Tài liệu Thiết kế nhà máy cấp nước cho thị trấn với số dân 50.000 người

THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN I. LYÙ DO VAØ NHIEÄM VUÏ THIEÁT KEÁ 1. LYÙ DO THIEÁT KEÁ Song song với việc học lý thuyết ở trên lớp sinh viên phải thực hiện đồ án môn học, nhằm hoàn thành và nắm vững môn học “xử lý nước cấp”. 2. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thiết kế nhà máy cấp nước cho Thị trấn với số dân 50.000 người, Thị trấn không có nhà máy xí nghiệp, có vài hộ gia đình làm tiểu thủ công nghiệp. Phần: Thuyết minh Tính toán công suất trạm xử lý (m3/ngđ) Tính toán các công trình đơn vị Phần: Bản vẽ Trắc dọc theo nước Bố trí mặt bằng trạm Bản vẽ chi tiết (một công trình đơn vị tự chọn) GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát -1- SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN II. CAÙC SOÁ LIEÄU THIEÁT KEÁ 1. Daân soá cuûa thò traán: N = 50.000 daân 2. Caùc chæ tieâu veà chaát löôïng nöôùc soâng: STT 01 Chæ tieâu PH Nöôùc maët 6,7 TCVN- 5501 6 – 8.5 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 Ñoä ñuïc (N.T.U) Ñoä maøu (Pt – Co) Ñoä kieàm (mgñl/l) Ñoä maën mg/l (Cl-) Saét (mg/l) Nitrit mg/l (N–NO2) Nitrat mg/l (N – NO3) Amonia mg/l (N –NH3) Mangan (mg/l) Ca2+(mg/l) HCO32- (mg/l) Vi Sinh(Coliform/100mg) Ñoä oxy hoaù (mg/l) Haøm löôïng caën (mg/l) 40 70 2 200 0.4 0,002 0,2 0,1 0.2 20 1,5 4000 5,3 500 <5 < 10 < 10 < 250 < 0.3 0 <5 <3 < 0.1 GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát -2- SVTH: 0 THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN III. XAÙC ÑÒNH LÖÔÏNG NÖÔÙC TIEÂU THUÏ: - N= 50.000 daân - qtc= 120 l/ng.ngñ ( tra baûng 3.1/14 – TCXD 33-2006) 1. Löôïng nöôùc duøng cho sinh hoaït: Qsh = qN 120 × 50.000 K ng .d = ×1,3 = 7800 m3 /ngñ 1000 1000 Trong ñoù: - qtc: löôïng nöôùc 1 ngöôøi tieâu thuï trong 1 ngaøy ñeâm (l/ng.ngñ) - N: soá daân tính toaùn - K: heä soá khoâng ñieàu hoaø, K=1,3 2. Löu löôïng nöôùc phuïc vuï coâng coäng ( töôùi caây xanh, röûa ñöôøng, cöùu hoûa … ) : Theo baûng 3.1 – TCXD 33 - 2006 cho ñoâ thò loaïi II, III Q1 = 10%Qsh = 10% × 7800 = 780 m3/ngñ 3. Löu löôïng nöôùc cho coâng nghieäp dòch vuï: Q2 = 10%Qsh = 10%7800 = 780 m3/ng.ñ 4. Löu löôïng nöôùc cho khu coâng nghieäp: Q3 = 30%Qsh = 30%7800 = 2340 m3/ng.ñ 5. Löôïng nöôùc thaát thoaùt: Q4 = 25%(Qsh + Q1 + Q2 + Q3 ) = 25%11.700 = 2.925 m3/ngñ 6. Löôïng nöôùc cho yeâu caàu rieâng cuûa nhaø maùy xöû lyù nöôùc: Q5 = 8%(Qsh + Q1 + Q2 + Q3 + Q4 ) = 8%14.625 = 1.170 7. Vaäy coâng suaát coâng trình thu: Q = (QSh + Q1 + Q2 + Q3 +Q4+Q5 ) = 7.800+ 780 + 780 + 2.340+ 2.925 + 1.170 = 15.795 m3/ngñ ⇒ Q = 16.000 m3/ngñ = 666,67 m3/h = 0,19 m3/s GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát -3- SVTH: m3/ngñ THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN IV. TÍNH TOAÙN COÂNG NGHEÄ CHO XÖÛ LYÙ NÖÔÙC CAÁP: NOÄI DUNG TÍNH TOAÙN BAO GOÀM: 1. ÑEÀ SUAÁT COÂNG NGHEÄ CUÛA TRAÏM XÖÛ LÍ 2. TÍNH TOAÙN CAÙC COÂNG TRÌNH ÑÔN VÒ 3. TÍNH TOAÙN CHI PHÍ XÖÛ LÍ Tram bom cap 1, be chua co cham clo sô boä, troän thuûy löïc vaùch, pheøn nhoâm, voâi söõa, beå phaûn öùng, laéng ngang, thaùo caën, loïc 2 lôùp , chaâm clo, chaâm flo choå beå chöùa nöôc saïch 1. ÑEÀ SUAÁT COÂNG NGHEÄ CUÛA TRAÏM XÖÛ LÍ Theo chaát löôïng nöôùc nguoàn thì phöông aùn xöû lyù ñöôïc ñeà ra laø :  Phöông aùn 1: Coâng trình thu Pheøn Beå phaûn öùng coù lôùp caën lô löûng Beå troän cô khí Beå chöùa Beå loïc nhanh Beå laéng ngang Clo  Phöông aùn 2 Coâng trình thu Pheøn Beå troän cô khí Beå chöùa Beå laéng trong coù lôùp caën lô löûng Beå loïc nhanh Clo GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát -4- SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN • THUYEÁT MINH COÂNG NGHEÄ  Phöông aùn 1: - Nöôùc töø soâng seõ ñöôïc bôm leân traïm bôm caáp 1, taïi mieäng thu nöôùc laép ñaët song chaén raùc ñeå caûn laïi nhöõng vaät raén troâi noåi trong nöôùc. Sau ñoù nöôùc ñöôïc bôm ñeán beå troän cô khí. - Taïi beå troän nöôùc seõ ñöôïc tieáp xuùc vôùi hoùa chaát pheøn ñeå taïo keát tuûa. Nhôø coù beå troän maø hoùa chaát ñöôïc phaân phoái nhanh vaø ñeàu vaøo trong nöôùc, nhaèm ñaït hieäu quaû xöû lyù cao nhaát. - Sau khi nöôùc taïo boâng caën laéng ôû beå troän seõ ñöôïc daãn ñeán beå phaûn öùng. Taïi ñaây - Sau ñoù caùc boâng caën ñoù seõ ñöôïc laéng ôû beå laéng ngang. Tieáp theo nöôùc seõ chaûy vaøo möông phaân phoái vaø ñöôïc ñöa vaøo beå loïc nhanh - Nhöõng haït caën coøn soùt laïi sau quaù trình laéng seõ ñöôïc giöõ laïi trong vaät lieäu loïc, coøn nöôùc sau loïc thì seõ tieáp tuïc qua caùc coâng trình xöû lyù tieáp theo. - Nöôùc sau khi ñöôïc laøm saïch caùc caën laéng thì caàn phaûi ñöôïc khöû truøng ñeå tieâu dieät vi khuaån vaø vi truøng tröôùc khi ñöa vaøo söû duïng - Nöôùc sau khi khöû truøng seõ ñöôïc ñöa ñeán beå chöùa. Sau moät thôøi gian nöôùc seõ ñöôïc bôm ra maïng löôùi ñeå ñaùp öùng cho nhu caàu cuûa ngöôøi daân.  Phöông aùn 2 Cuõng gioáng nhö phöông aùn 1 nhöng ôû phöông aùn 2 khoâng duøng beå laéng ngang maø thay vaøo laø duøng beå laéng trong coù lôùp caën lô löûng. ÔÛ beå naøy caùc haït GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát -5- SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN caën seõ töï keát hôïp taïo thaønh boâng caën lôùn hôn vaø laéng xuoáng ñaùy beå. Vì theá sô ñoà xöû lyù naøy khoâng söû duïng beå phaûn öùùng. • LÖÏA CHOÏN PHÖÔNG AÙN TÍNH TOAÙN:  Phöông aùn 1:  Öu ñieåm : - Beå laéng ngang hoaït ñoäng oån ñònh, coù theå hoaït ñoäng toát ngay caû khi chaát löôïng nöôùc ñaàu vaøo thay ñoåi. - Beå ñöôïc hôïp khoái neân cuïm xöû lyù ñöôïc thu goïn thuaän lôïi trong vaän haønh.  