Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 3: Tính Toán Các Công Trình Trong Công Nghệ Xử Lý

Chương 3: Tính Toán Các Công Trình Trong Công Nghệ Xử Lý

Tải bản đầy đủ - 0trang

[CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI]

Lưu lượng trung bình giờ: = = 375 m3/h

Lưu lượng trung bình giây: = = 0,104 m3/s

Lưu lượng giờ thải lớn nhất:

Với Kch: hệ số khơng điều hòa chung (nội suy theo bảng 3.1 điều 3.2 ─ TCXDVN ─

51:2008)

1. Tính tốn mương dẫn nước thải



Nhiệm vụ: đưa nước thải đến các cơng trình xử lý mương dẫn có tiết diện hình

chữ nhật



Lưu lượng nước thải lớn nhất vào mương dẫn là:

= 731,25 m3/ = 0,203 m3/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 đơ thị và cơng nghiệp” của

Lâm Minh Triết)

Ta có diện tích mặt cắt ướt là A = = = 0,68 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, Hồng 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 = 0,68 ⇒ h = 0.58 m ⇒ B =21,16m

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

imin= = = 0,86

SVTH: CAO THỊ MAI ANH



16



[CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI]



Chiều cao xây dựng mương :

Chiều cao xây dựng mượng : H = 0,58 + 0,3 = 0,88 m

Với h’=0,3m là chiều cao bảo vệ

2. Hố thu nước thải

Chọn thời gian lưu nước t = 15 phút.

Vậy thể tích hố thu nước

93,75 m3

Kích thước hố thu nước: L4.6 x 4.6 x 4.6

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 =9000m3/ng =0.104 m3/s

v: vận tốc chảy trong ống = 0,3 m/s

3. Tính tốn song chắn rác



a. Nhiệm vụ: nhằm loại bỏ các loại rác có kích thước lớn, nhằm bảo vệ các cơng trình

phía sau, cản các vật lớn đi qua có thể làm tắc nghẽn hệ thống (đường ống, mương

dẫn, máy bơm) làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của các cơng trình phía sau.

 Tính tốn song chắn rác:



Song chắn rác đặt nghiêng một góc 600 so với mặt đất.

Chọn tốc độ dòng chảy trong mương: vs=0.4 m/s

Giả sử độ sâu đáy ống cuối cùng của mạng lưới thốt nước bẩn: H=0.7 m

Chọn kích thước mương: rộng x sâu = B x H = 0.4m x 0.7m

Chiều cao lớp nước trong mương là:

h = = = 1,3 m

Chọn kích thước thanh: rộng x dày = b x d = 5mm x 25mm

Khe hở giữa các thanh: w = 25mm

Bảng4.1 : Các thơng sớ tính tốn cho song chắn rác làm sạch bằng thủ cơng

Thơng số

Kích thước song chắn

+Rộng

SVTH: CAO THỊ MAI ANH



Đơn vị



Làm sạch thủ công



mm



5 ÷ 15

17



[CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI]

+ Dài

Khe hở giữa các thanh

Độ dốc theo phương thẳng

đứng

Tốc độ dòng chảy trong

mương đặt song chắn

Tổn thất áp lực cho phép

Kích thước song chắn rác:



mm

mm

Độ



25 ÷ 38

25 ÷ 50

30 ÷ 45



m/s



0,3 – 0,6



mm



150



Giả sử SCR có n thanh, suy ra số khe hở là: m = n+1

Quan hệ giữa chiều rộng mương, chiều rộng thanh và khe hở giữa các thanh w=25mm.

B = n x b + w x (n+1)

300 = n x 5 + 25 x (n+1)

Giải ra ta tìm được n = 9,166

Chọn số thanh n = 9, điều chỉnh khoảng cách giữa các thanh lại như sau:

300 = 9 x 5 + w x (n+1)

W = 25,5mm

♦ Tính tốn tổn thất áp lực qua song chắn rác

Tổng tiết diện các khe song chắn:

A = (B – b x n) x h

Trong đó:

B – chiều rộng mương đặt SCR, B = 0,4m

b – chiều rộng thanh song chắn, b = 5mm = 0,005m

n – số thanh, n = 9 thanh

h – chiều cao lớp nước trong mương, h = 1,3 (m)

A = ( 0,4 – 0,005 x 9) x 1,3m = 0,4615m2

Vận tốc dòng chảy qua SCR:



Tổn thất áp lực qua SCR:

SVTH: CAO THỊ MAI ANH



18



[CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI]



Hàm lượng cặn lơ lửng còn lại khi qua lưới chắn rác:



2. Bể thu gom

a. Nhiệm vụ: tập trung toàn bộ nước thải từ nhà máy và nước thải sinh hoạt của toàn

trung tâm đồng thời để đảm bảo lượng nước đủ để cho bơm hoạt động an tồn.

b. Tính tốn:

Thời gian lưu nước trong bể thu gom tối thiểu là 10÷30 phút. Chọn thời gian lưu nước

trong bể t=15 phút.

Thể tích bể thu gom:



Chọn chiều cao h=2 m

Chiều cao bảo vệ hbv=0,5m

Chiều cao của bể: H = h + hbv = 2 + 0,5 = 2,5 m

Chọn bể hình chữ nhật:

→ Kích thước bể:

max

Chọn bơm nhúng chìm đặt tại hầm bơm: có Qb = Qh = 731,25 m3/h, Hb = 8-10 mH2O,



chọn Hb= 8 mH2O.

Công suất của bơm:

N= =

3.



= 19,9 (kw)



Bể điều hòa

a. Nhiệm vụ: nhằm 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 thống cung cấp oxy cho nước thải

bằng máy thổi khí. Nhờ đó giúp cho các cơng trình phía sau khơng bị q tải, nước

thải cấp vào các cơng trình xử lý sinh học phía sau được liên tục nên vận hành tốt, đạt

được hiệu quả xử lý cao.

b. Tính tốn kích thước bể:

SVTH: CAO THỊ MAI ANH



19



[CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI]

Do lưu lượng và tính chất nước thải của trung tâm thay đổi có tính chu kỳ theo thời

gian làm việc trong ngày, nước thải chỉ tập trung vào đầu giờ buổi sáng, buổi trưa và

cuối buổi chiều.

Chọn thời gian lưu nước trong bể là 5h (theo W.Wesley Eckenfelder, Industrial Water

Pollution control, 1989)

Thể tích thực của bể điều hòa

Vdh = Qmax x t = 731,25 x 5 = 3656,25 m3

Chọn chiều cao hữu ích h = 5m

Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m

Chọn bể hình chữ nhật cạnh B x L = 26m x 26 m

⇒Thể tích tính tốn:

c. Tính tốn thiết bị cấp khí cho bể điều hồ:

Các dạng xáo trộn trong bể điều hòa

Bảng 4.2: Các dạng khuấy trộn trong bể điều hòa

Dạng khuất trộn

Khuấy trộn cơ khí

Tốc độ khí nén



Giá trị

4÷8

10 ÷ 15



Đơn vị

W/m3 thể tích bể

L/m3.phút (m3 thể tích bể)



Tính tốn hệ thống cấp khí.

Lượng khơng khí cần thiết:

giờ

Trong đó:

-



: Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ.



= 375m3/h



a : Lưu lượng khơng khí cấp cho bể điều hoà, a = 3,74 m 3 khí/m3 nước thải



(nguồn: W.Wesley Enkenfelder, Industrial Water Pollution Control, 1989).

Chọn hệ thống ống cấp khí bằng nhựa PVC có đục lỗ, gồm 5 ống nhánh dọc theo

chiều dài bể, khoảng cách giữa các ống nhánh là 2m, 2 ống đặt sát tường cách tường

0,5 m.

SVTH: CAO THỊ MAI ANH



20



[CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI]

m3/giờ



Lưu lượng khí trong mỗi ống :

Đường kính ống dẫn khí:

Trong đó: vống : Vận tốc khí trong ống dẫn khí chính

vống= 10 – 15 m/s, chọn vống = 10 m/s

Chọn ớng sắt tráng kẽm φ chính = 80

Áp lực cần thiết của máy thổi khí Hm = h1 + hd + H

Trong đó :

-



h1: Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển h1 = 0,5m



-



hd : Tổn thất qua đĩa phun , hd = 0,5m



-



H : Độ sâu ngập nước của miệng vòi phun H = 3m

Hm = 0,5 + 0,5 + 3 = 4m

Áp lực máy thổi khí tính theo Atmotphe: Pm = = = 0,4atm

Năng suất yêu cầu Qkk = 1402,5 m3/h = 0,4 m3/s

Cơng suất máy thổi khí Pmáy = [ – 1]

Trong đó :



-



Pmáy : Cơng suất u cầu của máy nén khí , kW



-



G: Trọng lượng của dòng khơng khí , kg/s

G = Qkk × ρkhí = 0,4 × 1,3 = 0,52 kg/s



-



R : hằng số khí , R = 8,314 KJ/K.mol 0K



-



T1: Nhiệt độ tuyệt đối của khơng khí đầu vào T1= 273 + 25 = 298 0K



-



P1: áp suất tuyệt đối của khơng khí đầu vào P1= 1 atm



-



P2: áp suất tuyệt đối của khơng khí đầu ra P2 =Pm + 1=0,4 +1=1,4 atm

n = = 0,283



( K = 1,395 đối với khơng khí )



-



29,7 : hệ số chuyển đổi



-



e: Hiệu suất của máy , chọn e= 0,7

SVTH: CAO THỊ MAI ANH



21



[CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI]

Pmáy =



= 21,9 kW = 29,2Hp



Hiệu quả xử lý:

Hàm lượng BOD5 sau khi qua bể điều hòa: 4800 x (1 - 0,1) = 4320 mg/l

Hàm lượng COD giảm khoảng 10%, hàm lượng COD sau bể điều hòa là:

10000 x (1- 0,1) = 9000 mg/l

4.



Bể trung gian

a. Tính tốn bể

Chọn thời gian lưu là 10 phút

Thể tích bể trung gian là:

Chọn chiều cao bể H = 2m

Chiều cao bảo vệ hbv= 0,5m

Diện tích bề mặt bể:

Chọn:



-



Chiều dài bể là: L = 5m



-



Chiều rộng bể là: B = 5m

Thể tích bể xây dựng thực tế là:

Chọn bơm nhúng chìm đặt tại bể: có Q b = = 731,25m3/h Hb = 8-10mH2O, chọn

Hb=8mH2O.

Công suất của bơm: N = = 19,9 (kw)

b. Tính tốn máy thổi khí

Nhiệt độ đầu vào: t = 60oC

Nhiệt độ đầu ra: t = 35oC

Nhiệt độ trung bình trong bể:



SVTH: CAO THỊ MAI ANH



22



[CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI]

Lưu lượng khơng khí cần cung cấp cho bể



Trong đó: a là lưu lượng khơng khí cấp, chọn a = 3,74 m3 khí/ m3 nước thải.

Khí được cung cấp bằng 2 máy đặt trên bề mặt.

Áp lực cần thiết của máy thổi khí: Hm = h1 + H

Trong đó:

-



h1 : tổn thất trong đường ống vận chuyển h1 = 0,4 m



-



H : độ sâu ngập nước của ống H = 5 m

Hm = 0,4 + 5 = 5.4 m

Chọn Hm = 5,4 m = 0,54 atm

Năng suất u cầu mỗi máy, Lkhí = = 350,625

Cơng suất của máy thổi khí

Pmáy =

Trong đó:



-



Pmáy : cơng suất yêu cầu của máy nén khí, kW



-



G : lưu lượng khối lượng của dòng khơng khí, kg/s



-



G = Lkhí



-



R :hằng số khí , R= 8,314 KJ/K.mol 0K



=



. 1,3 = 0,021 kg/s = 0,12 kg/s



= 13



-



T1: Nhiệt độ tuyệt đối của khơng khí đầu vào, T1= 273 + 60 = 333 0K



-



P1: áp suất tuyệt đối của khơng khí đầu vào , P1 = 1 atm



-



P2:áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra



-



P2 = Hm + 1 = 0,54 + 1 = 1,54 atm



-



n=



-



29,7 : Hệ số chuyển đổi



= 0,283 ( K = 1,395 đối với khơng khí ) [1 ]



SVTH: CAO THỊ MAI ANH



23



[CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI]

-



e : Hiệu suất của máy , chọn e = 0,8

Pmáy =



= 6,4 kW



Vậy chọn công suất máy là 8,5HP.

5.



Bể lắng I

a. Nhiệm vụ

Loại bỏ các tạp chất lơ lửng, các bơng cặn hình thành trong q trình keo tụ

trước đó. Các bơng cặn, chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng

xuống đáy.



b. Tính kích thước bể



Bảng 4.3: thông số của nước thải khi vào bể lắng I

Thông số

BOD5

COD

SS



Đơn vị

mg/l

mg/l

mg/l



Giá trị đầu vào

4320

9000

950



Giá trị đầu ra

≤2810

≤7200

≤150



Bảng 4.4: Các thông số thiết kế của bể lắng I

ĐƠN VỊ



GIÁ TRỊ

Dãy



Đặc trưng



h



1,5 – 2,5



2



Lưu lượng trung bình



m3/m2.ngày



32,6 – 48,8



Lưu lượng cao điểm



m3/m2.ngày



81,4 – 122



102



Tải trọng máng tràn



m3/m.ngày



124 - 496



248



Đường kính d



m



(15 – 20)%D



Chiều cao h



m



(55% – 65%)H



Thời gian lưu nước

Tải trọng bề mặt:



Ống trung tâm



SVTH: CAO THỊ MAI ANH



24



[CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI]

Chiều sâu bể lắng H



m



2,4 ÷ 4,5



3,6



Đường kính bể lắng D



m



3 ÷ 60



12 ÷ 45



Độ dớc đáy



mm/m



62,5 ÷ 166,7



83,33



Tớc độ thanh gạt bùn



vòng/phút



0,02 ÷ 0,05



0,03



(Nguồn: [1])

Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm:

f=



= 5,205m2



=



Qgiâytb – lưu lượng tính tốn trung bình,

Qgiâytb = 104,1 l/s = 104,1 x 10-3 m3/s

vtt – vận tốc nước trong ống trung tâm, lấy không lớn hơn 30mm/s (Điều 7.60

TCXDVN-51-2008), chọn vtt = 20 mm/s = 0.02 m/s

Diện tích tiết diện ướt của bể lắng:

F =



= 173,5 m2



=



v – vận tốc nước thải trong bể lắng đứng, v = 0.5-0.8 mm/s (TCXDVN-51:2008), chọn

v = 0.6 mm/s = 0.0006 m/s

Đường kính bể lắng: D =

Đường kính ống trung tâm: d =



=



= 15 m



=



= 2,6 m



Chọn: 2,6m

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

Chiều cao lớp bùn lắng hb= 0,7m

Chiều cao lớp bùn trung hòa hth= 0,2m

Chiều cao bảo vệ hbv= 0,3m

=> Chiều cao tổng cộng của bể lắng đợt I là:

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

Chiều cao ống trung tâm: H= 60%.H = 1,8m

SVTH: CAO THỊ MAI ANH



25



[CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI]

Tải trọng máng tràn: Ls= = = 95,5 m3/m.ngày < 500m3/m.ngày

c.Tính hiệu quả xử lý

Hiệu quả lắng cặn lơ lửng và khử BOD của bể lắng đợt I có thể tính theo công

thức thực nghiệm của các nhà khoa học Mỹ:

Trong đó:

-



R: hiệu quả khử SS hoặc BOD5 tính bằng %.



-



a, b: hằng số thực nghiệm chọn theo bảng



-



t: thời gian lưu nước (giờ)

Bảng 4.5: Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở nhiệt độ t 20oC

Chỉ tiêu



a



b



Khử BOD5



0,018



0,02



Khử SS



0,0075



0,014

(Nguồn: [2])



Thời gian lưu nước của bể lắng: t = 2,2 h.

Hàm lượng BOD5 ra khỏi bể



Hàm lượng BOD5 sau khi qua bể lắng I:

4320 x (1 - 0,35) = 2810 mg/l

Hiệu quả khử SS của bể lắng rất cao, khoảng 85%. Hàm lượng SS khi qua bể lắng:

950 x (1 - 0,85) = 143 mg/l

Hàm lượng COD sau lắng giảm khoảng 20%, hàm lượng COD sau lắng I là:

9000 x (1- 0,20) = 7200 mg/l

d.Tính tốn lượng bùn sinh ra

Lượng cặn thu được mỗi ngày:

MV = (950 mgSS/l x 0,15 x 1500m3/ngày x 1kg/1000g=214 kgSS/ngày

SVTH: CAO THỊ MAI ANH



26



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 3: Tính Toán Các Công Trình Trong Công Nghệ Xử Lý

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×