Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH TRONG DÂY CHUYỀN

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH TRONG DÂY CHUYỀN

Tải bản đầy đủ - 0trang

-LP: Là liều lượng phèn, LP = 60 (mg/l)

-n: Là thời gian giữa hai lần hồ phènđối với trạm cơng suất:( theo mục

6.19 TCN 33 – 2006):

đến 1200 m3/ngày; n = 24 giờ

1200 -10.000 m3/ngày; n = 12 giờ

10.000 -50.000 m3/ngày; n = 8 - 12 giờ

> 50.000 m3/ngày; n = 6 - 8 giờ.

Với Q = 30000 (m3/ngđ) chọn n = 11 (h)

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

-bh: Là nồng độ dung dịch hóa chất trong thùng hòa trộn %, chọn bh = 15%



2. Tính tốn bể tiêu thụ:



Theo mục 6.19 TCVN 33 – 2006, dung tích bể tiêu thụ được xác định theo cơng thức:

Trong đó:

W2: Là dung tích bể tiêu thụ

W1: Là dung tích bể hồ phèn

-bh: Là nồng độ dung dịch hố chất trong bể hồ phèn lấy 15%

-bt = 8% Là nồng độ dung dịch hoá chất trong bể tiêu thụ



theo mục

6.20 TCN



Chọn chiều cao bể là h=1 m, chiều cao bảo vệ là 0,5 m

 H=h+ hbv=1+0,5=1,5



Diện tích của bể là (m2)

Chọn L=2,5 m và B=2,5 m

Kích thước bể là: H×L×B=22,51,5( m )

● Cấu tạo thiết kế:

Bể hồ trộn thiết kế có tường đáy ngiêng so với mặt phẳng ngang một góc 45°.

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

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

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

SVTH: CAO THỊ MAI ANH

18



Sàn đỡ phèn trong bể hồ trộn phải đặt ghi để có thể tháo dỡ được, khe hở giữa các

ghi là 15 (mm).

Mặt trong và đáy bể hoà trộn cũng như bể tiêu thụ phải được phủ một lớp xi măng

chống axit hoặc ốp gạch men chịu axit.

Bơm dung dịch phèn dùng ejector hoặc bơm chịu axit.

Các đường 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.

* Thiết bị định liều lượng phèn:

Thiết bị định liều lượng phèn có nhiệm vụ điều chỉnh tự động lượng phèn cần thiết

đưa vào nước cần xử lý theo yêu cầu.

Dùng bơm định lượng để bơm dung dịch phèn công tác vào bể trộn.

Lượng phèn cần dùng cho một ngày

Bơm định lượng phải bơm dung dịch phèn công tác 8%.

 Lưu lượng bơm:

Khối lượng riêng của dung dịch, γ = 1 T/m3.



3. Chuẩn bị dung dịch vơi sữa



c hó t hÝc h



Hình 3: bể chứa dung dịch vôi và máy khuấy

SVTH: CAO THỊ MAI ANH

19



1



bể t iê u t hụ v ô i sữa



2



Má y k hu ấy



3



bơm địn h l



4



ố n g d ẫ n v ô i sữa

đến n ơi t iê u t h ụ



5



độ n g c ơ



6



v a n x ả c ặn



ợ ng



Ta s dng vụi dạng vơi sữa, hồ vơi vào nước để có dung dịch vôi sữa.

-Với liều lượng cần đưa vào là: LV =Dk= 26,656 (mg/l)

⇒ Liều lượng vôi dùng trong ngày: (kg/ngđ)

Dung tích thùng vơi xác định theo cơng thức:

Trong đó:

-Q: Cơng suất trạm xử lý, Q = 30000(m3/ngđ) = 1250(m3/h)

-n: Thời gian giữa hai lần pha vôi, n = 10 (h)

-LV: Là liều lượng vôi đưa vào, LV = 26,656 (g/m3)

-bv: Nồng độ vôi sữa bv= 5%

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



Ta thiết kế 2 bể hòa trộn vơi với dung tích mỗi bể là: 6,7/2 = 3,35 m3. Dùng phương

pháp khuấy trộn bằng cánh quạt. Vôi sữa ở dạng khuếch tán không bền, các hạt vơi rất

nhỏ có thể nổi lên hoặc lắng xuống trong mơi trường khuếch tán. Do đó, cần phải

khuấy trộn khơng ngừng để vôi không lắng. Để giữ cho vôi không bị lắng và có nồng

độ đều 5% phải liên tục khuấy trộn bằng máy khuấy. Bể thiết kế hình trụ tròn đường

kính bể phải lấy bằng chiều cao cơng tác của bể d = h (Theo Xử lý nước cấp, Nguyễn

Ngọc Dung, 1999, trang 33).

