Bài giảng XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG phương pháp cơ học

Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải Chương 2: XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 2.1 KHÁI NIỆM VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC Phương pháp sử dụng để tách tạp chất khơng hịa tan phần chất dạng keo khỏi nước thải Các cơng trình xử lý học bao gồm: 2.1.1 Thiết bị chắn rác: − Thiết bị chắn rác song chắn rác lưới chắn rác, có chức chắn giữ rác bẩn thô (giấy, rau, cỏ, rác…), nhằm đảm bảo đảm cho máy bơm, cơng trình thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định Song lưới chắn rác cấu tạo song song, lưới đan thép thép có đục lỗ… tùy theo kích cỡ mắt lưới hay khoảng cách mà ta phân biệt loại chắn rác thô, trung bình hay rác tinh − Theo cách thức làm thiết bị chắn rác ta chia làm loại: loại làm tay, loại làm giới 2.1.2 Thiết bị nghiền rác: Là thiết bị có nhiệm vụ cắt nghiền vụn rác thành hạt, mảnh nhỏ lơ lửng nước thải để không làm tắc ống, không gây hại cho bơm Trong thực tế cho thấy việc sử dụng thiết bị nghiền rác thay cho thiết bị chắn rác gây nhiều khó khăn cho cơng đoạn xử lý lượng cặn tăng lên làm tắc nghẽn hệ thống phân phối khí thiết bị làm thống bể (đĩa, lỗ phân phối khí dính bám vào tuabin… Do phải cân nhắc trước dùng 2.1.3 Bể điều hòa: Là đơn vị dùng để khắc phục vấn đề sinh biến động lưu lượng tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu cơng trình xử lý sau, đảm bảo đầu sau xử lý, giảm chi phí kích thước thiết bị sau Có loại bể điều hịa: − Bể điều hịa lưu lượng − Bể điều hòa lưu lượng chất lượng Các phương án bố trí bể điều hịa bể điều hịa dịng thải hay ngồi dòng thải xử lý Phương án điều hòa dòng thải làm giảm đáng kể dao động thành phần nước thải vào cơng đoạn phía sau, cịn phương án điều hịa ngồi dịng thải giảm phần nhỏ dao động Vị trí tốt để bố trí bể điều hịa cần xác định cụ thể cho hệ thống xử lý, phụ thuộc vào loại xử lý, đặc tính hệ thống thu gom đặc tính nước thải 2.1.4 Bể lắng cát: Nhiệm vụ bể lắng cát loại bỏ cặn thô, nặmg như: cát, sỏi, mảnh thủy tinh, mảnh kim loại, tro, than vụn… nhằm bảo vệ thiết bị khí dễ bị mài mịn, giảm cặn nặng cơng đoạn xử lý sau Bể lắng cát gồm loại sau: − Bể lắng cát ngang: Có dịng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài bể Bể có thiết diện hình chữ nhật, thường có hố thu đặt đầu bể − Bể lắng cát đứng: Dòng nước chảy từ lên theo thân bể Nước dẫn theo ống tiếp tuyến với phần hình trụ vào bể Chế độ dòng chảy phức tạp, nước vừa chuyển động vòng, vừa xoắn theo trục, vừa tịnh tiến lên, hạt cát dồn trung tâm rơi xuống đáy Trang 27 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải − Bể lắng cát tiếp tuyến: loại bể có thiết diện hình trịn, nước thải dẫn vào bể theo chiều từ tâm thành bể thu máng tập trung dẫn ngồi − Bể lắng cát làm thống: Để tránh