Tải bản đầy đủ
Bảng 4.1 Thông số thiết kế song chắn rác thô

Bảng 4.1 Thông số thiết kế song chắn rác thô

Tải bản đầy đủ

n = *Ks = *1.05 = 19.7 khe
 Chọn 20 khe.
- Trong đó: K = 1.05 hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy, cào rác bằng


cơ giới.
n: số khe hở
h: chiều cao lớp nước trong mương: h = = = 0.23 m
V: vận tốc nước chảy qua song chắn rác (0.6-1m/s) chọn v=0.6 m/s
Số thanh của song chắn rác = n-1 = 19 thanh

b = 0.025 m khoảng cách giữa các thanh chắn.
• Chiều rộng mỗi song chắn là:
Bs = S*(n-1) + b*n = 0.008*(13-1) + (0.016*13)= 0.472 m
Chọn Bs = 0.5 m
• Tổn thất áp lực qua song chắn.
Hs = £**k = 0.83**3 = 0.05 m = 5cm
 Trong đó: + V: Vận tốc nước thải trước song chắn rác với Qmax,
chọn V = 0.6 m/s
+ K: hệ số tính đến sự tổn thất áp lục do rác bám chọn k =
3 (k=2-3 Giaso trình xử lý nước thải – Th.s Lâm Vĩnh Sơn)
+ £: hệ số tổn thất áp lực, xác định theo công thức:
£ = β*()3/4*sinα = 2.42*()3/4*sin600 = 0.83
Với : α là góc nghiêng đặt SCR, chọn α = 600
β: là hệ số phụ thuộc hình dạng thành đan, chọn = 2.42
• Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác
L1 = hs = = = 0.27 m, chọn l1=0.3m
Trong đó: Bs chiều rộng SCR
Bk: bề rộng mương dẫn, Bk = 0.3m
• Chiều dài phần sau SCR
L = L1+L2+Ls = 0.3+0.15+1.5 = 1.85 m, chọn L = 2m
Trong đó : Ls : chiều dài phần mương đặt SCR, L = 1.5m
• Chiều sâu xây dựng mương đặt SCR
H = hmax+hs+0.5 = 0.231+0.05+0.5 = 0.78m
Trong đó : hmax=h1: độ đầy ứng với chế độ Qmax=0.231m
Hs: tổn thất áp lực qua song chắn rác
0.5: khoảng cách giữa cột sàn nhà đặt SCR và mực nước cao nhất

29

Hình : Chi tiết song chắn rác
Bảng 4.2. thống kê các thông sô thiết kế SCR
Stt
1

Tên thông số
Kí hiệu
Kích thước thanh chắn
Bề rộng

2

s

Kích thước

Đơn vị

8

mm

16

mm

19

thanh

L

2

m

Chiều rộng
Chiều sâu

Bs
H

0.5
0.78

m
m

Góc nghiêng

Α

60

Độ4

Khoảng cách
B
giữa các thanh
Số thanh
N
Kích thước SCR
Chiều dài

3

30

của SCR
Vận tốc trung
V
bình qua các
khe
Kích thước của mương dẫn

4
5

0.8

m/s

m

Chiều rộng

B

0.3

Chiều sâu

H

0.5

Chiều dài

L

m
m

2

1. Hố thu nước thải
 Thể tích hầm bơm tiếp nhận:
 Vh = Qhmax*t= 150*0.7= 105 m3
Trong đó : t là thời gian lưu nước chọn t = 0.7h
Chọn chiều sâu hữu ích h = 3m, chiều cao an toàn lấy bằng chiều sâu đáy
ống cuối cùng hf=0.5m
Vậy chiều sâu tổng cộng là :
H = 3+0.5= 3.5
• Diện tích bề mặt hố thu gom :
F = = = 30 m2
Chọn L*B = 6m*5m
Bảng 4.3. thống kê tóm tắt thông số thiết kế hố thu gom
ST
T
1
2
3
4
4.2,

Tên thông số

Kí hiệu

Kích thước

Đơn vị

Chiều dài
Chiều rộng
Chiều cao
Thời gian lưu nước

L
B
H
T

6
5
3.5
0.7

m
m
m
h

Bể điều hòa
Mục đích xây dựng bể điều hòa là giảm bớt sự dao động của hàm lượng

các chất bẩn trong nước do quá trình sản xuất thải ra không đều. giữ ổn định
lưu lượng nước đi vào công trình xử lý nước tiếp theo.
• Thể tích bể điều hòa.
W = Qhmax*t = 150*4= 600 m3
Trong đó: + Qhmax: lưu lượng giờ max của nước thải
31

+ t: thời gian lưu trung bình của nước thải trong bể điều hòa lấy
bằng 4h (t=4-6h tính toán thiết kế các công trình – Lâm Minh Triết)
• Kích thước bể điều hòa.
Chọn chiều sâu mực nước là Hdh = 6m. diện tích của bể điều hòa:
F = = 600:6 = 100 m2
Chọn L*B = 12.5*8 m
Chiều cao bảo vệ của bể chọn: Hbv = 0.5 m
 Vậy chiều cao xây dựng của bể điều hòa: Hxd= Hdh+Hbv = 6.5 m
Xây bể điều hòa hình chữ nhật có thể tích là:
W = L*B*Hxd = 12.5*8*6.5 = 650 m3
Trong phương án có sử dụng công trình xử lý kỵ khí (bể UASB) đặt sau bể
điều hòa. Do vậy trong bể điều hòa không sử dụng hệ thống phân phối khí mà
sử dụng khuấy trộn cơ khí nhằm đảm bảo được chỉ tiêu đầu vào cho bể UASB.
• Tính toán cơ khí
Dùng máy khuấy tuabin 6 cánh nghiêng 450 hướng xuống dưới để đưa nước
từ trên xuống.
Trong bể đặt 6 máy khuấy song song với 2 bên thành bể.
Đường kính cánh khuấy: chọn D= 0,6m (D<1/2 chiều rộng bể)
Trong bể đặt 3 tấm chắn để ngăn chuyển động xoáy của nước, chiều cao
tấm chắn: 3m, chiều rộng 0.13m, bằng 1/10 đường kính bể.
 Máy khuấy đặt cách đáy một khoảng: h = 0.6m (h = D đường kính cánh
khuấy)
 Chiều rộng bản cánh khuấy: B= 1/5D = 0.12m
 Chiều dài cánh khuấy: L = 1/4D = 0.15m
 Năng lượng chúng cần thiết để chuyển động trong nước:
P = K*p*n3*D5= 1.65*0.001*(1500*60)3*0.65= 2 Kw
32

Trong đó: + P – năng lượng cần thiết (Kw)
+ p – khối lượng riêng của nước 0.001 kg/m3
+ D – đường kính cánh khuấy D=0.6m
+ n = 1500 vòng/phút chọn kiểu tuabin có tốc độ quay trên trục
n=500-1500 vòng/phút), cánh khuấy làm bằng thép không gỉ
+ K = 1.65 hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào kiểu cánh





khuấy, lấy theo số liệu của Rushton.
Hiệu suất của động cơ: η=0.8 vậy công suất của động cơ P = 2:0.8 = 2.5 Kw
Chọn hai máy khuấy chìm cho công suất mỗi máy chọn P= 1.5 Kw
Ống dẫn nước vào bể 150mm
Ống ra bể chọn đường kính D = 200mm
Bảng 4.4. thông số thiết kế bể điều hòa

STT
1
2
3
4
5
6

Tên thông số
Chiều dài bể(L)
Chiều rộng bể (B)
Chiều cao bể (H)
Thời gian lưu nước
Thể tích xây dựng bể
Diện tích xây dựng bể

Đơn vị
M
M
M
H
M3
M2

Số liệu dùng thiết kế
12.5
8
6.5
4
600
100

2. Bể UASB
Bể UASB là bể kị khí, nước thải được đưa vào bể từ đáy bể và được phân
phối đều nhờ hệ thống phân phối. Trong điều kiện kị khí các chất hưu cơ có trong
nước thải sẽ bị phân hủy thành các chất có khổi lượng phân tử nhỏ hơn, hình thành
các khí như CH4, CO2, tạo nên sự xáo trộn bên trong bể. Khí được tạo ra có khuynh
hướng bám vào các hạt bùn, nổi lên trên và va chạm vào các tấm hướng dòng. Các
tấm này có nhiệm vụ tách bùn, khí, nước. Các hạt bùn đã được tách khí sẽ rơi
xuống tầng bùn lơ tửng. khí sinh học sẽ được thu bằng hệ thống thu khí, nước được
thu và dẫn qua công trình tiếp theo.
Tải trọng hữu cơ thích hợp trên các thiết bị UASB xử lý nước thải công
nghiệp khoảng từ 8-15 kg COD/m3.ngày. Hiệu quả xử lý COD tương đối cao,
trung bình vào khoảng 43-78% trong đa số các trường hợp. Điều này cho thấy rằng
33

xử lý kị khí có khả năng ứng dụng rộng rãi để giảm thiểu các chất hữu cơ dễ phân
hủy sinh học trong nước thải công nghiệp của nhiều loại hình sản xuất, đặc biệt là
đối với nước thải sản xuất bia.
• Hiệu quả xử lý cần thiết tính theo COD.
E = *100% = *100% = 96%
Lượng COD cần xử lý trong một ngày
G = Qngàymax*(Sv-Sr)*10-3 = 2400*(1280-50)*10-3 = 2952 kgCOD/ngày
• Tải trọng khử COD của bể.
Chọn tải trọng khử COD của bể a = 4 kgCOD/ngày (a = 4-10 kgCOD/ngày
TS. Trịnh Xuân Lai – tính toán thiết kế các công rình xử lý nước thải)
• Dung tích xử lý yếm khí cần thiết.
V = = 2952:4 = 738 m3
Tốc độ nước đi lên trong bể chọn v = 0.6 m/h (v= 0.6 – 0.9 m/h. TS. Trịnh
Xuân Lai – Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải)
• Diện tích bể cần thiết:
F = = = 166.66 m2, chọn F = 168 m2
Chọn bể có chiều rộng 12m, chiều dài 14m
• Chiều cao phần xử lý yếm khí:
H1= = = 4.39 m chọn H1 = 4.5m
• Chiều cao xây dựng của bể UASB: H=H1+H2+H3
H = 4.5 + 1.2 + 0.3 = 6m
Trong đó: H1 – Chiều cao phần thể tích xử lý yếm khí
H2 – chiều cao vùng lắng ≥1, chọn H2 = 1.2 m (TS. Trịnh Xuân Lai – tính
toán thiết kế các công rình xử lý nước thải)
H3 – Chiều cao bảo vệ chính là phần thu khí, chọn 0.3 m
Trong bể thiết kế một ngăn lắng. Nước đi vào ngăn lắng sẽ được tách bằng các tấm
chắn khí. Tấm chắn đặt nghiêng một góc α với α ≥ 550
Gọi Hlắng: chiều cao toàn bộ ngăn lắng Hlắng = 2m
Kiểm tra: = = 38.33% >30% thỏa mã yêu cầu (theo giáo trình XLNT của Th.S Lâm
Vĩnh Sơn)
• Thời gian lưu nước trong bể:

34

T=

F × ( H − H 3 ) 168 × (6 − 0,3)
=
= 9.576 ( h )
100
Qtbh

thỏa mãn yêu cầu T = 4-10h

(theo giáo trình tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – NXB Xây
Dựng – T.S Trịnh Xuân Lai)
• Trong bể lắp một tấm hướng dòng.
Với một tấm chắn hướng dòng lắp 4 tấm chắn khí, đặt theo hình chữ V, mỗi
bên đặt 2 tấm, các tấm này đạt song saong và nghiêng so với phương ngang 1 góc
500.
Chọn khe hở của các tấm này bằng nhau.
Tổng diện tích các khe hở chiếm 15-20% tổng diện tích bể.
Chọn Fkhe = 0.15Fbể
Trong ngăn có 4 khe hở, diện tích mỗi khe. Fkhe = = = 6.3 m2
Khoảng cách bề rộng giữa các khe hở: l = Fkhe/số khe = 6.3/4 = 1.58 m
 Tấm chắn 1.
Chiều dài l1 = L = 14m
Chiều rộng b1 : b1 = = = 1.04 m
 Tấm chắn 2:
Chiều dài l2 = L = 14 m
Chiều rộng b2: H = 1580*sin(90-50) = 1015 mm
Độ dày tấm b2 chồng lên b chọn 400 mm:
B2 = 400 + = 0.4 + =1.033 m
Tấm hướng dòng được đặt nghiêng so với phương ngang góc 50 độ và cách tấm
chắn 1 một khoảng 1.04 m.
35

Khoảng cách giữa các tấm chắn khí là L = 4X.
Với X = 1040 mm*cos50 = 668.5 mm
 Vậy L = 4*668.5 = 2674 mm = 2.67m
Tấm hướng dòng có chức năng chặn bùn đi lên phần xử lý yếm khí lên phần lắng
nên độ rộng đáy D giữa 2 tấm hướng dòng phải lớn hơn L.
Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở từ 10-20 cm. chọn mỗi bên
nhô ra 20 cm.
Vậy D = 2670 + 400 = 3070 mm = 3.07 m
Chiều rộng tấm hướng dòng = = 1.535/cos50 = 2.4 m
• Thể tích làm việc của bể
Vlv = (H1+H2)*F = 5.5*168 = 924 m2
• Thể tích xây dựng bể
Vxd = H*F= 6*168 = 1008 m2
• Hệ thống phân phối nước vào bể.
Nước thải dẫn vào bể UASB qua 12 ống nhánh, chọn vận tốc dòng chảy trong
ống nhánh là 1m/s (theo giáo trình tính toán thiết kế các công trình xử lý nước
thải – NXB Xây Dựng – T.S Trịnh Xuân Lai)
 Đường kính ống chính.
D=

4*Q
=
Π *v

4 * 2400
= 0.188 (m) = 188 (mm).
Π * 24 *1* 3600

Chọn D = 200mm
 Đường kính ống nhánh.
Chọn vận tốc nước chảy trong ống nhánh Vnhánh = 1.5 m/s
Lưu lượng ống nhánh: Qnhánh = 2400/12 = 200 m3/s

36

Chọn 12 ống nhánh để phân phối nước vào bể. Các ống nafy đặt vuông góc
với chiều dài bể. Mỗi ống cách nhau 1m, riêng 2 ống sát tường đặt cách
tường 0.8m.
d=

4Q
=
Π * v *12

4 * 2400
= 0.09(m) = 90(mm).
Π *1* 24 *12 * 3600

Chọn d = 100mm
• Hệ thống đầu phân phối nước vào bể UASB.
Bể UASB thiết kế có tổng cộng 36 đầu phân phối nước.
Kiêm tra diện tích trung bình của một đầu phân phối nước.
an = = 168/36 = 4.67 m2
• Lỗ phân phối nước vào bể UASB.
Tổng cộng có 36 đầu phân phối nước trên 12 ống nhánh vậy một ống nước sẽ có 3
đầu phân phối nước.
Lưu lượng qua lỗ phân phối: Qphân phối = = 200/12 = 16.66 m3/ngày.
Đường kính lỗ phân phối:
D=

4*Q
=
Π * 24 * v * 3600

4 *16.66
= 0.018(m).
Π *1.5 * 24 *16.66 * 3600

Chọn lỗ phân phối khí có D = 20 mm
Các ống phân phối nước được đặt cách đáy 20 cm.
• Tính lượng khí sinh ra.
Lưu lượng khí sinh ra khi loại bỏ 1kg COD là 0.5 m3 (theo Design of Anaerobic
Process the Treament of Industual and Minicipal Wastewater – Josep F.Manila)
Vậy lưu lượng khí sinh ra tại bể trong một ngày:
37

Qkk = 0.5 m3kgCOD*G = 0.5*2952 = 1462.5 m3/ngày
Trong đó thành phần khí CH4 chiếm 70% tổng lượng khí sinh ra
QCH4 = 0.7*1462.5 = 1023.75 m3/ngày
• Đường kính ống thu khí
Vận tốc khí trong ống từ 10-15 m/s (Giáo trình XLNT – Th.S Lâm Vĩnh Sơn)
Chọn vận tốc khí trong ống v=10 m/s
Lắp 2 ống dẫn khí 2 bên thành bể.
• Đường kính ống dẫn khí.
D=

4*Q / 2
=
Π * 24 * v * 3600

4 * 791.25
= 0.033( m).
Π *1.5 * 24 *10 * 3600

Chọn D=50 mm

• Lượng bùn nuôi cấy ban đàu đưa vào bể. (TS = 15%)
Mbùn = = *10-3=441.5 tấn
Trong đó: Css – hàm lượng bùn trong bể kg/m3
Vr – thể tích ngăn phản ứng.
TS – hàm lượng chất rắn trong bùn nuôi cấy ban đầu, T%
• Lượng sinh khối sinh ra mỗi ngày.
P = = = 39.32 kg/ngày.
• Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày.
Q = = = 1.75 m3/ngày
• Khối lượng chất rắn từ bùn dư.
38

Mss= Q*Css = 1.75*30 = 52.5 kgSS/ngày.
• Lượng bùn sinh ra.
Lượng bùn sinh ra khi loại bỏ 1kg COD là 0.05-0.1 kgVSS/CODloại bỏ
Gbùn = 0.05*G = 0.05*2925 = 146.25 kgVSS/ngày
Theo quy phạm : 1m3 bùn tương đương 260 kg VSS (Giáo trình XLNT – Th.S Lâm
Vĩnh Sơn)
• Thể tích bùn sinh ra trong một ngày:
Vbùn = 146.25/260 = 0.563 m3
Chọn thời gian lưu bùn là 3 tháng (t=35-100 ngày, theo Giáo trình XLNT – Th.S
Lâm Vĩnh Sơn)
• Lượng bùn sinh ra trong 3 tháng M = 0.563*30*3 = 50.63 m3
Chiều cao lớp bùn trong 3 tháng: Hbùn = M/F = 50.63/168 = 0.3 m
Trong đó: M – lượng bùn sinh ra trong 3 tháng m3
F – diện tích xây dựng của bể m2
• Đường kính ống thu bùn.
Chọn thời gian xả cặn là 120 phút (Giáo trình XLNT – Th.S Lâm Vĩnh Sơn)
Lượng cặn đi vào ống thu bùn trong 120 phút = = 0,007 m3/s
Bố trí 5 ống thu bùn, các ống này vuông góc với chiều rộng bể, mỗi ống cách nhau
2.4m, hai ống sát tường cách tương 1m.
Vận tốc bùn trong ống chọn 0.5 m/s
• Diện tích ống xả cặn: Fbùn = = 0.0028 m2
• Đường kính ống xả cặn:

39