Nhöôïc ñieåm : - Khoái löôïng coâng trình lôùn, chieám dieän tích lôùn. Phöông aùn 2:   Öu ñieåm: - Khoái löôïng coâng trình nhoû hôn, tieát kieäm dieän tích ñaát xaây döïng. - Beå laéng trong coù lôùp caën lô löûng ñaït hieäu quaû xöû lyù raát toát.  Nhöôïc ñieåm: - Beå laéng trong coù lôùp caën lô löûng raát nhaïy caûm vôùi söï dao ñoäng veà löu löôïng vaø nhieät ñoä cuûa nguoàn nöôùc : thay ñoåi löu löïông khoâng ñöôïc quaù 15% vaø nhieät ñoä khoâng quaù 1oC trong voøng 1h. Neáu löu löôïng thay ñoåi thaát thöôøng coù theå gaây xaùo troän caën gaây hieäu quaû xöû lyù raát thaáp. - Quaûn lyù vaän haønh phöùc taïp : taàng caën lô löûng ñoøi hoûi phaûi ôû moät chieàu cao nhaát ñònh, theo doõi thöôøng xuyeân chaát löôïng nöôùc ñaàu ra sau beå laéng ñeå thu caën hôïp lyù. ⇒ Choïn Phöông aùn 1 ñeå tính toaùn. GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát -6- SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN 2. TÍNH TOAÙN CAÙC COÂNG TRÌNH ÑÔN VÒ 2.1 COÂNG TRÌNH THU: Choïn loaïi coâng trình thu nöôùc vaø traïm bôm boá trí keát hôïp trong moät nhaø Tính toaùn coâng trình thu goàm noäi dung sau: • Song chaén raùc • Löôùi chaén raùc • Ngaên huùt - Ngaên thu 2.1.1 SONG CHAÉN RAÙC Song chaén raùc ñaët ôû cöûa thu nöôùc cuûa coâng trình. Tính toaùn song chaén raùc döïa treân caùc thoâng soá sau: - Löu löôïng coâng trình, Q = 0,19 m3/s - Ñöôøng kính thanh theùp, choïn d= 8mm - Khoaûng caùch giöõa caùc thanh theùp, a=(40 ÷ 50)mm, choïn a=40 mm. - Vaän toác nöôùc chaûy qua song chaén, theo TCVN-33-85, v=(0,4 ÷ 0,8)m/s, choïn v=0,5 m/s - Soá cöûa thu nöôùc, choïn n=2 Khi ñoù, tính ñöôïc: - Heä soá co heïp do caùc thanh theùp: K1 = a + d 40 + 8 = = 1,2 a 40 - Heä soá co heïp do raùc baùm vaøo song: thöôøng laáy K2 = 1,25 - Heä soá keå ñeán hình daïng cuûa thanh theùp: K3 =1,25 GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát -7- SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN Do ñoù, tieát dieän cuûa song chaén raùc laø: ω= Q 0,19 ×1,2 ×1,25 ×1,25 K1 K 2 K 3 = = 0,35m 2 v ×n 0,5 ×2 Choïn kích thöôùc song chaén raùc laø: Bs x Hs = 0,35 m x 1 m 2.1.2 LÖÔÙI CHAÉN RAÙC • Löôùi chaén raùc laø moät taám löôùi ñan baèng daây theùp coù ñöôøng kính 1,5 mm, löôùi chaén ñöôïc ñaët cuoái ñöôøng oáng, giöõa ngaên thu vaø ngaên huùt. Choïn loaïi löôùi phaúng ñeå tính toaùn Tính toaùn löôùi chaén raùc vôùi caùc thoâng soá sau: - Q: Löu löôïng coâng trình, Q=0,19 m3/s - n: soá löôïng cöûa ñaët löôùi, n=2 - v: vaän toác nöôùc chaûy qua löôùi, v = (0,2 ÷ 0,4)m/s, choïn v=0,3m/s - d: ñöôøng kính