Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước mặt sông Sài Gòn – Đồng Nai cấp cho sinh hoạt công suất 5000m3/Ngàyđêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC Tên đề tài : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT SÔNG SÀI GÒN – ĐỒNG NAI CẤP CHO SINH HOẠT CÔNG SUẤT 5000m3/ngày.đêm GVHD : Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Thành viên nhóm : 1. Phạm Tiến Bách 2. Phạm Công Lí 3. Trần Phương Nam Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2008 CHƯƠNG MỘT : TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC MẶT Nước mặt bao gồm các nguồn nước ao, đầm, hồ chứa, sông suối. Do kết hợp từ các dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng của nước mặt là: - Chứa khí hòa tan đặc biệt là oxy. - Chứa nhiều chất lơ lửng, riêng trường hợp nước chứa trong các ao, đầm, hồ do xảy ra quá trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng còn lại trong nước có nồng độ tương đối thấp và chủ yếu ở dạng keo. - Có hàm lượng chất hữu cơ cao. - Có sự hiện diện của nhiều loại tảo. - Chứa nhiều vi sinh vật. Chất lượng nước thiên nhiên có thể được phân loại và đánh giá theo các chỉ tiêu sau : Chỉ tiêu lý học: Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước là một đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu. Nhiệt độ có ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lý nước và nhu cầu tiêu thụ. Nước mặt thường có nhiệt độ thay đổi theo nhiệt độ môi trường. Độ màu: Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo ra. Các hợp chất sắt, mangan không hòa tan làm nước có màu nâu đỏ, các chất humic gây ra màu vàng. Còn các loại thủy sinh tạo cho nước màu xanh lá cây. Đơn vị đo độ màu thường dùng là theo thang màu platin – coban. Nước có độ màu 150 độ (PtCo). Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơ lửng trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc. Độ đục: Nước là môi trường truyền ánh sáng tốt, khi trong nước có các vật lạ như các chất huyền phù, các hạt cặn đất cát, các vi sinh vật… khả năng truyền ánh sáng bị giảm đi. Nó có độ đục lớn chứng tỏ có nhiều cặn bẩn. Đơn vị đo độ đục thường là mg SiO2/l, NTU, FTU. Trong đó đơn vị NTU và FTU là tương đương nhau. Nước mặt có độ đục 41,4 NTU. Nước dùng để ăn uống thường có độ đục không vượt quá 5 NTU. Hàm lượng chất lơ lửng cũng là đại lượng tương quan đến độ đục của nước. Mùi vị: Mùi trong nước thường do các hợp chất hóa học, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hay các sản phẩm từ quá trình phân hủy vật chất gây nên. Nước thiên nhiên có thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối. Nước sau khi khử trùng với các hợp chất clo có thể bị nhiễm mùi clo hay clophenol Tùy theo thành phần và hàm lượng các muối khoáng hòa tan nước có thể có các vị mặn, ngọt, chát, đắng… Các chỉ tiêu hóa học: Độ pH : Độ pH là chỉ số đặt trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, nó có ứng dụng để khử