Đồ án Thiết kế hệ thống cấp nước cho địa bàn thành phố Rạch Giá quy hoạch đến năm 2030

Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THEO PHƯƠNG ÁN 1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO BỂ TRỘN THỦY LỰC 3.1.1 Xác Định Liều Lượng Vôi Kiềm Hoá Cặn có thước nhỏ hơn 10-4 mm thì không thể tự lắng được mà luôn luôn tồn tại ở trạng tháu lơ lửng, vì vậy để loại bỏ các loại cặn này ra khỏi nước thì cần kết hợp biện pháp xử lý cơ học và hoá học. Việc thực hiện quá trình keo tụ, người ta thường cho vào các chất keo tụ như phèn nhôm Al2(SO4)3 hay phèn sắt FeSO4. Khi cho phèn vào nước, quá trình thủy phân xảy ra : Al3+ + 3H2O ® Al(OH)3 + 3H+ Trong phản ứng trên thì ion H+ hình thành sẽ làm cho pH của nước giảm do vậy mà hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông giảm theo.Tuy nhiên ion H+ có thể bị khử bằng độ kiềm tự nhiên của nước, trường hợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp không đủ để trung hòa ion H+ thì cần phải kiềm hoá nước. Chất thường dùng cho quá trình kiềm hoá thường là vôi (CaO) Al3+ + 3H2O ® Al(OH)3 + 3H+ 27 3 (g/ l) 35 10-3 ? (Liều lượng phèn nhôm Al2(SO4)3 không chứa nước (theo TCXD 33-1985) là 30÷45 mg/L) Sau đó: H+ + HCO3- H2O + CO2 1 61 ? 4010-3 H+ tác dụng với độ kiềm tự nhiên của nước [H+] = 0,65 10-3 (mol/l) [H+] của nước sau khi pha phèn [H+] = 3,910-3 - 0,6510-3 = 3,2510-3 (mol/L) Do đó pH của nước: pH = - log[H+] = - log [3,2510-3] = 2,49 Trong khi pH cần thiết cho quá trình keo tụ là 8 ÷ 9 nên cần thiết phải kiềm hóa nước để tăng pH lên tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình keo tụ tạo bông xảy ra. Liều lượng vôi kiềm hoá được xác định bắng công thức: (theo sách Xử lý nước cấp của Nguyễn Ngọc Dung) Trong đó: PK : Hàm lượng chất kiềm hoá (mg/L) PP : Hàm lượng phèn cần thiết cho quá trình keo tụ e1, e2 : Trọng lượng đương lượng của chất kiềm hoá và của phèn(mg/mgđl) Kt : Độ kiềm nhỏ nhất của nước nguồn (mgđl/L) C : Tỷ lệ chất kiềm hoá nguyên chất có trong sản phẩm sử dụng (%) Dùng vôi sữa để kiềm hoá nước e1 = 57 (mg/mgđl), e2 = 28 (mg/mgđl) à (mg/L) 3.1.2 Dung Tích Bể Pha Vôi Sữa Vôi được dùng để kiềm hoá nước, làm mềm hoặc ổn định nước và được cho vào nước ở dạng vôi sữa hay vôi bão hòa Dung tích của bể pha vôi sữa Trong đó: Q : Lưu Lượng nước tính toán (m3/ h) n : Số giờ giữa hai lần pha vôi (t = 6÷12h) Pv : Liều lượng vôi cho vào nước (mg/l) bv : Nồng độ vôi sữa (5%) g : Khối lượng riêng của vôi sữa (1 tấn/m3) 4708 × 9 × 35 à Wv = ------------------------------ = 29,66 ≈ 30 (m3) 104 × 5 × 1 Khuấy trộn bằng máy khuấy cánh quạt, bể được thiết kế hình tròn, đường kính bể lấy bằng chiều cao công tác của bể d = h Trong đó D == 3,37 (m) Chia bể làm 2 bể à d1bể = (m) Chọn số vòng quay của cánh quạt là 40 vòng/phút chiều dài cánh quạt lấy bằng 0,45 đường kính của