daây ñan löôùi, d=(1 ÷ 1,5)mm, choïn d=1,5 mm - Kích thöôùc maét löôùi, a=4 mm Khi ñoù: - Heä soá co heïp : K 1 = GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát ( a + d ) 2 = ( 4 + 1,5) 2 a2 -8- 42 = 1,89 SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN - Heä soá co heïp do raùc baùm vaøo löôùi: K2 = 1,5 - Heä soá keå ñeán hình daïng: K3 =(1,15 ÷ 1,5), choïn K3=1,3 ⇒ Dieän tích löôùi chaén laø: ω ω= Q 0,19 ×1,89 ×1,5 ×1,3 K1 K 2 K 3 = =1,14 v ×n 0,3 ×2 Choïn kích thöôùc maét löôùi laø: Bl x Hl = 0,8 m x 1,4 m 2.1.3 NGAÊN THU –NGAÊN HUÙT o Kích thöôùc maët baèng ngaên thu: - Chieàu daøi : A1 = (1,6 ÷ 3 )m, choïn A1 = 2,5 m - Chieàu roäng : B1 = Bl +2e = 1 + 2x0,5 = 2,0 m vôùi e = (0,4 ÷ 0,6) , choïn e = 0,5 m o Kích thöôùc maët baèng ngaên huùt: - Ñöôøng kính oáng huùt: Dh = 4 ×Q = π ×v 4 × 0,19 = 0,45m π ×1,2 Choïn vaän toác nöôùc chaûy trong oáng laø : v=1,2m/s Vaäy choïn oáng huùt laøm baèng gang coù ñöôøng kính Dh = 450 mm - Ñöôøng kính phieãu huùt: Df = (1,3 ÷ 1,5)Dh = 1,4 × 450 = 630 mm - Chieàu roäng: ñeå tieän thi coâng ta choïn B2 = B1 = 2 m - Chieàu daøi: A2 = (1,5 ÷ 3)m , choïn A2=3m Trong ngaên huùt ta ñaët caùc bôm truïc ly taâm ngang ñeå huùt nöôùc ñöa vaøo traïm xöû lyù, Söû duïng 2 bôm chìm ( 1 hoaït ñoäng, 1 döï phoøng ) coù löu löôïng 670 m3/h. GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát -9- SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN 2.2 TÍNH TOAÙN LIEÀU LÖÔÏNG HOÙA CHAÁT 2.2.1 THIEÁT BÒ ÑÒNH LÖÔÏNG LIEÀU LÖÔÏNG PHEØN Tính toaùn döïa treân caùc thoâng soá sau: - Q = 16.000 m3/ngaøy - Haøm löôïng caën laø: 500 mg/l - Ñoä maøu: 70 Pt – Co - Ñoä ñuïc: 40 N.T.U • Caên cöù vaøo haøm löôïng caën cuûa nguoàn nöôùc maët laø: 500mg/l, choïn lieàu löôïng pheøn nhoâm khoâng chöùa nöôùc duøng ñeå xöû lyù nöôùc ñuïc theo baûng 6.3 Lieàu löôïng pheøn ñeå xöû lí nöôùc trang 47 “TCXD 33-2006” laø: 50 mg/l • Caên cöù vaøo ñoä maøu cuûa nguoàn nöôùc laø 70 Pt-Co , neân lieàu löôïng pheøn nhoâm ñöôïc xaùc dònh laø: PAl = 4 70 = 33,47mg / l So saùnh lieàu löôïng pheøn caàn duøng ñeå khöû ñoä ñuïc vaø lieàu löôïng pheøn caàn ñeå khöû ñoä maøu thì ta choïn lieàu löôïng pheøn tính toaùn laø: PAl = 50 mg/l • Dung tích beå hoaø troän: Wh = Q × n × PAl 666,67 ×10 × 50 = = 3,33m3 10.000 × bh × γ 10.000 ×10 ×1 Trong ñoù: - Q : löu löôïng nöôùc xöû lyù, Q = 666,67 m3/h - n : thôøi gian giöõa hai laàn hoaø tan pheøn, vôùi coâng suaát (10000 ÷50000) m3/ngaøy , n =(8 ÷ 12)h, choïn n = 10h - Pp : lieàu löôïng pheøn döï tính cho vaøo nöôùc , Pp = 50 mg/l - bh : noàng ñoä dung dòch pheøn trong thuøng hoaø troän (10÷17 %), laáy bh =10% - γ : khoái löôïng rieâng cuûa dung dòch, γ =1 taán/m3 Choïn 1 beå hoaø troän, kích