Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
tính toán bể lắng LAMELLA cho trạm xử lý nước thiên nhiên công suất 80.000 m3/NGĐ
a) Cơ sở tính toán:
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 hay 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 như 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 như 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
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 kỳ xả đi. Chất nổi
được tập trung về khoang trống giữa các tầng và
dẫn đi theo máng chìm.
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 bể Lamen
Theo sơ đồ tính toán, trong khoảng thời gian lắng T, hạt cặn chuyển động từ A đến
B. Quỹ 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 cặn u0. Có thể xác lập các tương quan:
Hình 5.9 Tấm lắng LamellaAquazur – nuoc.com.vn Page 2
Hình 5.10 Sơ đồ tính toán ống lắng
v T
tg
H h
AC
tb.
sin
0
CD h u .T
cos
0
Do đó: 0 cot cot .cos
0
g g
H h
v u
tb
Hay cot ( 0 cos )
0
H h
g
v u
tb
Nếu gọi diện tích bề mặt lắng là F và lưu lượng nước xử lý là Q, tốc độ của dòng nước
đi lên theo phương thẳng đứng v0 là:
0 sin
vtb
QF
v
vtb: Tốc độ trung bình của dòng nước đi lên theo vách ngăn nghiêng.
Vậy :
F sin
Q
v
tb
Thay vtb vào công thức trên ta có:
QF
H h
h
u .
0 cos( 0 cos)
Trong đó h có giá trị bằng 0,05 - 0,15m và H0=1-1,5m. Từ phương trình trên cho thấy
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 hơn 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 lấy 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 ngăn nghiêng lấy lớn hơn 0,5m để đảm bảo thu
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiAquazur – nuoc.com.vn Page 3
nước đều. Nước bể lắng có diện tích mặt lớn cần
thiết kế hệ thống thu nước bề mặt bằng các máng
hay ống.
b) Tính toán kích thước công trình:
Chọn các thông số cơ bản:
- 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. Chiều dài
mỗi tấm L =1m.
- Tiết diện hình ống:
f= 52×30 + 52×15=2340 (mm2) =
0,00234(m2)
- Chu vi ướt: c = 6×30 = 180 mm = 0,18m
- Chiều dài ống: Lo = 1m.
- Góc nghiêng α chọn α = 600.
- Vận tốc lắng Uo chọn theo bảng 6.9
(TCXDVN33-06) chọn Uo = 0,45 mm/s.
- Chiều cao khối trụ lắng:
H= L.sin α = 1×0,867 = 0,867(m)
Theo đó, ta có:
Công suất nước đi vào bể lắng: Q Q L
Trong đó: -QL : Công suất nước vào bể lắng
-Q: Công suất thiết kế. Q = 80.000 m3/ngđ.
-α: Hệ số dự phòng. Chọn α = 1,05
Vậy ta có QL = 1,05 × 80.000 = 84.000 m3/ngđ = 0,9722 m3/s;
Diện tích mặt bằng bể lắng:
2
h
o H.cos + h.cos
Q
u
F
Trong đó: uo : Tốc độ lắng của hạt cặn; uo = 0,45mm/s = 4,5.10-4m/s;
h: Kích thước tiết diện ống lắng.
H: Chiều cao khối trụ lắng
α = 60o; cos α = 0,5;
Ta có:
2
2 4 2
h 0,9722 0,052
255( )
o H.cos + h.cos 4,5.10 0,867.0,5 + 0,052.0,5
Q
F m
u
Chọn số bể lắng là 2 đơn nguyên. Diện tích mặt bằng 1 bể là F1 = 127,5 m2; Chọn
chiều rộng 1 bể là 6 m.
Chiều dài bể lắng: L1 = 127,5 / 6 = 21,25 m. Làm tròn L1 = 21,5m
Diện tích thực tế của bể lắng: F1 = 6×21,5 = 129 (m2)
Hình 5.11 Kích thước ống
lắng(mm)Aquazur – nuoc.com.vn Page 4
Chiều dài phần phân phối nước đầu bể và khu vực bố trí máy gạt cặn cuối bể, chọn
theo cấu tạo và kích thước máy gạt cặn. Chọn chiều dài phần phân phối L 2 = 2m;
phần cuối bể L3 = 3m (vùng thu cặn)s. Tổng chiều dài xây dựng của bể lắng
L = L1+L2+L3 = 21,5 + 2 + 3 = 25,5 (m)
Phần đầu bể bố trí máng thu bọt và rong tảo (nếu có). Chiều rộng máng B= 0,5 m.
Tốc độ Uo thực tế của các hạt cặn:
4
2 2
h 0,9722 0,052
4, 4 10 ( / )
o H.cos + h.cos 2 129 0,867.0,5 + 0,052.0,5
Q
u m s
F
Vận tốc nước chảy trong các ống lắng:
0,9722 3
4, 4.10 ( / )
o .sin 255.0,867
Q
v m s
F
- Bán kính thủy lực: R 0,00234 0,0013( )
0,18
f
m
c
Trong đó: f: Tiết diện ống lắng
c: Chu vi ướt ống lắng.
Hệ số Reynold: Re v R o
Trong đó: vo - Vận tốc nước chảy trong ống lắng.
R - Bán kính thủy lực;
- Hệ số nhớt động học của nước. Lấy = 1,31.10-6 .
Vậy
3
6
4,4 10 0,0013
4,36 500
1,31 10
o
e
v R
R
Nước trong ống lắng chảy ở chế độ chảy tầng.
Chuẩn số Froude:
2 3 2
(4,4 10 ) 5 5
r 15,1.10 10
9,81 0,0013
v o
F
G R
Như vậy dòng chảy trong ống lắng là ổn định.
Chiều cao bể lắng:
- Chiều cao phần nước trong trên các ống lắng: h1 = 1,2 m;
- Chiều cao đặt tấm lắng nghiêng: h2 = 0,867 ~ 0,9 m
- Chiều cao phần không gian phân phối nước dưới các ống lắng nghiêng: h3 = 2,5 m
(lắp đặt thiết bị gạt cặn cơ khí.
Xả cặn: Ta dùng phương pháp gạt cặn bằng cơ khí và xả cặn bằng thuỷ lực. Thể
tích vùng chứa cặn của 1 bể được xác định theo công thức:
Wc =
N
T Q C m
.
. .( max )
(m3).
Trong đó:
T: Chu kỳ giữa hai lần xả cặn, lấy T = 8(h).
Q: lưu lượng nước vào bể lắng (m3/h). Q = 80.000 (m3/ngđ) = 3333,33 (m3/h).
Cmax = 106,45 (mg/l). Đây là hàm lượng cặn của nước nguồn sau khi đã cho
hoá chất vào.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiAquazur – nuoc.com.vn Page 5
m: Lượng cặn còn lại sau bể lắng. Theo quy phạm lấy m = 10 (mg/l).
: Nồng độ trung bình của cặn khi được gạt về hố thu cặn.
Với T = 8h ta lấy = 10000 (g/m3).
N: Số lượng bể lắng. N=2.
Wc = 8 3333,33 (106, 45 10)
10000.2
= 128,6(m3).
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:
H
c =
64,3
2 (3 3) 2 (3 3)
Wn
= 3,6(m).
Với hố thu cặn đáy có kích thước 3×3×3,6 m.
Chiều cao xây dựng bể lắng:
- Phần cuối bể
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
tính toán bể lắng LAMELLA cho trạm xử lý nước thiên nhiên công suất 80.000 m3/NGĐ
a) Cơ sở tính toán:
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 hay 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 như 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 như 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
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 kỳ xả đi. Chất nổi
được tập trung về khoang trống giữa các tầng và
dẫn đi theo máng chìm.
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 bể Lamen
Theo sơ đồ tính toán, trong khoảng thời gian lắng T, hạt cặn chuyển động từ A đến
B. Quỹ 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 cặn u0. Có thể xác lập các tương quan:
Hình 5.9 Tấm lắng LamellaAquazur – nuoc.com.vn Page 2
Hình 5.10 Sơ đồ tính toán ống lắng
v T
tg
H h
AC
tb.
sin
0
CD h u .T
cos
0
Do đó: 0 cot cot .cos
0
g g
H h
v u
tb
Hay cot ( 0 cos )
0
H h
g
v u
tb
Nếu gọi diện tích bề mặt lắng là F và lưu lượng nước xử lý là Q, tốc độ của dòng nước
đi lên theo phương thẳng đứng v0 là:
0 sin
vtb
QF
v
vtb: Tốc độ trung bình của dòng nước đi lên theo vách ngăn nghiêng.
Vậy :
F sin
Q
v
tb
Thay vtb vào công thức trên ta có:
QF
H h
h
u .
0 cos( 0 cos)
Trong đó h có giá trị bằng 0,05 - 0,15m và H0=1-1,5m. Từ phương trình trên cho thấy
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 hơn 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 lấy 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 ngăn nghiêng lấy lớn hơn 0,5m để đảm bảo thu
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiAquazur – nuoc.com.vn Page 3
nước đều. Nước bể lắng có diện tích mặt lớn cần
thiết kế hệ thống thu nước bề mặt bằng các máng
hay ống.
b) Tính toán kích thước công trình:
Chọn các thông số cơ bản:
- 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. Chiều dài
mỗi tấm L =1m.
- Tiết diện hình ống:
f= 52×30 + 52×15=2340 (mm2) =
0,00234(m2)
- Chu vi ướt: c = 6×30 = 180 mm = 0,18m
- Chiều dài ống: Lo = 1m.
- Góc nghiêng α chọn α = 600.
- Vận tốc lắng Uo chọn theo bảng 6.9
(TCXDVN33-06) chọn Uo = 0,45 mm/s.
- Chiều cao khối trụ lắng:
H= L.sin α = 1×0,867 = 0,867(m)
Theo đó, ta có:
Công suất nước đi vào bể lắng: Q Q L
Trong đó: -QL : Công suất nước vào bể lắng
-Q: Công suất thiết kế. Q = 80.000 m3/ngđ.
-α: Hệ số dự phòng. Chọn α = 1,05
Vậy ta có QL = 1,05 × 80.000 = 84.000 m3/ngđ = 0,9722 m3/s;
Diện tích mặt bằng bể lắng:
2
h
o H.cos + h.cos
Q
u
F
Trong đó: uo : Tốc độ lắng của hạt cặn; uo = 0,45mm/s = 4,5.10-4m/s;
h: Kích thước tiết diện ống lắng.
H: Chiều cao khối trụ lắng
α = 60o; cos α = 0,5;
Ta có:
2
2 4 2
h 0,9722 0,052
255( )
o H.cos + h.cos 4,5.10 0,867.0,5 + 0,052.0,5
Q
F m
u
Chọn số bể lắng là 2 đơn nguyên. Diện tích mặt bằng 1 bể là F1 = 127,5 m2; Chọn
chiều rộng 1 bể là 6 m.
Chiều dài bể lắng: L1 = 127,5 / 6 = 21,25 m. Làm tròn L1 = 21,5m
Diện tích thực tế của bể lắng: F1 = 6×21,5 = 129 (m2)
Hình 5.11 Kích thước ống
lắng(mm)Aquazur – nuoc.com.vn Page 4
Chiều dài phần phân phối nước đầu bể và khu vực bố trí máy gạt cặn cuối bể, chọn
theo cấu tạo và kích thước máy gạt cặn. Chọn chiều dài phần phân phối L 2 = 2m;
phần cuối bể L3 = 3m (vùng thu cặn)s. Tổng chiều dài xây dựng của bể lắng
L = L1+L2+L3 = 21,5 + 2 + 3 = 25,5 (m)
Phần đầu bể bố trí máng thu bọt và rong tảo (nếu có). Chiều rộng máng B= 0,5 m.
Tốc độ Uo thực tế của các hạt cặn:
4
2 2
h 0,9722 0,052
4, 4 10 ( / )
o H.cos + h.cos 2 129 0,867.0,5 + 0,052.0,5
Q
u m s
F
Vận tốc nước chảy trong các ống lắng:
0,9722 3
4, 4.10 ( / )
o .sin 255.0,867
Q
v m s
F
- Bán kính thủy lực: R 0,00234 0,0013( )
0,18
f
m
c
Trong đó: f: Tiết diện ống lắng
c: Chu vi ướt ống lắng.
Hệ số Reynold: Re v R o
Trong đó: vo - Vận tốc nước chảy trong ống lắng.
R - Bán kính thủy lực;
- Hệ số nhớt động học của nước. Lấy = 1,31.10-6 .
Vậy
3
6
4,4 10 0,0013
4,36 500
1,31 10
o
e
v R
R
Nước trong ống lắng chảy ở chế độ chảy tầng.
Chuẩn số Froude:
2 3 2
(4,4 10 ) 5 5
r 15,1.10 10
9,81 0,0013
v o
F
G R
Như vậy dòng chảy trong ống lắng là ổn định.
Chiều cao bể lắng:
- Chiều cao phần nước trong trên các ống lắng: h1 = 1,2 m;
- Chiều cao đặt tấm lắng nghiêng: h2 = 0,867 ~ 0,9 m
- Chiều cao phần không gian phân phối nước dưới các ống lắng nghiêng: h3 = 2,5 m
(lắp đặt thiết bị gạt cặn cơ khí.
Xả cặn: Ta dùng phương pháp gạt cặn bằng cơ khí và xả cặn bằng thuỷ lực. Thể
tích vùng chứa cặn của 1 bể được xác định theo công thức:
Wc =
N
T Q C m
.
. .( max )
(m3).
Trong đó:
T: Chu kỳ giữa hai lần xả cặn, lấy T = 8(h).
Q: lưu lượng nước vào bể lắng (m3/h). Q = 80.000 (m3/ngđ) = 3333,33 (m3/h).
Cmax = 106,45 (mg/l). Đây là hàm lượng cặn của nước nguồn sau khi đã cho
hoá chất vào.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiAquazur – nuoc.com.vn Page 5
m: Lượng cặn còn lại sau bể lắng. Theo quy phạm lấy m = 10 (mg/l).
: Nồng độ trung bình của cặn khi được gạt về hố thu cặn.
Với T = 8h ta lấy = 10000 (g/m3).
N: Số lượng bể lắng. N=2.
Wc = 8 3333,33 (106, 45 10)
10000.2
= 128,6(m3).
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:
H
c =
64,3
2 (3 3) 2 (3 3)
Wn
= 3,6(m).
Với hố thu cặn đáy có kích thước 3×3×3,6 m.
Chiều cao xây dựng bể lắng:
- Phần cuối bể
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links