bể (quy phạm = 0,4÷0,45d) à lcq = 0,45 × 1,7 = 0,77 (m) Chiềi dài toàn phần cánh quạt = 0,77 × 2 = 1,54 (m) Diện tích cánh quạt thiết kế 0,15 m2 cánh quạt /1 m3 vôi sữa trong bể (QP = 0,1÷0,2 m2) fcq = 0,15 × 15 = 2,25 (m2) Chiều rộng mỗi cánh quạt bcq = = 0,73 (m) Công suất động cơ khuấy quạt là 3 kW Bảng 3.1 Thông số thiết kế bể pha vôi sữa STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 Thể tích bể m3 30 2 Số lượng bể bề 2 3 Chiều cao công tác / 1 bể m 1,67 4 Đường kính / 1 bể m 1,67 5 Số vòng quay của cánh quạt Vg/ph 40 6 Chiều dài cánh quạt m 0,77 Chiều dài toàn phần cánh quạt m 1,54 7 Dịên tích thiết kế cùa cánh quạt m2 2,25 8 Chiều rộng mỗi cánh quạt m 0,73 9 Công suất động cơ khuấy kW 3 3.1.3 Xác Định Liềi Lượng Phèn Căn cứ vào hàm lượng cặn tính toán của nước nguồn là 120 mg/L à Liều lượng phèn khô cần thiết là 30÷45 mg/L Căn cứ vào độ màu của nước nguồn là 25 Pt-Co, lượng phèn nhôm xác định theo công thức sau: PAl = = 20 (mg/L) So sánh liều lượng phèn tính theo hàm lượng cặn và theo độ màu thì chọn liều lượng phèn tính toán à PAl = 35 (mg/L) =35 (g/m3) Tổng lượng phèn dùng trong một ngày PAl = ≈ 206 (g/h)= 206 (tấn/h) = 4.944 (tấn/ngđ) = 3.1.4 Dung Tích Bể Hoà Trộn Phèn Bể hòa trộn có nhiệm vụ hoà tan phèn cục và lắng cặn bẩn, nồng độ dung dịch trong bể hòa trộn thường cao nhưng không vượt quá nồng độ bão hòa. Theo TCXD 33-1985 nồng độ dung dịch trong bể hòa trộn lấy trong khoảng 1017% Dung tích bể hoà trộn phèn Wh = Trong đó Q : Lưu lượng nước xử lý (m3/h) n : Thời gian lưu nước giữa 2 lần hòa tan phèn (n=3) Pp : Liều lượng phèn dự tính cho vào nước (g/m3) bh : Nồng độ dung dịch phèn trong thùng hòa trộn (%) : Khối lượng riêng của dung dịch = 1 tấn/m3 à Wh = (m3) Chọn kích thước của như sau : H = 2,5m L = 2m B = 1m Chọn chiều cao an toàn của bể hòa trộn phèn là 0,3÷0,5 (m) Bảng 3.2 Thông số thiết kế bể trộn phèn STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 Thể tích bể trộn phèn m3 4,94 2 Chiều dài bể m 2 3 Chiều rộng bể m 1 Chiều cao công tác của bể m 2,5 4 Chiều cao toàn phần của bể m 3 3.1.5 Dung Tích Bể Tiêu Thụ Bể tiêu thụ dùng để pha loãng dung dịch phèn đưa từ bể hòa trộn sang đến nồng độ cho phép. Theo TCV 33-85 nồng độ phèn trong bể tiêu thụ lấy bằng 410% tính theo sản phẩm không ngậm nuớc Wt = Trong đó bt : Nồng độ dung dịch phèn trong thùng tiêu thụ (%) Lưu ý: Thường bể trộn hay bể tiêu thụ không được thiết kế ít hơn 2 bể cho mỗi loại để thay thế cho nhau khi rửa à Wt = Chọn kích thước bể như sau H = 1,5(m) L = 3(m) B = 2,2(m) Chọn chiều cao an toàn của bể là 0,5 (m) à H = 1,5 + 0,5 = 2 (m) Chọn máy quạt gió Theo quy phạm lầy cường độ khí nén ở thìng hoà trộn là 10 (l/s.m2) và bể tiêu thụ là 5 (l/s.m2) Diện tích bể hòa trộn Fh = B H = 2,5 2 = 5 (m2) Lưu lượng gió thường xuyên vào bể hòa trộn Qh = 0,06 (m3/ph) Diện tích bể tiêu thụ  Ft = (m) Lưu lượng gió cần thiết ở bể tiêu thụ (m3/ph) Tổng lưu lượng gió đưa vào bể hòa trộn và bể tiêu thụ Qgió = Qh + Qt = 1,48 + 3,96 = 5,44 (m3/ph) Chọn máy quạt gió loại: Bơm chân không, loại máy pittông, lưu lượng 0100 (m3/phút), hệ số khí nén: ,số vòng quay 601500 vòng Đường kính ống gió chính (m) Trong đó Qg : Tổng lưu lượng gió đưa vào bể (m3/s) V : Vận tốc gió đưa vào bể (Quy phạm 1015 m/s). Chọn 15 (m/s) à (m) Chọn đường kính gió chính là 90mm Thử lại tốc độ gió (m/s) à nằm trong quy phạm cho phép Đường kính ống dẫn gió đến thùng hòa trộn (m) Đường kính ống dẫn gió đến đáy thùng hòa trộn (m) Đường kính ống nhánh đến thùng hòa trộn (chọn 3 nhánh) Lưu lượng gió vào mỗi ống nhánh (m3/s) = 4,17 (l/s) Đường kính mỗi ống nhánh (mm) Số lỗ khoan trên giàn ống gió bể hòa trộn Chiều dài ống nhánh ln = 2 m Theo quy phạm: dl = 3 – 4 mm (chọn dl = 4mm) vl = 15 – 20 m/s (chọn vl = 20 m/s) Chọn d1 = 4 mm = 4m Diện tích lỗ Tổng diện tích các lỗ trên một nhánh Số lỗ trên một nhánh (lỗ) Nếu khoan một hàng lỗ thì khoảng cách giữa các lỗ Nếu khoan hai hàng lỗ thì khoảng cách giữa các lỗ (mm) Bảng 3.3 Thông số thiết kế bể tiêu thụ STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 Chiều dài bể m 3 2 Chiều rộng bể m 2,2 3 Chiều cao toàn phần bể m 2 4 Đường kính ống gió chính mm 90 5 Đường kính ống dẫn gió đến thùng hoà trộn mm 42 6 Đường kính ống dẫn gió đến đáy thùng hoà trộn mm 32 7 Đường kính ống gió nhánh dẫn đến thùng hoà trộn mm 20 8 Chiều dài ống gió nhánh m 2 9 Số lỗ trên ống dẫn gió nhánh 17 10 Khoảng cách giữa các lỗ (nếu khoan 1 hàng) mm 118 11 Khoảng cách giữa các lỗ (nếu khoan 2 hàng) mm 235 3.1.6 Tính Toán Thiết Kế Bể Trộn Cơ Khí Chọn thời gian lưu nước trong bể khuấy trộn t = 3s Cường độ khuấy trộn G = 1000s-1 Nhiệt độ của nước là 270C Thể tích bể trộn Chọn bể hình vuông Ống dẫn nước đưa vào ở đỉnh bể, dung dịch phèn đưa vào ngay cửa ống dẫn vào bể, nước đi từ trên xuống dưới qua lỗ của thành bể để dẫn sang ngăn phản ứng Dùng máy khuấy tuabin 6 cánh nghiêng góc 450C hướng xuống dưới để đưa nước từ trên xuống. Đường kính máy khuấy D ≤ chiều rộng bể = . Đường kính máy khuấy lấy bằng 0,75 m Trong bể đặt 4 tấm chắn để ngăn chuyển động xoay của nước, chiều cao tấm chắn là 3m, chiều rộng 0,15 m bằng 1/10 đường kính bể - Máy khuấy đặt cách đáy một khoảng h = D=0,75 (đường kính cánh khuấy) - Chiều rộng bản cánh khuấy bằng 1/5 Dbbản khuấy= - Chiều dài bản cánh khuấy bằng 1/4 D lbản khuấy= Năng lượng cần truyền vào nước Hiệu suất động cơ Công suất động cơ = Số vòng quay của máy khuấy Cần phải có hộp giảm tốc độ cho động cơ Bảng 3.4 Các thông số thiết kế bể cơ khí STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 Thể tích bể khuấy trộn m3 4 Chiều dài bể khuấy trộn m 1,5 Chiều rộng bể khuấy trộn m 1,5 Chiều cao bể khuấy