<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

2.1. Đánh giá chất lượng nước nguồn...2

2.2. Tiêu chuẩn chất lượng nước sau xử lý...3

2.3. Xác định liều lượng hóa chất đưa vào...4

2.4. Hàm lượng cặn lớn nhất khi đưa hóa chất vào...8

2.5. Lựa chọn dây chuyền công nghệ...8

2.6. Đánh giá lựa chọn dây chuyền công nghệ...9

2.7. Thuyết minh công nghệ lựa chọn...10

<b>CHƯƠNG 3 – TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH TRONG DÂY CHUYỀN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP...12</b>

3.1. Cơng trình chuẩn bị dung dịch phèn công tác...12

3.2. Thiết bị vôi tôi, pha chế sữa vôi và bơm định lượng vôi...18

3.3. Thiết kế giàn mưa...23

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>CHƯƠNG 1 - MỞ ĐẦU</b>

<b>1.1. Mục tiêu</b>

Thiết kế trạm xử lý nước cấp có cơng suất 30.000 m<small>3</small>/ngày đêm. Nguồn nước lấy từ nguồnnước ngầm D. Chất lượng nước cấp đạt tiêu chuẩn nước cấp cho sinh hoạt theo Quy chuẩnViệt Nam QCVN 01:2009 do Bộ Y tế ban hành.

<b>1.2. Nội dung thực hiện</b>

<b>- Thu thập các tài liệu hướng dẫn thiết kế trạm xử lý nước cấp, Tiêu chuẩn xây dựng Việt </b>

Nam, Quy chuẩn Việt Nam về cấp nước sinh hoạt. Tham khảo các giáo trình xử lý nước cấp,thơng tin từ giảng viên, tham khảo thông tin từ các nguồn khác như các trang web liên quan.- Xử lý số liệu và đánh giá dựa trên các tiêu chuẩn, qui định hiện hành của nhà nước về chấtlượng nguồn nước cấp.

- So sánh ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các loại công nghệ để chọn ra dâychuyền xử lý tối ưu, cho kết quả xử lý tốt nhất mà vẫn đáp ứng được u cầu về kinh tế.- Tính tốn thiết kế công nghệ đã lựa chọn.

- Thực hiện các bản vẽ giúp cho những người có liên quan có thể hình dung được một cáchdễ dàng và nhanh chóng hình dáng, cao trình, vị trí, trình tự hoạt động của các cơng trìnhtrong cơng nghệ xử lý, đồng thời là cơ sở để xây dựng dây chuyền xử lý nước cấp.

- Cơng trình thu nước trạm bơm cấp thốt nước - ThS. Lê Dung

- Tiêu chuẩn xây xựng Việt Nam - Tiêu chuẩn cấp nước 33-2006- Bộ xây dựng- Các bảng tính tốn thủy lực – Nguyễn Thị Hồng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>CHƯƠNG 2 – NGHIÊN CỨU SỐ LIỆU VÀ LỰA CHỌN DÂY CHUYỀNCÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC NGẦM</b>

<b>2.1. Đánh giá chất lượng nước nguồn </b>

Trạm xử lý nước được thiết kế theo tiêu chuẩn nguồn nước cấp D. Để thuận tiện cho việcđánh giá chất lượng nguồn nước ta lập bảng so sánh chỉ tiêu chủ yếu của nguồn nước D vớitiêu chuẩn lựa chọn nguồn nước sử dụng cho mục đích xử lý thành nước cấp sinh hoạt (CộtB - TCVN 233-1999).

<b>Bảng 2.2. Kết quả phân tích mẫu nước sơng Sở Thượng</b>

<b>STTChỉ tiêuĐơn vị tính^{Giá trị phân tích}nguồn nước D</b>

<b>Giá trị giới hạnTCVN 233-1999</b>

8 Hàm lượng cặn lơlững

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Vì vậy, nguồn nước dưới đất D có thể sử dụng làm nguồn nước cấp cho trạm xử lý.

<b>2.2. Tiêu chuẩn chất lượng nước sau xử lý</b>

Chất lượng nước sau khi xử lý phải đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh ăn uống của Bộ Y Tế thơng qua QCVN 01:2009/BYT.

<b>STTChỉ tiêuĐơn vị tính^{Giá trị phân tích}nguồn nước D</b>

<b>Giá trị giới hạnQCVN 01-2009 </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

7 Độ cứng toàn phần mg/l CaCO<small>3</small> 25.22 3008 Hàm lượng cặn lơ

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>2.3. Xác định liều lượng hóa chất đưa vào</b>

<i><b>2.3.1. Liều lượng phèn keo tụ</b></i>

Hàm lượng cặn lơ lững C = 10 (mg/l) tra bảng 6.3 TCXDVN 33-2006 ta chọn liều lượngphèn cần đưa vào để xử lý là D<small>p</small> = 25 mg/l.

