tính toán các công trình đơn vị

Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
3.2 ĐỀ RA CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
3.2.1 Các thông số thiết kế
Viện Vệ Sinh – Y Tế Công cộng đã kiêm tra mẫu nước lấy tại KCN Lê Minh Xuân, kết quả
thử nghiệm thể hiện trong các bảng sau:
25
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
Bảng 3.2 Kết quả thử nghiệm
Nhận xét: Kết quả thử nghiệm cho thấy nước có độ đục, hàm lương sắt cao, không đạt tiêu
chuẩn 1329 BYT 2002, do đó ta phải xử lý nước.
Phương pháp
Tiêu chuẩn BYT
1329 BYT 2002 Kết quả
NH
4
+
Nessler hóa Nessler hóa 0
Mg
2+
Titrimetric – EDTA mg/l 7,2
Ca
2+
Titrimetric – EDTA mg/l 32,2
Cl
-
Titrimetric – AgNO
3
≤ 250 mg/l 5
NO
2
-
Phenoldisulfonic ≤ 50 mg/l 0,01
NO
-
3
Phenoldisulfonic ≤ 50 mg/l 0
SO
4
2-
Turbidimetric BaSO
4
≤ 250 mg/l 10,14
PO
4
3-
Turbidimetric BaSO
4
mg/l 3,56
Cu
2+
ISO 8288 – 1986 ≤ 1,0 mg/l 0,02
Pb
2+
ISO 8288 – 1986 ≤ 0,05 mg/l KPH
Zn
2+
ISO 8288 – 1986 ≤ 5 mg/l KPH
Mn
2+
ISO 6333 – 1986 ≤ 0,1 mg/l KPH
Cd
2+
ISO 5961 – 1994 ≤ 0,01 mg/l KPH
Al
3+
AOAC 1990 ≤ 0,2 mg/l KPH
As
3+
ISO 6595 – 1982 ≤ 0,05 mg/l KPH
Cr
6+
ISO 9174 – 1990 ≤ 0,05 mg/l KPH
Phenol ISO 6439– 1990 ≤ 0,5 µg/l KPH
Chỉ tiêu xét nghiệm Phương pháp
Tiêu chuẩn BYT
1329 BYT 2002
kết quả
Độ màu Cobalt color ≤15 Co 10
Độ đục Turbidity ≤2 NTU 18,06
PH pH meter 6,8 – 8,5 6,2
Độ kiềm tổng cộng Titrimetric H
2
SO
4
mgCaCO
3
/l 65
Cứng tổng cộng Titrimetric – EDTA ≤ 300 mgCaCO
3
/l 58
Sắt tổng cộng Phenanthorlin ≤ 0,5 mg/l 9
26
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
3.2.2 Đề ra các phương án xử lý phương án xử lý
Với tính chất nguồn nước như vậy, có 2 phương án được đề ra để xử lý nguồn nước trên.
 Phương án 1:
Giếng bơm


Cl


Nước bùn Nơi tiêu thụ
Thải ra cống
27
Thùng quạt gió
Lắng
tiếp xúc
Lọc hai lớp
Bể chứa
Sân phơi bùn
Hố thu cặn
Nước
ngầm
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
 Phương án 2:
Giếng bơm

Cl


Nơi tiêu thụ
Nước bùn thải ra cống
3.3 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
Vì công suất trạm xử lý khá lớn Q = 16000 m
3
/ngàêm, nên ta chia làm 2 đơn nguyên để xử
lý. Mỗi đơn nguyên có công xuất 8000 m
3
/ngàêm, tất cả các công trình đơn vò đều tính cho
một đơn nguyên.
A PHƯƠNG ÁN I
3.3.1 Tính toán thùng quạt gió
a. Tính diện tích thùng quạt gió
Diện tích thùng quạt gió.

m
q
Q
F
=
Trong đó,
 Q: Lưu lượng tính toán, Q = 333,33 m
3
/h.
 Cường độ tưới, q
m
= 50 ÷ 100 m
3
/m
2
.h . Chọn q
m
= 70 m
3
/m
2
.h
28
Dàn mưa Lọc
tiếp xúc
Lọc một lớp
Bể chứa
Sân phơi bùn
Hố thu cặn
Nước
ngầm
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

2
76,4
70
33,333
m
q
Q
F
m
===
Chia làm 6 thùng, diện tích mỗi thùng:

2
78,0
6
76,4
6
m
F
f
===
Chọn diện tích mỗi thùng: 0,9m x 0,9m = 0,81m
2
.
Lưu lượng qua mỗi thùng:

s
m
h
m
Q
q
t
33
0154,056,55
6
33,333
6
====
b. Tính chiều cao thùng quạt gió
Chiều cao của thùng quạt gió, được tính theo công thức.
H = H
n
+ H
vltx
+ H
fm
Trong đó,
 H
fm
: Chiều cao phun mưa trên lớp vật liệu tiếp xúc,
chọn H
fm
= 0,5m
 H
n
: Chiều cao ngăn thu nước ở đáy, chọn H
n
= 0,6m.
 H
vltx:
Chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc. Vật liệu tiếp xúc chọn là các vòng nhựa,
tổng chiều dày lớp vật liệu 1,5m.
→ Chiều cao của thùng quạt gió:
H = H
n
+ H
vltx
+ H
fm
= 0,5 +1,5 +0,6 = 2,6 m
c. Tính hàm lượng CO
2
và O
2
sau khi làm thoáng bằng thùng quạt gió
Nồng độ CO
2
trong nước sau khi nước qua thùng quạt gió, được tính theo công thức:
29
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

( )












−×−












−×−
×−
−
++=
R
K
tK
D
R
K
tK
COSCO
D
D
e
R
K
e
CCCC
1
1
2
2
22
1
1
Trong đó.

2
CO
C
: Hàm lượng CO
2
có trong nguồn nước,
2
CO
C
=69 mg/l
 C
S
: Nồng độ CO
2
bảo hòa trong nước, C
S
=1 .
 K
D
: Hệ số khuyếch tán, đối với CO
2
: t = 25
o
C → K
D
= 0,84.
 R: Tỷ lệ gió và nướ: R = 15 ÷ 60. chọn R = 20.
 t: Thời gian lưu nước trong thùng quạt gió.

sh
q
H
t
m
1330371,0
70
6,2
====
 K
2
: Năng suất truyền tách khi kỹ thuật, phụ thuộc vào bản chất khí và diện tích
bề mặt tiếp xúc của công trình, được tính theo công thức:

244
2
102102100102
−−−
×=××=××=
V
A
K
 A: Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa khí và nước.
 V: Thể tích thiết bò lam thoáng.
 Chọn
100
=
V
A
.
30
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

( )
( )
l
mg
e
e
C
e
R
K
e
CCCC
R
K
tK
D
R
K
tK
COSCO
D
D
3,6
20
84,0
1
1
69169
1
1
20
84,0
113302,0
20
84,0
113302,0
1
1
2
2
22
=
×−
−
×−+=
×−
−
×++=












−××−












−××−












−×−












−×−
Hiệu suất khử CO
2
,

%90
69
3,669
=
−
=
η
Nồng độ O
2
trong nước sau khi nước qua thùng quạt gió, được tính theo công thức:

( )












−×−












−×−
×−
−
++=
R
K
tK
D
R
K
tK
OSOO
D
D
e
R
K
e
CCCC
1
1
2
2
2
1
1
Trong đó,
 C
o
: Nồng độ O
2
có trong nguồn nước, C
o
= 0.
 C
S
, Nồng độ O
2
bão hoà trong nước, ở t = 25
o
C → C
S
= 8,4 mg/l.
 K
D
: Hệ số khuyếch tán, đối với O
2
: t = 25
o
C → K
D
= 0,03165.
 R: Tỷ lệ gió và nươcù: R = 15 ÷ 60. chọn R = 20.
 t: Thời gian lưu nước trong thùng quạt gió, t = 133s.
 K
2
: Năng suất truyền tách khi kỹ thuật, K
2
= 0,02.
31
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

( )
( )
l
mg
e
e
C
e
R
K
e
CCCC
R
K
tK
D
R
K
tK
OSO
D
D
82,7
20
03165,0
1
1
04,80
1
1
20
03165,0
113302,0
20
03165,0
113302,0
1
1
2
2
=
×−
−
×−+=
×−
−
×++=












−××−












−××−












−×−












−×−
Giá trò pH của nước sau quá trình làm thoáng bằng thùng quạt gió.