lượng chất hữu lẫn cát tăng hiệu xử lý, người ta lắp vào bể lắng cát thơng thường dàn thiết bị phun khí Dàn đặt sát thành bên bể tạo thành dòng xoắn ốc quét đáy bể với vận tốc đủ để tránh tượng lắng chất hữu cơ, có cát phân tử nặng lắng 2.1.5 Bể lắng: Lắng phương pháp đơn giản để tách chất bẩn khơng hịa tan khỏi nước thải Dựa vào chức vị trí chia bể lắng thành loại: − Bể lắng đợt 1: Được đặt trước cơng trình xử lý sinh học, dùng để tách chất rắn, chất bẩn lơ lững khơng hịa tan − Bể lắng đợt 2: Được đặt sau cơng trình xử lý sinh học dùng để lắng cặn vi sinh, bùn làm nước trước thải nguồn tiếp nhận Căn vào chiều dòng chảy nước bể, bể lắng chia thành loại giống bể lắng cát trên: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng tiếp tuyến (bể lắng radian) 2.1.6 Lọc Lọc ứng dụng để tách tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải, mà bể lắng loại chúng Người ta tiến hành trình lọc nhờ vật liệu lọc, vách ngăn xốp, cho phép chất lỏng qua giữ tạp chất lại Vật liệu lọc sử dụng thường cát thạch anh, than cốc, sỏi, chí than nâu, than bùn than gỗ Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải điều kiện địa phương Có nhiều dạng lọc: lọc chân khơng, lọc áp lực, lọc chậm, lọc nhanh, lọc chảy ngược, lọc chảy xuôi… 2.6.2 Tuyển nổi, vớt dầu mở Phương pháp tuyển thường sử dụng để tách tạp chất (ở dạng hạt rắn lỏng) phân tán không tan, tự lắng khỏi pha lỏng Trong số trường hợp trình dùng để tách chất hòa tan chất hoạt động bề mặt Quá trình gọi trình tách hay lám đặc bọt Trong xử lý nước thải nguyên tắc tuyển thường sử dụng để khử chất lơ lửng làm đặc bùn sinh học Quá trình tuyển thực cách sục bọt khí nhỏ (thường khơng khí) vào pha lỏng Các khí kết dính với hạt lực tập hợp bóng khí hạt đủ lớn kéo theo hạt lên bề mặt, sau chúng tập hợp lại với thành lớp bọt chứa hàm lượng hạt cao chất lỏng ban đầu Bảng Ứng dụng cơng trình học xử lý nước thải Các cơng trình Ứng dụng Lưới chắn rác Tách chất rắn thơ lắng Nghiền rác Nghiền chất rắn thơ đến kích thước nhỏ đồng Bể điều hồ Điều hịa lưu lượng tải trọng BOD SS Lắng Tách cặn lắng nén bùn Lọc Tách hạt cặn lơ lửng lại sau xử lý sinh học hóa học Màng lọc Tương tự q trình lọc, tách tảo từ nước thải sau hồ ổn định Vận chuyển khí Bổ sung tách khí Bay bay khí Bay hợp chất hữu bay từ nước thải 2.2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH CƠ HỌC 2.2.1 Song chắn rác Trang 28 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – SCR cơng trình xử lý sơ nhằm loại bỏ lượng rác bẩn thô chuẩn bị cho xử lý nước thải sau SCR bao gồm đan xếp cạnh Khoảng cách gọi khe hở (mắt lưới) ký hiệu b Song chắn rác tinh Song chắn rác thô Ta phân biệt loại SCR sau: ¾ SCR thụ: b = 30 ữ 200mm ắ SCR c tinh: b = ữ 25mm ắ SCR c nh di động ¾ SCR thủ cơng giới Các tiết diện đan: - 10 TÍNH TOÁN A-A h1 α h Bs Bk ϕ l1 lS l2 Trang 29 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Khoảng cách cỏc b = 16 ữ 25mm ắ Gúc nghiờng α = 60 - 900 ¾ Vận tốc trung bình qua khe: v = 0,6 - m/s ¾ Số khe hở n= q max kz b.h1 v + kz: hệ số tính đến thu hẹp dòng chảy: 1.05 + qmax : lưu lượng lớn ¾ Chiều dài tổng cộng SCR: Bs = s (n - 1) + b.n (s: chiều dày song chắn : – 10 mm) ¾ Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước SCR: B s − Bk ( 2tgϕ l2 = 0,5l1 (m) l1 = ¾ Chiều dài đoạn thu hẹp sau: ¾ Tổn thất áp lực qua SCR: h s = ξ v max g ϕ =15-20 ) K + ξ: hệ số tổn thất cục bộ: ξ = β (s/b)4/3sinα + β: hệ số phụ thuộc hình dạng đan: β = 2,42 1,83 1,67 1,97 0,92 + K: hệ số tính tới tăng tổn thất áp lực rác mắc vào SCR: K = ¾ Lượng rác giữ lại: Wr = a.Ntt /365.1000 (m3/ng.đ) + a: lượng rác tính cho người/năm : Ỉ l/người.năm + Dân số tính tốn: N = Q/q + q: tiêu chuẩn nước: ¾ Một số đặc tính SCR: + Độ ẩm rác: 80% + Độ tro : – % + Trọng lượng thể tích 750 kg/m3 Ví dụ áp dụng: Tính tốn thiết kế song chắn rác cơng trình xử lý nước với thong số sau: lưu lượng trung bình QTBng = 300 m3/ngày - Lưu lượng nước thải theo lớn nhất: Qmaxh = QTBh kh = 12,5 * 2,2 = 31,25 (m3/h) Trang 30 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Với kh hệ số vượt tải theo lớn (k = 1,5 – 3,5), chọn k=2,5 - Chọn loại song chắn có kích thước khe hở b =16 mm - Tiết diện song chắn hình chữ nhật có kích thước: s x l = x 50 mm a) Số lượng khe hở n= Qmax 8,68 ⋅ 10 −3 ⋅ kz = ⋅ 1,05 = 9,498(khe ) v s ⋅ b ⋅ hl 0,6 ⋅ 0,016 ⋅ 0,1 Chọn số khe 10 Ỉ số song chắn Trong đó: ¾ n : số khe hở ¾ Qmax : lưu lượng lớn nước thải, (m/s) ¾ vs : tốc độ nước qua khe song chắn, chọn vs = 0,6 m/s ¾ kz : hệ số tính đến tượng thu hẹp dòng chảy, chọn kz = 1,05 b) Bề rộng thiết kế song chắn rác Bs = s ⋅ (n − 1) + (b ⋅ n ) = 0,008 ⋅ (10 − 1) + (0,016 ⋅ 10) = 0,232(m ) Ỉ Chọn Bs = 0,3 m Trong đó: ¾ c) s : bề dày song chắn, thường lấy s = 0,008 Tổn thất áp lực qua song chắn rác hs = ξ ⋅ v max ⋅k 2g Trong đó: ¾ vmax :vận tốc nước thải trước song chắn ứng với Qmax , vmax = 0,6 ¾ k :hệ số tính đến tăng tổn thất áp lực rác bám, k = 2-3 Chọn k = ¾ ξ : hệ số tổn thất áp lực cục bộ, xác định theo công thức: ⎛s⎞ ⎝b⎠ ξ = β ⋅⎜ ⎟ Với: α β Æ 3/ ⎛ 0,008 ⎞ ⋅ sin α = 2,42 ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ 0,016 ⎠ 3/ : góc nghiệng dặt song chắn rác, chọn α = 600 : hệ số phụ thuộc hình dạng thành đan, β = 2,42 hs = 0,83 ⋅ (0,6)2 ⋅ 9,81 ⋅ sin 60 = 0,83 ⋅ = 0,05(m ) = 5(cm ) d) Chiều dài phần mở rộng trước SCR L1 = Bs − Bk 0,3 − 0,2 = = 0,13(m ) 2tgϕ 2tg 20 Trang 31 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Ỉ Chọn L1 = 0,2 Trong đó: e) ¾ Bs : chiều rộng song chắn ¾ Bk : bề rộng mương dẫn, chọn Bk = 0,2m ¾ ϕ : góc nghiên chỗ mở rộng, thường lấy ϕ = 200 Chiềi dài phần mở rộng sau SCR L2 = 0,5 L1 = 0,5 ⋅ 0,2 = 0,1(m ) f) Chiều dài xây dựng mương đặt SCR L = L1 + L2 + Ls = 0,2 + 0,1 + 1,5 = 