Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho thành phố Vũng Tàu quy hoạch từ 2010 – 2030

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho thành phố Vũng Tàu quy hoạch từ 2010 – 2030. NỘI DUNG THỰC HIỆN Giới thiệu lưu vực thiết kế Tính toán lưu lượng cho hệ thống xử lý nước cấp Lựa chọn công nghệ xử lý Tính toán thiết kế Tính toán kinh tế Hoàn thành bản vẽ, gồm 4 bản vẽ 1 bản vẽ mặt bằng 1 bản vẽ sơ đồ dây chuyền công nghệ 2 bản vẽ chi tiết công trình tự chọn. 1.3 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC KHU VỰC THẾT KẾ 1.3.1 Vị trí địa lý Tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu là một tỉnh nằm ở phía Nam của nước Việt Nam, cách Tp Hồ Chí Minh 120 km và thuộc miền Đông Nam Bộ. Phía Bắc giáp 3 huyện Long Thành, Long Khánh, và Xuân Lộc (thuộc tỉnh Đồng Nai ) Phía Tây giáp huyện Cần Giờ và thành phố Hồ Chí Minh Phía Đông giáp huyện Hàm Tân (thuộc tỉnh Bình Thuận) Phía Nam giáp biển Đông Diện tích toàn Tỉnh 1975,14 km2 ; chiều dài bờ biển là 305,4km Dân số : 842000 người Mật độ dân số : 426 người/km2 Mức giảm sinh : 0.50%o Tỷ lệ tăng dân số chung : 2,666% Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên : 1,466% Bà Rịa Vũng Tàu, 2008 Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu có 7 đơn vị hành chính trong đó có thành phố Vũng Tàu, ba mặt giáp biển với chiều dài bán đảo 20km, còn lại phía Bắc giáp thị xã Bà Rịa. Diện tích : 140,12km2 Dân số (năm 2003) : khoảng 241500 người Khí hậu : Nhiệt đới gió mùa Nhiệt độ trung bình trong năm: 26-280C Có 2 mùa : Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 Nước biển : Nhiệt độ trung bình từ 25 – 290C; thường xuyên có độ mặn 32-35%. Độ ẩm không khí trung bình : 80% Lượng mưa hàng năm khoảng 1500 mm, chia làm 2 mùa rõ rệt : Mùa mưa : từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm 90% lượng mưa Mùa khô : từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, chiếm 10% lượng mưa (Điều Kiện Tự Nhiên Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu, 2008.) Hình 1.1 Bản đồ tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. 1.3.2 Lựa chọn nguồn cấp nước Dựa vào bản đồ tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, ta thấy, nguồn có thể dùng để cấp nước là sông Thị Vải và sông Dinh. Tuy sông Thị Vải có trữ lượng lớn hơn nhưng hiện nay con sông này đang bị ô nhiễm nghiêm trọng do nhà máy Vedan xả trực tiếp nước thải chưa qua xử lý vào sông. Vì thế, ta chọn sông Dinh làm nguồn cấp nước cho hệ thống xử lý nước cấp cho thành phố Vũng Tàu. Thêm vào đó sông Dinh dài 8km, có bề rộng tới hơn 20 m, độ sâu từ 4 đến 6 m. Ưu điểm của sông Dinh là bán nhật triều (một ngày thuỷ triều lên xuống 2 lần), biên độ thủy triều tới 3,5 m, đủ điều kiện để làm nguồn cấp nước cho thành phố Vũng Tàu. Chương 2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG, TÍNH CHẤT NGUỒN CẤP NƯỚC VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 2.1 TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG 2.1.1 Dự đoán dân số Dân số tp Vũng Tàu năm 2003 241500, tỷ lê gia tăng dân số chung là 2,666%/năm. Ta giả định tỷ lệ gia tăng dân số là không đổi trong các năm, ta tính toán được dân số trong các năm như sau: Bảng 2.1 Dự đoán dân số thành phố Vũng Tàu Năm Số dân Năm Số dân 2003 241500 2017 349.052 2004 247938 2018 358.358 2005 254548 2019 367.912 2006 261335 2020 377.720 2007 268302 2021 387.790 2008 275455 2022 398.129 2009 282798 2023 408.743 2010 290338 2024 419.640 2011 298078 2025 430.827 2012 306025 2026 442.313 2013 314184 2027 454.105 2014 322560 2028 466.212 2015 331159 2029 478.641 2016 339988 2030 491.401 Theo dự đoán đến năm 2030, dân số TP. Vũng Tàu 491.401 người, diện tích 141,12km2, mật độ dân số 3482 người/km2. 2.1.2 Lưu lượng tính toán Lưu lượng tính toán Q = Qsh + Qcc + QTH + Qks + Qcv + Qtt + Qbv Qsh : Lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt Qcc : Lưu lượng nước cấp cho chữa cháy = 10% Qsh QTH : Lưu lượng nước cấp cho trường học, công ty = Q1 + Q2 Qks : Lưu lượng nước cấp cho khách sạn, nhà nghỉ Qcv : Lưu lượng nước cấp cho tưới đường, tưới cây công viên Qtt : Lưu lượng nước thất thoát Qbv Lưu lượng nước cấp cho bệnh viện Giả định TP.Vũng Tàu có khoảng 50% dân số có thiết bị vệ sinh trong nhà gồm vòi tắm hoa sen, bồn tắm... tiêu chuẩn cấp nước cho số dân này có thể chọn là 200 l/ng/ngđ, và 50% dân số có thiết bị vệ sinh trong nhà là chậu tắm, thiết bị thoát nước bên trong, tiêu chuẩn cấp nước cho số dân này là 100 – 150 l/ng/ngđ, ta có thể chọn 150 l/ng/ngđ (TCXD 33 – 2006) = *50% + *50% = *50% + *50% = 85 995 m3/ngđ = 996 l/s k = 1,15 = * k = 996 * 1,15 = 1145 l/s Giả định trong TP. Vũng Tàu có 10 trường học, với số học sinh mỗi trường là 5000 học sinh. Tiêu chuẩn cấp nước cho mỗi học sinh là 30 l/ng/ngđ. Khi đó, lưu lượng nước dùng dể cấp cho trường học là: = = = 1500 m3/ngđ = 17,4 l/s kTH = 1,8 = * kTH = 17,4 * 1,8 = 31,3 l/s Giả định TP. Vũng Tàu có 50% dân số làm trong các cơ quan, công ty, tiêu chuẩn cấp nước cho mỗi công nhân viên là 40 l/ng/ngđ. Lưu lượng nước dùng để cấp cho các công ty là : = = = 9828 m3/ngđ = 114 l/s kCT = 1,6 = * kCT = 114 * 1,6 = 183 l/s Giả định trung bình mỗi ngày TP. Vũng tàu đón 1500 khách du lịch, tiêu chuẩn dùng nước cho mỗi khách du lịch là 300 l/ng/ngđ. Lưu lượng nước cấp cho khách du lịch là : = = = 450 m3/ngđ = 5,2 l/s kks = 1,8 = * kks = 5,2 * 1,8 = 9,4 l/s Giả định TP.Vũng Tàu có 3 bệnh viện mỗi bệnh viện có 200 giường bệnh, lưu lượng cấp nước cho mỗi giường bệnh là 300 l/ng/ngđ (TCXD 33 – 2006) = = 180 m3/ngđ = 2,1 l/s kbv = 1,8 = * kbv = 2,1 * 1,8 = 3,8 l/s Diện tích công viên của toàn Tp Vũng Tàu là 5600 m2, tiêu chuẩn tưới nước là 10 l/m2/giờ tưới. Giả định số lần tưới: 2 lần/ngđ, mỗi lần tưới trong 6 giờ. Qcv = = 672 m3/lần