Đường kính ống nhánh vào thùng hòa trộn

Theo TCXD 33 – 2006 đường kính lỗ bằng 3 ÷ 4 mm, tốc độ khí qua lỗ bằng 20 ÷ 30 m/s; chọn d_l = 3 mm, v_l = 20 m/s,L_n = 2 m.

Nếu khoan 2 hàng lỗ thì l = mm.

Lượng vôi dự trữ cần dùng cho 1 ngày

Trong đó

• 
  Q : Công suất trạm xử lý (m³/ngđ)
  
• 
  a : Liều lượng vôi cần thiết đưa vào (mg/l)
  
• 
  P = 80% CaO tính theo sản phẩm không ngậm nước.
  

G₂ = 15 × G₁ = 15 × 845,25 = 12678,75 (kg) = 12,67875 (tấn)

Trong đó

• 
  ρ : Tỷ trọng vôi cục khi đổ thành đống; ρ = 1,2.
  

Sau mỗi lần tôi, sữa vôi từ bể tôi tự chảy theo máng hở về bể tiêu thụ chứa sữa vôi.

Trong đó

• 
  Q : Công suất trạm xử lý (m³/h)
  
• 
  n : Số giờ giữa 2 lần pha vôi (h)
  
• 
  a : Liều lượng vôi cần thiết đưa vào (mg/l)
  
• 
  b_v : Nồng độ vôi sữa (= 5%)
  
• 
  γ : Khối lượng riêng của vôi sữa (= 1 T/m³).
  

 (m³)

5.3.3.3 Tính các thông số thiết kế và thiết bị khuấy trộn (dùng cánh quạt)

Dung tích bể pha vôi tính được ở trên: W_v = 4,5 (m³).

Bể được làm bằng bêtông cốt thép, phần trên là hình trụ, phần dưới là hình nón, góc nghiêng giữa 2 phần của thành bể là 45°; đường kính bể lấy bằng chiều cao công tác của bể d = h.

 (m)

(m)

(m³)

(m³)

(m)

Chiều cao an toàn lấy h₃ = 0,3 m.

Chiều cao tổng cộng của bể

(m)

Theo TCXD 33 - 2006 số vòng quay cánh quạt θ ≥ 40 vòng/phút, chiều dài cánh quạt l = 0,4 ÷ 0,45d  chọn θ = 45 vòng/phút; l = 0,45d.

l_cq = 0,4 × d = 0,45 × 1,8 = 0,81 (m)

Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế 0,2 m² cánh quạt/1 m³ vôi sữa trong bể (quy phạm bằng 0,1 ÷ 0,2 m²).

ƒ_cq = 0,2 × 4,5 = 0,9 (m²)

Chiều rộng mỗi cánh quạt

(m)

Vậy công suất của động cơ để quay cánh quạt là: N = 3 (kw). Máy khuấy được đặt trên nắp bể vôi sữa.

Chọn bơm định lượng kiểu màng. Trong trạm bố trí 2 bơm: một làm việc, một dự phòng.

Công suất trạm xử lí là 15000 m³/ngđ = 625 m³/h = 0,174 m³/s= 174l/s.

Diện tích tiết diện ngang ở phần trên của bể trộn với vận tốc nước dâng

v_d = 25mm/s = 0,025m/s là:

Nếu mặt bằng phần trên của bể trộn có hình dạng vuông, thì chiều dài mỗi cạnh là : . Chọn đường kính ống dẫn nước nguồn vào bể là : D = 350 mm.

Ứng với Q = 174 l/s thì v =1,1 m/s tức là nằm trong giới hạn cho phép từ 1÷1,5m/s.

Đường kính ngoài của ống dẫn nước vào bể sẽ là 380 mm.

Do đó diện tích đáy bể là:

m²

Chọn góc nón thì chiều cao phần hình tháp sẽ là:

Thể tích phần hình tháp của bể trộn bằng:

Thể tích toàn phần của 1 bể với thời gian lưu lại của nước trong bể là 1,5 phút sẽ là: m³

Thể tích phần trên của bể sẽ là:

m³

Chiều cao phần trên của bể sẽ là:

Chiều cao toàn phần của bể sẽ là:

Dự kiến thu nước bằng máng vòng có lỗ ngập trong nước. Nước chảy trong máng đền chỗ dẫn nước ra khỏi bể theo hai hướng ngược chiều nhau.

Vì vậy, lưu lượng nước tính toán của máng sẽ là:

m³/h

Diện tích tiết diện máng với tốc độ nước chảy trong máng v_m = 0,6m/s sẽ là:

Chọn chiều rộng máng : b_m = 0,3 m thì chiều cao lớp nước tính toán trong máng là:

Độ dốc của máng về phía ống tháo nước ra lấy bằng 0,02 tổng diện tích các lỗ ngập thu nước ở thành máng với tốc độ nước chảy qua lỗ v_l = 1m/s sẽ là:

Chọn đường kính lỗ d_l = 30mm thì diện tích của mỗi lỗ sẽ là: f_l = 0,0007 m². Tổng số lỗ trên thành máng sẽ là:

Các lỗ được bố trí ngập trong nước 70mm( tính đến tâm lỗ), chu vi phía trong của máng là:

P_m =4. b_t =4.2,64 = 10,56 m

Khoảng cách giữa các tâm lỗ :

Khoảng cách giữa các lỗ:

e – d_l =0,042 - 0,03 =0,012 m

với Q = 174 l/s, chọn ống dẫn sang bể phản ứng d = 400 mm, ứng với v = 0,8 m/s .(Quy phạm 0,8 ÷ 1 m/s).

Vì thời gian lưu lại của nước trong bể không được nhỏ hơn 1 phút và nước đi xuống với tốc độ không lớn hơn 0,05 m/s

Ta có thể tích ngăn tách khí với thời gian lưu lai nước trong bể là: W_tk = Q.t = 0,173.90 =15,5 m³

Cấu tạo 3 ngăn tách khí,mỗi ngăn có chiều dài 4.5 m,rộng 1 m,vận tốc nước đi xuống sẽ là:

V=_ =_ = 0,013 m/s (< 0,05 m/s đảm bảo)

Chiều cao ngăn tách khí

h=_=_ = 1,15 m (chưa kể chiều cao bảo vệ)

ống dẫn nước từ bể trộn sang đặt ngập trong nagn8 tách khí với khoảng cách không được nhỏ hơn 100 mm tính từ miệng ống đến mực nước trong ngăn tách khí

Thường gắn liền với bể lắng

Với công suất xử lí; Q = 15000 m³/ngay.dem = 625 m³/h =0.173 m³/s

Diện tích mặt bằng cửa bể phản ứng F=_

V:tốc độ đi lên của dòng nước trong bể phản ứng ở phần trên ứng với hàm lượng cặn = 250 mg/l

V = 1,6 mm/s: N số bể phản ứng lấy bằng 3

F=_ = 36 m²

Lấy chiều rộng bể phản ứng bằng chiều rộng bể lắng



Thể tích bể phản ứng tính với thời gian nước lưu lại trong bể là 25 phút

W=_ =_ =87 m³

Chiều cao của bể phản ứng H = 2,5 m

Trong ngăn phản ứng đặt 3 tấm chắn hướng dòng khoảng cách giữa các tấm chắn là

m = _ = 2 (m)

Đáy ngăn phản ứng đặt ống khoan lỗ để phân phối nước mỗi ngăn đặt 2 ống,tốc độ nước chảy theo quy phạm v = 0,5 – 0,6 m/s

Tiết diện ống phân phối f = _ = _= 0,077 m²

Ta lấy đường kính ống D =200 mm

Lấy tổng diện tích lỗ phân phối bằng 30% tiết diện ống..vậy tổng diện tích lỗ là:





ống khoan lỗ d = 25 mm,vậy diện tích mỗi lỗ là

F_lo =π d²/4 = 3,14.(0,025)²/4 =0,00049 m²

Số lỗ là : n =_/ F_lo = 0,027/0,00049 = 54 lỗ

lỗ khoan thành 2 hàng so le ở thành ống,lỗ hướng xuống phía dưới làm với phương đứng 1 góc 45⁰

khoảng cách giữa các tim lỗ

e = _= 281,5 mm

tổn thất áp lực qua giàn ống phân phối

h=( 2.2/k² + 1)v²/2g (k= 0.3,v=0,5 m/s)

vậy h= 0,32 m

tốc độ nước từ ngăn phản ứng sang bể lắng v_t = 0,05 m/s

chiều cao lớp nước trên vách tràn h_t = Q/BNv_t = 0,173/(4,5.3.0,05) = 0,256 (m)

khoảng cách giữa tường bể phản ứng với tấm ngăn sang bể lắng tính với vận tốc (v_n = 0,03 m/s)

l =_= 0,427 m

nước sẽ được qua giàn ống thu nước chảy qua bể lắng trong hoặc qua máng dọc

5.7 TÍNH BỂ LẮNG NGANG KẾT HỢP VỚI BỂ PHẢN ỨNG CÓ LỚP CẶN LƠ LỮNG

• 
  Diện tích mặt bằng 1 bể lắng
  

Trong đó

Chia bể lắng làm 3 ngăn, chiều rộng mỗi ngăn B = 4.5m (B=3-5m).

• 
  Chiều dài bể lắng
  

Để phân phối đều trên toàn bộ diện tích mặt cắt ngang của bể lắng cần đặt các vách ngăn có lỗ ở đầu bể, cách tường 1,5m (Theo TCXDVN 33:2006: 1 – 2m).

Lưu lượng nước tính toán qua mỗi ngăn của bể

• 
  Diện tích của các lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào
  

Lấy đường kính lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào là d₁=0,08m (Theo sách Cấp nước – Trịnh Xuân Lai: d=0,075-0,2m)

Diện tích một lỗ f_1lo = 0,005

Tổng số lỗ ở vách ngăn phân phối

ở vách ngăn phân phối nước vào bố trí thành 3 hàng dọc và 3 hàng ngang. Theo sách Cấp nước – Trịnh Xuân Lai, khoảng cách giữa tâm các lỗ từ 0,25 – 0,45m

Thời gian xả cặn T = 4 ngày xả cặn một lần.

• 
  Thể tích vùng chứa nén cặn của bể lắng:
  

Trong đó:

C = 10mg/l

C= C+0,25M+vôi = 250 + 0,25 x 50 + 45=308 mg/l

Với:

C_n: hàm lượng cặn trong nước nguồn

Vôi: hàm lượng vôi dùng để nâng pH

Chiều cao trung bình của vùng chứa nén cặn : 1,5m

Chiều cao trung bình của bể lắng:

Chiều cao xây dựng bể bao gồm chiều cao bảo vệ:

Thể tích một bể lắng:

Thời gian xả cặn Theo TCXDVN 33:2006 t = 10 – 20 phút. Lấy t = 20 phút

Chọn đường kính ống xả cặn d_c=150mm

• 
  Máng thu nước bể lắng
  

Xác định tổng chiều dài máng thu

Mỗi ngăn đặt 3 máng

Chiều dài 1 máng

Tiết diện 1 máng thu cần thiết với vận tốc cuối máng v = 0,6m/s (Theo TCVN 33:2006, điều 6.84 v = 0,6 – 0,8m/s)

Chọn máng thu có chiều rộng 0,35m

Chiều sâu máng thu

Máng thu nước từ 2 phía, chiều dài mép máng thu

Tải trọng thu nước trên 1m dài mép máng

Với Q = 0,173m³/s = 173l/s

Chọ tấm xẻ khe hình chữ V, góc đáy 90^o để điều chỉnh cao độ mép máng. Chiều cao hình chữ V là 5cm, đáy chữ V là 10cm, mỗi m dài có 5 khe chữ V, khoảng cách giữa các đỉnh là 20cm.