trộn m 2 2 Máy khuấy Cánh khuấy cái 6 Đường kính máy khuấy m 0,75 Chiều rộng bản cánh khuấy m 0,15 Chiều dài bản cánh khuấy m 0,2 Khoảng cách máy khuấy cánh khuấy m 0,75 3 Số lượng tấm chắn Cái 4 Chiều cao tấm chắn m 3 Chiều rộng tấm chắn m 0,15 Số vòng quay của máy khuấy Vg/ph 240 4 Hiệu suất của động cơ - 0,8 5 Cộng suất động cơ kW 6,75 3.2 BỂ PHẢN ỨNG KIỂU VÁCH NGĂN Công suất trạm xử lý Q = 113.000m3/ngđ = 4708m3/h Chiều rộng của bể lắng ngang B = 24,5m Dung tích bể phản ứng Đối với nước đục t = 20 phút. Diện tích bề mặt bể Hb : Chiều cao bể thường lấy Hb = 2÷3m (Chọn Hb = 3m) Chiều rộng mỗi hành lang >0,7m (Quy phạm vận tốc doòg nước theo hành lang v = 0,2÷0,3m/s) Chiểu dài bể phản ứng lấy bằng chiều rộng bể lắng ngang Lpư = 24,5m Chiều rộng bể phản ứng Bpư = Đây cũng chính là chiều dài của mỗi hành lang phản ứng Số hành lang à có 10 hành lang và 9 vách ngăn : Chiều dày của vách ngăn (tường bằng bê tông cốt thép (chọn ) Số lần dòng nước xoay chiều m = n – 1 = 10-1 = 9 (Quy phạm m = 8÷10) Tổn thất áp lực qua bể phản ứng Bảng 3.5 Thông số thiết kế bể phản ứng có vách ngăn STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 Thể tích bể m3 1.580.25 2 Chiều dài bể m 24,5 3 Chiều rộng bể m 21,5 4 Chiều cao bể m 3 5 Số hành lang 10 Chiều dài hành lang m 21,35 Chiều rộng hành lang m 2,18 6 Số vách ngăn 9 7 Số hành lang 10 3.3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LẮNG NGANG Thông số ban đầu - Qngđ = 113.000 m3/ngđ - Lắng cặn hình thành sau quá trình keo tụ tạo bông - Nồng độ cặn đưa vào bể lắng : 120mg/l - Hiệu quả xử lý mong muốn r = 85% 3.3.1 Tính toán thiết kế vùng lắng _ Lưu lượng Q = 113.000 m3/ngđ = 4708 m3/h = 1,31 m3/s _ Hiệu quả lắng r = 85% _ Vận tốc lắng u0 = 0,67mm/s Diện tích vùng lắng Chọn (α Hệ số kể đến ảnh hưởng của dòng chảy rối trong bể lắng) Chọn L = 6B à àL = Chiều cao vùng lắng (m) Bán kính thủy lực Vận tốc dòng chảy Hệ số Re (Ở 100C =1,31.10-6 m2/s) Hệ số Froude à trong bể xuất hiện hiện tượng nhắn dòng, cần lắp các vách ngăn không chịu lực dọc theo bể để giảm trị số Re và tăng hệ số Fr àChia bể làm 6 ngăn àBngăn = (m) Bán kính thủy lực Hệ số Re (Ở 100C =1,31.10-6 m2/s) Hệ số Froude 3.3.2 Tính toán thiết kế vùng phân phối nước vào Hiệu quả lắng phụ thuộc rất nhiều vào kết quả làm việc của bể keo tụ tạo bông, mương hoặc ống dẫn nước từ bể tạo bông cặn đến bể lắng làm sao không phá vỡ bông cặn đồng thời không để bông cặn lắng xuống đáy mương dẫn và phân phối càng gần bể lắng càng tốt. Đặt tấm phân phối cách cửa đưa nước vào là l = 2,5 m (Quy phạm từ 1,5 ÷ 2,5 m) vận tốc tring mươngv = 0,3 m/s. Để đảm bảo phân phối đều qua 12 cửa theo nguyên tắc phân phối trở lực lớn. Cửa thu = 600 (mm). Vận tốc qua cửa Tổng thất qua một lỗ Đảm bảo phân phối đều nước từ mương chung vào 12 cửa. Cánh cửa thu 2,5 m. Đặt tấm chắn