Luận văn Tính toán thiết kế hệ thống cấp nước Khu Công Nghiệp Lê Minh Xuân cho phần diện tích mở rộng 200ha

CHƯƠNG III: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ T ÍNH CƠNG SUẤT TRẠM XỬ LÝ Trong khu công nghiệp, nước được dùng vào các việc sau: Nước dùng trong quá trình sản xuất. Nước dùng trong ăn uống và sinh hoạt của công nhân. Nước dùng cho việc tưới đường và tưới cây xanh. Ngoài ra còn nước dùng cho tram xử lý để rửa các bể lắng, bể lọc …. và nước bị rò rỉ. Tiêu chuẩn dùng nước của khu công nghiệp: Aên uống và sinh hoạt của công nhân: qsh = 25 l/người.ngày. Công nghiệp tập trung: qsx = 60 m3/ha.ngày. Tưới cây xanh và tưới đường bằng cơ giới: qt = 4 l/m2diện tích tưới. Nước dùng trong ăn uống và sinh hoạt của công nhân Qshngay.đêm m3/ngày.đêm Trong đó, N: Số lượng công nhân trong khu công nghiệp, dự kiến N = 67000 người. qsh: Tiêu chuân dùng nước của công nhân, qsh = 25 l/người. ngày Nước dùng cho công nghiệp (nước dùng cho sản suất) Đất của khu công nghiệp được sử dụng như sau: 70% đất dùng cho việc xây xí nghiệp, nhà xưởng; 30% dùng cho việc xây đường, trong cây xanh, nhà điều hành….. Qsxngay.đêm m3/ngày.đêm Trong đó, f: Diện tích đất dùng cho sản xuất, f = 0,7x200 ha qsx: Tiêu chuẩn dùng nước công nghiệp, qsx = 60 m3/ha.ngày Nước dùng cho việc tưới cây và rửa đuờng Trong khu công nghiệp, khoảng 20% đất dùng cho việc làm đường và trong cây xanh. Qtngay.đêm m3/ngày.đêm. Nước dùng để chữa cháy. Diện tích đất của khu công nghiệp lớn hơn 150ha, nên ta tính cho 2 đám cháy. Tiêu chuẩn dùng nước cho một đám cháy, qch = 30 l/s, thời gian chữa cháy cho một đám cháy: t = 3 h. Qchngay.đêm m3/ngày.đêm Công suất trạm xử lý. Tổng lưu lựợng: Qtbngay.đêm Qshngày.đêm + Qsxngày.đêm + Qtngày.đêm = 11675 m3/ngày.đêm. Công suất củaa trạm bơm cấp II phat vào mạng lưới cấp nước: QML Qtbngày.đêm x Kr = 11675 x 1,25 = 14593,75 m3/ngày.đêm. Trong đó, Kr: Hệ số kể đến lưu lượng nước rò rỉ trên mạng lưới và lượng nước dự phòng, Kr = 1,1 ¸ 1,4. Chọn Kr = 1,25. Công suất của trạm xử lý: m3/ngày.đêm. Trong đó: KXL: Hệ số kể đến lượng nước cho bản thân trạm xử lý, KXL = 1,04¸1,06. Chọn KXL = 1,05. Chọn công suất của trạm xử lý: QXL = 16000 m3/ngày.đêm. Qmaxngày.đêm = QXL = 16000 m3/ngày.đêm. Qtbngày.đêm m3/ngày.đêm. Qminngày.đêm = Kngmin x Qtbngày.đêm = 0,7 x 13333,33 = 9333,33 m3/ngày.đêm. Qmaxh = m3/ngày.đêm Qminh = m3/ngày.