống qua bểchứa được khử trùng bằng clo để đảm bảo tiêu chuẩn nước cấp cho ăn uốngsinh hoạt Các bể được thau rửa theo định kỳ

– Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ 2

Nước ngầm qua trạm bơm cấp I được dẫn lên giàn mưa và được phân phối đều thông qua hệ thống máng răng cưa, sau đó rơi đều xuống, tiếp xúc với lớp vật liệu tiếp xúc, tại đây nước được chia nhỏ dần qua các lớp vật liệu tiếp xúc, tạo điều kiện cho oxy hòa tan vào nước, oxy hóa Fe2+ thành Fe3+, tạo thành các hyđroxit kết tủa dễ lắng đọng, đồng thời khử khí CO2, H2S…có trong nước Nước tiếp tục được đưa sang bể lọc tiếp xúc, lúc này quá trình oxy hóa và thủy phân sắt diễn ra hoàn toàn, đồng thời bể lọc giữ một phần bông cặn nặng trước

Bể chứa nước sạch Trạm bơm II MLCN

Nước ngầm Nước ngầm

Giàn mưa Giàn mưa

Bể lọc tiếp xúc Bể lắng đứng tiếp xúc

8

khi sang bể lọc nhanh trọng lực Nước từ bể lọc tiếp xúc sang bể lọc nhanh trọng lực, các hạt cặn lơ lửng trong nước có kích thước lớn hơn kích thước các

lỗ rỗng tạo ra giữa các hạt vật liệu lọc thì đều được giữ lại, các hạt keo sắt, keo hữu cơ gây ra độ đục và độ màu, có kích thước nhỏ hơn nhiều lần kích thước các lỗ rỗng nhưng có khả năng kết dính và hấp thụ lên bề mặt hạt lớp vật liệu lọc nên vẫn được giữ lại Nước từ bể lọc nhanh theo đường ống sang bể chứa nước sạch Sau đó qua trạm bơm cấp II cung cấp cho mạng lưới

- Phân tích lựa chọn dây chuyền:

thất thủy lực trong bể thấp

Nước từ dưới lên đi qua lớp vật liệu lọc gây tổn thất thủy lực lớn

vì hợp khối với giàn mưa

Tốn nhiều diện tích xây dựng vì giàn mưa xây cao

phí xây dựng

Thi công phức tạp, tốn nhiều chi phí xây dựng

xử lý nước với công suất 5000 m3/ngđ

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH.

A Phương án 1

Xác định công suất thực cần xử lý

QXL = QML  C = 5000  1,1 = 5500 m3/ngđ = 5500/24 = 229,17 m3/h

Trong đó:

o Q: Công suất thiết kế của trạm - Q = 5000 m3/ngđ

o C là hệ số kể đến lượng nước dùng cho bản thân nhà máy - C = 1,1

9

Mn trong nước nguồn.

Nước nguồn được bơm trực tiếp lên giàn mưa và được phân phối đều qua hệthống máng phân phối, nước tiếp tục được chia nhỏ sau khi qua sàn tung nước, qua lớpvật liệu tiếp xúc và được thu lại phân phối đều cho các bể lắng tiếp xúc

3.1.1.2 Cấu tạo của giàn mưa

+ Hệ thống thu thoát khí và ngăn nước

3.1.1.3 Hệ thống phân phối nước

a Kích thước của giàn mưa

+ Công suất của trạm:

o F: Diện tích mặt bằng tiếp xúc của dàn mưa (m2)

o Q: Lưu lượng nước cần xử lý (m3/h)

o qm: Cường độ mưa lấy từ 10-15 (m 3/m2.h)

(Nguồn: Ðiều 6.246, trang 95, TCXD33:2006) Chọn qm = 14 (m3/m2.h)

Diện tích giàn mưa: F = = 16,37 (m2) Chọn F = 16,4 m2

Để thu nước được nhiều không khí, chọn thiết kế dàn mưa bằng cách chia giàn mưa ra làm 3 ngăn, diện tích mỗi ngăn là:

10

f = = = 5,5 (m2)

Trong đó:

o f: diện tích mỗi ngăn (m2)

o n: số ngăn thiết kế chọn 3 ngăn

 Diện tích mỗi ngăn: B x L= 2,2m  2,5m

+ Tổng diện tích bề mặt tiếp xúc:

F tx =

Trong đó:

o G: lượng CO2 tự do phải khử (kg/h)

o k: hệ số khử khí Chọn vật liệu tiếp xúc là than cốc với đường kính 24mm, với

nhiệt độ là 28 0C thì tra biểu đồ hình 2.51 (Bài giảng XLNC Nguyễn Lan

o Cđ hàm lượng CO2 tính toán ứng với pH = 7; K = 3,2; P = 219,62; t = 28 0C

Tra biểu đồ hình 6.1[1] ta được: Cđ = 26,5 (mg/l)

o 1,64: lượng CO2 tự do tách ra khi thủy phân 1mg sắt của nước nguồn(mg/l).

o Ct: nồng độ CO2 tính toán ứng với độ pH=7,5 và độ kiềm của nước nguồn.

C t = C bđ x β x γ (mg/l)

Trong đó:

+ Cbđ: nồng độ CO2 tự do ứng với pH và độ kiềm của nước nguồn ở 200C

Tra biểu đồ hình 6.1[1] ứng với pH = 7; K = 3,2; P = 219,62; t = 200C

ta được Cbđ = 30 (mg/l)

+ β: hệ số kể đến lượng muối hòa tan, tra bảng 2.18[2]

Lượng muối trong

11

Vậy lượng CO2 phải khử là: G = = 2,07 (kg/h)

Lực động trung bình của quá trình khử : Ctb= t

t

C C

C C

max

max

lg2300

o F: diện tích tiết diện ngang của dàn mưa (m2), F = 16,4 m2

Chọn chiều cao lớp tiếp xúc ở mỗi sàn là h = 0,3m (qui phạm: 0,3 ÷ 0,4m).Vậy mỗi giàn mưa có = 1,1 Chọn 1 lớp vật liệu tiếp xúc

12

Thiết kế giàn mưa có 3 tầng, mỗi tầng 1 ngăn, chiều cao của ngăn thu nước là 0,3

m Mỗi ngăn có 1 lớp vật liệu tiếp xúc dày 0,3 m, và cách nhau 0,8 m

Chiều cao từ hệ thống phân phối nước đến sàn tung nước là 0,6 m Sàn thu nướcđặt dưới sàn mưa, có độ dốc là 0,02 - 0,05 về phía ống dẫn nước sang bể lắng Khoảngcách từ lớp vật liệu tiếp xúc đến mép trên ngăn thu nước là 0,8 m

Vậy chiều cao tổng cộng của một giàn mưa là: 0,3  3 + 0,8  3 + 0,3 + 0,6 = 4,7m

Lưu lượng nước lên mỗi ngăn của giàn mưa là:

Q = = = 76,39 (m3/h) = 0,021 (m3/s)

b Tính toán hệ thống ống phân phối nước.

Dùng hệ thống giàn ống phân phối Nước được bơm lên với vận tốc chảy trong ốngdẫn nước vào ống chính 0,8 ÷ 1,2m/s, chọn vc = 0,9 m/s

+ Đường kính ống dẫn nước: Dc = = = 0,172 (m)

 Chọn ống dẫn nước bằng thép có đường kính Dc = 175 mm

Đường kính ngoài của ống chính Dc =175 mm, tra bảng 1[ Bảng tính toán thủy

lực Nguyễn Thị Hồng] ta được đường kính ngoài: 180 mm

Kiểm tra vận tốc thực trong ống: vc = = = 0,87 (m/s) ( thỏa ĐK)

Giàn ống phân phối trong giàn mưa có cấu tạo tương tự như hệ thống phân phối nướcrửa lọc có trở lực lớn ở bể lọc nhanh

+ Tốc độ nước chảy trong ống chính 1÷1,2 (m/s) và trong ống nhánh là 1,6 ÷ 2(m/s)

+ Khoảng cách giữa các trục của ống nhánh 0,25 – 0,35 m Khoảng cách giữacác tim lỗ 0,15 – 0,2 m

+ Chọn vận tốc trong ống chính: vc = 1,2 (m/s)

 Đường kính ống chính: Dc = = = 0,127 (m)

Đường kính trong của ống chính Dc = 150 mm, tra bảng 1 [ Bảng tính toán thủy lực

Nguyễn Thị Hồng] ta được đường kính ngoài 168 mm.