khoan lỗ = 120 mm. Phân phối đều nước trên toàn mặt cắt ngang của những bể lắng. Vận tốc qua lỗ từ 0,2 ÷ 0,3 (m/s), chọn vận tốc qua lỗ là vlỗ = 0,25 (m/s). Tổng diện tích lỗ cần thiết trên 2 tường chắn à Tổng số lỗ cần thiết (lỗ) Số lỗ ở mỗi ngăn (lỗ) Ở mỗi vách ngăn bố trí thành 10 hàng dọc, 8 hàng ngang Khoảng cách gữia các lỗ theo hàng dọc là Khoảng cách lỗ theo hàng ngang là 3.3.3 Thiết kế máng thu nước Chọn tải trọng thu nước bề mặt a = 2 (m3/s.m) (quy phạm 1m3/s.m) Với tải trọng trên thì chiều dài máng thu Mà Bố trí máng thu theo chiều dài của bể Số máng thu máng Số máng thu trong một ngăn (Bố trí mỗi ngăn 3 máng thu nước) Tổng chiều dài một máng thu nước à Chiều dài một máng thu nước = Khoảng cách giữa các tim máng ≤ 1,5H (Với H: Chiều sâu lớp nước trong vùng lắng = 4,5 m) à Khoảng cách giữa các tim máng 1,5m Khoảng cách từ tường đến tim máng: 0,55m Vận tốc nước đi vào máng thu nước Máng tràn hình chữ V, 5 chữ V/1m máng à Tổng số chữ V / máng = (chữ V) Lưu lượng qua 1 khe chữ V Mà Máng hình chữ V, 5 chữ V/1m, máng. Chiều cao chữ V = 5 cm > 3,8 cm . Đáy chữ V = 10cm. Khoảng cách giữa 2 đỉnh là 20cm. Lưu lượng vào một máng thu Chọn tốc độ trong máng thu v = 0,6 m/s (Quy phạm v = 0,6-0,8 m/s) Tiết diện một máng thu nước Chọn bm = 0,4 (m) àChiều sâu máng 3.3.4 Tính toán thiết thiết kế vùng chứa cặn Hàm lượng cặn lớn nhất trong nước nguồn Mc = M0 + KA + 0,25M + B Trong đó Mc : Hàm lượng cặn lớn nhất có trong nước (g/m3) A : Liều lượng phèn cho vào nước (g/m3) K : Hệ số tính đến chuyển trọng lượng của phèn thành cặn lắng K = 1 : Đối với phèn nhôm kỹ thuật M : Độ màu của nước B : Cặn không tan trong hoá chất khác à Mc = 120 +10 =161,25 (g/m3) Nồng độ cặn trung bình nén sau 24h (theo bảng 6.2/159-Trịnh Xuân Lai): 30.000(g/m3) Thể tích vùng chứa cặn Trong đó T : Thời gian thu cặn giữa 2 lần xả : Nồng độ cặn đã nén sau 24h Q : Lưu lượng (m3/h) Mc : SS vào bể (g/m3) M : SS ra khỏi bể (thường 8-12 g/m3) à Diện tích mặt bằng của một ngăn lắng Chiều cao trung bình của vùng nén cặn Chiều cao trung bình của bể lắng (Chọn chiều cao bảo vệ của bể là 0,5m) Hbể = H + Hc + Hbvệ = 4 + 0,94 + 0,5 = 5,44 Chiều dài của bể lắng L = Llắng + Lppnước + Lvùng thu nước = 147 + 2,5 + 2 = 151,5 (m) Lượng nước dùng cho việc xả cặn của bể lắng Chọn phương pháp xả cặn: xả cặn bằng phương pháp thủy lực Trong đó Kp : Hệ số pha loãng, khi xã cặn thủy lực bằng 1,5 P : Được tính bằng phần trăm lưu lượng nước cần xử lý à Hệ thống xả cặn bằng máng đục lỗ ở hai bên và đạt dọc theo trục mỗi ngăn. Thời gian xả quy định trung bình t = 8-10 phút. Chọn t = 10 phút. Tốc độ nước chảy ở cuối máng không nhỏ hơn 1m/s. Dung tích chứa cặn của một ngăn Lưu lượng cặn một ngăn Diện tích máng xả cặn (Chọn v = 1,5 m/s) Kích thước máng . Nếu a = 0,3 thì b = 0,6. Tốc độ nước qua lỗ v = 1,5 m/s.Chọn dlỗ = 30 mm (Quy phạm dlỗ ≥ 25 mm), flỗ = 0,00071 (m2) Tổng diện tích lỗ trên một máng xả cặn Số lỗ một bên máng xả cặn (lỗ) Khoảng cách tâm các lỗ (m) Đường kính ống xả cặn với qc-1n = 0,24 m3/s, chọn Dc = 350 mm ứng với vc = 2,20 m/s Tổn thất trong hệ thống xả cặn Trong đó : Hệ số tổn thất qua lỗ đục của máng = 11,4 : Hệ số tổn thất cục bộ trong máng = 0,5 fc : Diện tích ống xả cặn fm : Diện tích máng xả cặn vc : Vận tốc xả cặn = 2,20 m/s g : Gia tốc trọng trường =9,81 à Bảng 3.6 Các thông số khi thiết kế bể lắng ngang. STT Thông số Số lượng Đơn vị Giá trị 1 Diện tích bể 1 m2 3.724 2 Chiều dài bể m 152 Chiều dài vùng lắng m 147 Chiều dài vùng phân phối nước vào m 2,5 Chiều dài vùng thu nước m 2 3 Chiều rộng bể m 24,5 4 Chiều cao bể m 5,5 Chiều cao vùng lắng m 4,5 Chiều cao vùng chứa cặn m 0,94 Chiều cao an toàn m 0,5 5 Số ngăn 6 6 Chiều rộng 1 ngăn m 4,1 7 Số máng thu nước 18 Chiều dài một máng m 23,5 Chiều cao máng m 0,4 Chiều rộng máng m 0,4 8 Tấm phân phối nước 7 Chiều dài tấm phân phối nước m 4,1 Số lỗ trên một tấm phân phối nước 77 9 Hiệu suất bể lắng % 85 Hiệu suất bể lắng là 85% Hàm lượng cặn có trong nước ban đầu 120 mg/l Hàm lượng cặn có trong nước sau khi qua bể lắng = 120-(120= 18 (mg/l) Với hàm lượng cặn có trong nước của đầu ra của bể lắng (18mg/l) cho phép được đưa vào bể lọc cát nhanh TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC 3.4.1 Diện tích bể lọc cần thiết trong trạm xử lý Trong đó Q : Công suất của trạm xử lý (m3/ngđ) T : Thời gian làm việc của trạm trong một ngày đêm (h) Vbt : Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường (m/h) (Chọn Vtb = 6 m/s) a : Số lần rửa mỗi bể trong một thời gian ngày đêm ở chế độ làm việc bình thường a=1 W : Cường độ rửa lọc (l/sm2) (Chọn W = 16 l/sm2) t1 : Thời gian rửa lọc (h) (Chọn thời gian rửa lọc t1 = 6 ph) t2 : Thời gian ngừng bể lọc để rửa (t2 = 0,35 h) à Số bể lọc cần thiết (bể) Diện tích bể lọc của 1 bể Chọn kích thước bể lọc: L × B = 8m × 7,5m =60m2 Kiểm tra lại vận tốc trung bình ở chế độ làm việc bình thường àThỏa (Vận tốc lọc ở điều kiện bình thường v = 5,5-6m/h) Kiểm tra lại tốc độ lọc khi bể lọc làm viêc ở chế độ tăng cường (khi có một bể lọc ngưng làm việc để sửa chữa hay rửa lọc) àThỏa (Vận tốc lọc ở điều kiện tăng cường v = 6-7,5m/h Chiều cao toàn phần của bể lọc H = hd + hv + hn + hp Trong đó hd : Chiều cao lớp đỡ (m)m Chọn hd = 0,7 m hv : Chiều dày lớp vật liệu lọc. Chọn hv = 0,8 m hn : Chiều cao lớp nước trên lớp vật liệu lọc. Chọn hn = 2m hp : Chiều cap phụ hp = 0,5m à H = 0,7 + 0,8 + 2 + 0,5 = 4 (m) 3.4.2 Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc Chọn biện pháp rửa lọc bằng gió, nước phối hợp. Cường độ rửa lọc W = 16 l/sm2 Lưu lượng nước rửa của một bể lọc Chọn đường kính ống chính dc = 800mm bằng thép thì tốc độ nước chảy trong ống chính sẽ là