Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
d. Hàm lượng cặn sau khi làm thoáng

d. Hàm lượng cặn sau khi làm thoáng

Tải bản đầy đủ - 0trang

1.1.8. Kiểm tra độ ổn định của nước sau khi làm thoáng



Sau khi làm thoáng, độ pH trong nước giảm nên nước có khả năng mất ổn định,

vì vậy phải kiểm tra độ ổn định của nước. Độ ổn định của nước được đặc trưng bởi trị

số bão hòa J xác định theo công thức (Theo mục 6.202 – Xử lý ổn định nước, TCVN

33-2006/BXD – Tiêu chuẩn thiết kế)

Trong đó:

pHo: Độ pH của nước, xác định bằng máy đo pH, pHo = 7,2

pHs



: Độ pH ở trạng thái cân bằng bão hòa CaCO 3 của nước sau khi khử Fe2+, được





xác định theo cơng thức sau:

((

Trong đó:



f 1(t o )

: Hàm số nhiệt độ của nước sau khi khử sắt

f 2(Ca 2+ )



: Hàm số nồng độ ion Ca2+ trong nước sau khi khử sắt

− Hàm số độ kiềm của nước sau khi khử sắt

f 4( P)



: Hàm số tổng hàm lượng muối P của nước sau khi khử sắt





Tra biểu đồ Langlier ta được (Đồ thị hình 6.1 – Đồ thị để xác định pH của nước

đã bão hòa Canxicacbonat đến trạng thái cân bằng, TCVN 33-2006/BXD – Tiêu

chuẩn thiết kế):











t = 18oC thì = 2,15

[Ca2+] = 50 mg/L =>

= 2,998 mg/L => ( ) 1,48

P = 407,5mg/L => ( ) 8,836

Nhận thấy rằng trị tuyệt đối của J = 0,61 > 0,5, nên sau khi khử Fe 2+ phải xử lý

ổn định nước để đánh giá tác dụng ăn mòn của nước đối với kết cấu bê tông cốt thép,

phải theo tiêu chuẩn về thiết kế bảo vệ chống ăn mòn cho kết cấu xây dựng nhà và

cơng trình.

Trong trường hợp này nước có tính xâm thực nên cần thêm vôi với liều lượng

vôi cần thiết là : (Theo mục 6.206 – Xử lý ổn định nước, TCVN 33-2006/BXD – Tiêu

chuẩn thiết kế):



Trong đó:











ek: Trọng lượng đương lượng của vôi (dùng CaO). Chọn ek = 28

Từ chỉ số bão hòa | J | = 0,61 thì b = 0,24.

Ki : Độ kiềm của nước sau khử sắt

Ck: Độ tinh khiết của vôi chọn bằng 80%

Vậy liều lượng chất kiềm cần thiết là 25,18 mg/L.

Lưu lượng vôi dự trữ cần dùng cho 1 ngày.

G1 =



a×Q

(kg )

1000 × P



Trong đó:

-



Q là cơng suất trạm xử lý

a là liều lượng vơi cần thiết đưa vào (mg/l)

P = 80% CaO tính theo sản phẩm không ngậm nước

Lựa chọn dây chuyền xử lý

Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước cấp phụ thuộc vào chất lượng và đặc trưng



1.2.



của nguồn nước thô. Các vấn đề cần đề cập đến khi thiết kế hệ thống xử lý nước bao

gồm chất lượng nước thô, yêu cầu và tiêu chuẩn sau xử lý. Dựa vào các số liệu đã có,

so sánh chất lượng nước thơ và nước sau xử lý để quyết định cần xử lý những gì, chọn

những thơng số chính về chất lượng nước và đưa ra kỹ thuật xử lý cụ thể. Theo chất

lượng nước nguồn đã có đưa ra 2 phương án xử lý sau:



Để lựa chọn được phương pháp hợp lý ta căn cứ vào trị số độ kiền và độ pH của

nguồn nước sau khi làm thoáng. Để oxi hóa và thủy phân 1 mg Fe 2+ thì tiêu thụ 0,143

-



mg O2 đồng thời làm tăng 1,6 mg CO2 và độ kiềm giảm 0,036 mg dl/l.