=> Vận tốc thực trong ống: vc = = = 1,18 (m/s) (Thỏa ĐK)

13

+ Đường kính ống dẫn nước sang bể lắng: Dl = = 0,141 (m)

 Chọn đường kính ống dẫn nước sang bể lắng: Dl = 150 mm, dùng ống thép

 Vận tốc thực trong ống: vc = = = 1,18 (m/s) (Thỏa ĐK)

c Các bộ phận khác

Cửa chớp dùng để thu khí trời, đuổi CO2, đồng thời đảm bảo nước không bắn rangoài Cửa chớp làm bằng bêtong cốt thép dày 25 mm, rộng 200 mm, góc nghiênggiữa cửa chớp với mặt phẳng nằm ngang là 450 Khoảng cách giữa 2 cửa kế tiếp là 200

14

mm Các cửa chớp được bố trí xung quanh trên toàn bộ chiều cao của giàn mưa nơi có

bề mặt tiếp xúc với không khí

Sàn tung: làm bằng ván gỗ rộng 20 cm, đặt cách nhau 10 cm, nằm dưới hệthống phân phối nước 0,6 m

Sàn đổ vật liệu tiếp xúc: nằm dưới sàn tung, Sàn làm bằng bê tông đục lỗ saocho tổng diện tích lỗ bằng 30 ÷ 40 % diện tích sàn

Sàn và ống thu nước: đặt dưới đáy giàn mưa, độ dốc 0,02-0,05 về phía ống dẫnnước xuống bể lắng tiếp xúc đứng Sàn làm bằng bê tông cốt thép

Bố trí 2 vòi phun nước rửa sàn d = 20 mm nằm về 1 phía của giàn mưa, vớikhoảng cách phục vụ xa nhất là 10m Trang bị 4 ống thoát nước sàn d = 100 mm để xảnước thau rửa giàn mưa

3.1.2 Bể lắng đứng tiếp xúc

3.1.2.1 Chức năng

Chức năng chính của bể lắng tiếp xúc là để cho Fe2+ tiếp xúc với oxi của không khí tạođiều kiện cho quá trình oxi hóa và thủy phân sắt diễn ra hoàn toàn, đồng thời giữ lại 1phần bông cặn nặng trước khi đưa sang bể lọc

3.1.2.2 Tính toán kích thước

a) Kích thước bể lắng

Chức năng chính của bể lắng tiếp xúc là để cho Fe2+ tiếp xúc với khí trời

Theo điều 6.66 và 6.69 [1] thì:

+ Chiều cao vùng lắng của bể: Hl = 2,6÷5 m

+ Chiều cao ống trung tâm: Htt = 0,9 Hl (m)

o T: thời gian nước lưu lại trong bể Để có thể hoàn thành quá trình oxy hóa và khửsắt trong nước sau khi làm thoáng, T phụ thuộc vào pH của nước sau làm

thoáng, lấy theo bảng 6.21[1].

Với pH0 = 7,15 chọn T = 13,5 phút (bảng 6.21) để có thể vừa làm nhiệm vụ khửsắt đồng thời có thể lắng cặn tốt

o N: số bể lắng đứng tiếp xúc N=2

Vậy: W = = 51,56 (m3)

Lấy chiều cao vùng lắng của bể là Hl = 2,6 m (TC 33:2006)

Tốc độ nước dâng trong bể là: v === 3,21 (m/s)

Vì nhiệm vụ của bể lắng tiếp xúc chủ yếu là khử sắt không phải là lắng cặn nên

v = 3,58 (m/s) vẫn đảm bảo yêu cầu

Diện tích toàn phần của bể lắng tiếp xúc: F === 19,83 (m2)

Số bể lắng là 2, diện tích mỗi bể lắng là: f = == 9,92 (m2)

Lưu lượng nước qua mỗi bể là: q = = = 114,59 (m3/h) = 0,032 (m3/s)

Chọn đường kính ống trung tâm là do= 200 mm

Tốc độ nước chảy qua ống trung tâm là: υo = =0,91(m/s)

(thỏa điều kiện tiêu chuẩn: 0,8 - 1,2 m/s)

Tổng diện tích mỗi bể kể cả ống trung tâm sẽ là:

fB= f + = 9,92+=9,94 (m2)

Thiết kế ngăn lắng có dạng hình vuông có kích thước L x B =3,2m x 3,2m

Chiều cao phần hình trụ: Htr = == 3,25 (m)

Chiều cao ống trung tâm là: Htt = Hl 0,9 = 2,6 x 0,9 = 2,34 (m)

Chiều cao phần hình nón của bể lắng:

Hn = == 2 (m)

Trong đó:

16

Chiều cao mực nước trong máng hm = = = 0,142 (m)

Xác định đường kính ống dẫn nước sang bể lọc nhanh:

Trong đó:

o Wc: dung tích phần chứa cặn (m 3)

Wc = = = 3,55 (m3)

o δ: nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt

theo bảng 6.8 [1] δ = 300.000 (g/m3) (khi xử lý không dùng phèn)

o Cmax: hàm lượng cặn trước khi vào bể lắng (mg/l).