vc = 1,87m/s (nằm trong giới hạn cho phép ≤2m/s) Lấy khoảng cách giữa các ống nhánh là 0,3m (Quy phạm cho phép 0,25-0,3m) Số ống nhánh của một bể lọc (ống) Lưu lượng nước rửa lọc chảy trong một ống nhánh Chọn đường kính ống nhánh là 150mm, ống bằng thép thì tốc độ nước chảy trong ống là vn = 0,92m/s Với đường kính ống chính d = 800mm, thì tiết diện ngang của ống Tổng diện tích lỗ lấy 35% diện tích tiết diện ngang của ống (Quy phạm cho phép 30-35%) Tổng diện tích lỗ tính được Chọn đường kính lỗ 12mm (Quy phạm 10-12mm) Diện tích một lỗ Tổng số lỗ (lỗ) Số lỗ trên mỗi ống nhánh =(lỗ) Trên mỗi ống nhánh, các lỗ xếp thành 2 hàng so le nhau, hướng xuống phí dưới và nghiêng một góc 450 so với mặt phẳng nằm ngang Số lỗ trên một hàng của ống nhánh (lỗ) Khoảng cách giữa các lỗ 0,525 : Đường kính ngoài của ống gió chính (m) Chọn một ống thoát khí đặt ở cuối ống chính Hệ thống rửa ống rửa ngược Chọn cường độ gió rửa bể lọc Wgió = 15m/s Lưu lượng gió tính toán Chọn tốc độ gió trong ống dẫn gió chính v =15m/s (Quy phạm 15-20m/s) Đường kính ống gió chính =280mm Diện tích mặt cắt ngang của ống gió chính Số ống nhánh cũng lấy bằng 54 Lượng gió trong một ống nhánh Đường kính ống gió nhánh Tổng diện tích các lỗ lấy bằng 40% tiết diện ngang ống gió chính (Quy phạm 35 đến 40% )à. Chọn đường kính lỗ gió là 3mm (Quy phạm 2-5mm) Diện tích 1 lỗ gió Tổng số lỗ gió (lỗ) Số lỗ trên một ống nhánh(lỗ) Khoảng cách giữa các lỗ Trong đó 0,22 : Đường kính ngoài của ống gió chính 22 : Số lỗ trên một hàng, vì số lỗ trên ống nhánh được đặt thành hai hàng so le và nghiêng một góc 450 so với trục thẳng đứng của ống . 3.4.3 Tính toán máng phân phối lọc và thu nước rửa lọc Bể có chiều dài 8m, chọn mỗi bể bố trí 4 máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác, khoảng cách giữa các máng sẽ là (Quy phạm không được lớn hơn 2,2m) Lượng nước rửa thu vào mỗi máng Trong đó W : Cường độ rửa lọc. W = 16 l/sm2 d : Khoảng cách giữa các tâm máng = 1,88m l : Chiều dài của máng = 8m à Chiều rộng máng Trong đó A : Tỷ số giưa chiều cao phần chữ nhật (hCN) với nửa chiều rộng của máng, lấy a = 1.3 (Quy phạm a = 1-1,5) K : Hệ số, đối với máng hình tam giác, K = 2,1 à à Vậy chiểu cao máng chữ nhật là hCN = 0,41 m. Lấy chiều cao phần đáy tam giác là hđ = 0,2m. Độ dốc đáy máng lấy về phía máng tập trung nước là i = 0,01. Chiều dày máng lấy = 0,08m. Chiều cao toàn phần của máng thu nước rửa Hm = hCN + hđ + = 0,41 + 0,2 + 0,08 = 0,69 (m) Khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến trên máng thu nước Trong đó L : Chiều dày lớp vật liệu lọc, L = 0,8m e : Độ giãn tương đối của lớp vật liệu lọc, e = 45% à Theo quy phạm, khoảng cách giữa các đáy dưới cùng của máng dẫn nước rửa phải nằm cao hơn lớp vật liệu lọc tối thiểu là 0,07m. Chiều cao toàn phần của máng thu nước rửa là Hm = 0,69m, Vì mán