Độ kiềm sau khi làm thoáng : Ki = 2,998 mgđl/L

Hàm lượng CO2 sau làm thoáng : CO2 = 45,7 mg/L

pH sau làm thoáng : pH = 6,75.



Do pH < 6,8 nên không áp dụng được phương pháp làm thoáng đơn giản. (Điều

kiện pH > 6,8 và độ kiềm > 1 mgđl/l). Lượng CO2 còn lại sau khi trừ đi 80% lượng

CO2 :

=

pH của nước sau khi làm thoáng theo toán đồ Langlier ứng với hàm lượng

CO2=9,14 (mg/L), độ kiềm 2,998 mgđl/l xác định bằng 7,46. Vì vậy áp dụng phương

pháp làm thống bằng giàn mưa.

So sánh ưu nhược điểm của 2 phương án để có được lựa chọn chính xác hơn:

So sánh

Ưu điểm



-



-



Phương án 1

Hệ số khử khí CO2 trong

thùng quạt gió là 90% 95% cao hơn so với giàn

mưa.

Khối lượng cơng trình

nhỏ, ít chiếm diện tích.

Bể lọc nhanh trọng lực có

kết cấu đơn giản



Phương án 2



-



-



Nhược

điểm



Giàn mưa tạo tiếng ồn khi hoạt

động, khối lượng cơng trình

chiếm diện tích lớn.



-



-



Giàn mưa:

 Dễ vận hành.

 Việc duy trì , bảo

dưỡng và vệ sinh định

kỳ giàn mưa cũng

khơng gặp nhiều khó

khăn.

Bể aquazur V có máng chữ V

vừa giữ chức năng phân phối

nước vừa có vai trò tạo ra lớp

nước quét trên bề mặt cát lọc

nên tiết kiệm nước và hiệu

quả lọc cao hơn



Thùng quạt gió vận hành khó

hơn giàn mưa, khó cải tạo khi

chất lượng nước đầu vào thay

đổi, tốn diện tích khi vận

hành. Khi tăng cơng suất phải

xây dựng them thùng quạt

gió chứ khơng thể cải tạo.

Bể lọc nhanh trọng lực có kết

cấu đơn giản nhưng tốc độ

lọc lại chậm hơn bể Aquazur

V.



 Vậy ta lựa chọn dây chuyền công nghệ 2 để xử lý nước ngầm có số liệu đã cho.



Thuyết minh dây chuyền công nghệ :



Đầu tiên nước ngầm được hút từ các giếng khoan nhờ hệ thống máy bơm và được

clo hóa sơ bộ rồi vào cơng trình làm thống. Cơng trình làm thống có chức năng

chính là khử CO2, hòa tan oxy khơng khí vào nước để oxy hóa Fe 2+ thành Fe3+, để dễ

dàng kết tủa, dễ dàng lắng đọng để khử ra khỏi nước nâng cao hiệu quả của các cơng

trình lắng và lọc.

Sau khi làm thống bằng giàn mưa, nước được đưa vào bể trộn đứng, tại đây

nước được hòa trộn với vơi sữa. Bể trộn đứng được sử dụng để hòa trộn vơi sữa phục

vụ q trình ổn định nước và làm mềm nước. Bể trộn đứng bảo đảm giữ cho các phần

tử vôi ở trạng thái lơ lửng, làm cho q trình hòa tan vơi được triệt để hơn nữa. Bể trộn

đứng có thể áp dụng với cơng suất xử lý bất kì.

Nước được đưa xuống bể lắng tiếp xúc ngang. Mục đích của cơng trình này là để

các phản ứng diễn ra và thu hồi cặn của các phản ứng và đưa về bể nén cặn , nước

trong ở phần trên tiếp tục đưa sang bể lọc. Thời gian lưu nước lắng thường 90 – 120

phút.