Mặt khác ta có:

Bể hòa trộn vơi có tiết diện hình tròn đường kính là d = 1,6 m, phần trên là hình trụ,

phần dưới là hình nón có góc tâm 60o và bề rộng đáy a1 = 0,2 m, đặt ống xả cặn là 150

mm (Theo mục 6.24 – Chuẩn bị hóa chất, TCXD 33:2006/BXD – Tiêu chuẩn thiết kế)

Chiều cao phần hình chóp

Tổng chiều cao bể trộn là:

H = hchop + htru + hbv = 0.7+1,6+0.3= 2,6 (m)

Trong đó: Hbv= 0.3(m): chiều cao bảo vệ

4. Chọn Máy khuấy :



Dùng máy khuấy để pha vôi tôi thành vôi sữa và giữ cho dung dịch không bị

SVTH: CAO THỊ MAI ANH

20



lắng xuống đáy bể. Chọn máy khuấy kiểu cánh phẳng có các chỉ tiêu:

- Số vòng quay của trục động cơ: n = 40 (vòng/phút)

- Chiều dài cánh khuấy theo quy phạm là từ 0,4 - 0,5D.

Chọn lck = 0,4×d = 0,4x1,6=0,64(m)

- Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế là 0,15 m2 cánh quạt/1m3 vôi sữa (Quy phạm = 0,1 –

0,2 m2)

⇒ Diện tích hữu ích cánh khuấy:

- Chiều rộng mỗi cánh khuấy:

- Công suất của động cơ:



N = 0,5 ×



γ

× h × n 3 × d 4 × Z ( Kw)

η



Trong đó:

γ : Trọng lượng riêng của dung dịch, lấy γ = 1000 (kg/m3)

h : Chiều rộng của cánh khuấy, h = 0,8(m)

n : Số vòng quay của cánh khuấy, n = 0,67 (vòng/s)

d : Đường kính vòng tròn do đầu cánh khuấy tạo ra khi quay

Z : Số cặp cánh khuấy, Z = 2

η : Hệ số có ích của cơ cấu truyền động, η = 85%

Công suất để quay cánh quạt là 48kW

− Đường kính ống dẫn vơi sữa xác định theo điều 6.37 TCXD 33:2006/BXD

− Ống áp lực dẫn sản phẩm sạch D≥25mm, dẫn sản phẩm không sạch D ≥ 50mm.

− Ống tự chảy lấy D ≥ 50mm. Tốc độ vôi sữa chảy trong ống : ≥ 0,8m/s.

− Chỗ ngoặt trên đường ống dẫn dung dịch vơi sữa có bán kính cong là:



R = 5.D = 5.50 = 250 (mm)

− Đường ống áp lực dẫn vơi sữa có độ dốc về phía máy bơm 0.02. Ống tự chảy



có độ dốc 0.03 về phía miệng xả, thuận tiện cho tháo dỡ và thau rửa các đường

ống.

Thiết bị định liều lượng có nhiệm vụ điều chỉnh tự động lượng vôi cần thiết đưa vào

nước cần xử lý theo yêu cầu.

Động cơ của máy khuấy đặt trên nắp của bể pha vôi sữa.

SVTH: CAO THỊ MAI ANH

21



Dùng bơm định lượng đển đưa dung dịch vôi sữa vào nước xử lý.

ST



Thơng số



T

1

2

3

4

5

6



Số lượng



Đơn vị



Bể hòa trộn vơi

2

Cái

Đường kính bể

1,6

m

Chiều cao xây dựng bể

2,6

m

Chiều dài tồn phần cánh quạt 0,64

m

Chiều rộng cánh quạt

0,8

m

Công suất động cơ

48

kW

Bảng 4:Các thông số thiết kế của bể chuẩn bị dung dịch vơi



● Kho dự trữ hố chất

- Nhà máy nước phải có kho dự trữ phèn và vơi để đảm bảo có thể sử dụng liên tục.

Lượng hố chất dự trữ đủ cho 12 tháng tiêu thụ. Kho dự trữ hoá chất được giữ khơ

ráo và có mái che.