thöôùc beå laø: 2m x 1,5m x 1,1 m = 3,3 m3 • Dung tích beå tieâu thuï: GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát - 10 - SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN Wt = Whbh 3,33 ×10 = = 6,66m3 bt 5 Trong ñoù: - bt = (4 ÷ 10)% , choïn bt = 5% - bt : noàng ñoä dung dòch pheøn trong thuøng tieâu thuï Choïn 1 beå tieâu thuï, kích thöôùc moãi beå laø: 2,0m x 1,96m x 1,7m = 6,664 m3 • Choïn chieàu cao an toaøn ôû beå hoaø troän vaø beå tieâu thuï laø:(0,3 ÷ 0,5)m • Choïn quaït gioù vaø tính toaùn oáng daãn khí neùn Löu löôïng gioù phaûi thoåi thöôøng xuyeân vaøo beå hoaø troän laø: Qh = 0,06 xWh x F = 0,06 x 10 x 3,0 = 1,8 m3/phuùt Trong ñoù: Wh = cöôøng ñoä khí neùn ôû thuøng hoaø troän 10l/sm2(theo qui phaïm) • Löu löôïng gioù caàn thieát ôû beå tieâu thuï laø: Qt = 0,06 x 5 x3,92 = 1,176 m3/phuùt Trong ñoù : cöôøng ñoä khí neùn ôû thuøng tieâu thuï laáy baèng 5 l/sm2 • Toång löông gioù phaûi vaøo beå hoaø troân vaø beå tieâu thuï laø: Qgioù = Qh + Qt = 1,8 + 1,176 = 2,976 m3/phuùt = 0,05 m3/s • Ñöôøng kính oáng gioù chính: Dc = 4Qg = πv 4 × 0,05 = 0,065m = 65mm π ×15 v= (10 ÷ 15)m/s, choïn v=15m/s • Ñöôøng kính oáng daãn gioù ñeán thuøng hoaø troän Dh = 4Qh π ×v = 4 × 0,03 = 0,05m = 50mm 3,14 ×15 Choïn Dh = 50 mm • Ñöôøng kính oáng daãn gioù ñeán ñaùy thuøng hoaø troän Ddh = 4 × Qh = π ×v ×2 GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát 4 × 0,03 = 0,036m = 36mm 3,14 ×15 × 2 - 11 - SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN • Ñöôøng kính oáng nhaùnh vaøo thuøng hoaø troän - Thieát keá 3 nhaùnh 0,03 3 Q nh = 2 × 3 = 0,005m / s = 5l / s - Suy ra: Dnh = 4 ×0,005 = 0,02m ≈ 20mm 3,14 ×15 Tính soá loã khoan treân giaøn oáng gioù ôû beå hoaø troän: Theo qui phaïm ( 6.22 – 52 TCXD 33-2006 ) : - dl = 3 ÷ 4mm - vl = 20 ÷ 30m/s • Chieàu daøi oáng nhaùnh; ln=1,5m , choïn dl = 3mm ; vl= 25m/s • Dieän tích loã fl = πd 2 π × 0,0032 = 7,07 × 10-6 m = 4 4 l • Toång dieän tích caùc loã treân 1 oáng nhaùnh Fl = Qn 0,005 = = 2.10− 4 m2 Vl 25 • Soá loã treân 1 nhaùnh n= Fl 2.10 −4 = = 28 loã f l 7,07.10 −6 Khoan 1 haøng loã thì khoaûng caùch giöõa caùc loã laø: l= Ln 1500 = = 53,57mm ≈ 54mm n 28 GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát - 12 - SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN Voøi nöôùc OÁng gioù Pheøn Ghi ñôõ pheøn OÁng daãn dung dòch hoaù chaát sang beå ñònh löôïng 6. OÁng xaû 1. 2. 3. 4. 