Thiết kế trạm xử lí nước cấp thành phố Thái Nguyên

PHẦN I: §Æc ®iÓm tù nhiªn vµ hiÖn tr¹ng cña thµnh phè th¸I nguyªn I.C¸c ®iÒu kiÖn tù nhiªn: 1. VÞ trÝ ®Þa lý : PhÝa B¾c gi¸p tØnh Cao B»ng . PhÝa §«ng gi¸p tØnh L¹ng S¬n. PhÝa T©y gi¸p tØnh VÜnh Phó , Hµ Giang vµ Tuyªn Quang. Thµnh phè Th¸i Nguyªn n»m ë phÝa Nam cña TØnh Th¸i Nguyªn . Thµnh phè Th¸i Nguyªn lµ ®Çu mèi giao th«ng quan träng nèi gi÷a thñ ®« Hµ Néi víi c¸c tØnh miÒn nói phÝa B¾c n­íc ta. Thµnh phè Th¸i Nguyªn n»m c¸ch Hµ Néi kho¶ng 80 Km vÒ phÝa t©y B¾c, PhÝa B¾c gi¸p : HuyÖn §¹i Tõ, Phó L­¬ng, §ång Hû. PhÝa Nam gi¸p : ThÞ x· S«ng C«ng. PhÝa T©y gi¸p : HuyÖn §¹i Tõ. PhÝa §«ng gi¸p: HuyÖn Phó. 2. §Æc ®iÓm vÒ ®Þa h×nh vµ ®Þa chÊt thuû v¨n: a) §Æc ®iÓm vÒ ®Þa h×nh: Thµnh phè Th¸i Nguyªn cã ®Þa h×nh d¹ng ®åi b¸t óp, xen kÏ lµ ruéng thÊp tròng dÔ ngËp óng khi cã l­îng m­a lín. Cao ®é tù nhiªn tõ 21 m ®Õn 35 m. Khu vùc ven s«ng CÇu lµ gi¶i ®Êt thÊp cao ®é tõ 15.5 – 22m. Cao ®é nÒn x©y dùng: 26- 27m §Æc biÖt khu vùc ®åi cao tõ 40m ®Õn 100m ( ®Ønh nh÷ng qu¶ ®åi ). H­íng dèc cña ®Þa h×nh vÒ phÝa s«ng CÇu. Do ®Þa h×nh ®Æc thï b¸t óp nªn khi tÝnh to¸n san nÒn ®Ó lËp quy ho¹ch cÇn nghiªn cøu tíi yÕu tè nµy. b) §Æc ®iÓm vÒ ®Þa chÊt: - Mùc n­íc ngÇm xuÊt hiÖn ë c¸c ®åi kh¸ s©u, ë c¸c vïng thÊp cã ®é cao tõ 23m ®Õn 25m n­íc chØ ¨n mßn H2CO3 vµ PH ®èi víi xi m¨ng th­êng. C¸c chØ tiªu kh¸c kh«ng ¨n mßn. 3. §Æc ®iÓm khÝ hËu: - M­a: L­îng m­a khu vùc kh¸ phong phó. L­îng m­a n¨m lín nhÊt: H max = 3.008 mm L­îng m­a n¨m trung b×nh: HTB = 2.007 mm L­îng m­a n¨m nhá nhÊt: H min = 977 mm TrËn m­a lín nhÊt vµo ngµy 4/10/1979 cã l­îng m­a lµ H = 277 mm, g©y ngËp lôt lín t¹i thµnh phè Th¸i Nguyªn vµ c¸c vïng l©n cËn. - NhiÖt ®é: NhiÖt ®é trung b×nh hµng n¨m T TB = 22 o C - §é Èm: §é Èm tuyÖt ®èi trung b×nh lµ: 2 - 2,5 mm bar §é Èm tuyÖt ®èi lín nhÊt lµ: 30 - 32,5 mm bar §é Èm t­¬ng ®èi trung b×nh lµ 80% Chªnh lÖch th¸ng Èm vµ kh« lµ 10% - Giã: H­íng giã thÞnh hµnh hµng n¨m lµ giã Nam vµ giã §«ng Nam. - N¾ng: Sè giê n¾ng trong n¨m 1.690 giê/n¨m Sè giê nãng trong ngµy 4 ®Õn 5 giê/ngµy - Bøc x¹: L­îng bøc x¹ b×nh qu©n 125,4 Kcal/cm 2 th¸ng. Tãm l¹i KhÝ hËu Thµnh phè Th¸i Nguyªn cã nhiÖt ®é giã mïa nãng Èm. L­îng m­a kh¸ phong phó. ThuËn lîi cho sù ph¸t triÓn n«ng l©m nghiÖp. KhÝ hËu chia theo mïa râ rÖt thuËn lîi cho viÖc x©y dùng. 4. §Æc ®iÓm thuû v¨n, s«ng hå: Thµnh phè Th¸i Nguyªn n»m gi÷a hai con s«ng lµ s«ng CÇu vµ s«ng C«ng. Do ®ã chÞu ¶nh h­ëng rÊt lín vÒ chÕ ®é thuû v¨n cña hai con s«ng nµy. + C¸c c«ng tr×nh thuû lîi trong khu vùc: * PhÝa T©y thµnh phè Th¸i Nguyªn cã c«ng tr×nh hå Nói Cèc §Æc tr­ng kü thuËt cña hå Nói Cèc: - Dung tÝch toµn bé lßng hå : Wtb = 178 triÖu m3 - Cao ®é ®Ønh ®Ëp chÝnh: 46,2 m - Cao ®é ®¸y ®Ëp chÝnh: 24,0 m C«ng tr×nh hå Nói Cèc gåm 01 ®Ëp chÝnh, 07 ®Ëp phô, 01 ®Ëp trµn vµ 01 cèng lÊy n­íc. * PhÝa §«ng thµnh phè ven s«ng CÇu tËp trung hÖ thèng m¸y b¬m ®Ó t­íi tiªu. - C¸c c«ng tr×nh trÞ thuû: Bao gåm hÖ thèng ®ª má B¹ch, ®ª c«ng viªn s«ng CÇu, ®o¹n ®ª tõ bÕn T­¬ng xuèng kho x¨ng dÇu ®Ó b¶o vÖ khu vùc phÝa B¾c thµnh phè. PhÝa Nam thµnh phè Th¸i Nguyªn cã hÖ thèng ®ª khu gang thÐp. Do qu¶n lý vµ duy tu ch­a ®óng møc nªn ®· ®Ó vì ®ª má B¹ch g©y ngËp óng thµnh phè. - Chia theo thµnh phÇn lao ®éng : - D©n sè ®é tuæi lao ®éng: 136.667 ng­êi - D©n sè tham gia c¸c ho¹t ®éng c¸c ngµnh kinh tÕ quèc d©n: 85.203 ng­êi. Tû lÖ phi n«ng nghiÖp trong khu vùc néi thµnh lµ 90,1% 5. CÊp n­íc: * Nguån n­íc: Thµnh phè Th¸i Nguyªn ®­îc cung cÊp bëi 2 nguån n­íc + N­íc ngÇm: Nhµ m¸y n­íc Tóc Duyªn: §­îc khai th¸c tõ 5 giÕng khoan ®­a vÒ nhµ m¸y n­íc Tóc Duyªn. C«ng suÊt nhµ m¸y 10.000 m3/n® C«ng nghÖ nhµ m¸y GiÕng khoan Þ tr¹m b¬m 1Þ BÓ läcÞ BÓ chøaÞ Tr¹m b¬m 2 Þ M¹ng l­íi + N­íc mÆt: Nhµ m¸y n­íc TÝch L­¬ng: Nguån n­íc mÆt lÊy tõ kªnh nói cèc ®­a vÒ nhµ m¸y n­íc TÝch L­¬ng, c«ng suÊt 20.000 m3/n®. Nhµ m¸y n­íc Gang ThÐp: Nguån n­íc mÆt tõ S«ng CÇu cÊp n­íc cho nhµ m¸y n­íc Gang ThÐp cã c«ng suÊt 220.000 m3/n®. Nhµ m¸y nµy chñ yÕu cÊp cho s¶n xuÊt khu Gang ThÐp vµ mét s«d Ýt hé gia ®×nh khu Cam Gi¸. N­íc kh«ng qua sö lý nªn chÊt l­îng kh«ng ®¶m b¶o. Nhµ m¸y n­íc Cao Ng¹n: Nguån n­íc mÆt tõ S«ng CÇu cÊp n­íc cho nhµ m¸y ®iÖn Cao Ng¹n, c«ng suÊt 225.600 m3/n®. D©y chuyÒn