các hợp chất sunfua và cacbonat và khi tăng pH có thêm tác nhân oxy hóa, các kim loại hòa tan trong nước chuyển thành dạng kết tủa và dễ dàng tác ra khỏi nước bằng biện pháp lắng lọc. Độ kiềm :Độ kiềm là tổng hàm lượng của các ion bicacbonat, hydroxit và anion của các muối của các axit yếu. Do hàm lượng các chất này có trong nước rất nhỏ nên bỏ qua. Ở nhiệt độ nhất định, độ kiềm phụ thuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO2 tự do có trong nước. Độ cứng: Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị các ion canxi và magiê có trong nước. Dùng độ cứng cao trong sinh hoạt sẽ gây lãng phí xà phòng do canxi và magiê phản ứng với các axit béo tạo thành các hợp chất khó tan. Các đơn vị để đo độ cứng : Độ Đức ( 0dH) : 1 0dH = 10 mg CaO/ l nước; Độ Pháp (0f ) : 1(0f ) = 10 mg CaO/ l nước; Độ Anh (0e) : 1(0e) = 10 mg CaO/ 0.7 l nước; Tùy theo giá trị độ cứng nước được phân loại thành. Độ cứng < 50 mg CaCO3 /l : nước mềm; Độ cứng < 50 – 100 mg CaCO3 /l : nước trung bình; Độ cứng < 150 - 300 mg CaCO3 /l : nước cứng; Độ cứng >300 mg CaCO3 /l : nước rất cứng; Các chỉ tiêu sinh học: Vi khuẩn thường ở dạng đơn bào. Tế bào có cấu tạo đơn giản so với các sinh vật khác. Vi khuẩn trong nước uống có thể gây các bệnh lỵ, viêm đường ruộtvà các bệnh tiêu chảy khác. CHƯƠNG HAI : CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC SÔNG SÀI GÒN – ĐỒNG NAI 2.1. Giới thiệu hệ thống sông và các điểm quan trắc: STT TRẠM CODE MỤC TIÊU 01 Phú Cường WS1 Kiểm soát thượng nguồn sông Sài Gòn 02 Bình Phước WS2 Sông Sài Gòn 03 Phú An WS3 Sông Sài Gòn 04 Hóa An WD1 Kiểm soát đầu vào trạm bơm Hóa An 05 Bình Điền WC1 Tiêu thoát từ sông Sài Gòn sang Long An 06 Nhà Bè WS4 Hợp lưu Đồng Nai - Sài Gòn 07 Lý Nhơn WD4 Tiêu nhánh sông Nhà Bè 08 Tam Thôn Hiệp WD3 Tiêu nhánh sông Đồng Tranh 2.2. Chất lượng nước tại các điểm quan trắc a. Khu vực sông Sài Gòn (tại trạm Phú Cường, Bình Phước và Phú An) - pH: trong tháng 07/2005, pH không ổn định dao động trong khoảng 4,3 – 6,4. Giá trị này của pH không thích hợp cho tính chất của nguồn cấp nước (6 < pH < 8,5). - Nồng độ ôxy hòa tan (DO): nồng độ DO trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 1,5 – 4,4 mg/l, không đạt tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5942 – 1995 loại A ³ 6 mg/l). So với cùng kỳ tháng 07/2004 thì nồng độ DO trung bình tháng 07/2005 đã tăng từ 1,2 – 5,0 lần. - Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): Giá trị BOD5 trung bình tháng 07 năm 2005 dao động trong khoảng 2,1 – 4,1 mg/l, vượt tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5942 -1995 là 4 mg/l) khoảng 1,2 lần. So với tháng 07/2004 thì nồng độ BOD5 tại các trạm Phú An và Bình Phước đã giảm khoảng 1,7 – 1,8 lần tương. Riêng tại trạm Phú Cường thì nồng độ trung bình tháng của BOD5 lại tăng khoảng 1,2 lần so với cùng kỳ năm trước. - Coliform: giá trị Coliform trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 1.300 – 