Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 3. Tính Toán Công Nghệ Công Trình

Chương 3. Tính Toán Công Nghệ Công Trình

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI



GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH



Lưu lượng trung bình giây: m3/s



Q



h

max



Q



h



tb



Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất:

=

. Kmax

Trong đó : Kmax là hệ số khơng điều hòa, Kmax = 1,37



Q

Vậy



h

max



= 408,33.1,37 = 560(m3/h)



3.2. Tính toán mương dẫn nước thải

Nhiệm vụ: đưa nước thải đến các công trình xử lý, mương dẫn có tiết diện hình chữ nhật



Hình 1.4. Mương dẫn nước thải

Lưu lượng nước thải lớn nhất vào mương dẫn là: Qmaxh = 560 m3/h =0,156m3/s

Chọn kênh dẫn hình chữ nhật, vận tốc qua song chắn rác là v = 0,3÷0,6 m/s, chọn v = 0,3

m/s (theo bảng 9-3 trang 410 sách “xử lý nước thải đô thị và công nghiệp” của Lâm Minh

Triết)

Ta có diện tích mặt cắt ướt là A = = = 0,52 m2

Trong đó:

v : vận tốc dòng nước

A: diện tích mặt cắt ướt của mương dẫn

Kênh có diện tích hình chữ nhật có B = 2h sẽ cho tiết diện lớn nhất về mặt thủy lực

(Thoát nước tập 2, , Tr522, Hoàng Văn Huệ, Trần Đức Hạ 2002)

Trong đó: B: chiều rộng mương dẫn nước (m)

h: chiều cao mương dẫn nước (m)

Ta có : W = Bh = 2h2 = 0,52 ⇒ h = 0.51 m ⇒ B =21,02m

Độ dốc tối thiểu của mương dẫn để tránh quá trình lắng cặn trong mương :

imin= = = 0,98

H = h + h'

Chiều cao xây dựng mương :

SVTH: YÊN THỊ HOA



13



ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI



GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH



Chiều cao xây dựng mượng : H = 0,51 + 0,3 = 0,81 m

Với h’=0,3m là chiều cao bảo vệ

Bảng 4.1. Các thơng số tính tốn mương dẫn nước thải

Thơng sớ

Đơn vị

Vận tốc nước chảy trong mương, v

m/s

Chiều cao mực nước trong mương, h

m

Chiều rộng mương, B

m

Chiều cao xây dựng, H

m

Độ dốc, imin



Giá trị

0,3

0,51

1,02

0,81

0,98



3.3. Hố thu nước thải

Chọn thời gian lưu nước t=15 phút.

Vậy thể tích hố thu nước

102,08 m3

Kích thước hố thu nước: L4.7 x 4.7 x 4.7

Đường ống dẫn nước từ mương nước thải đến hố thu: Dống dẫn= = = 0.7 (m)

Trong đó: Q là lưu lượng trung bình ngày =9800m3/ng =0.113 m3/s

v: vận tốc chảy trong ống = 0,3 m/s

Bảng 4.2. Các thơng số tính tốn hố thu nước thải

Thông số

Đơn vị

Vận tốc nước chảy trong ống, v

m/s

Chiều cao mực nước trong mương, H

m

Chiều rộng hố thu, B

m

Chiều dài hớ thu, L

m

Đường kính ớng dẫn

m



Giá trị

0,3

4,7

4,7

4,7

0,7



3.4. Tính toán song chắn rác

Nhiệm vụ: - Loại bỏ các chất thải rắn khô: nhánh cây, gỗ, rễ cây, giấy.

- Bảo vệ bơm, van, đường ớng, cánh kh́y.





Song chắc rác được làm từ kim loại và đặt dưới đường chảy của nước thải theo

phương thẳng đứng.



SVTH: YÊN THỊ HOA



14



ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI





GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH



Kích thước và khối lượng rác giữ lại ở song chắc rác phụ thuộc vào kích thước khe

hở giữa các thanh đan. Tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực cần thường xuyên

làm vệ sinh song chắn rác.