đêm Trong đó, Kngmax: Hệ số không điều hòa ngày lớn nhất, Kngmax = 1,2 – 1,4. Chọn Kngmax = 1,2 Kngmin : Hệ số không điều hòa ngày nhỏ nhất, Kngmin = 0,7 – 0,9. Chọn Kngmax = 0,7. Khmax: Hệ số không điều hòa giờ lớn nhất, Khmax =1,4– 2,5. Chọn Kngmax = 1,4. Khmin: Hệ số không điều hòa giờ nhỏ nhất, Khmin = 0,4 – 0,6. Chọn Kngmax = 0,4. Bảng 3.1: Ý nghĩa lưu lượng Lưu lượng Mục tiêu cho thiết kế và vận hành Qngàytb Đánh giá chi phí bơm(điện năng) và hóa chất. Qngàymax Xác định kích thước của bể chứa, trạm xử lý. Qngàymin Kiểm tra sự lắng cặn của mương dẫn. Qhmax Tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước. Qhmin Dãy lưu lượng của thiết bị đo lường,thời gian nghỉ của công trình bơm. Kiểm tra áp lực giờ dùng nước ít nhất.cho mạng lướicấp nước 3.2 ĐỀ RA CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 3.2.1 Các thông số thiết kế Viện Vệ Sinh – Y Tế Công cộng đã kiêm tra mẫu nước lấy tại KCN Lê Minh Xuân, kết quả thử nghiệm thể hiện trong các bảng sau: Phương pháp Tiêu chuẩn BYT 1329 BYT 2002 Kết quả NH4+ Nessler hóa Nessler hóa 0 Mg2+ Titrimetric – EDTA mg/l 7,2 Ca2+ Titrimetric – EDTA mg/l 32,2 Cl- Titrimetric – AgNO3 £ 250 mg/l 5 NO2- Phenoldisulfonic £ 50 mg/l 0,01 NO-3 Phenoldisulfonic £ 50 mg/l 0 SO42- Turbidimetric BaSO4 £ 250 mg/l 10,14 PO43- Turbidimetric BaSO4 mg/l 3,56 Cu2+ ISO 8288 – 1986 £ 1,0 mg/l 0,02 Pb2+ ISO 8288 – 1986 £ 0,05 mg/l KPH Zn2+ ISO 8288 – 1986 £ 5 mg/l KPH Mn2+ ISO 6333 – 1986 £ 0,1 mg/l KPH Cd2+ ISO 5961 – 1994 £ 0,01 mg/l KPH Al3+ AOAC 1990 £ 0,2 mg/l KPH As3+ ISO 6595 – 1982 £ 0,05 mg/l KPH Cr6+ ISO 9174 – 1990 £ 0,05 mg/l KPH Phenol ISO 6439– 1990 £ 0,5 mg/l KPH Bảng 3.2 Kết quả thử nghiệm Chỉ tiêu xét nghiệm Phương pháp Tiêu chuẩn BYT 1329 BYT 2002 kết quả Độ màu Cobalt color £15 Co 10 Độ đục Turbidity £2 NTU 18,06 PH pH meter 6,8 – 8,5 6,2 Độ kiềm tổng cộng Titrimetric H2SO4 mgCaCO3/l 65 Cứng tổng cộng Titrimetric – EDTA £ 300 mgCaCO3/l 58 Sắt tổng cộng Phenanthorlin £ 0,5 mg/l 9 Nhận xét: Kết quả thử nghiệm cho thấy nước có độ đục, hàm lương sắt cao, không đạt tiêu chuẩn 1329 BYT 2002, do đó ta phải xử lý nước. 3.2.2 Đề ra các phương án xử lý phương án xử lý Với tính chất nguồn nước như vậy, có 2 phương án được đề ra để xử lý nguồn nước trên. Phương án 1: Nước ngầm Lọc hai lớp Thùng quạt gió Lắng tiếp xúc Giếng bơm Cl Hố thu cặn Bể chứa Sân phơi bùn Nước bùn Nơi tiêu thụ Thải ra cống Phương án 2: Nước ngầm Lọc tiếp xúc Dàn mưa Lọc một lớp Giếng bơm Bể chứa Cl Hố thu cặn Sân phơi bùn Nơi tiêu thụ Nước bùn thải ra cống TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Vì công suất trạm xử lý khá lớn Q = 16000 m3/ngàyđêm, nên ta chia làm 2 đơn nguyên để xử lý. Mỗi đơn nguyên có công xuất 8000 m3/ngàyđêm, tất cả các công trình đơn vị đều tính cho một đơn nguyên. A PHƯƠNG ÁN I Tính toán thùng quạt gió a. Tính diện tích thùng quạt gió Diện tích thùng quạt gió. Trong đó, Q: Lưu lượng tính toán, Q = 333,33 m3/h. Cường độ tưới, qm = 50 ¸ 100 m3/m2.h . Chọn qm = 70 m3/m2.h Chia làm 6 thùng, diện tích mỗi thùng: Chọn diện tích mỗi thùng: 0,9m x 0,9m = 0,81m2. Lưu lượng qua mỗi thùng: b. Tính chiều cao thùng quạt gió Chiều cao của thùng quạt gió, được tính theo công thức. H = Hn + Hvltx + Hfm Trong đó, Hfm: Chiều cao phun mưa trên lớp vật liệu tiếp xúc, chọn Hfm = 0,5m Hn: Chiều cao ngăn thu nước ở đáy, chọn Hn = 0,6m. Hvltx: Chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc. Vật liệu tiếp xúc chọn là các vòng nhựa, tổng chiều dày lớp vật liệu 1,5m. ® Chiều cao của thùng quạt gió: H = Hn+ Hvltx + Hfm = 0,5 +1,5 +0,6 = 2,6 m c. Tính hàm lượng CO2 và O2 sau khi làm thoáng bằng thùng quạt gió Nồng độ CO2 trong nước sau khi nước qua thùng quạt gió, được tính theo công thức: Trong đó. : Hàm lượng CO2 có trong nguồn nước, =69 mg/l CS: Nồng độ CO2 bảo hòa trong nước, CS =1 . KD: Hệ số khuyếch tán, đối với CO2: t = 25oC ® KD = 0,84. R: Tỷ lệ gió và nướ: R = 15 ¸ 60. chọn R = 20. t: Thời gian lưu nước trong thùng quạt gió. K2: Năng suất truyền tách khi kỹ thuật, phụ thuộc vào bản chất khí và diện tích bề mặt tiếp xúc của công trình, được tính theo công thức: A: Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa khí và nước. V: Thể tích thiết bị lam thoáng. Chọn . Hiệu suất khử CO2, Nồng độ O2 trong nước sau khi nước qua thùng quạt gió, được tính theo công thức: Trong đó, Co: Nồng độ O2 có trong nguồn nước, Co = 0. CS, Nồng độ O2 bão hoà trong nước, ở t = 25oC ® CS = 8,4 mg/l. KD: Hệ số khuyếch tán, đối với O2: t = 25oC ® KD = 0,03165. R: Tỷ lệ gió và nươcù: R = 15 ¸ 60. chọn R = 20. t: Thời gian lưu nước trong thùng quạt gió, t = 133s. K2: Năng suất truyền tách khi kỹ thuật, K2 = 0,02. Giá trị pH của nước sau quá trình làm thoáng bằng thùng quạt gió. Trong đó, K: Độ kiềm sau làm thoáng, K = 1,084 mgđl/l. m: Lực ion của dung dịch: , P : Tổng hàm lượng muối(mg/l), K1: Hằng số phân ly bậc một của axit cacbonic, t = 25oC, ta được K1 = 4,31x 10-7 C: Nồng độ CO2 trong nước sau quá trình làm thoáng bằng thùng quạt gió, C = 2,98mg/l d. Tính hệ thống ống phun nước. Nước từ giếng được bơm lên vơiù vận tốc chảy trong ống chính vc = 0,8 ¸ 1,2 m/s. Chọn vc = 1,06m/s. ® Đường kính ống chính: Chọn ống chính bằng thép có đường kính Dc = 140 mm, phần ống nằm phía trong dàn mưa chọn bằng nhựa PVC có cùng đường kính. Các ống nhánh được bố trí dọc theo chiều dài của mỗi thùng. Khoảng cách giữa 2 ống nhánh theo quy định (0,2 – 0,3) m, chọn 0,225 m. Số ống nhánh cần thiết: . Chọn m = 8 ống Lưu lượng qua mỗi ống nhánh: Chiều dài một ông nhánh: Đường kính ống nhánh, chọn vn = 1,39 m/s. . Chọn ống nhánh bằng nhựa PVC, có đường kính dn = 42mm, dày 3mm. Để nước có thể phân phối đều trên khắp diện tích của mỗi thùng quạt gió, trên các ống nhánh ta khoan các lỗ có đường kính dl = 8mm( quy phạm 5 – 10 mm). Tổng diện tích các lỗ này lấy bằng (30 – 35 %) diện tích tiết diện ngang của ống chính. Chọn 35 %, tổng diện tích lỗ: Số lỗ cần thiết: Số lổ trên mỗi ống nhánh: , Chọn n = 12 lỗ Trên mỗi ống nhánh ta khoan 12 lỗ, các lỗ này xếp thành 2 hàng so le nhau hướng lên trên và nghiên một góc 45o so với phương nằm ngang. Trên mỗi hàng của ống nhánh có 6 lỗ, khoảng cách giữa các lỗ: e. Tính hệ thống ống thổi khí Lưu lượng gió cần thiết đưa vào ứng với tiêu chuẩn là 10m3 không khí cho 1 m3 nước.Lưu lượng gió đưa vào: Gió được thổi vào với vận tốc khoảng 18m/s, đường kính ống gió. , Chọn Dg = 110mm Aùp lực gió, được tính theo công thức: Trong đó, Hvltx: Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu tiếp xúc, lấy bằng 30mm/1m chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc. Hvltx = 30 x 1,5 = 45mm. Hcb: Tổn thất cục bộ, Hcb = 15 ¸20mm. Chọn Hcb = 20mm. Hpp: Tổn thất qua ống phân phối, Hpp = 15mm. ® Aùp lực gió Công suất máy thổi gió: Trong đó, g: Khối lượng riêng của không khí, g = 1,165kg/m3. h: Hiệu suất máy quạt gió, h = 85%. Hình 3.1: Thùng quạt gió Tính bể lắng tiếp xúc. Tinh diện tích của bể lắng tiếp xúc. Diện tích của bể lắng tiếp xúc Diện tích tiết diện ngang vùng lắng của bể lắng ngang được xác định theo công thức: Trong đó: Q: Lưu lượng tính toán: ; : Tốc độ tính toán của dòng nước đi lên (mm/s). tốc độ này phải nhỏ hơn tốc độ lắng của cặn. . chọn : Hệ số dự phòng kể đến việc phân phối nước không điều trên toàn bộ mặt cắt ngang của bể. Đối với bể lắng ngang kết hợp với bể lắng có lớp cặn lơ lửng thì ® Chia thành 3 bể lắng, diện tích mỗi bể: Lưu lượng qua mỗi bể. Chiều cao vùng lắng, đối với bể lăng tiếp xúc Hl = 1,5 ¸ 3,5 m. Chọn Hl = 2 m. Kiểm tra thời gian lưu trong bể lắng: phút, đạt yêu cầu. Kích thước mỗi bể: A x B = 3,2 x 20,8 = 66,56 m2. Để cặn có thể lắng tốt, trong bể ta đặt 8 tấm ngăn. Khoảng cách giữa các tấm hướng dòng: Trên các tấm đó, ta khoan các lỗ để nước chảy về cuối bể, tổng diện tích các lỗ cần thiết: Các lỗ được khoan với đường kính d = 0,05 ÷ 0,15 m. Chọn dl = 0,15m, số lỗ cần thiết trên một tấm: lỗ, Chọn n = 21 lỗ Nước từ dưới đáy bể đi lên, để phân phối đều khắp bể, ta dùng hệ thống ống đục lo có đường kính lỗ dlỗ = 20 mm. Trong mỗi bể ta đặt 2 ống dọc theo chiều dài bể, khoảng cách giữa 2 ống. Lưu lượng qua mỗi ống. Diện tích mỗi ống phân phối, với vận tốc chảy trong ống vống = 0,8 m/s. Đường kính mỗi ống: . Chọn ống bằng nhựa PVC có Dống = 160 mm. Tổng diện tích lỗ phân phối lấy bằng 40% diện tích ống phân phôi: Tống số lỗ trên mỗi ống: . Chọn n = 24 lỗ Trên mỗi ống, các lỗ được khoan thành 2 hàng so le với nhau (mỗi hàng 12 lỗ) hướng xuống dưới làm với phương thẳng đứng một góc 45o. Tính chiều cao của bể lắng tiếp xúc Chiều cao của bể lắng ngang tiếp xúc: Trong đó: Hbv: Chiều cao bảo vệ, Hbv=(0,3-0,5)m, chọn Hbv = 0.3m. Hl: Chiều cao phần lắngï, Hl = 2,2 m. Hc: Chiều cao phần chứa cặn. Chiều cao phần chứa cặn, tính theo công thức: Trong đó, a là góc nghiêng ở đáy trên của ngăn chứa cặn. Chọn a = 50o ® Chiều cao của bể lắng ngang tiếp xúc: . Chọn Hb = 3,2m Chọn chiều cao bể lắng có lớp cặn lơ lửng bằng chiều cao của bể lắng ngang, bằng 3,2 m. Để cặn dễ tháo ra ngoài, bể được xây dựng với độ dốc 0,02%. Chiều cao xây dựng cuối bể: , chọn Hxd = 3,7 m Tính ống xả cặn của bể lắng tiếp xúc Hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng, được xác định theo công thức: Trong đó, Cn: Hàm lượng cặn của nguồn nước, Cn = 2,4 x 18,06 = 43,34 mg/l. P: Liều lượng phén tính theo sản phẩm không ngậm nước, P = 0 mg/l. K: Hệ số phụ thuộc vào độ tinh khuyết của phèn sử dụng. Độ màu của nước, M = 10. v: Liều lượng vối kiềm hoá nước, v = 0 Hàm lượng cặn có trong ngăn chứa cặn trong 1 giờ: Hàm lượng cặn có trong ngăn chứa cặn trong 12 giờ: Qc = 5,09 x 12 = 61,08 kg/h. Thể tích cần thiết của vùng chứa cặn, được tính ứng với thời gian giữa 2 lần xả cặn 12h. Trong đó, dtb: Nồng độ trung bình của cặn đã nén sau 12 h d = 9500 g/m3. Kiểm tra lại thể tích vùng chứa cặn ứng chiều cao ngăn lắng cặn Hc = 0,7 m: , đạt yêu cầu. Để tháo cặn ra khỏi bể lắng, ta dùng các ông khoan lỗ đặt ở đáy ngăn chứa cặn. Đường kính ống tính toán với điều kiện xả hết cặn trong ngăn chứa cặn trong trong 15 phút . Cặn trong bể được xả ra ngoài bằng cách tự chảy, với vận tốc chảy trong ống thu cặn v = 1 m/s. Đường kính ông thu cặn: . Chọn Dt-c = 168mm Vì lưu lượng ở cuối đoạn ống giảm nên để đảm bảo vận tốc ta phải giảm đường kính ống ở đoạn đầu, chọn D = 140mm, dài 14,5 mét. Tính số lỗ trên ống thu cặn Để cặn chảy vào ống thu cặn, trên ống thu cặn ta khoan lỗ, quy phạm dlỗ ³ 20mm. Chọn dlỗ = 20mm, với tốc độ chảy qua lỗ vlỗ = 1,5m/s. Diện tích của một lỗ: Tổng diện tích lỗ trên ống xả cặn: å Số lỗ trên ống xả cặn: , Chọn n = 46 lỗ, các lỗ được xếp thành 2 hàng 2 bên ống so le với nhau và quay xuống dưới 1 góc 45o Khoảng cách giữa các tâm lỗ: , quy phạm l = (0,3 – 0,5)m Tính máng thu nước và ống phân phối nước vào bể lắng Máng thu nước: Trong mỗi bể lắng ta đặt một máng thu nước răng cưa, máng được đặt dọc theo chiều dài của bể. Chiều dài máng thu nước được tính theo công thức. Chọn chiều dài máng Lm = 6,8m Máng tràn gồm nhiều răng cưa hình chữ V. Công thức tính lưu lượng qua mỗi răng hình chữ V : Trong đó : : góc ở đỉnh tam giác, chọn = 90o g : gia tốc trọng trường H : chiều cao cột nước trên đỉnh tam giác, chọn H = 0,03 m Cd : hệ số lưu lượng, Chọn Cd=0,6 Lư u lượng nươc qua mỗi răng hình chữ V. Số răng cưa trên môt máng . Chọn n = 138răng, mỗi bên của máng có 69 răng. Khoảng cách giữa các răng cưa được thiết kế bằng nhau và bằng 1/2 chiều rộng của một răng cưa Chiều rộng của một răng: Chọn máng rộng b= 0,3 m Nước chảy trong máng thu với vận tốc v = 0,42 m/s, độ dốc của máng i = 0.01 Thời gian lưu nước trung bình trong máng: Thể tích máng thu: Chiều cao máng thu nước : Chiều cao máng thu cuối bể : 0,12 + 0,01x6,8 = 0,19m. Nước thu từ các bể lắng được tập trung vào một máng thu truớc khi phân phối sang các bể lọc, thời gian lưu nước trong máng 9s, thể tích máng cần thiết: Chọn kích thứơc mang: 0,2m x 14,3m x 0,3m. Tính ông phân phối nước vào bể lắng Nước từ thùng quạt gió đước dẫn vào bể lắng với vận tốc chảy v = (0,8 – 1,2 ) m/s. chọn v = 1,05 m/s Đường kính ống: Chọn ống phân phối nước bằng thép không rỉ có đường kính D = 168mm Tính ngăn tách khí Để trách việc cặn lắng không nổi lên trên, nước xử lý trước khi được phân phối bể lắng thì được dẫn qua ngăn tách khí để tách khí. Thể tích ngăn tách khí được tính ứng chiều dài của bể tách khí bằng chiều dài của 3 bể lắng (10m) và vẫn tốc từ trên xuống không vượt qúa 0,05m/s. Thể tích cần thiết của ngăn tách khí: , chọn V = 6m3 Kích thước của ngăn tách khí 10m x 0,4m x 1,5m = 6 m3 Hình 3.2: Bể lắng tiếp xúc Tính toán bể lọc nhanh hai lớp a. Tính kích thước bể Diện tích các bể lọc nhanh hai lớp được tính theo công thức: Trong đó, Q: Công suất trạm xử lý, Q = 8000 m3/ ngày. T: Thời gian làm việc của trạm xử lý, T = 24h. vbt : Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường. vbt= 6 m/h a: Số lần rửa một bể trong một ngày, chọn a = 2. W: Cường độ rửa lọc, W = 17 l/sm2. : Thờ gian rửa bể lọc , =6 phút. : Thời gian ngừng bể lọc để sữa chửa hoặc để rửa, Số bể lọc cần thiết, được tính theo công thức: . Chọn N = 4 bể Kiểm tra tốc độ lọc khi làm việc tăng cường, với điều kiện ngừng một bể để rửa: . Không đạt yêu cầu, qui phạm (6 – 7,5) Chọn N = 6 bể Tốc độ lọc khi làm việc tăng cường, . Đạt yêu cầu Diện tích mỗi bể: . Chọn kích thước mỗi bể lọc:L x B = 3 x 3,4 = 10,2 m2. Chiều cao của bể lọc nhanh được xác định theo công thức: . Trong đó, : Chiều cao lớp sỏi đỡ lớp vật liệu, : Chiều cao lớp vật liệu, vật liệu lọc gồm 2 lớp. Lớp phía trên lalớp vật liệu lọc than ăngtraxit nghiền nhỏ có cở hạt dtđ = 1,1 ¸ 1,2 mm, chiều dày lớp than Lớp phía dưới là lớp vật liệu lọc cát thạch anh có dtđ = 0,7 ¸ 0,75 mm, chiều dày lớp cát : Chiều cao lớp nước trên lớp vật liệu lọc, : Chiều cao phụ, . Tính hệ thống ống phân phối nước rửa lọc Khi rửa bể lọc có 2 lớp vật liệu lọc thì cát và than dẽ xáo trộn lẫn nhau. Do đó ta chỉ dùng biện pháp rửa lớp vật liệu lọc bằng nước thuần tý với cường độ rửa lọc W = 17 ¸ 19 l/s.m2, thời gian rửa 6 ¸ 8 phút Lưu lượng nước rửa lọc của 1 bể lọc( dùng hệ thống ông phân phối trở lực lớn). . Vận tốc chảy trong ống chính cho phép , chọn ® Đường kính ống chính: Chọn ống chính bằng thép không rỉ, có đường kính Dc-n = 300mm. Để phân phối nước rửa lọc ta dùng hệ thống chụp lọc loại K1, có đường kính phía trên 70mm, và tống chiều dài 188mm. Tính toán máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc Tính máng thu nước nước rửa lọc Chiều dài mỗi bể 3,4 m, ta đặt trong mỗi bể 2 máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác. Khoảng cách giữa các máng: Lưu lượng nước rửa thu vào mỗi máng, được tính theo công thức: Trong đó, W: Cường độ rửa lọc, W = 17 l/s.m2. d: Khoảng cách giữa các tâm máng, d = 1,9m. lm: Chiều dài của máng, lm = B = 2,65 m Chiều rộng của máng, được tính theo công thức: Trong đó, A: Tỉ số giữa chiều cao phần hình chữ nhật (hcn) với nửa chiều rộng của máng a = 1 ¸ 1,5. Chọn a = 1,2 K: Hệ số đối với tiết diện máng tam giác, K = 2,1 Chiều cao phần hình chữ nhật: . Chọn hcn = 0,26 Chiều cao phần hình tam giác, chọn hd = 0,12. Tổng chiều cao của máng thu nước: Để nước chảy về cuối máng, ta thiết kế máng có độ dốc 0,01. Chiều cao phần cuối máng tập trung nước: . Chọn htt = 0,4m Khoảng cách từ bề mặt vật liệu đến mép trên manùg thu, được xác định theo công thức: Trong đó, Lvl: Chiều dày lớp vật liệu lọc, L = 0,9m e: Độ giản nỡ tương đối của lớp vật liệu lọc, e =50% . Tính ống phân phối nước lọc Nước sau lắng được thu tập trung ở máng thu, sau đó nước được chảy qua ống phân phối nươc lọc trước khi nước vào bể lọc. Oáng có đường kính 200mm. Tính tổn thất áp lực khi rửa bể lọc nhanh Tổn thất áp lực qua sàn chụp lọc, được tính theo công thức: Aùp lực tốc độ: (áp lực tự động): Ở cuối bể và hai bên bể, áp lực tốc độ này biến thành áp lực tĩnh vì v = 0 do đó độ chênh áp dưới sàn bể dH = 0,01836. Nếu chọn độ phân phối đều là 95%, tức vận tốc nước qua sàn chênh nhau dV = 5% = 0,05. Tổn thất cần thiết qua sàn là: Tổn thất áp lực qua lớp sởi phía trên đầu chụp lọc, được tính theo công thức: Trong đó, LS: Chiều dày lớp sỏi, Ls = 0,15m. W: Cường độ rửa lọc, W = 17 l/s.m2. Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc, được tính theo công thức: Trong đó, W: Cường độ rửa lọc, W = 17 l/s.m2. Lvl Chiều dày2 lớp vật liệu, Lvl = 0,9m. e: Độ giản nở, e: = 0,5. Kích thức hạt dh = 0,5 – 1 mm ® a = 0,76 ; b = 0,17. Tổn thất áp lực ban đầu để phá vỡ kết cấu vật liệu lọc, chọn hbm = 2 m. Tổng tổn thất áp lực bên trong bể: B. PHƯƠNG ÁN II 3.3.4 Tính toán dàn mưa Vì nước nguồn có pH = 6,2 < 6,8, nên ta tính thiết bị làm thoáng để khử CO2. Lượng oxy cần thiết để khử sắt : X = Độ oxy hóa + 0,47H2S + 0,15Fe2+ = 4 + 0 + 0,15x6 = 4,9 mg/l. Độ kiềm của nước sau khi khử sắt, được tính theo công thức: Trong đó, Ko: Độ kiềm ban đầu của nguồn nước, Ko = 1,3 mgđl/l. CFe2+: Nồng độ sắt ban đầu, CFe2+ = 6 mg/l a. Tính diện tích dàn mưa Diện tích dàn mưa: Trong đó, Q: Lưu lượng tính toán, Q = 333,33 m3/h. Cường độ tưới, q = 5 ¸ 10 m3/m2.h . Chọn q = 10 m3/m2.h Chia dàn mưa thành 6 ngăn, diện tích mỗi ngăn: Chọn kích thước mỗi ngăn của dàn mưa:B x L= 2 x 2,8 = 5,6 m2. Lưu lượng qua mỗi ngăn: b. Tính chiều cao dàn mưa Trong đó, Hfm: Chiều cao từ lớp vật liệu thứ nhất đến dàn phun. Chọn Hfm = 0,5m. Hvl: Chiều cao vật liệu tiếp xúc.Dàn mưa thiết kế có 3 sàn, với khoảng cách 0.55m. Trên mỗi sàn đặt vật liệu tiếp xúc là than cốc dạng cục có đường kính d = 29mm, diện tích bề mặt đơn vị: 110 m3/m2. Mỗi lớp vật liệu tiếp xúc có chiều dày 0.3m. Hvl = 2x0,55 + 3x0,3 = 2m. Hn: Chiều cao ngăn thu nước, chọn Hn = 0,6m Chiều cao của dàn mưa: c. Tính hàm lượng CO2 và O2 sau khi làm thoáng bằng dàn mưa Nồng độ CO2 tự do trong nước, được tính theo công thức: Trong đó, K: Độ kiềm trong nước ngầm, K = 65 mg CaCO3 = 1,3 mgđl/l. m: Lực ion của dung dịch: , P : Tổng hàm lượng muối(mg/l), K1: Hằng số phân ly bậc một của axit cacbonic, t = 25oC, ta được K1 = 4,31x 10-7 ® Tổng nồng độ CO2 có trong nước: Nồng độ CO2 sau qúa trình làm thoáng, được tính theo công thức: Trong đó, : Hàm lượng CO2 có trong nguồn nước, =69 mg/l CS: Nồng độ CO2 bảo hòa trong nước, CS =1 . K: Hệ số hiệu quả của quá trình trao đổi khí, .Đối với khí CO2, K = 0,25 – 0,35. ® Nồng độ CO2 sau khi ra khỏi miệng phun và cách sàn tung thứ nhất 0,5 m, được tính theo công thức: , K = 0,25 ® Nồng độ CO2 sau khi nước qua sàn tung thứ I, cách sàn tung thứ II 0,55m. , K = 0,3 ® Nồng độ CO2 sau khi nước qua sàn tung thứ II, cách sàn tung thứ III 0,55m. , K = 0,35 ® Nồng độ CO2 sau khi nước qua sàn tung thứ III. , K = 0,35 Hiệu suất khử CO2, Nồng độ O2 sau quá trình làm thoáng, được tính theo công thức: Trong đó, CS: Nồng độ oxy bảo hoà trong nước, phụ thuộc vào nhiệt độ và tổng hàm lượng muối . t = 25oC, P < 1000 mg/l ® CS = 8,4 mg/l. K2: Hệ số tách khí kỹ thuật; t, thời gian lưu nước trong giàn(s). Theo bảng 9.3 trang 360 “Cấp nước , tập 2” của Trịnh Xuân Lai. ta xác định được giá trị của K2t cho toàn dàn thoáng: K2t = K2t1 + K2t2 + K2t3 = 1,12 + 1,21 + 1,21 = 3,54 Giá trị pH của nước sau quá trình làm thoáng bằng dàn mưa. Trong đó, K: Độ kiềm sau làm thoáng, K = 1,084 mgđl/l. m: Lực ion của dung dịch: , P : Tổng hàm lượng muối(mg/l), K1: Hằng số phân ly bậc một của axit cacbonic, t = 25oC, ta được K1 = 4,31x 10-7 C: Nồng độ CO2 trong nước sau quá trình làm thoáng bằng dàn mưa, C = 6,2 mg/l d. Tính hệ thống ống phun nước Nước từ giếng được bơm lên vơiù vận tốc chảy trong ống chính vc £ 2m/s. Chọn vc = 1m/s. Đường kính ống chính: Chọn ống chính bằng thép có đường kính Dc = 140 mm, đường kính ngoài của ống Dc-n = 143,5mm, phần ống nằm phía trong dàn mưa chọn bằng nhựa PVC có cùng đườ