Sau đó nước được đưa qua bể lọc nhanh. Tại đây, nước không chỉ giữ lại các hạt

cặn lơ lửng trong nước có kích thước lớn hơn các lỗ rỗng tạo ra giữa các hạt vật liệu

lọc mà còn giữ lại keo sắt, keo hữu cơ gây độ đục, độ màu. Bể lọc sử dụng cát thạch

anh và rửa bằng hệ thống gió nước kết hợp. Nước rửa lọc được thu và đưa vào hệ

thống thoát nước.

Sau khi đã được lọc, nước được đưa sang bể chứa nước sạch. Trước khi sang bể

chứa nước sạch nước được châm với hóa chất khử trùng là Clo để loại trừ vi sinh vật

tồn tại trong nước ngầm. Nước sau đó được phân phối vào mạng lưới sử dụng.



CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG DÂY CHUYỀN

CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC NGẦM



Tính tốn hệ thống làm thống tự nhiên (giàn mưa)



2.1.



Vì cơng suất trạm xử lý khá lớn 21600 m 3/ngàyđêm nên ta chia làm 2 đơn nguyên

để xử lý. Mỗi đơn ngun có cơng suất 10800 m3/ ngàyđêm.





Chức năng : giàn mưa hay còn gọi là cơng trình làm thống tự nhiên, có chứ năng làm

giàu oxi cho nước và khử CO2, H2S trong nước, nâng giá trị pH của nước. Giàn mưa

cho khả năng thu được lượng oxi hòa tan bằng 55% lượng oxi bão hòa và có khả năng

khử được 75 – 80% lượng CO2 có trong nước. Nhưng lượng CO2 còn lại sau làm

thống khơng thấp hơn 5 – 6 mg/l. Ngồi ra, nước còn nhận được oxi từ khơng khí để



















cung cấp oxi cho q trình oxi hóa Fe2+ có trong nước thành Fe3+.

Cấu tạo gồm có:

Hệ thống phân phối nước

Hệ thống máng phân phối bao gồm

Sàn tung nước

Sàn đổ vật liệu tiếp xúc

Hệ thống thu, thốt khí và ngăn nước

Sàn và ống thu nước

Fe 2+ ≤ 25 (mg/L)



Áp dụng khi hàm lượng sắt nguồn



. Nước sau khi làm thoáng



 NH 4+  ≤ 1 (mg/L)

pH ≥ 6,8 K i' ≥ 2

đạt được chỉ tiêu

,

(mgđl/L),

2.1.1. Xác định kích thước giàn mưa

- Lưu lượng nước qua 1 giàn mưa :



Q = 10800 m3/ ngàyđêm = 450 m3/h

 Diện tích bề mặt cần cho giàn mưa là:

F = = = 45 (m2)

Trong đó:

-



Q : là lưu lượng tính tốn, Q = 450 (m3/ h)

qm : là cường độ phun mưa (10- 15 m3/m2.h) chọn qm= 10 m3/m2.h

Chọn kích thước giàn mưa : L B = 8m 6m = 48 (m2)

Chia giàn mưa thành 2 ngăn, diện tích tiếp xúc mỗi ngăn là:



Trong đó:



-



F : là diện tích giàn mưa (m2)

N : là số ngăn của giàn mưa, chọn N = 2.

Chọn kích thước mỗi ngăn: l b = 6m 4m.





Hệ thống phân phối nước

Dùng hệ thống giàn ống phân phối nước gồm ống chính và các ống nhánh nối với



nhau theo dạng hình xương cá. Số ống phân phối chính trên giàn mưa là 2 ống, khoảng

cách giữa các ống là 5m, chiều dài mỗi ống phân phối chính là 3m.