Hình 1.5. Sơ đồ cấu tạo của song chắn rác

1 – Song chắn, 2 – Sàn cơng tác



α = (30o ÷ 45o )



α = 45o



Góc nghiêng:

chọn

Vận tốc trung bình qua song chắc rác: v = ( 0,3÷ 0,6 m/s ) chọn v = 0,3 m/s

Khe hở giữa các thanh chắn rác: b = ( 16 – 25 mm) . Chọn b = 20 mm = 0.02m

Chiều rộng và chiều sâu mương dẫn: B x H = 1,02 x 0,81 m



b

=3 ÷5

s



Đợ dày các thanh:

chọn s = 6 mm = 0,006 m

Chiều cao lớp nước trong mương h1 :

Số khe hở song chắn rác:

Trong đó:

n : Là số khe hở

Lưu lượng lớn nhất của nước thải, =0,156 (m3/s)

v

: Tốc độ nước chảy qua song chắn rác, v= 0,3( m/s)

k : hệ số tính đến mực độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác k = 1,05

Số thanh của song chắn rác:

Có hai song chắn rác nên số thanh của mỗi song sẽ là 54 thanh và bằng số khe hở.

Bề rộng của mỡi song chắn rác:



SVTH: N THỊ HOA



15



ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI



GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH



Trong đó:

s: bề dày của thanh song chắn rác, thường lấy s=0,008 m

b: khoảng cách giữa các khe hở của song chắn, b= 0,02m

Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác: l1

Trong đó: Bs : Chiều rộng song chắn rác

Bk = B : chiều rộng mương dẫn



ϕ



: góc nghiêng đoạn mở rộng mương dẫn ( 15 ÷ 20 o ). Chọn Chiều dài đoạn thu

hẹp sau song chắn rác: l2

Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác:

Trong đó: Ls là chiều dài phần mương đặt SCR, Ls = 1,5m

v2

hs = ξ × max × K

2g

Tổn thấp áp lực qua song chắn rác:

Trong đó:

vmax là vận tốc nước thải trước song chắn rác ứng với Qmax, chọn vmax = 0,8m/s

K : hệ số tính tới sự tăng tổn thấp áp lực do rác mắc phải song chắc rác ( k = 2 ÷ 3)

Chọn K = 2 ( ThS. Lâm Vĩnh Sơn, Giáo trình xử lý nước thải)

ξ

hệ số tổn thất áp suất cục bộ, xác định theo công thức:

4



4



 0,006  3

s 3

= ữ ì sin = 2, 42 ì

ì sin 450 = 0,35



b

0,02

: hằng số phụ thuộc hình dạng thanh chắn rác, chọn thanh chắn rác có hình dạng

hình chữ nhật, β = 2,42

α : góc nghiêng đặt song chắn rác. α = 45o

v2

0,82

hs = ξ × max × K = 0,35 ×

× 2 = 0,023( m)

2g

2 × 9,81

Chiều sâu xây dựng mương đặt song chắn rác

Chọn H = 1,3 m

Trong đó: hmax : độ đầy ứng với chế độ Qmax, hmax=h1 =0,51 m

hs: tổn thất áp lực qua song chắn rác

hbv: chiều cao bảo vệ: Chọn hbv = 0,81 m

SVTH: YÊN THỊ HOA



16



ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI



GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH



Hiệu quả xử lý nước thải sau khi qua song chắn rác:

• Hàm lượng chất lơ lửng còn lại: SS = 3000 x (100 – 4)% = 2880 mg/l.

• Hàm lượng BOD5 còn lại: BOD5 =3000 x (100 – 4)% = 2880 mg/l.

• Hàm lượng COD còn lại: COD= 5000x(100 - 4)%= 4800mg/l

(Theo xử lý nước thải đô thị và cơng nghiệp tính tốn và thiết kế cơng trình – Lâm Minh

Triết )

Bảng 4.3. Các thông số thiết kế song chắn rác

STT Tên thơng số

Kí hiệu Kích thước

Đơn vị

Kích thước thanh chắn

1



Bề rợng

Khoảng cách giữa các thanh

Sớ thanh



2



3

4



s



8



mm



b



20



mm



54



thanh



2,98

5,42

1,3

45

0,3



m

m

m

đợ

m/s



n

Kích thước SCR



Chiều dài

Chiều rộng

Chiều sâu

Góc nghiêng của SCR

Vận tốc trung bình qua các khe



L

Bs

H

α

v



3.5. Bể điều hòa

Mục đích xây dựng bể điều hòa: điều hòa, ổn định về lưu lượng và nồng độ các chất;

ổn định pH của nước thải; tránh phát sinh mùi hôi nhờ làm thoáng cung cấp khí oxy cho

nước thải. Nhờ đó giúp các công trình phía sau không bị quá tải, nước thải cấp vào các

công trình xử lý sinh học phía sau được liên tục nên vận hành tốt, đạt được hiệu quả xử lý

cao.

Thể tích bể điều hòa:

V=t= 560.4=2240 (m3)

Trong đó:

: lưu lượng nước thải lớn nhất trên giờ

t: thời gian lưu trung bình của nước thải trong bể điều hòa lấy t=4h (t= 4- 6h, theo

tính toán thiết kế các công trình của Lâm Minh Triết)

• Kích thước bể điều hòa:

Chọn chiều sâu hoạt động của bể là Hdh= 5m.

Diện tích của bể điều hòa:

Lấy F=448 m2





SVTH: N THỊ HOA



17



ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI



-



GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH



Chiều cao bảo vệ của bể chọn: Hbv=0,5m

Chiều cao xây dựng của bể điều hòa: Hxd=Hdh+Hbv=5+0,5=5,5m

Xây bể điều hòa hình chữ nhật có thể tích:

W= Ldh . Bdh . Hxd =448.5,5= 2464 m3

Do kích thước bể lớn gặp khó khăn trong việc thiết kế hệ thống sục khí, nên chia bể làm 6

đơn nguyên.

Thể tích thực của bể:

W = L1 . B . Hxd = 10.7,5. 5,5 =412,5 m3

Thể tích hữu ích của một bể:

W1b = L1 . B1 . H = 10x 7,55 = 375 m3

Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi trong bể điều hòa cần cung cấp lượng khí

thường xuyên.

Đường kính ống dẫn nước vào bể.

D = = = 0,352 m

Lưu lượng khí cần cấp cho bể điều hòa:

Lkhí = Qmaxh.a = 560.3,74 = 2094,4 m3/h = 0,58m3/s

Trong đó:

Qmaxh: lưu lượng nước thải theo giờ max, Qmaxh = 560m3/h

a



: lượng không khí cấp cho bể điều hòa, a= 3,74 m3 khí/m3 nước thải



Chọn hệ thống phân phối khí là hệ thống ống cấp khí bằng thép có đục lỗ, mỗi bể gồm 4

ống đặt dọc theo chiều dài bể(10m) các ống cách nhau 1m.

Lưu lượng khí trong mỗi ống:



qống = = = 209,44 m3/h



Trong đó: vống là vận tốc khí trong ống, vống =10-15m/s. Chọn vống =10 m/s.

Đường kính ống phân phối khí

D = = = 0,086 m=86mm

Chọn ống có đường kính D = 30 mm, đường kính các lỗ 2-5mm. Chọn d lỗ =

4mm=0,004m, vận tốc khí qua lỗ vlỗ = 5-20m/s, chọn vlỗ = 15m/s.

Lưu lượng khí qua 1 lỗ:

qlỗ = vlỗ. = 15..3600 = 0,678 m3

Số lỗ trên 1 ống:

N = = = 308,9 lỗ, chọn N =309 lỗ.

Số lỗ trên 1m chiều dài ống:

n = = = 30,9 lỗ, chọn n =31 lỗ/m ống.

Trong đó: L- chiều dài ống, m.

N- số lỗ trên 1 ống.

SVTH: YÊN THỊ HOA



18



ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI



GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH



Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén được xác định theo công thức

+5,5=6,8m

Trong đó:

m

m

: Tổn thất cục bộ của ống phân phối khí, không vượt quá 0,4m

Hiệu quả xử lý nước thải sau khi qua bể điều hòa:

• Chất lơ lửng giảm 4%:

• Hàm lượng BOD5, COD sau khi thực hiện sục khí giảm còn với hiệu suất khoảng

20% đối với BOD5.

Vậy sau khi qua bể điều hòa hàm lượng BOD5 còn lại là:

Hàm Lượng COD còn lại là: COD=CODv(100 – 25)%=4608 mg/l

Bảng 4.4. Thông số thiết kế bể điều hòa

Thơng sớ

Đơn vị



Giá trị



Thời gian lưu nước



giờ



4



Số bể



bể



6



Chiều dài



m



10



Chiều rộng



m



7,5



Chiều cao xây dựng



m



5,5



Số ống phân phối khí 1 bể



ống



4



Đường kính ống dẫn nước

vào ra



mm



352



Đường kính ống dẫn khí



mm



86



3.6. Tính tốn bể lắng 1

Nhiệm vụ: Loại bỏ các chất hữu cơ lơ lửng có thể lắng.

Theo TCXDVN 51:2008, với Qngđ=9800m3/ngđ ta sử dụng 2 bể lắng đứng, công suất mỗi

bể là Qngđ=4900m3/ngđ=m3/s

Chọn thời gian lưu: t=2h

Diện tích ống trung tâm xác đinh theo lưu lượng giây tối đa:



SVTH: YÊN THỊ HOA



19



ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI



GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH



Trong đó: Q: lưu lượng tính toán trung bình giây

V: Vận tốc chảy trong ống trung tâm. Lấy v=30mm/s (theo TCVN 7957:2015)

Đường kính ống trung tâm:

Diện tích của bể:

Trong đó: : lưu lượng tính toán trung bình theo giây

v: vận tốc nước thải trong bể lắng đứng, v = 0,5-0,8 mm/s, chọn v = 0,7mm/s

- Diện tích tổng cộng của bể lắng:

-



Đường kính của bể lắng

Chọn:

Chiều sâu hữu ích của bể lắng H = 3 m. [1 - 4, tr 426]

Chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,7 m.

Chiều cao lớp trung hòa hth = 0,2 m.

Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m.

Chiều cao tổng cộng của bể lắng đợt 1:

Htc = H + hb + hth + hbv = 3 + 0,7 + 0,2 + 0,3 = 4,2 m.

Chiều cao ống trung tâm:

h= 60%.H = 60%.3 = 1,8 m.

Tải trọng máng tràn:

Ls = = = 151,5 m3/m.ngày < 500 m3/m.ngày

Trong đó:

Q=4900m3/ngđ là công suất của 1 bể

D: Đường kính của bể lắng

Hiệu quả xử lý nước thải sau khi qua bể lắng đợt 1:

Bể lắng đợt 1 có thể loại bỏ được từ 50 ÷ 70% chất rắn lơ lửng và 25 ÷ 50% BOD 5

• Chọn lượng BOD5 sau lắng 1 giảm 35%. Vậy lượng BOD5 còn lại sau lắng 1:

BOD5 = 2764,8x (1 – 0,35) = 1797,1mg/l

• Chọn lượng COD sau lắng 1 giảm 35%. Vậy lượng COD còn lại sau bể lắng 1 là:

COD=4608 x (1 - 0,35) = 2995 mg/l

• Chọn hiệu quả xử lí SS đạt 70%. Vậy lượng SS còn lại sau lắng 1 là:

SS = 2764,8 x (1 – 0,7) = 829,4 mg/l.

 Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày là:

Qtbngày

Mtươi = SS x

xE

Trong đó:

SS : hàm lượng cặn lơ lửng, SS = 2764,8 mg/l =2764,8 g/m3.

Qtbngày

Qtbngày

: lưu lượng nước thải trung bình ngày,

= 9800 m3/ngày.

E : hiệu quả xử lý cặn lơ lửng, E = 70%.

-



SVTH: YÊN THỊ HOA



20



ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI



GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH



Mtươi = 2764,8 (g/m3) x 9800 ( m3/ngày) x 0,7

= 18966528 gSS/ngày = 18966,528 kgSS/ngày.

 Bùn tươi của nước thải có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm = 95%).

Tỉ số VSS : SS = 0,75 và khối lượng riêng bùn tươi 1,053 kg/l. [ 24, tr 426 ]

Vậy lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là:

Qtươi l/ngày = 36,02 m3/ngày.

Lượng bùn tươi có khả năng phân huỷ sinh học:

Mtươi(VSS) = 18966,528x 0,75 = 14224,896 kgVSS/ngày.

Bảng 4.5. Thông số thiết kể bể lắng đợt 1

ST

Tên thông số

Đơn vị

Số liệu thiết kế

T

1

Đường kính bể (D)

m

10,3

2

Đường kính buồng trung tâm

m

1,55

3

Chiều cao tổng cộng

m

4,2

2

4

Diện tích của bể

m

81,43

5

Số bể

n

2

Vậy:



3.7. Bể UASB

Chỉ số



Đơn vị



Giá trị



Lưu lượng trung bình



m3/ngày



9800



BOD5



mg/l



1797,1



COD



mg/l



2995



SS



mg/l



829,4



Bảng 1: Các thông số đầu vào khi thiết kế bể UASB



SVTH: YÊN THỊ HOA



21



ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI



GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH



Bảng 2: Sơ đồ cấu tạo bể UASB

Sơ đồ cấu tạo bể UASB

Trong bể UASB duy trì sự ổn định trong quá trình yếm khí thì phải cân bằng giá trị

pH ở khoảng 6,6 – 7,6. Dòng nước thải có giá trị pH dao động từ 6-8 thỏa mãn điều kiện

xử lý sinh học, tuy nhiên cần phải duy trì hàm lượng kiềm đạt từ 1000-1500 để ngăn pH

giảm xuống 6,6.

Lượng NaOH cần thêm vào nước thải trong 1 ngày đêm:

MNaOH =1500.9800m3/ngày = 14,7kg/ngày

Chất dinh dưỡng N, P bổ sung cho vi sinh vật phát triển theo tỉ lệ COD:N:P = 350:5:1.

Diện tích bề mặt phần lắng: A = = = 816,66 m2

Trong đó: Q- lưu lượng nước thải trung bình, Q = 9800 m3/ngày.

LA- tải trọng bề mặt phần lắng, LA= 12 m3/m2.ngày.

Thể tích ngăn phản ứng bể UASB: Vr = = = 2866,5 m3

Trong đó: CCOD – hàm lượng COD đầu vào (g/m3), CCOD = 2340 g/m3.

LCOD – tải trọng thể tích, LCOD = 8 kg COD/ m3.ngày.

Chọn 2 đơn nguyên hình vuông, vậy cạnh mỗi đơn nguyên là:

L = = = 20,2m.

Lấy L=B=20,2m

SVTH: YÊN THỊ HOA



22



ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI



GVHD: PHẠM NGUYỆT ÁNH



Chiều cao phần phản ứng: H = = = 3,5m.

Chiều cao tổng cộng bể UASB: Ht = H + H1+ hbv = 3,5+1,5+0,3 = 5,3m.

Trong đó:

H1: chiều cao vùng lắng 1, chọn H1= 1,5 m (trang 195- Tính toán thiết kế các công

trình xử lý nước thải – T.S Trịnh Xuân Lai)

hbv: chiều cao bảo vệ, chọn hbv =0,3 m.

Thời gian lưu bùn trong bể UASB khoảng (60-100) ngày tùy theo tính chất chất hữu cơ

trong nước thải.

Thời gian lưu bùn: T = 60 ngày

Tính toán phần ngăn lắng

Nước trước khi vào ngăn lắng sẽ được tách khí bằng các tấm chắn khí đặt nghiêng

so với phương ngang mợt góc từ 45 ÷ 600. Chọn góc này là 600.

Bể được chia làm 2 ngăn lắng, chiều rợng mỡi ngăn: ==10,1(m)



Hình 1: Ngăn lắng

Ngăn lắng

Kiểm tra thời gian lưu nước trong ngăn lắng:

Thời gian lưu nước trong ngăn lắng phải đảm bảo ≥ 1 giờ.







Như vậy thời gian lắng trong máng lắng đảm bảo yêu cầu thiết kế.



Tính tốn tấm chắn khí và tấm hướng dòng

SVTH: YÊN THỊ HOA



23



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 3. Tính Toán Công Nghệ Công Trình

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×