tưới Giả định diện tích đường trong Tp Vũng Tàu là: 3000 m2, tiêu chuẩn tưới đường là 5 l/m2/lần tưới Qtđ = = 1800 m3/lần tưới Qt = Qcv + Qtđ = 672 + 180 = 852 m3/lần tưới Giả định lưu lượng chữa cháy dùng để chữa cháy 3 đám cháy xảy ra cùng lúc trong 3 giờ, lưu lượng là 30 l/s (Công Trình Thu Và Trạm Bơm Thoát Nước – Lê Dung, 2003) Qcc = 3* = 972 m3/ng/ngđ Vậy lưu lượng nước cần cung cấp: Q = Qsh + Qcc + QTH + QCT + Qks + Qt + Qtt + Qbv + Qcn Q = 85995 + 1500 + 450 + 9828 + 852 + 10% x 85995 + 180 + 8,5% x 85995 115000 m3/ngđ = 1330 l/s Dựa vào lưu lượgn tính toán được, tra bảng ta có được hệ số dung nước của thành phố Vũng Tàu là k = 1,15. 2.2 TÍNH CHẤT NGUỒN NƯỚC VÀ YÊU CẦU XỬ LÝ 2.2.1 Tính chất nguồn cấp nước Tính chất nước nguồn được giả định trong bảng sau Bảng 2.2 Tính chất nguồn nước cấp và TCVN về chất lượng nước uống. STT Yếu tố Đơn vị TCXD 33-2006 Chất lượng nước nguồn 1 Độ mầu Pt – C0 £ 15 49 2 Mùi vị Không có mùi, vị lạ Có mùi 3 Độ pH 6 - 8,5 7,7 4 TDS mg/l <1000 200 5 Nitrat mg/l £ 50 43 6 NH4 mg/l 0 7 7 Can xi mg/l £ 100 86 8 Mangan mg/l £ 0,2 0.2 9 Chất hữu cơ mg/l 0,5 -2 25 10 SS mg/l <3 130 11 Độ kiềm mg/l - 63 12 Co2 mg/l - 0,5 13 Coliform tổng Vi khuẩn/l 50 2000 Chú ý: Những chỉ tiêu khác không được đề cập đến trong bảng, đều thỏa mãn Tiêu chuẩn vệ sinh nước sạch ban hành ngày 11/03/2005 của Bộ Y Tế. 2.2.2 Yêu cầu xử lý Dựa vào bảng trên những chỉ tiêu chưa đạt và cần xử lý là : Bảng 2.3 Các chỉ tiêu cần xử lý Chỉ tiêu Chất lượng Độ màu 49 Pt - Co Mùi vị Có mùi lạ Chất hữu cơ 25 mg/l SS 130 mg/l Coliform tổng 2000 vi khuẩn/l Để xử lý độ đục, độ màu, SS, mùi, chất hữu cơ ta có thể sử dụng quá trình keo tụ tạo bông, và lắng bông cặn bằng bể lắng, bể lọc hoặc bể tuyển nổi Để xử lý coliform tổng, ta có thể khử trùng nước bằng Clo hoặc lọc 2.3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ Từ bảng 2.3, có các công nghệ xử lý tương ứng với các chỉ tiêu cần xử lý để làm sạcg nước. Sau khi phân tích ưu nhược điểm của từng công nghệ, tùy thuộc vào tình hình của địa phương cũng như nhũng điều kiện khác, lựa chọn được các công nghệ thích hợp. Sau đây, lựa chọn công nghệ xử lý dựa trên tiêu chí: chi phí xử lý rẻ tiền, vận hành đơn giản, chi phí quản lý thấp, … 2.3.1 Các công nghệ xử lý cặn lơ lửng Phân tích ưu nhược điểm của từng công nghệ: Công nghệ Ưu điểm Nhược điểm Bể lắng Xử lý được hàm lượng cặn lơ lửng cao Nước sau xử lý có thể sử dụng được cho cấp nước Vận hành đơn giản Tốn diện tích Bể tuyển nổi Tách hiệu quả lượng chất rắn lơ lửng trong nước Tách được cả cặn có khả năng nổi và cả cặn không có khả năng nổi Dễ phá vỡ bông cặn Vận hành phức tạp Bể lọc Tách cặn có trong nước 1 cách hiệu quả, không phân biệt căn có khả năng lắng hay nổi Diện tích nhỏ Đơn giản, dễ vận hành Trong quá trình vận hành, phải thựa hiên quá trình rửa lọc, làm lớp vật liệu lọc bị xáo trộn, để xắp xếp lại như cũ cần 1 khoảng thời gian. Dựa vào những phân tích ở trên, ta lựa chọn công nghệ là: bể lắng kết hợp với bể lọc. 2.3.2 Các loại bể lắng Bể lắng gồm nhều loại, với các ưu nhược điểm riêng. Dưới đây là bảng phân tích ưu nhược điểm của các loại bể lắng, để có thể lựa chọn loại bể lắng phù hợp cho trạm xử lý nước cho TP. Vũng Tàu. Loại bể lắng Ưu điểm Nhược điểm Bể lắng tĩnh và lắng theo từng mẻ kế tiếp Áp dụng cho hồ chứa nước Vận hành đơn giản, chi phí thấp Lắng theo từng mẻ, nước vào gián đoạn, không liên tục Áp dụng cho trạm xử lý với cong suất nhỏ Bể lắng ngang Nước sau lắng có thể dẫn thẳng đển nơi tiêu thụ Dễ thiết kế, dễ vận hành Diện tích lớn Áp dụng cho các trạm xử lý có công suất lớn Bể lắng đứng Tiết kiệm diện tích Áp dụng cho trạm xử lý có công suất nhỏ Bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng Hiệu quả xử cao, dùng để lắng cặn lơ lửng có khả năng keo tụ Thiết kế, vận hành phức tạp Dựa vào những phân tích trên ta lựa chon bể lắng là bể lắng ngang hoặc bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng. 2.3.3 Các loại bể lọc Loại bể lọc Ưu điểm Nhược điểm Bể lọc nhanh Dễ dàng quan sát hiện tượng xảy ra trong bể Áp dụng cho công suất lớn Dễ vận hành, lắp đặt đường ống Kích thước bể lớn quá, việc lắp đạt các hành lang, van, ống… sẽ nặng và cồng kềnh Bể lọc chậm Dễ dàng quan sát hiện tượng xảy ra trong bể Dễ vận hành, lắp đặt đường ống Chất lượng nước sau lọc tốt và ổn định Áp dụng cho trạm xử lý có công suất nhỏ Nếu ngừng thời gian hoạt động liên tục quá 1 ngày đêm, xảy ra hiện tượng phân hủy yếm khí màng lọc, tạo bọt khí và mùi hôi làm xấu chất lượng nước. Bể lọc áp lực Gọn, lắp ráp nhanh, tiết kiệm diện tích Không cần máy bơm đợt 2 Không xảy ra hiện tượng áp suất âm Có thể tăng chiều dày lớp vật liệu lọc, tăng vận tốc lọc Phá vỡ bông cặn Không khống chế được lượng cát mất Khó theo dõi QT rửa lọc Sự cố khi mất điện Bể lọc màng Dễ vận hành, quá trình đơn giản Thiết bị nhỏ gọn Ít tạo ra bùn Chi phí cao Tắc lọc Thay màng mới Qua phân tích trên ta chọn công nghệ xử lý là bể lọc nhanh 2.3.4 Các loại bể tạo bông Loại bể tạo bông Ưu điểm Nhược điểm Bể phản ứng xoáy hình trụ Vòi phun có cấu tạo phức tạp Bể phản ứng xoáy hình côn Hiệu quả cao Tổn thất áp lực và dung tích nhỏ Khó tính toán cấu tạo bộ phân thu nước bề mặt áp dụng cho công suất nhỏ Bể phản ứng vách ngăn Đơn giản trong xây dựng và quản lý vận hành Khối lượng xây dựng lớn hơn do nhiều vách ngăn Bể phải xây cao Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng Cấu tạo đợn giản, không cần nhiều máy móc cơ khí Không tốn chiều cao xây dựng Khởi động chậm, thường lớp cặn lơ lửng hình thành và làm việc hiệu quả sau 3 – 4 giờ làm động Bể phản ứng tạo bông cặn cơ khí Khả năng điều chỉnh cường độ khuấy trộn theo ý muốn Áp dụng cho nhà máy có công suất lớn Cần máy móc, thiết bị cơ khí chính xác Diều hành, quản lý phức tạp Bể tạo bông