BÀI TẬP 6: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI THIẾT KẾ BỂ LẮNG SƠ CẤP, BỂ LẮNG THỨ CẤP VÀ BỂ TUYỂN NỔI pot

TÊN SV: ĐOÀN HỒNG NHUNGMSSV:1090869 LỚP :MT0957A1 BÀI TẬP 6: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI THIẾT KẾ BỂ LẮNG SƠ CẤP, BỂ LẮNG THỨ CẤP VÀ BỂ TUYỂN NỔI  SƠ ĐỒ KHỐI CÁCH THIẾT KẾ BỂ LẮNG SƠ C

TÊN SV: ĐOÀN HỒNG NHUNG

MSSV:1090869

LỚP :MT0957A1

BÀI TẬP 6: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI THIẾT KẾ BỂ LẮNG SƠ CẤP, BỂ LẮNG THỨ CẤP VÀ BỂ TUYỂN NỔI

 SƠ ĐỒ KHỐI CÁCH THIẾT KẾ BỂ LẮNG SƠ CẤP:

Số liệu cần thiết Tiêu chuẩn tuân theo

Tính diện tích bồn phân phối nước

Aphân phối nước=

15%Alắng

Q, SOR

A

lắng

Atổng = Alắng + Aphân phối nước

Alắng, Aphân phối nước

Tính chiều sâu của bể phần hình trụ

Tính khối lượng bùn trong một ngày

CBOD5ra = CBOD5vào * (1- RBOD5)

CCODra = CCODvào * (1- RCOD)

CSSra = CSSvào * (1 – RSS )

CBOD5vào, RBOD5,

CCODvào, RCOD,

CSSvào, RSS

 Thiết kế bể lắng sơ cấp:

Bảng : Các số liệu tham khảo để thiết kế bể lắng sơ cấp:

Thông số

Giá trịKhoảng biến

thiên Giá trị thiết kế

Tải nạp bề mặt SOR (m3/m2.d) 31 ÷ 50 50

Lưu lượng qua băng phân phối

( theo Bài giảng Xử Lý Nước Thải_ Lê Hoàng Việt)

Ta có: - Lượng nước thải sản xuất hàng ngày là 1600 m3

- Lượng nước thải sinh hoạt hàng ngày là 170 m3

- Lượng SS trong nước thải sản xuất là: 480mg/l

- Lượng SS trong nước thải sinh hoạt là: 729,2 mg/l

→ Hàm lượng SS đầu vào là: CSS = 480*16001600 729170,2*170





= 503,93 mg/l

Chọn nồng độ SS trong nước thải sau khi lắng: 350mg/l

Hiệu suất của bể lắng sơ cấp cần thiết kế là:

E = * 100 30 , 5 %

93 , 503

350 93

Từ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất lắng và SOR để đạt được hiệu suất là 30,5% thì lưu lượng nạp nước trên đơn vị diện tích bề mặt là: 47m3/m2*ngày

* 15

7 , 37

* 4

* 30



Miệng dưới của buồng phân phối nước đặt ngay mực phân cách của lớp nước trong

Chọn chiều sâu bồn phân phối nước so với mực nước hoạt động của bể là: 1,5m

Chiều cao tổng cộng của bồn phân phối nước:1,8m

→ buồng phân phối nước đặt nổi lên khỏi mực nước 0,3 Ngập 1,5m

Tổng diện tích của bể lắng sơ cấp:

Atổng = Alắng + Aphân phối nước = 37,7 + 5,66 = 43,36m2

Chiều sâu hoạt động của nước ở phần hình trụ trong khoảng 3,6 – 3,7 m

→Chọn Hhđ = 3,6m

Chiều cao của mặt thoáng khoảng 0,5 – 0,6 m → chọn Hmt = 0,5 m

Tổng chiều sâu của bể (phần hình trụ): Hb = Hhđ + Hmt = 3,6 + 0,5 = 4,1m

Suy ra thể tích nước trong phần bể hình trụ là: Vhình trụ = 43,36 * 3,6 = 156,1m3

9 , 6

R be

Thể tích tổng cộng của bể là:

V = Vhình trụ+ Vnón cụt = 156,1 + 3,63 = 159,73 m3

Thời gian lưu tồn nước:

2 , 17

1770

24

* 73 , 159

Thể tích hố thu bùn :

Vhố = 1 , 985

8

88 , 15

bùn

V

m3 Chiều cao hố thu bùn :

5 , 0 14 , 3

985 , 1

 : thời gian lưu nước

Bảng : Giá tri hằng số thực nghiệm a,b ở t20 0 c

6

* 02 , 0 018 , 0

17 , 2

* 014 , 0 0075 , 0

17 , 2



b a

Nồng độ COD, BOD5 đầu vào là:

170

* 75 , 468 1600

* 980

m s f

 d: Đường kính tương đương của hạt,chọn d=10 -4 m

 f: Hệ số ma sát, hệ số này phụ thuộc vào đặc tính bề măt của hạt và hệ số

Reynol của hạt khi lắng,chọn f = 0,025

Máng thu nước được bố trí sát thành bể chạy dọc theo đường kính bể

Vậy chiều dài của máng thu nước (Ln)

= 62,83 (m3/m2.ngày) <125 (m3/m2.ngày) (Theo Trịnh Xuân Lai –Tính toán

thiết kế các công trình xử lý nước thải )

Ngoài ra khi thiết kế bể lắng sơ cấp cần chú ý:

 Đập tràn răng cưa ( tam giác hoặc hình thang ), cắt thép cho đều để đảm bảo lưu lượng nước qua các răng cưa là như nhau.

 Miếng cản bọt hình chữ nhật

 Bố trí máng thu bọt và thanh gạt bọt sao cho thanh gạt vừa chạm mặt nước

 Ống co của máng thu bọt được thiết kế xéo để dễ thu bọt (tránh làm ngẹt ống khi bọt quá nhiều) và dễ sữa chữa Bên ngoài làm thêm hố để chứa bọt

 SƠ ĐỒ KHỐI CÁCH THIẾT KẾ BỂ TUYỂN NỔI:

Số liệu cần thiết tiêu chuẩn tuân theo

CBOD5ra = CBOD5vào - CBOD5vào*X%

CCODra = CCODvào - CCODvào *X%

CSSra = CSSvào - CSSvào *X%

→ áp suất tuyệt đối của bồn tạo áp (P)

→ áp suất cần thiết kế cho bồn tạo áp

A/S tỉ lệ (ml) khí trên (mg)

chất rắn ở áp suất khí

quyển,Pa: áp suất khí

quyển (Pa = 1 atm), Q,

R:lưu lượng hoàn

lưu,f :mức bão hòa không

khí của nước trong thùng

tạo áp suất,P: áp suất tuyệt

đối,Sa : hàm lượng dầu hay

chất rắn trong nước

thải,s

a : Khả năng hòa tan

của không khí trong nước

ở 20 0 C, áp suất 1 atm

Tính thể tích nước của bồn tạo áp là:

Q, t: thời gian lưu

nước trong bồn tạo

Tính chiều sâu ngập nước bể tuyển nổi:

Tính chiều dài tổng cộng của bể tuyển nổi:

sa, P, Pa,

Tính lượng không khí cần thiết phải hòa tan vào nước khi áp suất là P atm:

 Thiết kế bể tuyển nổi bằng cách hòa tan không khí ở áp suất cao:

 Lượng nước thải sản xuất hàng ngày là 1600 m3

Bảng Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất chưa được xử lý

Chất ô nhiễm Đơn vị tính Nồng độ chất ô nhiễm

 Lượng nước thải sinh hoạt hàng ngày là 170 m3

Bảng Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt của nhà máy

Chất ô nhiễm Đơn vị tính Nồng độ chất ô nhiễm

* 750 1600

* 1350

170

* 10 1600

CPra = 29,26 mg/l

CNra =71,81 mg/l

Ta có:

Bảng thông số nước thải đầu vào như sau:

Chỉ tiêu Đơn vị Nước thải sản xuất Nước thải sinh hoạt Tổng

12

Bảng Các thông số thiết kế bể tuyển nổi

chọn thiết kế

Lưu lượng nạp nước (Q n ) L / m2*phút 61163 (theo Giáo

Trình Phương Pháp

Xử Lý Nước Thải_

Lê Hoàng Việt)

80

Lưu lượng nạp chất rắn (L s ) kg / m2*ngày < 235.2

Khả năng hòa tan của không khí

trong nước ở 200C, áp suất 1 atm

a

P

P f Q S

R s

- Q: lưu lượng nước thải (Q = 1770 m3/ngày)

- R: lưu lượng hoàn lưu Ta chọn hoàn lưu 100 % (R = 1770 m3/ngày)