5. SÔ ÑOÀ BEÅ PHA PHEØN SUÏC BAÈNG KHOÂNG KHÍ NEÙN 2.2.2 LIEÀU LÖÔÏNG VOÂI CHO VAØO Lieàu löôïng chaát kieàm hoùa ( voâi ) ñöôïc tính theo coâng thöùc: Pk =e1( Pp/e2 – Kt + 1 )100/c Trong ñoù: - Pk: haøm löôïng chaát kieàm hoùa( mg/l) - Pp: haøm löôïng pheøn caàn duøng ñeå keo tuï, Pp = 50 (mg/l) - e1, e2: trong löôïng ñöông löôïng cuûa chaát kieàm hoùa vaø cuûa pheøn, ta coù e1 = 28, e2 = 57 (mg/mgñl ) - Kt: ñoä kieàm nhoû nhaát cuûa nöôùc nguoàn, Kt = 2 ( mgñl/l) - c: tæ leä chaát kieàm hoùa nguyeân chaát coù trong saûn phaåm söû duïng, c = 80 (%) ⇒ Pt = 28(50/57 – 2 + 1)x100/80 < 0 ⇒ Ñoä kieàm töï nhieân cuûa nöôùc ñuû ñaûm baûo cho quaù trình thuûy phaân pheøn, tröôøng hôïp naøy khoâng caàn kieàm hoùa nöôùc. GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát - 13 - SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN 2.3 BEÅ TROÄN CÔ KHÍ • Beå troän coù taùc duïng giuùp cho hoùa chaát tieáp xuùc ñeàu vôùi nöôùc. Noù ñöa caùc phaàn töû hoùa chaát vaøo traïng thaùi phaân taùn ñeàu trong nöôùc khi phaûn öùng xaûy ra, ñoàng thôøi taïo ñieàu kieän toát nhaát giöõa chuùng vôùi caùc phaàn töû tham gia phaûn öùng. Khi cho pheøn vaøo nöôùc chuùng seõ taùc duïng vôùi muoái kieàm cuûa Ca, Mg ñeå taïo thaønh caùc hydroxit keùm tan deã keát tuûa. Boâng keát tuûa cuûa pheøn seõ haáp daãn caùc haït keo töï nhieân. Do ñoù, caùc haït seõ coù kích thöôùc lôùn vaø seõ deã laéng hôn. 2.3.1 KÍCH THÖÔÙC BEÅ: Q = 16.000 m3/nñ = 666,67 m3/h = 0,19 m3/s Choïn thôøi gian khuaáy troän trong beå laø 30 giaây. - Theå tích beå troän laø: V = 30 x 0,19 = 5,56 (m3 ) Choïn 1 beå troän coù tieát dieän vuoâng. - Chieàu daøi caïnh cuûa beå: 5,56 a =3V =3 = 1,41 m 2 2 - Chieàu cao höõu ích cuûa beå: 5,56 h = V = = 2,81 hi 2 a 1,412 m - Chieàu cao toaøn phaàn cuûa beå H = hhi + hbv = 2,81 + 0,4 = 3,2 m Taïi cuoái beå ta boá trí möông traøn daãn nöôùc sang coâng trình tieáp theo. Möông coù chieàu ngang 0,6 m, cao 1 m Chieàu daøi maùng lm = 1,4m. 2.3.2 THIEÁT BÒ KHUAÁY TROÄN: Duøng maùy khuaáy tuabin 4 caùnh nghieâng 45o höôùng leân ñeå khuaáy troän ñoàng thôøi keùo nöôùc töø döôùi leân Ñöôøng kính caùnh tuabin: GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát - 14 - SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN D ≤ 0,5a = 0,5x 1,41 = 0,71 m. Choïn D = 0,7 m Naêng löôïng caàn truyeàn vaøo nöôùc : P = G2Vµ =10002 × 5,56× 0,0009= 5004 J/s = 5kW. Vôùi G = 1000 s-1 : gradient vaän toác µ = 0,0009 Ns/m2 : ñoä nhôùt ñoäng löïc cuûa nöôùc öùng vôùi t = 25oC Hieäu suaát ñoäng cô η = 0,8 Coâng suaát thöïc teá cuûa ñoäng cô: N = 5 = 6,26 kW 0,8 - Số vòng quay của máy khuấy:  P n =  k .