Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho thị xã Gia Nghĩa – tỉnh Đăk Nông

Đường kính lổ lấy bằng d = 20-100mm, tổng diện tích các lổ trên một tắm chắn lấy bằng 30-35% diện tích làm việc của tắm chắn đó, khoảng cách giữa các tắm chắn lấy lớn hơn hoặt bằng chiều rộng bể. Chiều sâu tối thiểu ở ngăn cuối cùng bằng 0.2-0.5m. ở ngăn đầu bố trí ngăn tràn và tháo nước tràn. Vận tốc nước chảy cuối máng v =0.6 m/s, tốc độ nước chảy qua lổ v= 1m/s. Ta có thể tích của bể trộn là : Wtrộn =Q x T Trong đó: T là thời gian trộn , chọn T=1 phút ( theo TCXD 33-85 , T= 1-2 phút ) . Q là lưu lượng của trạm xử lý Q = 0.3009 (m3/s) => Wtrộn = 0.3009 x 60 = 180.54 m3 Tính tiết diện của máng : Chọn đường kính lổ trên tắm chắn là dl = 80 mm - Diện tích một lổ là: fl = (m2) - Tổng diện tích lổ trên một tắm chắn là : = 0.3009 (m2) - Số lổ trên một tắm chắn là: N = = 60 lổ Tổn thất áp lực qua mổi tắm chắn được tính như sau: h = Trong đó : Vl là vận tốc nước qua lổ Vl =1 m/s là hệ số lưu lượng qua lổ Chọn , dl/=1 tra theo bảng 2.4 (sách xlnc Nguyễn Ngọc Dung), = 0.75 h = = 0.09 m Tính tiết diện ở cuối máng bể trộn . Chọn vận tốc ở cuối máng Vm = 0.6 m/s Fm = Trong đó : Q là lưu lượng của trạm xử lý Q = 0.3009 ( m3/s) Vm là vận tốc ở cuối bể => Fm = = 0.5 (m2) Chọn chiều cao lớp nước ở cuối bể chọn hc = 0.7 m (theo quy phạm chiều cao tối thiểu ở cuối máng hc = 0.2-0.5m ) => chiều rộng cuối bể là: Bm = = = 0.7 (m) ● Xác định kích thước của các tắm chắn : Fb = = = 1.003 (m2) Chiều rộng của bể trộn : B = = 1.4 m Khoảng cách giữa các tắm chắn lấy bằng chiều rộng bể 1.4m Vậy chiều dài của bể trộn là L = 3 x 1.4 + 0.8 + 1 = 6 m - 0.8m là chiều dài ngăn thu tràn . - 1m là chiều dài ngăn cuối máng thu nước đưa sang bể phản ứng. Để tránh không khí hoàtrộn vào nước hàng lổ trên cùng phải ngập sâu trong nước một khoảng là 0.13m , theo TCXD 33- 2006 ( 0.13-0.15 m ). Chiều cao lớp nước ở trước tắm chắn thức ba: H3 = hc + h Trong đó : h là tổn thất áp lực qua tắm chắn h = 0.09 m hc chiều cao lớp nước cuối bể hc = 0.7 m => H3 = 0.7 + 0.09 = 0.79 m Chiều cao lớp nước ở trước tắm chắn thức hai: H2 = H3 + h = 0.79 + 0.09 = 0.88 m Chiều cao lớp nước ở trước tắm chắn thức nhất : H1 = H2 + h = 0.88+ 0.09 = 0.97 m Vậy chiều cao xây dựng bể là Hxd = H1 + Hbv = 0.97 + 0.3 = 1.27 m Với: Hbv là chiều cao bảo vệ của bể = 0.3 ( theo quy phạm Hbv = 0.3-0.5m) Sơ đồ cấu tạo bể: Khoan trên mổi tắm chắn 6 hàng lổ theo chiều đứng và 10 hàng lổ theo chiều ngang , khoảng cách mổi hàng lổ lấy theo chiều đứng : ( theo quy phạm độ ngập sâu của lổ 0.1-0.15 m ), chọn 0.13 m . Vậy khoảng cách giữa các tâm lổ là: Khoảng cách giữa các tâm lổ theo chiều dọc ở 3 tắm chắn : Ở tắm chắn thứ nhất : a1 = 140 mm: Ở tắm chắn thứ hai : a2 = 125 mm Ở tắm chắn thứ ba : a3 = 110mm Khoảng cách giữa các tâm lổ theo chiều ngang ở 3 tắm chắn a = = 140 mm IV. TÍNH TOÁN BỂ PHẢN ỨNG CƠ KHÍ 1. Giới thiệu khái quát về bể phản ứng. Nước và chất phản ứng sau khi đã được hoà trộn đều trong bể trộn sẽ đựơc đưa sang bể phản ứng. Bể phản ứng có nhiệm vụ hoàn thành tốt quá trình keo tụ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc và kết dính giữa các hạt keo và cặn bẩn trong nứơc để tạo nên những bông cặn đủ lớn và được giữ lại trong bể lắng. Khi tính toán cấu taọ bể phải khống chế vận tốc nước chảy trong bể và thời gian nước lưu lại trong bể một cách hợp lí . - Nguyên lí làm việc của bể là dùng năng lượng của cánh khuấy chuyển động trong nước để tạo ra sự xáo trộn dòng chảy. Cánh khuấy thường có dạng bản phẳng đặt đối xứng qua trục quay và toàn bộ được đặt theo phương nằm ngang hay thẳng đứng. Kích thước cánh được phụ thuộc vào kích thước cấu tạo bể phản ứng. Bể phản ứng được chia thành các ngăn với mặt cắt ngang dòng chảy có dạng hình vuông, kích thước cơ bản 3.6 x 3.6 m , 3.9 x 3.9 m , 4.2 x 4.2 m. Dung tích bể tính theo thời gian lưu nước trong bể từ 10-30 phút. Theo chiều dài mổi ngăn được chia thành nhiều buồng bằng các vách ngăn hướng dòng theo phương thẳng đứng. Trong mỗi ngăn đặt một guồng cánh khuấy. Các guồng cánh khuấy được cấu tạo sao cho có cường độ khuấy trộn giảm dần từ buồng đầu đến buồng cuối cùng, tương ứng với sự lớn dần của bông cặn. Để đạt được sự giảm dần đều của cường độ khuấy trộn cần chia bể phản ứng càng nhiều buồng càng tốt như vây sẽ giảm được sự chênh lệch của các cường độ khuấy trộn ở hai buồng kế tiếp nhau. Tuy nhiên số lượng buồng nhiều sẽ làm tăng giá thành xây dựng, tăng thiết bị cơ khí, truyền động và quản lí vận hành phức tạp nên số lương buồng thường lấy ba đến bốn buồng, với sự chênh lệch của gradien tốc độ giữa hai buồng kế tiếp là 15-20 s-1 . Guồng cánh khuấy có cấu tạo gồm trục quay và bản cánh đặt đối xứng ở hai hoặc bốn phía quanh trục. Đường kính guồng tính đến mép cánh klhuấy ngoài cùng lấy nhỏ hơn bề rộng hoặc chiều sâu bể 0.3-0.4 m. Kích thước bản cánh khuấy được tính với tỷ lệ của tổng diện tích bản cánh với diện tích mặt cắt ngang bể là 15 - 20%. Để đảm bảo hiệu quả phản ứng tránh làm vở các bông cặn hoặc lắng các bông cặn lớn đã hình thành, tốc độ chuyển động của cánh khuấy so với nước không vượt quá 0.75 m/s và không nhỏ hơn 0.25 m/s. Tốc độ chuyển động của bản cánh khuấy có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi số vòng quay hoặc bán kính của cánh khuấy. Việc giảm cường độ khuấy trộn trong các buồng phản ứng kế tiếp nhau bằng cách thực hiện giảm dần số vòng quay của cánh khuấy . Khi bể có nhiều buồng phản ứng kế tiếp, sự chênh lệch giữa các gradien tốc độ của các buồng nhỏ nên có thể thay đổi kích thước bán kính quay của cánh khuấy. Đồng thời khi chất lượng nguồn nước thay đổi, mỗi guồng khuấy có tốc độ quay khác nhau, tương ứng với cường độ khuấy trộn đã chọn. Để đảm bảo chế độ giảm dần đều cường độ khuấy trộn, các vách ngăn hướng dòng giữa các buồng phản ứng được tính câu tạo sao cho giá trị gradien tốc độ bằng giá trị trung bình của hai buồng trước và sau nó. Bộ phận truyền động gồm động cơ điện, bánh răng trục vít đặt trên mặt bể hoặc đặt ngoài thành bể nơi khô ráo . Cấu tạo bể phải đảm bảo nước phân phối đều vào các ngăn, khi cần thiết có thể cách ly từng ngăn riêng biệt để dể dàng cho việc vệ sinh và sửa chữa, nước trong bể được dẫn sang bể lắng bằng mương với vận tốc 0.15-0.3m/s giá trị gradien vận tốc lớn hơn 20 s-1. 2. Tính toán bể phản ứng cơ khí. 2.1. Tính kích thước bể . Dung tích bể phản ứng được tính như sau : W = Q x T Trong đó : Q là lưu lượng của trạm xử lý Q = 26000 (m3/ngđ) = 1083.3 (m3/h) T là thời gian lưu nước trong bể T = 20 phút (theo quy phạm T = 10-30 phút) => W = = 361.1 (m3) Bể phản ứng chia thành hai ngăn với mổi ngăn chia thành 3 buồng phản ứng bằng những tắm chắn khoan lổ D = 120 mm vận tốc nước qua lổ trên vách ngăn V = 1 (m/s). trên tắm chắn bố trí 6 hàng ngang và 5 hàng dọc. Khoảng cách theo hàng ngang 660 mm, khoảng cách theo hàng dọc 750mm. - Chọn kích thướt chiều cao và chiều rộng của một buồng là 3.9 x 3.9m. Tiết diện ngang của mổi ngăn: F = 3.9 x3.9 = 15.21 (m2) - Chiều dài của bể phản ứng : L = Trong đó : W là dung tích bể phản ứng W = 361.1 (m3) n là số ngăn phản ứng n = 2 (ngăn) F là tiết diện ngang của một ngăn F = 15.21 (m2) => L = = 11.9 m - Khoảng cách giữa các vách ngăn chia buồng : Buồng thứ nhất 4m Buồng thứ hai 4m Buồng thứ ba 4m - Dung tích của mổi buồng là: W1b = h x b x l = 3.9 x 3.9 x 4 = 60.48 (m3) - Cấu tạo guồng khuấy gồm trục quay và 4 bản cánh khuấy đặt đối xứng qua trục, toàn bộ đặt theo phương thẳng đứng. Tổng diện tích bản cánh khuấy lấy bằng 15% diện tích cắt ngang của một ngăn phản ứng ( theo quy phạm lấy 15-20%). => Fc = = = 2.28 (m2) Với F là tiết diện ngang của một ngăn F = 15.21 (m2) - Diện tích của một bản cánh : fc = Trong đó : Fc là tổmg diện tích của bản cánh Fc =2.28 (m2) số lượng bản cánh là 4 bản . => fc = Chiều dài bản cánh chọn Lbc = 3.3 m Chiều rộng bản cánh là: bc = khoảng cách đặt bản cánh từ mép ngoài đến tâm trục . Với: Bán kính cánh ngoài là R1 = 1.7 m Bán kính trong R2 = 1.2 m - Chọn tốc độ quay của các guồng khuấy: Ở buồng đầu Vk = 4.3 ( vòng/ phút) Ở buồng thứ hai Vk = 3.8 ( vòng/ phút) Ở buồng thứ ba Vk = 2.7 ( vòng/ phút) 2.2. Kiểm tra lại chỉ tiêu khuấy trộn cơ bản: 2.2.1. Buồng đầu tiên: Tốc độ chuyển động cỷa các bản cánh khuấy so với nước . Dung tích của buồng W1 = h x b x l = 3.9 x 3.9 x 4 = 60.84 (m3) Tốc độ chuyển động của bản cánh khuấy so với nước. Khi cánh khuấy chuyển động trong nước , nước sẽ chuyển động theo với vận tốc bằng ¼ tốc độ bản cánh khuấy. Vây tốc chuyển động tương đối của cánh khuấy so với nước sẽ là: Vk = V1 – Va = V1 – V1 = 0.75V1 Trong đó : V1 là tốc độ cánh khuấy V1 = Va là tốc độ cuốn theo cảu nước trong bể Va =V1 Vk là tốc độ chuyển động của cánh khuấy tạo ra R là bán kính cánh khuấy n là số vòng khuấy trên phút Ở bản cánh thứ nhất: Vk1 = 0.75 x = 0.574 R1=1.7m là bán kính cánh khuấy ngoài n =4.3 ( vòng/ phút) là số vòng quay trên phút Ở bản cánh thứ hai: Vk2 = 0.75 x = 0.405 R = 1.2 m là bán kính cách khuấy trong n =4.3 ( vòng/ phút) là số vòng quay trên phút Công suất cần thiết để quay cánh khuấy. Ta có : N = 51 x C x Fc x (Vk13+ Vk23) Trong đó : Fc làdiện tích của bản cánh Fc = 2.28 (m2) Vk là tốc độ chuyển động tương đối của cánh khuấy so với nước  Vk1 = 0.574 Vk2 = 0.405 C là hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào tỉ lệ giữa chiều dài bản cánh khuấy Lc và chiều rộng bản cánh khuấy bc => = = 19.4 chọn c = 1.5 => N = 51 x 1.5 x 2.28 x (0.5743 + 0.4053) = 44.57 (W) Năng lượng tiêu hao cho một m3 nước . Z = Trong đó : N là công suất của cánh khuấy W1 là dung tích cảu một buồng = 60.84 m3 Z = = 0.733 Giá trị gradien vận tốc . G = 10 x Trong đó : Z là năng lượng tiêu hao cho 1m3 nước là độ nhớt của nước ở 20 0c = 0.0092 (kg.m2/s) G = 10x = 89.26 < 100 thoả Giá trị thích hợp ở buồng đầu G = 80-100 Chỉ số đặt trưng cho trạng thái tối ưu phụ thuộc vào tính chất của nước nguồn: p = G x T = 89.26 x 1200 = 107 112 < 200 000 Với: T là thời gian lưu nước lại trong bể T = 20 phút = 1200 s 2.2.2. kiểm tra buồng thứ hai : Tương tự như cách kiểm tra ở buồng đầu. Ở bản cánh thứ nhất: Vk1 = 0.75 x = 0.507 R1 = 1.7 m là bán kính cánh khuấy ngoài  n =3.8 ( vòng/ phút) là số vòng quay trên phút ● Ở bản cánh thứ hai: Vk2 = 0.75 x = 0.358 R2 = 1.2 m là bán kính cánh khuấy trong n =3.8 ( vòng/ phút) là số vòng quay trên phút Công suất cần thiết để quay cánh khuấy. Ta có : N = 51 x C x Fc x (Vk13+ Vk23) Trong đó : Fc là diện tích của bản cánh Fc = 2.28 (m2) Vk là tốc độ chuyển động tương đối của cánh khuấy so với nước Vk1 = 0.507 Vk2 = 0.358 N = 51 x 1.5 x 2.28 x (0.5073 + 0.3583) = 30.734 (W) Năng lượng tiêu hao cho một m3 nước . Z = Trong đó : N là công suất của cánh khuấy W1 là dung tích cảu một buồng = 60.84 m3 Z = = 0.51 Giá trị gradien vận tốc . G = 10 x Trong đó : Z là năng lượng tiêu hao cho 1m3 nước là độ nhớt của nước ở 20 0c = 0.0092 (kg.m2/s) G = 10x = 74.45 < 80 thoả Giá trị GT : p = G x T = 74.45 x 1200 = 89345 > 40000 2.2.3. kiểm tra buồng thứ ba : Tương tự như cách kiểm tra ở buồng đầu. Ở bản cánh thứ nhất: Vk1 = 0.75 x = 0.36 R1 = 1.7 m là bán kính cánh khuấy ngoài  n =2.7 ( vòng/ phút) là số vòng quay trên phút Ở bản cánh thứ hai: Vk2 = 0.75 x = 0.254 R2 = 1.2 m là bán kính cánh khuấy trong n =2.7 ( vòng/ phút) là số vòng quay trên phút Công suất cần thiết để quay cánh khuấy. Ta có : N = 51 x C x Fc x (Vk13+ Vk23) Trong đó : Fc làdiện tích của bản cánh Fc = 2.28 (m2) Vk là tốc độ chuyển động tương đối của cánh khuấy so với nước Vk1 = 0.36 Vk2 = 0.254 N = 51 x 1.5 x 2.28 x (0.363 + 0.2543) = 10.9 (W) Năng lượng tiêu hao cho một m3 nước . Z = Trong đó : N là công suất của cánh khuấy W1 là dung tích cảu một buồng = 60.84 m3 Z = = 0.18 Giá trị gradien vận tốc . G = 10 x Trong đó : Z là năng lượng tiêu hao cho 1m3 nước là độ nhớt của nước ở 20 0c = 0.0092 (kg.m2/s) G = 10x = 44.3 Giá trị GT : p = G x T = 44.3 x 1200 = 53160 > 40000 Kiểm tra lại các chỉ tiêu khuấy trộn cơ bản cho thấy chúng đều nằm trong giới hạn cho phép, tốc độ chuyển động của cánh khuấy Vk = 0.254 – 0.574 m/s theo quy phạm Vk = 0.25-0.75 m/s Gradien vận tốc giảm dần G =98.26-44.3 theo quy phạm G = 100-30 . 2.3 Tính kích thước vách ngăn hướng dòng 2.3.1 Từơng tràn từ bể trộn sang bể phản ứng. Ở bể trộn gradien tốc độ khuấy trộn G = 200 -1000 chọn G = 900 Ở buồng đầu bể phản ứng gradien tốc độ khuấy tính được G = 98.26 Vậy Gtb = = 494.63 Từ công thức : G = 10 x Z = = 22.5 ( W/ m3) = 0.0225 ( KW/ m3) là độ nhớt của nước ở 20 0c = 0.0092 (kg.m2/s) - Tổn thất áp lực qua tường tràn được tính theo công thức sau: ht = = = 0.015 m Trong đó : là trọng lượng riêng của nước =1000 (kg/m3) Z là năng lượng tiêu hao cho 1m3 nước Q là lưu lượng nước tràn vào mọt ngăn Q = = 0.15045 (m3/s) - Chọn giã định độ ngập tường tràn h1 = 0.13 m. Kiểm tra lại bằng công thức : Q = mo x B phải đạt được Q0.15045 (m3/s) Trong đó : B là chiều rộng bể = 3.9 m mo là hệ số lưu lượng tính theo công thức sau: mo = Với : hn = h1 –ht =0.13 -0.015 = 0.115 m p2 = Hpu – hn =3.9 – 0.115 = 3.785 m mo = kiểm tra lại Q = = 0.153 (m3/s) 0.15045 (m3/s) Chọn chiều cao tường tràn ngập sâu trong nước h = 0.13m 2.3.2 Tường tràn từ buồng đầu sang buồng thứ hai. Ở bể trộn gradien tốc độ khuấy trộn G = 200 -1000 chọn G = 900 Ở buồng đầu bể phản ứng gradien tốc độ khuấy tính được G = 74.45 Vậy Gtb = = 487 Từ công thức G = 10 x Z = = 22 ( W/ m3) = 0.022 ( KW/ m3) là độ nhớt của nước ở 20 0c = 0.0092 (kg.m2/s) - Tổn thất áp lực qua tường tràn được tính theo công thức sau: ht = = = 0.0149 m trong đó : là trọng lượng riêng của nước =1000 (kg/m3) Z là năng lượng tiêu hao cho 1m3 nước Q là lưu lượng nước tràn vào mọt ngăn Q = = 0.15045 (m3/s) Chọn giả định độ ngập tường ngăn hướng dòng ở buồng đầu sang buồng thứ hai là h2 = 0.13 m. Kiểm tra lại bằng công thức : Q = mo x B phải đạt được Q0.15045 (m3/s) Trong đó : B là chiều rộng bể = 3.9 m mo là hệ số lưu lượng tính theo công thức sau: mo = Với: hn = h1 –ht =0.13 -0.0149 = 0.1151 m p2 = Hpu – hn =3.9 – 0.1151 = 3.7849 m mo = kiểm tra lại Q = = 0.158 (m3/s) 0.15045 (m3/s) Chọn chiều cao xây dựng tường tràn ngập sâu trong nước h = 0.13m 2.3.3 Từơng tràn từ buồng thứ hai sang buồng thứ ba. Ở bể trộn gradien tốc độ khuấy trộn G = 200 -1000 chọn G = 900 Ở buồng đầu bể phản ứng gradien tốc độ khuấy tính được G = 44.3 Vậy Gtb = = 472.15 Từ công thức G = 10 x Z = = 20 ( W/ m3) = 0.02 ( KW/ m3) Với: là độ nhớt của nước ở 20 0c = 0.0092 (kg.m2/s) - Tổn thất áp lực qua tường tràn được tính theo công thức sau: ht = = = 0.0135 m trong đó : là trọng lượng riêng của nước =1000 (kg/m3) Z là năng lượng tiêu hao cho 1m3 nước Q là lưu lượng nước tràn vào mọt ngăn Q = = 0.15045 (m3/s) Chọn giã định độ ngập tường ngăn hướng dòng ở thứ hai sang buồng thứ ba là h3 = 0.13 m. Kiểm tra lại bằng công thức : Q = mo x B phải đạt được Q0.15045 (m3/s) Trong đó : B là chiều rộng bể = 3.9 m mo là hệ số lưu lượng tính theo công thức sau: mo = Với: hn = h1 –ht =0.13 -0.0135 = 0.1165 m p2 = Hpu – hn =3.9 – 0.1165 = 3.7835 m mo = kiểm tra lại Q = = 0.153 (m3/s) 0.15045 (m3/s) - Chọn chiều cao xây dựng tường tràn ngập sâu trong nước h = 0.13m Nước tư bể phản ứng dẫn sang bể lắng bằng mương, vận tốc trong mương lấy bằng Vm =0.3 m/s . => F m = Chọn kích thước mương Fm = hm x bm = 1.2 x 0.9 m Trong quá trình thiết kế bể ta dùng bê tông max thấp để tạo độ dốc cho bể chọn i =2% V. TÍNH TOÁN BỂ LẮNG 1. Giới thiệu sơ lược về bể lắng . Bể lắng ngang thường có dạng hình chữ nhật, có thể xây bằng gạch hoặc bêtông cốt thép. Cấu tạo gồm có 4 bộ phận chính sau : Bộ phận phân phối nước vào bể. Vùng lắng cặn. Hệ thống thu nước đã lắng. Hệ thống thu nước xả cặn. Quá trình lắng cặn: theo các nhà nghiên cứu thì quá trình lắng cặn trong bể lắng là hết sức phức tạp, yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chế độ lắng cặn là sự xuất hiện của dòng chảy rối của nước qua bể. Do sự xuất hiện của dòng chảy rối mà vận tốc lắng của hạt không còn giá trị cố định mà nó thay đổi theo chiều sâu và chiều ngang của bể. Ta biết rằng bản thân dòng nước chảy trong bể cũng thay đổi theo chiều dài bể, vì vậy quỹ đạo chuyển động của các hạt cặn không phải là theo đường thẳng mà là đường cong. Càng xa điểm xuất phát thì kích thước hạt cặn tăng lên do quá trình keo tụ và kết dính, cho nên tốc độ lắng cũng tăng lên. Chính vì vậy mà quá trình lắng có keo tụ hiệu quả sẽ cao hơn. Sơ đồ quỹ đạo lắng của cặn keo tụ trong bể lắng ngang Bể lắng ngang thường chia thàng nhiều ngăn. chiều rộng mổi ngăn thường 3-6m chiều dài không quy định, nhưng khi chiều dài bể quá lớn, có thể cho nước chảy xoay chiều, để giảm bớt diện tích bề mặt bể. Để phân bố nước đều trên toàn bộ diện tích bể lắng, cần phải đặt các vách ngăn có đục lổ ở đầu bể, cách tường 1-2m , đoạn dưới của vách ngăn trong phạm vi cao từ 0.3 – 0.5m kể từ mặt trên của vùng chứa nén cặn không cần phải khoan lổ. Tổng diện tích lổ lấy theo tốc độ nước qua lổ lấy 0.5m/s. Các lổ của ngăn phân phối có thể tròn hoặc vuông, đường kính hay kích thước cạnh 5 - 150 mm .Để thu nước đều có thể dùng hệ thống máng thu nước ở cuối hay hệ thống ống châm lổ thu nước đều bề mặt. Ở bể lắng ngang thu nước ở cuối dùng máng thu bằng máng chảy tràn, chiều cao lớp nước trên máng tràn lấy từ 10-14 mm, để đảm bảo thu nước đều trên toàn bộ chiều dài của máng, phía ngoài thành máng gắn các tắm điều chỉnh chiều cao mép máng bằng thép không rỉ xẻ khe hình chữ V hoặc chữ nhật. Nước sau khi lắng dùng máng thu vào máng tập trung để dẫn nước sang bể lọc . Hệ thống xã cặn thường tập trung ở nửa đầu của bể. Việc xã cặn trong bể là rất quan trọng, nếu lượng cặn quá lớn mà không xã kịp thời sẽ làm giảm chiều cao lắng nước của bể, mặt khác cặn có chứa chất hữu cơ, chất hữu cơ lên men tạo nên bọt khí làm phá vỡ bông cặn làm đục nước đã lắng. Đối với việc xã cặn bằng thuỷ lực. Phải thiết kế hệ thống thu cặn bằng ống hoặc máng, đảm bảo xã 30 - 60% cặn trong thời 20 - 40phút . Đáy bể lắng giữa các ống hoặc các máng phải cấu tạo hình lăng trụ với góc nghiên giữa các cạnh là 600, khoảng cách giữa các trục máng hoặc ống không lớn hơn 3m. Vận tốc của cặn ở cuối máng hoặc ống cần lấy không nhỏ hơn 1 m/s, vận tốc qua lổ lấy 1.5m/s, đường kính lổ không nhỏ hơn 25mm khoảng cách giữa các tâm lổ 300 - 500mm. Tỷ số giữa tổng diện tích lổ và diện tích tiết diện của máng lấy bằng 0.7 với mức xã cặn 50% và lấy 0.5 với mức xã cặn 60% . Lượng nước xã khi cọ rửa và xã cặn ra khỏi hố phải tính theo thời gian làm việc của bể giữa hai lần xã cặn có thể kể đến hệ số pha loãng cặn. Hệ số này lấy bằng 1.3 khi xã cặn bằng cách tháo cạn bể và sữ dụng lại nước của vùng lắng, nếu không sữ dụng lại thì lấy bằng tỉ số giữa dung tích bể và dung tích vùng chứa cặn. Khi xã cặn bằng thuỷ lực thì hệ số pha loãng lấy bằng 1.5. đáy bể khi cọ rửa bằng ống mền phải có độ dốc dọc bể không nhỏ hơn 0.02 theo hướng ngược chiều với dòng chảy và độ dốc ngang trong mổi bể không lớn hơn 0.05 . khi xã cặn bằng thuỷ lực cần lấy độ dốc dọc đấy bể không nhỏ hơn 0.005 , thời gian xã cặn không nhỏ hơn 6h. 2. Tính toán bể lắng ngang thu nước bằng hệ thống máng 2.1 kích thước bể lắng : 2.1.1 Diện tích mặt bằng bể: Tính theo công thức . F = Trong đó : Q là lưu lượng của trạm xử lý Q = 26000 (m3/ngđ) = 1083.3 (m3/h) là hệ số kể đến sự ảnh hưởng của thành phần vận tốc rối của dòng nước theo phương thẳng đứng = 1.3 . Uo là tốc đô lắng tự do của hạt cặn nhỏ nhất cần dữ lại chọn Uo = 0.5 mm/s theo bảng 6.9 TCXD 33-2006. F = 1.3 x = 782.4 (m2) 2.1.2. Chiều rộng của bể lắng ngang . B = Trong đó : Q là lưu lượng của trạm xử lý Q = 26000 (m3/ngđ) = 1083.3 (m3/h) Vtb là vận tốc trung bình của dòng nước chọn Vtb = 7 mm/s theo mục 7.72 TCXD 33-2006 Ho chiều cao của vùng lắng Ho = 3m theo mục 6.72 TCXD 33-2006 Ho = 3-4m N là số bể lắng chọn 2 bể B = = 7.2 m Mổi bể chia thành 2 ngăn chiều rộng mổi ngăn là b = m 2.1.3. Chiều dài bể lắng : L = m 2.2. Vùng phân phối nước vào bể . Hiệu quả lắng phụ thuộc rất nhiều vào kết quả làm việc của bể tạo bông cặn,mương dân nước từ bể tạo bông cặn sang bể lắng để không phá vở bông cặn, đồng thời không để bông cặn lắng xuống đấy mương dẫn. Mương phân phối nước từ bể phản ứng sang bể lắng càng gần càng tốt để đảm bảo phân phối nước đều vào 2 bể lắng, đặt 4 cửa lấy nước vào hai bể lắng từ mương dẫn nước chung vào, cửa lấy nước đặt van bớm để đều chỉnh lưu lượng và tổn thất áp lực qua cửa, tổn thất áp lực qua cửa thu chon lớn hơn hoặc bằng 0.01m. Mổi bể đặt hai cửa, để đảm bảo đều qua 2 cửa chọn cửa thu d = 600mm. Ta có vận tốc qua cửa V = == Với : Q = 0.3009 m3/s là lưu lượng của trạm xử lý d là đường kính của cửa d = 0.6 m - Tổn thất áp lực qua cửa : h = Để đảm bảo nước phân phối đều vào bể. Ở đầu mổi ngăn cách cửa thu 1.5m đặt tắm chắn khoang lổ có đường kính 80mm, với chiều rộng của mổi ngăn b = 3.6 m, chọn hàng lổ cuối cùng nằm cao hơn lớp cặn tính toán 0.3m theo quy phạm 0.3 - 0.5m. 2.2.1 Diện tích công tác của vách ngăn phân phối nước vào bể. Fn = b x ( Ho – 0.3 ) = 3.6 x ( 3 – 0.3 ) = 9.72 (m2) - Lưu lượng nước tính toán qua mổi ngăn của bể: qn = = 135.4( m3/h) = 0.04 (m3/s) - Diện tích cần thiết qua các lổ vách ngăn phân phôi nước vào: Với Vlo là vận tốc nước qua lổ vlo= 0.5 m/s theo mục 6.77 TCXD 33-2006 Lấy đường kính lổ ở vách ngăn phân phối nước vào 50 mm , vận tốc qua lổ vlo = 0.5 m/s . ta có diện tích của một lổ là : -Tổng số lổ ở vách ngăn phân phối nước là : n = lổ Ở vách ngăn phân phối nước bố trí 5 hàng dọc và 8 hàng ngang Khoảng cách giữa các hàng lổ theo trục dọc 0.6m Khoảng cách giữa các hàng lổ theo hàng ngang 0.45m 2.3 Phần thu nước ở cuối bể sau khi lắng . Ở bể lắng ngang thu nước ở cuối dùng máng thu bằng máng chảy tràn, chiều cao lớp nước trên máng tràn lấy từ 10-14 mm, để đảm bảo thu nước đều trên toàn bộ chiều dài của máng, phía ngoài thành máng gắn các tấm điều chỉnh chiều cao mép máng bằng thép không rỉ xẻ khe hình chữ V góc đáy 900 . Chiều dài máng thu nước được xác định như sau : Chiều dài máng được tính theo công thức 6.21sách cấp nước của ”Trịnh Xuân Lai” : L > (m) chọn chiều dài máng lm = 21 m Trong đó : Q là lưu lượng nước vào một bể Q = 0.15046 (m3/s) Ho là chiều cao trung bình của bể lắng Ho = 3 m uo là tốc độ rơi của cặn uo = 0.0005 (m/s) - Máng được bố trí dọc theo chiều dài bể mổi ngăn bố trí 2 máng thu khoảng cách giữa các tâm máng : a = m Tiết diện của một máng : Fm = (m2) chọn b = 0.2 m h = 0.2m Với : qn = 0.05 là lưu lượng nước vào một ngăn vm = 0.6 là vận tốc nước trong máng thu Lưu lượng qua một khe chữ V góc đáy 900 . q0 = 1.4 x Tải trọng thu nước trên 1m dài mép máng: Máng thu nước từ hai phía nên tổng chiều dài mép máng trong 1 ngăn có 2 máng nên ta có tổng chiều dài mèp máng = 2 x 21 x 2 = 84 m q = (l/s.m) Vậy 1m dài máng phải thu 0.001194 (m3/s) Tấm xẻ khe hình chữ V góc 90o chọn chiều cao hình chữ V là 5cm , đáy chữ V là 10cm mổi m dài có 5 khe hình chữ V, khoảng cách giữa các đỉnh là 10 cm . Ta có chiều cao mực nước trong khe chữ V : qo = (m3/s) => h = 3 cm < 5 cm đạt yêu cầu 2.4. Thể tích vùng chứa nén cặn của một bể lắng . Việc xã cặn dự kiến tến hành theo chu kỳ với thời gian giữa hai lần xã cặn T =24 h . Thể tích vùng chứa nén cặn được xác định như sau : Wc = Trong đó: T là thời gian giữa hai lần xã cặn T = 24h khi xã cặn bể làm việc bình thường. Q là lưu lượng của trạm xử lý Q = 1083.3 ( m3/h) N là Số lượng bể lắng ngang N = 2 bể C là hàm lượng cặn còn lại sau khi lắng chọn C = 10 ( mg/l) theo TCXD 33-2006 ( c = 10-12 mg/l) là nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt chọn = 30000 (g/m3) Tra theo bảng 3-3 ( sácg XLN Nguyễn Ngọc Dung ) Cmax là hàm lượng cặn đưa vào bể lắng, được xác định theo công thức sau : Cmax = Cn + K x P + 0.25M + V = 190 + 0.55x34 + 0.25x 65 = 225 mg/l Với : Cn là hàm lượng cặn nước nguồn Cn = 190 mg/l P là liều lượng phèn tính theo sản phẩm không ngậm nước P =34 mg/l tra theo bảng 6.3 TCXD 33-2006 K là hệ số phụ thuộc vào độ tinh khiết của phèn sử dụng chọn k = 0.55 đối với phèn nhôm sạch M là độ màu nước nguồn M = 65 V là liệu lượng kiềm hoá nước ( không có ) Wc = Diện tích mặt bằng của một bể lắng F bể = Chiều cao trung bình của vùng chứa nén cặn Hcặn = = Chiều cao trung bình của bể lắng Hb = Ho + Hc = 3 + 0.24 = 3.24 m Chiều cao xây dựng bể . HXD = Hb + Hbv = 3.24 + 0.3 = 3.54 m Hbv là chiều cao bảo vệ chọn Hbv = 0.3m Tổng chiểu dài bể lắng kể cả ngăn phân phối và ngăn thu nước: Lb = 42 + 1.5 = 45 m Thể tích một bể lắng :