n­íc s¶n xuÊt: Tr¹m b¬m 1Þ Lµm nguéi m¸yÞ X¶ ra s«ng D©y chuyÒn n­íc sinh ho¹t: Tr¹m b¬m 1Þ Lµm nguéi m¸yÞ L¾ng ®øngÞ Läc nhanhÞ BÓ chøaÞ Tr¹m b¬m 2 PHẦN 2: ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n tr¹m xö lÝ I.L­u l­îng thiÕt kÕ c¶i t¹o më réng: C¨n cø vµo nhu cÇu dïng n­íc cña thµnh phè th× cÇn ph¶i x©y dùng thªm nhµ m¸y xö lý n­íc c«ng suÊt 30000 m3/ng®. II. §¸nh gi¸ chÊt l­îng n­íc nguån: MÉu xÐt nghiÖm n­íc nguån : Tõ c¸c sè liÖu vÒ thµnh phÇn tÝnh chÊt n­íc nguån, qua c¸c phiÕu khoan th¨m dß cña liªn ®oµn ®Þa chÊt thuû v¨n ta cã b¶ng ph©n tÝch mÉu n­íc theo gi¸ trÞ trung b×nh c¸c thµnh phÇn nguyªn tè ¶nh h­ëng trùc tiÕp ®Õn chÊt l­îng n­íc. Qua phÇn ®¸nh gi¸ chÊt l­îng nguån n­íc cho thÊy thµnh phè sÏ sö dông nguån n­íc ngÇm ®Ó khai th¸c. Ta cã c¸c chØ tiªu vÒ chÊt l­îng n­íc ngÇm nh­ sau : a) C«ng suÊt tr¹m xö lý: Q = 30.000 (m3/ng®) b) §é PH ban ®Çu cña n­íc: PH = 8,2 c) §é kiÒm ban ®Çu cña n­íc: Ki = 3,2 mg®l/l d) Hµm l­îng s¾t cã trong n­íc ban ®Çu: Fe = 22( mg/l.) e) Hµm l­îng muèi cã trong n­íc: P= 600 (mg/l) f) NhiÖt ®é cña n­íc: t = 250 C g)§é cøng toµn phÇn: 600mg/l. h)§é «xi ho¸: 5,3 mg/l. j)Hµm l­îng H2S » 0 . k) NH4 < 1 mg/l. m) Nitrat NO3: 9 mg /l. n)Nitrit NO2: 0 mg/l. l)Hµm l­îng Ca2+: 7mg/l. iii. Ph©n tÝch lùa chän d©y chuyÒn c«ng nghÖ C«ng suÊt cña nhµ m¸y n­íc míi lµ 30.000 (m3/ng.®). 1. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè cÇn thiÕt: 1.1. TÝnh to¸n ®é æn ®Þnh cña n­íc: I = pH – pHs. Trong ®ã: pH: ®é pH ban ®Çu cña n­íc. pHS: pH b·o hßa c©n b»ng cacbonat canxi. pHS = f1(t0) – f2(Ca2+) – f3(Kt) + f4(P). Trong ®ã: f1(t0): hµm sè nhiÖt ®é cña n­íc. Tra biÓu ®å øng víi nhiÖt ®é cña n­íc lµ 250C th× f1(t0) = 2. f2(Ca2+): hµm sè hµm l­îng cña ion Ca2+ trong n­íc. øng víi hµm l­îng ion Ca2+ lµ 7mg/l th× f2(Ca2+) = 0,85. f3(Kt): hµm sè ®é kiÒm cña n­íc. §é kiÒm ban ®Çu cña n­íc Kt = 3,2 suy ra f3(Kt) = 1,5. f4(P): hµm sè tæng hµm l­îng muèi cña n­íc. Hµm l­îng muèi trong n­íc P = 600 mg/l suy ra f4(P) = 8,885. pHS = 2 – 0,85 – 1,5 + 8,885 = 8,535. I = 8,2 – 8,535 = - 0,335. TrÞ sè I <0 do ®ã n­íc cã tÝnh chÊt x©m thùc tuy nhiªn <0,5 nªn ta cã thÓ coi nh­ n­íc lµ cã tÝnh chÊt æn ®Þnh. 1.2. X¸c ®Þnh ®é kiÒm cña n­íc: §é kiÒm cña n­íc cã ¶nh h­ëng trùc tiÕp ®Õn qu¸ tr×nh khö s¾t vµ cã liªn hÖ mËt thiÕt víi ®é pH cña n­íc. Ng­êi ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc r»ng ®Ó «xy hãa vµ thñy ph©n 1 mg Fe2+ th× tiªu thô 0,143 mg O2®ång thêi lµm t¨ng 1,6 mg khÝ CO2 vµ ®é kiÒm gi¶m 0,036 mg®l/l. §é kiÒm cña n­íc sau khi khö s¾t cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau Trong ®ã : : §é kiÒm ban ®Çu cña n­íc (mg®l/l ). = 3,2 mg®l/l. : Hµm l­îng s¾t cã trong n­íc nguån (mg/l ). = 22mg/l 1.3. X¸c ®Þnh hµm l­îng CO2 tù do cã trong n­íc ban ®Çu: §Ó tÝnh l­îng cßn l¹i trong n­íc sau qu¸ tr×nh lµm tho¸ng ta ¸p dông c«ng thøc: Trong ®ã: C0CO2: Hµm l­îng CO2 cña n­íc nguån tr­íc khi lµm tho¸ng (mg/l) a: lµ hiÖu qu¶ khö CO2 cña c«ng tr×nh lµm tho¸ng, tuú thuéc vµo tõng c«ng tr×nh lµm tho¸ng .Theo TCXDVN 33-2006. - Phun m­a trùc tiÕp trªn mÆt bÓ läc: a = 0,3 – 0,35(øng víi chiÒu cao phun m­a >1.0m, c­êng ®é t­íi <10 m3/m2.h). - Lµm tho¸ng b»ng giµn m­a: a = 0,75 – 0,8. - Lµm tho¸ng c­ìng bøc: a = 0,85 - 0,9  Trong qu¸ tr×nh khö s¾t sÏ t¹o thµnh tù do , trong qu¸ tr×nh lµm tho¸ng phÇn lín CO2 tù do sÏ ®­îc gi¶i phãng ra khái n­íc bay vµo kh«ng khÝ. §Ó x¸c ®Þnh hµm l­îng cßn l¹i trong n­íc th× ta ph¶i x¸c ®Þnh l­îng c¨n cø vµo trÞ sè ®é kiÒm vµ ®é pH cña n­íc nguån b»ng c¸ch tra biÓu ®å 5.1 S¸ch Xö lý n­íc cÊp-§HKTHN ®Ó t×m hµm l­îng trong n­íc nguån tr­íc khi lµm tho¸ng, sau ®ã céng thªm vµo l­îng tù do nµy lµ 1 l­îng bæ sung do thuû ph©n s¾t t¹o ra. Tõ pH = 8,2; ,,, ta tra biÓu ®å. . 