- f : mức bão hòa không khí của nước trong thùng tạo áp suất

 Ta lấy f = 0,5 ( theo Bài Giảng Xử Lý Nước Thải_Lê Hoàng Việt)

- P: áp suất tuyệt đối (lực nén trong bình tạo áp)

- Sa : hàm lượng dầu hay chất rắn trong nước thải (Sa= 478,73 mg/ l)

- 1,3: 1(ml) oxi nặng 1,3 (mg)

- sa : Khả năng hòa tan của không khí trong nước ở 200C, áp suất 1 atm

Thế tất cả giá trị vào (1) ta được:



1 1

* 5 , 0 ( 1770 73

,

478

1770

* 7 , 18

→ Áp suất tuyệt đối : P = 2,79 atm

Ta chọn thiết kế bồn tạo áp có áp suất 3 (atm)

 Tính kích thước bồn tạo áp:

Chọn thời gian lưu nước trong bồn tạo áp là: t = 3 (phút)

Thể tích nước của bồn tạo áp là:

) ( 69 , 3 60

* 24

3

* 1770

Ta thiết kế buồng tạo áp hình trụ

Chọn chiều cao buồng là: h = 2,5 (m)

 = 34,14*5*,542,5 = 1,68 (m)

 Tính kích thước bể tuyển nổi:

Chọn thời gian tồn lưu nước trong bể là:   30phút

Chọn chiều cao bảo vệ là: hbv= 0,5(m)

Thể tích bể tuyển nổi:

V = ( Q+R )* = 1770 241770*60*30= 73,75 (m3)

Diện tích bề mặt phần tuyển nổi:

14

S =

n Q

* 24

* 80

1770 1770

75 , 73

m S

73 , 30

m B

S





Chọn chiều dài vùng phân phối vào: Lv = 1m

Chọn chiều dài vùng thu nước: Lt = 1 m

Vách tường ngăn vùng thu nước được đặt cách thành bể đầu ra 1m, cách đáy bể 0,3m và caohơn mực nước trong bể khoảng 0,2m

Chiều dài tổng cộng của bể tuyển nổi:

LTổng= L + Lv + Lt = 11,5 + 1 +1 = 13,5 (m)

Kiểm tra tỉ số dài/rộng: 5 , 06

67 , 2

5 , 13

HTổng= Hngn + hbv = 2,4 + 0,5 = 2,9 (m)

Kích thước máng thu váng nổi:

Chiều dài máng thu bằng với chiều rộng bể: L = B = 2,67 (m)

Chiều rộng: B = 0,4m

Chiều sâu: h = 0,4 m

Kích thước máng thu nước đầu ra:

Chiều dài máng thu bằng với chiều rộng bể: L = B = 2,67 (m)

10

* 10

* 73 , 478

* 1770

ngày m

Kg S

S Q



Từ kết quả trên, ta có LS < 235,2 (kg/m2*ngày) (thỏa )

Lượng không khí phóng thích khi đưa nước ở áp suất cao về áp suất khí quyển:

18 , 7 37 , 4 ( / )

1

3 7 , 18

l ml s

P

P s

P là áp suất tuyệt đối trong buồng tạo áp (atm)

sa là lượng không khí bão hòa trong nước ở 200C, áp suất 1 atm (ml/l)

Lượng không khí cần thiết phải hòa tan vào nước khi áp suất là 3atm:

1

3 5 , 0 7 , 18 1

*

l ml P

P f s S

a a

Để tăng hiệu suất của quá trình tuyển nổi, ta dùng phèn với một lượng là 60 (mg/l)

Theo thực nghiệm thực tế _ (Huỳnh Long Toản, Luận văn tốt nghiệp, Hiệu suất của bể tuyển nổi trong việc loại bỏ chất rắn lơ lửng một số loại nước thải _ 2004; và Trần Tự Trọng, Luận văn tốt nghiệp _ 2003) ta có bảng sau :

Bảng: Hiệu suất xử lý của bể tuyển nổi:

Bảng: Kết quả tính toán đầu ra

Chỉ tiêu Đơn vị Đầu vào Đầu ra xử lý E (%)Hiệu suất

thiết kế

16

36 , 884

72 , 0

15 , 144 72

,

ra BOD

(mg/l)

75 , 1227

21 , 200 75 , 1227

Thể tích bùn cần xử lý mỗi ngày là:( tỉ trọng của bùn là 1,03)

1000

* 03 , 1

* 04 , 0

72 , 728 1000

* 03 , 1

 Những thiết bị hỗ trợ cho bể tuyển nổi:

- Bồn tạo áp có khả năng chịu được áp suất > 5atm, thời gian tồn lưu nước trong bồn tạo áp từ 1 – 3 phút, bồn tạo áp phải có van an toàn

- Bơm định lượng để bơm hoàn lưu nước thải về bồn tạo áp

- Bộ phận chỉnh lưu để điều chỉnh lưu lượng từ bể tạo áp suất về bể tuyển nổi

- Bơm nén khí có áp suất hoạt động > 5atm để nén khí vào bồn tạo áp

- Hệ thống gạt váng (có thể sử dụng bánh xích gắn với thanh gạt di chuyển ngược với chiều dòng chảy) có các thanh gạt bằng với chiều rộng của bể

Bảng : Thông số tham khảo thiết kế bể lắng thứ cấp

Tải trọng nạp nước (SOR) 16,332,6 m3/m2.ngày

Đường kính buồng phân phối nước 30%40% DL m

Nồng độ chất rắn lơ lửng trong bùn hoàn lưu 8000÷10000 mg/l

(Nguồn: Wastewater Engineering: Treatment, reuse, disposal, 1999)

Thông số đầu vào:

9 , 1185 1770

Đường kính vùng lắng:

2 , 11 14

, 3

53 , 98 4 4

A

Bán kính vùng lắng:

6 , 5 2

2 , 11

36,314,34

2 2

18

7 , 11 14

, 3

39 , 107 4 4

A

Giả sử lượng MLSS đầu ra là: 3500mg/l

Tải lượng nạp nước bề mặt bể:

52 , 27 39

, 107

9 , 1185 1770 '

Kiểm tra tải lượng nạp chất rắn

34 , 93 1000

39 , 107

3500 )

9 , 1185 1770

( )

Chiều cao cột nước ở sát tường của bể là: h1 = 3,6 (m)

Chiều cao phần mặt thoáng: h2 = 0,5(m)

Chiều cao phần nước trong là: h3 = 1,5 (m)

Thể tích phần hình trụ của bể:

Vh.trụ = Abể h1= 107,39 * 3,6 = 386,6(m3)Chọn độ dốc đáy là 1:12

Chiều sâu phần nón cụt là:

4 , 0 2

2 7 , 11 12

1 2

Thể tích phần nón cụt là:

Tổng thể tích hữu dụng của bể lắng là:

Vhd= Vh.trụ +Vnc = 386,6 + 24,12 = 410,72(m3)Thời gian tồn lưu nước trong bể là:

33 , 3 9 , 1185 1770

24

* 72 , 410

2 2

12 , 24 4

2 2 7 , 11 7 , 11 4 , 0 14 , 3 3 1

4 3

1

m

D D D D

h

nc nc

VL = AL * h3 = 98,53 * 1,5 = 147,8 (m3)Thời gian lắng là:

2 1770

24 8 , 147

Vbùn = Abể  h4 = 107,39  2,1= 225,5 (m3)Thiết kế máng thu nước:

Ta thiết kế máng thu nước vòng tròn

Chọn vị trí đặt máng thu nước có đường kính trong bằng đường kính bể

(Theo Lê Hoàng Việt, Phương pháp xử lý nước thải _ 2003)

Chiều dài máng thu nước:

74 , 36 7 , 11

* 14 ,

Chọn chiều rộng máng thu nước là 0,5 (m)

Đường kính ngoài của máng thu nước là:

Dngoài= Dbe+0,5= 11,7+ 0,5 = 12,2(m)

Ta thiết kế máng thu nước có các răng cưa hình thang cân, dày 0,15(m)

Chọn :

Chiều rộng mỗi răng cưa: (chiều rộng đáy lớn = 0,15m; chiều rộng đáy nhỏ = 0,1m)

Chiều cao mỗi răng cưa: 0,2m

Khoảng cách giữa các đỉnh răng cưa: bđỉnh = 0,15m

Khoảng cách giữa các đáy răng cưa: bđáy= 0,1m

 Như vậy mỗi mét chiều dài máng bố trí 4 răng cưa

Tính tổng số răng cưa trên máng thu nước:

N = Lmáng* 4= 36,74*4=146,96 (răng cưa) 147 (răng cưa)

Tính tải trọng máng thu nước trên 1m dài của máng:

) /

( 41 , 120 1 , 0 147

1770 m3 m ngày b

N

Q U