Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Nhiệm vụ thiết kế

Nhiệm vụ thiết kế

Tải bản đầy đủ - 0trang

1.Lựa chọn dây chuyền công nghệ



Mương dẫn nước



Song chắn rác



Máy nghiền rác



Bể lắng cát

Bể điều hòa

Bể lắng đợt 1

Bể aeroten

Bể lắng đợt 2



Bể nén bùn



Bể khử trùng



Bể Mêtan

Nước thải từ hệ thống thoát nước bằng ống dẫn đến ngăn tiếp

nhận. Qua



song chắn rác, có máy nghiền rác,Sơng

rác nghiền nhỏ và được đưa đến bể mêtan xử lý

Sân phơi bùn

sau đó đem ra sân phơi bùn. Nước thải tiếp tục qua bể lắng cát.

Để giảm khối tích xây dựng cơng trình mà vẫn đảm bảo hiệu quả lắng cát và



các cặn lớn. Lấy cát ra khỏi bể bằng thủ công nếu lượng cát W < 0,5 m 3/ngđ và

bằng cơ giới nếu lượng cát W > 0,5 m 3/ngđ. Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng

cát được đưa đến sân phơi cát.

Nước sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể điều hòa để điều hòa lượng

nước thải vào nhà máy xử lý. Sau đó nước được đưa đến bể lắng đợt 1, đảm bảo

hàm lượng chất rắn lơ lửng nước thải trước khi vào cơng trình xử lý sinh học.

Nước thải cho qua bể aeroten để xử lý sinh học sau đó nước thải qua bể lắng

đợt Tại đây bùn thải một phần sẽ được tuần hoàn lại bể aeroten và phần còn lại



được đưa đến bể nén bùn để tách nước và giảm độ ẩm của bùn và sau đó bùn được

đưa đến bể mêtan để xử lý bùn thải, cuối cùng đưa đến sân phơi bùn.

Trước khi xả ra sông nước qua bể khử trùng để loại bỏ vi khuẩn gây hại.

2. Tính tốn thiết kế

Tính tốn các cơng trình đơn vị

1.

Mương dẫn nước

Mương dẫn nước có nhiệm vụ đưa nước thải đến các cơng trình xử lý

mương dẫn nước có tiết diện hình chữ nhật.

Lưu lượng nước thải lớn nhất vào mương:

Qmax= QtbxKch = 10500x1,31= 13755 (m3/ngđ) = 573,125 (m3/h) = 0,16

(m3/s)

Vận tốc dòng chảy trước song chắn rác với vớt rác thủ công: v = 0,6 – 1 m/s.

Chọn v = 0,8m/s. Chọn mương có tiết diện hình chữ nhật.

Ta có: Q = A x v

v : vận tốc dòng nước

A: diện tích mặt cắt ướt của mương dẫn

A=

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

lực.

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

h: chiều cao mương dẫn nước (m)

Ta có: A= Bxh =2xhxh

h=

B=2xh=2x0,3=0,6(m)=60(cm)

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

= 1,7

Chiều cao xây dựng mương: H=h+h’

Với h’từ 0,1-0,2.chọn h’=0,2

Chiều cao xây dựng mương: H= 0,1+0,2= 0,3( m)

Bảng các thơng số tính tốn mương dẫn nước thải



Thông số

Vận tốc nước chảy

trong mương, Vmax

Chiều cao mực

nước trong mương, h

Chiều rộng mương,

B

Chiều cao xây

dựng, H

Độ dốc, imin



Đơn vị

m/s



Giá trị

0,6



m



0,3



m



0,3



m



0,3

1,7



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 cơng 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…

Góc nghiêng: α= (300 – 450) chọn α=450

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

Khe hở giữa các thanh chắn rác: b = (15 – 20 mm) chọn b = 20 mm = 0,02 m

Chiều rộng và chiều sâu mương dẫn: B x H = 0,2 x 0,3( m)

Độ dày các thanh: . Chọn s = 6 mm = 0,006 m

Chiều cao lớp nước trong mương h1:

Số khe hở song chắn rác:

n=

Trong đó kz: hệ số tính đến sự thu hẹp dòng chảy, kz = 1,05

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

Bề rộng tổng cộng của song chắn rác:

=0,41(m)

Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác l1:

= 0,29(m)

Trong đó:

Bs: chiều rộng song chắn rác

Bk=B: chiều rộng mương dẫn

φ: góc nghiêng đoạn mở rộng mương dẫn (15 ÷20). Chọn φ=200

Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác l2:

l2=0,5xl1=0,5 x 0,29= 0,145(m)



Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác:

l= l1+l2+ls= 0,29+ 0,145+ 1,5= 2,175 (m)

Trong đó: ls= 1,5 m là chiều dài phần mương đặt song chắn rác.

Tổn thất áp lực qua song chắn rác:

Trong đó:

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

K: hệ số tính tới sự tăng tổn thất áp lực do rác mắc phải song chắn rác, lấy

K=3 (TCVN 7957:2015)

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

Trong đó:

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

dạng chữ nhật , β = 2,42.

α: góc nghiêng đặt song chắn rác, α = 450

Chiều sâu xây dựng mương:

H= hmax+hs+hbv= 0,12+0,033+0,5=0,653(m)

Chọn H= 0,7 m

Trong đó:

hmax: độ đầy ứng với chế độ Qmax, hmax=0,12m

hs: tổn thất áp lực qua song chắn rác

hbv: chiều cao bảo vệ. Chọn hbv= 0,5 m

Bảng thông số 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 song chắn rác, Bs

Chiều dài xây dựng

mương đặt song chắn rác

Chiều sâu xây dựng

mương, H



Đơn vị

m/s



Giá trị

0,8



mm



20



mm

Thanh

m



6

17

0,41



m



2,175



m



0,7



Góc nghiêng đặt

song chắn rác, α

Góc

mở

rộng

mương,



45

20



2.

Bể lắng cát

Vận tốc chảy của bể lắng cát ngang thường bằng 0,15 – 0,3 mm/s, thời gian

lưu nước 30-60 giây.

Chiều dài bể lắng cát ngang:

Chọn L= 9 m

Trong đó:

K: hệ số tỷ lệ tùy thuộc vào bể lắng cát chọn theo bảng 29 trong TCVN

7957:2015. Chọn K= 1,3

v: vận tốc chuyển động của nước thải trong bể, chọn v= 0,15 m/s.

Hn: chiều cao tính tốn của bể lắng cát (0,25÷1 m). chọn Hn=1m.

U0 và U: độ lớn thủy lực của hạt (mm/s). Đường kính hạt cát = 0,25 mm nên

U0= 24,2 m/s.

Chọn bể lắng cát có 1 bể cơng tác và 1 bể dự phòng. Diện tích tiết diện ướt

là:

W=

Trong đó:

n: số bể làm việc đồng thời

Chiều rộng mỗi bể:

Lượng cát sinh ra mỗi ngày:

=1,58(m3/ngày đêm)

Trong đó:

q0: lượng cát trong 1000 m3 nước thải, q0=0,15 m3

Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngang trong 1 ngày đêm:

Trong đó:

t: chu kỳ lấy cát, t=1 ngày.

Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang:.



3.Bể điều hòa

Bể điều hòa điều hòa lưu lượng nước thải vào nhà máy xử lý.

Thể tích bể:

Trong đó:

T: thời gian lưu nước ở bể điều hòa ( t = 4 - 8 h). Chọn T=4h.

Chia bể làm 2 đơn nguyên :

Chọn chiều cao của bể là 4(m)

2 bể điều hòa mỗi bể có kích thước:

L x B x H = 20 (m)

Chiều cao xây dựng của bể là: Hxd= H + hbv = 4 + 0,5 = 4,5 (m).

Thể tích xây dựng của bể điều hòa: V= 2x20x14x4,5= 2520(m3).

Thể tích hữu ích của bể: V= 2 x 20 x 14 x 4= 2240 (m3).

Đường kính ống dẫn nước vào bể:

D= =

Chọn ống dẫn nước vào bể là ống có đường kính D= 400 mm.

Cơng suất máy bơm nước:

N=

Trong đó:

h: chiều cao cột áp, h=10m

: hiệu suất máy bơm, = 80%

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

Nthực= 1,2 x N = 1,2 x 19,62 = 23,54 KW.

Cần có 1 bơm cơng suất 25KW hoạt động.

Hệ thống cấp khí cho bể điều hòa:

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

Qkk= R x Vb = 0,012 x 1147 = 13,76 (m3/p) = 0,229 (m3/s)

Trong đó:

R: tốc độ khí nén 10 – 15 lít/m3.phút

Vb: thể tích hữu ích của bể điều hòa

Đường kính ống phân phối khí chính:

D==0,17(m)=170(mm)

Chọn đường kính ống D= 200mm

Chiều dài đường dẫn khí chính L=12-2= 12 m

(khoảng cách giữa hai đầu mút và lối đi xuống bể là 2 m)



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

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

Số đĩa phân phối cho 1 bể:

N=đĩa )

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.

Tính máy nén khí:

Áp lực cần thiết của hệ thống phân phối khí:

Hk= hd + hc + hf + H

Trong đó:

hd: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn, h d ≤ 0,4 m, chọn

hd=0,3 m.

hc: tổn thất cục bộ, hc ≤ 0,4 m, chọn hc = 0,3m.

hf: tổn thất qua thiết bị phân phối khí, hf≤ 0,5 m, chọn hf= 0,4 m.

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

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

Áp lực máy thổi khí tính theo atm:

Cơng suất máy thổi khí:

(KW)

Trong đó:

G: trọng lượng dòng khơng khí, kg/s

G= Qkk x = 0,229 x 1,3 = 0,3(kg/s)

R: hằng số khí, R = 8,314 KJ/K.mol.K

T1: nhệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào. T1 = 273 + 25 = 298 K

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 = 0,48 + 1 = 1,48 atm

đối với khơng khí

e: hiệu suất của máy, chọn e= 0,8

Công suất thực của máy:

Pt = 1,2 x Pmáy = 1,2 x 12,97 = 25,56(KW)

Tại bể điều hòa đặt 2 máy thổi khí cơng suất 26 KW hoạt động thay phiên

nhau.

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

Chất lơ lửng giảm 5%:

TSS3= TSS2x(100-5)%=270x0,95=256,5(mg/l)

BOD5 giảm 5% còn lại:



L3= L2x(100-5)%= 380x0,95=361 (mg/l)

Bảng thơng số thiết kế bể điều hòa

Thơng số

Chiều dài, L

Chiều rộng, B

Chiều cao tổng, H

Số lượng bể

Lưu lượng khơng khí sục

vào bể, Qkk

Đường kính ống dẫn nước

vào bể

Đường kính ống phân phối

khí chính

Cơng suất máy bơm nước

Cơng suất máy thổi khí



Đơn vị

m

m

m

Bể

m3/phút



Giá trị

20

14

4,5

2

13,76



mm



400



mm



200



KW

KW



25

26



4.Bể lắng đợt 1

Bể lắng đứng: dưới 20.000 m3/d.

Bể lắng ngang: trên 15.000 m3/d.

Bể lắng ly tâm: trên 20.000 m3/d.

Công suất nhà máy là 10500 m3/d. Chọn bể lắng đứng.

Vận tốc dòng chảy trong vùng cơng tác khơng lớn hơn 0,7 mm/s. Thời gian

lắng 1,5 h. Hiệu suất lắng của bể 45 – 48%.

Chọn chiều cao công tác của bể lắng H=3m.

Thể tích tổng cộng của bể lắng đợt 1:

V=Qxt

Trong đó:

Q: lưu lượng lớn nhất của nước thải , Q = 573,125(m3/h),

t: thời gian lắng, t= 1,5 h

V = 573,125 x 1,5=859,7(

Chọn 4 bể lắng đứng, thể tích mỗi bể là 220 (m3).

Chọn chiều cao bể lắng là 4m

Diện tích tiết diện mỗi bể lắng:F=V/4=55(

Đường kính của mỗi bể lắng:

=8,4(m)

D=



Đường kính máng thu: Lm= 0,9 x D = 0,9 x 8,4 = 7,56 m

Đường kính ống phân phối trung tâm: d = 0,25D = 0,25 x 8,4 = 2,1 m

Chiều cao xây dựng của bể lắng đứng:

Hxd = H + hbv + hb + hth

Trong đó

H: chiều cao cơng tác của bể, H = 4 m

hbv: chiều cao bảo vệ, hbv = 0,3 m

hb: chiều cao lớp bùn lắng, hb = 0,5 m

hth: chiều cao lớp trung hòa, hth = 0,2 m

Chiều cao xây dựng của bể lắng đứng:

Hxd = H + hbv + hb + hth = 4 + 0,3 + 0,5 + 0,2 = 5(m)

Tốc độ lắng của hạt cặn lơ lửng (độ lớn thủy lực, mm/s):

Trong đó:

: hệ số có tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ của nước đối với độ nhớt, lấy ,

nhiệt độ 250C

thành phần thẳng đứng của tốc độ của nước thải trong bể, (mm/s) lấy .

t: thời gian lắng của nước thải trong bình thí nghiệm với chiều sâu lớp nước

h = 500 mm, chọn t = 900 s.

n: hệ số kết tụ, phụ thuộc vào tính chất lơ lửng của các loại hạt chủ yếu, n =

0,25

H: chiều sâu tính tốn của vùng lắng, H = 4(m)

Trị số , khi tính tốn các bể lắng đợt 1 đối với nước thải sinh hoạt có thể lấy

bằng 1,21 (theo bảng 36 –TCVN7957:2015)

Hiệu quả lắng cặn lơ lửng và khử BOD5 của bể lắng:

Trong đó:

t: thời gian lưu, t = 1,5 (h)

a, b: hệ số thực nghiệm

Khử BOD5: a = 0,018; b = 0,02

Khử SS: a = 0,0075; b = 0,014



Lượng SS và BOD5 còn lại trong nước thải khi qua bể lắng đợt 1:

SS = 256,5.(100%-52,63%)= 121,5 mg/l

BOD5 = 361.(100% - 31,25%)= 248,2 mg/l

Lượng bùn thu được tại mỗi bể lắng được tính theo cơng thức:

==(13755/4)464,2(kg/ngày)

Trong đó:

SS0: hàm lượng SS trong nước thải vào bể lắng đợt 1

: hiệu quả xử lý SS

Bảng thông số xây dựng bể lắng đợt 1

Thông số

Chiều cao

Đường kính

Số bể



Đơn vị

m

m

Cái



Giá trị

4

8,4

4



5.Bể aeroten

Các thơng số đầu vào:

Q = 13755 m3/ngày đêm.

BOD5 vào = 248,2 mg/l.

SSvào = 121,2 mg/l.

tvào = 270C.

Cặn hữu cơ a = 75 %.

Độ tro z = 0,3.

Lượng bùn hoạt tính trong nước thải ở đầu vào bể, X0 = 0.

Nồng độ bùn hoạt tính, X = 2500 – 4000 g/m3, chọn X = 4000 g/m3.

Lượng bùn hoạt tính tuần hồn hệ thống cặn lắng ở đáy bể 2, XT = 8000 g/m3

Chế độ xáo trộn hồn tồn

Thời gian lưu bùn trong cơng trình,

Hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0,06 ngày-1.

Hệ số sản lượng bùn Y = 0,4 – 0,8 mgVSS/mg BOD 5, chọn Y =

0,6mgVSS/mg BOD5

Vận tốc nước chảy trong bể v = 0,6 m/s.

Xác định hiệu quả xử lý:

Hiệu quả xử lý BOD5: E = = 88 %

Thể tích bể aeroten:

V==

2 Bể aeroten có thể tích 1407 m3.

Chọn chiều cao của bể : H = 5 m



Chọn chiều cao bảo vệ: hbv = 0,5 m

Chiều cao xây dựng của bể là: Hxd = H + hbv = 5 + 0,5 = 5,5 m.

Diện tích bề mặt một bể:

F=(V/H)=282(

Chọn chiều dài bể: L =19,5m, nên chiều rộng bể B = 14,5 m.

Thể tích thực của bể: Vt = L x B x Hxd = 19,5 x 14,5 x 5,5 = 1555 m3.

Thời gian lưu nước trong bể là:

Ѳ= chọn Ѳ= 3h

Tốc độ tăng trưởng của bùn:

Lượng bùn hoạt tính sinh ra khi khử BOD5

=13755=1168 kg

Tổng lượng cặn sinh ra trong 1 ngày:

Lượng cặn dư xả ra hàng ngày:

Pxả = P1x – Pra

Với Pra = SSra x Q = 30 x 13755 x 10-3 = 413 kg/ngày.

Pxả = 1669 – 413 = 1256kg/ngày

Lưu lượng bùn xả:

Trong đó:

V: thể tích bể, V=1407m3

Qv = Qr = 13755 m3/ngày

X = 4000 mg/l

= 10 ngày

Xr: nồng độ VSS ra khỏi bể

Xr = SSra x a = 30 x 0,75 = 22,5 mg/l

XT : nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hồn (cặn khơng tro)

XT = (1-0,3)x8000=5600 mg/l

Phương trình cân bằng sinh khối:

Q x X0 + Qt x Xt = (Q + Qr) x X

Trong đó:

Q: lưu lượng nước thải vào bể, Q = 13755 m3/ngày

Qt: lưu bùn tuần hoàn, m3/ngày

X: nồng độ VSS trong bể, X = 3000 mg/l

X0: nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bể, X0 = 0

Xt: nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, Xt = 8000 mg/l



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Nhiệm vụ thiết kế

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×