Q.P.T.α

Diện tích sàn kho: Fkho = 10000.Pk .h.G o (m2)



Trong đó:

+ Q: cơng suất trạm xử lý, Q = 30000 m3/ngđ.

+ P: liều lượng hố chất tính tốn, g/m3.

+ T: thời gian dự trữ hoá chất trong kho. Lấy T = 40 ngày.

+α: hệ số kể đến diện tích đi lại và thao tác trong kho, α = 1,3.

+ Pk: độ tinh khiết của hoá chất, %.

+ h: chiều cao cho phép của lớp hố chất lấy như sau:

Phèn nhơm cục: h = 2m.

Vôi cục chưa tôi: h = 1,5m.

+ Go: khối lượng riêng của hố chất, Go= 1,1 T/m3.

* Tính cho kho phèn: Fp == 28,36 (m2)

* Tính cho kho vơi:



Fv == 36(m2)



* Tổng diện tích kho: F = Fp+ Fv = 28,36 + 36= 64,36(m2)

Nhà hố chấtđược xây dựng với kích thước: 8,5 m x 8,5 m = 72,25 (m2).

3.2. Bể trộn cơ khí:



Sơ đồ cấu tạo

SVTH: CAO THỊ MAI ANH

22



2



5



1



6



4



3



Hình 4: Bể trộn cơ khí

1-Nước nguồn



4-Trục quay



2- Ống dẫn hố chất



5-Bộ phận truyền động



3-Cách khuấy



6-Nước sang bể phản

ứng



Nguyên tắc làm việc: Nước và hóa chất được đi vào phía đáy bể, sau khi hòa

trộn đều sẽ thu được dung dịch ở trên bề mặt đưa sang bể lắng

Cánh khuấy có thể cấu tạo theo nhiều dạng khác nhau, có thể là cánh tuốc bin hoặc

cánh phẳng gắn trên trục quay. Tùy theo chiều sâu bể mà có thể gắn nhiều tầng cánh

trên cùng 1 trục quay. Tốc độ của trục quay được chọn theo kiểu cánh khuấy và kích

thước cánh khuấy. Vận tốc giới hạn của điểm xa nhất trên cánh khuấy so với trục quay

không lớn hơn 4,5m/s. Cánh khuấy kiểu tuốc bin có tốc độ quay trên trục là 500 ÷

1500 vòng/ phút. Cánh khuấy có thể làm bằng thép không rỉ, hợp kim hoặc bằng gỗ.

Trục quay đặt theo phương thẳng đứng, bộ phận truyền chuyển động đặt trên mặt bể.

Cấu tạo của bể trộn cơ khí được trình bày trên hình.

Bể trộn cơ khí có ưu điểm hơn các bể trộn thủy lực là, có thể điều chỉnh cường độ

khuấy trộn theo ý muốn. Thời gian khuấy trộn ngắn nên dung tích bể trộn nhỏ, tiết

kiệm vật liệu xây dựng. Bể trộn cơ khí áp dụng cho các trạm xử lý có cơng xuất vừa

và lớn, có mức độ cơ giới hóa và tự động hóa cao

1. Tính tốn cơng trình:



Lựa chọn các thơng số tính toán :

-



Lưu lượng nước nguồn: Q= 30000 m3/ngđ = 0,347 m3/s



SVTH: CAO THỊ MAI ANH

23



-



Thời gian khuấy trộn : 60 giây(theo mục 6.58 TCVN33-2006 lấy từ 45:90s)



-



Cường độ khuấy trộn: G =1000S-1 theo TCXDVN 33-2006 lấy bằng 500÷1500s-



1



-



Thể tích bể trộn cần là: V= 60 x 0,347 m3/s = 20,8 (m3)



Chọn 2 bể trộn vng mỗi bể có thể tích là: V1=20,8/2=10,6(m3),

Vậy kích thước mỗi bể là: aah=

-



Ống dẫn nước vào ở đỉnh bể, dung dịch phèn cho vào ngay cửa ống dẫn vào bể,



nước đi từ trên xuống dưới qua lỗ của thành bể để dẫn sang ngăn phản ứng.

-



Đường kính cánh khuấy D ≤ 1/2 chiều rộng bể=0,5x2=1(m).