1,8(m ) Trong đó: ¾ Ls : chiều dài phần mương đặt song chắn rác, L = 1,5m g) Chiều sâu xây dựng mương đặt SCR H = hmax + hs + 0,5 = 0,65(m ) Trong đó: ¾ hmax = hl : độ đầy ứng với chế độ Qmax ¾ hs : tổn thất áp lực qua song chắn ¾ 0,5 : khỏang cách cốt sàn nhà đặt SCR mực nước cao Tóm tắt thông số thiết kế mương song chắn rác STT Tên thông số Chiều dài mương (L) Chiều rộng mương (Bs) Chiều sâu mương (H) Số song chắn Số khe (n) Kích thước khe (b) Bề rộng (s) Chiều dài (l) Đơn vị m m m Thanh Khe mm mm mm Số lượng 1,8 0,3 0,7 10 16 50 2.2.2 Bể lắng cát Bể lắng cát thường dùng để lắng giữ hạt cặn lớn có chứa nước thải (chính cát) Có nhiều loại bể lắng cát 2.2.2.1 Bể lắng cát ngang Bể lắng cát ngang nước chảy thẳng thường có hố thu cặn đầu bể Cát cào hố thu cào sắt lấy bơm phun tia Trang 32 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn A A Tính tốn: ¾ Chiều dài bể: L = vmax.t (t = 30 - > 60s) 1000v m h1 = k uo - ¾ ¾ ¾ ¾ Vmax : vận tốc Qmax: 0,3 m/s k: hệ số lấy phụ thuộc u0 o u0 = 18mm/s: k = 1,7 o u0 = 24 m/s: k = 1,3 (đường kính hạt cát thường 0,2 – 0,25 mm) - h1: chiều sâu công tác bể: ≈ 0,25 ÷ m - u0 = độ lớn thuỷ lực hạt cát với đừơng kính 0,2 ÷ 0,25 giữ lại bể: u0 = 18 ÷ 24 mm/s Q - Tiết diện ướt bể : F = max vm q - Chiều rộng bể : b = v.h1 F Số ngăn bể: n = b.h1 Vận tốc lớn nhất: vmax ≥ 0,15 m/s N p.T Thể tích cát bể: Wc = tt 1000 - Ntt dân số tính tốn - p: lượng cát với độ ẩm 60%, 0,02 l/người ng.đ - T: thời gian lần xả cát khỏi bể : –4 ngày W Chiều sâu lớp cặn cát: h2 = c L.b.n Trang 33 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn ¾ Chiều sâu tổng cộng: H xd = h1 + h2 + h3 (h3 = 0,2 ÷ 0,4 m: chiều cao bảo vệ từ nước đến tường) 2.2.2.2 Bể lắng cát đứng: Nước chảy từ lên dọc theo thân bể: Tính tốn: ¾ Diện tích tiết diện ngang: F = Qmax n.v ¾ Chiều cao cơng tác: h1 = v.t ¾ Chiều sâu tổng cộng: H = h1+ h2 + h3 + h4 = h1+ 0,5+ h3 + h4 ¾ Nếu tròn : D = 4F π ¾ Nếu vng : D = F ¾ Tốc độ nước : v = 0,4 m/s ¾ Thời gian lưu: t = ÷ 3,5 phút 2.2.2.3 Bể lắng cát tiếp tuyến: Có mặt hình trịn Máng dẫn nước vào tiếp tuyến với bể Chịu tác dụng lực, lực thân P, lực ly tâm ¾ Tải trọng nước bề mặt : 100m3/m2.h ¾ Tốc độ nước máng: 0,8 ữ 0,6 m/s ắ Hiu qu gi cỏt: 90% ¾ h ≤ D/2 2.2.2.4 Bể lắng cát làm thoáng: Là bước phát triển bể lắng cát tiếp tuyến Nhờ thổi khí mà dịng chảy nước thải bể vừa quay vừa tịnh tiến tạo nên chuyển động xoắc c Tớnh toỏn ắ Hiu sut 90 ữ95% ắ ng kớnh ng thi khớ: 2,5 ữ mm Q ắ Diện tích tiết diện ngang: F = max n.vt Trang 34 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn - vt: vận tốc thẳng: 0,01 ÷ 0,1 m/s n: số ngăn bể b.u o u h ⇔ = o ¾ Chiều sâu công tác: h1 = vt b vt - Chiều rộng bể b uo : độ lớn thuỷ lực u0 phụ thuộc vào kích thước d hạt cát theo bảng đây: d(m) 0.1 0.12 0.15 0.2 0.3 0.4 uo(mm/s) 5.12 7.27 11.2 17.2 29.1 40.07 b vv (vv: vận tốc