Hàm lượng cặn của nước nguồn(mg/l)

Liều lượng phèn nhôm Al<small>2</small>(SO<small>4</small>)<small>3</small>không chứa nước (mg/l)

D<small>p</small> = 4<i>√ 10</i>= 4<i>√ 10</i> = 12 (mg/l).So sánh 2 giá trị theo 2 cách xác định trên, chọn D<small>p</small> = 25 mg/l.

 Xác định độ kiềm sau pha phèn

Độ kiềm của nước sau khi pha phèn K<small>1</small> (mgđl/l) tính theo cơng thức:K<small>1 </small>= K<small>0 - </small>

<i>e</i> ⁼3,5 - ²⁵₅₇=3.06 (mgđl/l)Trong đó:

K<small>0</small> : độ kiềm của nước nguồn trước khi pha phèn (mgđl/l)

D<small>p</small> : Liều lượng phèn tính theo sản phẩm khơng ngậm nước (mg/l)e : đương lượng phèn tính theo sản phẩm khơng ngậm nước, e = 57.

<i><b>2.3.2. Kiểm tra độ kiềm của nước cho yêu cầu keo tụ</b></i>

 Độ kiềm sau khi làm thoáng:

K = K<small>0</small> – 0,036Fe<small>0</small>²⁺ = 3,5 – 0,036x 25 = 2,6 (meq/l)

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Trong đó: K<small>0 </small>: độ kiềm ban đầu của nước nguồn, K<small>0 </small>= 3,5 meq/l.Fe<small>0</small>²⁺: hàm lượng sắt ban đầu có trong nước nguồn. Hàm lượng CO<small>2</small> tự do trong nước nguồn

C<small>0 </small>¿ <i>44 Ko</i>

<i>K 1 x 10<small>pH + √ μ</small></i>= <i>44 x 3,5</i>

4,31.10<small>−7</small><i>x 10<small>5,8+√ 0,022</small></i>=35,05(<i>^mg</i>

<i>l</i> ⁾

Trong đó: K<small>0</small>: độ kiềm ban đầu của nước nguồn, K<small>0 </small>= 3,5 meq/l

P: tổng hàm lượng muối trong nước ngầm, P< 1000 mg/l suy ra µ = 0,022µ: lực ion của dung dịch: µ = 0,022

K<small>1</small>: hằng số phân ly bậc 1 của H<small>2</small>CO<small>3</small>

Nhiệt độ nước nguồn 22<small>0</small>C suy ra K<small>1</small>= 4,31.10⁻⁷

 Hàm lượng CO<small>2</small> còn lại sau q trình làm thống: C = C<small>0</small> (1-a) + 1,6Fe<small>0</small>²⁺Trong đó: C<small>0</small>: hàm lượng CO<small>2</small> ban đầu có trong nước ngầm, C<small>0</small> = 35,05 (mg/l)

a: hiệu quả khử CO<small>2 </small>của cơng trình làm thống ( a=0,8 giàn mưa, a=0,9thùng quạt gió)

Fe<small>0</small>²⁺: hàm lượng sắt ban đầu có trong nước ngầm- Chọn làm thống bằng thùng quạt gió, với a = 90% = 0,9

C = 35,05(1- 0,9) + 1,6x25 = 43,55 (mg/l).pH sau làm thoáng: pH= lg<i>_{K 1. C}</i>⁴⁴ −

√

<i>μ=6,22</i>

- Chọn làm thoáng bằng giàn mưa, với a= 80%C = 35,05(1- 0,8) + 1,6x25 = 47,1 (mg/l)pH sau làm thoáng: pH= lg<i>_{K 1. C}</i>⁴⁴ −

√

<i>μ=6,2</i>

<b>Nhận xét: cả 2 phương pháp đều không thể nâng pH lên >6,8 đủ theo tiêu chuẩn ăn uống.</b>

Vì vậy, cần bổ sung bể trộn kết hợp châm hóa chất để nâng pH lên đạt chuẩn xử lý nước cấpQCVN 01:2009 của BYT.

Tốt nhất, chọn làm thoáng bằng giàn mưa và châm hóa chất vơi để nâng pH lên.

<i><b>2.3.3. Kiểm tra độ ổn định của nước sau keo tụ</b></i>

J = pH<small>0</small> - pH<small>s</small>Trong đó:

- pH<small>0</small>: độ pH của nước sau khi làm thống để khử sắt (vì là sử dụng nước ngầm).- pH<small>s</small>: độ pH cân bằng bão hòa của nước bằng cacbonat canxi.

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Theo quy phạm TCXD 33-2006 quy định: nếu -0.5 <J < +0.5 thì nước có tính ổn định.

<b>a. Xác định pH<small>0</small></b>:

Như trên, pH sau q trình làm thống bằng giàn mưa có giá trị là pH<small>0</small> = 6.2.