-



Chiều rộng bản cánh khuấy bằng 1/5 =0,2x0,8=0,16 đường kính cánh khuấy



-



Chiều dài bản cánh khuấy bằng 1/4 D=0,25x0,8=0,2 đường kính máy khuấy



-



Đường kính cánh khuấy lấy bằng 0,8m



-



Năng lượng truyền vào nước: P = G2.V. µ



Trong đó

- G: Cường độ khuấy trộn theo gradient

- V: Thể tích bể khuấy trộn

- µ : Độ nhớt động lực của nước ( N.s/m2 ). Tra bảng 5.1 trang 121 _ Giáo trình

Cấp nước Tâp 2 _ Trịnh Xn Lai. Ta có µ = 1,114.10-6

P = (1000)2. 20,8.1,114.10-6 = 23 (KW)

Hiệu suất động cơ η = 0,8

Công suất động cơ: = 23.0,8 = 18,4(KW)

Số vòng quay của cánh khuấy

Trong đó:

+

+



P: Năng lượng cần thiết truyền vào nước, P = 23 (KW)

ρ : Khối lượng riêng của chất lỏng, (KG/m3)



+



D: Đường kính cánh khuấy D= 0.8(m)



+



K: Hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, với tuốc bin 4 cánh



nghiêng 45o thì K = 1,08

Phải có hộp giảm tốc cho động cơ

SVTH: CAO THỊ MAI ANH

24



A



A



2. Tính tốn và thiết kế bể phản ứng cơ khí

a. Sơ đồ cấu tạo



I



I

L



L



L



D



h



H



Hbv



mỈt b»ng



L



L



L



mỈt c ¾t 1-1



Hình 5: Bể phản ứng cơ khí

Ngun lí làm việc của bể là q trình tạo bơng kết tủa diễn ra nhờ sự xáo trộn của

dòng nước trong bể bằng biện pháp cơ khí. Bể được chia thành nhiều ngăn, mỗi ngăn

chia thành 3÷4 buồng được ngăn cách nhau bởi các vách ngăn hướng dòng theo

phương thẳng đứng. Bộ phận chính của bể là các cánh khuấy

b. Tính tốn cơng trình:



Lựa chọn thơng số tính tốn:

Nhiệt độ nước t = 160C, thời gian lưu nước trong bể T = 20 phút (quy pham 10-30p)

Lưu lượng nước xử lý Q = 30000 (m3/ ngđ) = 1250 (m3/h)

Dung tích bể:

Trong đó:



Q: Lưu lượng nước xử lý.

t: thời gian lưu lai nước trong bể, t = 20 phút.



SVTH: CAO THỊ MAI ANH

25



Thiết kế 2 ngăn phản ứng tạo bơng cặn cơ khí, ngăn chia làm 3 buồng, kích thước

chiều rộng và chiều cao của 1 buồng là: bxh= 5 × 5 m

Tiết diện ngang của 1 ngăn là: f = h × b = 5 × 5 = 25 m2

Chiều dài bể:

Chiều cao xây dựng: (m)

Chiều dài mỗi buồng: l = L/3=8/3 ≈ 3(m)

Dung tích mỗi buồng: W1b = 5 × 5 × 3 = 75 m3.

Các buồng được ngăn cách với nhau bằng các vách ngăn hướng dòng theo phương

thẳng đứng.

Bể chia làm ba ngăn bởi các tấm chắn khoan lỗ D100 ÷150 mm.Vận tốc nước qua lỗ

trên vách ngăn v = 0,2 m/s .

Mỗi ngăn đặt một máy khuấy, tổng số máy khuấy n = 4( khi phải sửa chữa một máy ít

làm ảnh hưởng tới chếđộ làm việc của bể).

Cấu tạo guồng khuấy gồm trục quay và 4 bản cánh khuấy đặt đối xứng qua trục, toàn

bộđặt theo phương thẳng đứng.

Tổng diện tích bản cánh lấy bằng 15% diện tích mặt cắt ngang của bể (quy phạm 1520%).

Diện tích 1 bản cánh là:

Chiều dài cánh lấy: 2,8(m).

Chiều rộng bản cánh:

Bản cánh đặt ở khoảng cách từ mép ngoài đến tâm trục quay: R 1= 1,4m; R2= 0,9 m.

Chọn tốc độ quay của guồng khuấy:ở buồng đầu là:n1= 5v/phút;ở buồng thứ 2 là: n2=

4v/phút; ở buồng cuối là :n3= 3 v/phút.

