Đang tải... (xem toàn văn)
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC AQUAZUR V CẢI TIẾN ---- Đan lọc 2 tầng HDPE được thiết kế chủ yếu cho việc tăng vận tốc lọc và phân phối nước và gió tốt hơn cho việc rửa ngược vật liệu lọc cho mọi bể lọc, đảm bảo tỷ lệ phân phối đều trên 95% diện tích bề mặt bể lọc
BỂ LỌC AQUAZU-V 3.5.1 Sơ đồ cấu tạo Hình Sơ đồ cấu tạo bể lọc Aquazur-V 3.5.2 Tính tốn bể lọc a Thơng số tính tốn Theo mục 6.101 – TCXDVN 33 – 2006, bể lọc tính tốn theo chế độ làm việc chế độ bình thường chế độ tăng cường Bể lọc Aquazur – V sử dụng vật liệu lọc lớp cát thạch anh với kích cỡ hạt khác Theo bảng 6.11 – TCXDVN 33 – 2006, ta có thơng số tính tốn sau: + dmin = 0,7 (mm) + dmax = 1,6 (mm) + dhiệu dụng = 0,75 ÷ 0,8 (mm) + Hệ số dãn nở tương đối e = 30% (Theo bảng 6.13 – TCXDVN 33 – 2006) + Hệ số không đồng K = 1,3 ÷ 1,5 + Chiều dày lớp vật liệu lọc: 1300 ÷ 1500 (mm), chọn H = 1200 (mm) + Tốc độ lọc làm việc bình thường: vbt = (m/h) b Phương pháp rửa lọc Theo mục 6.183 – TCXDVN 33 – 2006, ta có rửa lọc theo chế độ sau: rửa gió với cường độ 15 – 20 (l/s.m2) – phút sau rửa kết hợp nước gió thời gian – phút với cường độ gió 15 – 20 (l/s.m2) nước 2,5 – (l/s.m2) cho cát không bị trôi vào máng thu nước rửa cuối ngừng rửa gió tiếp tục rửa nước túy với cường độ – (l/s.m2) khoảng thời gian – phút a Chu kỳ rửa lọc Với tiêu thiết kế qua thực tế cho thấ độ rỗng lớp cát lọc từ 0.410.42, ta lấy 0.42 Thể tích chứa cặn 1m3 cát lọc : V0.105m3 Khối lượng cặn chiếm (3-4%) chọn 4% G=40 x 0.105=4,2 kg Tốc độ lọc 7m3/h, lớp cát dày 1.3m, hàm lượng cặn vào bể lọc 12g/m 3(6.61 TCVN 33-2006), khối cát phải giữ lại khối lượng cặn x 12 =84g=0.084 kg/h Chu kỳ lọc để đảm bảo chất lượng : TL==50h => Vậy ta chọn ngày rửa bể lọc lần d Tổng diện tích mặt bể lọc F= Q 40000 = = 238 T × V 24 × (m2) Trong đó: Q - Cơng suất trạm Q = 40000 m3/ngđ T-Thời gian làm việc ngày bể T = 24 h vbt - Tốc độ làm việc bình thường bể vbt = m/h (B6.11 – TCVN 33:2006) Do bể lọc Aquazur có hệ thống quét bề mặt nên bể rửa lọc bể khác khơng phải làm việc tăng cường, tính tốn bể lọc ta tính với vận tốc làm việc bình thường - Số bể lọc 1 N = × F = × 237 = 7, 71 2 => N = bể => Chọn bể Aquazur-V ngăn lọc số ngăn lọc cần có n= 16 ngăn F1b = Diện tích bể F 238 = = 30 N (m2 )(thỏa yêu cầu 6.104 TCVN 33:2006 nhỏ 120 m2) => Kích thước bể BxL = 5x6 (m) e Chiều cao xây dựng bể lọc Trong : hk chiều cao không từ đáy bể đến mép sàn đỡ chụp lọc hk= 0,348 hđ chiều cao lớp vật liệu đỡ hđ=0.1m (B6.12 TCVN 33 :2006) hl chiều dày lớp cát lọc l =1.5 m (B6.11 – TCVN 33:2006) hn chiều cao lớp nước mặt vật liệu lọc lấy hn=2m (6.106 TCVN 33 :2006) hbv chiều cao bảo vệ, lấy hbv=0.5m => HXD=0,348+0,1+1,5+2+0,5= 4,5m f Kiểm tra chế độ thủy lực tăng cường - Tốc độ lọc bể chế độ làm việc tăng cường xác định theo công thức sau : ==7,46 B= Chọn kích ngăn lọc B x L=5,8 x m Chọn kích thước bể B x L = 2,5 x 6(m) Thể tích cát lọc ngăn bể lọc : V=1.5x2,5x6= 22,5 m3 g Máng phân phối chữ V Sơ đồ cấu tạo máng phân phối nước chữ V : Hình 5.14 Máng chữ V Trong : b : chiều rộng máng chữ V Hm : chiều cao máng chữ V Máng chữ V vừa giữ chức phân phối nước vừa có vai trò tạo lớp nước qt bề mặt cát lọc nên tiết kiệm nước rửa lọc tăng hiệu rửa lọc - Lưu lượng nước qua máng : Qmang = Q 0, 463 = = 0, 029 n× N 2×8 (m3) Trong : Q : lưu lượng nước vào bể lọc, Q = 40000 (m3/ngđ) = 0,463(m3/s) N : số bể lọc, N = bể n : số máng chữ V có bể lọc, n = máng - Tiết diện nước qua máng chữ V : Fmang = Qmang Vmang = 0, 029 = 0, 0725 0, (m2) - Máng chữ V, nghiên góc 45° => b x h = 0,25 x 0,35 - Đáy máng đặt cách lớp vật liệu 0,1m => Chọn 0,5m (6.124 TCVN 33 :2006) - Chọn đáy máng cách mặt lớp lọc 0,5m ( 6.124 TCVN 33 :2006 >= 0,1 mm) i Lỗ phân phối nước vào Nước phân phối từ máng chữ V vào bể lỗ phân phối máng Lỗ phân phối máng chữ V có nhiệm vụ phân phối nước quét ngang bề mặt vật liệu lọc trình rửa lọc - Cường độ quét ngang mực nước chọn m3/h.m2 = 2,2 l/s.m2 => Lưu lượng quét ngang bề mặt bể Q1b = 2,2 x F1b = 2,2 x 30 = 66l/s = 0,066 m3/s - Mỗi bể chia làm máng chữ V nên lượng nước quét ngang bề mặt máng : q = Q1b/2 = 0,066/2 = 0,033 m3/s - Vận tốc nước qua lỗ lấy vlỗ = m/s (quy phạm 6.124 TCVN 33 :2006 vlỗ = – 1,2 m/s) Chọn lỗ hình tròn có đường kính lỗ d lỗ = 50 mm Diện tích lỗ : π × dlo2 3,14 × 0, 052 f1lo = = = 0,001963 (m ) 4 - Tổng diện tích lỗ máng chữ V : - Số lỗ máng chữ V : - Khoảng cách lỗ : e= L = ≈ 0,35 17 17 (nằm quy phạm e = 0,2 – 0,4m) k Hệ thống phân phối nước rửa lọc Thiết kế mương tập trung dãy bể có dạng hình chữ nhật với chiều rộng B m = 0.6(m) Nước từ bể lắng theo đường ống D400 đưa vào mương tập trung đầu dãy bể lọc vào máng phân phối nước đầu bể sau vào máng chữ V để phân phối nước bể Vận tốc mương lấy Vm = 0,5 (m/s) (Theo TCXDVN 33 – 2006, Vm = 0.4 – 0.6 m/s) - Chiều cao lớp nước mương tập trung: Hm = - Q 0.463 = = 0.77 Bm × Vm 0.6 × × 0.5 (m) Cửa từ mương tập trung vào mương phân phối: F= Q 0.463 = = 0.12 Vm × 0.5 (m2) Thiết kế cửa có kích thước: B × H = 0.4 × 0.3 (m) Mương đặt dốc 5% đễ dễ dàng thu cặn lắng Chiều rộng mương phân phối nước vào bể chọn B pp = 0.6 (m), vận tốc nước mương từ 0.3 ÷ 0.4 (m/s) Chọn Vpp = 0.3 (m/s) - Chiều cao lớp nước mương phân phối là: H pp = Q 0, 463 = = 0.32 N × B pp × V pp × 0.6 × 0.3 Trong đó: Q: Lưu lượng nước vào bể lọc, Q = 1.1 (m3/s) N:Số bể lọc, N = bể l Tính tốn hệ thống phân phối nước rửa lọc Quy trình rửa lọc : - Ngừng cấp nước vào bể ; (m) - Hạ mực nước bể xuống tới bề mặt lớp cát lọc 20 cm ; - Chế độ rửa nước gió lấy theo mục 6.123 TCXDVN 33 :2006 sau : - Rửa gió với cường độ : 17 l/s.m2 phút ; - Rửa kết hợp nước gió thời gian t = phút với cường độ gió 17 (l/s.m 2) nước (l/s.m2) cho cát không bị trôi vào máng thu nước rửa ; - Rửa nước túy với cường độ l/s.m2 phút - Chọn phương pháp phân phối khí nước hệ thống đan lọc tầng HDPE ; - Cung cấp tiếp nước vào bể để tiếp tục trình lọc xả nước lọc đầu - Tổng lượng nước rửa lọc theo quy trình rửa lọc : W= × × 60 × 30 + × × 60 × 30 = 99000 (l) = 99 (m3) - Lưu lượng nước rửa bể lọc rửa nước túy : qr = F1b × w (m3/s) Trong : F1b : tiết diện bể, F1b = 30 (m2) W : cường độ nước rửa lọc lớn nhất, W = (l/s.m2) qr = 30 × = 240 (l/s) = 0,24 (m3/s) m Máng thu nước rửa lọc Với kích thước bể 5x (m) ta chọn bể máng phân phối nước máng thu nước rửa lọc Khoảng cách tim máng là: d = =1m < 2,2m (theo 6.117 TC33-2006) Khoảng cách từ tim máng tới tường là: 1m < 1,5m Do bố trí máng thu nên lưu lượng nước rửa thu vào máng: q m2 K (1,57 + a ) Chiều rộng máng: Bm= theo TCVN 33-2006 đó: K hệ số phụ thuộc vào dáng máng, K=2.1 qm lưu lượng nước rửa tháo theo máng, qm=0.24 m3/s a tỉ số chiều cao phần hình chữ nhật với nửa chiều rộng máng a=1.5m( theo mục 6.117 TCVN33-2006 a=1-1.5m) 0.242 Bm = 2,1 (1,57 + 1,5)3 =0.6m =>chiều cao phần hình chữ nhật máng: H1=0.750.750.35=0.45m =>chiều cao phần tam giác máng: H2=0.5 =>chiều cao hữu ích máng: H=H1+H2=0.45+0.3=0.75m =>chiều cao tồn phần máng: : chiều dày đáy máng, =0.1m Thiết kế máng có độ dốc i=0,01 phía mương tập trung Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng thu nước: (m) Trong đó: L chiều dày lớp vật liệu, L=1.2m e độ dãn nở tương đối vật liệu lọc, e=40% => n Tính tốn đường ống - Đường kính ống dẫn nước rửa lọc: Dr = = = 0,45m => Chọn ống có D = 450mm Trong đó: V = 1,5 m/s ( 6.120 TCVN 33:2006 từ 1,5-2m/s) - Đường kính ống xả nước lọc ống dẫn nước lọc D = 450mm - Ống khí cao bề mặt lóc 0,3m có D = 32mm ( 6.121 TCVN 33:2006) - Đường kính ống dẫn nước lọc bể: - Lưu lượng tăng cường bể Qtc = 0,058 x = 0,066 (m3/s) - Diện tích bể: F = = = 0.055 m2 D = = = 0,24 => Chọn D = 250mm Trong đó: V = 1,2 m/s ( 6.120 TCVN 33:2006 ) - Ống thu nước lọc bể: Đường kính ống thu nước lọc bể là: D= 4× N ×Q = π ×V × × 0.0578 = π × 1.2 0.35 (m) → Chọn D = 350 (mm) Đường kính đoạn ống phục vụ bể lọc là: D= 4× N ×Q × × 0.0578 = = π ×V π × 1.2 0.49 (m) → Chọn D = 500 (mm) Đường kính đoạn ống phục vụ bể lọc là: D= 4× N ×Q × × 0.0578 = = π ×V π × 1.2 0.6 (m) → Chọn D = 600 (mm) Đường kính đoạn ống phục vụ bể lọc là: D= 4× N ×Q × × 0.0578 = = π ×V π ×1.2 0.7 (m) → Chọn D = 700 (mm) Đường ống vào mương phân phối: D= 4×Q × 0.2315 = = π ×V π ×1.5 0.443 (m) → Chọn D = 450 (mm) Trong đó: V = 1.5 m/s ( 6.111 TCVN 33:2006) - Đường kính ống xả kiệt D = 200 mm ( 6.121 TCVN 33:2006) p Tính tốn đan lọc tầng HDPE Đan lọc tầng HDPE thiết kế chủ yếu cho việc tăng vận tốc lọc phân phối nước gió tốt cho việc rửa ngược vật liệu lọc cho bể lọc, đảm bảo tỷ lệ phân phối 95% diện tích bề mặt bể lọc Kiểu thiết kế tầng chia nhỏ đan với bề dày đan lọc 305mm, phần đan lọc đặt đệm IMS dày 35mm để tránh việc cát rơi xuống đan lọc, đảm bảo việc phân phối nước gió đồng cho lỗ Kích thước chuẩn đan lọc : l x b x h = 121x26,9x30,48 (cm) Với kích thước bể BxL= x 6m, ta cần 44 đan lọc cho bể ... thường bể vbt = m/h (B6.11 – TCVN 33:2006) Do bể lọc Aquazur có hệ thống quét bề mặt nên bể rửa lọc bể khác làm việc tăng cường, tính tốn bể lọc ta tính với vận tốc làm việc bình thường - Số bể lọc. .. 7-9.5(m/h) : tốc độ lọc thỏa mãn số bể chọn N=8 hợp lý Fi = - Diện tích bể F 30 = = 7,5 n (m2) Chọn kích bể x 2.5 m Bể lọc AquazurV có loại (1 ngăn lọc ngăn lọc) ; ta chọn bể có ngăn lọc ; diện F1ngan... nước vào bể lọc, Q = 1.1 (m3/s) N:Số bể lọc, N = bể l Tính tốn hệ thống phân phối nước rửa lọc Quy trình rửa lọc : - Ngừng cấp nước vào bể ; (m) - Hạ mực nước bể xuống tới bề mặt lớp cát lọc 20