Trong các tòa nhà cao tầng, chung cư hay văn phòng, hệ thống lọc nước tổng đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước sạch cho sinh hoạt và sử dụng. Một trong những thiết bị cốt lõi của hệ thống này là cột lọc tổng. Vậy làm thế nào để tính toán và thiết kế cột lọc tổng phù hợp với nhu cầu của tòa nhà? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết chi tiết dưới đây.
-
Cột Lọc Tổng Là Gì?
Cột lọc tổng là thiết bị chứa các lớp vật liệu lọc (như cát thạch anh, than hoạt tính, sỏi đỡ…) nhằm loại bỏ tạp chất, cặn bẩn, kim loại nặng, mùi và màu trong nước trước khi đưa vào sử dụng. Đây là bước tiền xử lý quan trọng giúp bảo vệ các thiết bị khác trong hệ thống lọc nước (như màng RO, máy lọc Nano) và đảm bảo chất lượng nước đầu ra.
-
Vai Trò Của Cột Lọc Tổng Trong Hệ Thống Lọc Nước Tòa Nhà
- Loại bỏ cặn lơ lửng (TSS): Giảm nguy cơ tắc nghẽn đường ống và thiết bị.
- Hấp thụ chất hữu cơ: Than hoạt tính giúp khử mùi, màu và các hợp chất hữu cơ hòa tan.
- Bảo vệ hệ thống: Tăng tuổi thọ cho các thiết bị lọc tinh phía sau.
-
Các Bước Tính Toán Thiết Kế Cột Lọc Tổng
Để thiết kế cột lọc tổng phù hợp với tòa nhà, bạn cần thực hiện các bước tính toán sau:
Bước 1: Xác Định Nhu Cầu Sử Dụng Nước
Nhu cầu nước phụ thuộc vào số lượng người sử dụng và mục đích (sinh hoạt, nấu ăn…). Công thức:
- Q (lưu lượng) = Số người × Định mức nước/người/ngày ÷ Số giờ hoạt động.
- Ví dụ: Tòa nhà 50 hộ gia đình, mỗi hộ 4 người, định mức 150 lít/người/ngày:
- Tổng nhu cầu = 50 × 4 × 150 = 30.000 lít/ngày = 30 m³/ngày.
- Nếu hệ thống hoạt động 10 giờ/ngày: Q = 30 ÷ 10 = 3 m³/h.
Bước 2: Tính Vận Tốc Lọc (Filtration Rate)
Vận tốc lọc là tốc độ nước đi qua bề mặt vật liệu, thường dao động từ 10-20 m/h. Công thức:
- Vận tốc lọc (v) = Q ÷ Diện tích bề mặt cột (A).
- Ví dụ: Q = 3 m³/h, v = 15 m/h → A = 3 ÷ 15 = 0,2 m².
Bước 3: Tính Đường Kính Cột Lọc
Diện tích bề mặt cột được tính theo công thức hình tròn:
- A = π × (D/2)², trong đó D là đường kính cột (m).
- Từ ví dụ: 0,2 = 3,14 × (D/2)² → D ≈ 0,5 m (500 mm).
Bước 4: Xác Định Chiều Cao Cột và Lớp Vật Liệu Lọc
Chiều cao cột thường gấp 2-3 lần đường kính. Tổng chiều cao bao gồm:
- Lớp vật liệu lọc: 1-1,5 m.
- Không gian trống: 0,5-0,8 m để nước phân bố đều.
- Phân bố lớp vật liệu (ví dụ):
- Sỏi đỡ: 10-20 cm (lớp dưới cùng).
- Cát thạch anh: 40-60 cm (loại bỏ cặn).
- Than hoạt tính: 30-50 cm (khử mùi, màu).
Bước 5: Tính Thể Tích Vật Liệu Lọc
Thể tích mỗi lớp = Diện tích mặt cắt ngang × Chiều cao lớp vật liệu.
- Ví dụ: Lớp cát thạch anh 0,5 m, A = 0,2 m² → Thể tích = 0,2 × 0,5 = 0,1 m³.
- Tương tự tính cho sỏi và than hoạt tính.
Bước 6: Tính Toán Chu Kỳ Rửa Ngược (Backwash)
Chu kỳ rửa ngược giúp làm sạch vật liệu lọc, thường thực hiện:
- Tần suất: 12-24 giờ/lần (tùy chất lượng nước đầu vào).
- Lưu lượng rửa ngược: Gấp 2-3 lần lưu lượng lọc (6-9 m³/h với ví dụ trên).
- Thời gian rửa: 10-15 phút.
Bước 7: Kiểm Tra Áp Suất và Lưu Lượng Bơm
- Áp suất vận hành: 2-5 bar (tùy thiết kế cột).
- Công suất bơm: Đảm bảo đủ lưu lượng Q (3 m³/h) và áp suất đẩy qua cột.
-
Lưu Ý Khi Thiết Kế Cột Lọc Tổng
- Chất lượng nước đầu vào: Kiểm tra TSS, độ đục, COD để chọn vật liệu phù hợp.
- Vật liệu cột: Thép không gỉ hoặc composite để chống ăn mòn.
- Van điều khiển: Sử dụng van tự động để tối ưu hóa rửa ngược và vận hành.
- Dự phòng: Thiết kế 2 cột song song để duy trì hoạt động liên tục khi bảo trì.
-
Ví Dụ Minh Họa Thiết Kế
Tòa nhà 100 người, nhu cầu 15 m³/ngày, hoạt động 8 giờ/ngày:
- Lưu lượng: Q = 15 ÷ 8 ≈ 1,9 m³/h.
- Vận tốc lọc: 15 m/h → A = 1,9 ÷ 15 ≈ 0,13 m² → D ≈ 0,4 m (400 mm).
- Chiều cao cột: 1,5 m (1 m vật liệu + 0,5 m không gian).
- Lớp vật liệu: Sỏi (15 cm), cát (50 cm), than (35 cm).
- Thể tích cát: 0,13 × 0,5 = 0,065 m³.
- Lưu lượng rửa ngược: 4-6 m³/h.
Thiết kế cột lọc tổng đúng cách không chỉ đảm bảo cung cấp nước sạch mà còn tối ưu hóa chi phí vận hành và bảo trì hệ thống lọc nước cho tòa nhà. Việc tính toán chính xác lưu lượng, kích thước cột và vật liệu lọc là yếu tố then chốt. Nếu bạn cần hỗ trợ thêm, hãy liên hệ với các chuyên gia để được tư vấn chi tiết.
Các bạn có thể liên hệ yêu cầu lắp đặt hệ thống lọc tổng tại đây
Hoặc tham khảo khóa học hướng dẫn tính toán thiết kế hệ thống lọc nước tại đây