120.100 MPN/100ml, cao hơn tiêu chuẩn cho phép khoảng 24 lần (TCVN 5942 – 1995 - A = 5.000 MPN/100ml). So với cùng kỳ tháng 07/2004 thì Coliform trung bình tháng 07/2005 tại trạm Phú Cường giảm khoảng 2,7 lần. Riêng tại 02 trạm Bình Phước và Phú An lại có sự gia tăng về ô nhiễm Coliform từ 11,8 – 22,6 lần so với tháng 05/2004. - Các kim loại nặng (Pb, Cd, Hg, Cu): thường có nồng độ nhỏ hơn 0,01 mg/l, đạt TCVN. - Hàm lượng dầu trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 0,07 – 0,73 mg/l, không đạt tiêu chuẩn nguồn cấp nước (TCVN 5942 – 1995 – A = 0 mg/l). Nhưng nhìn chung thì nồng độ dầu trung bình tháng 07/2005 tại 02 trạm Bình Phước và Phú An có sự gia tăng so với cùng kỳ tháng 07 năm 2004. b. Khu vực sông Đồng Nai (tại trạm Hóa An và Cát Lái): - pH: Giá trị pH trung bình tháng 05/2005 dao động trong khoảng 6,9, nằm trong tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5942 - 1995 – A), đảm bảo chất lượng nguồn cấp nước. - Nồng độ ôxy hòa tan (DO): nồng độ DO trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 4,5 – 6,8 mg/l, không đạt tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5942 – 1995 loại A ³ 6 mg/l). Tại trạm Hóa An thì nồng độ DO tương đối ổn định và tăng khoảng 1,32 lần so với cùng kỳ tháng 07/2004. - Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5): Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5) trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 1,6 – 2,2 mg/l, dưới tiêu chuẩn cho phép khoảng 1,8 – 2,6 lần (TCVN 5942 – 1995 loại A = 4 mg/l). Nhìn chung nồng độ BOD5 tại trạm Hóa An đã tăng khoảng 1,2 lần so với cùng kỳ tháng 07/2004. - Coliform: giá trị Coliform trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 1.600 – 11.700 MPN/100ml, vượt tiêu chuẩn cho phép khoảng 2,3 lần (TCVN 5942 – 1995 loại A = 5.000 MPN/100ml). So với cùng kỳ tháng 07/2004 thì Coliform trung bình tháng 07/2005 tại trạm Hóa An đã giảm khoảng 34,8 lần. - Hàm lượng dầu trung bình tháng 07/2005 tại trạm Hóa An và Cát Lái dao động trong khoảng 0,002 – 0,73 mg/l tương ứng, không đạt tiêu chuẩn nguồn cấp nước (TCVN 5942 – 1995 – A = 0 mg/l). Nồng độ dầu trung bình tháng 07/2005 tại trạm Hóa An đã gia tăng so với cùng kỳ tháng 07/2004. c. Khu vực Cần Giờ – Nhà Bè (tại các trạm Nhà Bè, Tam Thôn Hiệp, Lý Nhơn và cửa sông Vàm Cỏ) - pH: Giá trị pH trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 6,4 – 7,2; nằm trong tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5942 - 1995 – B). - Nồng độ ôxy hòa tan (DO): nồng độ DO trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 4,1 – 5,9 mg/l, đạt tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5942 – 1995 loại A ³ 2 mg/l). So với cùng kỳ tháng 07/2004, nồng độ DO trung bình tháng đã có sự gia tăng từ 1,0 – 2,0 lần. - Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5): Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5) trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 