2. Lùa chän ph­¬ng ph¸p khö s¾t : Tr×nh tù tiÕn hµnh nh­ sau: - C¨n cø vµo chØ sè ®é pH vµ ®é kiÒm cña n­íc chóng ta tra biÓu ®å trong qui ph¹m ®Ó t×m hµm l­îng khÝ CO2 ban ®Çu ta ®­îc = 1,8 mg/l. Céng thªm vµo l­îng khÝ CO2 võa míi x¸c ®Þnh ®­îc Êy mét l­îng bæ sung do thñy ph©n s¾t t¹o, ta tÝnh ®­îc hµm l­îng khÝ CO2 míi lµ: 37 mg/l. Tõ ®é kiÒm vµ hµm l­îng khÝ CO2 míi, tra l¹i biÓu ®å t×m trÞ sè pH cña n­íc sau khi khö s¾t ta ®­îc pH = 6,75 < 6,8 do ®ã kh«ng thÓ ¸p dông ph­¬ng ph¸p lµm tho¸ng ®¬n gi¶n ®Ó xö lý n­íc. - Chóng ta tiÕn hµnh b­íc tiÕp theo lµ lÊy 25% l­îng khÝ CO2 võa tÝnh to¸n ®­îc vµ ®é kiÒm cña n­íc, tra biÓu ®å t×m ®é pH, ®­îc ®é pH = 6,8. Ta cã pH = 6,8 vµ ®é kiÒm > 1 mg®l/l do ®ã ®Ó khö s¾t cã thÓ ¸p dông ph­¬ng ph¸p lµm tho¸ng tù nhiªn b»ng giµn m­a hoÆc lµm tho¸ng c­íng bøc. Em ®­a ra 2 s¬ ®å d©y chuyÒn c«ng nghÖ nh­ sau: S¬ ®å d©y chuyÒn c«ng nghÖ ph­¬ng ¸n 1 Clo Thïng qu¹t giã + L¾ng ngang tiÕp xóc BÓ chøa BÓ läc nhanh phæ th«ng Tr¹m b¬m giÕng N­íc ®i TB 2 S¬ ®å d©y chuyÒn c«ng nghÖ ph­¬ng ¸n 2 Clo Dµn m­a+ L¾ng ngang tiÕp xóc BÓ chøa BÓ läc nhanh phæ th«ng Tr¹m b¬m giÕng N­íc ®i TB 2 *Thïng qu¹t giã : +¦u: - C­êng ®é m­a lín nªn diÖn tÝch x©y dùng nhá, c«ng tr×nh gän nhÑ. - Kh«ng khÝ ®­îc cÊp b»ng qu¹t giã nªn rÊt chñ ®éng, diÖn tÝch tiÕp xóc lín nªn tèc ®é oxy ho¸ Fe2+ vµ c¸c chÊt h÷u c¬ diÔn ra nhanh chãng. C¸c khÝ c¶n trë qu¸ tr×nh oxy ho¸ Fe2+ nh­ CO2, H2S, NH3. . . . tho¸t ra dÔ dµng víi tû lÖ rÊt cao. Theo TCXD 33-2006 sÏ gi¶i phãng ®­îc 85¸90% l­îng CO2 hoµ tan trong n­íc, l­îng oxy hoµ tan lÊy b»ng70% l­îng b·o hoµ. - Cã kh¶ n¨ng c«ng nghÖ ho¸ trong x©y dùng ,thi c«ng nhanh gän. - HiÖu qu¶ khö s¾t vµ Mangan cao h¬n th¸p lµm tho¸ng. -Th­êng dïng víi TXL cã c«ng suÊt võa vµ lín,hµm l­îng s¾t cao. +Nh­îc: -Ph¶i sö dông ®éng c¬ qu¹t vµ ®iÖn. -Khã kh¨n trong viÖc qu¶n lÝ ho¹t ®éng v× buång qu¹t giã kÝn,®ång thêi dÔ g©y ®ãng cÆn s¾t trong buång vµ khã cä röa. * Lµm tho¸ng tù nhiªn b»ng dµn m­a: +¦u: -Giµn m­a cã kh¶ n¨ng thu ®­îc l­îng oxi hoµ tan b»ng 55%l­îng oxi b·o hoµ vµ cã kh¶ n¨ng khö ®­îc 75-80% l­îng CO2 cã trong n­íc. -Th­êng ¸p dông cho TXL cã c«ng suÊt bÊt k×, hµm l­îng s¾t n­íc nguån <= 25 mg/l -DÔ dµng vËn hµnh vµ qu¶n lÝ - HÖ thèng ®¬n gi¶n +Nh­îc: -DiÖn tÝch mÆt b»ng lín h¬n sö dông thïng qu¹t giã - G©y mÊt mü quan,mïi s¾t ¶nh h­ëng ®Õn xung quanh Tõ nh÷ng ph©n tÝch trªn em thÊy s¬ ®å d©y chuyÒn c«ng nghÖ thø nhÊt lµ hîp lÝ h¬n c¶. IV. TÝnh to¸n thiÕtTµi liÖu sö d kÕ c¸c c«ng tr×nh trong tr¹m xö lý. 1. TÝnh to¸n c«ng tr×nh lµm tho¸ng - thïng qu¹t giã: 1.1. CÊu t¹o: Thïng qu¹t giã lµm b»ng bª t«ng cèt thÐp, cã tiÕt diÖn trßn hoÆc vu«ng. CÊu t¹o thïng qu¹t giã gåm: a. HÖ thèng ph©n phèi n­íc : Cã d¹ng h×nh x­¬ng c¸,c¸c èng nh¸nh c¸ch nhau 250300 (mm) cã khoan lç nghiªng 450 ë phÝa d­íi cã d = 10 20 (mm) c¸ch nhau 200 300 (mm), c­êng ®é m­a lÊy tõ 40 50 (m3/m2-h). b. Líp vËt liÖu tiÕp xóc: Lµ c¸c v¸n gç réng 200 (mm) dµy 10 (mm) ®Æt c¸ch nhau 50 (mm) thµnh mét líp. Líp nä ®Æt vu«ng gãc víi líp kia c¸ch nhau b»ng c¸c s­ên ®ì lµ c¸c thanh gç tiÕt diÖn 5050 (mm). Líp vËt liÖu tiÕp xóc ®­îc ®Æt trªn sµn bª t«ng cã khe hë ®Ó thu n­íc phÝa d­íi. c. Ng¨n thu n­íc: N­íc qua líp vËt liÖu tiÕp xóc xuèng sµn thu n­íc qua xi ph«ng råi theo èng dÉn xuèng bÓ l¾ng. Môc ®Ých cña xi ph«ng lµ kh«ng cho kh«ng khÝ cña qu¹t giã ®i xuèng bÓ l¾ng mµ chØ ®i tõ d­íi lªn trªn. ChiÒu cao ng¨n thu n­íc lÊy kh«ng nhá h¬n 0,5 (m). d. M¸y qu¹t giã: Cã nhiÖm vô ®­a kh«ng khÝ tõ d­íi lªn ng­îc chiÒu víi chiÒu r¬i cña n­íc. L­îng kh«ng khÝ cÊp vµo lÊy b»ng 10 m3/1 m3 n­íc. ¸p lùc cÇn thiÕt cña qu¹t giã ph¶i lín h¬n tæng tæn thÊt ¸p lùc cña dßng khÝ ®i qua thïng qu¹t giã. Tæn thÊt qua líp vËt liÖu tiÕp xóc lÊy b»ng 30 mm/1 m chiÒu cao vËt liÖu, tæn thÊt qua sµn ph©n phèi lÊy b»ng 10 (mm), tæn thÊt côc bé lÊy b»ng 1020 (mm), tæn thÊt qua èng ph©n phèi lÊy b»ng 1520 (mm). 1.2. TÝnh to¸n: - DiÖn tÝch thïng qu¹t giã ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: Q: c«ng suÊt tr¹m xö lý lµ: Q = 30000 m3/ng® = 1250 m3/h=0,3472 m3/s. qm c­êng ®é m­a tÝnh to¸n (m3/m2.h). Chän vËt liÖu tiÕp xóc lµ sµn gç ) Chia lµm 4 thïng , diÖn tÝch mçi thïng lµ : ) ThiÕt kÕ thïng qu¹t giã h×nh vu«ng. KÝch th­íc mçi thïng qu¹t giã a = = » 2.82 m. - TÝnh chiÒu cao thïng qu¹t giã: ChiÒu cao thïng qu¹t giã ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: H = Hnt + Hvltx + Hfm (m). Trong ®ã : Hnt: chiÒu cao ng¨n thu n­íc ë ®¸y, lÊy b»ng 0,5 m theo TCXDVN 33-2006 th× Hnt ³ 0,5m. Hvltx: chiÒu cao líp vËt liÖu tiÕp xóc (m). C¨n cø vµo ®é kiÒm toµn phÇn cña n­íc nguån lµ 3,2 (mg®l/l), vËt liÖu tiÕp xóc chän lµ sµn gç xÕp, tra b¶ng (5-4), x¸c ®Þnh ®­îc Hvltx = 2 m. Hfm: chiÒu cao phun m­a trªn líp vËt liÖu