<b>b. Xác định pH<small>s</small> phụ thuộc vào các hàm số sau:</b>

pH<small>s</small> = f<small>1</small>(t) – f<small>2</small>(Ca<small>2+</small>) – f<small>3</small> (K) + f<small>4</small>(P)Trong đó:

- f<small>1</small>(t): hàm số nhiệt độ của nước

- f<small>2</small>(Ca<small>2+</small>): hàm số hàm lượng của ion Ca<small>2+</small> của nước- f<small>3</small> (K<small>t</small>): hàm số độ kiềm của nước

- f<small>4</small>(P): hàm số tổng hàm lượng muối của nướcSuy ra:

- f<small>1</small>(t) = 2 với nhiệt độ của nước t= 22<small>0</small>C- f<small>2</small>(Ca<small>2+</small>) = 1,6 với Ca<small>2+</small> = 40 (mg/l)

- f<small>3</small> (K<small>t</small>) = 1,55 với độ kiềm sau khi pha phèn = 3,06 (mgđl/l)- f<small>4</small>(P) = 8,82 với P = 350 (mg/l)

Suy ra: pH<small>s</small> = f<small>1</small>(t) – f<small>2</small>(Ca<small>2+</small>) – f<small>3</small> (K) + f<small>4</small>(P)= 2 – 1,6 – 1,5 + 8,82 = 7,72

<b>c. Chỉ số bão hòa của nước:</b>

J = pH<small>0</small> - pH<small>s</small> = 6,2 – 7,72 = -1,52 < - 0,5.

<b>Nhận xét: nước khơng ổn định, có hàm lượng CO</b><small>2</small> lớn hơn giá trị cân bằng, nên nước cótính xâm thực, cần phải xử lý độ ổn định của nước bằng cách kiềm hóa (sử dụng vơi để kiềmhóa nước).

<i><b>2.3.4. Liều lượng vơi cần dùng để đưa nước về trạng thái ổn định(J=0):</b></i>

Dựa vào bảng 6.20 TCXDVN 33-2006, ta có: với J < 0, pH<small>0</small> <pH<small>s</small><8,4 thìD<small>K</small> = . <i>β . K ở</i>đây <i>β</i>tra theo đồ thị hình H-6.5.

Trong đó: K: độ kiềm của nước trước khi xử lý ổn định có giá trị bằng 3,5 (mgđl/l)pH<small>0</small>: độ pHcủa nước trước khi xử lý ổn định bằng 6,2, với J= -1,54 suy ra <i>β</i>=0,35

D<small>k</small>: liều lượng chất kiềm (mgđl/l)Ta có: D<small>K</small> = <i>β . K</i> = 0,35.3,06 = 1,07 (mgđl/l).

Ta chuyển đổi D<small>K</small> thành đơn vị trọng lượng kỹ thuật D’<small>K</small> (mg/l):D’<small>K</small> = D<small>K</small>.<i>e</i>¹⁰⁰

<i>Ck</i> = 0,56 x 28 x ¹⁰⁰₈₀ = 37,45 (mg/l).

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Trong đó: e: đương lượng của hoạt chất trong kiềm mg/mgđl. Đối với vơi tính theo CaO, e =28

C<small>k</small>: hàm lượng hoạt chất trong sản phẩm kỹ thuật C<small>K</small> = 80%Lượng vôi cần thiết cung cấp cho trạm xử lý:

Lượng vôi cần thiết trong 1 ngày đêm :37,45

(

<i>^mgl</i>

)

<i>×30.000(^{m 3}</i>

<i>ngày</i>^{)=1284(kg/ngày )}

<b>2.4. Hàm lượng cặn lớn nhất khi đưa hóa chất vào</b>

C<small>max</small> = C<small>0</small>^max+ 0,25.M + K<small>p</small>.D<small>p</small> + D’<small>K </small>(mg/l)Trong đó: C<small>0</small>^max: hàm lượng cặn ban đầu trong nước, C<small>0</small>^max = 10 mg/l.

M: độ màu của nước nguồn, M = 10 Pt- Co.

K<small>p</small>: là hệ số ứng với từng loại phèn, với phèn nhôm sạch, K<small>p</small> = 0,55.D<small>p</small>: liều lượng phèn đưa vào nước, D<small>p</small> = 25 mg/l

D’<small>k</small>: liều lượng vôi đưa vào nước, D’<small>k</small> = 42,8 (mg/l)Suy ra: C<small>max</small> = 10 + 0,25x10 + 0,55x25 + 37,45 = 63,7 (mg/l).

<b>2.5. Lựa chọn dây chuyền công nghệ</b>

Việc lựa chọn công nghệ xử lý phụ thuộc vào chất lượng nước đặc trưng của nguồnnước đầu vào. Các vấn đề cần đề cập đến khi thiết kế quá trình xử lý nước bao gồm: chấtlượng nước thô, yêu cầu về chất lượng nước sau khi xử lý. Dựa vào các số liệu đã có sẵn sosánh chất lượng nước trước và sau xử lý để quyết định cần xử lý loại bỏ chất gì ra khỏi nước,rồi chọn các thơng số chính về chất lượng nước và đề xuất công nghệ xử lý đảm bảo nướcsau xử lý đạt tiêu chuẩn cấp nước.