1.Mương dẫn nước lọc vào bể

2.Mương phân phối nước lọc và tập trung nước rửa lọc

7 6 11

18

Khi rửa: nước rửa do bơm hoặc đài cung cấp, qua hệ thống phân phối nước rửa lọc,qua lớp sỏi đỡ, lớp vật liệu lọc và kéo theo cặn bẩn tràn vào máng thu nước rửa lọc,qua máng tập trung Sau đó xả qua mương thoát nước ra ngoài Quá trình rửa đượctiến hành đến khi nước rửa hết đục thì ngừng rửa.

Sau khi rửa, nước được đưa đến mực nước thiết kế, rồi cho bể làm việc bình thường

Do cát mới rửa chưa được xếp lại, độ rỗng lớn nên chất lượng nước lọc ngay sau khirửa chưa đảm bảo Vì vậy phải xả nước lọc đầu 10 phút theo quy định (xả khi nàothấy nước trong thì ngừng xả)

3.1.3.3 Diện tích mặt bằng bể lọc.

F = (m2)Trong đó:

o Q: công suất trạm xử lý, Q = 5500 (m3/ngđ)

o T: thời gian làm việc của trạm trong 1 ngày đêm T = 24 giờ

o v: tốc độ lọc tính toán làm việc ở chế độ bình thường với bể lọc nhanh một lớp

cát thạch anh Tra bảng 6.11 (tiêu chuẩn thiết kế).

Bể lọc nhanh một lớp vật liệu lọc là cát thạch anh

+ Tốc độ lọc cho phép ở chế độ làm việc tăng cường: 8 m/h

o W1 : Cường độ khi rửa lọc bằng gió nước kết hợp ( l/s.m 2)

Trong đó: hđ: chiều dày lớp đỡ (khoảng cách từ giàn ống phân phối khí rửa lọc đến mặt

trên lớp vật liệu đỡ) (m), tra bảng 6.12 TCVN 33-2006/BXD.

 Chọn cỡ hạt của lớp đỡ 10-5mm, chiều dày các lớp đỡ 150 - 200mm lấy

hđ = 200mm = 0,2m

hl: Chiều dày lớp vật liệu lọc (chọn theo bảng 6.11 TCVN 33-2006/BXD)

Chọn hl = 1300 (mm)

hn: chiều cao lớp nước trên lớp vật liệu lọc hn = 1,5-2 m Chọn hn = 1,5m

hbv: chiều cao từ mặt nước đến mặt bể lọc, hbv ≥ 0,3 m Chọn hbv = 0,5m

20

- Khoảng cách từ ống chính phân phối rửa đến sàn: 0,1m

- Khoảng cách từ ống phân phối rửa đến ống chính phân phối gió: 0,05m

- Đường kính ống dẫn nước rửa lọc: 250mm Đường kính ống dẫn gió: 125mm

– Tốc độ lọc tính toán theo chế độ làm việc tăng cường:

Chọn Phương pháp phân phối khí và nước bằng chụp lọc

- Chọn loại chụp lọc có kích thước khe hở là 0,5mm, chiều dài khe là 15mm, số lượng khe/ chụp lọc là 24

- Tổng diện tích các khe hở trên chụp lọc là: Fk = 5 × 10-4 × 0,015 × 24 = 1,8×10-4 (m2)

- Tổng diện tích cần thiết của khe hở:

Trong đó:

qr: lưu lượng nước rửa của 1 bể lọc (qr = 0,108 m3/s) (tính bên dưới)

Vk: vận tốc nước chảy qua khe chụp lọc (Vk = 1,5 m/s Theo điều 6.112 Vk ≥ 1,5m/s)

F = = 0,072 (m2)

21

3.1.3.5 Xác định đường kính ống dẫn nước vào bể lọc

Dựa vào mục 6.120 (TCVN 33:2006) vận tốc nước trong ống dẫn nước vào bể

 Vận tốc thực trong ống dẫn nước vào bể lọc:

 vd= = = 1,19 (m/s) (Thỏa ĐK)

 Đường kính ống dẫn nước lọc của mỗi đơn nguyên:

Q2 = = = 114,59 (m3/h) = 0,032 (m3/s)Chọn vận tốc nước trong ống v = 1 m/s

 Đường kính ống dẫn nước lọc: Dd = = = 0,202 (m)

 Chọn ống thép có đường kính D = 200mm

 Vận tốc thực trong ống dẫn nước vào bể lọc: vd = = = 1,02(m/s)

 Lưu lượng nước rửa lọc của một bể lọc:

Qn =

W 1000

f

�( m3/s)Trong đó:

o W= 8 l/s.m2: Cường độ nước rửa

 Lưu lượng nước chảy trong mỗi ống nhánh: qn = = = 0,0036 (m3/s)

 Vận tốc nước chảy vào đầu ống nhánh 1.6-2 m/s Chọn vn = 2 m/s

Với là đường kính ngoài của ống dẫn nước rửa chính

Chọn 2 ống thoát khí ϕ32mm đặt ở đầu và cuối ống chính 24

3.1.3.7 Hệ thống phân phối gió rửa lọc

Lưu lượng gió rửa lọc của một bể lọc: Q g = 1000

.

Wg f

(m3/s )Trong đó:

o Wg = 18 (l/s.m 2) cường độ rửa gió lấy theo 6.123 TCVN 33:2006

=> Chọn ống thép có đường kính =125 mm Đường kính ngoài = 140 mm

Vận tốc thực của gió trong ống chính: = = = 19,8(m/s) (thỏa ĐK)

- Diện tích tiết diện ngang của ống gió chính: ω = = = 0,0123 (m2)

3.2.3.8.Tính toán máng thu nước rửa lọc:

+ Mỗi bể bố trí 2 máng thu nước, máng có đáy hình tam giác

Khoảng cách giữa tim 2 máng : b = = =1,85 (m) (mục 6.117 TCVN 33:2006, khoảng

o b = 1,85: khoảng cách giữa các tâm máng (m)

o l = 3,7: chiều dài của máng (m)

o qm= 8 x 1,85 x 3,7 = 54,76 (l/s)

Chiều rộng của máng: Bm=K = 2,1 = 0,34 (m)

Trong đó:

26

o K = 2,1: Hệ số đối với máng hình tam giác.

o a: Tỉ số giữa chiều cao phần hình chữ nhật với nửa chiều rộng của máng,

chọn a = 1 (mục 6.117 TCVN 33:2006; lấy a =1÷1,5).

Chiều cao của máng chữ nhật: hcn=  1 =  1 = 0,17 (m)

Chiều cao phần đáy tam giác: hđáy = = = 0,113 (m)

Chiều cao toàn phần của máng thu nước:

o H: Chiều dày lớp vật liệu lọc - H =1,3 (m)

o e: Độ dãn nỡ tương đối của lớp vật liệu lọc e = 20%, (Bảng 6.13 TCVN

33:2006).

27

Chọn độ dốc đáy máng lấy về phía máng tập trung là i = 0,01 (Mục 6.117 TCVN

33:2006)

 Chiều cao máng về phía máng tập trung là:

Hđm = Hm + L  i = 0,333 + 3,7  0,01 = 0,37 (m)

Theo điều 6.124 đáy máng phải cao hơn mặt lớp lọc 100 mm

→ Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép trên máng thu nước:

hn ≥ Hđm + 0,1 = 0,37+ 0,1 = 0,47 (m) (thoả vì hn = 0,56 m)+ Ống xả kiệt: Chọn D = 100mm Đáy bể lọc có độ dốc 0,005 về phía ống xả kiệt

(mục 6.121 TCVN 33:2006; D = 100-200m)

 Tổn thất áp lực trong hệ thống phân phối bằng giàn ống khoan lỗ:

h p = + (m)

Trong đó:

o vc: tốc độ nước chảy ở đầu ống chính vc= 1,53 m/s

o vn: Tốc độ nước chảy ở đầu ống nhánh vn= 1,83 m/s

Hệ số sức cản: = 1,8

3,3 WW: tỉ số giữa tổng diện tích các lỗ trên ống và diện tích tiết diện ngang của ống chính