tiÕp xóc lÊy b»ng 1.0 m. H = 0,5 + 2 + 1 = 3,5 m. - Chän b¬m qu¹t giã: + L­u l­îng giã cÇn thiÕt ®­a vµo øng víi tiªu chuÈn lµ 10m3 kh«ng khÝ cho 1m3 n­íc lµ : Qgiã = 10 x 1250 = 12500 m3/h = 3,47 (m3/s). + ¸p lùc giã: Hgiã =Hvltx +Hcb+Hsµn+Hopp (m). Trong ®ã: Hvltx: tæn thÊt qua vËt liÖu tiÕp xóc 30 x 2 = 60mm. Tæn thÊt qua líp vËt liÖu tiÕp xóc lÊy b»ng 30 mm/1 m chiÒu cao vËt liÖu, tæn thÊt qua sµn ph©n phèi lÊy b»ng 10 (mm), tæn thÊt côc bé lÊy b»ng 1020 (mm), tæn thÊt qua èng ph©n phèi lÊy b»ng 1520 (mm). Hcb: tæn thÊt côc bé, lÊy b»ng 15 mm theo TCXDVN 33 -2006 Hcb = 15 -20 mm. Hopp: tæn thÊt qua èng ph©n phèi giã, lÊy b»ng 15 mm theo TCXDVN 33 -2006 th× Hopp = 15 -20 mm. Hsµn: tæn thÊt qua sµn ph©n phèi, lÊy b»ng 10 mm. Hgiã = 60 + 15 + 15 + 10 = 100 mm. + Chän m¸y qu¹t giã theo c¸c th«ng sè sau: Qgiã = 3,47 m3/s. Hgiã = 100 mm. - TÝnh hÖ thèng l­îng ph©n phèi n­íc lªn mçi thïng qu¹t giã : + ¸p dông c«ng thøc : Trong ®ã : Qxl: l­u l­îng cña tr¹m xö lý. Qxl = 1250 m3/h. N: lµ sè thïng qu¹t giã. N = 4. Chän ®­êng kÝnh èng dÉn n­íc lªn thïng qu¹t giã : D = 300 mm. + VËn tèc n­íc ch¶y trong èng dÉn n­íc lªn thïng qu¹t giã: VËn tèc n­íc ch¶y cho phÐp theo TCXDVN 33 - 06 lµ 1 – 1,2 m/s. + §­êng kÝnh èng nh¸nh ph©n phèi tho¶ m·n vËn tèc 1,82 (m/s). + Chän kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c èng nh¸nh lµ 300 (mm). Th× sè èng nh¸nh cña thïng lµ: . VËy cã 22 èng nh¸nh, l­u l­îng trong mçi èng lµ: Qn = = 0,004 (m³/s). + Chän ®­êng kÝnh èng nh¸nh lµ d = 40 (mm). VËn tèc n­íc trong èng nh¸nh lµ 1.78(m/s). Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn. - TÝnh to¸n èng thu n­íc: n­íc ra khái thïng qu¹t giã víi vËn tèc 0,8 (m/s). Chän èng thu n­íc D = 350 (mm), khi ®ã v = 0.9 (m/s), tho¶ m·n ®iÒu kiÖn. - èng x¶ kiÖt: chän d = 100 (mm). - èng dÉn giã: vËn tèc kh«ng khÝ trong èng tõ 1520 (m/s), chän d = 150 (mm). II. TÝnh to¸n bÓ l¾ng ngang tiÕp xóc: 1.Xac định bể lắng ngang tiếp xúc: Dung tÝch cña bÓ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Trong ®ã: Q: C«ng suÊt cña tr¹m xö lý (m3/h). Q = 1250 (m3/h). t : Lµ thêi gian n­íc l­u l¹i trong bÓ, tõ 30 – 45 phót .Chän t = 40 (phót) LÊy chiÒu cao vïng l¾ng cña bÓ lµ Hl = 3.0 (m). Theo TCXDVN 33-2006 lÊy b»ng 1,5 - 3,5 m. 2. TÝnh to¸n diÖn tÝch toµn phÇn cña bÓ l¾ng, kÝch th­íc bÓ: . §Ó thuËn tiÖn cho qu¸ tr×nh qu¶n lý vËn hµnh, x©y dùng ®a hîp khèi c«ng tr×nh thïng qu¹t giã vµ bÓ l¾ng tiÕp xóc. Do ®ã ta còng lÊy sè bÓ tiÕp xóc lµ 4. VËy diÖn tÝch mçi bÓ lµ: . L­u l­îng n­íc qua mçi bÓ lµ: VËy ta chän bÓ l¾ng tiÕp xóc cã h×nh ch÷ nhËt víi kÝch th­íc lµ: L x B = 14 x 5 m. Chia lµm 4 bÓ , kÝch th­íc mçi bÓ lµ:LxB = 14x5 = 70(m2). Tæng diÖn tÝch bÓ: 70x4=280 m2. Theo chiÒu dµi bÓ L= 14m ,chia lµm 4 « víi kÝch th­íc mçi « : 5x3,5 m (Quy ph¹m tõ 24 m) ChiÒu cao nhá nhÊt bÓ, ch­a kÓ ®é dèc ®¸y lµ: H = Hl + Hc + H1 + H2 (m). Trong ®ã : Hl: chiÒu cao vïng l¾ng. H1 = 3 m. Hc: chiÒu cao líp cÆn trong bÓ l¾ng 1 m. Theo TCXDVN 33 – 06 Hc 0,5 m. H1, H2: ChiÒu cao b¶o vÖ trªn møc n­íc vµ d­íi líp cÆn trong bÓ l¾ng. LÊy H1 = H2 = 0,5 m. VËy: H = 3 + 1 + 0,5 + 0,5 = 5 m. DiÖn tÝch cöa sæ h­íng dßng lÊy b»ng 40% diÖn tÝch v¸ch ng¨n(Quy ph¹m 3050%). Fc. sæ= 0.4x (5x3,5)=7m2. Tèc ®é dßng n­íc qua cöa sæ: vc.sæ==0,0123m/s=12,3mm/s ThiÕt kÕ mçi bÓ cã 1 m¸ng thu n­íc n»m ë cuèi bÓ, vËn tèc n­íc ch¶y trong m¸ng Vm = 0,7 (m/s) L­u l­îng n­íc vµo mét m¸ng: qm = = = 625 (m3/h) DiÖn tÝch mÆt c¾t ­ít cña m¸ng: Fm = = » 0,248(m2) ThiÕt kÕ m¸ng cã kÝch th­íc (h´b) = 0,45x0,55=0.2475 (m2) Trªn mÐp m¸ng g¾n tÊm ®iÒu chØnh chiÒu cao mÐp m¸ng b»ng inox xÎ r·nh ch÷ V, mçi mÐt dµi 5 ch÷ V, cã chiÒu cao 10 (cm) ®Ønh c¸ch nhau 20 (cm). III. TÝnh to¸n bÓ läc nhanh : 1. S¬ ®å cÊu t¹o bao gåm: - èng dÉn n­íc vµo bÓ. - M­¬ng ph©n phèi n­íc vµo bÓ vµ tËp trung n­íc röa läc. - M¸ng thu n­íc röa - VËt liÖu läc - VËt liÖu ®ì - C¸c tÊm ®an bª t«ng cã g¾n chôp läc - HÇm thu n­íc - èng x¶ n­íc röa - èng dÉn giã - èng dÉn n­íc trong - èng dÉn n­íc röa - èng x¶ n­íc läc dÇu - M­¬ng tho¸t n­íc röa - èng x¶ kiÖt bÓ läc. 2. TÝnh to¸n thiÕt kÕ cÊu t¹o bÓ: C¸c th«ng sè c«ng nghÖ : - VËt liÖu läc : Dïng c¸t th¹ch anh cã : + dmin = 0,7 mm; dmax = 1,5 mm; dtd = 0,9 ¸ 1 mm. + ChiÒu dµy líp vËt liÖu läc : L = 1200 mm. + ChiÒu dµy líp vËt liÖu ®ì : L = 150 mm. - Tèc ®é läc ë chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng : vbt = 8 m/h - Tèc ®é läc ë chÕ ®é lµm viÖc t¨ng c­êng : vtc = 10 m/h. (C¸c th«ng sè trªn lÊy trong b¶ng 7-4 trang 268 tµi liÖu CÊp N­íc tËp 2 –TS TrÞnh Xu©n Lai). - C­êng ®é röa bÓ läc : w = 20 l/s.m2. - §é në t­¬ng ®èi cña vËt liÖu läc : e = 20% - Thêi gian röa bÓ läc : t1 = 5' =0,083 h - Thêi gian dõng bÓ ®Ó röa : t2 = 0,35 h. -Quy tr×nh röa bÓ lµ röa b»ng giã n­íc kÕt hîp. 3.TÝnh to¸n bÓ läc nhanh: a. Tæng diÖn tÝch bÓ läc trong tr¹m xö lý ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: Q: C«ng suÊt tr¹m xö lý = 30000 (m3/ng®) T: Thêi gian lµm viÖc cña tr¹m trong 1 ngµy ®ªm = 24 h Vbt: Tèc ®é läc ë chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng. Vbt = 8 m/h. W: C­êng ®é n­íc röa läc = 20 l/s.m2 t1: Thêi gian röa läc = 5 phót = 0,083 giê t2: Thêi gian ngõng bÓ läc ®Ó röa = 0,35 giê (TCXDVN 33-2006 ®iÒu 6.102) a: Sè lÇn röa mçi bÓ läc trong mét ngµy ®ªm ë chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng = 2 lÇn. Trong bÓ läc sö dông líp sái ®ì cã d = 2 – 5 mm, dµy 0,15m VËt liÖu läc: sö dông líp c¸t th¹ch anh cã dtd = 0,9 ¸ 1mm. HÖ sè d·n në t­¬ng ®èi e = 20%. HÖ sè kh«ng ®ång nhÊt K = 1,8 ¸ 2( B¶ng 4-6 trang 139 gi¸o tr×nh “Xö LÝ N­íc CÊp-PTS NguyÔn Ngäc Dung-§HKTHN” ) b. Sè bÓ läc cÇn thiÕt ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: N = 0,5 = 6,7 bÓ Chän N = 6 bÓ. - KiÓm tra l¹i tèc ®é läc t¨ng c­êng víi ®iÒu kiÖn ®ãng 1 bÓ ®Ó söa ch÷a: Trong ®ã: N: tæng sè bÓ läc cña tr¹m xö lý, N = 6. N1: sè bÓ läc ngõng l¹i ®Ó söa ch÷a N1 = 1. < 10 Vtc: ®¹t ®iÒu kiÖn (Theo b¶ng 4-6 gi¸o tr×nh “Xö LÝ N­íc CÊp-PTS NguyÔn Ngäc Dung-§HKTHN” th× Vtc = 8 ¸ 10 m/h). - X¸c ®Þnh kÝch th­íc bÓ läc: Tæng diÖn tÝch cña bÓ läc F = 180,424 m2. Sè bÓ läc n = 6 bÓ. DiÖn tÝch 1 bÓ läc ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: Chän kÝch th­íc 1 bÓ läc lµ: L x B = 6 x 5 = 30 m2. - ChiÒu cao toµn phÇn cña bÓ läc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc H = htg+ hs+ hv+ hbv+hn Trong ®ã: htg:ChiÒu cao phÇn trung gian tÝnh tõ sµn chôp läc xuèng ®¸y bÓ lÊy theo cÊu t¹o tõ 0,6 1 m. LÊy b»ng 0,8 m. hs : ChiÒu cao líp sái ®ì. LÊy theo quy ph¹m 33-2006, cì h¹t líp ®ì : 2 ¸ 5 mm th× hs= 0,15m. hv : ChiÒu cao líp vËt liÖu läc (m). hv= 1,2 m. hn: ChiÒu cao líp n­íc trªn vËt liÖu läc. Chän hn=2m. hbv : ChiÒu cao phô kÓ ®Õn viÖc d©ng n­íc khi ®ãng bÓ ®Ó röa. hp ³ 0,3m. LÊy hp = 0,4m. VËy: H = 0,8 + 0,15 + 1,2 + 2 + 0,4 = 4,55m. c) HÖ thèng ph©n phèi n­íc b»ng chôp läc ®u«i dµi: BÓ läc thiÕt kÕ sö dông lo¹i chôp läc ®u«i dµi, víi phÇn ®Çu chôp läc lµ c¸c lç ph©n phèi n­íc cã dl = 4mm hÖ thèng nµy®­îc tÝnh ®Ó thu n­íc läc vµ ph©n phèi n­íc röa läc. Sè l­îng chôp läc lÊy b»ng 45 c¸i/1m2 sµn (theo TCXDVN 33-2006®iÒu 6.122 khi cã líp sái ®ì ,sè l­îng chôp läc/1m2 sµn lÊy kho¶ng 36 ¸ 49 c¸i). Chôp läc ®­îc g¾n trªn sµn bª t«ng. - Sè l­îng chôp läc trong mét bÓ läc lµ : (c¸i). - Tæn thÊt ¸p lùc trong hÖ thèng ph©n phèi b»ng chôp dµi ®u«i ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (TCXDVN 33-2006 ®iÒu 6.112) Trong ®ã : : HÖ sè l­u l­îng n­íc, ®èi víi chôp läc cã lç = 0,62 ( Trang 134 gi¸o tr×nh “Xö LÝ N­íc CÊp-PTS NguyÔn Ngäc Dung-§HKTHN”) v : tèc ®é chuyÓn ®éng cña ®éng cña hçn hîp kh«ng khÝ vµ n­íc qua lç lÊy kh«ng nhá h¬n 1,5 m/s. (TCXDVN 33-2006 ®iÒu 6.112). Chän V: Trong ®ã : Whh: c­êng ®é cña hçn hîp giã n­íc khi röa m3/s.m2. Whh = Wg + Wn Wg : c­êng ®é giã theo b¶ng 4-5 gi¸o tr×nh “Xö LÝ N­íc CÊp-PTS NguyÔn Ngäc Dung-§HKTHN” th× Wg=15 20 l/s.m2. Chän Wg= 18 l/s.m2 Wn : c­êng ®é n­íc khi röa , theo b¶ng 4-5 gi¸o tr×nh “Xö LÝ N­íc CÊp-PTS NguyÔn Ngäc Dung-§HKTHN” th× Wn=912 l/s.m2. chän Wn= 10 l/s.m2. VËy Whh= 18 + 10 = 28 l/s.m2 = 0,028 m3/s.m2 F1b: DiÖn tÝch 1 bÓ läc. F1b = 30 m2. åfl : Tæng diÖn tÝch c¸c lç trong 1 bÓ läc. åfl = 0,21 m2. >1,5m/s Tho¶ m·n TCXDVN 33-2006. - Tæn thÊt ¸p lùc qua líp sâi ®ì: Hs = 0,22.h.W (C«ng thøc 4-46 trang 135 gi¸o tr×nh “Xö LÝ N­íc CÊp-PTS NguyÔn Ngäc Dung-§HKTHN”) Trong ®ã: hs: chiÒu dµy líp sái ®ì h = 0,15 m. w: c­êng ®é n­íc röa läc, w= 10 (l/s.m2). ® DHS = 0,22 x 0,15 x 10 = 0,33 m. - Tæn thÊt ¸p lùc trong líp vËt liÖu läc b»ng c¸t th¹ch anh: DHVLL= (a + b.w).hVL.l (m) (C«ng thøc 4-47 trang 135 gi¸o tr×nh “Xö LÝ N­íc CÊp-PTS NguyÔn Ngäc Dung-§HKTHN”) Trong ®ã: a,b: lµ c¸c th«ng sè phô thuéc kÝch th­íc h¹t víi cì h¹t cã d = 0,5 ¸ 1mm th× a = 0,76; b = 0,017 ( Trang 135 gi¸o tr×nh “Xö LÝ N­íc CÊp-PTS NguyÔn Ngäc Dung-§HKTHN”) w: c­êng ®é n­íc röa läc w = 10 l/s.m2 hVL: chiÒu cao líp vËt liÖu läc. h = 1,2m. l: ®é gi¶n në cña líp vËt liÖu läc khi röa, chän l = 20% DHVLL=(0,76 + 0,017.10).1,2.= 0,2232m. - Tæn thÊt ¸p lùc dù tr÷ ®Ó ph¸ vì kÕt cÊu ban ®Çu cña líp vËt liÖu läc khi röa lÊy b»ng 2 m (Trang 135 gi¸o tr×nh “Xö LÝ N­íc CÊp-PTS NguyÔn Ngäc Dung-§HKTHN”) - Tæn thÊt ¸p lùc trong bÓ läc khi röa läc lµ: DH = DHpp + DHs + DHVLL + DHPVKC = 2,12+0,33 + 0,2232+ 2 = 4,67 m. d) HÖ thèng ®­a n­íc röa läc vµo tõng bÓ: - L­u l­îng n­íc röa läc cho 1 bÓ lµ: Trong ®ã: wn: c­êng ®é n­íc röa läc l/cm2. wn = 10 l/s.m2. F1b: diÖn tÝch c«ng t¸c cña bÓ läc. F1b = 30 m2. Khi röa bÓ läc th× röa lu©n phiªn tõng bÓ, mçi lÇn röa mét bÓ läc - èng dÉn n­íc röa läc: + DiÖn tÝch èng ph©n phèi: Trong ®ã: v r : vËn tèc n­íc ch¶y trong èng dÉn n­íc röa läc. Chän vr = 1,5 m/s (Theo TCXDVN 33 -2006 ®iÒu 6.111 th× vr=1,5 2m/s). + §­êng kÝnh èng ph©n phèi: Chän D0= 500 mm. Chän ®­êng èng dÉn n­íc röa läc chung vµo bÓ läc D = 600 mm. - M¸ng thu n­íc röa läc: + BÓ cã chiÒu dµi lµ 6 m. Chän mçi bÓ 3 m¸ng thu n­íc röa läc cã ®¸y h×nh tam gi¸c, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c t©m m¸ng sÏ lµ d=6/3=2 m(Quy ph¹m kh«ng lín h¬n 2,2m) + ChiÒu dµi m¸ng b»ng chiÒu réng cña bÓ lm = 5 m. + ChiÒu réng cña m¸ng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau (Theo TCXDVN ®iÒu 6.117) Trong ®ã: qm: L­u l­îng n­íc röa th¸o qua m¸ng m3/s tÝnh theo c«ng thøc sau (Trang 146 gi¸o tr×nh “Xö LÝ N­íc CÊp-PTS NguyÔn Ngäc Dung-§HKTHN”) qm= W.d.lm (l/s)= 10 x 2 x 5 = 100 l/s = 0,1 m3/s. w: c­êng ®é röa läc (l/s.m2). w = 10 l/s.m2. d: Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c t©m m¸ng d=2m. a: tØ sè gi÷a chiÒu cao cña phÇn h×nh ch÷ nhËt víi nöa chiÒu réng m¸ng. a = 1 ¸ 1,5. Chän a = 1,2 m. k: hÖ sè lÊy b»ng 2,1 ®èi víi m¸ng cã tiÕt diÖn ®¸y h×nh tam gi¸c + Ta cã tØ sè a: Þ hCN= LÊy chiÒu cao phÇn tam gi¸c lµ h® = 0,18 m. §é dèc ®¸y m¸ng lÊy vÒ phÝa m¸ng tËp trung n­íc lµ i = 0,01.(Theo TCXDVN 33-2006 ®iÒu 6.117) ChiÒu dµy thµnh m¸ng lÊy m= 0,08 m. + ChiÒu cao toµn phÇn cña m¸ng: Hm= hCN + h® + dm = 0,27 + 0,18 + 0,08 = 0,53 (m) + Kho¶ng c¸ch tõ bÒ mÆt líp vËt liÖu läc ®Õn mÐp trªn cña m¸ng thu n­íc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: L: ChiÒu dµy líp vËt liÖu läc = 1,2 (m) e: §é gi¶n në t­¬ng ®èi cña líp VLL theo quy ph¹m = 20%. Theo quy ph¹m, kho¶ng c¸ch gi÷a ®¸y d­íi cïng cña m¸ng dÉn n­íc röa ph¶i n»m cao h¬n líp VLL tèi thiÓu 0,07m. ChiÒu cao toµn phÇn cña m¸ng thu n­íc röa Hm = 0,53 (m), v× m¸ng dèc vÒ phÝa m¸ng tËp trung i = 1%, m¸ng dµi 5 m nªn chiÒu cao m¸ng phÝa m¸ng tËp trung sÏ lµ: 0,53+ 0,05 = 0,58 (m) VËy DHm ph¶i lÊy lµ: DHm = 0,58+ 0,07 = 0,65 (m). MÐp trªn cña m¸ng thu n­íc ph¶i tuyÖt ®èi ph¼ng. - N­íc röa läc qua c¸c m¸ng thu vÒ m­¬ng tËp trung n»m ë ®Çu bÓ. Kho¶ng c¸ch tõ ®¸y m¸ng thu ®Õn ®¸y m­¬ng tËp trung x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (Theo TCXDVN ®iÒu 6.118) Trong ®ã: q: L­u l­îng ch¶y vµo m­¬ng tËp trung = l­u l­îng n­íc röa cña 1 bÓ läc =0,3 (m3/s). g: Gia tèc träng tr­êng = 9,81 (m/s2). A: ChiÒu réng m­¬ng tËp trung lÊy theo cÊu t¹o = 0,7m( Quy ph¹m kh«ng nhá h¬n 0,6m). - èng dÉn giã röa läc: Víi c­êng ®é giã thæi qua bÓ läc wg =18 l/s.m2, l­u l­îng giã tÝnh to¸n lµ: Q giã = LÊy tèc ®é trong èng dÉn giã chÝnh lµ 18 m/s (TCXDVN 33-2006, Vgiã=15¸20 m/s). §­êng kÝnh èng dÉn chÝnh ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc sau: Dgiã= Chän Dgiã = 200 mm. e) TÝnh to¸n vµ chän ®­êng kÝnh c¸c lo¹i èng trong bÓ läc: -èng dÉn n­íc vµo bÓ läc : c¸c bÓ läc chia lµm hai d·y song song nh­ b¶n vÏ.L­u l­îng n­íc cÊp vµo mçi d·y lµ: LÊy vËn tèc trong èng lµ 1 m/s (TCXDVN 33-2006 V=0,8 ¸1,2 m/s). §­êng kÝnh èng dÉn n­íc vµo bÓ läc lµ: D= Chän D=500mm - èng x¶ n­íc läc ®Çu: L­u l­îng cña 1 bÓ läc lµ: Q1b = VËn tèc x¶ n­íc läc ®Çu: Vx¶ = 1,5 m/s (TCXDVN 33-2006 Vx¶=1,5 ¸2 m/s). Chän D = 200 mm. - èng