dùng khí nén Kết hợp tạo bông với oxy hóa 1 phần chất hữu cơ Dễ bị lắng đọng bùn cặn, làm tắc, trít lỗ phân phối Quản lý phức tạp Bể tạo bông tiếp xúc qua lớp vật liệu hạt Dùng để khử sắt và khử hồ có nhiều cặn hữu cơ Dựa vào phân tích trên ta chọn công nghệ xử lý là bể tạo bông cặn cơ khí Sơ đồ công nghệ xử lý Sơ đồ công nghệ 1 Bể pha phèn Hóa chất phèn Lắng nước rửa lọc BỂ PHẢN ỨNG BỂ TẠO BÔNG BỂ LẮNG NGANG Xử lý cặn TBC I BỂ LẮNG ĐỢT 1 BỂ GIAO LIÊN Nước sau lắng ỔN ĐỊNH NƯỚC BỂ LỌC NHANH BỂ CHỨA TBC II Người Tiêu thụ Cl2 Hình 2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ theo phương án 1 Phương án 1 sử dụng bể lắng ngang để lắng cặn lơ lửng, tuy vận hành, thiết kế đơn giản, nhưng lại tốn diện tích cũng nhu tốn hóa chất. Vì thế, sơ đồ dây chuyền công nghệ theo phương án 1 thích hợp cho những công trình ở những vùng có đất đai rộng rãi, chi phí đầu tư ban đầu ít, có thể chấp nhận chi phi vận hành cao. Sơ đồ công nghệ 2 Hóa chất phèn Bể pha phèn BỂ KHUẤY TRỘN Bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng BỂ LẮNG ĐỢT 1 BỂ GIAO LIÊN BỂ LỌC NHANH TBC I Xử lý cặn Nước rửa lọc sau lắng BỂ ỔN NƯỚC ĐỊNH BỂ CHỨA TBC II Người sử dụng Cl2 Hình 2.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ theo phương án 2 Phương án 2: Sử dụng bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng thay thế cho bể lắng ngang, tuy thiết kế vận hành phức tạp, phải đảm bảo lưu lượng vào bể phải điều hòa, không được thay đổi, chi phí xây dựng ban đầu tốn kém, nhưng lại tiết kiệm được diện tích, do không cần bể tạo bong, tiết kiệm được hóa chất, dẫn đến tiết kiệm được chi phí cử lý. Vì thế, sơ đồ dây chuyền công nghệ theo phương án 2 được sử dụng cho những công trình không có diện tích lớn, chi phí đầu tư ban đầu lớn. Chương 3 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THEO PHƯƠNG ÁN 1 3.1 SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ THEO PHƯƠNG ÁN 1 Hóa chất phèn Bể pha phèn Bể pha vôi BỂ PHẢN ỨNG BỂ LẮNG NGANG BỂ TẠO BÔNG BỂ LẮNG ĐỢT 1 BỂ GIAO LIÊN Xử lý cặn TBC I Nước sau lắng Lắng nước rửa lọc TBC II BỂ CHỨA ỔN ĐỊNH NƯỚC BỂ LỌC NHANH Người Tiêu thụ Cl2 Hình 3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ theo phương án 1 Trong phương án 1 sử dụng bể lắng ngang để tách cặn lơ lửng sau quá trình keo tụ tạo bông, có ưu điểm: vận hành, thiết kế đơn giản, nhược điểm: tốn diện tích và không tiết kiệm được hóa chất. 3.2 BỂ GIAO LIÊN Q = 115000 m3/ngđ = 1,33 m3/s Bể giao liên có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng giữa trạm bơm cấp 1 và trạm xử lý nước cấp. Chọn thời gian lưu nước trong bể giao liên là 1 phút. Thể tích bể giao liên V = = = 80 m3 Thiết kế bể hình chữ nhật có: Chiều cao: 3,3 m Chiều rộng: 4 m Chiều dài: 6 m Chiều cao xây dựng bể: H = hnước + hbảovệ = 3,3 + 0,7 = 4 m Tổng thể tích bể giao liên: 4 * 4 * 6 = 96 m3 Bảng 3.1 Thông số thiết kế bể giao