Kiểm tra lại các chỉ tiêu khuấy trộn:

Ở buồng phản ứng đầu tiên:

Vk = (m/s)

-



Vận tốc chuyển động tương đối của cánh khuấy so với nước: (m/s)



Bản thứ nhất dài 1,4 m có

Bản thứ nhất dài 0,9 m có

-



Năng lượng để quay cánh khuấy: P= 51.C.F.(



SVTH: CAO THỊ MAI ANH

26



vk31 + vk3 2 )



(W)



Trong đó:

+



C: Hệ số sức cản của nước phụ thuộc vào tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng của



cánh khuấy: khi nên C = 1,9

+



F: Tổng diện tích của bản cánh, F = 2,4(m2).

 P = 51×1,9×2,4×(0,553 + 0,3533) = 80,6 (W).



Năng lượng tiêu hao cho 1 m3 nước: (W/m3).

Giá trị Gradien vận tốc:

Giá trị GT:



P = G.T = 86,8×1200 = 104160< 200000.



Trong đó:

+



P: chỉ số để đặc trưng cho trạng thái tối ưu, giá trị giới hạn của P = 40000 ÷



200000 tuỳ thuộc vào tính chất nước nguồn.

+



μ: độ nhớt động học của nước. Ở 160C, μ = 0,01114(kg/m3)



+



T: thời gian lưu lại nước trong bể, T = 20’



Ở buồng phản ứng thứ 2:



3

3

v

+

v

k

1

k

2)

N = 51×C×F×(



= 51×1,9×2,4×(0,443 + 0,2833) = 25,08(W)



P = G.T = 48,41200 = 58080> 40000.

Ở buồng phản ứng cuối cùng:



N = 511,92,4(0,333 + 0,2513) = 4,95(W).



P = G.T = 21,4×1200 = 25680< 30000.

Kết quả kiểm tra lại cho thấy các chỉ tiêu đều nằm trong giới hạn cho phép: tốc độ

SVTH: CAO THỊ MAI ANH

27



chuyển động của cánh khuấy từ 0,251 ÷ 0,55 (m/s) (quy phạm là 0,25 ÷ 0,75m/s);

Gradien giảm dần từ buồng đầu tiên đến buồng cuối và dđộng từ 87 ÷ 39,74 s-1 (quy

phạm từ 100 ÷ 30l/s).

Động cơ đặt trên hành lang máy khuấy đặt cách đáy h = 0,3m.

Tính kích thước các vách ngăn đục lỗ:

Chọn đkính lỗ trên các tấm chắn là d = 150mm,vtốc nước chảy qua lỗ v = 0,2m/s.

πD 2 3,14.0,152

4

flỗ= 4 =

= 0,0177 (m2).



Q

Diện tích của tổng các lỗ trên một tấm chắn là : F= N.V



Trong đó :

Q: lưu lượng nước cấp từ trạm Q = 30000 (m3/ngđ) = 1250 (m3/h)

N: Số bể phản ứng.

V: vận tốc nước qua các lỗ trên vách ngăn.V= 0,2 m/s

Số lỗ trên một tấm chắn :

Ta lấy tròn 24 lỗ bố trí thành các hàng là 6 × 4



3.3. Tính tốn thiết kế bể lắng ngang



Dung tích của bể ( theo Xử lý nước cấp, Nguyễn Ngọc Dung, trang 178):

Trong đó: Q là cơng suất của trạm xử lý

T= 90 phút là thời gian lưu nước trong bể. theo quy phạm: Nếu hàm lượng cặn

tổng cộng lớn nhất Cmax lớn hơn 20 mg/l thì phải dùng bể lắng tiếp xúc, thời gian nước

lưu lại trong bể lắng tiếp xúc tối thiểu phải lấy bằng 90 phút, tối đa là 150 phút (theo

mục 2.7.7 TCVN 07 :2010/BXD)

Lấy chiều cao vùng lắng Hl = 3m (chọn Hl = 1,5 – 3,5 m)

Diện tích bể lắng tiếp xúc là

Thiết kế bể lắng ngang tiếp xúc với 4 đơn nguyên.

Diện tích mỗi đơn nguyên là 156,25 m2.

Kích thước mỗi bể là:= 175,5 (m2)

Tổng diện tích bể là:

Kích thước mỗi ơ là: m. Quy phạm 2-4 m.

Diện tích cửa sổ hướng dòng lấy bằng 40% diện tích vách ngăn. Lấy bằng 30 – 50%

Tốc độ dòng nước qua cửa sổ là:

SVTH: CAO THỊ MAI ANH

28



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH TRONG DÂY CHUYỀN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×