Thiết kế cột lọc than hoạt tính trong hệ thống lọc nước
Để thiết kế cột lọc than hoạt tính ta cần xác định được chiều cao lớp vật liệu than hoạt tính trong cột cần sử dụng (dựa vào nồng độ clo trong nước đầu vào và nồng độ clo mong muốn có trong nước đầu ra) và lưu lượng nước sẽ đi qua cột. Từ đó, ta có thể xác định được kích thước cột lọc và khối lượng than hoạt tính cần dùng cho hệ thống.
Tính chiều cao của lớp than hoạt tính trong cột
Trước tiên, cần xác định lượng clo tự do trong nước đầu vào cần xử lý. Ta dùng máy đo để biết lượng clo trong nước đầu vào của các bạn là bao nhiêu hoặc dựa vào bảng xét nghiệm, phân tích nguồn nước đã có sẵn để biết nồng độ clo có trong nước.
Tiếp theo, chúng ta đi tính đường kính cột lọc than hoạt tính sẽ sử dụng dựa vào lưu lượng nguồn nước đầu vào của hệ thống. Lưu lượng nguồn nước đầu vào 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 RO.
Để cho dễ hiểu hơn, chúng ta sẽ thiết kế áp dụng cụ thể cho hệ thống có công suất là 1000 lít/h, tỉ lệ recovery của hệ thống lọc thẩm thấu ngược là 50%, như vậy là chúng ta cần một dòng lưu lượng đầu vào là 1000 l/h + 1000l/h*50% = 1500 l/h = 1,5 m3/h.
Sau khi xác định được lưu lượng đầu vào, chúng ta tính ra được diện tích bề mặt vật liệu lọc bằng cách: lấy lưu lượng đầu vào, chia cho vận tốc tối ưu qua cột lọc, lấy vận tốc này là 12 m/h (tương tự như trong bài: tính toán kích thước cột lọc thô). Như vậy, diện tích bề mặt vật liệu lọc than hoạt tính = 1,5/12 = 0,125 (m2), đây cũng chính là đường kính của cột lọc.
Theo công thức tính diện tích hình tròn, ta tính được đường kính cột lọc than hoạt tính:
Đường kính cột lọc than hoạt tính = 2 √ (0,125/π) x 2 = 0,4 (m).
Để xác định chiều cao lớp vật liệu than hoạt tính 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. Giả sử, 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, với lưu lượng như đã thiết kế ở trên là 1,5 m3/h.
Thay vào ta có phương trình: lg(1/0,1) = h/1,5 => h = 1,5 (m) => Thể tích than hoạt tính cần sử dụng = 0,125*1,5 = 0,19 (m3) = 190 lít (xấp xỉ)
Như vậy, ta đã hoàn tất tính toán được đường kính cột là 0,4m và chiều cao lớp than hoạt tính trong cột là 1,5m. Đến đây còn lại thông cuối cùng cần phải xác định là chiều cao của cột cần sử dụng.
Xác định chiều cao của cột than hoạt tính cần sử dụng
Để tính chiều cao cột lọc than hoạt tính, cũng giống như cách tính toán kích thước cột lọc thô, 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.
Chúng ta đi 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. Chiều cao khoảng trống này bằng 30% chiều cao lớp than hoạt tính là đảm bảo (có thể thấp hơn), như vậy: chiều cao khoảng trống phía trên cột = 1,5*0.3 = 0,45 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, giảm khả năng hấp thụ.
Vậy: chiều cao của cột lọc = 1,5 + 0,45 = 1,95 m. (tính toán này áp dụng cho 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, lưu lượng qua cột là 1,5 m3/h)
Độ dày của vỏ cột lọc được tính bằng công thức: áp suất thiết kế nhân với bán kính bồn, sau đó chia cho sức chịu áp của vật liệu nhân với hệ số chịu tải của mối hàn trừ đi 0.6 lần áp suất thiết kế (0.6 đối với loại bồn cầu elip ở hai đáy). Tuy nhiên, về cơ bản thì trên thị trường hiện nay, các hãng sản xuất cột lọc áp lực composite hay cột Inox đều đảm bảo về các tiêu chuẩn trên (việc của chúng ta là chọn kích thước bồn phù hợp).
Tổng kết lại kết quả sau quá trình tính toán, thiết kế cột than thoạt tính
Đến đây ta đã xác định được: kích thước cột cần sử dụng, và thể tích than hoạt tính cần sử dụng:
– Sử dụng cột lọc áp lực có kích thước khoảng: Đường kính = 0,4m và chiều cao là 1,95 m, kích cỡ này có thể xê dịch để phù hợp với kích cỡ tiêu chuẩn của các nhà sản xuất cột lọc áp lực hiện có trên thị trường.
– Thể tích than hoạt tính cần sử dụng khoảng: 190 lít vào khoảng: 86kg, quy cách đóng bao của than hoạt tính là 25kg/bao, như vậy cần mua khoảng 4 bao.
Đây là tính toán số liệu trên lý thuyết với ví dụ cụ thể mà chúng tôi đưa ra. Khi tính toán thực tế, chúng ta phải căn cứ vào các số liệu: nguồn nước đầu vào, yêu cầu của hệ thống, và loại than hoạt tính sử dụng để có những kết quả chính xác và đem lại hiệu quả lọc tốt nhất.
Chi phí mua cột lọc và than hoạt với thiết kế sau tính toán
Dựa vào các con số đã tính được ở trên, quý khách có thể liên hệ với các nhà cung cấp để hỏi về giá, cũng như được tư vấn về các loại cột lọc có kích thước tương ứng, giá than hoạt tính lọc nước cần mua. Từ đó, có thể ước lượng, dự trù được khoản chi phí cho hệ thống của mình là bao nhiêu, chủ động hơn trong việc mua vật tư, thiết bị và lắp đặt hệ thống lọc nước.
Quý khách xem các sản phẩm cột lọc áp lực, than hoạt tính và các vật tư, thiết bị cần thiết cho hệ thống lọc nước tại đây:
https://locnuocro.com.vn/vat-tu-thiet-bi-he-thong-loc-nuoc-ro/
Liên hệ nhận tư vấn giải pháp, báo giá vật liệu, thiết bị, hệ thống lọc nước
Trên đây là hướng dẫn thiết kế cột lọc nước than hoạt tính, tính toán khối lượng than hoạt tính và kích thước cột lọc. Tuy nhiên, đây là tính toán trên lý thuyết. Trong thực tế, quý khách cần có chỉ số nồng độ Clo trong nước đầu vào và yêu cầu của nước đầu ra để có những tính toán phù hợp, chính xác đem lại hiệu quả lọc cao nhất.
Quý khách hàng cần hỗ trợ tư vấn về giải pháp, công nghệ, báo giá vật liệu, thiết bị lọc nước hay có nhu cầu lắp đặt hệ thống xử lý nước vui lòng liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ tốt nhất. Xin cảm ơn!