tho¸t n­íc röa : vËn tèc n­íc ch¶y trong èng chän 1,5 m/s (TCXDVN 33-2006 V=1,5¸2 m/s). Chän D200mm. - èng x¶ kiÖt: lÊy theo cÊu t¹o, víi bÓ kÝch th­íc nhá chän D = 100mm (TCXDVN 33-2006 ®iÒu 6.121 D= 100¸200mm) - èng dÉn n­íc s¹ch tõ bÓ läc sang bÓ chøa : Bè trÝ 1 èng dÉn n­íc s¹ch tõ bÓ läc sang bÓ chøa, l­u l­îng cña èng lµ Qèng = 0,3472m3/s VËn tèc n­íc ch¶y trong èng b»ng 1,2 m/s. (TCXDVN 33-2006 ® 6.120, vËn tèc tõ 1¸1,5 m/s) VËy ®­êng kÝnh: Dèng= Chän Dèng = 600 mm - Cöa th¨m bÓ läc: bè trÝ èng thÐp D800, b¾t bÝch ®Æc. KÕt luËn: Chän ®­êng kÝnh: - èng dÉn n­íc tõ bÓ l¾ng sang D500mm. - èng x¶ n­íc läc ®Çu D200mm. - èng x¶ n­íc röa läc D200mm. -èng dÉn giã D200mm -èng x¶ kiÖt D100mm - èng ph©n phèi n­íc röa läc vµo tõng bÓ D500mm. - èng ph©n phèi n­íc röa läc chung D600mm. - èng thu n­íc ®· läc D 600mm. f) Chän m¸y b¬m röa läc vµ b¬m giã röa läc: ¸p lùc c«ng t¸c cÇn thiÕt cña m¸y b¬m röa läc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Hr = hhh + h« + (hpp + hs + hVL + hpvkc )+ hcb Trong ®ã: hpp :Tæn thÊt ¸p lùc trong hÖ thèng ph©n phèi b»ng chôp dµi ®u«i hs :Tæn thÊt ¸p lùc qua líp sái ®ì hvl :Tæn thÊt ¸p lùc qua líp vËt liÖu läc hpvkc :¸p lùc ®Ó ph¸ vì kÕt cÊu ban ®Çu cña líp c¸t läc Nh­ ®· tÝnh ë trªn :DH = hpp + hs + hVL + hpvkc = 4,67 m hhh: ®é cao h×nh häc tÝnh tõ cèt mùc n­íc thÊp nhÊt trong bÓ chøa ®Õn mÐp m¸ng thu n­íc röa (m) hhh = 4 + 3,5 –2 + 0,65 = 6,15 m Trong ®ã : 4: chiÒu s©u mùc n­íc trong bÓ 3,5: ®é chªnh mùc n­íc gi÷a bÓ läc vµ bÓ chøa(TCXDVN 33-2006 ®iÒu 6.352 lµ 3¸3,5m) 2: chiÒu cao líp n­íc trong bÓ läc 0,65 : kho¶ng c¸ch tõ líp VL läc ®Õn mÐp m¸ng hèng: tæn thÊt ¸p lùc trªn ®­êng èng dÉn n­íc tõ tr¹m b¬m n­íc röa ®Õn bÓ läc Gi¶ sö chiÒu dµi ®­êng èng dÉn n­íc röa läc lµ l = 80 m. §­êng èng dÉn n­íc röa läc D = 600, qr = 0,3 ( m3/s). Tra b¶ng phô lôc VII – SGK - MLCN - NXB KH & KT – HN 2001 cã hÖ sè søc kh¸ng ®¬n vÞ So = 0,05784. H« = So.l.q2r =0,05784 80 0,32 = 0,4164 m. hcb: tæn thÊt ¸p lùc côc bé ë c¸c bé phËn nèi èng víi van kho¸ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : hcb = Trong ®ã: : hÖ sè tæn thÊt côc bé trªn c¸c phô tïng . Cô thÓ nh­ sau : 2 cót 900 ,1 van kho¸ ,2 èng ng¾n. = 2.0,98 + 0,26 +2.1 = 4,22. v : vËn tèc n­íc ch¶y trong èng dÉn n­íc röa (m/s) v ==1,06m/s. hcb = = 4,22.= 0,24 m. Thay c¸c gi¸ trÞ võa tÝnh ®­îc vµo c«ng thøc x¸c ®Þnh Hr: Hr = 4,67 + 6,15 + 0,4164 + 0,24 = 11,4764 (m) Chän Hr = 11,5 (m) Víi Qr = 300(l/s), Hr=11,5 m. Ta sÏ chän ®­îc m¸y b¬m röa läc thÝch hîp. Ngoµi mét m¸y b¬m röa läc c«ng t¸c ta chän thªm 1 m¸y b¬m dù phßng. + L­u l­îng giã röa läc cho 1 bÓ lµ: + Hgio = 3¸4 m. (Trang 143 gi¸o tr×nh “Xö LÝ N­íc CÊp-PTS NguyÔn Ngäc Dung-§HKTHN” ) Ta còng chän ®­îc m¸y b¬m qu¹t giã röa läc phï hîp g) Tû lÖ l­îng n­íc röa läc so víi l­îng n­íc vµo bÓ läc: TÝnh to¸n tû lÖ n­íc röa so víi c«ng suÊt tr¹m xö lý : TØ lÖ n­íc röa läc so víi l­îng n­íc vµo bÓ läc ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : (C«ng thøc 4-60 trang 143 gi¸o tr×nh “Xö LÝ N­íc CÊp-PTS NguyÔn Ngäc Dung-§HKTHN” ) Trong ®ã : W: c­êng ®é n­íc röa läc .. F: diÖn tÝch mét bÓ läc .. N: sè bÓ läc N = 6 T0: thêi gian c«ng t¸c cña bÓ gi÷a hai lÇn röa vµ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : T: thêi gian c«ng t¸c cña bÓ läc trong 1 ngµy. T = 24 giê. N: sè lÇn röa läc n = 2. t1, t2, t3: lµ thêi gian röa ,x¶ n­íc läc ®Çu vµ thêi gian chÕt cña bÓ t1 = 5’=0,083 giê, t2 =10’= 0,17 giê, t3 = 0,35 giê. (giê). h) Quy tr×nh röa läc b»ng giã n­íc kÕt hîp: - Quy tr×nh röa läc b»ng giã n­íc kÕt hîp th× tiÕn hµnh theo 3 pha : pha giã, pha giã + n­íc vµ pha n­íc. - KÝch th­íc x©y dùng bÓ läc ChiÒu réng bÓ läc : 5 (m) ChiÒu dµi bÓ läc 6 (m ) ChiÒu cao bÓ läc, ta ¸p dông c«ng thøc : Trong ®ã : h1: chiÒu cao tÇng hÇm, lÊy h1 = 0,8 m. h2: chiÒu cao sµn g¾n chôp läc h2 = 0,1 m. h3: chiÒu cao líp sái ®ì lÊy theo b¶ng (4-7), h3 = 0,15 m. h4: chiÒu cao líp c¸t läc, h4 = 1,2 m. h5: chiÒu cao líp n­íc trªn líp vËt liÖu läc, h5 = 2 m. h5 theo TCXDVN 33 -2006 h5 2m. h6: chiÒu cao b¶o vÖ lÊy h6 = 0,5 m. VËy chiÒu cao x©y dùng bÓ lµ : Hb = 4,9 m. g) §iÒu chØnh tèc ®é läc §Ó ®iÒu chØnh tèc ®é läc dïng phao vµ van b­ím. ë thiÕt bÞ nµy, van b­ím ®­îc l¾p ®Æt trªn ®­êng èng dÉn n­íc