Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ

Tải bản đầy đủ - 0trang

Bảng 2: Thơng số mương dẫn

Thơng số tính tốn



Giá trị



Đơn vị



Vận tốc, Vmax



0,8



m/s



Chiều cao lớp nước, h



0,16



m



Bề rộng, B



0,32



m



Chiều cao xây dựng, H



0,36



m



Độ dốc, Imin



3,125



3.1.2



Song chắn rác:



Song chắn rác có nhiệm vụ giữ lại các tạp chất thơ có kích thước lớn như rác, vỏ…

trước khi đi vào các công trình xử lý phía sau. Các tạp chất này có thể gây ra sự cố

cho quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm hỏng bơm, tắc nghẽn đường

ống…

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

phương thẳng đứng.

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

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

vệ sinh song chắn rác.

Góc nghiêng α =(30-450) chọn α = 450

Vận tốc trung bình qua song chắn rác: v =0,6-1 m/s, chọn v= 0,8m/s

Khe hở giữa các thanh chắn rác: b = 16-25mm. Chọn b=20mm = 0,02m

Chiều rộng và chiều sâu mương dẫn: B x h= 0,32 x 0,36 m

Độ dày các thanh = 3-5. Chọn s = 6mm= 0,006m

Chiều cao lớp nước trong mương h1

h1= = = 0,17 (m)

Số khe hở song chắn rác

N = .kz = .1,05 = 16,98~ 17 khe

Kz: hệ số tính đến sự thu hẹp dòng chảy = 1,05

Số thanh của song chắn rác: N’ = n-1= 17-1 =16 (thanh)

SVTH: Trần Bá Phúc



Page 7



Bề rộng tổng cộng của song chắn rác:

Bs= s.(n-1)+b.n=0,006.(17-1)+0,02.17=0,44 (m)

Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác: l1

l1= = = 0,16 (m)

Trong đó Bs: chiều rộng song chắn rác





φ: góc nghiêng đoạn mở rộng mương dẫn (15-200). Chọn φ = 200. Chiều dài

đoạn thu hẹp sau song chắn rác, l2

l2= 0,5.l1 = 0,5. 0,16 =0,08 (m)



Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác:

l=l1+l2+ls=0,16+0,08+1,5 =1,74 (m)

− ls =1,5m. Chiều dài phần mương đặt song chắn rác

Tổn thất áp lực qua song chắn rác: hs = ξ. . K













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 thất áp lực do rác mắc phải song chắn rác (k=23). Chọn K=2 (Giáo trình xử lý nước thải- ThS. Lâm Vĩnh Sơn)

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

ξ = β..sinα = 2,42..sin 450 =0,35

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

dạng HCN, β =2,42g

α: góc nghiêng đặt song chắn rác. Α=450

hs= ξ..K = 0,35. . 2 = 0,022 (m)



Chiều sâu xây dựng mương:

H=hmax +hs +hbv = 0,42+0,022+0,5 = 0,942 (m)

Chọn H= 1m









hmax: độ dày ứng với chế độ Qmax, hmax = 0,42m

hs: tổn thất áp lực qua song chắn rác

hbv: chiều cao bảo vệ. Chọn hbv =0,5m



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

Chất lơ lửng giảm 4%

SVTH: Trần Bá Phúc



Page 8



TSS1 =TSS.(100-4)% = 298.0,96 =286 (mg/l)

BOD5 giảm 4% còn

L1 = BOD5.(100-4)% = 324.0,96 =310(mg/l)

(“Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp tính tốn và thiết kế cơng trình-Lâm Minh Triết)

Bảng 3: Thơng số tính tốn song chắn rác

Thông số

Vận tốc qua song chắn rác,v

Khe hở giữa các thanh chắn rác

Độ dày các thanh, s

Số thanh chắn rác

Chiều rộng tổng cộng SCR, Bs

Chiều dài xây dựng mương đặt SCR

Chiều sâu xây dựng mương, H

Góc nghiêng đặt SCR, α

Góc mở rộng mương, φ

3.2 Bể điều hòa



Giá trị

0,8

17

6

16

0,44

1,74

1

450

200



Đơn vị

m/s

mm

thanh

m

m

m



Bể điều hòa có nhiệm vụ điều chỉnh pH và lưu lượng nước thải, sử dụng hệ thống

cung cấp khí khuấy trộn nước thải để ngăn sự lắng cặn và quá trình phân hủy các chất

hữu cơ gây mùi.

Chọn thời gian lưu nước của bể điều hòa t = 4h (4-12h).

Thể tích cần thiết của bể:

Chọn chiều cao hữu ích của bể : H= 4,5 (m).

Diện tích mặt bằng:

Chọn kích thước của bể điều hòa là : 17,5x8, Diện tích là : 140 m2 .

Chiều cao xây dựng bể:





Hbv – Chiều cao bảo vệ; chọn Hbv = 0,5(m).



Thể tích thực của bể điều hòa :

SVTH: Trần Bá Phúc



Page 9



Đường kính ống dẫn nước vào bể.

D = = = 0,19 m =190 mm

Chọn ống dẫn nước vào bể là ống sắt tráng kẽm có đường kính = 200mm

Cơng suất máy bơm nước

Công suất bơm :

N = = = 5,4 kw

− h : chiều cao cột áp h = 10m



η



η



: hiệu suất máy bơm.

=80%

Công suất thực của máy bơm lấy bằng 120% cơng suất tính tốn.

Nthực = 1,2× 5,4 = 6,48 kw

Cần bơm cơng suất 6,48 KW với 1 bơm dự phòng

Lưu lượng khơng khí cần cấp cho 1 bể điều hòa :

Qkk = R×Vb = 0,012×700 = 8,4 m3/p = 0,14 m3/s

− R : tốc độ khí nén 10 – 15 lít/m3.phút. Chọn R = 12 lít/m3.phút = 0.012

m3/m3.phút





Vb



: thể tích hữu ích bể điều hòa.

Đường kính ống phân phối khí chính

D = = =0,133 m = 133 mm

Chọn ống có đường kính D = 150 mm

Chiều dài đường dẫn khí chính L = 17,5 – 2 = 15,5 m (khoảng cách 2 đầu mút và

lối đi xuống bể là 2m)

Chọn hệ thống ống cấp khí bằng nhựa PVC sử dụng đĩa phân phối khí thơ có

đường kính 170mm, lưu lượng 0,08 (m3/phút), kích thước hạt bọt 3 (mm).





Chọn khoảng cách giữa các nhánh phân phối khí 1,25 m

Chọn khoảng cách giữa các đĩa phân phối khí trên 1 nhánh 0,9 m

Áp lực cần thiết của hệ thống phân phối khí



H k = hd + hc + h f + H





hd : tổn thấp áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn, h d

hd = 0,3 mhc











tổn thất cục bộ, hc







hf : tổn thất qua thiết bị phân phối khí, hf



SVTH: Trần Bá Phúc







0,4 m , chọn



0,4 m , chọn hc = 0,3 m



Page 10







0,5m , chọn hf = 0,4 m



H : chiều sâu hữu ích của bể điều hòa, H = 4,5m

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

Đường kính ống dẫn nước ra ở bể là:











Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 1 (m/s)

Lưu lượng nước ra ở mỗi đơn nguyên là: Q = 157,5 (m3/h).



Hiệu quả xử lý BOD, COD, SS khi đi qua bể điều hòa:

Chọn hiệu suất xử lý BOD ở bể điều hòa là 5%.

Lượng BOD còn lại sau khi qua bể điều hòa là :

Chất lơ lửng còn lại sau khi qua bể điều hòa

TSS2=TSS1(100-5)% = 286 95% = 271,7 (mg/l)

(“Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp tính tốn và thiết kế cơng trình-Lâm Minh Triết)

Bảng 4: Thơng số tính tốn bể điều hòa

Thơng số



Ký hiệu



Giá trị



Đơn vị



Chiều rộng



B



8



m



Chiều dài



L



17,5



m



Chiều cao xây dựng



Hxd



5



m



Thể tích



W



700



m3



Đường kính dẫn khí chính



Dk



150



mm



Đường kính dẫn nước ra



D



250



mm



Đường kính ống dẫn nước vào bể



D



200



mm



3.3 Bể SBR



Các thơng số đầu vào của bể SBR:

− Công suất thiết kế: Q=3780m3/ngđ.

− BOD5 = 294,5 mg/l.

Các thông số đầu ra: (Theo tiêu QCVN 14 – 2008, cột A)

− BOD5≤ 30 mg/l

− N-NH4 ≤5mg/l

− SS<50mg/l

SVTH: Trần Bá Phúc



Page 11



Các thông số thiết kế:

( Theo Giáo Trình, Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải, Trịnh Xuân Lai)

− Nồng độ bùn hoạt tính ở đầu vào của bể X0 =0.

− Thời gian lưu bùn (tuổi của bùn) θ c=10 – 30 ngày, chọn 10 ngày

− Tỷ số F/M = 0,04-0,1 gBOD/g bùn hoạt tính

− Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng trong bể: X=2000 – 5000 mg/l, chọn

X=3500 mg/l.

− Độ tro của cặn: Z = 0,3 mg/mg.

− Chỉ số thể tích bùn: SVI = 150 ml/g

− BOD5 = 0,65COD

− Tỷ số MLVSS: MLSS= 0,68

− Nhiệt độ nước thải: t= 25oC

− Nồng độ cặn lắng trung bình dưới đáy bể XS=10000mg/l.

− Cặn lơ lửng ở đầu ra là SS=20mg/l trong đó có 65% cặn hữu cơ phân hủy

BOD20

Xác định kích thước bể SBR:

Tổng thời gian của một chu kì hoạt động

T = tF + tA + tS + tD + t1= 3 + 2 + 0,5 + 0,5 = 6h

Trong đó:

− Thời gian làm đầy: tF = 3h.

− Thời gian phản ứng: tA = 2h.

− Thời gian lắng: tS = 0,5h.

− Thời gian rút nước: tD = 0,5h.

− Thời gian pha chờ: t1 = 0

Chọn SBR gồm 2 đơn nguyên, khi đơn nguyên này đang làm đầy thì đơn nguyên

khác đang phản ứng.

Số chu kì hoạt động của 1 đơn nguyên trong 1 ngày

24h

n = 6h = 4 (chu kì/đơn nguyên.ngày)



→Tổng số chu kỳ của hai bể là 8

Thể tích bể làm đầy trong 1chu kì

VF = = = 472,5 m3

Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong thể tích bùn lắng

Xs =



1000 ×1000 1000 ×1000

=

= 6666, 67

SVI

150



Xét sự cân bằng khối lượng

VTxX =VSxXS

SVTH: Trần Bá Phúc



Page 12



mg/l



Vs

X

3500

=

=

= 0,525

VT X s 6666, 67



Trong đó:

− Vs: Thể tích lắng sau khi rút nước, (m3)

− Vt: Thể tích tổng của bể, m3.

− X: Nồng độ bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng trong tồn thể tích.

− XS: Nồng độ bùn hoạt tính trong phần lắng, mg/l

Cần cung cấp thêm 20% chất lỏng phía trên để bùn không bị rút ra theo khi rút

nước.

Vs

= 0,525 ×120% = 0, 63

VT



Ta có:



Vs + VF = VT

VF

= 1 − 0, 63 = 0,37

VT



→Lấy



VF

= 0, 3

VT



. Vậy thể tích nước trong được tháo đi mỗ ngày bằng 30% thể tích



bể.

Thể tích của bể SBR:

VT = = = 1575 m3

Chọn:

Chiều cao của bể, H = 5 m

Chiều cao bảo vệ bể, hbv = 0,5 m

Chiều cao xây dựng bể

Hxd = H + hbv = 5 + 0,5 = 5,5 m

Diện tích của bể

S = = = 315 m2

Vậy kích thước bể SBR: L x B x H = 21m x 15m x 5,5m

Thể tích hữu ích của 1 bể SBR là 21x15x5=1575

Thời gian lưu nước trong suốt quá trình:

θ = = = 0,83 ngày = 20h

Xác định hàm lượng BOD5 hoà tan trong nước thải ở đầu ra:

Tổng BOD5ra = BOD5hoà tan + BOD5 của cặn lơ lửng

Hàm lượng chất lơ lửng có khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra:

20x 0,65 = 13 (mg/l)







SVTH: Trần Bá Phúc



Page 13



Hàm lượng BOD của chất lơ lửng có khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra: 13

mg/l x 1,42 mg O2tiêu thụ/mg tế bào bị oxi hoá = 18,46 mg/l ( Lượng BOD20 khi bị

oxy hóa hết chuyển thành cặn tăng thêm 1,42 lần (1mg BOD20 tiêu thụ 1,42 mg oxy)

Hàm lượng BOD5 của chất lơ lửng ở đầu ra:

BOD5 = 18,46 x 0,68 = 12,55 (mg/l)

Hàm lượng BOD5 hoà tan trong nước thải ở đầu ra:

BOD5-ra=20-12,55=7,45mg/l

Tính tốn lượng bùn sản sinh ra mỗi ngày

Tính tốc độ tăng trưởng của bùn.

Yb =



Y

0, 46

=

= 0, 29

1 + θ c × K d 1 + 10 × 0, 06



Lượng bùn hoạt tính sinh ra do phân hủy BOD5

Px = Yb×Q×(S0-S) ×10-3 =0,29×3780×(294,5-7,45) ×10-3 = 314,6 kg/ngày

=>Tổng bùn theo chất rắn lơ lửng sinh ra trong một ngày

Px1 = = = 450 kg/ngày

Trong đó:

− Z: Là độ tro của cặn =0,3 ( Giáo trình Xử Lí nước thải, PGS.TS Hồng Văn

Huệ)

− Kd: Hệ số phân hủy nội bào, Kd=0,06l/ngày

− θc=10 ngày: Thời gian lưu bùn.

− Y: hệ số sản lượng cực đại, Y= 0,46mg VSV/mgBOD5.

Tổng lượng bùn cần xử lý mỗi ngày:

Lượng bùn dư cần xử lý (Gd) = tổng lượng bùn – lượng cặn trôi qua bể

= 450– 20 x 3780 x 10-3 = 374,4 kg/ngày

Thể tích cặn chiếm chỗ sau 1 ngày:

Vb = = =36,7 m3/ngày

Chiều cao cặn lắng trong bể:

Hb = = = 0,058 m

Thể tích bùn phải xả một bể (để lại 20%):

Vb = 0,8×hb×F = 0,8.0,058.31,5.10 =14,6 m3

Xác định lượng khơng khí cần thiết cho một đơn ngun:

Lượng oxi cần thiết cung cấp cho mỗi bể theo đk chuẩn của phản ứng ở 200C

OCo = Q/2(So-S) -1,42.Px

=1890.(294,5-7,45).10-3-1,42.314,6/2 =320 kg/ngày

Thời gian thổi khí của một bể: tối thiểu một nửa thời gian làm đầy nên thổi khí

3/2+2=3,5 h

SVTH: Trần Bá Phúc



Page 14



Tổng thời gian sục khí một ngày của một bể:

3,5.4=14h

Tỷ lệ chuyển hóa oxi trung bình:

320kgO2/ngày : 14 = 22,85 kg/h

Lượng oxi thực tế

22,85kg/h . 2 = 45,7 kg/h

Ta chọn

− Hiệu suất chuyển hóa oxi là 9%

− Khơng khí có 23,2% trọng lượng O2

− Khối lượng riêng khơng khí là 1,2 kg/m3

Lượng khơng khí cần cấp:

Mkk = = 1824 m3/h

Chọn q =25 L/m3.phút

Lượng khơng khí cần thiết cho quá trình:

Mkk = 25l/m3phút.1575m3= 39375 L/phút = 0,65 m3/s

Số lượng đĩa = 39375/Q trên đĩa = 287,6~288 đĩa (Q =120l/phút.đĩa)

Cách phân phối đĩa thổi khí

Khí từ đường ống dẫn chính phân phối ra 9 đường ống phụ( đặt dọc theo chiều dài

bể) để cung cấp cho mỗi bể SBR

Trêm mỗi đường ống dẫn khí phụ lắp đặt 16 đầu ống thổi khí dạng đĩa cách nhau

0,9m và cách thành bể 0,5

Khoảng cách giữa 2 đường ống dẫn khí phụ đặt gần nhau là 2,15 m

Khoảng cách giữa 2 đường ống ngồi cùng đến thành bể là 0,75m

Tính tốn đường ống, bơm bùn, bơm nước thải:

• Đường ống dẫn nước vào và ra khỏi bể SBR:

Vận tốc dòng chảy trong ống có áp là v =0,7-1,5m/s. Chọn v =1m/s

Đường kính ống dẫn nước:

D = = = 0,23 m

Chọn ống nước PVC D= 250mm

Kiểm tra lại vận tốc nước trong ống

V = = = 0,9~ 1m/s

• Tính tốn bơm nước thải vào bể SBR:

Một chu kì bơm hút 25m3 nước vậy

Lưu lượng mỗi bơm Q = 25/0,5 = 50 m3/h = 1200 m3/ngày

Cột áp mỗi bơm: H=10m

Công suất mỗi bơm:

SVTH: Trần Bá Phúc



Page 15



N = = = 1,6 kW

• Đường ống dẫn bùn ra khỏi bể SBR:

Thể tích bùn xả trong 1 ngày Vw = 14,6 m3

Chọn xả bùn không liên tục, thời gian xả bùn cho mỗi chu kì là 0,5h

Lưu lượng bùn xả trong mỗi chu kì hoạt động:

Q = = = 8,1.10-3 m3/s

Chọn vận tốc bùn chảy trong ống v =0,5 m/s

Đường kính ống xả bùn

D = = = 0,14 m

Chọn ống nhựa D = 150m

Kiểm tra lại vận tốc bùn trong ống

V = = = 0,45 m/s

• Tính toán bơm bùn ra khỏi bể SBR:

Lưu lượng bơm: Qw = 8,1 .10-3 m3/s

Chiều cao cột áp: H =10m

Công suất bơm

N = = =1,07

Với

− ρ: Khối lượng riêng của bùn thải lấy bằng khối lượng riêng của bùn,

ρ = 1080 kg/m3

− η: hiệu suất hữu ích của bơm. Chọn η = 0,8.

• Đường ống dẫn khí vào bể SBR:

Đường ống chính( cung cấp cho 2 bể SBR)

Dk = = = 0,3 m

Với:

− Vk: vận tốc khí trong ống dẫn chính = 9m/s

Chọn ống dẫn khí chính là ống sắt tráng kẽm D = 300mm

Kiểm tra vận tốc trong ống:

Vkhí = = = 9,1 ~ 9 m/s

Đường ống nhánh, Lượng khí qua mỗi ống nhánh

qk = = = 0,108 m3/s

Đường kính ống nhánh dẫn khí

dk = = = 0,15 m

Chọn ống nhánh D =0,15m

Kiểm tra lại vận tốc trong ống:

vkhí = = = 6,1 m/s



SVTH: Trần Bá Phúc



Page 16



Bảng 5: Thông số bể SBR

Thông số



Giá trị



Đơn vị



Lưu lượng thiết kế, Q



3780



m3/ngày



Thời gian làm đầy, tF



3



h



Thời gian phản ứng, tA



2



h



Thời gian lắng, tS



0,5



h



Thời gian rút nước, tD



0,5



h



Số đơn nguyên



2



Số chu kì



4



Chiều cao bể, h



5



m



Chiều cao bảo vệ, hbv



0,5



m



Chiều cao xây dựng, H



5,5



m



Chiều dài bể, L



21



m



Chiều rộng bể, B



15



m



Thời gian lưu nước



20



h



3.4 Bể khử trùng



Tính kích thước bể

Chọn thời gian tiếp xúc của bể khử trùng t =15 phút =0,25h

Thể tích khử trùng: V= Qh.t = 157,5.0,25= 39 (m3)

Chọn chiều cao hữu ích của bể hc = 3 m

Chọn chiều cao bảo vệ của bể hbv = 0,5m

Diện tích bể F= = = 13 m2

Chọn chiều rộng của bể: W= 2 m → L = = = 6,5 m

Kích thước bể: L x W x H = 6,5m x 2m x 3,5m

Lượng clo tiêu thụ trong 1 ngày:

M = Q.C = 3780.5 = 18900 (g/ngày)

Trong đó:





Q: Lưu lượng nước thải Q =3780 m3/ngày = 157,5 m3/h



SVTH: Trần Bá Phúc



Page 17



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×