• Ống dẫn nước thơ lên giàn mưa:

Tốc độ nước chảy trong ống dẫn nằm trong khoảng 0,8 – 1,2 m/s, chọn v =1m/s

(Theo TCVN 33: 2006/BXD – Tiêu chuẩn thiết kế). Vậy đường kính ống dẫn nước thơ

lên giàn mưa là:

Trong đó : Q là lưu lượng nước lên giàn mưa, Q = 450 m3/h = 0,125 m3/s.

 Chọn đường kính ống dẫn nước lên giàn mưa là 400 mm. Kiểm tra lại vận tốc:





Ống phân phối nước chính:

Lưu lượng nước lên mỗi ngăn của giàn mưa:

Trong đó:







Q: Cơng suất trạm xử lý (tính cho 1 đơn nguyên của giàn mưa), Q = 450 m3/h

N: Số ngăn giàn mưa. Chọn N = 2 ngăn.



Đường kính ống chính phân phối nước vào các ống nhánh trên giàn mưa với vận tốc

nước chảy trong ống là v = 0,9 m/s

 Đường kính ống là:

Chọn đường kính ống phân phối chính là 300 mm. Kiểm tra lại vận tốc trong ống

phân phối chính:





Hệ thống ống nhánh:

 Số ống nhánh :

Các ống nhánh được bố trí dọc theo chiều rộng của mỗi ngăn. Khoảng cách giữa

2 ống nhánh theo quy phạm (0,2 – 0,3 m). Chọn l = 0,3 m. Số ống nhánh cần thiết:

(Theo Xử lý nước cấp của Nguyễn Ngọc Dung, trang 145)

Trong đó:

L* : là chiều rộng của 1 ngăn giàn mưa, L* = 4m.

l : là khoảng cách giữa các trục ống nhánh , l = 300mm.



 Lưu lượng nước qua mỗi ống nhánh:

 Đường kính ống nhánh :



Trong đó:





vn: Vận tốc nước trong ống phân phối nhánh vn = 1,8 m/s (Theo mục 6.246, TCVN 33:

2006/BXD – Tiêu chuẩn thiết kế).

Chọn ống nhánh bằng thép với đường kính là dn = 40 mm.



2.1.2. Sàn tung nước



Sàn tung nước được đặt dưới máng phân phối với khoảng cách 0,6 m làm bằng

ván gỗ rộng 20 cm đặt cách nhau 10 cm hay bằng nửa cây tre xếp cách mép nhau 5

cm. (Theo mục 6.246, TCVN 33: 2006/BXD – Tiêu chuẩn thiết kế). Chọn các ván gỗ

rộng 20 cm đặt cách nhau 10 cm. Dưới sàn tung nước là các sàn đổ lớp vật liệu tiếp

xúc, cuối cùng là sàn thu nước bằng bê tông.

2.1.3. Sàn đổ lớp vật liệu tiếp xúc

Vị trí nằm dưới sàn tung nước, khoảng cách giữa các sàn là 0,5m, sàn đổ lớp vật

liệu tiếp xúc làm bằng tôn hay bê tông có xẻ khe hay đục lỗ. Tỷ lệ khe hoặc lỗ chiếm

30 – 40% diện tích sàn. Ngồi ra còn dùng thanh tre hoặc gỗ đặt cách nhau 20mm.

Phía dưới đổ lớp vật liệu tiếp xúc dày 30 – 40cm. Lớp vật liệu tiếp xúc thường là cuội,

sỏi, than cốc, than xỉ. Lớp vật liệu này có chức năng chia nước thành những màng

mỏng xung quanh vật liệu tiếp xúc để tăng khả năng tiếp xúc nước và khơng khí.

(Theo Xử lý nước cấp của Nguyễn Ngọc Dung, 1999, trang 171).

Chọn sàn đổ lớp vật liệu tiếp xúc làm bằng các tấm đan bê tông dày là 30 –

40mm, đường kính lỗ d = 15mm. Chọn tỷ lệ lỗ chiếm 35% diện tích sàn.