Với các chỉ tiêu của nước nguồn, và chỉ tiêu yêu cầu cần được xử lý như pH, hàmlượng sắt, hàm lượng mangan là chính. Cịn các chỉ tiêu khác như độ màu, độ đục, hay hàmlượng ion Ca<small>2+</small> có giá trị tương đối nhỏ nên không cần xử lý riêng biệt. Chỉ cần thiết kế nhàmáy có các cơng trình xử lý sắt, mangan, nâng pH và một số cơng trình phụ trợ như bể vôi,đường ống dẫn xả bùn, hệ thống cấp nước rửa lọc, xả cặn bể lắng. Khi có các cơng trìnhchính này thì độ màu, độ đục cũng được xử lý kèm theo, vì chất lượng nước đầu vào khá tốt.Vì vậy, nhà máy xử lý chỉ cần có các cơng trình bắt buộc như bể trộn, bể lắng, bể lọc, bểchưa. Cụ thể, chọn sơ đồ công nghệ xử lý như sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>2.6. Đánh giá lựa chọn dây chuyền công nghệ</b>

Lập bảng so sánh ưu và nhược điểm để đánh giá lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý phù hợp.

Ưu điểm

- Giàn mưa: + Dễ vận hành;

+ Việc duy tu, bảo dưỡng và vệ sinh định kỳ giàn mưa không gặp nhiều

- Hệ số khử CO<small>2 </small>trong thùng quạt gió từ 90 – 95% cao hơn so với giàn mưa.

- Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

khó khan.

- Bể lắng ngang:

+ Hoạt động ổn định, có thể hoạt động tốt ngay khi chất lượng nước đầu vào thay đổi;

- Thùng quạt gió vận hành phức tạp hơn giàn mưa, khó cải tạo khi chất lượng nước đầu vào thay đổi, tốn điện năng khi vận hành. Khi tăng công suất phải xây dựng thêm thùng quạt gió chứ khơng thể cải tạo.

- Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng xây dựng và vận hành phức tạp, rất nhạy cảm với sự dao động về lưu lượng và nhiệt độ nguồn nước khó khăn khi tăng giảm lưu lượng nước đầu vào.

Qua việc so sánh, ta thấy phương án 1 là hợp lý. Chọn phương án 1 làm phương án tính tốn.

<b>2.7. Thuyết minh công nghệ lựa chọn</b>

Nước được bơm từ giếng khoan và được bơm về khu xử lý qua tuyến ống dẫn nướcthô về đến khu xử lý, sẽ được bơm lên hệ thống giàn mưa nhằm khử sắt có trong nước, Fe<small>2+</small>có trong nước tiếp xúc với O<small>2</small> khí trời sẽ chuyển thành Fe<small>3+</small>. Thủy phân tạo thành cặnFe(OH)<small>3</small> và được tách nhờ quá trình lắng và lọc.

Tiến hành làm thống trước để khử CO<small>2</small>, hịa tan O<small>2</small> và nâng pH của nước lên. Trongcơng trình làm thống bằng giàn mưa, pH của nước thấp làm cho hiệu quả của cơng trình xửlý của cơng trình khơng đạt. Vì thế sau khi làm thoáng qua giàn mưa được châm thêm phènvơi nhằm kiềm hóa nước giúp cho tốc độ oxy hóa Fe diễn ra nhanh hơn. pH của nước saulàm thống phải >6,8 thì cơng trình làm thống mới đạt hiệu quả.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Nước sau khi được châm vơi vào thì được đưa sang bể trộn. Cơng trình này có mụcđích là trộn đều vơi và hóa chất để các phản ứng xảy ra hiệu quả. Ở đây ta dùng bể trộn đứngvì chỉ có bể trộn đứng mới đảm bảo giữ cho các phần tử vôi ở trạng thái lơ lửng, làm choq trình hịa tan vôi được triệt để và vôi sẽ không bị giữ lại trước các tấm chắn nếu dùngcác bể trộn khác. Mặt khác, bể trộn đứng có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành, chi phí quản lýthấp, và được dùng phổ biến, phù hợp với quy mô công suất và dây chuyền cơng nghệ xử lý.

Nước sau khi hịa trộn sẽ được đưa sang bể lắng ngang thu nước ở cuối bể và được đưasang bể lọc, ở đây dùng bể lọc nhanh gồm 1 lớp vật liệu lọc là cát thạch anh.

Nước sau khi được lọc sạch sẽ được đưa sang bể chứa, clo sẽ được châm ngay trênđường ống vận chuyển qua bể chứa nhằm tăng thời gian tiếp clo tiếp xúc với nước, sau đónước sạch sẽ được phân phối vào mạng lưới tiêu thụ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>CHƯƠNG 3 – TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH TRONG DÂY CHUYỀN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP</b>

<b>3.1. Cơng trình chuẩn bị dung dịch phèn công tác</b>

Trước khi cho vào bể trộn đứng, phèn phải được hòa thành dung dịch trong bể hòa tan vàbể tiêu thụ nhằm điều chỉnh đến nồng độ thích hợp (5%), rồi được dẫn vào bể trộn đứng hòatrộn đều với nước cần xử lý.

<b>a. Bể hịa tan phèn</b>

 <b>Kích thước bể hịa tan</b>

Dung tích bể hịa tan:

Cơng suất của trạm xử lý là Q = 30000 m<small>3</small>/ngày, suy ra n= 8 giờ.

b<small>h</small>: nồng độ dung dịch phèn trong thùng hòa tan (%) (quy phạm 10% - 17%)chọn b<small>h</small> = 10% tính theo sản phẩm không ngập nước.

<i>γ</i>: khối lượng riêng của dung dịch phèn (T/m<small>3</small>), <i>γ</i>=1 T/m<small>3</small>.

10<small>4</small>×10×1 ^=2,5 (m<small>3</small>)

Ta thiết kế 1 bể hịa tan phèn. Bể hịa tan có tiết diện hình trịn đường kính D =1,4mgồm 2 phần: phần trên hình trụ, bên dưới hình chóp có góc tâm 60<small>0</small>, bề rộng đáy a=0,2m.Đáy bể đặt ống xả cặn D = 150mm

Chiều cao phần hình trụ:

<i>π×D</i><small>2</small>= 4×2,5

<i>3 ,14×1,4</i><small>2</small>=1,6(m)Chiều cao phần hình chóp:

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<i>H_ch</i>= <i>D−a2×tg(</i>⁶⁰

2 ⁾

= 1,4−0,2

2 ⁾=1

(m)Chiều cao dự trữ: H<small>dt</small> = 0,3m (quy phạm 0,3-0,4m)

Tổng chiều cao bể hòa tan: H = H<small>t</small> + H<small>dt</small> + H<small>ch</small> = 1,6 + 0,3 + 1 = 2,9 (m)Thể tích xây dựng bể:

 <b>Khuấy trộn bằng máy trộn cánh quạt</b>

Chọn số vòng quay của cánh quạt là 30 vòng/phút (TCXDVN 33-2006 quy định 20 –30 vòng/phút).

Chọn chiều dài cánh quạt bằng 0,45 đường kính bể (quy phạm 0,4 – 0,45).Chiều dài cánh quạt: l<small>q </small>= 0,45 x D = 0,45 x 1,4 = 0,63 (m)

Chiều dài toàn phần của cánh quạt:L<small>q</small> = 2 x l<small>q</small> = 2 x 0,63 = 1,26 (m)

Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế 0,15m<small>2</small> cánh quạt /1m<small>3</small> vôi sữa trong bể (quy phạm 0,1– 0,2 m<small>2</small>)

f<small>q</small> = 0,15 x W<small>p</small> = 0,15 x 3,45 = 0,52 (m<small>2</small>)Chiều rộng mỗi cánh quạt:

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

b<small>q</small> =

h<small>q</small>: chiều cao cánh quạt, h<small>q</small> = b<small>q</small> = 0,413m

n: đường kính của vịng trịn do đầu cánh quạt tạo ra khi quay.d = L<small>q</small> = 1,26m

z: số cánh quạt trên trục máy khuấy, z = 4.

<i>η</i> : hệ số hữu ích của cơ cấu truyền động, <i>η</i> = 0,8

<small>3</small>

×1,26

⁴

×4=324 ,3

(W)Chọn động cơ có cơng suất 400W.

<b>b. Bể tiêu thụ phèn</b>

Kích thước bể tiêu thụ phèn:Dung tích bể tiêu thụ:

<i>b_t</i> ⁼

<i>3 ,45×10</i>

5 ^=6,9 _(m<small>3</small>)Trong đó:

W<small>p</small>: dung dịch bể hịa trộn, W<small>p</small> = 3,45 m<small>3</small>

b<small>h</small>: nồng độ dung dịch phèn trong thùng hòa tan (%) (quy phạm 10 – 17%).Chọn b<small>h </small>= 10% tính theo sản phầm khơng ngập nước.

b<small>t</small>: nồng độ dung dịch trong bể tiêu thụ b<small>t</small> = 5% (quy phạm 4 – 10 %).

Số bể tiêu thụ không được nhỏ hơn 2, nên ta thiết kế 2 bể, mỗi bể có dung tích W<small>p1</small> = 3,45m<small>3</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Bể tiêu thụ có tiết diện hình trịn đường kính D = 1,6m, gồm 2 phần: phần trên hình trụ, bêndưới hình chóp có góc tâm 60<small>0</small>, bề rộng đáy a = 0,2m.