Lưu lượng nước qua 1 khe chữ V:

Chiều cao mực nước qua khe chữ V

Với Q = 0,173m³/s, với v = 1,3m/s, lấy với khả năng lớn hơn lưu lượng tính toán

20 – 30% cho nên ta chọn đường kính ống dẫn sang ngăn phân phối nước của bể lọc là d = 800mm

5.8 TÍNH TOÁN BỂ LỌC NHANH

Tổng diện tích bể lọc của trạm xử lí:

Ở đây chọn: T = 24h

a = 2

t₂ = 0,35h

W = 12 l/s.m²; t₁ = 0,1h ( lấy theo bảng 4_6)

Vậy ta có:

m²

Trong bể lọc , chọn cát lọc có cỡ hạt d_tđ =0,7 ÷ 0,8mm, hệ số không đồng nhất K = 2 ÷ 2,2. Chiều dày lớp cát lọc L = 0,8m (lấy theo bảng 4_6)

Số bể lọc cần thiết:

bể

Chọn 5 bể.

Kiểm tra lại tốc độ lọc tăng cường với điều kiện đóng 1 bể để rửa:



m/h nằm trong khoảng từ 6÷7,5→ đảm bảo.

Diện tích một bể lọc là:

Chọn kích thước bể là : L x B = 5,5 x 4 = 22

Chiều cao toàn phần của bể lọc nhanh xác định theo công thức :

Trong đó:

h_đ­_chiều cao lớp sỏi đỡ. Lấy theo bảng 4_7; h_đ = 0,7m

h_v_chiều cao lớp vật liệu lọc. lấy theo bảng 4_6; h_v = 0,8m

h_n_chiều cao lớp nước trên vật liệu lọc; h_n=2m

h_p_chiều cao phụ h_p=0,3m

Vậy H = 0,7 + 0,8 + 2 + 0,3 = 3,8m.

• 
  Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc
  

Qr = 0.308 (m³/s)

Chọn đường kính ống chính d_c = 300 mm bằng thép thì tốc độ nước chảy trong ống chính v_c = 1,95 m/s thỏa điều kiện vì theo TCXD 33 – 2006 quy định v_c ≤ 2 m/s.

Theo TCXD 33 – 2006 khoảng cách giữa các ống nhánh l_n = 0,25 ÷ 0,3 m, chọn l_n = 0,3 m.

M= 4.2/0,3 = 26,6 (ống nhánh)

q_n = 308/27 =11,4 (l/s)

Chọn đường kính ống nhánh d_n = 100 mm bằng thép và tốc độ nước chảy trong ống nhánh là v_n = 2 m/s thỏa điều kiện vì v_n nằm trong giới hạn cho phép v_n = 1,8 ÷ 2 m/s.

Với ống chính d_c = 300 mm, thì tiết diện ngang của ống là 0,07 m²

Theo TCXD 33 – 2006 quy định tổng diện tích lỗ bằng 0,35 ÷ 0,5 diện tích tiết diện ngang của ống,chọn 0,5  tổng diện tích lỗ:

ω = 0,3 × 0,07 = 0,021 (m²)

Theo TCXD 33 – 2006 quy định đường kính lỗ d_l = 10 ÷ 12 mm, chọn d_l = 12 mm  diện tích một lỗ

186 (lỗ)

Trên mỗi ống nhánh, các lỗ xếp thành 2 hàng so le nhau, hướng xuống phía dưới và nghiêng 1 góc 45° so với mặt phẳng nằm ngang. Số lỗ trên mỗi hàng của ống nhánh là: 19/2 = 10 lỗ.