ρ.D 5  1/ 3      5004 = 1,08 ×1000 × 0,7 5  1/ 3     =3,02 voøng/s =181 (voøng/phuùt ) - Chieàu daøi moãi maùi cheøo: L = 0,25 D = 0,25 x 0,7 = 0,175 (m) - Chieàu roäng caùnh khuaáy: B = 0,2.D = 0,2 x 0,7 = 0,14 (m) 2.3.3 TÍNH TOAÙN ÑÖÔØNG OÁNG DAÃN NÖÔÙC VAØO VAØ RA : - Ñöôøng kính oáng daãn nöôùc vaøo beå d = 500 mm - Vaän toác nöôùc chaûy trong oáng: v= 4.Q 4 × 0,19 = = 0,47 ( m/s ) 2 2πd 2π × 0,5 2 - Vaän toác nöôùc daâng töø ñaùy leân: vd = Q 0,19 = = S 1,412 0,09 ( m/s ) - Chieàu cao möïc nöôùc chaûy vaøo maùng hn = 3 Q2 0,19 2 3 = = 0,08 4 g .B 2 4 × 9,81 ×1,4 2 m - Vaän toác nöôùc chaûy qua maùng: GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát - 15 - SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN v= Q 0,19 = = 2hn a 2 × 0,08 ×1,41 0,82 ( m/s ). 2.4 BEÅ PHAÛN ÖÙNG COÙ LÔÙP CAËN LÔ LÖÛNG: 2.4.1 KÍCH THÖÔÙC BEÅ - Dieän tích maët baèng cuûa beå: S= Q 0,19 = N .v 2 × 2,2 ×10 −3 = 42,09 m2 Vôùi : Q = 0,19 m3/s : coâng suaát traïm xöû lyù v: vaän toác ñi leân cuûa doøng nöôùc trong beå phaûn öùng, vôùi haøm löôïng caën 500 mg/l, tra baûng ñöôïc v = 2,2 mm/s. N: soá beå phaûn öùng laáy baèng soá beå laéng ngang, N = 2 TC nöôùc nguoàn - Nöôùc nguoàn coù ñoä ñuïc thaáp Haøm löôïng caën (mg/l) < 20 v(mm/s) 0,9 20 - 50 1,2 50 - 250 1,6 250 – 2500 2,2 - Nöôùc coù ñoä ñuïc trung bình - Nöôùc coù ñoä ñuïc lôùn - Choïn chieàu roäng cuûa beå phaûn öùng baèng chieàu roäng cuûa beå laéng ngang laø: B = 5,6 m. - Chieàu daøi ngaên phaûn öùng: 42,09 L=S = = 7,5 m B 5,6 - Theå tích beå phaûn öùng öùng vôùi thôøi gian löu nöôùc trong beå laø 25 phuùt: V = Q.t 666,67 × 25 = = 139 (m3) 60 N 60 × 2 - Chieàu cao höõu ích cuûa beå phaûn öùng: GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát - 16 - SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN V 139 hhi = F = 7,5 × 5,6 = 3,3 m thoûa (theo quy phaïm > 3m) - Choïn chieàu roäng ñaùy beå bd = 0,3 m - Chieàu cao phaàn hình thaùp: 3B  0 hd = tg 60 × a = 2  2 − 0,3  = 2,16 m   - Chieàu cao toång coäng cuûa beå: H = hhi + hd + hbv = 3,3 + 2,16 + 0,44 = 5,9 m 2.4.2 HEÄ THOÁNG PHAÂN PHOÁI NÖÔÙC - Nöôùc theo möông vaøo maùng phaân phoái nöôùc roài theo caùc ñöôøng oáng xuoáng ñaùy beå. - Möông phaân phoái saâu 2,5 m, roäng 0,8 m - Kích thöôùc maùng phaân phoái: cao hm = 1 m, daøi L = 7,5 m, chieàu roäng maùng 0,8 m. - Theå tích maùng: Vm= 1x 7,5 x 0,8 = 6 m3 - Thôøi gian löu nöôùc trong maùng: t= Vm .2 N 6 × 4 = = 126,32 (s) = 2,1(phuùt) > 1 phuùt Q 0,19 Choïn 6 oáng nhöïa ñeå daãn nöôùc töø maùng xuoáng ñaùy beå - Löôïng nöôùc qua moãi oáng chính qc = Q 0,19 = = 0,008 (m3/s) 2 N .9 4 × 6 Choïn oáng coù ñöôøng kính dc = 150 mm - Vaän toác nöôùc chaûy: vc = 4q c 4 × 0,008 = = 0,45 (m/s) πd c2 π × 0,15 2 GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát - 17 - SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN Töø oáng chính nöôùc seõ ñöïôc phaân theo hai höôùng bôûi hai oáng nhaùnh ñeå phaân phoái nöôùc. - Löôïng nöôùc qua moãi oáng nhaùnh qn = q c 0,008 = = 0,004 (m/s) 2 2 - Ñöôøng kính oáng nhaùnh: 4q n = πv n dn = 4 × 0,004 = 0,09 (m) π × 0,6 