2,0 – 3,9 mg/l, dưới tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5942 -1995 loại B = 25 mg/l). Nhìn chung nồng độ BOD5 tại trạm Nhà Bè và Lý Nhơn đã giảm khoảng 2,4 – 3,7 lần so với cùng kỳ tháng 07/2004. riêng trạm Tam thôn Hiệp lại có sự gia tăng nồng độ BOD5 khoảng 2,4 lần so với tháng 07/2004. - Coliform: giá trị Coliform trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 190 – 2.200 MPN/100ml, đạt tiêu chuẩn cho phép theo TCVN 5942 – 1995 loại B (là 10.000 MPN/100ml). So với cùng kỳ tháng 07/2004 thì Coliform trung bình tháng 07/2005 tại 2 trạm Nhà Bè và Lý Nhơn đã giảm từ 3,0 – 289,0 lần. - Hàm lượng dầu trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng 0,02 – 0,8 mg/l, vượt tiêu chuẩn cho phép khoảng 2,7 lần (TCVN 5942 – 1995 –B = 0,3 mg/l). Nhưng nhìn chung thì nồng độ dầu trung bình tháng 07/2005 tại trạm Nhà Bè, Lý Nhơn và Cát Lái đã có sự gia tăng ô nhiễm dầu khoảng 2,3 lần so với cùng kỳ tháng 07/2004. Riêng tại trạm Tam Thôn Hiệp lại giảm so với cùng kỳ tháng 07/2004. Tóm lại: Chất lượng nước sông Sài Gòn – Đồng Nai tại các vị trí quan trắc đang có dấu hiệu ngày càng ô nhiễm. Chất lượng nước dưới mức tiêu chuẩn cho phép để cấp cho sinh hoạt. Vì vậy, kinh phí để xây dựng công trình xử lý nước sông Sài Gòn – Đồng Nai cấp cho sinh hoạt ngày càng tăng cao. CHƯƠNG BA : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ : Clo Chất keo tụ vôi Mạng lưới Trạm bơm cấp 2 Bể trộn cơ khí Bể chứa Máy ép bùn bùn Bể tạo bông Bể lắng li tâm Bể lọc nhanh Nén bùn Lắng nước Rửa lọc Công trình thu Nguồn tiếp nhận Chú thích : Nước Bùn MÔ TẢ CÔNG NGHỆ Nước từ sông qua công trình thu và trạm bơm nước thô, tại đây có lưới chắn rác giữ lại những cặn thô, kích thước lớn, rong rêu, túi nilong... Nước được bơm lên cao và tự chảy vào các công trình tiếp theo. Đầu tiên nước được bơm lên và chảy qua bể trộn cơ khí, chất keo tụ và vôi hoà trộn sẵn ở các công trình chuẩn bị dung dịch phèn, bể trộn vôi được cho vào nước và khuấy trộn đều giúp cho quá trình tạo bông. Nước tiếp tục chảy qua bể tạo bông, bông cặn hình thành sẽ được loại bỏ bởi quá ttrình lắng ở bể lắng. Phần chất bẩn không lắng được sẽ được loại bỏ bằng bể lọc. Nước sau lọc sẽ được châm chlor khử trùng và chảy vào bể chứa. Từ đây, nước được phân phối vào khu dân cư thông qua trạm bơm cấp II và mạng lưới cấp nước. Phần cặn ở bể lắng sẽ được xử lý qua các công đoạn: nén bùn và khử nước. 3.1 CÔNG TRÌNH THU NƯỚC Công trình thu đặt ở lòng sông, buồng thu đặt sát bờ, trạm bơm tách riêng. Trong trường hợp bờ sông có độ dốc thoải, lòng sông ở xa bờ, ta bố trí họng thu và trạm bơm xa nhau, công trình thu đặt ở lòng sông, trạm bơm đặt trên bờ. Đầu họng thu đặt lưới chắn, mắt lưới 5 x 5mm, bằng sợi dây đồng, đường kính 2mm, khung thép hàn có thể tháo lắp dễ dàng để làm sạch và thay thế khi cần. Vận tốc chảy qua lưới v £ 0,6m/s để tránh hiện tượng kéo rác vào ống. Diện tích lưới chắn xác định theo công thức: Trong đó: Q- Lưu lượng cần thu Q = 0,058 m3/s v- vận tốc qua lưới < 0,6m/s, nên chọn v = 0,5m/s K1- hệ số thu hẹp diện tích do các dây làm lưới choán chỗ và rác bám, K=1,5 - 1,6, chọn K=1,5 m2 Vậy kích thước lưới chắn là 0,42m x 0,42m. *Trạm bơm: Công suất của trạm bơm Trong đó: Q- Công suất Q= 0,122m3/s H- áp lực của bơm, chọn H = 20 m g- Khối lượng thể tích của nước, g =1000 kg/m3 h-hiệu suất của bơm, lấy h= 80% Trong ngăn thu bố trí hai bơm cùng công suất 14,2 kW, một bơm hoạt động còn một bơm kia để dự phòng, hai bơm này được mắc song song với nhau. 3.2. CÁC CÔNG TRÌNH CHUẨN BỊ DUNG DỊCH PHÈN. 3.2.1.Bể trộn phèn Có thể cho phèn vào nước dưới dạng bột, hạt khô hoặc dưới dạng dung dịch. Để định lượng được phèn vào nước dưới dạng bột hoặc hạt khô thì phải có phèn sản xuất ra dưới dạng bột, nhưng việc định lượng phèn dưới dạng bột khô thì thường không chính xác và thường không đảm bảo vệ sinh vì nhiều bụi, nên có thể loại trừ việc dùng phèn bột. Thường định lượng phèn vào nước dưới dạng dung dịch có nồng độ từ 1 ÷ 5%. Việc tăng nồng độ của dung dịch phèn sẽ làm giảm độ chính xác khi định lượng, vì vậy đầu tiên dùng các thùng hoà trộn để hoà trộn phèn có nồng độ cao, đồng thời để lắng bớt các cặn, tạp chất không tan trong nước ở bể hoà tan, sau đó mới chuyển qua bể tiêu thụ để pha loảng nồng độ 1 ÷ 5% rồi định lượng vào nước Tốc độ hoà tan phèn cục ở trong nước tăng nhanh khi kích thước các cục phèn càng nhỏ, tăng cường độ tuần hoàn của nước trong bể hoà tan và tăng nhiệt độ của nước. Vì vậy để đảm bảo thời gian hoà trộn phèn phù hợp với yêu cầu của các nhà quản lý đề ra cho nhàmáy của mình, thì cần phải đập nhỏ phèn trước khi cho vào bể hoà trộn Nhiệm vụ của bể hoà trộn là hòa tan phèn cục và lắng cặn bẩn. Nồng độ dung dịch phèn trong bể hòa trộn thường cao nhưng không vượt quá nồng độ bảo hòa. Theo TCXD – 33:1985 có thể lấy nồng độ dung dịch phèn trong bể hoà trộn trong khoảng 10 ÷ 17%. Để hòa tan phèn trong bể có thể dùng không khí nén, máy khuấy hoạc bơm tuần hoàn. Nhưng đối với trương hợp này thì ta hòa trộn phèn bằng máy khuấy, bể xây bằng bê tông cốt thép, bộ phận khuấy trộn gồm: động cơ điện, bộ phận truyền động và cánh khuấy. Để đơn giản ta chọn cánh khuấy kiểu phẳng. Ta chọn bể hoà trộn phèn dùng cánh khuấy kiểu phẳng có 02 cánh quạt, số vòng quay là 60 vòng/phút. Liều lượng phèn để xử lý nước đục theo bảng sau: Liều lượng phèn để xử lý độ đục Hàm lượng cặn của nước nguồn (mg/l) Liều lượng phèn nhôm Al2(SO4)3 không chứa nước (mg/l) Đến 100 101-200 201-400 401-600 601-800 801 -1000 1001 -1400 25-35 30-45 40-60 45-70 55-80 60-90 65-105 Ứng với hàm lượng cặn nước mặt sông SG – ĐN vào khoảng 270mg/l, chọn lượng phèn P=50 mg/l Căn cứ vào độ màu của nước mặt sông SG – ĐN vào khoảng 150 Pt.Co, ta xác định được lượng phèn nhôm Al2(SO4)3 cần thiết để khử màu theo công thức : mg/l Vậy chọn lượng phèn là P=50mg/l Dung tích bể hoà trộn phèn tính theo công thức: Trong đó : :Lưu lượng nước xử lý (m3/h). Q= 208 m3/h : Thời gian giữa hai lần hoà tan phèn, lấy = 24 giờ : Liều lượng lượng phèn dự tính cho vào nước (g/m3). Pp = 50mg/l = 50g/m3 :Nồng độ dung dịch phèn trong thùng hoà trộn (%).Chọn = 10% (Theo TCXD-33:1985 có thể lấy nồng độ dung dịch phèn trong bể hoà trộn trong khoảng 10 ÷ 17%.) : Khối lượng riêng của dung dịch tấn/m3. Trong bài toán này loại phèn sử dụng để làm chất keo tụ là phèn nhôm Al2(SO4)3 không chứa nước. Vậy dung tích bể hoà trộn phèn là: Việc khuấy trộn được tiến hành trong bể trộn hình vuông với tỉ lệ giữa chiều cao và chiều rộng là 2 :1. Vậy ta chọn kích thước bể 1,08 × 1,08 × 2,2m = 2,5 m3 Chọn chiều cao an toàn cho bể hoà trộn phèn là : 0,4 m. (Theo tiêu chuẩn chọn chiều cao an toàn nằm trong khoảng 0,3 ÷ 0,5 m). 3.2.2 Tính toán thiết bị khấy trộn phèn Bể được khấy trộn bằng máy trộn cánh quạt, dung tích bể khấy trộn được tính ở trên là Wh = 2,5 m3. Bể được thiết kế hình vuông với tỉ lệ kích thước như sau: a x b x h = 1,08 x 1,08 x 2,2m Chọn số vòng quay cánh quạt là 60 vòng/phút (Quy phạm ≥ 40 vòng/phút). Chiều dài cánh quạt lấy bằng 0,45 bề ngang bể (Quy phạm = 0,4 ÷ 0,45b). lcq = 0,45.b = 0,451,08 = 0,486 m Vậy chiều dài toàn phần của cánh quạt là : 0,486 2 = 0,972 m Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế trung bình là 0,15 m2/cánh quạt/1 m3 phèn trong bể. fcq = 0,15.Wh = 0,152,5 = 0,375 m2 Chiều rộng mỗi cánh quạt là: 0,375 ÷ 0,486 = 0,77 m Năng lượng khuấy trộn cần thiết: (W) Trong đó: k: hệ số sức cản của nước, phụ thuộc kiểu cánh khuấy, k = 1,08 với cánh khuấy kiểu phẳng hai cánh ρ: Khối lượng riêng của dung dịch, lấy ρ = 1000 kg/m3 n: số vòng quay trong 1 giây, n = 60vòng /phút = 1 vòng/ s. Dkh: Đường kính cánh khuấy, Dkh = 0,972 m W Công suất động cơ: W trọng lượng riêng của dung dịch được khuấy trộn. = 0,8 hệ số hữu ích của cơ cấu truyền động (hiệu suất) 3.3. THIẾT BỊ PHA CHẾ VÔI: Vôi được dùng để kiềm hoá nươc, làm mềm nước hoăc để ổn định nước. Vôi cho vào nước có thể ở dạng vôi sữa hay vôi bão hoà. Trước tiên vôi sống phải được đem tôi. Bể tôi vôi thường có dung tích đủ cho 30 ÷ 40 ngày tiêu thụ của nhà máy và được chia làm nhiều ngăn để tiện việc lau rửa Công thức xác định liều lượng chất kiềm hoá mg/l Trong đó: Pk : Hàm lượng chất kiềm hoá (mg/l) Pp : Hàm lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ (mg/l) , đã tính Pp= 30mg/l e1, e2 : Đương lượng của chất kiếm hoá và của phèn (mg/mgđl). (Trong trường hợp này sử dụng chất kiềm hoá là CaO nên e1 = 28; và đối vơi chất keo tụ là Al2(SO4)3 nên e2 = 57 Kt : Độ kiềm nhỏ nhất của nước nguồn (mgđl/l) 1 : Độ kiềm dự phòng của nước (mgđl/l) c : Tỉ lệ chất kiềm hoá nguyên chất có trong sản phẩm sử dụng (%). (Trường hợp này c = 80%) Vậy ta có : Dung tích bể pha vôi sữa được xác định theo công thức (m3) Trong đó: Q : Lưu lượng nước tính toán (m3/h), Q = 208 m3/h n : Số giờ giữa hai lần pha vôi (Theo quy phạm là 6 ÷ 12 giờ), lấy n=12 Pk : Liều lượng vôi cho vào nước (mg/l) =11,42 mg/l bv : Nồng độ vôi sữa (5%) : Khối lượng riêng của vôi sữa 1 tấn/m3 m3 Tại trạm bố trí hai bể, một làm việc, một dự phòng. Dung dịch vôi 5% ở bể tiêu thụ được định lượng đều với lưu lượng không đổi bằng bơm định lượng để đưa vào bể trộn đứng, tương tự thì ta cũng bố trí hai bơm định lượng ở hai bể. Tính toán thiết bị khấy trộn vôi sữa Bể được khuấy trộn bằng máy trộn cánh quạt; dung tích bể pha vôi sữa được tính toán ở trên là Wv = 0,57 m3. Bể được thiết kế hình tròn, đường kính của bể phải lấy bằng chiều cao công tác của bể d = h, chiều cao xây dựngcủa bể là h + 0,4m ( theo Quy phạm chiều cao an toàn của bể lấy 0,3 ÷ 0,5 m). Vậy đường kính bể : m Chọn số vòng quay của cánh quạt là 60 vòng/phút (Quy phạm≥ 40 vòng/phú), chiều dài cánh quạt lấy bằng 0,45 đường kính bể (Quy phạm = 0,4 ÷ 0,45d). lcq = 0,45.d = 0,45.0,9 = 0,405 m. Vậy chiều dài toàn phần của cánh quạt là 0,405 x 2 = 0,81m. Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế 0,15 m2 cánh quạt/1m3 vôi sữa trong bể (Quy phạm = 0,1 ÷ 0,2m2). fcq = 0,15.Wv = 0,15. 0,57 = 0,09 m2 Chiều rộng mỗi cánh quạt là: bcq = fcq÷lcq = 0,09 ÷ 0.405 = 0,22m Năng lượng khuấy trộn cần thiết: (W) Trong đó: k: hệ số sức cản của nước, phụ thuộc kiểu cánh khuấy, k = 1,08 với cánh khuấy phẳng 2 cánh ρ: Khối lượng riêng của dung dịch, ρ = 1000 kg/m3 n: số vòng quay trong 1 giây, n = 60/60 vòng /s Dkh: Đường kính cánh khuấy, Dkh = 0,81 m Vậy: P = 377 W Công suất động cơ: W 3.4. BỂ TRỘN CƠ KHÍ. Mục đích: So với lượng nước cần xử lý, lượng hoá chất sử dụng thường chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ. Mặt khác phản ứng của chúng lại xảy ra rất nhanh ngay sau khi tiếp xúc với nước. Vì vậy, cần phải khuấy trộn để phân phối nhanh và đều hoá chất ngay sau khi chúng vào nước nhằm đạt được hiệu quả xử lý cao nhất. Chọn bể trộn tròn, với Q= 5000 m3/ngày đêm = 0,058m3/s, nhiệt độ t=300C Chọn gradient vận tốc G= 800 s-1 Thời gian khuấy HRT= 40s Chiều sâu lớp nước H= D Thể tích bể trộn: V = HRT x Q =40s x 0,058 m3/s = 2,32 m3 Mà V= H x pD2/4 =D. pD2/4 = 2,32 m3 Nên H= D = 1,44 m Chọn chiều cao bảo vệ hbv=0,3m Vậy chiều cao bể Hbể = 1,44 + 0,3 = 1,74 m Năng lượng khuấy: P= m.V.G2 =0,8.10-3 × 2,32 × 8002= 1187,84 W Với: m-Độ nhớt động lực của nuớc, ở 300 C nên m=0,8.10-3N.s/m2 -Công suất của động cơ N = P/h = 1187,84/0,8 = 1484,8 W Dùng máy khuấy tuabin bốn cánh nghiêng góc 450, hướng lên trên. Đường kính cánh khuấy Dkh =0,4m (Dkh =1/2 D). Trong bể đặt bốn tấm chắn để ngăn chuyển động xoáy của nước, chiều cao tấm chắn: hch =1m, rộng 0,1m (1/10D) Máy khuấy đặt cách đáy một khoảng, h =Dkh = 0,4m Chiều rộng cánh khuấy bằng 1/5 Dkh =0,08m Chiều dài cánh khuấy bằng ¼ Dkh =0,1m 3.5. BỂ TẠO BÔNG Trong quá trình xử lý nước bằng các chất keo tụ, sau khi phèn đã được trộn đều với nước và kết thúc giai đoạn thủy phân sẽ bắt đầu giai đoạn hình thành bông cặn. Cần xây