2.1.4. Hệ thống thu, thốt khí và ngăn nước

Để có thể thu oxy trong khơng khí kết hợp với việc khử khí CO2, đồng thời đảm

bảo nước khơng bắn ra ngồi ta bố trí các cửa chớp bằng bê tơng cốt thép hoặc bằng

gỗ. Góc nghiêng giữa các chớp mặt phẳng nằm ngang là 45o. Khoảng cách giữa hai

cửa chớp kế nhau là 200mm và chiều rộng mỗi cửa là 200mm. Cửa chớp được bố trí

xung quanh trên tồn bộ chiều cao của giàn mưa, nơi có bề mặt tiếp xúc với khơng khí.

Các cửa chớp này được xây dựng cách mép ngoài của sàn tung là 0,6m khoảng cách

này được làm lối đi xung quanh khi làm vệ sinh giàn mưa. (Theo Xử lý nước cấp của

Nguyễn Ngọc Dung, trang 171).

2.1.5. Sàn và ống thu nước



Sàn thu nước được đặt ở dưới đáy giàn mưa, có độ dốc từ 0,02 – 0,05 về phía ống

dẫn dưới nước xuống bể lắng tiếp xúc. Sàn làm bằng bê tơng cốt thép

Bố trí 3 vòi phun nước rửa sàn (mỗi ngăn một vòi) với vòi rửa sàn tung có đường

kính dv = 20mm với khoảng cách phục vụ khơng quá 10m, áp lực vòi phun tối thiểu là

10m, nằm về một phía của giàn mưa. Bố trí 3 ống thu nước (mỗi ngăn một ống) thoát

nước sàn với đường kính dt = 100 – 200mm để xả nước và thau rửa sàn.

2.1.6. Tính tốn chiều cao giàn mưa

H DM = H FM + HVL + H N = 0,6 + 1,9 + 0,3 = 2,8 (m)

Trong đó:





HFM: Chiều cao từ lớp vật liệu thứ nhất đến giàn phun. Chọn HFM = 0,6m (Theo TCVN







33: 2006/BXD – Tiêu chuẩn thiết kế).

HVL: Chiều cao vật liệu tiếp xúc. Dàn mưa thiết kế có 3 sàn tung với khoảng cách 0,5

m. Trên mỗi sàn đặt vật liệu tiếp xúc là than cốc dạng cục có đường kính d = 29mm.

Mỗi lớp vật liệu tiếp xúc có chiều dày 0,3 m (Theo Xử lý nước cấp của Nguyễn Ngọc

Dung, trang 171).

HVL = 2.0,5 + 3.0,3 = 1,9 (m)





2.2.



HN: Chiều cao ngăn thu nước. Chọn H N = 0,3 (Theo Xử lý nước cấp của Nguyễn Ngọc

Dung, trang 176).

Tính tốn cơng trình bể trộn vơi sữa

Dung tích bể:

W=



Q× n× a

( m3 )

10000 × bv × γ



Trong đó: Q là cơng suất trạm xử lý (m3/h)

n là số giờ làm việc giữa 2 lần pha vôi (h)

a là liều lượng vôi cần thiết đưa vào

bv là nồng độ vôi sữa (5%)

γ



Khối lượng riêng vôi sữa là 1 T/m3.



Bể được làm bằng bê tông cốt thép, phần trên hình trụ, phần dưới là hình nón, góc

nghiêng giữa 2 phần của bể là 45o, đường kính bể lấy bằng chiều cao cơng tác.



Chiều cao phần nón:

Thể tích phần hình nón:

Thể tích phần hình trụ là: Wtru = W – Wn = 1 m3

Chiều cao công tác phần hình trụ:

Chọn chiều cao trụ là 0,4 m

Chiều cao tổng cộng bể là: H = h + htru + hatoan = 0,95+0,4+0,3=1.65 (m)

1

2.2.1.