liên Chi tiết Kích thước Đơn vị Thể tích 84 m3 Chiều cao 4 m Chiều dài 6 m Chiều rộng 4 m 3.3 BỂ KHUẤY TRỘN VÀ BỂ PHẢN ỨNG 3.3.1 Tính toán lượng phèn cho vào bể Thông số ban đầu có: SS = 130 mg/l Độ màu 49 Pt – Co Hàm lượng cặn trong nước là 130 mg/l nên theo quy phạm (TCXD 33 – 2006) liều lượng phèn là 30 – 40 mg/l Tính toán lượng phèn cho vào bể tạo bông: Pp = 4 Để đảm bảo quá trình xử lý là giảm được cả độ màu và SS, liều lượng phèn cần thiết là: Pp = 4 = 46 mg/l = 0,046 kg/m3 Lượng phèn sử dụng trong 1 ngày: M = Pp.Q = 0,046kg/m3 x 115000m3/ngđ = 5290 kg/ngđ = 5,29 tấn/ngđ Lượng phèn dự trữ trong 30 ngày: 5,29 x 30 = 158,7 tấn 3.3.2 Lượng hóa chất cho vào để kiềm hóa M = e1( - Kt + 1) M: lượng hóa chất cho vào để kiềm hóa a: liều lượng phèn tính theo sản phẩm không ngậm nước = 44 mg/l e1, e2: đương luợng của CaO và Al2(SO4)3 Kt: Độ kiềm của nước C: hàm lượng hoạt tính CaO C = 80% 1: độ kiềm dự trữ M = 28( - + 1) = 19,4 mg/l = 2231 kg/ngđ = 2,231 tấn/ngđ Lượng hóa chất dự trữ trong 30 ngày: 2,231 x 30 = 66,93 tấn 3.3.3 Tính toán thiết kế bể pha phèn Dung tích bể hòa trộn W = Q: lưu lượng nước cần xử lý(m3/h) n: số giờ giữa 2 lần hòa tan. Chọn n = 6 giờ, tiêu chuẩn 6 -8 giờ (TCXDVN 33 – 2006) p: liều lượng hóa chất cho vào bể trộn (g/m3) bh:nồng độ dung dịch trong thùng hoà trộn. bh = 10 – 17% ( TCXDVN 33-2006) γ: 1 tấn/m3 khối lượng riêng của dung dịch W = = 13,2 m3 Thiết kế bể pha phèn có 2 phần, phần trên hình chữ nhật với chiều cao 1 m, chiều rộng 3 m, chiều dài 3 m. Phần dưới hình chóp đều với chiều cao 0,8 m, chiều cao an toàn la 0,5 m. Tổng chiều cao của bể pha phèn 2,3 m. Bảng 3.2 Thông số thiết kế bể pha phèn Chi tiết Kích thước Đơn vị Thể tích 13,2 m3 Chiều cao phần trên 1,5 m Chiều dài 3 m Chiều rộng 3 m Chiều cao phần dưới 0,8 m 3.3.4 Tính toán bể tiêu thụ Thể tích bể tiêu thụ Wtt = = = 13,2 m3 bt: nồng độ dung dịch trong bể tiêu thụ. Chọn bt = 10%. Quy phạm 4 – 10% (TCXDVN 33 – 2006) Thiết kế bể hình chữ nhật, chiều cao 1,5 m, chiều rộng 2,2 m, chiều dài 4 m Sử dụng bơm định lượng để bơm dung dịch phèn từ bể pha phèn sang bể tiêu thụ Bảng 3.3 Thông số thiết kế bể tiêu thụ Chi tiết Kích thước Đơn vị Thể tích 13,2 m3 Chiều cao 1,5 m Chiều dài 4 m Chiều rộng 2,2 m 3.3.5 Tính toán thiết kế bể pha vôi Dung tích bể hòa trộn W = Q: lưu lượng nước cần xử lý(m3/h) n: số giờ giữa 2 lần hòa tan. Chọn n = 6 giờ, tiêu chuẩn 6 -8 giờ (TCXDVN 33 – 2006) p: liều lượng hóa chất cho vào bể trộn (g/m3) bh: nồng độ dung dịch trong thùng hoà trộn. bh = 10 – 17% ( TCXDVN 33-2006) γ: 1 tấn/m3 khối lượng riêng của dung dịch W = = 55,8 m3 Thiết kế bể pha vôi có 2 phần, phần trên hình chữ nhật với chiều cao 1,3 m, chiều rộng 5 m, chiều dài 5 m. Phần dưới hình chóp đều với chiều cao 1 m, chiều cao bảo vệ 0,5 m Tổng chiều cao của bể pha phèn 1,3 m + 1 + 0,5 = 2,8 m Bảng 3.4 Thông số thiết kế bể pha vôi Chi tiết Kích