µ
−
×
×
=
CK
K
pH
1
44
log
Trong đó,
 K: Độ kiềm sau làm thoáng,
K = 1,084 mgđl/l.
 µ: Lực ion của dung dòch:
P000022,0
=
µ
,
P : Tổng hàm lượng muối(mg/l),
022,01000
=→≤
µ
P
 K
1
: Hằng số phân ly bậc một của axit cacbonic,
t = 25
o
C, ta được K
1
= 4,31x 10
-7
 C: Nồng độ CO
2
trong nước sau quá trình làm thoáng bằng thùng
quạt gió, C = 2,98mg/l

1,7022,0
3,61031,4
084,144
log
7
=−
××
×
=
−
pH
d. Tính hệ thống ống phun nước.
Nước từ giếng được bơm lên vơiù vận tốc chảy trong ống chính v
c
= 0,8 ÷ 1,2 m/s. Chọn
v
c
= 1,06m/s.
→ Đường kính ống chính:
32
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

m
v
q
D
c
t
c
136,0
14,306,1
40154,0
4
=
×
×
=
×
×
=
π
Chọn ống chính bằng thép có đường kính D
c
= 140 mm, phần ống nằm phía trong dàn
mưa chọn bằng nhựa PVC có cùng đường kính.
Các ống nhánh được bố trí dọc theo chiều dài của mỗi thùng. Khoảng cách giữa 2 ống
nhánh theo quy đònh (0,2 – 0,3) m, chọn 0,225 m. Số ống nhánh cần thiết:

82
225,0
9,0
=×=
m
. Chọn m = 8 ống
Lưu lượng qua mỗi ống nhánh:

s
m
m
q
q
t
n
3
001925,0
8
0154,0
===
Chiều dài một ông nhánh:

m
DB
l
c
n
38,0
2
140,09,0
2
=
−
=
−
=
Đường kính ống nhánh, chọn v
n
= 1,39 m/s.

m
v
q
d
n
n
n
042,0
14,339,1
4001925,0
4
=
×
×
=
×
×
=
π
.
Chọn ống nhánh bằng nhựa PVC, có đường kính d
n
= 42mm, dày 3mm.
Để nước có thể phân phối đều trên khắp diện tích của mỗi thùng quạt gió, trên các ống
nhánh ta khoan các lỗ có đường kính d
l
= 8mm( quy phạm 5 – 10 mm). Tổng diện tích các lỗ
này lấy bằng (30 – 35 %) diện tích tiết diện ngang của ống chính. Chọn 35 %, tổng diện tích lỗ:

2
22
00539,0
4
14,014,3
35,0
4
35,0 m
D
c
=
×
×=
×
×=
π
ω
Số lỗ cần thiết:
33
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

4,94
4
008,014,3
00593,0
4
2
=
×
=
×
=
∑
l
d
n
π
ω
Số lổ trên mỗi ống nhánh:

8,11
8
4,94
22
===
∑
n
n
, Chọn n = 12 lỗ
Trên mỗi ống nhánh ta khoan 12 lỗ, các lỗ này xếp thành 2 hàng so le nhau hướng lên
trên và nghiên một góc 45
o
so với phương nằm ngang.
Trên mỗi hàng của ống nhánh có 6 lỗ, khoảng cách giữa các lỗ:

m
DL
a
c
06,0
62
1435,09,0
62
=
×
−
=
×
−
=
e. Tính hệ thống ống thổi khí
Lưu lượng gió cần thiết đưa vào ứng với tiêu chuẩn là 10m
3
không khí cho 1 m
3
nước.Lưu lượng gió đưa vào:

s
m
h
m
qQ
tg
33
154,056,55556,551010
==×=×=
Gió được thổi vào với vận tốc khoảng 18m/s, đường kính ống gió.

m
v
Q
D
g
g
g
104,0
14,318
4154,0
4
=
×
×
=
×
×
=
π
, Chọn D
g
= 110mm
p lực gió, được tính theo công thức:

ppcbvltxg
HHHH
++=
Trong đó,
 H
vltx
: Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu tiếp xúc, lấy bằng 30mm/1m chiều cao lớp
vật liệu tiếp xúc. H
vltx
= 30 x 1,5 = 45mm.
 H
cb
: Tổn thất cục bộ, H
cb
= 15 ÷20mm. Chọn H
cb
= 20mm.
34

Xem chi tiết: tính toán các công trình đơn vị