Laáy d = 90 mm - Khoaûng caùch giöõa caùc oáng chính: ec = L 7,5 = = 1,25 (m) 6 6 Hai oáng ñaàu tieân caùch thaønh beå 0,5 m. - Khoaûng caùch giöõa hai oáng nhaùnh: en = B 5,6 = = 1,4 m 4 4 - Toån thaát aùp löïc qua caùc moái noái treân ñöôøng oáng: h1 = ∑ξ v2 2g Vôùi ξ: heä soá toån thaát cuïc boä trong ñöøông oáng: ξ1=1, ξ2 = 2,56, ξ3 = 0,588, ξ4 = 0,5 v: vaän toác nöôùc chaûy trong oáng. ⇒ h1 = 0,5 0,45 2 0,6 2 + (2,56 + 0,588 +1) = 0,08 (m) 2 × 9,81 2 ×9,81 - Toån thaát aùp löïc doïc theo chieàu daøi oáng: hd = 6,993 × 2,75.10-3 + 5,836 × 1,3510-3 = 0,03 (m) - Toån thaát aùp löïc töø ñaùy leân maët nöôùc hn = 1,5× (hi + hd)10-2 = 1,5(3,3+ 2,16)10-2 = 0,08 (m) GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát - 18 - SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN - Toån thaát aùp löïc maø nöôùc töø maùng caàn khaéc phuïc: h = h1+ hd + hn = 0,08 + 0,03 + 0,08= 0,19 (m). 2.4.3 TÍNH TOAÙN VAÙCH NGAÊN: - Trong ngaên phaûn öùng ñaët hai töôøng traøn ñeå höôùng doøng, khoaûng caùch giöõa caùc taám töôøng: ecd = 8,84 = (m) 3 - Chieàu cao lôùp nöôùc treân vaùch traøn: choïn hnt = 0,6m. - Vaän toác nöôùc traøn töø beå phaûn öùng: vt = 2Q 0,35 = = 0, 032m / s (m/s) ( theo quy phaïm < 0,05 m/s) B.2 N .hnt 6 × 3 × 0, 6 - Chieàu cao böùc tröôøng traøn tính töø ñaùy beå ñeán meùp vaùch: ht = H – hbv – hnt = 5,9 – 0,44 – 0,6 = 4,86 (m). - Chieàu cao lôùp vaùch traøn tieáp theo laø : 4,76 (m) - Cuoái beå ta boá trí vaùch töôøng höôùng doøng coù chieàu cao choïn hhd = 4,6m - Chieàu cao khe töø beå phaûn öùng sang beå laéng: 3,3 + 2,16 – 4,6 = 0,86 (m) - Vaän toác nöôùc chaûy treân vaùch höôùng doøng: v= 2Q 0,19 = = 0,02 (m/s) h.B.2 N 0,86 ×5,6 × 2 < 0,05 thoûa. - Tröôùc khi qua beå laéng nöôùc seõ qua töôøng ngaên ñeå höôùng doøng vaø phaân phoái nöôùc. Chieàu cao töôøng ngaên: htn = 0,5 × 5,9 = 2,95 (m). - Khoaûng caùch töø töôøng ngaên ñeán töôøng traøn: e= 0,8 m - Vaän toác nöôùc chaûy qua khe: vk = 2Q 0,19 = = 0,021 (m/s) 2 N .B.e 2 ×5,6 × 0,8 GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát - 19 - (theo quy phaïm laø < 0,03 m/s). SVTH: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC CHO THÒ TRAÁN 50.000 DAÂN HÌNH : BEÅ PHAÛN ÖÙNG COÙ LÔÙP CAËN LÔ LÖÛNG 2.5 BEÅ LAÉNG NGANG • Beå laéng duøng ñeå loaïi tröø ra khoûi nöôùc caùc haït caën lô löûng coù khaû naêng laéng xuoáng ñaùy beå baèng troïng löïc. 2.5.1 KÍCH THÖÔÙC BEÅ: • Vaän toác trung bình cuûa doøng nöôùc trong beå: vtb = K x u0 Trong ñoù: - u0 : toác ñoä rôi cuûa haït caën, choïn =0,55mm/s, ( qui phaïm = (0,5 ÷ 0,6)m/s) - Choïn L/H0 =15 ,tra baûng coù K=10 ; α = 1,5 neân vtb = 10 x 0,55 = 5,5 mm/s • Dieän tích maët baèng beå laø: GVHD : GS.TS Laâm Minh Trieát - 20 - SVTH: