Thiết kế trạm xử lý nước cấp quận 2 - TP Hồ Chí Minh công suất: 2500 m3/ngày đêm

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NOÂNG LAÂM TP. HOÀ CHÍ MINH KHOA COÂNG NGHEÄ MOÂI TRÖÔØNG ( ( (
GV höôùng daãn: ThS.KS. Phaïm Trung Kieân Nhoùm 05 Löông Ngoïc Trung Haäu Nguyeãn Thò Thu Hoaøn Nguyeãn Ñoaøn Ñaêng Quang TP. Hoà Chí Minh, 1/2006TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NOÂNG LAÂM TP. HOÀ CHÍ MINH KHOA COÂNG NGHEÄ MOÂI TRÖÔØNG ( ( ( NHIEÄM VUÏ THIEÁT KEÁ ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC Moân hoïc: XÖÛ LYÙ NÖÔÙC CAÁP Lôùp: DHMT03 – Nieân khoaù:2005 – 2006 Nhoùm: 05 Hoï teân sinh vieân: Löông Ngoïc Trung Haäu Nguyeãn Thò Thu Hoaøn Nguyeãn Ñoaøn Ñaêng Quang Giaùo vieân höôùng daãn: Phaïm Trung Kieân Ngaøy giao ñoà aùn: 1/11/2005 Ngaøy hoaøn thaønh ñoàn aùn: 10/1/2005 Nhieäm vuï thieát keá ñoà aùn Thieát keá traïm xöû lyù nöôùc caáp coâng suaát: 2500 m3/ngñ Nguoàn nöôùc: ngaàm Vò trí: Quaän 2, TP. Hoà Chí Minh Nieân haïn thieát keá: t = 20 naêm Tieâu chuaån caáp nöôùc: 1329/02/BYT, aên uoáng, sinh hoaït Noäi dung thöïc hieän Löïa choïn sô ñoà coâng ngheä Tính toaùn caùc coâng trình ñôn vò Quy hoaïch maët baèng traïm xöû lyù Thieát keá chi tieát moät coâng trình ñôn vò do caùn boä höôùng daãn quy ñònh Soá lieäu thieát keá Tính chaát nguoàn nöôùc ngaàm nhö sau: SS mg/l Ñoä kieàm, mg CaCO3/l 25 PH 5,1 Fe2+, mg/l 9 CO2, mg/l 120 Ñoä ñuïc, FTU Ñoä maøu, PI-Co TDS, mg/l 60 Mn2+ 0,1 Thuyeát minh tính toaùn bao goàm Phaân tích nhieäm vuï thieát keá Tính toaùn caùc coâng trình ñôn vò Baûn veõ theå hieän (A1) Maët baèng boá trí traïm xöû lyù Maët caét doïc daây chuyeàn coâng ngheä xöû lyù Baûn veõ chi tieát moät coâng trình ñôn vò quan troïng nhaát Chöông I: PHAÂN TÍCH NHIEÄM VUÏ THIEÁT KEÁ ÑOÀ AÙN I. PHAÂN TÍCH NHIEÄM VUÏ Cuoäc soáng con ngöôøi ñieàu kieän thieát yeáu nhaát laø aên vaø uoáng, keá ñeán laø caùc sinh hoaït caù nhaân nhö chuøi röõa taám giaët. Vì vaäy nöôùc ñaëc bieät laø nöôùc saïch laø raát caàn thieát. Vôùi ñieàu kieän moâi tröôøng hieän nay chaát löôïng caùc nguoàn nöôùc caáp khoâng coøn ñaûm baûo, chính vì vaäy vieäc xöû lyù nöôùc an toaøn vaø ñaït caùc tieâu chuaån cho pheùp ñeå caáp cho sinh hoaït laø yeáu toá tieân quyeát. Ñoà aùn naøy chuùng toâi trình baøy quaù trình kó thuaät vaø vaän haønh moät coâng trình xöû lyù nöôùc caáp töø nguoàn nöôùc ngaàm vôùi coâng suaát vaän haønh laø 2500 m3/ ngaøy ñeâm Xin chaân thaønh caùm ôn ThS.KS. Phaïm Trung Kieân vaø caùc thaày coâ ñaõ giuùp ñôõ chuùng toâi hoaøn thaønh ñoà aùn naøy. II. NHIEÄM VUÏ THIEÁT KEÁ Thieát keá coâng trình xöû lyù nöôùc caáp tieâu chuaån 1329/02/BYT vôùi coâng suaát 2500m3/ngñ. Tính chaát nguoàn nöôùc ngaàm nhö sau: SS mg/l Ñoä kieàm, mg CaCO3/l 25 PH 5,1 Fe2+, mg/l 9 CO2, mg/l 120 Ñoä ñuïc, FTU Ñoä maøu, PI-Co TDS, mg/l 60 Mn2+ 0,1 Chaát löôïng nöôùc ñaàu ra SS mg/l ( 3 PH 8,5 – 9,5 Fe2+ mg/l < 0,5 Mn2+ mg/l < 0,2 Thôøi gian phuïc vuï coâng trình laø 20 naêm Thieát keá kó thuaät töø quaù trình xöû lyù nöôùc ñeán beå chöùa goàm: ( Phöông aùn 1 Beå troän voâi Giaøn möa Beå laéng ñöùng tieáp xuùc Beå loïc nhanh saét Beå chöùa ( Phöông aùn 2 Beå troän Giaøn möa Beå loïc aùp löïc Beå chöùa Chöông II: LÖÏA CHOÏN SÔ ÑOÀ COÂNG NGHEÄ PHÖÔNG AÙN 1 `
 PHÖÔNG AÙN 2
 Chöông III: TÍNH TOAÙN COÂNG TRÌNH ÑÔN VÒ I. PHÖÔNG AÙN 1 1. Tính toaùn löôïng voâi Ñeå naâng ñoä kieàm cuûa nöôùc ta duøng CaO ñeå kieàm hoaù nöôùc. Ñoä kieàm ban ñaàu cuûa nguoàn nöôùc laø 25 mg/l CaCO3 = 0.5 mgñl/l. Ñoä kieàm sau khi chænh pH leân 8,5 laø 5,5 mgñl/l. Vaäy phaûi taêng ñoä kieàm leân moät löôïng: = 5,5 – 0,5= 5 mgñl/l. Lieàu löôïng voâi kieàm hoaù Lv= (K. MCao= 5 . 28 = 140mg/l
= 140.1000.2500 = 350.106 mg/ngñ = 350 kg/ngñ Choïn ñoä tinh khieát cuûa voâi laø 50%:
thöïc teá =
= 700 kg/ngñ Khi cho CaO vaøo nöôùc ta coù phaûn öùng CaO + H2O ( Ca2+ + 2OH- 56 40 140 100 Vaäy löôïng Ca2+ sinh ra laø a =
= 100mg/l Löôïng voâi phaûn öùng vôùi CO2: Ca2+ + 2OH- + 2CO2 ( Ca2+ + 2HCO3- 40 44 112 100 110 250 ( löôïng CO2 dö sau phaûn öùng. Vaäy löôïng Ca2+ khoâng coøn sau khi kieàm hoaù neân khoâng caàn xöû lyù löôïng Ca2+ naøy Löôïng CO2 dö sau phaûn öùng: 120 – 110 = 10 mg/l Löôïng HCO3- sinh ra =
= 305,0 mg/l 2. Tính toaùn thieát bò pha troän voâi Dung tích beå pha troän voâi: Wv =
Qtt : löu löôïng nöôùc xöû lyù. Qtt = 2500 m3/ngñ = 104,2 m3/h = 0.029 m3/s n: thôøi gian giöõa 2 laàn hoaøn tan. n = 12h Pv: löôïng voâi tính toaùn. Pv= 140 mg/l bh: noàng ñoä dung dòch voâi trong thuøng hoaø troän. bh = 5% (: khoái löôïng rieâng cuûa dung dòch (= 1 taán/m3. Wv =
= 3,5 m3 Beå thieát keá theo daïng hình truï troøn; ñöôøng kính ñaùy beå phaûi laáy baèng chieàu cao coâng taùc cuûa beå: d = h . ( Wv =
=
( d =
=
= 1,6458 (m) Choïn soá voøng quay cuûa caùnh quaït laø: 40 voøng/phuùt. Chieàu daøi caùnh quaït laáy baèng 0,4 ñöôøng kính beå. Lcq= 0,4 . d = 0,65832 ( 0,66m ( Chieàu daøi toaøn phaàn cuûa caùnh quaït laø: 1,32m Dieän tích moãi caùnh quaït choïn 0,2m2/caùnh quaït / 1m3 voâi söõa Fcq = 0,2 . 3,5 = 0,7 m Chieàu roäng moãi caùnh quaït laø: bcq=
= 0,265 m 3. Tính toaùn beå troän Qtt = 2500 m3/ngñ = 104,2 m3/h = 0.029 m3/s Vaän toác nöôùc daâng v = 25mm/s = 0,025 m/s Dieän tích tieát dieän ngang ôû phaàn traøn cuûa beå troän laø: ft=
=
= 1,1572 ( 1,16 m2 Neáu maët baèng phaàn treân cuûa beå troän coù hình vuoâng thì chieàu daøi moãi caïnh laø: bt =
= 1,077m Vôùi Qtt = 28,93 l/s. Choïn ñöôøng kính oáng baèng theùp daãn nöôùc nguoàn vaøo beå laø D = 150mm, öùng vôùi v = 1,48 m/s (v (
m/s) Ñöôøng kính ngoaøi cuûa oáng daãn nöôùc vaøo beã seõ laø: 170mm Do ñoù dieän tích ñaùy beå choã noái oáng seõ laø: fñ = 0,1702 = 0,0289 m2 Choïn goùc noùn ( = 400 thì chiều cao phần hình thaùp (phaàn döôùi beå) seõ laø hñ =
=
= 1,245 Theå tích phaàn hình thaùp cuûa beå troän baèng Wñ=
=
= 0,569m3 Theå tích toaøn phaàn cuûa beå vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 1,5 phuùt: W =
=
=
= 2,605 m3 Theå tích phaàn treân (hình hoäp) cuûa beå seõ laø: Wt = W - Wñ = 2,605 – 0,569 = 2,036 m3 Chieàu cao phaàn treân cuûa beå laø: ht =
=
= 1,755 m Chieàu cao toaøn phaàn cuûa beå: h = ht + hd = 1,755 + 1,245 = 3 m Döï kieán thu nöôùc baèng maùng voøng coù loå ngaäp nöôùc. Nöôùc chaûy trong maùng ñeán choå oáng nöôùc ra khoûi beå theo 2 höôùng ngöôïc chieàu nhau, vì vaäy löu löôïng nöôùc tính toaùn cuûa maùng seõ laø: qm =
=
= 52,1 m3/h Dieän tích tieát dieän maùng vôùi toác ñoä chaûy nöôùc trong maùng vm = 0,6 m/s laø: fm =
=
= 0,024 m2 Choïn chieàu roäng maùng laø bm = 0,2 m thì chieàu cao lôùp nöôùc tính toaùn trong maùng seõ laø: Hm =
=
= 0,12 m Ñoä doác cuûa maùng veà phía oáng thaùo nöôùc ra laáy baèng 0,02 toång dieän tích caùc loã ngaäp thu nöôùc ôû thaønh maùng vôùi toác ñoä nöôùc chaûy qua loå: vl = 1 m/s
=
=
= 0,0289 m2 Choïn ñöôøng kính loå dl = 20 mm thì dieän tích moãi loã (R2 = 0,000315 m2 ( Toång soá loå treân thanh maùng seõ laø: n =
=
= 92,038 ( 93 loã Caùc loã ñöôïc boá trí ngaäp trong nöôùc 70 mm (tính ñeán taâm loã) chu vi phía trong cuûa maùng laø Pm = 4.bt = 4.1,077 = 4,308 m Khoaûng caùch giöõa caùc taâm loã:
=
= 0,046 m Q = 28,93 l/s choïn oáng daãn sang beå phaûn öùng d = 225 mm vôùi v = 0,93 m/s (v (
m/s) 4. Beå chöùa trung gian ( Thieát keá beå chöùa trung gian Beå chöùa trung gian nhaèm chöùa cho bôm hoaït ñoäng an toaøn. Bôm nöôùc xöû lyù töø beå troän leân treân giaøn möa. Beå chöùa nöôùc ñaûm baûo cho bôm hoaït ñoäng trong 30 phuùt neáu khoâng coù nöôùc cung caáp. Qgiaøn möa = 104.2 m3/h Vaäy theå tích beå chöùa laø 52 m3. Beå chöùa thieát keá: 3m x 4,5m x 4m ( Choïn bôm ñöa nöôùc leân giaøn möa Choïn maùy bôm 1 bôm leân giaøn möa, vaø 1 maùy döï phoøng. Löu löôïng Q = 104,2 m3/h, chieàu cao coät aùp h = 10m. Choïn bôm CM 100-250: 1450 voøng/ phuùt, coâng suaát P = 7 KW 5. Tính toaùn giaøn möa Dieän tích giaøn möa: F =
Q = 104,2 m3/h. Choïn qm = 10 m3/m2.h F =
= 10,42 m2 Dieän tích moãi ngaên cuûa giaøn möa: f =
Choïn N = 4: f =
= 2,605 m2 Choïn kích thöôùt moãi ngaên cuûa giaøn möa laø: 6.01m x 0,435m = 2,6144 m2. toång dieän tích beà maët tieáp xuùc: Ftx =
(m2) K laø heä soá khöû khí. Choïn vaät lieäu tieáp xuùc laø than coác d = 24 mm theo bieåu ñoà 5-8 xaùc ñònh ñöôùc K = 0,079 öùng vôùi t = 200C. G löôïng CO2 caàn khöû: G =
Cl löôïng CO2 töï do caàn khöû ñeå taêng pH leân 8 Cl = 1,64.Fe2+ + (Cñ – Ct) Fe2+ haøm löôïng saét ban ñaàu = 9 mg/l Cñ haøm löôïng CO2 töï do coøn: Cñ = 120 mg/l Ct = Cbñ.(.( = 10 . 1 . 1,05 = 10,5 (mg/l) Öùng vôùi pH = 8, K = 5,5 mgñl/l ( Cñb = 10 mg/l Löôïng muoái hoaø tan laø 60 ( ( = 1,05 Nhieät ñoä t = 200C ( ( = 1,0 Vaäy Cl = 1,64.9 + (120 – 10,08) = 124,68 ( G =
= 12,99 kg/h Löïc ñoäng trung bình cuûa quaù trình khöû khí (Ctb =
Cmax = 1,64.Fe2+ + Cñ = 1,64.9 + 120 = 134,76 mg/l (Ctb =
= 0,04874 kg/m3 Ftx =
=
= 3374015 m2 Khoái tích lôùp vaät lieäu tieáp xuùc: W =
Ftx laáy theo (baûng 5-3) duøng than coác d = 24 mm laø 120m2/m3 W =
= 28,14 m3 Chieàu cao toång coäng lôùp vaät lieäu tieáp xuùc trong giaøn möa: htx =
=
= 2,7 m Laáy chieàu cao lôùp tieáp xuùc ôû moãi saøn laø 0,3375 m (QP =
m) ( Thieát keá giaøn möa 8 taàng, toång chieàu cao giaøn möa seõ laø: 9,1 m, chieàu cao moãi ngaên seõ laø 1,1375m, chieàu cao ngaên thu laø 0,3 m. ( Choïn 2 giaøn möa: moãi giaøn cao: 4,55 m Löu löôïng nöôùc leân moãi ngaên cuûa giaøn möa: (2 giaøn) Q =
=
= 13,025 m3/h = 3,62 l/s Choïn d = 60, v = 0,96 m/s (
m/s) Oáng daãn nöôùc töø saøn thu xuoáng beå laéng d = 50mm, v = 1,15 m/s (
m/s) Boá trí 4 voøi phun nöôùc röûa saøn d = 20 mm (öùng vôùi 1 saøn) naèm veà cuøng moät phía vôùi khoaûng phuïc vuï xa nhaát 10 m trang bò 2 oáng thoaùt nöôùc döôùi saøn d = 100 mm thau röûa giaøn möa. 6. Beå laéng ñöùng tieáp xuùc Dung tích beå W =
=
= 69,5 m3 Choïn T = 40 phuùt. Laáy chieàu cao vuøng laéng cuûa beå laø 24 m (
m) Toác ñoä nöôùc daân trong beå laø: V =
=
= 1 mm/s Dieän tích toaøn phaàn cuûa beå laéng tieáp xuùc F =
=
= 28,96 m2 Löu löôïng nöôùc qua beå q = 28,93 l/s Choïn oáng trung taâm baèng theùp. Toác ñoä nöôùc chaûy qua oáng v = 0,85 l/s thì ñöôøng kính oáng trung taâm 200 mm Choïn beå laéng hình truï ñöôøng kính 6,01m ta coù
=29,209 m2 chieàu cao vuøng laéng baèng 0,8 chieàu cao phaàn hình truï. Htruï =
=
= 3 m Choïn chieàu roäng hoá thu caën ôû ñaùy 0,35 m. Chieàu cao phaàn noùn laø: Hnoùn =
= 3,373 m Laáy chieàu cao phaàn baûo veä laø 0,5 m Toång chieàu cao cuûa beå laéng tieáp xuùc laø: H = 0,5 + 3 + 3,4 = 6,9 m 7. Beå loïc nhanh Fe Dieän tích beå loïc nhanh Fe F =
Q: coâng suaát traïm (m3/ngñ). Q = 2500 m3/ngñ T: thôøi gian laøm vieäc. T = 24 h vbt: toác ñoä loïc ôû cheá ñoä bình thöôøng. vbt = 5 m3/h a: soá laàn röûa beå trong ngaøy ñeâm. Ôû cheá ñoä bình thöôøng a = 2 W: cöôøng ñoä nöôùc röûa loïc. W = 14l/s.m2 t1 : thôøi gian röûa loïc. t1 = 5 phuùt =
h t2: thôøi gian ngöøng beå loïc ñeå röûa. t2 = 0,35 h. F =
= 22,26 m2 Trong beå loïc, choïn caùt loïc coù côõ haït dtd =
mm, heä soá khoâng ñoàng nhaát k=
. Chieàu daøy lôùp caùt loïc 0,7 m. Soá beå loïc caàn thieát: N = 0,5.
= 0,5.
= 2,35. Choïn N = 3 beå Kieåm tra laïi toác ñoä loïc taêng cöôøng vôùi ñieàu kieän ñoùng 1 beå ñeå röûa: Vtc = Vbt .
= 5.
= 7,5 m/h. Vtc (
Dieän tích moät beå loïc laø: f =
=
= 7,42 m2 Choïn kích thöôùc beå laø: B . L = 2,5 . 3 = 7,5 m2 Chieàu cao toaøn phaàn cuûa beå loïc nhanh xaùc ñònh theo coâng thöùc: H = hd + hv + hn + hp hd: chieàu cao lôùp soûi ñôõ hd = 0,7 m hv: chieàu daøy lôùp vaät lieäu loïc hv = 0,7 m hn: chieàu cao lôùp nöôùc treân lôùp vaät lieäu loïc hn = 2 m (( 2 m) hp: chieàu cao phuï hp = 0,5 m H = 0,7 +0,7 + 2 +0,5 = 3,9 m ( Xaùc ñònh heä thoáng phaân phoái nöôùc röûa loïc Choïn bieän phaùp röûa loïc baèng gioù, nöôùc phoái hôïp. Cöôøng ñoä nöôùc röûa loïc W=14l/s.m2 (
l/s.m2) öùng vôùi möùc ñoä nôû töông ñoái cuûa lôùp vaät lieäu loïc laø 45%. Cöôøng ñoä gioù röûa loïc Wgioù = 15 l/s.m2 (
l/s.m2). Löu löôïng nöôùc röûa cuûa 1 beå loïc Qr =
=
= 0,10388 m3/s = 103,88 l/s Choïn oáng chính baèng theùp ñöôøng kính oáng dc = 300, v = 1,37 (( 2 m/s) Khoaûng caùch giöõa caùc oáng nhaùnh laø: 0,25 m (
m). Thì soá oáng nhaùnh cuûa moät beå loïc laø: m =
.2 =
.2 = 20 Löu löôïng nöôùc röûa loïc chaûy trong moãi oáng nhaùnh laø: qn =
=
= 5,194 l/s Choïn oáng baèng theùp dn = 50 mm, v = 1,62 m/s vôùi oáng chính laø 300 mm thì tieát dieän ngang cuûa oáng laø: ( =
=
= 0,07065 m2 Toång dieän tích loå laáy baèng 35% tieát dieän ngang cuûa oáng. Toång dieän tích ngang cuûa loå laø: W = 0,35 . 0,07065 = 0,0247275 m2 Choïn loå coù ñöôøng kính 12 mm ( quy phaïm
mm) ( dieän tích 1 loã laø: Wloã =
= 0,115.10-3 m2 Toång soá loã laø: n =
=
= 218,827 ( 219 loã ( soá loã treân moãi oáng nhaùnh
= 10,95 ( 11 loã Treân moãi oáng nhaùnh, caùc loã xeáp thaønh 2 haøng so le nhau, höôùng xuoáng phía döôùi vaø nghieâng 1 goùc 450 so vôùi maét phaúng naèm ngang. Soá loã treân moãi haøng cuûa oáng nhaùnh laø 6 vaø 5 loã. Khoaûng caùch giöõa caùc loã seõ laø: a =
= 0,2229 m 0,325 ñöôøng kính ngoaøi cuûa oáng gioù chính. Choïn 1 oáng thoaùt khí ( = 32 mm ñaët ôû cuoái oáng chính ( Xaùc ñònh heä thoáng daãn gioù röûa loïc Choïn cöôøng ñoä gioù laø: Wgioù = 15 m/s thì löu löôïng gioù tính toaùn laø: Qgioù =
=
= 0,1125 m3/s Laáy toác ñoä gioù trong oáng daãn gioù chính laø 15 m/s (
m/s) ñöôøng kính oáng gioù chính nhö sau: Dgioù =
=
= 0,097m = 97 mm Soá oáng gioù nhaùnh cuõng laáy baèng 20. Löôïng gioù trong moät oáng nhaùnh seõ laø:
= 0,005625 m3/s Ñöôøng kính oáng gioù nhaùnh laø: dgioù =
= 0,0218 m Toång dieän tích caùc loã laáy baèng 40% dieän tích tieát dieän ngang oáng gioù chính (
) ( Wgioù = 0,4 . 0,0218 = 0,00872 m2.1 Choïn ñöôøng kính loã gioù laø 3mm (
mm), dieän tích 1 loã gioù laø: Floã gioù =
= 0,000007 m Toång soá loå gioù seõ laø: m =
=
= 1245,7 ( 1246 loã Soá loã treân 1 oáng:
= 62,3 ( 63 loã ( soá loã moãi haøng:
= 31,5 ( 32 loã Khoaûng caùch giöõa caùc loã a =
= 0,045 m (0,12 ñöôøng kính ngoaøi cuûa oáng gioù chính) Ñöôøng oáng nhaùnh ñöôïc ñaët 2 haøng so le vaø nghieâng 1 goùc 450 so vôùi truïc thaúng ñöùng cuûa oáng. ( Tính toaùn maùng phaân phoái vaø thu nöôùc röûa loïc Beå coù chieàu daøi laø 3 m. Choïn moãi beå boá trí 2 maùng thu nöôùc röûa loïc coù ñaùy hìanh tam giaùc. Khoaûng caùch giöõa caùc maùng laø d = 3/2 = 1,5 m (( 2,2m) Löôïng nöôùc röûa thu vaøo moãi maùng xaùc ñònh thao coâng thöùc: qm = W.d.l (l/s) W = 14 l/s.m3 ( cöôøng ñoä röûa loïc) d: khoaûng caùch giöõa caùc taâm maùng d = 1,5 m l: chieàu daøi cuûa maùng l = 2,5 m qm = 14.1,5.2,5 = 52,5 l/s = 0,0525 m3/s Chieàu roäng maùng tính theo coâng thöùc: Bm =
(m) a: tæ soá giöõa chieàu cao phaàn chöõ nhaät vôùi ½ chieàu roäng maùng. a = 1,3 (
) k: heä soá ñoái vôùi tieát dieän maùng hình tam giaùc k = 2,1 Ta coù Bm =
= 2,1.0,1636 = 0,3432 m a =
( hcn =
=
= 0,22308 Vaäy chieàu cao maùng thu nöôùc laø hcn = 0,22308 laáy chieàu cao cuûa ñaùy tam giaùc hd = 0,1 m. Ñoä doác cuûa maùng laáy veà phía maùng nöôùc taäp trung laø i = 0,01 chieàu daøi thaønh maùng laø (m = 0,08 m. Chieàu cao toaøn phaàn cuûa maùng thu nöôùc röûa laø: Hm = hcn + hd + (m = 0,223 + 0,1 + 0,08 = 0,403 m Khoaûng caùch töø beà maët lôùp vaät lieäu loïc ñeán meùp treân maùng thu nöôùc xaùc ñònh theo coâng thöùc: (Hm =
+ 0,25 L: chieàu daøy lôùp vaät lieäu loïc L = 0,8 m e: ñoä giaõn nôû töông ñoái ôû lôùp vaät lieäu loïc (baûng 4-5) e = 45% (Hm =
+ 0,25 = 0,61 m Theo quy phaïm khoaûng caùch giöõa ñaùy döôùi cuøng cuûa maùng taûi cao hôn lôùp vaät lieäu ≥ 0,07 m. chieàu cao toaøn phaàn cuûa maùng thu nöôùc laø: H = 0,403 m Vì maùng doác veà phía maùng taäp trung i = 0,01, maùng daøi 2,5 m ( chieàu cao ôû maùng taäp trung laø: 0,403 + 0,025 = 0,428 m Vaäy (Hm = 0,07 + 0,428 = 0,435 m Nöôùc röûa loïc töø maùng thu nöôùc taäp trung. Khoaûng caùch töø ñaùy maùng thu ñeán maùng taäp trung xaùc ñònh theo coâng thöùc hm =
+ 0,2 qm: löu löôïng nöôùc chaûy vaøo maùng taäp trung nöôùc qm = 0,105 A: chieàu roäng cuûa maùng taäp trung A = 0,5 (≤ 0,6 m) G = 9,81 m/s2 gia toác troïng tröôøng hm =
+ 0,2 = 0,456 m ( Tính toån thöùc aùp löïc khi röûa beå loïc nhanh Tính toån thaát aùp löïc trong heä thoáng phaân phoái baèng giaøn oáng khoan loã Hp = (.
+
v0: vaän toác nöôùc chaûy ñaàu oáng chính v0 = 1,37 m/s vn: vaän toác nöôùc chaûy ñaàu oáng nhaùnh vn = 1,84 m/s g: gia toác troïng tröôøng g = 9,81 m/s2 (: heä soá söùc caûn ( =
+ 1 (KW = 0,35) ( =
+ 1 = 18,96 hp = 18,96.
+
= 1,9862 m Toån thaát aùp löïc qua lôùp soûi ñôõ: hd = 0,22.Ls.W Ls: chieàu daøy cuûa lôùp soûi ñôõ: 0,7 m N: cöôøng ñoä röûa loïc N = 14 l/s.m2 hd = 0,22.0,7,14 = 2,156 m Toån thaát aùp löïc trong lôùp vaät lieäu loïc hvl = (a + b.W).L.e (m) Öùng vôùi kích thöôùc haït d=
mm; a = 0,76; b = 0,017 E: ñoä giaõn nôõ töông ñoái cuûa lôùp vaät lieäu loïc e = 0,45 L = 0,7 Hvl = (0,76 + 0,017.14).0,7.0,45 = 0,314 m Aùp löùc phaù vôõ keát caáu ban ñaàu cuûa lôùp caùt loïc laáy hbm = 2 m Vaäy toån thaát aùp löïc trong noäi boä loïc seõ laø Ht = hp + hvl + hñ + hbm = 1,9862 + 2,156 + 0,314 + 2 = 6,4561 m ( Choïn maùy bôm röûa loïc vaø maùy bôm gioù röûa loïc AÙp löïc coâng taùc caàn thieát cuûa maùy bôm röûa loïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: Hr = hhh + ho + hp + hñ + hvl + hbm + hch Ta coù ht = hp + hvl + hñ + hbm = 6,4562 m hhh: ñoä cao hình hoïc töø coát möïc nöôùc thaáp nhaát trong beå chöùa ñeán meùp maùng thu nöôùc röûa (m) hhh = 4 + 3,5 – 2 + 0,61 = 6,11 m 4: chieàu saâu möïc nöôùc trong beå chöùa (m) 3,5: ñoä cheânh leäch möïc nöôùc giöõa beå loïc vaø beå chöùa (m) 2: chieàu cao lôùp nöôùc trong beå loïc (m) 0,435: khoaûng caùch töø lôùp vaät lieäu loïc ñeán meùp maùng (m) ho: toån thaát aùp löïc ñöôøng oáng daãn nöôùc töø traïm bôm nöôùc röûa ñeán beå loïc (m) Giaû söû chieàu daøi cuûa oáng daãn nöôùc röûa loïc l = 100 m, ñöôøng kính oáng röûa loïc d=500m; Qr = 103,88 l/s; 1000i = 0,72 ho = i.l = 0,072 m hcb: toån thaát aùp löïc cuïc boä nôi noái oáng vaø van khoaù hcb =
(m) Giaû söû treân ñöôøng oáng daãn nöôùc röûa loïc coù: 2 cuùt 900, 1 van khoaù, 2 oáng ngaén hcb = (2.0,98 + 0,26 + 2,1)
= 0,413 m Hr = 6,4562 + 0,413 + 6,11 + 0,072 = 13,0512 m ( Choïn maùy bôm nöôùc vaø khí röûa loïc Quaù trình röûa loïc laàn löôït töø beå. Choïn 2 maùy bôm, 1 maùy döï phoøng Qr = 103,88 l/s Hr = 13,0512 m Choïn maùy bôm Eta R 250-500. Hieäu suaát 84%, coâng suaát maùy P = 50KW 8. Beå laéng nöôùc röûa loïc Choïn löu löôïng tuaàn hoaøn qrl ( 5% Q =
= 5,21 m3/h Löu löôïng nöôùc röûa trong ngaøy (moãi beå röûa 2 ngaøy 1 laàn) 3 beå: W = 3 . 22,26 . 2,1.½ = 70,119 m3 Dieän tích beå loïc: 22,26 m2 Löu löôïng tuaàn hoaøn qth >
= 2,92 m3 Choïn qth = 5 m3/h Theå tích ñieàu hoaø: W = n . Vr – n . qth . t ½ soá beå loïc caàn röûa trong 1 ngaøy t: thôøi gian giöõa 2 laàn röûa beå lieân tieáp t = 1h W = ½.2,1.22,26 - ½ .5.1 = 20,873 m3 Beå treân cao 2,5 m ( dieän tích maët baèng:
= 8,3492 m2 H = 2,5 m, D = 3,26 m 9. Beå chöùa Theå tích beå chöùa nöôùc maët Cheá ñoä giôø  Cheá ñoä xöû lyù nöôùc  Cheá ñoä söû duïng nöôùc k=1,35  Cheá ñoä bôm  Löôïng nöôùc vaøo beå  Löôïng nöôùc ra beå  Coøn laïi   0_1  4.16  3.00  2.90  1.26   3.78   1_2  4.16  3.20  2.90  1.26   5.04   2_3  4.16  2.50  2.90  1.26   6.30   3_4  4.16  2.60  2.90  1.26   7.56   4_5  4.16  3.50  2.90  1.26   8.82   5_6  4.17  4.10  2.90  1.27   10.09   6_7  4.17  4.50  4.80   0.63  9.46   7_8  4.17  4.90  4.80   0.63  8.83   8_9  4.17  4.90  4.80   0.63  8.20   9_10  4.17  5.60  4.80   0.63  7.57   10_11  4.17  4.90  4.80   0.63  6.94   11_12  4.17  4.70  4.80   0.63  6.31   12_13  4.17  4.40  4.80   0.63  5.68   13_14  4.17  4.10  4.80   0.63  5.05   14_15  4.17  4.10  4.80   0.63  4.42   15_16  4.17  4.40  4.80   0.63  3.79   16_17  4.17  4.30  4.80   0.63  3.16   17_18  4.17  4.10  4.80   0.63  2.53   18_19  4.17  4.50  4.80   0.63  1.90   19_20  4.17  4.50  4.80   0.63  1.27   20_21  4.17  4.50  4.80   0.63  0.64   21_22  4.16  4.80  4.80   0.64  0   22_23  4.16  4.60  2.90  1.26   1.26   23_24  4.16  3.30  2.90  1.26   2.52     100.00  100.00  10.09  10.09    Theå tích beå chöùa caáp nöôùc: W =
= 252.25 m3 Choïn L x B x H = 10m x 5m x 5m Cho beå chöùa kieåu nöûa chìm phaàn noåi cao 2,5 m chieàu cao phaàn baûo veä 0,5 m. Vaäy toång chieàu cao cuûa beå H = 5,5 m II. PHÖÔNG AÙN 2 1. Tính toaùn löôïng voâi Tính töông töï nhö Phöông aùn 1 2. Tính toaùn thieát bò pha troän voâi Tính töông töï nhö Phöông aùn 1 3. Tính toaùn beå troän Tính töông töï nhö Phöông aùn 1 4. Tính toaùn giaøn möa Tính töông töï nhö Phöông aùn 1 5. Tính toaùn beå chöùa trung gian Löu löôïng nuôùc töø giaøn möa ñeán beå aùp löïc laø q = 104,2 m3/h Vôùi 4 beå loïc aùp löïc, thôøi gian röûa loïc laø 8 phuùt. Toång thôøi gian röûa 4 beå loïc trong laø:
Löôïng nöôùc trong beå trung gian ñeå ñaûm baûo nöôùc cho beå aùp löïc laø W = 104,2 m3/h .
= 55,6 m3 Vaäy thieát keá beå chöùa trung gian: 4,5m x 5m x 2,5m 6. Tính toaùn beå loïc aùp löïc Choïn beå aùp löïc, ñoä giaõn nôõ laø 50%, quy trình röõa loïc baèng nöôùc, cöôøng ñoä röûa loïc laø 15 l/s.m2. Thôøi gian röûa loïc laø 6 phuùt Dieän tích caùc beå loïc cuûa traïm xöû lyù F =
Q: coâng suaát traïm (m3/ngñ). Q = 2500 m3/ngñ T: thôøi gian laøm vieäc. T = 24 h vbt: toác ñoä loïc ôû cheá ñoä bình thöôøng. vbt = 5 m3/h a: soá laàn röûa beå trong ngaøy ñeâm. Ôû cheá ñoä bình thöôøng a = 2 W: cöôøng ñoä nöôùc röûa loïc. W = 14l/s.m2 t1 : thôøi gian röûa loïc. t1 = 5 phuùt =
h t2: thôøi gian ngöøng beå loïc ñeå röûa. t2 = 0,35 h. F =
= 22,26 m2 Trong beå loïc, choïn caùt loïc coù côõ haït dtd =
mm, heä soá khoâng ñoàng nhaát k =
. Chieàu daøy lôùp caùt loïc 0,7 m. Choïn beå loïc dngoaøi = 2 m, h = 3,3 m. Soá beå loïc laø 4 beå Toác ñoä taêng cöôøng trong ñieàu kieän röûa loïc 1 beå: Vtc =
=
= 20 ( 20 m/h thoaû tieâu chuaån baûng 4 – 10 Dieän tích moät beå loïc f =
= 3,14 m2 ( Heä thoáng phaân phoái nöôùc röûa loïc. Löu löôïng nöôùc röûa loïc cuûa moät beå: Qr =
=
= 0,047 m3/s = 47 l/s Choïn oáng daãn nöôùc chính baèng theùp. Ñöôøng kính oáng 200 mm, vc = 1,37 m/s Laáy khoaûng caùch giöõa caùc oáng nhaùnh laø 0,25 mm(qui phaïm
) thì soá oáng nhaùnh trong 1 beå laø: m =
= 12 oáng nhaùnh Löu löôïng nöôùc röûa loïc chaûy trong oáng nhaùnh. qn =
=
= 4 l/s Choïn ñöôøng kính oáng nhaùnh d = 60 mm, vn = 1,04 m/s Ñöôøng kính oáng chính doáng chính = 200 mm.Tieát dieän oáng chính:
=
= 0,0314 m2 Toång dieän tích loã baèng 35% dieän tích tieát dieän oáng chính: w = 0,35.0,0314 = 0,01099 m2 Choïn loã coù d = 10 mm (qui phaïm
mm) wloã =
= 0,0000785 m2 Toång soá loã n0 =
= 140 loã Soá loã treân moãi nhaùnh laø :
= 12 loã Treân moãi oáng nhaùnh xeáp hai haøng so le nhau, höôùng xuoáng döôùi nghieâng moät goùc 450 so vôùi maët naèm ngang. Soá loã treân moãi haøng treân oáng nhaùnh laø:12,
= 6 loã. Khoaûng caùch giöõa caùc loã laø: a =
= 0,15 m ( Tính toaùn phaân phoái nöôùc vaø thu nöôc röûa loïc. Daïng pheãu thu nöôùc röûa loïc, caùch lôùp vaät lieäu loïc 0,4 - 0,6 m. Choïn 0,6 m Kích thöôùc pheåu thu röûa loïc tính toaùn sao cho khoaûng caùch thu nöôc xa nhaát nhoû 0,7 m. ( Tính toaùn toån thaát aùp löïc khi röûa loïc . Toån thaát aùp löïc trong heä thoáng phaân phoái nöôùc röûa loïc. hp =
vo :Toác ñoä nöôùc chaûy ôû ñaàu oáng chính laø 1.37 m/s. vn : Toác ñoä nöôùc ôû ñaàu oáng nhaùnh laø 1,04 m/s. Heä soá söùc caûn:
+1 =
= 18,96 hp = 18,96
= 1.87 m Toån thaát aùp löïcqua lôùp vaät lieäu loïc. hvl = (a + b.W).L.e Trong ñoù kích thöùôc haït d =
a = 0,76 b = 0,017 Chieàu cao lôùp vaät lieäu loïc 1,2 m hvl = (0,76 + 0,017.15).1,2.0,5= 0,609 m Aùp löïc ñeå phaù vôõ keát caáu ban ñaàu cuûa lôùp caùt loïc laáy baèng hbm = 2 m. Toån thaát aùp löïc qua lôùp soûi ñôõ: hñ = 0,22.Ls.W Ls = d16-32 = 200 mm 8-16 = 100 mm 4-8 = 100 mm 2-4 = 100 mm
mm = 0,5 m hñ = 0,22.0,5.15 = 1,65 m Toån thaát aùp löïc trong noäi boä beå loïc laø: ht = hp + 1,65 + 0,25 + 2 = 5,77 m Choïn maùy bôm: Aùp löïc coâng taùc caàn thieát: Hr = hhh + ho + ht 5 m: chieàu cao möïc nöôùc trong beå chöùa. 3,5 m : ñoä cheânh leäch möïc nöôùc giöõa beå loïc vaø beå chöùa. 1,6 m : chieàu cao lôùp nöôùc trong beå loïc. 0,6 m : khoaûng caùch töø vaät lieäu loïc ñeán meùp maùng. hhh = 5 + 3,5 - 1,6 + 0,6 = 7,5 m ( Tính toån thöùc aùp löïc khi röûa beå loïc nhanh Tính toån thaát aùp löïc trong heä thoáng phaân phoái baèng giaøn oáng khoan loã Hp = (.
+
v0: vaän toác nöôùc chaûy ñaàu oáng chính v0 = 1,37 m/s vn: vaän toác nöôùc chaûy ñaàu oáng nhaùnh vn = 1,84 m/s g: gia toác troïng tröôøng g = 9,81 m/s2 (: heä soá söùc caûn ( =
+ 1 (KW = 0,35) ( =
+ 1 = 18,96 hp = 18,96.
+
= 1,9862 m Toån thaát aùp löïc qua lôùp soûi ñôõ: hd = 0,22.Ls.W Ls: chieàu daøy cuûa lôùp soûi ñôõ: 0,7 m N: cöôøng ñoä röûa loïc N = 14 l/s.m2 hd = 0,22.0,7,14 = 2,156 m Toån thaát aùp löïc trong lôùp vaät lieäu loïc hvl = (a + b.W).L.e (m) Öùng vôùi kích thöôùc haït d=
mm; a = 0,76; b = 0,017 E: ñoä giaõn nôõ töông ñoái cuûa lôùp vaät lieäu loïc e = 0,45 L = 0,7 Hvl = (0,76 + 0,017.14).0,7.0,45 = 0,314 m Aùp löùc phaù vôõ keát caáu ban ñaàu cuûa lôùp caùt loïc laáy hbm = 2 m Vaäy toån thaát aùp löïc trong noäi boä loïc seõ laø Ht = hp + hvl + hñ + hbm = 1,9862 + 2,156 + 0,314 + 2 = 6,4561 m Chöông IV: TÍNH TOAÙN KINH TEÁ I. PHÖÔNG AÙN 1 1. Thieát bò STT  Teân thieát bò  Soá löôïng  Ñôn giaù  Thaønh tieàn   1  Maùy bôm  10  5 000 000  50 000 000   2  Ñoäng cô  10  2 000 000  20 000 000   3  Boä giaûm toác  10  3 000 000  30 000 000   4  Caùnh khuaáy  2  500 000  1 000 000   5  Thieát bò saét, theùp  10 000  7850 kg  78 500 000   6  Thieát bò inox  5 000  8500 kg  42 500 000   7  Ñöôøng oáng    86 100 000   8  Daây ñieän    20 000 000   9  Caùc thieát bò khaùc    10 000 000   Toång  372 200 000   2. Chi phi thi coâng STT  Teân thieát bò  Coâng trình  Thaønh tieàn   Coâng trình xöû lyù   1  Beå troän  4 m3  14 000 000   2  Beå chöùa trung gian  59 m3  206 500 000   3  Beå laéng  130 m3  455 000 000   4  Beå loïc goàm 3 beå  330 m3  1 155 000 000   5  Beå laéng nöôùc röûa loïc  31 m3  108 500 000   6  Beå chöùa caën thaûi  113 m3  395 500 000   7  Beå chöùa nöôùc saïch  270 m3  945 000 000   Coâng trình ñôn vò   1  Traïm bôm caáp 1  264 m3  462 000 000   2  Traïm bôm giaøn möa  95 m3  155 250 000   3  Traïm bôm röûa loïc  230 m3  402 500 000   4  Traïm bôm caáp 2  291 m3  509 250 000   5  Nhaø hoaù chaát  240 m3  420 000 000   6  Nhaø thí nghieäm  240 m3  420 000 000   7  Kho xöôûng  480 m3  840 000 000   8  Nhaø ñieàu haønh  360 m3  630 000 000   Toång  7 118 500 000   3. Chi phí quaûn lyù vaän haønh STT  Teân  Soá löôïng  Ñôn giaù  Thaønh tieàn   1  Voâi  25,55 taán/naêm  1 000 000 taán  25 550 000   2  Ñieän    5 000 000   3  Nhaân coâng  50 ngöôøi  1 000 000 ng/thaùng  600 000 000   Toång  630 550 000   4. Caùc chi phí khaùc Toång chi phí chuaån bò thieát bò vaø vaän haønh 1 002 750 000 ñoàng Laäp döï aùn töø tieàn khaû thi ñeán khaû thi: 15 041 250 ñoàng Ñaøo taïo, höôùng daãn, vaän haønh: 10 027 500 ñoàng ( Toång phöông aùn 1 naêm ñaàu tieân 1 027 719 750 ñoàng II. PHÖÔNG AÙN 2 1. Thieát bò STT  Teân thieát bò  Soá löôïng  Ñôn giaù  Thaønh tieàn   1  Maùy bôm  3  3 000 000  9 000 000   2  Ñoäng cô  5  2 000 000  10 000 000   3  Boä giaûm toác  5  3 000 000  15 000 000   4  Caùnh khuaáy  2  500 000  1 000 000   5  Thieát bò saét, theùp  8 000  7850 kg  62 800 000   6  Thieát bò inox  3 000  8500 kg  25 500 000   7  Ñöôøng oáng    5 800 000   8  Daây ñieän    20 000 000   9  Beâ toâng    70 000 000   10  Beå loïc aùp löïc  4  50 000 000  200 000 000   11  Caùc thieát bò khaùc    10 000 000   Toång  429 100 000   2. Chi phí quaûn lyù vaän haønh STT  Teân  Soá löôïng  Ñôn giaù  Thaønh tieàn   1  Voâi  25,55 taán/naêm  1 000 000 taán  25 550 000   2  Ñieän    5 000 000   3  Nhaân coâng  50 ngöôøi  1 000 000 ng/thaùng  600 000 000   Toång  630 550 000   3. Caùc chi phí khaùc Toång chi phí chuaån bò thieát bò vaø vaän haønh 1 059 650 000 ñoàng Laäp döï aùn töø tieàn khaû thi ñeán khaû thi: 15 894 750 ñoàng Ñaøo taïo, höôùng daãn, vaän haønh: 10 596 500 ñoàng ( Toång phöông aùn 2 naêm ñaàu tieân 1 086 141 250 ñoàng TAØI LIEÄU THAM KHAÛO Xöû lyù nöôùc caáp cho sinh hoaït vaø coâng nghieäp, TS Trònh Xuaân Lai, Nhaø xuaát baûn Xaây döïng, Haø Noäi 2004 Xöû lyù nöôùc caáp, TS Nguyeãn Ngoïc Dung, Nhaø xuaát baûn xaây döïng, haø Noäi 2005 Soå tay maùy bôm, ThS Leâ Dung, Nhaø xuaát baûn Xaây döïng MUÏC LUÏC Nhieäm vuï thieát keá ñoà aùn moân hoïc 1 Chöông I: PHAÂN TÍCH NHIEÄM VUÏ THIEÁT KEÁ ÑOÀ AÙN 3 I. Phaân tích nhieäm vuï 3 II. Nhieäm vuï thieát keá 3 Chöông II: LÖÏA CHOÏN SÔ ÑOÀ COÂNG NGHEÄ 5 Chöông III: TÍNH TOAÙN COÂNG TRÌNH ÑÔN VÒ 6 I. Phöông aùn 1 6 1. Tính toaùn löôïng voâi 6 2. Tính toaùn thieát bò pha troän voâi 7 3. Tính toaùn beå troän 7 4. Tính toaùn giaøn möa 9 5. Beå laéng ñöùng tieáp xuùc 11 6. Beå loïc nhanh Fe 11 7. Beå laéng nöôùc röûa loïc 18 8. Beå chöùa 18 II. Phöông aùn 2 19 1. Tính toaùn löôïng voâi 19 2. Tính toaùn thieát bò pha troän voâi 19 3. Tính toaùn beå troän 19 4. Tính toaùn giaøn möa 19 5. Tính toaùn beå chöùa trung gian 19 6. Tính toaùn beå loïc aùp löïc 20 Chöông IV: TÍNH TOAÙN KINH TEÁ 25 I. Phöông aùn 1 25 II. Phöông aùn 2 25 Taøi lieäu tham khaûo 27 Muïc luïc 28