Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chuẩn bị dung dịch vôi sữa

Chuẩn bị dung dịch vôi sữa

Tải bản đầy đủ - 0trang

Ta sử dụng vơi ở dạng vơi sữa, hồ vơi vào nước để có dung dịch vơi sữa.

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

⇒ Liều lượng vơi 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 khơng bền, các hạt vơi rất

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

khuấy trộn khơng ngừng để vơi khơng lắng. Để giữ cho vơi khơng 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 công 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:

- Cơng 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 vôi sữa có bán kính cong là:



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

− Đường ống áp lực dẫn vôi 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



Thông 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 toàn 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 hoá chất dự trữ đủ cho 12 tháng tiêu thụ. Kho dự trữ hố 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 hoá chất lấy như sau:

Phèn nhôm cục: h = 2m.

Vôi cục chưa tôi: h = 1,5m.

+ Go: khối lượng riêng của hoá 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 hoá 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 hoá 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

khơng 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 khơng 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 tốn :

-



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 vuông 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 Xuân 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 cu to



I



I

L



L



L



D



h



H



Hbv



mặt bằng



L



L



L



mặt c ắt 1-1



Hỡnh 5: B phn ứng cơ khí

Nguyên lí làm việc của bể là quá 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, tồn

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



Chiều cao của cửa sổ hướng dòng:Hhd=6,3/3.25=2,1 m

 Nếu chiều rộng bể b = 3m, hành lỗ cuối cùng nằm cao hơn mực nước



cặn tính tốn là 0,3m (Quy phạm theo TCVN 33:2006/ BXD là 0,3 –

0,5m) thì diện tích công tác của vách ngăn phân phối vào bể đặt cách

đầu bể 1,5 m (Quy phạm theo TCVN 33: 2006/BXD là 1 – 2 m) sẽ là :

Lưu lượng tính tốn qua mỗi ngăn của bể:



Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào:

Trong đó:

− vlo1: Vận tốc qua lỗ ở vách ngăn phân phối nước, vlo1 = 0.2 – 0.3m/s. Chọn vlo1 =

0.2 m/s

Lấy đường kính lỗ ở vách ngăn phân phối nước thứ nhất d1 = 0,06m (Quy phạm theo

TCVN 33: 2006 thì d = 0,05 – 0,15m). Diện tích một lỗ flo = 0,001875 m2. Tổng số lỗ

ở vách ngăn phân phối thứ nhất là:

Chọn n = 81 lỗ

Ở vách ngăn phân phối bố trí thành 9 hàng dọc và 9 hàng ngang. Tổng số lỗ đục là 81

lỗ. Khoảng cách so với mép tấm là 0,3 m.

Khoảng cách giữa trục các lỗ theo hàng dọc là (3 – 0,3)/(9+1) = 0,27 m.

Khoảng cách giữa các trục lỗ theo hàng ngang là: 3/(9+1) = 0.3m.

Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn thu nước ở cuối bể đặt cách tường 1,5m

Trong đó:

− vlo2: Vận tốc qua lỗ ở vách ngăn phân phối nước, vlo1 = 0,3m/s.

Tổng số lỗ ở vách ngăn thứ hai là d2 = 0,05m, diện tích lỗ flo2 = 0,00196m2. Tổng số lỗ

ở vách ngăn thu nước thứ 2 là:

Việc xả cặn dự kiến tiến hành theo chu kỳ với thời gian giữa 2 lần xả cặn T = 24h. Thể

tích vùng chứa nén cặn của một bể lắng là:

Trong đó:

− T: thời gian làm việc giữa 2 lần xả cặn, t = 6 – 24h, chọn T = 24h

− Q: Lưu lượng nước đưa vào bể, m3/h

− N: Số lượng bể lắng ngang

− C: Hàm lượng cặn còn lại trong bể nước sau khi lắng, C = 10 – 12mg/L

− Cmax: Hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng, mg/L



SVTH: CAO THỊ MAI ANH

29







: Nồng độ trung bình cặn đã nén chặt,

bảng 6.8, TCVN 33:2006-BXD)



= 15000g/m3 =150000mg/m3 (Theo



Độ dốc dọc theo bể về phía cửa xả

, chọn

Chiều cao trung bình của vùng chứa nén căn là:

Chiều cao nhỏ nhất của bể lắng ( chưa tính đến độ dốc bể):

Hb= H0+ Hc = 3+ 0,3= 3,3 m

Chiều cao xây dựng bể có tính đến chiều cao bảo vệ (0,3 – 0,5m)

Hxd= 3,3 + 0,4 = 3,3 m

Tổng chiều dài bể lắng kể cả ngăn phân phối và thu nước

Lb = L + 2x0,65 =52,5 +1,3 = 53,8 (m)

Hố thu gom cặn có độ dốc khơng nhỏ hơn 450 . Chọn chiều rộng hố thu gom bằng

chiều rộng bể lắng ngang b =3 m, h = 0,5 m , l = 2 m

Bảng 1: Kích thước bể lắng ngang

STT Thông số

Ký hiệu Số lượng

Đơn vị

1



Số đơn nguyên



N



4



cái



2



Chiều rộng 1 đơn nguyên B



3



m



3



Chiều dài bể



L



53,8



m



4



Chiều cao bể



HXD



3,3



m



3.4. Tính bể lọc nhanh.





Diện tích bể lọc nhanh



Q

F = T .vbt − 3,6.a.W .t1 − a.t 2 .vbt



Trong đó Q: Cơng suất trạm (m3/ngđ). Q = 30000m3/ngđ

T: Thời gian làm việc. T = 24 h

vbt: Tốc độ lọc ở chế độ bình thường. vbt = 6 m3/h

a: Số lần rửa bể trong ngày đêm. Ơ chế độ bình thường a = 2

W: Cường độ nước rửa lọc. W = 14 l/s.m2

t1 : Thời gian rửa lọc. t1 = 6phút = =0,1 h

t2: Thời gian ngừng bể lọc để rửa. t2 = 0,35 h.



 F=



SVTH: CAO THỊ MAI ANH

30



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chuẩn bị dung dịch vôi sữa

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×