TÍNH TOÁN BỂ LẮNG LAMELLA CHO TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THIÊN NHIÊN CÔNG SUẤT 80.000 M3/NGĐ

Chia sẻ: Le Minh Tuan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

1.236
lượt xem 120
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bể lắng lamen cũng giống như bể lắng thường và cũng gồm 3 vùng: Vùng phân phối nước, Vùng lắng Vùng tập trung và chứa cặn Đặc điểm bể lắng Lamen: Vùng lắng được chia thành nhiều lớp mỏng với khoảng không gian nhỏ hẹp, nhờ các tấm được đặt nghiêng. Khi dùng các tấm lượn sóng hoặc tấm phẳng thì tiện lắp ráp và quản lý hơn. Dùng các ống thì chắc chắn hơn và đảm bảo kích thước được đồng đều hơn và tốc độ dòng chảy có thể tăng hơn nhưng lại chóng bị lắng cặn,...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: TÍNH TOÁN BỂ LẮNG LAMELLA CHO TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THIÊN NHIÊN CÔNG SUẤT 80.000 M3/NGĐ

TÍNH TOÁN BỂ LẮNG LAMELLA CHO TRẠM XỬ LÝ N ƯỚC THIÊN NHIÊN CÔNG SU ẤT 80.000 M3/NGĐ a) Cơ sở tính t oán:  Bể lắng lamen cũng g iống như bể lắng th ường và cũng gồm 3 vùng: - Vùng phân phối n ước, - Vùng lắng - Vùng tập trung và chứa cặn  Đặc điểm bể lắng Lamen: Vùng lắng được chia thành nhiều lớp mỏng với khoảng không gian nhỏ hẹp, nhờ các tấm được đặt nghiêng. Khi dùng các tấm lượn sóng hoặc tấm phẳng thì tiện lắp ráp và quản lý hơn. Dùng các ống thì chắc chắn hơn và đảm bảo kích thước được đồng đều hơn và tốc độ dòng chảy có thể tăng hơn nhưng lại chóng bị lắng cặn, tăng khối lượng công tác tẩy rửa. Ở đây dùng các tấm có dạng nửa lục giác và khi ghép các tấm lại thì sẽ tạo thành khối ống có mặt cắt ngang nh ư những ống lục giác ghép lại. Như vậy sẽ vừa đảm bảo được tính linh động trong thi công cũng như độ bền xây dựng khi hợp khối các tấm. Khu vực lắng được lắp các mô-đun dạng khối hộp chữ nhật. Các mô đun này tạo nên bởi sự lắp ghép của các tấm Lamella nghiêng ( 60o ). Những tấm Lamella này bằng nhựa PVC chất lượng cao. Hai tấm Lamel ghép lại với nhau sẽ cho ra những ống hình lục giác ( dạng giống nh ư tổ ong ) (Hình 5.9)  Tác dụng và cơ chế của quá trình lắng: Nước từ bể phản ứng vào bể lắng sẽ chuyển động giữa các bản vách ngăn nghiêng theo hướng từ dưới lên và cặn lắng xuống đến bề Hình 5.9 Tấm lắng Lamella mặt bản vách ngăn nghiêng sẽ trượt xuống theo chiều ngược lại và ở dạng tập hợp lớn tập trung về hố thu cặn, từ đó theo chu k ỳ xả đi. Chất nổi được tập trung về khoang trống giữa các tầng và dẫn đi theo máng ch ìm. Khi giảm chiều cao lắng thì giảm độ chảy rối của dòng chảy tự do, giảm được dao động của thành phần tốc độ thẳng đứng của dòng nước. Kết quả là tăng hệ số sử dụng dung tích và giảm được thời gian lắng( chỉ cần một vài phút).  Tính toán b ể Lamen Theo sơ đồ tính toán, trong khoảng thời gian lắng T, hạt cặn chuyển động từ A đến B. Qu ỹ đạo AB có thể phân tích thành chuyển động từ A đến C với tốc độ vtb của dòng nước và từ C đến D với tốc độ rơi c ặn u0. Có th ể xác lập các t ương quan: Aquazur – nuoc.com.vn Page 1
Hình 5.10 Sơ đồ tính toán ống lắng H h AC  0   vtb .T sin  tg h CD   u 0 .T cos  vtb H 0 cot g  cot g. cos  Do đó: u0 h vtb H  cot g ( 0  cos ) Hay u0 h Nếu gọi diện tích bề mặt lắng là F và lưu lư ợng nước xử lý là Q, tốc độ của dòng nước đi lên theo phương th ẳng đứng v0 là: v Q v 0   tb F sin  vtb: T ốc độ trung bình của dòng n ước đi lên theo vách ngăn nghiêng. Q Vậy : vtb  F sin  Thay vtb vào công thức trên ta có: Q h u0  . cos  ( H 0 h cos  ) F Trong đó h có giá trị bằng 0,05 - 0,15m và H0=1-1,5m. Từ phương trình trên cho th ấy cùng với lưu lượng nước xử lý và vùng tốc độ lắng cặn u0, bể lắng lamella với dòng chảy ngược chiều sẽ có diện tích bề mặt bé h ơn so với bể lắng ngang. Khi tính toán bể lắng Lamella cũng dựa trên 2 chỉ tiêu cơ bản ban đầu là tốc độ lắng cặn u0 và góc nghiêng của các vách ngăn song song (thường lấy từ 450-600). Để đảm bảo đủ không gian phân phối nước đều vào các ô lắng, khoảng cách phần dưới các vách ngăn lấ y là 1,0-1,2m. Chiều cao vùng chứa cặn thường lấy từ 1,0-1,5m. Lớp nước trên bề mặt tính từ mép các vách ng ăn nghiêng lấy lớn hơn 0,5m để đảm bảo thu Aquazur – nuoc.com.vn Page 2
nước đều. Nước bể lắng có diện tích mặt lớn cần phải thiết kế hệ thống thu nước bề mặt bằng các máng hoặc ống. b) Tính toán kích thư ớc công trình:  Chọn các thông số c ơ b ản: - Tấm mỏng: Chọn loại tấm nhựa, có phần lượn sóng hình lục giác, khi ghép các tấm lại với nhau thành khối sẽ tạo thành các hình ống. Với chiều cao h= 52mm, d= 60mm. C hiều dài mỗi tấm L =1m. - Tiết diện hình ống: f= 52×30 + 52×15=2340 (mm2) = 0,00234(m2) - Chu vi ư ớt: c = 6×30 = 180 mm = 0,18m Hình 5.11 Kích th ước ống - Chiều dài ống: Lo = 1m. lắng(mm) α = 60 0. - Góc nghiêng α chọn - Vận tốc lắng Uo chọn theo bảng 6.9 (TCXDVN33-06) chọn Uo = 0,45 mm/s. - Chiều cao khối trụ l ắng: H= L.sin α = 1×0,867 = 0,867(m) Theo đó, ta có:  Công suất nước đi vào bể lắng: QL    Q Trong đó: -QL : Công su ất nước vào bể lắng -Q: Công suất thiết kế. Q = 80.000 m 3/ngđ. -α: H ệ số dự phòng. Chọn α = 1,05 Vậy ta có Q L = 1,05 × 80.000 = 84.000 m 3/ngđ = 0,9722 m3/s;  Diện tích mặt bằng bể lắng: Q h uo   F H.cos + h.cos 2  uo : T ốc độ lắng của hạt cặn; u o = 0,45mm/s = 4,5.10-4m/s; Trong đó: h: Kích thư ớc tiết diện ống lắng. H: Chiều cao khối tr ụ lắng α = 60o; cos α = 0,5; Ta có: Q h 0,9722 0,052  255( 2 ) F m    2 4 2 uo H.cos + h.cos  4,5.10 0,867.0,5 + 0,052.0,5  Chọn số bể lắng là 2 đơn nguyên. Diện tích mặt bằng 1 bể là F 1 = 127,5 m2; Ch ọn chiều rộng 1 bể là 6 m.  Chiều dài bể lắng: L 1 = 127,5 / 6 = 21,25 m. Làm tròn L1 = 21,5m Diện tích thực tế của bể lắng: F 1 = 6×21,5 = 129 (m2) Aquazur – nuoc.com.vn Page 3
 Chiều dài phần phân phối nước đầu bể và khu vực bố trí máy gạt cặn cuối bể, chọn theo cấu tạo và kích th ước máy gạt cặn. Chọn chiều dài phần phân phối L 2 = 2m; phần cuối bể L 3 = 3 m (vùng thu c ặn)s. T ổng chiều dài xây dựng của bể lắng L = L 1+L2+L3 = 21,5 + 2 + 3 = 25,5 (m)  Phần đầu bể bố tr í máng thu b ọt và rong tảo (nếu có). Chiều rộng máng B= 0,5 m.  Tốc độ U o thực tế của các hạt cặn: Q h 0,9722 0,052 4, 4 104 ( m/ s uo     ) 2 2 F H.cos + h.cos  2  129 0,867.0,5 + 0,052.0,5  Vận tốc n ước chảy tro ng các ống lắng: Q 0,9722  4, 4.10 3 ( m/ s) vo   F .sin  255.0,867 f 0, 00234 - Bán kính th ủy lực: R    0, 0013(m) c 0,18 Trong đó: f: Tiết diện ống lắng c: Chu vi ư ớt ống lắng . vo  R  Hệ số Reynold: Re   Trong đó: vo - Vận tốc n ước chảy trong ống lắng. R - Bán kính th ủy lực;  - Hệ số nhớt động học của nước. Lấy  = 1,31.10-6. v  R 4,4 103  0,0013 Re  o   4,36 500  Vậy 1,31106  Nước trong ống lắng chảy ở chế độ chảy tầng. v2o (4,4 10 3) 2 15,1.10  10 5 5  Chuẩn số Froude: Fr   G  R 9,81 0,0013  Như vậy dòng chảy trong ống lắng là ổn định.  Chiều cao bể lắng: - Chiều cao phần nước trong trên các ống lắng: h 1 = 1,2 m; - Chiều cao đặt tấm lắng nghiêng: h 2 = 0,867 ~ 0,9 m - Chiều cao phần không gian phân phối n ước dưới các ống lắng nghiêng: h 3 = 2,5 m (lắp đặt thiết bị gạt cặn c ơ khí.  Xả cặn: Ta dùng phương pháp gạt cặn bằng cơ khí và xả cặn bằng thuỷ lực. Thể tích vùng ch ứa cặn của 1 bể được xác định theo công thức: T .Q.(C max  m) (m3). Wc =  .N Trong đó: T: Chu k ỳ giữa hai lần xả cặn, lấy T = 8 (h). Q: lưu lư ợng nước vào bể lắng (m 3/h). Q = 80 .000 (m3/ngđ) = 3333,33 (m3/h). Cmax = 106,45 (mg/l). Đây là hàm lư ợng cặn của nước nguồn sau khi đã cho hoá chất vào. Aquazur – nuoc.com.vn Page 4
m: Lượng cặn còn lại sau bể lắng. Theo quy phạm lấy m = 10 (mg/l). : N ồng độ trung bình của cặn khi được gạt về hố thu cặn. Với T = 8 h ta l ấy = 10000 (g/m3). N: S ố lượng bể lắng. N=2. 8  3333, 33  (106, 45 10) = 128,6(m3).  Wc = 10000.2 Tại mỗi bể lắng sẽ bố trí 02 hình chóp để thu cặn. Thể tích hữu ích mỗi hình chóp Wc = 128,6/2 = 64,3(m3). Kích thước đáy mỗi hình chóp chọn là 3× 3m(dễ hợp khối với bể lắng) . - Chiều cao vùng chứa cặn: Wn 64, 3 Hc = = 3,6(m).  2  (3  3) 2  (3  3) Với hố thu cặn đáy có kích thư ớc 3×3×3,6 m.  Chiều cao xây dựng bể lắng: - Phần cuối bể : HXD = h1+ h2+ h3+ Hc+ HDT = 1 + 0,9 + 1,5 + 3,6+0,5 = 7,5 (m) Trong đó: h1 : Chiều cao phần nước trong trên các khối tấm lắng lamella. h2 : Chiều cao khối tấm lắng lamella. h3 : Chiều cao vùng lắng d ưới các tấm lamella. Hc : Chi ều cao vùng chứa cặn bể lắng HDT : chiều cao dự trữ, lấy bằng 0,5 (m). - Phần đầu bể: HXD = h1+ h2+ h3+ HDT = 1 + 0,9 + 1,5 +0,5 = 3,9 (m)  Tính toán lưu lư ợng nước xả cặn bể lắng: - Lượng nước dùng cho việc xả cặn 1 bể lắng tính bằng phần tr ăm lưu lư ợng nước xử lý, đ ược xác định theo công thức: K  Wc  N P P 100% qT Trong đó: + Wc: Th ể tích vùng chứa và nén cặn. W c = 128,6 (m3). + KP: H ệ số pha loãng cặn. Gạt cặn bằng c ơ khí ch ọn Kp = 1,2. + N: s ố lượng bể lắng. N = 2. + T: th ời gian giữa 2 lần xả cặn (h). T= 6 (h). + q: Lưu lư ợng nước tính toán (m 3/h). q = 3333,33 (m3/h). 1, 2  128, 6  2 P  100 1,15 % 3333,33  8 - Vậy lưu lượng nước dùng cho việc xả cặn 2 bể lắng, tính theo thể tích n ước giữa các lần xả (6h) là: VBL  1,15%  80000  926(m3 ). XC Vậy lưu lư ợng nước dùng cho việc xả cặn 2 bể lắng trong một ngày đêm là: 926  24 XC  2778 (m 3 ). VBL  8 Chọn thời gian xả cặn của bể lắng là t = 30 phút, Aquazur – nuoc.com.vn Page 5
1ngan V XA 926 = 0,257(m3/s). 1ngăn Lưu lư ợng một lần xả là: Q Xả = = t·XA 2  30  60 - Đường kính ống xả cặn là : 4  Q1NGAN XA 4  0, 257 D xả =  0, 22 (m). (Ch ọn vận tốc xả V xả=1,5m/s).    VXA   1,5 Chọn D xả= 250(mm). Đảm bảo yêu cầu D>150mm 1N Vận tốc xả thực tế là : V xă = 4  Q 2 =1,45 (m/s).  D Aquazur – nuoc.com.vn Page 6