Đáy bể đặt ống xả cặn D = 150mmChiều cao phần hình trụ:

<i>H_t</i>=<i>4×W_p1π×D</i>² ⁼

<i>4×3 , 45</i>

<i>3 , 14×1,6</i>²^=1,3 (m)Chiều cao phần hình chóp:

H= H<small>t</small> + H<small>dt</small> + H<small>ch</small> = 1,3 + 0,3 +1,2 = 2,8(m)Thể tích xây dựng của bể:

<i>W_p</i>=<i>π ×D</i>²

4 ^×

⁽

<i>^H<small>t</small></i>+<i>H_dt</i>+<i>H_ch</i>/3

₎

=<i>π ×1,6</i>²

4 ^{×(1,3+0,3+1,2 /3 )=4, 02} _(m<small>3</small>)Các thông số thiết kế bể tiêu thụ phèn: (với chiều cao bảo vệ là 0,3m)

 <b>Khuấy trộn bằng máy trộn cánh quạt:</b>

Chọn số vòng quay cánh quạt là 40 vòng/phút (TCXDVN 33-2006 quy định > 40vòng/phút).

Chọn chiều dài cánh quạt bằng 0,45 đường kính bể (quy phạm 0,4 – 0,45)Chiều dài cánh quạt:

l<small>q </small>= 0,45x D = 0,45 x 1,6 = 0,72 (m)

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

Chiều dài toàn phần của cánh quạt:L<small>q</small> = 2 x l<small>q</small> = 2 x 0,72 = 1,44 (m)

Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế 0,15m<small>2</small> cánh quạt /1m<small>3</small> vôi sữa trong bể (quy phạm 0,1– 0,2 m<small>2</small>)

f<small>q</small> = 0,15 x W<small>p</small> = 0,15 x 3,45 = 0,52 (m<small>2</small>)Chiều rộng mỗi cánh quạt:

b<small>q</small> =

h<small>q</small>: chiều cao cánh quạt, h<small>q</small> = b<small>q</small> = 0,107m

n: số vòng quay cánh quạt trong 1 giờ, n = 40 (v/phút) = 40/60(v/s)d: đường kính của vịng trịn do đầu cánh quạt tạo ra khi quay.d = L<small>q</small> = 1,26m

z: số cánh quạt trên trục máy khuấy, z = 4.

<i>η</i> : hệ số hữu ích của cơ cấu truyền động, <i>η</i> = 0,8

(W)Chọn động cơ có cơng suất 650W.

<b>c. Chọn bơm định lượng phèn:</b>

Lưu lượng dung dịch phèn b = 5% cần thiết đưa vào nước trong một giờ:

<i>q_b</i>= <i>Q×D_p1000×b</i>⁼

1250×251000× ⁵100

=625(l/h)=1, 74 . 10⁻⁴

(m<small>3</small>/s)

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Cột áp bơm: H = 100mCơng suất bơm:

Trong đó:

q<small>b</small>: lưu lượng bơm, q<small>b</small> = 1,74. ¹⁰⁻⁴ (m<small>3</small>/s)

<i>ρ</i>: khối lượng riêng của dung dịch, <i>ρ</i> = 997 kg/m<small>3</small>g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s<small>2</small>)

Sàn đỡ phèn trong bể hòa trộn phải đặt ghi để có thể tháo gỡ được. Khe hở giữa các ghi là15mm.

Bể tiêu thụ thiết kế đáy có độ dốc 0,005 về phía ống xã.Đường kính của ống xã cặn của bể tiêu thụ D = 150mm

Mặt trong của bể hòa trộn và tiêu thụ phải được phủ một lớp xi măng chống axít hoặc ốpgạch men chịu axit.

Bơm dung dịch phèn phải dùng bơm chịu được axit hoặc ejectơCác đường ống dẫn phèn làm bằng vật liệu chịu axit

Bể hòa tan và tiêu thụ phèn phải đặt ở trong một phịng riêng có thơng hơi tốt.

<b>3.2. Thiết bị vôi tôi, pha chế sữa vôi và bơm định lượng vơi</b>

Ta sử dụng vơi ở dạng sữa, hịa vơi với nước để được dung dịch vôi sữa.

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Lượng vơi cần thiết trong 1 ngày đêm: 37,45

(

<i>^mgl</i>

)

<i>×30.000(^{m 3}</i>

n: thời gian giữa hai lần pha vôi (giờ).

Công suất của trạm xử lý là Q = 30000 m<small>3</small>/ngày, suy ra n= 8 giờ.b<small>2</small>: nồng độ pha vôi sữa (%) b<small>h</small> = 5% .

<i>γ</i>: khối lượng riêng của vôi sữa (T/m<small>3</small>), <i>γ</i>=1 T/m<small>3</small>.