thước Đơn vị Thể tích 60 m3 Chiều cao phần trên 1,8 m Chiều dài 5 m Chiều rộng 5 m Chiều cao phần dưới 0,5 m 3.3.4 Tính toán bể tiêu thụ Thể tích bể tiêu thụ Wtt = = = 55,8 m3 bt: nồng độ dung dịch trong bể tiêu thụ. Chọn bt = 10 %. Quy phạm 4 – 10% (TCXDVN 33 – 2006) Thiết kế bể hình chữ nhật, chiều cao 2,5 m, chiều rộng 3,5 m, chiều dài 6,5 m Sử dụng bơm định lượng để bơm dung dịch phèn từ bể pha phèn sang bể tiêu thụ Bảng 3.3 Thông số thiết kế bể tiêu thụ Chi tiết Kích thước Đơn vị Thể tích 55,8 m3 Chiều cao 2,5 m Chiều dài 6,5 m Chiều rộng 3,5 m 3.3.6 Tính toán thiết kế bể trộn cơ khí Công suất: Q = 115000 m3/ngđ = 1,33 l/s Thời gian khuấy trộn 3 phút Cường độ khuấy trộn: G = 1000 s-1 Thể tích bể khuấy trộn: V = 3 x 60 x 1,33 = 253,5 m3 Chọn bể trộn hình vuông với chiều cao h = 3 m, gồm 2 bể. V = a2 h 2 => a = 6,5 m Dùng máy khuấy tuabin 4 cánh nằm ngang. Đường kính máy khuấy: D = = 3 m Chọn D = 2 m Trong bể đặt 4 tấm chắn để ngăn chuyển động xoay của dòng nước, chiều cao tấm chắn 3m, chiều rộng 0,3 m. Máy khuấy cách đáy 1 khoảng h = 1 m. Chiều rộng bản cánh khuấy = đườn kính máy khuấy = 0,4 m Chiều dài bản cánh khuấy = đườn kính máy khuấy = 0,5 m Năng lượng cần truyền vào nước: P = = 10002 x 127 x 0,001=127000 J/s = 127 kW Hiệu suất động cơ: = 0,8 Công suất động cơ: = 159 kW Số vòng quay của máy khuấy: n = ()1/3 = ()1/3 = 1,22 vòng/s = 74 vòng/phút Bảng 3.5 Thông số thiết kế bể trộn cơ khí: Chi tiết Kích thước Đơn vị Chú ý Thể tích 253,5 m3 Gồm 2 bể Chiều cao 3,5 m Chiều dài 6,5 m Chiều rộng 6,5 m Máy khuấy tuabin 4 cánh nằm ngang Đường kính cánh khuấy: 2 m Mỗi bể đặt 1 cánh khuấy 3.3.7 Tính toán thiết kế bể tạo bông Lưu lượng Q = 1,33 m3/s Cường độ kkhuấy trộn: G1 = 50 s-1 G2 = 30 s-1 G3 = 20 s-1 Thời gian keo tụ: T = 20 phút Trong bể tạo bông sử dụng cánh khuấy tuabin trục đứng, 4 cánh nghiêng 45o quạt nước xuống đáy bể để xới và tải cặn lắng đọng ở đáy khi động cơ phải ngừng hoạt động. Thiết kế 2 bể tạo bông, với thể tích mỗi bể: V = = 798 m3 Chọn chiều sâu bể H = 4,2 m Chiều cao xây dựng bể: Hxd = H + hbv = 4,2 + 0,8 = 5m Diện tích bể: F = = 190 m2 Chia bể ra làm 3 ngăn bởi các tấm khoan lỗ D = 150 mm Diện tích 1 lỗ: F = = = 0,0177 m2 Vận tốc nước qua lỗ: v = 0,2 m Tổng diện tích các lỗ: = = = 3,325 m2 Bố trí: hàng ngang: 25 lỗ Hàng dọc: 8 lỗ Tổng số lỗ: 200 lỗ Khoảng cách giữa các trục lỗ theo hàng ngang: a = = 0,54 m Khoảng cách giữa các trục lỗ theo hàng dọc: b = = 0,52 m Hình 3.1 Chi tiết tấm khoa lỗ ngăn 3 bể tạo bông Mỗi ngăn đặt 2 máy khuấy => Tổng số máy khuấy: 12 máy hoạt động đồng thời Thể tích nước khuấy trộn của 1 máy: V = 5,5 x 5,5 x 4,2 = 127 m2  Tính toán thiết kế máy khuấy bậc 1 Công suất tiêu thụ cần thiết của máy khuấy bậc 1: P1 = = 502 x 0,001 x 127 = 317,5 J/s = 0,32 kW Chọn máy khuấy đường kính D = 1m, tuabin 4 cánh khuấy nghiêng 45o hướng xuống dưới. Vòng quay của động cơ: n =