Tính tốn bể lắng ngang



Cấu tạo bể lắng ngang

Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật, có thể bằng gạch hoặc bê tông cốt thép

thường được sử dụng trong các trạm xử lý có cơng suất lớn hơn 3000m 3/ngày đêm đối

với xử lý bằng phèn và áp dụng công suất bất kỳ cho các trạm không cần dùng phèn.

Cấu tạo bể lắng ngang bao gồm có bốn bộ phận chính



-



Bộ phận phân phối nước rửa vào bể

Vùng lắng cặn

Hệ thống thu nước đã lắng

Hệ thống thu xả cặn



Hình 1: Cấu tạo bể lắng ngang tiếp xúc

1

2

3

4

5



Ống dẫn nước từ bể trộn cơ khí

Máng phân phối nước

Vách phân phối đầu bể

Vùng lắng

Vùng chứa cặn



6

7

8

9



Vách ngăn thu nước cuối bể

Máng thu nước

Ống dẫn nước sang bể lọc

Ống xả cặn



2.2.2.



Tính tốn kích thước bể lắng

Theo bảng 6.9 TCXDVN 33:2006: Tốc độ rơi của hạt cặn u 0 (quy phạm 0,35 – 0,45

mm/s), chọn u0 = 0,45 mm/s.

Chọn tỷ số L/Ho = 15, theo bảng 3 – 1: Trị số K và

10,



α



α



phụ thuộc vào tỷ số L/Ho thì K =



= 1,5 (Theo Xử lý nước cấp của Nguyễn Ngọc Dung, 1999, trang 76).



Vận tốc trung bình dòng nước trong bể là:

vtb = K.uo = 10.0, 45 = 4,5 (mm/s)





Tổng diện tích mặt bằng của bể lắng ngang là:

Trong đó:

Q: Lưu lượng nước đưa vào bể lắng, m3/h

α



: Hệ số sử dụng thể tích của bể lắng

− u0 : Tốc độ rơi của cặn ở trong bể lắng, mm/s





Chọn chiều cao vùng lắng Ho = 3,5m (Quy phạm 1,5 – 3,5m, theo TCVN 332006/BXD – Tiêu chuẩn thiết kế)

Chọn số bể lắng N = 4 bể, chiều rộng mỗi bể là:

Chọn B = 4 m.

Chiều dài bể 1 lắng là:

Kiểm tra tỷ số L/Ho theo tính tốn là : 52/3,5 = 15 đúng bằng tỷ số đã chọn





Hệ thống phân phối nước vào bể:

Để có thể phân phối đều nước trên tồn bộ diện tích bể lắng, cần đặt vách ngăn có



đục lỗ ở đầu bể, cách tường (1-2m), chọn bằng 1,5m. Đoạn dưới của vách ngăn trong

phạm vi chiều cao từ 0,3-0,5m kể từ mặt trên của vùng lắng chứa nén cặn không cần phải

khoan lỗ. Các lỗ của ngăn phân phối có kích thước cạnh 50x150mm, vận tốc nước qua lỗ

0,2-0,3m/s. Khoảng cách giữa tâm các lỗ từ 0,25-0,5m

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 =

0,3m/s



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 thu nước, vlo1 = 0,5m/s.

Diện tích 1 lỗ phân phối nước:



flo =



50 × 150

= 7,5 × 10−3 (m 2 )

1000000



Tổng số lỗ ở vách ngăn phân phối thứ nhất là:

Chọn n1 = 28 lỗ

Tổng số lỗ ở vách ngăn thứ hai là :

Chọn n1 = 17 lỗ





Thể tích vùng chứa nén cặn của bể lắng

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:(Theo Xử lý nước cấp của Nguyễn Ngọc

Dung, trang 77)



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, chọn C =



10 mg/L.

− Cmax: Hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng, Cmax = 46, 89 mg/L.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

d. Hàm lượng cặn sau khi làm thoáng

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×