TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỒN LỌC ÁP LỰC

Bài viết giả định công suất nước cần xử lý Q = 1000 m³/ngày.đêm

I) TÍNH TOÁN ĐƯỜNG KÍNH BỒN LỌC:

_Lưu lượng nước vào bể lọc: 

     

 

     

Trong đó:

    Q_ngày-đêm : công suất trạm nước cấp - nước thải (m³/ngày.đêm)

                     t_ngày-đêm : thời gian hoạt động một ngày của trạm cấp nước, t = 24 (h)

                     n : số bồn lọc, chọn n = 1

 

_ Diện tích bề mặt lọc: 

     

 

 

Trong đó: Q : lưu lượng trung bình vào bồn lọc (m³/h)

                     v : vận tốc lọc từ 5-24 (m/h), chọn v = 12 (m/h)

 

_ Đường kính bể Lọc:

 

Chọn đường kính bồn lọc D = 2,3m 

Bảng kích thước vật liệu lọc cho xử lý nước thải bậc cao

Đặc tính	Khoảng giá trị	Giá trị đặc trưng
Anthracite:
Chiều cao h, m	0,3 – 0,6	0,45
Đường kính hiệu quả dc, mm	0,8 – 2,2	1,2
Hệ số đồng nhất U	1,3 – 1,8	1,6
Cát:
Chiều cao h, m	0,15 – 0,3	0,3
Đường kính hiệu quả dc, mm	0,4 – 0,8	0,5
Hệ số đồng nhất U	1,2 – 1,6	1,5
Tốc độ lọc v, m/h	5 – 24	12

 

_Khoảng cách từ bề mặt vật liệu lọc đến miệng phễu thu nước rửa:

h = H_VL x e + 0,25

Trong đó:

H_VL: Chiều cao lớp vật liệu lọc

e: Độ giãn nở lớp vật liệu lọc khi rửa ngược, e = 0,25 - 0,5

h = [(0,3 m + 0,5 m) x 0,5] + 0,25 m = 0,65 m

_Chiều cao tổng cộng bể lọc áp lực:

H = h + H_VL + h_bv + h_thu = 0,65 m + (0,3 + 0,5) m + 0,25 m + 0,3 m = 2,0 m

Trong đó:

h_bv: Chiều cao an toàn, h_bv = 0,25 m

h_thu: Chiều cao phần thu nước (tính từ mặt chụp lọc đến đáy bể).

Lượng nước lọc có thể lấy theo bảng Tốc độ rửa ngược bằng nước và khí đối với bể lọc cát một lớp và lọc anthracite.

Dựa vào bảng và đường kính hiệu quả của cát và than anthracite có thể chọn tốc độ rửa nước v_nước = 0,35 m^₃/m^₂.phút.

Rửa ngược chia làm 3 giai đoạn:

(1) rửa khí có tốc độ v_khí = 1,0 m³/m².phút trong thời gian t = 1 - 2 phút;

(2) Rửa khí và nước trong thời gian 4 - 5 phút;

(3) Rửa ngược bằng nước trong khoảng thời gian t = 4 - 5 phút với tốc độ rửa v _nước = 0,32 m³/m².phút.

(Sử dụng phương pháp nội suy)

Bảng tốc độ rửa ngược bằng nước và khí đối với bể lọc cát một lớp và lọc anthracite

Vật liệu lọc	Đặc tính vật liệu lọc		Tốc độ rửa ngược m3/m2.phút
	Đường kính hiệu quả	Hệ số đồng nhất U	Nước	Khí
Cát	0,5	1,4	0,15	0,5
	0,7	1,4	0,26	0,8
	1,0	1,4	0,41	1,3
	1,49	1,4	0,61	2,0
	2,19	1,3	0,81	2,6
Anthracite	1,1	1,73	0,29	0,7
	1,34	1,49	0,41	1,3
	2,0	1,53	0,61	2,0

 

_Lượng nước cần thiết để rửa ngược cho 1 bể lọc:

W_n = A x v_nước x t = (4,17 m²/1 bể) x (0,32 m³/m².phút) x 10 phút = 13,35 m³/bể

_Lưu lượng bơm rửa ngược:

Q_m = A x v_nước = (4,17 m²/1 bể) x (0,32 m³/m².phút) x 60 phút /giờ = 80,10 m³/h

_Lưu lượng máy thổi khí: 

Q _khí = A x v _khí = (4,17 m²/1 bể) x (1,0 m³/m².phút) = 4,17 m³/phút = 250 m³/h

_Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc sạch (đầu chu kì lọc) được xác định theo công thức của Hazen:

Trong đó:

C: Hệ số nén ép, C = 600 - 1200 tùy thuộc vào tính đồng nhất và sạch;

t^o: Nhiệt độ nước (^oC);

d₁₀: Đường kính hiệu quả (mm);

V_h: Tốc độ lọc (m/ngày);

L: Chiều dày lớp vật liệu lọc (m).

_Đối với lớp lọc cát:

_Đối với lớp lọc anthracite:

_Tổng tổn thất áp lực qua 2 lớp vật liệu lọc:

h = 0,18 m + 0,052 m = 0,232 m

Trích nguồn: Sách Xử lý nước thải đô thị & công nghiệp -  Thầy Lâm Minh Triết (Bảng 9.13 trang 439-441) 

_ Link bài tính toán word tham khảo: https://drive.google.com/file/d/1lxBQG87yKLevwFUSJzkJZffGZFEs1zil/view?usp=sharing

Nguyên lý hoạt động và Ứng dụng của bồn lọc áp lực các bạn xem tại đây nhé