läc ra theo nguyªn lý lµm viÖc gi¶m dÇn, tæn thÊt côc bé qua van t­¬ng øng víi sù t¨ng ¸p lùc trong líp vËt liÖu läc. ë ®©y van b­ím ®­îc ®iÒu chØnh nhê phao dao ®éng theo møc n­íc trong bÓ läc. Ghi chó: 1. èng dÉn n­íc tõ bÓ l¾ng sang 2. M­¬ng ph©n phèi n­íc vµo bÓ 3. M¸ng thu n­íc röa läc 4. Líp vËt liÖu läc 5. èng x¶ n­íc röa läc 6. èng dÉn n­íc röa läc 7. èng thu n­íc s¹ch 8. Chôp läc IV. TÝnh to¸n tr¹m khö trïng: Chän ph­¬ng ph¸p khö trïng b»ng Clo láng bëi ph­¬ng ph¸p nµy cho hiÖu qu¶ khö trïng cao, liÒu l­îng ho¸ chÊt kh«ng lín, gi¸ thµnh ë møc chÊp nhËn ®­îc, phï hîp víi ®iÒu kiÖn ®Þa ph­¬ng. LiÒu l­îng Clo dïng cho tr¹m xö lý lµ : Trong ®ã : QXL _ c«ng suÊt tr¹m xö lý QXL = 30000 m3/ng®. Ld: lµ liÒu l­îng Clo ®Ó khö trïng theo TCXDVN 33 -2006 ®iÒu 6.162 th× ®èi víi n­íc ngÇm Ld = 0,7 ¸ 1 mg/l. Chän Ld = 1 mg/l. Chän b×nh ®ùng Clo cã dung tÝch lµ 300 kg. VËy sè b×nh Clo cÇn dïng trong 1 th¸ng lµ . (b×nh) Chän thiÕt bÞ dïng ®Ó ®­a Clo vµo n­íc lµ lo¹i Clorat¬ tû lÖ (lo¹i l­îng khÝ clo cho vµo hay ®æi tØ lÖ víi l­u l­îng n­íc xö lÝ),sè l­îng lµ 2 (trong ®ã cã 1 lµm viÖc vµ 1 dù phßng), vµ 2 Eject¬ víi 1 lµm viÖc vµ 1 dù phßng . V. TÝnh to¸n bÓ chøa: BÓ chøa cã nhiÖm vô ®iÒu hßa l­u l­îng gi÷a tr¹m b¬m cÊp I vµ tr¹m b¬m cÊp II, dù tr÷ mét l­îng n­íc ch÷a ch¸y trong 3 giê liÒn vµ mét l­îng n­íc cÇn thiÕt cho b¶n th©n tr¹m xö lý. WBC = W®h + WCC + Wbt (m3). Trong ®ã: W®h: dung tÝch ®iÒu hßa cña bÓ chøa (m3) ,dung tÝch ®iÒu hßa lín nhÊt cña bÓ chøa t¹m lÊy lµ 20%Qng® W®h = 20% x 30000= 6000 (m3). WCC: dung tÝch dù tr÷ ch÷a ch¸y trong 3 giê liÒn, (m3). WCC = 10,8 . n . qCC = 10,8 . 3 . 30 = 972 (m3). n: sè ®¸m ch¸y x¶y ra ®ång thêi n=3. qCC: l­u l­îng ch÷a ch¸y (l/s) Wbt: l­îng n­íc dù tr÷ cho b¶n th©n tr¹m xö lý (m3),lÊy b»ng 5% tæng l­u l­îng. Wbt = 5%Q = 5%. 30000 = 1500 (m3). VËy: WBC = 6000 + 972 + 1500 = 8472 (m3). ThiÕt kÕ 2 bÓ h×nh ch÷ nhËt, chiÒu cao líp n­íc 4 m, chiÒu cao dù phßng 0,5m.VËy chiÒu cao bÓ chøa lµ 4,5m. Tæng diÖn tÝch bÓ chøa lµ: Fbc===2118 m2. DiÖn tÝch 1 bÓ chøa lµ : F==1059 m2. Chän tiÕt diÖn bÓ chøa : BxL=30x35 =1050 m2. - Ta x©y dùng s©u trong ®Êt lµ 3(m). V. X ¸c ®Þnh cao tr×nh c«ng nghÖ tr¹m xö lý: MÆt b»ng tr¹m xö lÝ cã cao ®é thùc tÕ lµ 25m.Trong tinh to¸n lÊy cao ®é mÆt ®Êt lµ Zmd= 0.00m øng víi cao ®é thùc tÕ lµ 25m X¸c ®Þnh ®é chªnh mùc n­íc trong c¸c c«ng tr×nh chÝnh : 1. X¸c ®Þnh cèt mùc n­íc trong bÓ chøa n­íc s¹ch : - ChiÒu cao cèt ®¸y bÓ lµ: Zbc = Zmd - HbÓ =0– 3 =-3 (m). Trong ®ã : - ChiÒu cao mùc n­íc lín nhÊt trong bÓ chøa lµ : Hmax= 4 (m). - Cèt mùc n­íc cao nhÊt trong bÓ chøa: Zmax= -3 + 4 = 1 (m). 2. X¸c ®Þnh cèt mùc n­íc trong bÓ läc nhanh : Trong ®ã : : cèt mùc n­íc cao nhÊt trong bÓ chøa n­íc. : tæn thÊt ¸p lùc qua bÓ läc . : tæn thÊt trªn ®o¹n èng dÉn n­íc tõ bÓ läc sang bÓ chøa LÊy s¬ bé VËy: Cèt mùc n­íc trong bÓ läc nhanh phæ th«ng lµ. Cèt ®¸y bÓ läc nhanh lµ : =5- 4,15=0,85m Trong ®ã: _ lµ chiÒu cao cña bÓ läc kh«ng kÓ phÇn chiÒu cao dù phßng khi röa bÓ lµ 0,4m . 3. X¸c ®Þnh cao tr×nh bÓ l¾ng ngang tiÕp xóc : Cèt mùc n­íc ë m­¬ng tËp trung cuèi bÓ l¾ng ngang tiÕp xóc lµ . Trong ®ã : . ,lµ tæn thÊt trªn ®o¹n èng dÉn n­íc tõ bÓ l¾ng ngang tiÕp xóc ®Õn bÓ läc nhanh, lÊy s¬ bé . VËy: Cèt ®¸y bÓ l¾ng ngang tiÕp xóc lµ : Tæn thÊt trong bÓ l¾ng ngang tiÕp xóc lÊy 0,7m (Quy ph¹m 0,6¸ 0,7m) Cèt mùc n­íc vµo bÓ l¾ng lµ: 5,2+0,7=5,9m 4. X¸c ®Þnh cao tr×nh thïng qu¹t giã: =5,9+3,5+0,5=9,9m VËy: 9,9(m) VI. ThiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh phô trî trong tr¹m xö lý n­íc: 1. C¸c c«ng tr×nh chÝnh: - Thïng qu¹t giã ta chia lµm 4 thïng diÖn tÝch mçi thïng sÏ lµ : F = 2,82x 2,82 = 8(m2). - BÓ l¾ng ngang tiÕp tiÕp xóc chia lµm 4 bÓ diÖn tÝch mçi bÓ sÏ lµ : - BÓ läc nhanh : Gåm cã 6 bÓ chia lµm hai hµng mçi hµng cã 3 bÓ .VËy ta cã diÖn tÝch 1 bÓ lµ : - BÓ chøa n­íc s¹ch : Gåm cã 2 bÓ x©y míi víi diÖn tÝch lµ : 2. C¸c c«ng tr×nh phô trî cho c«ng tr×nh chÝnh: - Tr¹m clo khö trïng diÖn tÝch lµ . - Kho chøa ho¸ chÊt : - S©n ph¬i c¸t chia lµm 2 s©n diÖn tÝch mçi s©n lµ F=B x L=11x10=110 m2. 3. C¸c c«ng tr×nh phôc vô tr¹m xö lý : - Tr¹m b¬m cÊp 2: F=6,5x30=195m2 - Nhµ hãa nghiÖm : - Nhµ ®Ó xe : F=15x3=45m2 - Tr¹m biÕn thÕ : - Kho x­ëng: F=6x16=96 m2 - Phßng b¶o vÖ: