Tính toán và thiết kế các công trình trong nhà máy xử lý nước cấp bị nhiễm mặn cho huyện Cần Giờ với công suất là 1000m3/ngày

PHAÀN I TOÅNG QUAN 1.1. SÖÏ CAÀN THIEÁT CUÛA ÑEÀ TAØI Caàn Giôø laø moät huyeän ngoaïi thaønh thaønh phoá Hoà Chí Minh, ñaây laø vuøng ñaát giaùp bieån vaø coù heä thoáng soâng ngoøi chaèng chòt. Vôùi vò trí ñòa lyù nhö vaäy cho neân nguoàn nöôùc maët ôû ñaây ñaõ bò nhieãm maën vaø khoâng theå söû duïng vaøo muïc ñích sinh hoaït baèng caùc phöông phaùp xöû lyù thoâng thöôøng. Ngöôøi daân ôû ñaây chuû yeáu söû duïng nöôùc möa vaø nöôùc ñöôïc vaän chuyeån töø caùc nôi khaùc ñeán vôùi giaù raát cao. Vôùi möùc soáng cuûa ngöôøi daân taïi khu vöïc naøy nhìn chung coøn thaáp, ñôøi soáng vaên hoùa laïi khaù ngheøo naøn, caùc dòch vuï y teá cuõng chöa ñaày ñuû, chính vì vaäy khaû naêng laây lan dòch beänh laø khaù cao. Vaøo muøa möa ngöôøi daân thöôøng söû duïng caùc lu, vaïi ñeå höùng nöôùc möa vaø söû duïng tröïc tieáp cho muïc ñích sinh hoaït, hình thöùc naøy coøn phoå bieán ôû moät vaøi tröôøng hoïc hay caùc coâng sôû, tuy nhieân löôïng nöôùc naøy cuõng khoù coù theå ñaùp öùng ñuû nhu caàu söû duïng cuûa ngöôøi daân. Vaøo muøa khoâ vaán ñeà nöôùc sinh hoaït thöïc söï laø vaán ñeà böùc xuùc cuûa ngöôøi daân, hoï phaûi ñi mua nöôùc taïi caùc nôi coù heä thoáng caáp nöôùc taäp trung, vieäc mua nöôùc naøy gaëp nhieàu vaán ñeà khoù khaên veà thôøi gian, söùc löïc, nhöng trôû ngaïi lôùn nhaát vaãn laø giaù thaønh nöôùc quaù cao, khoaûng 40.000ñ/m3. Töø nhöõng vaán ñeà treân ta coù theå thaáy ñöôïc vieäc xaây döïng moät nhaø maùy caáp nöôùc sinh hoaït ñoùng moät vai troø quan troïng trong vieäc naâng cao chaát löôïng cuoäc soáng cuûa ngöôøi daân cuõng nhö goùp phaàn thuùc ñaåy quaù trình phaùt trieån kinh teá, xaõ hoäi cho huyeän Caàn Giôø. MUÏC TIEÂU CUÛA ÑEÀ TAØI Muïc tieâu cuûa ñeà taøi laø tính toaùn vaø thieát keá caùc coâng trình trong nhaø maùy xöû lyù nöôùc caáp bò nhieãm maën cho huyeän Caàn Giôø vôùi coâng suaát laø 1000m3/ngaøy. NGUYEÂN LYÙ XÖÛ LYÙ NÖÔÙC NHIEÃM MAËN BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP THAÅM THAÁU NGÖÔÏC ( REVERSE OSMOSIS – RO ) Khaùi nieäm chung Thöïc chaát cuûa phöông phaùp naøy laø loïc nöôùc qua maøng baùn thaám ñaëc bieät, maøng chæ cho nöôùc ñi qua coøn caùc muoái hoøa tan bò giöõ laïi. Ñeå loïc ñöôïc nöôùc qua maøng phaûi taïo ra aùp löïc dö trong nöôùc nguoàn cao hôn aùp löïc thaåm thaáu cuûa nöôùc qua maøng, ñeå nöôùc ñaõ ñöôïc loïc qua maøng khoâng trôû laïi dung dòch muoái do quaù trình thaåm thaáu. Thaåm thaáu ngöôïc - RO Thaåm thaáu ngöôïc söû duïng ñaëc tính cuûa maøng baùn thaám laø cho nöôùc ñi qua trong khi giöõ laïi caùc chaát hoaø tan tröø moät vaøi phaàn töû höõu cô raát gioáng nöôùc ( coù troïng löôïng phaân töû beù vaø ñoä phaân cöïc lôùn ). Giaû söû chuùng ta coù 2 ngaên chöùa nöôùc ñöôïc ngaên caùch vôùi nhau bôûi moät maøng baùn thaám, ngaên A chöùa nöôùc saïch, ngaên B chöùa dung dòch muoái, neáu ñeå töï nhieân nhö vaäy thì nöôùc töø ngaên A seõ thaám sang ngaên B döôùi söï cheânh leäch cuûa theá naêng hoùa hoïc. Khi chuùng ta taêng aùp suaát leân ngaên chöùa dung dòch muoái B thì nöôùc seõ di chuyeån theo höôùng ngöôïc laïi töø B sang A. maøng maøng aùp suaát A B A B thaåm thaáu töï nhieân thaåm thaáu ngöôïc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .PHAÀN II TÍNH TOAÙN, THIEÁT KEÁ CAÙC COÂNG TRÌNH ÑÔN VÒ 2.1. CHAÁT LÖÔÏNG NÖÔÙC ÑAÀU VAØO Baûng 2.1 - Chaát löôïng nöôùc ñaàu vaøo Thoâng soá  Giaù trò  Thoâng soá  Giaù trò   SS  160mg/l  NH4+  3.5mg/l   pH  7.5  HCO3-  130mg/l   Ñoä ñuïc  150NTU  Cl-  3496mg/l   Ñoä maøu  40 Pt-Co  SO42-  460mg/l   Ca2+  45mg/l  NO3-  0.5mg/l   Na+  2480mg/l  TDS  6615mg/l   2.2. TIEÂU CHUAÅN NÖÔÙC AÊN UOÁNG Baûng 2.2 - Tieâu chuaån veä sinh ñoái vôùi chaát löôïng nöôùc caáp cho aên uoáng vaø sinh hoaït Thoâng soá  Giaù trò    ñoái vôùi ñoâ thò  ñoái vôùi noâng thoân   Ñoä maøu  < 10 Pt-Co  < 10 Pt-Co   SS  5 mg/l  20 mg/l   pH  6.5 – 8.5  6.5 – 8.5   Muoái maën ( vuøng ven bieån )  400 mg/l  500 mg/l   Na+  200 mg/l  200 mg/l   Nitrat  10 mg/l  10 mg/l   SO42-  400 mg/l  400 mg/l   2.3. SÔ ÑOÀ COÂNG NGHEÄ 2.4. TÍNH TOAÙN COÂNG TRÌNH THU Trong tröôøng hôïp naøy choïn coâng trình thu nöôùc gaàn bôø soâng, coâng trình thu naøy goàm ngaên thu nöôùc vaø ngaên bôm. Meùp döôùi cuûa cöûa thu nöôùc cao hôn ñaùy hoà nhoû nhaát laø 0,5 m, meùp treân cuûa cöûa thu nöôùc phaûi ñaët thaáp hôn möïc nöôùc nhoû nhaát laø 0,3m ñeå traùnh caùc vaät troâi noåi vaøo hoá ga. Dieän tích cöûa thu nöôùc xaùc ñònh bôûi coâng thöùc :
Trong ñoù: Q : Löu löôïng tính toaùn (m3/s); coâng suaát cuûa heä thoáng laø 1000m3/ngaøy. Hieäu suaát thu hoài qua loïc RO laø 75%, löôïng nöôùc caàn thieát cho nhaø maùy laø 5% toång löôïng nöôùc xöû lyù. Q = 1000 * 1,05 /0,75 = 1400m3/ngaøy = 0,0162m3/s Fcöûa : Toång dieän tích cöûa thu (m2) VTB: Toác ñoä trung bình cuûa nöôùc chaûy qua song chaén (m/s); choïn VTB = 0,4m/s, (Quy phaïm 0,4 ÷ 0,8m/s) K1: Heä soá thu heïp dieän tích cöûa thu, hoïng thu vaø ñöôïc tính nhö sau :
a : Chieàu roäng khe hôû giöõa caùc song chaén, choïn a = 40mm (Quy phaïm 40 ÷ 50mm) d : Chieàu roäng ñöôøng kính song chaén, choïn d = 10mm Vaäy :
K2: Heä soá thu heïp dieän tích do coû, raùc vöôùng vaøo song chaén raùc; choïn K2 = 1,25 K3: Heä soá aûnh höôûng hình daùng song chaén, song chaén troøn K3 = 1.1; song chaén thaúng K3 = 1.25; choïn song chaén thaúng neân K3 = 1,25 Vaäy dieän tích cöûa thu nöôùc laø:
Dieän tích cöûa thu choïn laø : B x L = 0,4 x 0,2m = 0,08 m2 Soá song chaén raùc trong cöûa thu laø:
Chieàu daøi song chaén baèng chieàu daøi cöûa chaén raùc. Song chaén raùc caáu taïo baèng caùc thanh theùp, tieát dieän troøn. Thieát keá ngaên laéng caùt, ñeå giöõ laïi nhöõng haït caùt coù kích thöôùc d = 0,4 mm. Vaän toác doøng chaûy ngang cuûa doøng laø VTB = 0,4 m/s tra baûng 2-1 Saùch Tính Toaùn vaø Thieát Keá Caùc Coâng Trình Trong Heä Thoáng Caáp Nöôùc Saïch cuûa TS.TRÒNH XUAÂN LAI coù vaän toác laéng cuûa haït laø Uo = 4 cm/s = 0,04 m/s. Vaäy dieän tích beà maët cuûa ngaên laéng caùt laø:
Choïn chieàu roäng ngaên laéng caùt laø 0,5 m thì chieàu daøi ngaên laéng caùt laø 0,8 m. Trong ngaên laéng caùt phaûi coù hoá thu caùt, ñaùy ngaên laéng caùt phaûi coù ñoä doác 3 ÷ 5% veà hoá thu, trong hoá thu daët moät bôm ñeå ñöa caùt ra ngoaøi. Trong ngaên laéng caùt phaûi boá trí caùc voøi phun saùt ñaùy, laáy nöôùc töø traïm bôm veà ñeå luøa caùt vaøo hoá thu caùt. Löôùi chaén raùc nhaèmbaûo veä bôm. Löôùi chaén ñaët cuoái ngaên laéng caùt vaøo buoàng thu. Dieän tích löôùi ñöôïc tính theo coâng thöùc :
Trong ñoù : VTB: Toác ñoä trung bình cuûa nöôùc ñi qua löôùi chaén, choïn VTB = 0,2m/s, (Quy phaïm 0,2 ÷ 0,4m/s) K1: Heä soá thu heïp tieát dieän do caùc thanh cuûa löôùi chaén:
K2; K3: Choïn nhö treân : K2 = 1,25; K3 =1,25 Vaäy dieän tích löôùi ñöôïc tính :
Kích thöôùc löôùi chaén laø: 0,5 x 0,5 m2 Choïn löôùi chaén raùc phaúng, kích thöôùc maét löôùi a = 5mm, löôùi chaén coù ñöôøng kính 1,5 ÷ 2,5 mm, choïn 2 mm Caáu taïo ngaên thu laø: ngaên ñaàu boá trí song chaén raùc roài ñeán ngaên keá tieáp boá trí löôùi chaén raùc. Chieàu cao ngaên thu laáy töø ñaùy soâng ñeán maët ñaát laø : H = 8 m Choïn loaïi maùy bôm ly taâm moät cöûa vaøo, kyù hieäu CM, vôùi coâng suaát Q = 58,3m3/h. Döïa vaøo ñoà thò ( saùch Soå tay maùy bôm cuûa Th.s Leâ Dung ) ta xaùc ñònh ñöôïc maùy bôm CM 80-200 töông öùng vôùi H = 10m; soá voøng quay n=1450v/ph, hieäu suaát 75%, coâng suaát treân truïc 3kW. Trong ngaên thu boá trí hai bôm cuøng coâng suaát, moät bôm hoaït ñoäng coøn moät bôm kia ñeå döï phoøng, hai bôm naøy ñöôïc maéc song song vôùi nhau. 2.5. TÍNH TOAÙN LÖÔÏNG PHEØN SÖÛ DUÏNG VAØ BEÅ HOAØ TROÄN PHEØN Tính toaùn löôïng pheøn söû duïng Caên cöù vaøo ñoä maøu cuûa nöôùc nguoàn laø 40 Pt-Co, ta xaùc ñònh ñöôïc löôïng pheøn nhoâm Al2(SO4)3 caàn thieát ñeå khöû maøu theo coâng thöùc :
mg/l Tính toaùn beå hoøa troän pheøn Coù theå cho pheøn vaøo nöôùc döôùi daïng boät, haït khoâ hoaïc döôùi daïng dung dòch. Ñeå ñònh löôïng ñöôïc pheøn vaøo nöôùc döôùi daïng boät hoaïc haït khoâ thì phaûi coù pheøn saûn xuaát ra döôùi daïng boä, nhöng ôû nöôùc ta khoâng saûn xuaát loaïi pheøn naøy, theâm vaøo ñoù vieäc ñònh löôïng pheøn döôùi daïng boät khoâ thöôøng khoâng chính xaùc vaø thöôøng khoâng ñaûm baûo veä sinh vì nhieàu buïi, neân coù theå loaïi tröø vieäc duøng pheøn boät. Thöôøng ñònh löôïng pheøn vaøo nöôùc döôùi daïng dung dòch coù noàng ñoä töø 1 ÷ 5% Vieäc taêng noàng ñoä cuûa dung dòch pheøn seõ laøm giaûm ñoä chính xaùc khi ñònh löôïng, vì vaäy ñaàu tieân duøng caùc thuøng hoaø troän ñeå hoaø troän pheøn coù noàng ñoä cao, ñoàng thôøi ñeå laéng bôùt caùc caën, taïp chaát khoâng tan trong nöôùc ôû beã hoaø tan, sau ñoù môùi chuyeån qua beå tieâu thuï ñeå pha loaûng noàng ñoä 1 ÷ 5% roài ñònh löôïng vaøo nöôùc Töø bieåu ñoà döôùi cho thaáy, ñoái vôùi pheøn cuïc sau boán giôø khuaáy troän baèng khí neùn coù theå nhaän ñöôïc dung dòch pheøn 40 ÷ 50% tính theo Al2(SO4)3.18H2O hay dung dòch pheøn 20 ÷ 23% tính theo Al2(SO4)3.
Toác ñoä hoaø tan pheøn cuïc ôû trong nöôùc taêng nhanh khi kích thöôùc caùc cuïc pheøn caøng nhoû, taêng cöôøng ñoä tuaàn hoaøn cuûa nöôùc trong beå hoaø tan vaø taêng nhieät ñoä cuûa nöôùc. Vì vaäy ñeå ñaûm baûo thôøi gian hoaø troän pheøn phuø hôïp vôùi yeâu caàu cuûa caùc nhaø quaûn lyù ñeà ra cho nhaømaùy cuûa mình, thì caàn phaûi ñaäp nhoû pheøn tröôùc khi cho vaøo beå hoaø troän Nhieäm vuï cuûa beå hoaø troän laø hoøa tan pheøn cuïc vaø laéng caën baån. Noàng ñoä dung dòch pheøn trong beå hoøa troän thöôøng cao nhöng khoâng vöôït quaù noàng ñoä baõo hoøa. Theo TCXD – 33:1985 coù theå laáy noàng ñoä dung dòch pheøn trong beå hoaø troän trong khoaûng 10 ÷ 17%. Ñeå hoøa tan pheøn trong beå coù theå duøng khoâng khí neùn, maùy khuaáy hoaëc bôm tuaàn hoaøn. Nhöng ñoái vôùi tröông hôïp naøy thì ta hoøa troän pheøn baèng maùy khuaáy, beå xaây baèng beâ toâng coát theùp, boä phaän khuaáy troän goàm: ñoäng cô ñieän, boä phaän truyeàn ñoäng vaø caùnh khuaáy kieåu phaúng. Beå hoaø troän pheøn duøng caùnh khuaáy kieåu phaúng, soá caùnh quaït laø 2, soá voøng quay laø 20 ÷ 40 voøng/phuùt. Dung tích beå hoaø troän pheøn tính theo coâng thöùc
Trong ñoù :
:Löu löôïng nöôùc xöû lyù (m3/h).
: Thôøi gian giöõa hai laàn hoaø tan pheøn, ñoái vôùi traïm xöû ly ùcoù coâng suaát <10000 m3/ngaøy ñeâm thì laáy :
= 24 giôø.
: Lieàu löôïng löôïng pheøn döï tính cho vaøo nöôùc (g/m3).
:Noàng ñoä dung dòch pheøn trong thuøng hoaø troän (%). Choïn
= 5%.
: Khoái löôïng rieâng cuûa dung dòch
taán/m3. Trong bai toaùn naøy loaïi pheøn söû duïng ñeå laøm chaát keo tuï laø pheøn nhoâm Al2(SO4)3 khoâng chöùa nöôùc. Vaäy dung tích beå hoaø troän pheøn laø:
Choïn 2 beå hoaø troän ñaët trong traïm, moät beå laøm vieäc coøn moät beå chuaån bò dung dòch döï tröõ. Kích thöôùc moãi beå laø: daøi x roäng x cao =1 ×1 × 0,7m = 0,7 m3 Choïn chieàu cao an toaøn cho beå hoaø troän pheøn laø : 0,5 m. (Theo tieâu chuaån choïn chieàu cao an toaøn naèm trong khoaûng 0,3 ÷ 0,5 m). Kích thöôùc thöïc cuûa moãi beå laø: daøi x roäng x cao =1 ×1 ×1,2m Tính toaùn thieát bò khuaáy troän pheøn Beå ñöôïc khaáy troän baèng maùy troän caùnh quaït, dung tích beå khuaáy troän ñöôïc tính ôû treân laø W = 0,7 m3. Choïn soá voøng quay caùnh quaït laø 40 voøng/phuùt (Quy phaïm ≥ 40 voøng/phuùt). Chieàu daøi caùnh quaït laáy baèng 0,4 beà ngang beå (Quy phaïm = 0,4 ÷ 0,45b). lcq = 0,4.b = 0,4.1 = 0,4 m. Vaäy chieàu daøi toaøn phaàn cuûa caùnh quaït laø : 0,4.2 = 0,8 m Dieän tích moãi caùnh quaït thieát keá laø 0,15 m2 caùnh quaït/1 m3 pheøn trong beå. fcq = 0,15.Wh = 0,15.0,7 = 0,105 m2 Chieàu roäng moãi caùnh quaït laø:
2.6. TÍNH TOAÙN BEÅ TROÄN CÔ KHÍ Choïn thôøi gian löu nöôùc trong beå troän t = 60s, ta tính ñöôïc theå tích beå troän laø: V = Q x t = 0,0162 . 60 = 1m3 Choïn beå troän hình troøn, coù chieàu cao laø 1,25m, vaäy ñöôøng kính beå troän laø 1m. Laáy chieàu cao baûo veä laø 0,25m vaäy chieàu cao thöïc cuûa beå laø 1,5m. Naêng löôïng caàn thieát cho khuaáy troän laø: P = G2. (.V Trong ñoù: P : naêng löôïng caàn thieát cho khuaáy troän.(W) G : gradient vaän toác trung bình (s-1) ( : ñoä nhôùt ñoäng hoïc (Ns/m2) V : theå tích beå (m3) Choïn G = 750s-1 , vôùi ( (300C) = 7,98.10-4, ta coù P = G2. (.V = 7502 . 7,98.10-4 . 1 = 435W Ñöôøng kính caùnh khuaáy ñöôïc tính thoâng qua coâng thöùc : P = K.(.n3.D5 Trong ñoù: K: heä soá söùc caûn cuûa nöôùc phuï thuoäc vaøo kieåu caùnh khuaáy, choïn tuabin 6 caùnh phaúng ñaàu vuoâng K = 6,3. ( : khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng = 1000kg/m3 n : soá voøng quay trong 1 giaây, choïn soá voøng quay laø 3v/s D : ñöôøng kính caùnh khuaáy (m) 2.7. TÍNH TOAÙN BEÅ TAÏO BOÂNG Nöôùc vaø hoaù chaát phaûn öùng sau khi ñaõ ñöôïc hoaø troän ñeàu trong beå troän seõ ñöôïc ñöa sang beå taïo boâng. Beå taïo boâng coù chöùc naêng hoaøn thaønh noát quaù trình keo tuï, taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho quaù trình tieáp xuùc vaø keát dính giöõa caùc haït keo vaø caën baån trong nöôùc ñeå tao thaønh nhöõng boâng caën ñuû lôùn, ñeå ñöôïc giöõ laïi trong beå laéng. Choïn beå taïo boâng daïng vaùch ngaên, thôøi gian löu nöôùc laø 40phuùt, cöôøng ñoä khuaáy troän laàn löôït laø: G1 = 50s-1 ; G2 = 30s-1 ; G3 = 20s-1. Theå tích beå taïo boâng laø : V = 0,0162 . 60 .40 =38,9m3. Choïn kích thöôùc beå laø: daøi x roäng x cao = 6 . 3,3 . 2m , beå ñöôïc chia laøm 3 ngaên baèng nhau, moãi ngaên roäng 1,1m, choïn chieàu cao lôùp baûo veä laø 0,3m. Theå tích cuûa moãi ngaên laø : 38,9 / 3 = 13m3. Vaän toác nöôùc chaûy trong moãi ngaên laø: Toån thaát aùp löïc caàn thieát qua ngaên thöù nhaát coù cöôøng ñoä khuaáy troän G1 = 50s-1 laø: Moãi ngaên ñaët 5 taám chaén, khoaûng caùch giöõa caùc taám chaén laø 1m. Toån thaát aùp löïc qua moãi taám laø : h = 0,164 / 5 =0,033m. Vaän toác nöôùc qua khe giöõa taám chaén vaø thaønh beå ñöôïc xaùc ñònh qua coâng thöùc: Dieän tích khe hôû laø :
Chieàu roäng khe laø: b1 = f/h = 0,034/2 = 0,017m Toån thaát aùp löïc caàn thieát qua ngaên thöù hai coù cöôøng ñoä khuaáy troän G2 = 30s-1 laø: Toån thaát aùp löïc qua moãi taám laø : h = 0,06/ 5 =0,012m. Vaän toác nöôùc qua khe giöõa taám chaén vaø thaønh beå laø: Dieän tích khe hôû laø : Chieàu roäng khe laø: b2 = f/h = 0,06/2 = 0,03m Toån thaát aùp löïc caàn thieát qua ngaên thöù hai coù cöôøng ñoä khuaáy troän G3 = 20s-1 laø: Toån thaát aùp löïc qua moãi taám laø : h = 0,027/ 5 =0,0053m. Vaän toác nöôùc qua khe giöõa taám chaén vaø thaønh beå laø: Dieän tích khe hôû laø :
Chieàu roäng khe laø: b3 = f/h = 0,45/2 = 0,22m 2.8. TÍNH TOAÙN BEÅ LAÉNG NGANG DAÏNG HÌNH TROØN Sau khi qua beå taïo boâng nöôùc ñöôïc tieáp tuïc daãn qua beå laéng, choïn loaïi beå laéng ngang coù daïng hình troøn, dieän tích beå laéng ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: Trong ñoù: Q : löu löôïng nöôùc caàn xöû lyù ( m3/h), Q = 1400m3/ng u0 : toác ñoä laéng caën ñöôïc xaùc ñònh döïa vaøo ñoà thò ( m/h ), u0 = 1,8m/h Ñöôøng kính cuûa beå laéng laø:
Choïn thôøi gian löu nöôùc trong beå laø t = 2h, nhö vaäy thì chieàu cao cuûa beå laéng seõ laø: Xaùc ñònh chieàu daøi maùng thu nöôùc döïa vaøo taûi troïng maùng thu laø A = 1 – 3lít/s.m daøi cuûa maùng, öùng vôùi taûi troïng 1lít/s.m thì chieàu daøi maùng thu seõ laø: Do beå laéng coù daïng hình troøn neân maùng thu nöôùc ñöôïc ñaët theo chu vi beå cuõng coù daïng hình troøn, öùng vôùi taûi troïng nhö treân thì ñöôøng kính maùng thu seõ laø: Tuy nhieân vôùi ñöôøng kính cuûa beå laø 6,4m thì ta coù theå choïn ñöôøng kính cuûa maùng thu nöôùc lôùn hôn ñeå ñaït hieäu suaát cao hôn, choïn ñöôøng kính maùng thu nöôùc laø 5,8m, nhö vaäy thì khoaûng caùch töø maùng thu nöôùc tôùi thaønh beå theo phöông baùn kính seõ laø: l = 0.5 ( D – Dm ) = 0.5 ( 6,4 – 5,8 ) = 0,3m choïn chieàu saâu maùng thu nöôùc laø 0,3m. Söû duïng 1 ñöôøng oáng ñeå daãn nöôùc töø maùng thu qua beå loïc nhanh, choïn vaän toác nöôùc chaûy trong oáng laø 1m/s, vaäy ñöôøng kính oáng seõ laø: Choïn loaïi oáng nhöïa ( 145mm. Söû duïng maùy bôm ñeå bôm caën töø beå laéng sang beå neùn buøn, löôïng caën khoâ xaû ra sau moät ngaøy ñeâm töø beå laéng ñöôïc tính theo coâng thöùc:
Trong ñoù: C: haøm löôïng caën ñaàu ra, laáy C = 10mg/l Cmax: Haøm löôïng caën trong nöôùc ñöa vaøo beå laéng, vôùi Cmax = Cn + K.P + 0,25.M + Pk (mg/l) Cn : Haøm löôïng caën nöôùc nguoàn mg/l (Cn = 160 mg/l). P : Lieàu löôïng pheøn tính theo saûn phaåm khoâng ngaäm nöôùc (mg/l). (Tra baûng 2-1 saùch XÖÛ LYÙ NÖÔÙC CAÁP cuûa Nguyeãn Ngoïc Dung ta coù P = 40 mg/l) M : Ñoä maøu cuûa nöôùc nguoàn tính theo thang maøu Platin_Coban. M = 40 Pt-Co Pk: Lieàu löôïng voâi kieàm hoaù nöôùc neáu coù (mg/l). PK = 0 K : Heä soá phuï thuoäc vaøo ñoä tinh khieát cuûa pheøn ñang söû duïng Ñoái vôùi pheøn nhoâm saïch K = 0,05 Ñoái vôùi pheøn nhoâm khoâng saïch K = 1 Ñoái vôùi pheøn saét clorua K = 0,8 (Ñoái vôùi coâng ngheä naøy thì duøng pheøn nhoâm khoâng saïch töùc laø K =1) Nhö vaäy haøm löôïng caën trong nöôùc ñöa vaøo beå laéng laø: Cmax = Cn + K.P + 0,25.M + Pk = 60 + 1.40 + 0,25.40 + 0 = 110 mg/l. Vaäy löôïng buøn caën tích laïi ôû beå laéng sau moät ngaøy ñeâm laø:
Giaû söû ñoä aåm cuûa caën laéng khi ñöôïc huùt laø 95%, moãi ngaøy huùt caën 1 laàn, nhö vaäy toång theå tích caën öôùt maø bôm caàn huùt trong 1 chu kyø huùt caën seõ laø: 2.9. TÍNH TOAÙN BEÅ LOÏC NHANH Trong quaù trình loïc nhanh, nöôùc caàn xöû lyù ñi qua lôùp haït coù kích thöôùc trung bình - lôùn, neân coù vaän toác raát cao. Trong thôøi gian ban ñaàu ña soá caën baån trong nöôùc tieáp xuùc vôùi beà maët vaät lieäu loïc lôùp treân cuøng vaø ñeàu bò giöõ laïi treân ñoù, theo thôøi gian, beà giaøy lôùp maøng caën taêng daàn, ñoä beàn lieân keát cuûa lôùp maøng caën vôùi vaät lieäu loïc giaûm ñi, thì lôùp maøng caën bò phaù vôõ, moät phaàn caën baån bò cuoán ñi saâu hôn xuoáng caùc lôùp haït loïc beân döôùi vaø laïi keát baùm leân beà maët haït taïi ñoù, cöù nhö vaäy, vôùi moãi lôùp haït loïc, hieäu quaû loïc laø keát quaû cuûa hai quaù trình ngöôïc nhau: quaù trình keát baùm cuûa lôùp caën môùi töø nöôùc leân beà maët haït loïc vaø quaù trình taùch caën baån töø beà maët haït vaät lieäu vaøo nöôùc. Hai quaù trình treân dieãn ra ñoàng thôøi vaø lan daàn theo chieàu saâu beà daøy lôùp vaät lieäu loïc. Khi loïc nöôùc qua lôùp vaät lieäu loïc, caën baån bò lôùp vaät lieäu loïc giöõ laïi coøn nöôùc ñöôïc laøm trong, caën tích luyõ daàn trong caùc loã roãng laøm taêng toån thaát aùp löïc cuûa lôùp loïc. Vaän toác loïc nhanh thoâng thöôøng laø 5 ÷ 7 m/h, vaän toác lôùn nhö vaäy ñaõ gaây ra hieän töôïng choùng laøm taéc vaät lieäu loïc, vì vaäy vieäc laøm laøm saïch, hoaøn nguyeân laïi vaät lieäu loïc theo chu kyø laø raát caàn thieát. Dieän tích beà maët beå loïc cuûa traïm xöû lyù ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :
Trong ñoù : Q : Coâng suaát traïm xöû lyù (m3/ngaøy ñeâm) T : Thôøi gian laøm vieäc cuûa traïm trong moät ngaøy ñeâm (giôø). T=24giôø vbt : Toác ñoä loïc tính toaùn ôû cheá ñoä laøm vieäc bình thöôøng (m/h) Choïn vbt = 6m/h a : Soá laàn röõa moãi beå trong moät ngaøy ñeâm ôû cheá ñoä laøm vieäc bình thöôøng. Choïn 1 laàn, ñieàu kieän röûa loïc hoaøn toaøn töï ñoäng W : Cöôøng ñoä nöôùc röûa loïc (l/m2s). Choïn baèng 15 l/m2s. t1 : Thôøi gian röûa loïc (giôø). Choïn baèng 6 phuùt = 0,1h t2 : Thôøi gian ngöøng beå loïc ñeå röûa (giôø) t2 = 0,35h Vaäy ta tính ñöôïc toång dieän tích beå loïc cuûa traïm xöû lyù laø :
Trong beå loïc choïn caùt loïc coù côû haït dtñ = 0,7 ÷ 0,8 mm, heä soá khoâng ñoàng nhaát K = 2 ÷ 2,2, choïn chieàu daøy lôùp caùt loïc L = 0,8 m ( laáy theo baûng 4-6 saùch XÖÛ LYÙ NÖÔÙC CAÁP ). Soá beå loïc caàn thieát ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :
Tuy nhieân theo khuyeán caùo khoâng neân laáy soá löôïng beå loïc nhoû hôn 3 vì toác ñoä loïc seõ taêng nhanh trong quaù trình röûa loïc, vaäy ta coù theå choïn N = 4 beå. Kieåm tra laïi toác ñoä loïc taêng cöôøng vôùi ñieàu kieän ñoùng moät beå ñeå röûa :
Trong ñoù : vtc : Toác ñoä loïc taêng cöôøng (m/h) N1: Soá beå loïc ngöøng laøm vieäc ñeå söûa chöõa
Dieän tích moät beå loïc laø :
Vaäy choïn kích thöôùc beå loïc laø : f = L × B = 1,4 × 1,8 = 2,56 m2 Chieàu cao toaøn phaàn cuûa beå loïc nhanh tính theo coâng thöùc : H = hd + hv + hn + hp (m) Trong ñoù : hp : Chieàu cao lôùp baûo veä cuûa beå loïc (0,3 ÷ 0,5m), laáy hp = 0,4m hd: Chieàu cao lôùp soûi ñôõ, laáy baèng 0,1m. hn : Chieàu cao lôùp nöôùc treân lôùp vaät lieäu loïc, laáy hn = 2m hv : Chieàu daøy lôùp vaät lieäu loïc goàm than Antraxít vaø caùt thaïch anh laáy laø 1,1m [ trong ñoù chieàu daøy lôùp than Antraxit laø 400 ÷ 500mm (dtñ = 1 ÷1,2mm), choïn chieàu daøy than 400mm; chieàu daøy lôùp caùt thaïch anh laø 700 ÷ 800mm (dtñ = 0,7 ÷ 0,8mm), choïn chieàu daøy caùt thaïch anh 700mm] Vaäy chieàu cao beå laø : H = hd + hv + hn + hp = 0,1 + 1,1 + 2 + 0,4 = 3,6 m Tính toaùn toån thaát aùp löïc qua lôùp vaät lieäu loïc Toån thaát aùp löïc qua lôùp vaät lieäu loïc saïch ñöôïc xaùc ñònh qua coâng thöùc Carmen – Kozeny : Trong ñoù: HL : toån thaát aùp löïc e : ñoä giaõn nôû cuûa vaät lieäu loïc, ( quy phaïm e = 0,4 – 0,5 ) v : toác ñoä loïc, v = 6m/h. ( : heä soá hình daïng haït, ( = 0,85 – 1 d : ñöôøng kính haït, m L : chieàu cao lôùp vaät lieäu loïc,m f : heä soá ma saùt NR : heä soá Reynolds, NR = dv/( Vôùi ( laø heä soá nhôùt ñoäng hoïc cuûa nöôùc, ( = 8,01.10-7 m2/s Vaät lieäu  d(mm)  L(m)  e  NR  f  hL(m)   Than anthracite  0,6 – 0,8  0,4  0,5  1,25  61,75  0,046   Caùt thaïch anh  0,45 – 0,5  0,7  0,45  0,9  93,4  0,181   Soûi ñôõ  2,5  0,1  0,4  5,2  19,05  0,001   Baûng 2.3 - Toån thaát aùp löïc qua lôùp vaät lieäu loïc saïch Toång toån thaát aùp löïc qua lôùp vaät lieäu loïc saïch laø 0,23m Tính ñöôøng oáng töø beå laéng sang beå loïc nhanh Ñöôøng kính oáng daãn nöôùc töø beå laéng sang moãi beå loïc nhanh ñöôïc tính theo coâng thöùc:
Toác ñoä loïc cuûa beå loïc nhanh laø 6 m3/m2.h, moãi beå loïc nhanh coù dieän tích laø 2,56 m2. Nhö vaäy trong moät giôø caàn phaûi cung caáp
Vaäy Q =12,8 m3/h. v: Vaän toác nöôùc trong ñöôøng oáng, choïn v = 1 m/s. Thay caùc giaù trò vaøo coâng thöùc treân ta coù:
Vaäy choïn oáng daãn nöôùc töø beå laéng sang maùng phaân phoái nöôùc cuûabeå loïc, coù ñöôøng kính laø D = 70mm. Xaùc ñònh heä thoáng phaân phoái nöôùc röûa Choïn bieän phaùp röûa beå baèng gioù vaø nöôùc keát hôïp. Cöôøng ñoä nöôùc röûa loïc W = 15 l/.m2 s( öùng vôùi möùc ñoä nôû töông ñoái cuûa lôùp vaät lieäu loïc laø 50%) Cöôøng ñoä gioù röûa loïc Wgioù = 18l/s.m2 (theo quy phaïm laø 15 ÷ 20l/s.m2). Löu löôïng nöôùc röûa cuûa moät beå loïc laø :
Choïn ñöôøng kính oáng chính laø dc = 200mm baèng theùp thì toác ñoä nöôùc chaûy trong oáng laø vc = 1,2 m/s (naèm trong giôùi haïn cho pheùp ≤ 2 m/s). Laáy khoaûng caùch giöõa caùc oáng nhaùnh laø 0,28m, (theo quy phaïm 0,25 ÷ 0,3m). Soá oáng nhaùnh cuûa moät beå loïc seõ laø:
Boá trí caùc oáng : oáng nhaùnh ñöôïc ñaët vuoâng goùc vôùi oáng chính, khoaûng caùch giöõa caùc oáng nhaùnh laø 0,28 m; boá trí daøn oáng theo kieåu xöông caù. Löu löôïng nöôùc röûa loïc chaûy trong moãi oáng nhaùnh laø :
Choïn ñöôøng kính oáng nhaùnh dn = 50mm baèng theùp, thì toác ñoä nöôùc chaûy trong oáng nhaùnh seõ laø vn = 1,93 m/s, (naèm trong giôùi haïn cho pheùp 1,8 ÷ 2,0 m/s). Vôùi ñöôøng kính oáng chính laø 200mm, neân tieát dieän ngang cuûa oáng chính seõ laø:
Toång dieän tích loã laáy baèng 35% dieän tích tieát dieän ngang cuûa oáng chính, (quy phaïm cho pheùp 30 ÷ 35%) Vaäy toång dieän tích loã ñöôïc tính laø :
Choïn loã coù ñöôøng kính laø 12 mm (theo quy phaïm 10 ÷ 12mm), vaäy dieän tích moät loã seõ laø :
Toång soá loã seõ laø :
Soá loã treân moãi oáng nhaùnh laø :
loã, choïn baèng 10 Treân moãi oáng nhaùnh, caùc loã xeáp thaønh hai haøng so le nhau, höôùng xuoáng phía döôùi vaø nghieâng moät goùc 45o so vôùi maët phaúng naèm ngang. Soá loã treân moät haøng cuûa oáng nhaùnh laø: 10/2 = 5 loã Choïn moät oáng thoaùt khí
ñaët ôû cuoái oáng chính. Tính heä thoáng daãn gioù röûa loïc: Choïn cöôøng ñoä gioù röûa beå loïc laø : Wgioù = 18 l/s.m2, Vaäy löu löôïng gioù tính toaùn seõ laø :
Laáy toác ñoä gioù trong oáng daãn gioù laø 15 m/s (Quy phaïm 15 ÷ 20 m/s). Trong moät beå thieát keá laøm hai oáng daãn gioù chính. Vaäy ñöôøng kính moãi oáng daãn gioù chính laø :
Soá oáng gioù nhaùnh cuõng laáy baèng 10, khoaûng caùch giöõa caùc oáng gioù nhaùnh 0,28mm, töùc moãi oáng chính gaén 5 oáng gioù nhaùnh Löu löôïng gioù trong trong moät oáng nhaùnh seõ laø :
Ñöôøng kính oáng gioù nhaùnh laø :
Ñöôøng kính oáng gioù chính laø 45mm, Vaäy dieän tích maët caét ngang cuûa oáng gioù chính laø:
Toång dieän tích caùc loã laáy baèng 40% dieän tích tieát dieän ngang cuûa oáng gioù chính (Quy phaïm laø 30 ÷ 40%). Vaäy toång dieän tích caùc loã laø :
Choïn ñöôøng kính loã gioù laø 3mm, (Quy phaïm 2 ÷ 5 mm) Vaäy dieän tích moät loã gioù seõ laø :
Toång soá loã gioù seõ laø :
Soá loã treân moät oáng gioù nhaùnh laø:
Treân moãi oáng nhaùnh, caùc loã ñöôïc khoan höôùng xuoáng phía döôùi vaø nghieâng moät goùc 45o so vôùi maët phaúng thaúng ñöùng. Tính toaùn maùng thu nöôùc röûa loïc Beå coù chieàu daøi 1,8m, choïn moãi beå coù 1 maùng thu nöôùc röûa loïc hình chöõ nhaät. Löu löôïng nöôùc röûa thu vaøo maùng ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : qm = W.f (l/s) Trong ñoù : W : Cöôøng ñoä röûa loïc ; W = 15 l/s.m2 f :dieän tích 1 beå loïc; f = 2,56m2. Vaäy : qm = W.f = 15.2,56 = 38,4l/s = 0,0384m3/s chieàu cao maùng thu nöôùc ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc:
Trong ñoù : qM: Löu löôïng nöôùc chaûy vaøo maùng taäp trung nöôùc (m3/s), qm = 0,0384m3/s A: Chieàu roäng cuûa maùng taäp trung, choïn A = 0,3m g : Gia toác trong tröôøng g = 9,81 m/s2 Vaäy chieàu cao maùng thu nöôùc laø:
Khoaûng caùch töø beà maët lôùp vaät lieäu loïc ñeán meùp treân maùng thu nöôùc ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :
Trong ñoù : Lvl: Chieàu daøy lôùp vaät lieäu loïc, Lvl = 0,4 + 0,7 = 1,1 m e : Ñoä giaûn nôû töông ñoái cuûa lôùp vaät lieäu loïc, laáy e = 50% Vaäy ta tính ñöôïc :
2.10. TÍNH TOAÙN HEÄ THOÁNG LOÏC CARTRIDGE Heä thoáng loïc cartridge ñöôïc söû duïng ñeå loaïi boû nhöõng haït caën nhoû trong nöôùc maø nhöõng haït caën naøy ñaõ khoâng bò giöõ laïi ôû beå loïc nhanh. Muïc ñích cuûa loïc cartridge laø khoâng cho caën baån ñi vaøo heä thoáng loïc RO, nôi maø chæ nhöõng ion hoøa tan bò giöõ laïi, qua ñoù naâng cao hieäu quaû cuûa heä thoáng loïc RO. Choïn vaät lieäu loïc cartridge ZTECTM cuûa haõng Graver Technologies vôùi kích thöôùc loaïi boû haït caën laø 0,65(m, ta coù theå tham khaûo moät soá ñaëc tính cuûa oáng loïc nhö sau: Baûng 2.4 – Thoâng soá kyõ thuaät cuûa oáng loïc cartridge  oáng loïc ZTEC - G  oáng loïc ZTEC - R   Kích thöôùc haït caën bò loaïi boû ((m)  0,65  0,65   Dieän tích beà maët (m2)  0,63  0,5   Nhieät ñoä vaän haønh toái ña ( 0C )  45  45   Khoaûng pH cho pheùp  1-12  1-12   Chieàu daøi oáng loïc ( cm )  101,6  101,6   Ñöôøng kính oáng loïc( cm )  20,3  16   Löu löôïng doøng thaám ( l/ph )  3,79  3,79   Aùp suaát dö vaän haønh ( Pa )  7,59.103  8,97.103   Choïn oáng loïc ZTEC –G, soá löôïng oáng loïc caàn thieát laø: Söû duïng 4 boàn inox coù tieát dieän laø hình vuoâng ñeå chöùa caùc oáng loïc, nhö vaäy soá löôïng oáng loïc trong moãi boàn laø 64 oáng. Trong boàn oáng loïc ñöôïc boá trí thaønh 8 haøng vaø 8 coät ñeàu nhau, khoaûng caùch giöõa caùc taâm oáng laø 10 inch, vaäy ta coù chieàu daøi 1 caïnh hình vuoâng cuûa boàn laø: Choïn kích thöôùc maët caét cuûa boàn laø 2,1 x 2,1m Tính toaùn chieàu cao lôùp nöôùc trong boàn ñeå taïo ra aùp suaát dö 1,1psi: Choïn chieàu cao lôùp nöôùc laø 0,8m, chieàu cao tính töø maët thoaùng ñeán naép boàn laø 0,2m, chieàu cao phaàn chöùa vaät lieäu loïc laø 1,2m, vaäy chieàu cao cuûa boàn laø: . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.11. TÍNH TOAÙN HEÄ THOÁNG LOÏC RO Loïc RO ñöôïc xem laø khaâu quan troïng nhaát trong quaù trình xöû lyù nöôùc maën, qua maøng loïc RO caùc thaønh phaàn nhö chaát raén hoøa tan, vi khuaån… seõ bò loaïi boû vaø cho ra saûn phaåm laø nöôùc ngoït tinh khieát. Tham khaûo moät soá ñaëc tính cuûa maøng loïc nhö sau: Baûng 2.5 - Thoâng soá kyõ thuaät maøng loïc BW30-440 cuûa haõng FILMTEC Thoâng soá  Giaù trò   Loaïi maøng  polyamide   Chieàu daøi (mm)  1016   Ñöôøng kính (mm)  203,2   Dieän tích beà maët hoaït ñoäng (m2)  41   Löu löôïng vaøo lôùn nhaát ( m3/h )  19   Löu löôïng doøng thaám (m3/ngaøy)  43   Hieäu quaû loaïi boû TDS  99.5%   Nhieät ñoä vaän haønh lôùn nhaát (0C)  45   pH dung dòch röûa  1 - 12   pH vaän haønh  2 - 11   Tæ leä thaûi muoái %  99 – 99,5   Thoâng löôïng doøng thaám trung bình, l/m2.h  20 -27   Aùp suaát vaän haønh lôùn nhaát ( atm )  41   Aùp suaát vaän haønh trung bình ( atm )  10,3   Soá löôïng oáng loïc RO caàn thieát ñöôïc xaùc ñinh theo coâng thöùc sau: Trong ñoù: QP : löu löôïng doøng thaám, QP = 1000m3/ngaøy = 41,67m3/h JTB : thoâng löôïng doøng thaám trung bình, choïn JTB = 26.10-3m3/m2.h S : dieän tích beà maët maøng, S = 41m2 Choïn soá oáng loïc RO laø 40 oáng, caùc oáng RO ñöôïc boá trí theo 1 baäc ( 1 stage ) bao goàm 5 oáng aùp löïc ( pressure ) moãi oáng aùp löïc chöùa 8 oáng RO ( elements ). Keát quaû tính toaùn döïa treân phaàn meàm ROSA 6.0 cuûa haõng FILMTEC nhö sau : Löu löôïng doøng vaøo : 1400m3/ngaøy. Löu löôïng doøng thaám : 1050m3/ngaøy. Tæ leä taùi sinh : 75,01% Thoâng löôïng doøng thaám : 26,76 l/m2/h. 2.12. TÍNH TOAÙN HEÄ THOÁNG KHÖÛ TRUØNG Khöû truøng nöôùc laø khaâu baét buoäc cuoái cuøng trong quaù trình xöû lyù nöôùc aên uoáng sinh hoaït. Trong nöôùc thieân nhieân coù raát nhieàu vi sinh vaät vaø vi truøng gaây beänh, sau quaù trình xöû lyù cô hoïc, nhaát laø khi cho nöôùc qua beå loïc, phaàn lôùn caùc vi truøng bò giöõ laïi. Song ñeå tieâu dieät hoaøn toaøn caùc vi truøng gaây beänh, thì caàn phaûi khöû truøng nöôùc. Trong heä thoáng naøy duøng clo loûng ñeå khöû truøng, cô sôû cuûa phöông phaùp naøy laø duøng chaát oxi hoaù maïnh, ñeå oxi hoaù men cuûa teá baøo vi sinh vaät vaø tieâu dieät chuùng. Öu ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø vaän haønh ñôn giaûn, reû tieàn vaø ñaït hieäu suaát chaáp nhaän ñöôïc. Clo laø moät chaát oxi hoaù maïnh, ôû baát cöù daïng naøo, ñôn chaát hay hôïp chaát, khi taùc duïng vôùi nöôùc ñeàu taïo thaønh phaân töû HOCl coù taùc duïng khöû truøng raát maïnh. Phaûn öùng thuyû phaân giöõa Clo vaø nöôùc xaûy ra nhö sau : Cl2 + H2O
HCl + HOCl Axít hypoclorit HOCl raát yeáu, khoâng beàn vaø deã daøng phaân ly thaønh HCl vaø oxi nguyeân töû : HOCl
HCl + Ö hoaêïc coù theå phaân ly thaønh H+ vaø OCl- HOCl
H+ + OCl- Lieàu löôïng Clo hoaït tính caàn thieát söû duïng trong moät giôø ñöôïc tính theo coâng thöùc :
Trong ñoù : Q : Löu löôïng nöôùc nguoàn xöû lyù (m3/h) . Q = 58,3 m3/h a : Lieàu löôïng Clo hoaït tính (laáy theo tieâu chuaån 6.165 20TCN 33-1985) Choïn a = 3 mg/l = 3 g/m3 Vaäy löôïng Clo hoaït tính caàn thieát duøng ñeå khöû truøng trong moät giôø laø :
Lieàu löôïng Clo caàn thieát söû duïng trong moät ngaøy laø : 0,175.24 = 4,2 kG Ñeå ñònh löôïng Clo, xaùo troän Clo hôi vôùi nöôùc thì phaûi laép ñaët moät thieát bò chuyeân duøng goïi laø Clorator, loaïi Clorator ñöôïc öùng duïng roäng raõi nhaát hieän nay vaãn laø Clorator chaân khoâng. 2.13. TÍNH TOAÙN BEÅ CHÖÙA Nhieäm vuï cuûa beå chöùa laø thöïc hieän quaù trình tieáp xuùc giöõa nöôùc caáp vôùi dung dòch Clo vaø ñeå chöùa nöôùc saïch sau khi xöû lyù, ñeå loaïi boû nhöõng vi truøng coøn laïi tröôùc khi caáp nöôùc vaøo maïng löôùi caáp nöôùc. Beå chöùa ñöôïc thieát keá vôùi doøng chaûy ziczaêc qua töøng ngaên ñeå taïo thuaän lôïi cho quaù trình tieáp xuùc giöõa dung dòch Clo vôùi nöôùc saïch. Ngoaøi ra nöôùc coøn duøng ñeå röûa beå loïc, pha hoaù chaát, phuïc vuï veä sinh, döï tröõ cöùu hoûa. Theå tích beå chöùa coù theå laáy baèng 5-10% löôïng nöôùc ñaõ xöû lyù, ôû ñaây choïn baèng 10% vaäy theå tích beå chöùa seõ laø: V = 1400 . 0,1 = 140 m3. Choïn chieàu cao chöùa nöôùc trong beå laø 2m, chieàu cao an toaøn cuûa beå choïn 0,4 m; (Quy phaïm 0,3 ÷ 0,5m) Vaäy dieän tích maët baèng höõu ích beå chöùa laø:
choïn kích thöôùc beå laø: L x B = 7 x 10m, beå chöùa ñöôïc chia laøm 5 ngaên theo chieàu daøi, kích thöôùc moãi ngaên laø : 7 x 2 m, dieän tích moãi ngaên laø:
2.14. TÍNH TOAÙN BEÅ NEÙN BUØN Buøn caën töø beå laéng coù ñoä aåm cao, ñöôïc daån tôùi beå neùn buøn baèng moät heä thoáng oáng daån, nhieäm vuï cuûa beå neùn buøn laø laøm giaûm ñoä aåm cuûa buøn caën baèng caùch laéng cô hoïc ñeå ñaït ñoä aåm thích hôïp 94 ÷ 96%, beå neùn buøn ñöôïc xaäy döïng nhaèm giaûm khoái tích cuûa caùc coâng trình xöû lyù buøn phía sau. Buøn töø beå laéng goàm caën laéng, buøn seùt, saét, man gan, canxi, silíc, nhoâm, sunfaùt… Buøn laéng trong beå laéng ngang khi xöû lyù nöôùc baèng pheøn, coù noàng ñoä töø 0,1 ñeán 0,5%. Tyû troïng
. Nöôùc taùch töø buøn (caën) ñöôïc ñöa ngöôïc trôû laïi beå khuaáy troän ñeå thöïc hieän tieáp chu trình laøm saïch, coøn nöôùc röûa loïc chöùa nhieàu nhaân keo tuï, neân ñöôïc tuaàn hoaøn laïi beå troän, taùc nhaân naøy seõ ñaåy nhanh quaù trình hình thaønh boâng caën trong beå phaûn öùng taïo boâng caën. Noàng ñoä caën lô löûng trong nöôùc röûa loïc thöôøng töø 0,01 ÷ 0,04% theo troïng löôïng. Löôïng caën khoâ xaû ra sau moät ngaøy ñeâm töø beå laéng ñöôïc tính theo coâng thöùc:
Trong ñoù: C: haøm löôïng caën ñaàu ra, C = 10mg/l Cmax: Haøm löôïng caën trong nöôùc ñöa vaøo beå laéng, vôùi Cmax = Cn + K.P + 0,25.M + Pk (mg/l) Cn : Haøm löôïng caën nöôùc nguoàn mg/l (Cn = 160 mg/l). P : Lieàu löôïng pheøn tính theo saûn phaåm khoâng ngaäm nöôùc (mg/l). (Tra baûng 2-1 saùch XÖÛ LYÙ NÖÔÙC CAÁP cuûa Nguyeãn Ngoïc Dung ta coù P = 40 mg/l) M : Ñoä maøu cuûa nöôùc nguoàn tính theo thang maøu Platin_Coban. M = 40 Pt-Co Pk: Lieàu löôïng voâi kieàm hoaù nöôùc neáu coù (mg/l). PK = 0 K : Heä soá phuï thuoäc vaøo ñoä tinh khieát cuûa pheøn ñang söû duïng Ñoái vôùi pheøn nhoâm saïch K = 0,05 Ñoái vôùi pheøn nhoâm khoâng saïch K = 1 Ñoái vôùi pheøn saét clorua K = 0,8 (Ñoái vôùi coâng ngheä naøy thì duøng pheøn nhoâm khoâng saïch töùc laø K =1) Nhö vaäy haøm löôïng caën trong nöôùc ñöa vaøo beå laéng laø: Cmax = Cn + K.P + 0,25.M + Pk = 60 + 1.40 + 0,25.40 + 0 = 110 mg/l. Vaäy löôïng buøn caën tích laïi ôû beå laéng sau moät ngaøy ñeâm laø:
Taûi troïng caën ñöa vaøo beå neùn buøn coù giaù trò15 ÷ 25 kg SS/m2.Ngaøy ñeâm. Ta choïn taûi troïng chaát raén toång coäng la qo = 25 kg/m2.Ngaøy ñeâm. Dieän tích beå neùn buøn ñöôïc xaùc ñònh theo taûi troïng caën laø:
Neáu keå caû dieän tích buoàng phaân phoái trung taâm S= 5,6.1,1 = 6,16 m2 Ñöôøng kính trong cuûa beå neùn buøn laø:
Ñöôøng kính oáng phaân phoái trung taâm laø: DTT = 0,2.D = 0,2.2,8 = 0,56 m Ñöôøng kính phaàn loe cuûa oáng trung taâm: DLoe = 1,35.DTT = 1,35.0,56 = 0,75 m Ñöôøng kính taám chaén : DChaén = 1,3.DLoe = 1,3.0,75 =1 m Chieàu cao phaàn laéng cuûa beå laéng buøn ñöùng: hLaéng = v1.t Trong ñoù: v1: Vaän toác chuyeån ñoäng cuûa buøn laéng trong beå, laáy v1 = 0,05mm/s t: Thôøi gian löu buøn , choïn t = 12 giôø. Vaäy chieàu cao phaàn laéng cuûa beå laéng buøn laø: hLaéng = 0,05.10-3. 12.3600 = 2,2 m Ñaùy beå ñöôïc xaây döïng hình choùp cuït, vôùi ñaùy lôùn coù ñöôøng kính baèng 2,8m vaø ñaùy beù ñöôïc choïn 0,5m, goùc nghieâng cuûa ñaùy so vôùi phöông ngang 45o, neân chieàu cao phaàn ñaùy beå ñöôïc tính:
Choïn chieàu cao baûo veä hbv = 0,4m Vaäy chieàu cao toång coäng cuûa beå neùn buøn laø: Htc = hLaéng + hd + hbv = 2,2 +1,15 + 0,4 = 3,75m Löu löôïng buøn thaûi ra töø beå neùn buøn trong moät ngaøy ñeâm laø:
Trong ñoù: Q1: Löu löôïng buøn tröôùc khi neùn (m3/Ngaøy ñeâm) P1: Ñoä aåm cuûa buøn luùc ban ñaàu; P1 = 98% P2: Ñoä aåm cuûa buøn sau khineùn; P2 = 95% Theo tính toaùn ôû phaàn beå laéng thì löôïng buøn tích luyõ taïi moãi beå sau moät ngaøy ñeâm laø Wc = 50,711 m3. Chu kyø thaùo caën laø 24giôø, nhö vaäy sau moãi chu kyø thì löôïng buøn ôû moãi beå laéng seõ ñöôïc ñöa sang moãi beå neùn buøn. Vaäy sau moät ngaøy ñeâm löôïng buøn thaûi ra töø beå neùn buøn laø:
Löôïng nöôùc eùp buøn thu ñöôïc töø moãi beå neùn buøn sau moät ngaøy ñeâm laø: Q3 = Q1 – Q2 = 140 – 56 = 84 m3/ngaøy ñeâm Nöôùc eùp buøn ñöôïc boá trí ñöa veà beå khuaáy troän ñeã tieáp tuïc ñöôïc xöû lyù, coøn buøn thaûi ñöôïc ñöa ra saân phôi buøn, phôi khoâ. Tính ñöôøng oáng daãn buøn töø beå neùn buøn sang maùy eùp buøn Choïn oáng nhöïa PVC coù ñöôøng kính
ñeå daãn buøn töø beå neùn buøn sang maùy eùp buøn. Choïn theo baûng 10 (TCXD-51-84 – NXB ÑH Quoác Gia Tp. HCM), toác ñoä chaûy tính toaùn cuûa buøn phuï thuoäc vaøo ñoä aåm ñoä aåm cuûa buøn vaø ñöôøng kính oáng daãn buøn. Tính ñöôøng oáng daån nöôùc töø beå neùn buøn sang beå khuaáy troän Choïn ñöôøng oâng daån nöôùc töø beå neùn buøn sang beå khaáy troän coù ñöôøng kính
(theo cheá ñoä töï chaûy), loaïi oáng nhöïa PVC. 2.15. MAÙY EÙP BUØN DAÏNG BAÊNG TAÛI Maùy laøm khoâ caën baèng loïc eùp daây ñai treân baêng taûi dung phoå bieán hieän nay vì quaûn lyù ñôn giaûn, ít toán ñieän, hieäu suaát laøm khoâ chaáp nhaän ñöôïc. Nguyeân taéc laøm vieäc: heä thoáng loïc eùp treân baêng taûi goàm maùy bôm buøn töø beå coâ ñaëc ñeán thuøng hoaø troän hoaù chaát keo tu ï(neáu caàn), vaø ñònh löôïng caën, thuøng naøy ñaët treân ñaàu vaøo cuûa baêng taûi. Ñaàu tieân caën töø thuøng ñònh löôïng vaø phaân phoái ñi vaøo khoang ñaàu cuûa baêng taûi, ôû ñoaïn naøy nöôùc ñöôïc loïc qua baêng taûi theo nguyeân taéc loïc trong löïc, ñi qua caàn gaït ñeå san ñeàu caën treân toaøn chieàu roäng baêng, roài ñi qua truïc aùp vaø coù löïc aùp taêng daàn Heäu suaát laøm khoâ caën phuï thuoäc vaøo caùc thoâng soá nhö: ñaëc tính cuûa caën, caën coù troän vôùi chaát trôï keo tuï hay khoâng, ñoä roäng cuûa baêng loïc, toác ñoä di chuyeån vaø löïc eùp cuûabaêng taûi. Noàng ñoä caën sau khi laøm khoâ treân maùy loïc baêng taûi ñaït ñöôïc töø 15 ÷ 25%. Thôøi gian cuûa moät chu kyø xaû caën laø 24 giôø, toång löôïng buøn xaû ra töø beå neùn buøn laø Q2 = 56 m3/ngaøy ñeâm. Khoái löôïng caën ñöa vaøo maùy eùp buøn trong moät ngaøy ñeâm laø: M = 40,56.
.P = 56.1,012.103(kg/m3).0,05 = 2833,6 kg/ngaøy ñeâm Trong ñoù: P: Noàng ñoä phaàn traêm cuûa caën khoâ trong hoãn hôïp, P = 5%
: Tyû troïng cuûa buøn trong beå laéng ngang,
Trong moät ngaøy maùy laøm vieäc 8 giôø Choïn taûi troïng treân moät meùt roäng baêng taûi laø 150 kg/m Löôïng caën ñöa vaøo maùy trong moät giôø laø: G = 2833,6/8 = 354,2 kg/giôø Vaäy chieàu roäng baêng taûi laø:
Tính toaùn löôïng polymer söû duïng Löôïng buøn caën ñöa vaøo maùy eùp buøn trong moät giôø laø 354,2 kg/giôø Lieàu löôïng polmer 5kg/taán buøn Lieàu löôïng polymer söû duïng 354,2.5/1000 = 1,77kg/giôø PHAÀN II TÍNH TOAÙN CHI PHÍ ÑAÀU TÖ, VAÄN HAØNH 3.1. CAÙC HAÏNG MUÏC ÑAÀU TÖ STT  Teân thieát bò  Ñaëc tính kyõ thuaät  SL  Ñôn giaù (ñoàng)  Thaønh tieàn (ñoàng)   01  Coâng trình thu  Beâtoâng coát theùp, chieàu cao 8m, bôm Nhaät c.suaát 60m3/h  01  25.000.000  25.000.000   02  Beå hoaø troän pheøn  Beâtoâng coát theùp, theå tích 700lit, motor khuaáy c.suaát 0.25Hp  02  8.000.000  16.000.000   03  Beå troän cô khí  Beâtoâng coát theùp, dung tích 1m3, motor khuaáy coâng suaát 0.5kW, ñöôøng kính caùnh khuaáy 0.3m  01  20.000.000  20.000.000   04  Beå taïo boâng  Beå taïo boâng vaùch ngaên beâtoâng coát theùp, theå tích 39m3 chia laøm 3 ngaên baèng nhau  01  100.000.000  100.000.000   05  Cyclone thuyû löïc  Thuøng theùp SS304, goàm10 cyclone ñôn ñöôøng kính 75mm  01  18.000.000  18.000.000   06  Beå loïc nhanh  kích thöôùc moãi beå 1.4x1.8m, 3 lôùp vaät lieäu loïc, beâtoâng coát theùp  04  12.000.000  48.000.000   07  Boàn loïc cartridge  Boàn inox, kích thöôùc 2.1x2.1m, cao 2.2m  04  15.000.000  60.000.000   08  oáng loïc cartridge  Daøi 40 inch, ñ.kính 8 inch, löu löôïng doøng thaám 3.79lít/phuùt  257  90.000.000  23.130.000   09  Boàn loïc RO  Boàn inox, chöùa 9 oáng loïc  04  12.000.000  48.000.000   10  oáng loïc RO  Daøi 1016mm, ñ.kính 201mm, löu löôïng doøng thaám 28.4m3/ng  36  230.000.000  8.820.000   11  Bôm aùp löïc  Q= 15m3/h  04  35.000.000  140.000.000   12  Ñoàng hoà ño aùp  Pmax = 50kg/cm2, Nhaät Baûn saûn xuaát  04  800.000  3.200.000   13  Bôm röûa maøng  P = 2kg/cm2, Q = 18m3/h, Nhaät Baûn saûn xuaát  01  11.000.000  11.000.000   14  Thieát bò ño TDS  Bao goàm ñieän cöïc, Hoa Kyø saûn xuaát  01  6.500.000  6.500.000   15  Boàn chöùa Clo  Coâng suaát 4.2kg/ngaøy  01  10.000.000  10.000.000   16  Beå chöùa  Beâtoâng coát theùp, dung tích 140m3, goàm 5 ngaên  01  200.000.000  200.000.000   17  Beå neùn buøn  Beâtoâng coát theùp, cao 3.75m, ñöoøng kính 2.8m  01  45.000.000  45.000.000   18  Maùy eùp buøn  Coâng suaát 3taán buøn/ngaøy  01  120.000.000  120.000.000   19  Traïm bôm caáp II  Nhaø baûo veä bôm, 2 bôm coâng suaát 60m3/h  01  110.000.000  110.000.000   20  Heä thoáng ñöôøng oáng  PVC, oáng theùp  01 heä  20.000.000  20.000.000   21  Heä thoáng ñieän  Tuû ñieàu khieån + daây noái  01  25.000.000  25.000.000   22  Chi phí vaän chuyeån, boác xeáp     10.000.000   23  Nhaân coâng     150.000.000   Toång coäng  1.217.650.000   3.2. CHI PHÍ CHO 1M3 NÖÔÙC SAÏCH Khaáu hao thieát bò: 120.000.000ñ Hoùa chaát: 140.000.000ñ Ñieän naêng: 75.000.000ñ Thay theá vaät lieäu loïc: 50.000.000ñ Söõa chöõa: 15.000.000ñ Nhaân coâng: 40.000.000ñ Toång coäng( taát caû chi phí ñeàu tính cho 1 thaùng) 430.000.000ñ Coâng suaát xöû lyù: 1000m3/ngaøy * 30ngaøy = 30.000m3 Giaù thaønh 1m3 nöôùc saïch: 14.333ñ/m3.