Tiếp tục nội dung tính toán cột lọc, hôm nay mình sẽ hướng dẫn các bạn cách tính toán cột lọc than hoạt tính để loại bỏ Clo tự do trong nước.
Chi tiết của nội dung hướng dẫn này là đi xác định chiều cao của lớp than hoạt tính cần có trong cột lọc để loại bỏ hoàn toàn clo trong nước, xác định đường kính và chiều cao của cột lọc than hoạt tính. Chúng ta lần lượt đi qua các bước sau:
Bước 1, Xác định lượng clo tự do trong nước. Để mọi thứ chính xác, mọi tính toán đều bắt đầu từ đặc tính nguồn nước của chúng ta. Các bạn lấy máy đo để biết lượng clo trong nước đầu vào của các bạn là bao nhiêu nhé.
Bước 2, Chúng ta đi tính đường kính cột lọc dựa vào lưu lượng nguồn nước đầu vào của hệ thống. Lưu lượng nguồn nước đầu vào thì phụ thuộc vào hai yếu tố là dòng thành phẩm chúng ta cần là bao nhiêu và tỉ lệ recovery của hệ thống lọc thẩm thấu ngược chúng ta muốn vận hành là bao nhiêu.
Mình ví dụ, chúng ta muốn thiết kế một hệ thống cấp dòng sản phẩm cho chúng ta là 1000 lít/h, tỉ lệ recovery của hệ thống lọc thẩm thấu ngược là 70%, như vậy là chúng ta cần một dòng lưu lượng đầu vô là 1000 l/h + 1000l/h*30% = 1300 l/h = 1.3 m3/h
Sau khi xác định được lưu lượng đầu vô, chúng ta tính ra diện tích bề mặt vật liệu lọc bằng cách lấy lưu lượng đầu vô, chia cho vận tốc tối ưu qua cột lọc, mình lấy vận tốc này là 12 m/h. Như vậy diện tích bề mặt vật liệu lọc là 1.3/12 sẽ tương đương 0.1 m2.
Từ diện tích bề mặt, chúng ta có thể tính ra bán kính bồn dựa vào công thức tính diện tích hình tròn nhé các bạn. Theo ví dụ trên, từ diện tích là 0.1 m2, mình tính ra bán kính cột lọc than hoạt tính bằng căn bậc hai của diện tích hình tròn chia cho pi (3.14), kết quả là bằng 0.185 m. Như vậy là chúng ta đã xác định được đường kính cột lọc than hoạt tính hệ thống lọc tiền RO để loại bỏ clo là 0.37 m (0.185×2).
Bước 3, chúng ta đi xác định chiều cao cột lọc. Để xác định chiều cao cột lọc, chúng ta cần xác định hai yếu tố là chiều cao lớp vật liệu lọc và chiều cao khoảng trống phía trên lớp vật liệu lọc.
Để xác định chiều cao lớp vật liệu lọc chúng ta tính theo phương trình: logarit(nồng độ clo đầu vào/nồng độ clo ra) = chiều cao lớp vật liệu lọc/lưu lượng nước đi qua cột lọc.
Như vậy để xác định chiều cao lớp vật liệu lọc, chúng ta cần biết nồng độ clo trong nước đầu vào, nồng độ clo chúng ta mong muốn có trong nước đầu ra và lưu lượng nước sẽ đi qua cột lọc.
Mình ví dụ, nước đầu vào của mình có lưu lượng là 1300 l/h, nước đầu vào có clo là 1 mg/l, nồng độ Clo trong nước đầu ra chúng ta mong muốn là 0.1 mg/l. Thay các số trên vào phương trình tính chiều cao lớp vật liệu lọc, chúng ta tính ra cần một lớp vật liệu lọc than hoạt tính là 1.3 m.
Tiếp theo, chúng ta tính chiều cao khoảng trống bên trên lớp vật liệu lọc để khi chúng ta có tiến hành rửa ngược thì đủ không gian cho lớp than hoạt tính giãn nở ra. Mình lấy chiều cao này bằng 30% chiều cao lớp than hoạt tính, như vậy sẽ là 1.7*0.3 = 0.39 m.Thường thì, cột lọc than hoạt tính thì rất ít khi rửa ngược, do cơ chế của than hoạt tính là hấp thụ , khác với cơ chế của lọc đa vật liệu là hấp phụ. Nhưng thỉnh thoảng chúng ta cũng phải rửa để xáo trộn lại lớp than, tránh hình thành các rãnh rỗng, nước chỉ đi theo các rãnh rỗng này dẫn đến Clo không tiếp xúc nhiều với bề mặt than hoạt tính.
Tiếp theo, mình tính ra chiều cao của cột lọc sẽ bằng 1.3 + 0.39, tương đương 1.7 m. Các bạn phải tính thực tế dựa vào nồng độ Clo trong nước đầu vô của bạn là bao nhiêu thì nó mới đúng nha mấy bạn. Bài này mình chỉ đang lấy ví dụ là Clo trong nước đầu vào bằng 1 mg/l.
Ngoài ra các bạn nhớ tính thêm độ dày của vỏ cột lọc nữa nhé. Các bạn xem lại bài 33, tính toán thiết kế cột lọc đa vật liệu để có thêm thông tin.
Bước tiếp theo mình tính luôn là cần mua bao nhiêu than hoạt tính và số tiền là bao nhiêu nhé. Chúng ta áp dụng nguyên lý tính thể tích hình trụ tròn để tính ra thể tích than hoạt tính cần chuẩn bị. Chúng ta có bán kính cột lọc 0.185, chiều cao than hoạt tính 1.3, suy ra thể tích than hoạt tính là 140 lít.
Các bạn chọn than hoạt tính có kích thước kích thước 0,5-2mm ( mesch 8 x 20). Khối lượng riêng của than hoạt tính gáo dừa loại này là 0.75kg/l. Như vậy số lượng mình cần mua cho 2 cột là 210 kg. Gía than hoạt tính gáo dừa loại này là 20 k/kg nên số tiền cần để mua than hoạt tính là 4tr2.
Như vậy là chúng ta đã tính toán, xác định xong chiều cao cột lọc, đường kính cột lọc, chiều cao lớp than hoạt tính, số lượng than hoạt tính cần và tốn bao nhiêu tiền.
Bạn nào hiểu thì comment bên dưới một chữ “hiểu”để mình biết các bạn đọc bài của mình và hiểu nhé. Còn không hiểu thì comment là không hiểu để mình giải thích và điều chỉnh.
Ngày hôm nay mình đã học được một bài học từ thầy của mình, khi có một điều nào đó chúng ta làm nhưng không đạt được kết quả như mong muốn, thì đừng buồn, đừng nản, đừng chê trách. Mà hãy dừng lại xem lý do là tại sao chúng ta không đạt được như ý muốn, rồi làm cách khác để sửa. Sẽ luôn có cách giải quyết vấn đề, chỉ là mình chưa tìm ra thôi.
Tham khảo trang https://aquatekco.edubit.vn/ để học các khóa học về thiết kế, lựa chọn thiết bị, lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống xử lý nước nhé.
