tính toán các công trình đơn vị

Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
CHƯƠNG III: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ
3.1 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 bò rò rỉ.
Tiêu chuẩn dùng nước của khu công nghiệp:
 n uống và sinh hoạt của công nhân: q
sh
= 25 l/người.ngày.
 Công nghiệp tập trung: q
sx
= 60 m
3
/ha.ngày.
 Tưới cây xanh và tưới đường bằng cơ giới: q
t
= 4 l/m
2
diện tích tưới.
a. Nước dùng trong ăn uống và sinh hoạt của công nhân
Q
sh
ngay.đêm
1675
1000
6700025
1000
=

×
=
×
=
Nq
sh
m
3
/ngày.đêm
Trong đó,
 N: Số lượng công nhân trong khu công nghiệp, dự kiến N = 67000 người.
 q
sh
: Tiêu chuân dùng nước của công nhân, q
sh
= 25 l/người. ngày
b. 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…..
Q
sx
ngay.đêm
84002007.060
=××=×=
fq
sx
m
3
/ngày.đêm
Trong đó,

 f: Diện tích đất dùng cho sản xuất, f = 0,7x200 ha
 q
sx
: Tiêu chuẩn dùng nước công nghiệp, q
sx
= 60 m
3
/ha.ngày
21
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
c. Nước dùng cho việc tưới cây và rửa đøng
Trong khu công nghiệp, khoảng 20% đất dùng cho việc làm đường và trong cây xanh.
Q
t
ngay.đêm
1600
1000
100002002,04
1000
=
×××
=
×
=
Fq
t
m
3
/ngày.đêm.
d. 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, q
ch
= 30 l/s, thời gian chữa cháy cho một đám cháy: t = 3 h.
Q
ch
ngay.đêm
648
1000
23360030
1000
23600
=
×××
=
×××
=
tq
sh
m
3
/ngày.đêm
e. Công suất trạm xử lý.
Tổng lưu lựợng:
Q
tb
ngay.đêm
=
Q
sh

ngày.đêm
+ Q
sx
ngày.đêm
+ Q
t
ngày.đêm
= 11675 m
3
/ngày.đêm.
Công suất củaa trạm bơm cấp II phat vào mạng lưới cấp nước:
Q
ML
=
Q
tb
ngày.đêm
x K
r
= 11675 x 1,25 = 14593,75 m
3
/ngày.đêm.
Trong đó,
K
r
: Hệ số kể đến lưu lượng nước rò rỉ trên mạng lưới và lượng nước dự phòng, K
r
=
1,1 ÷ 1,4. Chọn K
r

= 1,25.
Công suất của trạm xử lý:

15971
=+×=
CCXLMLXL
QKQQ
m
3
/ngày.đêm.
Trong đó:
K
XL
: Hệ số kể đến lượng nước cho bản thân trạm xử lý,
K
XL
= 1,04÷1,06. Chọn K
XL
= 1,05.
Chọn công suất của trạm xử lý: Q
XL
= 16000 m
3
/ngày.đêm.
22
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
 Q
max
ngày.đêm
= Q

XL
= 16000 m
3
/ngày.đêm.
 Q
tb
ngày.đêm

13500
2,1
16000
max
==
ng
XL
K
Q
m
3
/ngày.đêm.
 Q
min
ngày.đêm
= K
ng
min
x Q
tb
ngày.đêm

= 0,7 x 13333,33 = 9333,33 m
3
/ngày.đêm.
 Q
max
h
=
9334,1
24
16000
24
max
max
=×=×
h
ng
K
Q
m
3
/ngày.đêm
 Q
min
h
=
1604,0
24
10796
24
min

min
=×=×
h
ng
K
Q
m
3
/ngày.đêm
Trong đó,
 K
ng
max
:
Hệ số không điều hòa ngày lớn nhất,
K
ng
max

= 1,2 – 1,4. Chọn K
ng
max

= 1,2
 K
ng
min
:
Hệ số không điều hòa ngày nhỏ nhất,
K

ng
min

= 0,7 – 0,9. Chọn K
ng
max

= 0,7.
 K
h
max
:
Hệ số không điều hòa giờ lớn nhất,
K
h
max

=1,4– 2,5. Chọn K
ng
max

= 1,4.
 K
h
min
:
Hệ số không điều hòa giờ nhỏ nhất,
K
h
min

= 0,4 – 0,6. Chọn K
ng
max

= 0,4.
Bảng 3.1: Ý nghóa lưu lượng
23
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
Lưu lượng Mục tiêu cho thiết kế và vận hành
Q
ngày
tb
Đánh giá chi phí bơm(điện năng) và hóa chất.
Q
ngày
max
Xác đònh kích thước của bể chứa, trạm xử lý.
Q
ngày
min
Kiểm tra sự lắng cặn của mương dẫn.
Q
h
max
Tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước.
Q
h
min
Dãy lưu lượng của thiết bò đo lường,thời gian nghỉ

của công trình bơm.
Kiểm tra áp lực giờ dùng nước ít nhất.cho mạng lướicấp nước
24
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
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:
25
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
Bảng 3.2 Kết quả thử nghiệm
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.
Phương pháp
Tiêu chuẩn BYT
1329 BYT 2002 Kết quả
NH
4
+
Nessler hóa Nessler hóa 0
Mg
2+
Titrimetric – EDTA mg/l 7,2
Ca
2+
Titrimetric – EDTA mg/l 32,2
Cl
-
Titrimetric – AgNO
3

≤ 250 mg/l 5
NO
2
-
Phenoldisulfonic ≤ 50 mg/l 0,01
NO
-
3
Phenoldisulfonic ≤ 50 mg/l 0
SO
4
2-
Turbidimetric BaSO
4
≤ 250 mg/l 10,14
PO
4
3-
Turbidimetric BaSO
4
mg/l 3,56
Cu
2+
ISO 8288 – 1986 ≤ 1,0 mg/l 0,02
Pb
2+
ISO 8288 – 1986 ≤ 0,05 mg/l KPH
Zn
2+
ISO 8288 – 1986 ≤ 5 mg/l KPH

Mn
2+
ISO 6333 – 1986 ≤ 0,1 mg/l KPH
Cd
2+
ISO 5961 – 1994 ≤ 0,01 mg/l KPH
Al
3+
AOAC 1990 ≤ 0,2 mg/l KPH
As
3+
ISO 6595 – 1982 ≤ 0,05 mg/l KPH
Cr
6+
ISO 9174 – 1990 ≤ 0,05 mg/l KPH
Phenol ISO 6439– 1990 ≤ 0,5 µg/l KPH
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 H
2
SO
4
mgCaCO
3
/l 65

Cứng tổng cộng Titrimetric – EDTA ≤ 300 mgCaCO
3
/l 58
Sắt tổng cộng Phenanthorlin ≤ 0,5 mg/l 9
26
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
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:
Giếng bơm


Cl


Nước bùn Nơi tiêu thụ
Thải ra cống
27
Thùng quạt gió
Lắng
tiếp xúc
Lọc hai lớp
Bể chứa
Sân phơi bùn
Hố thu cặn
Nước
ngầm
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
 Phương án 2:
Giếng bơm

Cl


Nơi tiêu thụ
Nước bùn thải ra cống
3.3 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
Vì công suất trạm xử lý khá lớn Q = 16000 m
3
/ngàêm, nên ta chia làm 2 đơn nguyên để xử
lý. Mỗi đơn nguyên có công xuất 8000 m
3
/ngàêm, tất cả các công trình đơn vò đều tính cho
một đơn nguyên.
A PHƯƠNG ÁN I
3.3.1 Tính toán thùng quạt gió
a. Tính diện tích thùng quạt gió
Diện tích thùng quạt gió.

m
q
Q
F
=
Trong đó,
 Q: Lưu lượng tính toán, Q = 333,33 m
3
/h.
 Cường độ tưới, q
m

= 50 ÷ 100 m
3
/m
2
.h . Chọn q
m
= 70 m
3
/m
2
.h
28
Dàn mưa Lọc
tiếp xúc
Lọc một lớp
Bể chứa
Sân phơi bùn
Hố thu cặn
Nước
ngầm
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

2
76,4
70
33,333
m
q
Q
F

m
===
Chia làm 6 thùng, diện tích mỗi thùng:

2
78,0
6
76,4
6
m
F
f
===
Chọn diện tích mỗi thùng: 0,9m x 0,9m = 0,81m
2
.
Lưu lượng qua mỗi thùng:

s
m
h
m
Q
q
t
33
0154,056,55
6
33,333
6

====
b. Tính chiều cao thùng quạt gió
Chiều cao của thùng quạt gió, được tính theo công thức.
H = H
n
+ H
vltx
+ H
fm
Trong đó,
 H
fm
: Chiều cao phun mưa trên lớp vật liệu tiếp xúc,
chọn H
fm
= 0,5m
 H
n
: Chiều cao ngăn thu nước ở đáy, chọn H
n
= 0,6m.
 H
vltx:
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 = H
n
+ H
vltx

+ H
fm
= 0,5 +1,5 +0,6 = 2,6 m
c. Tính hàm lượng CO
2
và O
2
sau khi làm thoáng bằng thùng quạt gió
Nồng độ CO
2
trong nước sau khi nước qua thùng quạt gió, được tính theo công thức:
29
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

( )












−×−













−×−
×−
−
++=
R
K
tK
D
R
K
tK
COSCO
D
D
e
R
K
e
CCCC
1

1
2
2
22
1
1
Trong đó.

2
CO
C
: Hàm lượng CO
2
có trong nguồn nước,
2
CO
C
=69 mg/l
 C
S
: Nồng độ CO
2
bảo hòa trong nước, C
S
=1 .
 K
D
: Hệ số khuyếch tán, đối với CO
2
: t = 25

o
C → K
D
= 0,84.
 R: Tỷ lệ gió và nướ: R = 15 ÷ 60. chọn R = 20.
 t: Thời gian lưu nước trong thùng quạt gió.

sh
q
H
t
m
1330371,0
70
6,2
====
 K
2
: 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:

244
2
102102100102
−−−
×=××=××=
V
A
K
 A: Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa khí và nước.

 V: Thể tích thiết bò lam thoáng.
 Chọn
100
=
V
A
.
30
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

( )
( )
l
mg
e
e
C
e
R
K
e
CCCC
R
K
tK
D
R
K
tK
COSCO

D
D
3,6
20
84,0
1
1
69169
1
1
20
84,0
113302,0
20
84,0
113302,0
1
1
2
2
22
=
×−
−
×−+=
×−
−
×++=













−××−












−××−













−×−












−×−
Hiệu suất khử CO
2
,

%90
69
3,669
=
−
=

η
Nồng độ O
2
trong nước sau khi nước qua thùng quạt gió, được tính theo công thức:

( )












−×−













−×−
×−
−
++=
R
K
tK
D
R
K
tK
OSOO
D
D
e
R
K
e
CCCC
1
1
2
2
2
1
1
Trong đó,
 C
o

: Nồng độ O
2
có trong nguồn nước, C
o
= 0.
 C
S
, Nồng độ O
2
bão hoà trong nước, ở t = 25
o
C → C
S
= 8,4 mg/l.
 K
D
: Hệ số khuyếch tán, đối với O
2
: t = 25
o
C → K
D
= 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.
 K
2
: Năng suất truyền tách khi kỹ thuật, K
2
= 0,02.

31
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

( )
( )
l
mg
e
e
C
e
R
K
e
CCCC
R
K
tK
D
R
K
tK
OSO
D
D
82,7
20
03165,0
1
1

04,80
1
1
20
03165,0
113302,0
20
03165,0
113302,0
1
1
2
2
=
×−
−
×−+=
×−
−
×++=













−××−












−××−












−×−













−×−
Giá trò pH của nước sau quá trình làm thoáng bằng thùng quạt gió.

µ
−
×
×
=
CK
K
pH
1
44
log
Trong đó,
 K: Độ kiềm sau làm thoáng,
K = 1,084 mgđl/l.
 µ: Lực ion của dung dòch:
P000022,0

=
µ
,
P : Tổng hàm lượng muối(mg/l),
022,01000
=→≤
µ
P
 K
1
: Hằng số phân ly bậc một của axit cacbonic,
t = 25
o
C, ta được K
1
= 4,31x 10
-7
 C: Nồng độ CO
2
trong nước sau quá trình làm thoáng bằng thùng
quạt gió, C = 2,98mg/l

1,7022,0
3,61031,4
084,144
log
7
=−
××
×

=
−
pH
d. Tính hệ thống ống phun nước.
Nước từ giếng được bơm lên vơiù vận tốc chảy trong ống chính v
c
= 0,8 ÷ 1,2 m/s. Chọn
v
c
= 1,06m/s.
→ Đường kính ống chính:
32
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

m
v
q
D
c
t
c
136,0
14,306,1
40154,0
4
=
×
×
=
×

×
=
π
Chọn ống chính bằng thép có đường kính D
c
= 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 đònh (0,2 – 0,3) m, chọn 0,225 m. Số ống nhánh cần thiết:

82
225,0
9,0
=×=
m
. Chọn m = 8 ống
Lưu lượng qua mỗi ống nhánh:

s
m
m
q
q
t
n
3
001925,0
8
0154,0
===

Chiều dài một ông nhánh:

m
DB
l
c
n
38,0
2
140,09,0
2
=
−
=
−
=
Đường kính ống nhánh, chọn v
n
= 1,39 m/s.

m
v
q
d
n
n
n
042,0
14,339,1
4001925,0

4
=
×
×
=
×
×
=
π
.
Chọn ống nhánh bằng nhựa PVC, có đường kính d
n
= 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 d
l
= 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:

2
22
00539,0
4
14,014,3
35,0
4
35,0 m
D
c
=

×
×=
×
×=
π
ω
Số lỗ cần thiết:
33
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

4,94
4
008,014,3
00593,0
4
2
=
×
=
×
=
∑
l
d
n
π
ω
Số lổ trên mỗi ống nhánh:

8,11

8
4,94
22
===
∑
n
n
, 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 45
o
so với phương nằm ngang.
Trên mỗi hàng của ống nhánh có 6 lỗ, khoảng cách giữa các lỗ:

m
DL
a
c
06,0
62
1435,09,0
62
=
×
−
=
×
−
=
e. Tính hệ thống ống thổi khí

Lưu lượng gió cần thiết đưa vào ứng với tiêu chuẩn là 10m
3
không khí cho 1 m
3
nước.Lưu lượng gió đưa vào:

s
m
h
m
qQ
tg
33
154,056,55556,551010
==×=×=
Gió được thổi vào với vận tốc khoảng 18m/s, đường kính ống gió.

m
v
Q
D
g
g
g
104,0
14,318
4154,0
4
=
×

×
=
×
×
=
π
, Chọn D
g
= 110mm
p lực gió, được tính theo công thức:

ppcbvltxg
HHHH
++=
Trong đó,
 H
vltx
: Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu tiếp xúc, lấy bằng 30mm/1m chiều cao lớp
vật liệu tiếp xúc. H
vltx
= 30 x 1,5 = 45mm.
 H
cb
: Tổn thất cục bộ, H
cb
= 15 ÷20mm. Chọn H
cb
= 20mm.
34
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

 H
pp
: Tổn thất qua ống phân phối, H
pp
= 15mm.
→ p lực gió
mmH
g
80152045
=++=
Công suất máy thổi gió:

η
γ
×
××
=
102
gg
HQ
N
Trong đó,
 γ: Khối lượng riêng của không khí, γ = 1,165kg/m
3
.
 η: Hiệu suất máy quạt gió, η = 85%.

WKWN 166,010166,0
85,0102
08,0154,0165,1

3
=×=
×
××
=
−

35
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
Hình 3.1: Thùng quạt gió
36
2600
518
82
Ø168
375
20
375
50
50
Ø 140
308
Ø
4
2
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
3.3.2 Tính bể lắng tiếp xúc.
a. Tinh diện tích của bể lắng tiếp xúc.
i. Diện tích của bể lắng tiếp xúc
Diện tích tiết diện ngang vùng lắng của bể lắng ngang được xác đònh theo công thức:

tt
v
Q
F
×
×=
6,3
β
Trong đó:
 Q: Lưu lượng tính toán:
h
m
ngaydem
m
Q
33
33,3338000
==
;

tt
v
: Tốc độ tính toán của dòng nước đi lên (mm/s). tốc độ này phải
nhỏ hơn tốc độ lắng của cặn.
s
m
v
tt
)0006,00005,0(

−=
.
chọn
s
mm
v
tt
56,0
=

β
: 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
2,1
=
β
→
2
4,198
56,06,3
33,333
2,1
6,3
m
v
Q
F
tt
=

×
×=
×
×=
β
Chia thành 3 bể lắng, diện tích mỗi bể:

2
13,66
3
8,121
3
m
F
f
===
Lưu lượng qua mỗi bể.

h
m
Q
q
3
11,111
3
33,333
3
===
37
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

Chiều cao vùng lắng, đối với bể lăng tiếp xúc H
l
= 1,5 ÷ 3,5 m. Chọn H
l
= 2 m.
Kiểm tra thời gian lưu trong bể lắng:

2,488,0
11,111
6,402,2
==
×
==
h
q
W
t
b
phút, đạt yêu cầu.
Kích thước mỗi bể: A x B = 3,2 x 20,8 = 66,56 m
2
.
Để cặn có thể lắng tốt, trong bể ta đặt 8 tấm ngăn. Khoảng cách giữa các tấm hướng dòng:

m
l
l
hd
75,1
8

8,68,20
8
=
−
==
Trên các tấm đó, ta khoan các lỗ để nước chảy về cuối bể, tổng diện tích các lỗ cần thiết:

2
1028,0
3,0
031,0
m
v
q
f
l
b
l
===
∑
Các lỗ được khoan với đường kính d = 0,05 ÷ 0,15 m. Chọn d
l
= 0,15m, số lỗ cần thiết trên một
tấm:

46,20
4
08,0
1028,0
2

=
×
==
∑
π
l
l
f
f
n
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 d
lỗ
= 20 mm. Trong mỗi bể ta đặt 2 ống dọc theo chiều dài bể, khoảng cách giữa 2 ống.

m
b
l
o
6,12
4
2.3
2
4
=×=×=
Lưu lượng qua mỗi ống.

h
m

q
q
b
o
3
56,55
2
11,111
2
===
Diện tích mỗi ống phân phối, với vận tốc chảy trong ống v
ống
= 0,8 m/s.
38
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

2
019,0
8,03600
56,55
m
v
q
f
o
o
b
=
×
==

Đường kính mỗi ống:

m
f
D
o
o
156,0
14,3
4019,0
4
=
×
=
×
=
π
.
Chọn ống bằng nhựa PVC có D
ống
= 160 mm.
Tổng diện tích lỗ phân phối lấy bằng 40% diện tích ống phân phôi:

2
0076,0
100
40019,0
100
40
m

f
l
o
l
=
×
=
×
=
∑
Tống số lỗ trên mỗi ống:

2,24
4
02,014,3
0076,0
4
2
=
×
=
×
=
∑
l
l
d
l
n
π

. 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 45
o
.

m
vb
q
h
b
t
19,0
05,02,33600
11,111
=
××
=
×
=
b. Tính chiều cao của bể lắng tiếp xúc
Chiều cao của bể lắng ngang tiếp xúc:

bvclb
HHHH
++=

Trong đó:
 H
bv

: Chiều cao bảo vệ, H
bv
=(0,3-0,5)m, chọn H
bv
= 0.3m.
 H
l
: Chiều cao phần lắngï, H
l
= 2,2 m.
39
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
 H
c
: Chiều cao phần chứa cặn.
Chiều cao phần chứa cặn, tính theo công thức:

( )
m
tgtg
bB
H
c
7,0
50902
2,0
2
2,3
)90(2
=

−×
−
=
−×
−
=

α

Trong đó, α là góc nghiêng ở đáy trên của ngăn chứa cặn. Chọn α = 50
o
→ Chiều cao của bể lắng ngang tiếp xúc:

mHHHH
bvclb
2,33,07,02,2
=++=++=
. Chọn H
b
= 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:

( )
mH
xd
664,34,98,1302,02,3
=+×+=
, chọn H
xd

= 3,7 m
c. Tính ống xả cặn của bể lắng tiếp xúc
Hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng, được xác đònh theo công thức:

vMPKCC
n
+×+×+=
25,0
max
Trong đó,
o C
n
: Hàm lượng cặn của nguồn nước,
C
n
= 2,4 x 18,06 = 43,34 mg/l.
o P: Liều lượng phén tính theo sản phẩm không
ngậm nước, P = 0 mg/l.
o K: Hệ số phụ thuộc vào độ tinh khuyết của phèn
sử dụng.
o Độ màu của nước, M = 10.
40
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
o v: Liều lượng vối kiềm hoá nước, v = 0
l
mg
C 84,4501025,0034,43
max
=+×++=
Hàm lượng cặn có trong ngăn chứa cặn trong 1 giờ:

h
kg
qCq
bc
09,511,1111084,45
3
max
=××=×=
−

Hàm lượng cặn có trong ngăn chứa cặn trong 12 giờ:
Q
c
= 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.

3
3
4,6
9500
1008,61
m
Q
W
tb
c
c
=
×

==
δ
Trong đó,
 δ
tb
: Nồng độ trung bình của cặn đã nén sau 12 h
→ δ = 9500 g/m
3
.
Kiểm tra lại thể tích vùng chứa cặn ứng chiều cao ngăn lắng cặn H
c
= 0,7 m:

( )
( )
( )
( )
3
6,274,98,137,0
2
2,02,3
2
mlLH
bB
W
c
d
c
=+××
+

=+××
+
=
, 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 .

s
m
t
W
q
c
x
3
0217,0
6015
9,18
=
×
==

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:
41
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

m
v

q
D
ct
166,0
14,31
40217,0
4
max
=
×
×
=
×
×
=
−
π
. Chọn D
t-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.
d. Tính số lỗ trên ống thu cặn
Để cặn chảy vào ống thu cặn, trên ống thu cặn ta khoan lỗ, quy phạm d
lỗ
≥ 20mm.
Chọn d
lỗ
= 20mm, với tốc độ chảy qua lỗ v
lỗ

= 1,5m/s.
Diện tích của một lỗ:

2
22
000314,0
4
025.014,3
4
m
d
f
l
l
=
×
=
×
=
π

Tổng diện tích lỗ trên ống xả cặn:
∑
2
01467,0
5,1
0217,0
m
v
q

f
l
c
l
===

Số lỗ trên ống xả cặn:

46
000314,0
01467,0
==
n
,
Chọn n = 46 lỗ, các lỗ được xếp thành 2 hàng 2 bên ống so le với nhau và quay xuống dưới 1
góc 45
o
Khoảng cách giữa các tâm lỗ:

m
n
L
l 44,0
23
2,10
2
===
, quy phạm l = (0,3 – 0,5)m
e. Tính máng thu nước và ống phân phối nước vào bể lắng
i. Máng thu nước:

42
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
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.

m
vH
Q
L
tt
72,6
00095,09,2360024
8000
5
=
×××
=
××
≥
Chọn chiều dài máng L
m
= 6,8m
Máng tràn gồm nhiều răng cưa hình chữ V. Công thức tính lưu lượng qua mỗi răng hình chữ V :

5
2
8
2
15 2

d
Q C tg gH
θ
=
Trong đó :

θ
: góc ở đỉnh tam giác, chọn
θ
= 90
o
 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 C
d
=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:
43
ngarn

17,137
000225,03600243
8000
=
×××

=
s
m
tgQ
v
3
2
5
000225.003.081.92
2
90
6.0
15
8
=×××××=
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
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:

3
833,09
243600
8000
mtQV

=×
×
=×=
Chọn kích thứơc mang: 0,2m x 14,3m x 0,3m.
ii. 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:

m
v
q
D 1675,0
14,3360005,1
433,83
4
=
××
×
=
×
×
=
π

44
ml 065,0
2
70
69

8,6
=
+
=
s
v
L
t
m
1,8
42,0
2
8,6
2
===
3
25,01,8
3600243
8000
mtQV
=×
××
=×=
m
bB
V
h 12,0
3,08,6
25,0
=

×
=
×
=
Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
Chọn ống phân phối nước bằng thép không rỉ có đường kính D = 168mm
f. 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:

3
55,560
360024
8000
mtQV
=×
×
=×=
, chọn V = 6m
3
Kích thước của ngăn tách khí 10m x 0,4m x 1,5m = 6 m
3
+3585
+4725
+3885

±
0.00

20800
200
685
1900
1650
1650
1650 1650
1650
1650
1650
3200
6750
1700
Hình 3.2: Bể lắng tiếp xúc
3.3.6 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:
45