<i>W_v</i>=<i>1250×8×37 ,45</i>

10⁴×5×1 ^=7,5 (m<small>3</small>)

Ta thiết kế 1 thùng đựng vơi sữa. Bể pha vơi sữa có tiết diện hình trịn đường kính D=2m gồm 2 phần: phần trên hình trụ, bên dưới hình chóp có góc tâm 60<small>0</small>, bề rộng đáy a=0,5m.Đáy bể đặt ống xả cặn D= 150mm

Chiều cao phần hình trụ:

<i>π ×D</i><small>2</small>= 4×7,5

<i>3 ,14×2</i><small>2</small>=2,4(m)Chiều cao phần hình chóp:

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<i>H_ch</i>= <i>D−a2×tg(</i>⁶⁰

2 ⁾

= 2−0,5

2 ⁾=1,3

(m)Chiều cao dự trữ: H<small>dt</small> = 0,3m (quy phạm 0,3-0,4m)

Tổng chiều cao bể hòa tan: H = H<small>t</small> + H<small>dt</small> + H<small>ch</small> = 2,4 + 0,3 + 1,3 = 4 (m)Thể tích xây dựng bể:

<i>W_v</i>=<i>π ×D</i><small>2</small>

4 ^×

(

<i>H_t</i>+<i>H_dt</i>+<i>H_ch</i>

3

)

=<i>π ×2</i><small>2</small>

4 ^×

(

2,4+0,3+^1,33

)

=10

<b>Khuấy trộn bằng máy trộn cánh quạt</b>

Chọn số vòng quay của cánh quạt là 30 vòng/phút (TCXDVN 33-2006 quy định 20 – 30 vòng/phút).

Chọn chiều dài cánh quạt bằng 0,45 đường kính bể (quy phạm 0,4 – 0,45).Chiều dài cánh quạt: l<small>q </small>= 0,45x D = 0,45 x 2 = 0,9 (m)

Chiều dài toàn phần của cánh quạt:

L<small>q</small> = 2 x l<small>q</small> = 2 x 0,9 = 1,8 (m)

Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế 0,15m<small>2</small> cánh quạt /1m<small>3</small> vôi sữa trong bể (quy phạm 0,1 – 0,2m<small>2</small>)

f<small>q</small> = 0,15 x W<small>v</small> = 0,15 x 7,5 = 1,125 (m<small>2</small>)Chiều rộng mỗi cánh quạt:

b<small>q</small> =

12^×

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<i>ρ</i>: trọng lượng thể tích của dung dịch được khuấy trộn.t = 25<small>0</small>C, suy ra <i>ρ</i> = 997 kg/m<small>3</small>

h<small>q</small>: chiều cao cánh quạt, h<small>q</small> = b<small>q</small> = 0,3m

n: số vòng quay của cánh quạt trong 1 giờ, n = 40 v/p = 40/60 v/sd: đường kính của vịng trịn do đầu cánh quạt tạo ra khi quay.d = L<small>q</small> = 1,8m

z: số cánh quạt trên trục máy khuấy, z = 4.

<i>η</i> : hệ số hữu ích của cơ cấu truyền động, <i>η</i> = 0,8

(W)Chọn động cơ có cơng suất 2500W.

<b>b. Bể tiêu thụ vơi</b>

Kích thước bể tiêu thụ vơi:Dung tích bể tiêu thụ:

<i>W_tv</i>=<i>W_v</i>×<i>b_hb_t</i> ⁼

5 ⁼¹⁵ (m<small>3</small>)Trong đó:

W<small>v</small>: dung dịch bể hịa trộn, W<small>v</small> = 7,5 m<small>3</small>

b<small>h</small>: nồng độ dung dịch vôi trong thùng hòa tan (%) (quy phạm 10 – 17%).Chọn b<small>h </small>= 10%

b<small>t</small>: nồng độ dung dịch trong bể tiêu thụ b<small>t</small> = 5% (quy phạm 4 – 10 %).

Số bể tiêu thụ không được nhỏ hơn 2, nên ta thiết kế 2 bể, mỗi bể có dung tích W<small>tv</small> =7,5 m<small>3</small>

Bể tiêu thụ có tiết diện hình trịn đường kính D = 2 m, gồm 2 phần: phần trên hình trụ, bêndưới hình chóp có góc tâm 60<small>0</small>, bề rộng đáy a = 0,5m.

Đáy bể đặt ống xả cặn D = 150mm

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Chiều cao phần hình trụ:

<i>π ×D</i><small>2</small>= 4×7,5

<i>3 , 14×2</i><small>2</small>=2,4(m)Chiều cao phần hình chóp:

H= H<small>t</small> + H<small>dt</small> + H<small>ch</small> = 2,4 + 0,3 +1,3 = 4 (m)Thể tích xây dựng của bể:

<i>W_v</i>=<i>π ×D</i>²

4 ^×

⁽

<i>^H<small>t</small></i>+<i>H_dt</i>+<i>H_ch</i>/3

₎

=<i>π ×1,6</i>²

4 ^{×(2,4+0,3+1,3/3 )=10} _(m<small>3</small>)Các thơng số thiết kế bể tiêu thụ phèn: (với chiều cao bảo vệ là 0,3m)

STT Thơng số Đơn vị Kích thước

 <i><b>Khuấy trộn bằng máy trộn cánh quạt:</b></i>

Chọn số vòng quay cánh quạt là 40 vòng/phút (TCXDVN 33-2006 quy định > 40vòng/phút).

Chọn chiều dài cánh quạt bằng 0,45 đường kính bể (quy phạm 0,4 – 0,45)Chiều dài cánh quạt:

l<small>q </small>= 0,45x D = 0,45 x 2 = 0,9 (m)Chiều dài toàn phần của cánh quạt:

L<small>q</small> = 2 x l<small>q</small> = 2 x 0,9 = 1,8 (m)

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế 0,15m<small>2</small> cánh quạt /1m<small>3</small> vôi sữa trong bể (quy phạm 0,1 – 0,2m<small>2</small>)

f<small>q</small> = 0,15 x W<small>tv</small> = 0,15 x 7,5 = 1,125 (m<small>2</small>)Chiều rộng mỗi cánh quạt:

b<small>q</small> =

h<small>q</small>: chiều cao cánh quạt, h<small>q</small> = b<small>q</small> = 0,3m

n: số vòng quay cánh quạt trong 1 giờ, n = 40 (v/phút) = 40/60(v/s)d: đường kính của vịng tròn do đầu cánh quạt tạo ra khi quay.d = L<small>q</small> = 1,8m

z: số cánh quạt trên trục máy khuấy, z = 4.

<i>η</i> : hệ số hữu ích của cơ cấu truyền động, <i>η</i> = 0,8

(W)Chọn động cơ có cơng suất 2500 W.

<b>c. Chọn bơm định lượng vôi:</b>

Lưu lượng dung dịch vôi sữa b = 5% cần thiết đưa vào nước trong một giờ:

<i>q_b</i>= <i>Q×D_p1000×b</i>⁼

<i>1250×37 , 45</i>

1000× ⁵100

=936 , 25(l/h)=2,6 .10⁻⁴

(m<small>3</small>/s)Cột áp bơm: H = 100m

Công suất bơm:

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Trong đó:

q<small>b</small>: lưu lượng bơm, q<small>b</small> = 2,6. ¹⁰⁻⁴ (m<small>3</small>/s)

<i>ρ</i>: khối lượng riêng của dung dịch, <i>ρ</i> = 997 kg/m<small>3</small>g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s<small>2</small>)

<b>3.3. Thiết kế giàn mưa</b>

<i><b>3.3.1. Kích thước giàn mưa </b></i>

Diện tích giàn mưa: <i>F=^Qq_m</i> Trong đó:

Chọn kích thước mỗi ngăn của giàn mưa: 7 x 4 = 28 m<small>2</small>

- Chiều cao giàn mưa :

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Chiều cao giàn mưa từ đáy sàn thu đến đỉnh giàn mưa

<i>H=2× h</i>₁+<i>h</i>₂+<i>3 ×h</i>₃+<i>h</i>₄+<i>h</i>₅

Trong đó:

h<small>1</small>: Khoảng cách giữa 2 sàn tung kế tiếp nhau; h<small>1</small> = 0,5 (m).

h<small>2</small>: Khoảng cách từ hệ thống phân phối nước đến sàn tung trên cùng,h<small>2</small> = 0,5 (m). h<small>3</small>: Bề dày lớp vật liệu ; h<small>3</small> =0,3 (m).

h<small>4</small>: bề dày sàn đáy của sàn thu nước bằng bê tông cốt thép; h<small>4</small> =0,2 (m).

h<small>5</small>:Chiều cao từ sàn thu nước đến tấm inox đầu tiên của sàn tung nước dưới cùng, h<small>5</small>=1 (m).

<i>H=2× 0,5+0,5+3 ×0,3+ 0,2+1=3 , 60(m)</i>

<i><b>3.3.2. Thiết kế sàn tung</b></i>

Được đặt dưới hệ thống phân phối 0,5 m

Sàn tung nước được làm bằng ván gỗ, gồm các ván rộng 20cm đặt cách nhau 10cm.( TCXD 33: 2006)

Giàn mưa 4 tầng với 3 sàn tung nước, mỗi sàn cách nhau 0,5m.

Máng thu nước đặt dưới đáy giàn mưa có độ dốc 0,02 về phía ống dẫn nước xuống bể trộn đứng, sàn thu nước được làm bằng bê tông cốt thép.

<i><b>3.3.3. Hệ thống phân phối nước</b></i>

Hệ thống phân phối nước vào giàn mưa bao gồm: 04 ống dẫn chính đưa nước từ giếng lên giàn mưa, 08 ống dẫn phụ đưa nước từ ống dẫn chính vào mỗi ngăn của giàn mưa và các ống nhánh phân phối nước vào giàn mưa.

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

Kiểm tra vận tốc của nước có trong ống: v = <i>^{4 ×Q}</i>

n: số ống nhánh ( ống )

L: chiều dài ngăn giàn mưa (m)

Theo quy phạm vận tốc nước chảy vào các ống nhánh (1,8- 2m/s), chọn v = 2m/sVậy ta chọn 47 ống

- Lượng nước chảy vào các ống nhánh :

Q<small>2</small> = ^0,0435₄₇ <i>≈</i> 9,26 <i>×</i> 10<small>-4</small> (m<small>3</small>/s)- Đường kính ống nhánh :

</div>