vòng theo chu vi tiết diện ngang: 0,25 ÷ 0,3 m/s.) ¾ Thời gian nước lưu lại: t = 1,1 m.t1 ¾ Thời gian lưu vịng: t1 = 1.2 (m: số vòng nước bể: m = 1/ lg(1 – 2h/H).) ¾ Chiều dài bể L = vt t ¾ Lượng khơng khí cần thiết: Lk = I F (I: cường độ khí: 2÷5m3/m2.h.) Ví dụ áp dụng: Tính bể lắng cát ngang cho cơng trình xử lý nước thải với cơng suất 4000m3/ngày, hàm lượng SS = 254mg/l, COD ~ Chiều dài bể lắng cát ngang xác định theo công thức: L= 1000 * K * H * v max Uo Trong đó: - K: hệ số phụ thuộc loại bể lắng cát độ thô thủy lực hạt cát, K = 1,3 - H: độ sâu tính toán bể lắng cát, H = 0,25 – 1m, chọn H = 0,3m - vmax: tốc độ lớn nước thải bể lắng cát ngang, vmax = 0,3 m/s - Uo = độ thô thủy lực hạt cát, Uo = 18,7 – 24,2 mm/s Ứng với đường kính hạt cát d = 0,25 mm Chọn Uo = 24,2 mm/s Vậy: L= 1000 * 1,3 * 0,3 * 0,3 =4,83m 24,2 ~ Chiều rộng bể lắng cát ngang: B= Qmax v max * H Trong đó: - Qmax: Lưu lượng lớn giây, Qmax = 417 m3/h = 116 l/s = 0,116 m3/s - vmax = 0,3 m/s - H = 0,3 m Chọn bể lắng cát ngang dạng mương Trang 35 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Vậy : Chiều rộng ngăn là: 0,116 =0,3m 0,3 * 0,3 * B= ~ Chiều rộng máng: Bv b= m 2g Bv ⎛ − K / ⎞ ⎟ ⎜ Qmax ⎜⎝ − K ⎟⎠ 3/ Trong đó: - B = 1,3m - v = 0,3m - m : hệ số lưu lượng cửa tràn phụ thuộc góc tới Chọn g tới θ = 450 , cot agθ = , chọn m = 0,352 - Qmax = 0,116 m3/s - K = 1,3 Vậy: 1,3 * 0,3 ⎛ − 1,3 / ⎞ ⎜ ⎟ b= 0,352 * 9,81 0,116 ⎜⎝ − 1,3 ⎟⎠ 1,3 * 0,3 3/ =0,2m ~ Độ chênh đáy: ΔP = Qmax K − K / Bv − K / Trong đó: - Qmax = 0,116 m3/s - B = 1,3 - v = 0,3m/s - K = Qmin/Qmax = 167/417 = 0,4 Vậy: ΔP = 0,116 − 0,4 −1 / = 0,2m 1,3 * 0,3 − 0,4 / ~ Thể tích phần chứa cặn bể lắng cát ngang: W = Qtb * q o 1000 Trong đó: - Qtb = 4000 m3/ngđ - q0: lượng cát 1000 m3 nước thải, q0 = 0,15 m3 cát/1000 m3 nước thải Vậy: W = 4000 * 0,15 = 0,6 m3/ngay.d 1000 Phần lắng cát bố trí phía trước bể lắng cát ngang Trên mặt có dạng hình vng, kích thước 1,1 x 1,1m, sâu H + 0,64m = 0,3 + 0,64 = 0,94m Trang 36 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn ƒ ht: chiều dày lớp sân đáy thu nước lọc 0.6- 0.5 m ƒ hd : chiều dày lớp sỏi đỡ 0.45 m ƒ hc: chiều cao lớp cát lọc 0.85 m ƒ hn : chiều cao lớp nước (0.8 –1.8 m) ƒ hp : chiều cao dự phòng (0.3 –0.5m) Cường độ rữa lọc: ≤ qr = qo ∑ n 3.6 (l / s.m ) ≤2 ƒ qo: lượng nước lọc qua m2 bể (m3/m2.h) (qo = Q/F) ƒ ∑n: tổng số ngăn tập trung Dung tích nước cho lần rữa ngăn: Wr = ƒ q r f n t n 1000 (m ) fn: diện tích ngăn ( ) b.l m3 n (b, l : chiều rộng chiều dài ngăn) Thời gian rữa: 10 – 20 phút 2.2.5.2.2 Bể lọc nhanh fn = Hình : Bể lọc nhanh trọng lực Ống dẫn nước từ bể lắng sang Hệ thống thu nước lọc phân phối nước rửa lọc Ống dẫn nước lọc Ống xả nước rửa lọc Máng phân phối nước lọc thu nước rửa lọc Ống dẫn nước rửa lọc Mương thoát nước Máng phân phối nước lọc Ống xả nước lọc đầu 10 Van điều chỉnh tốc độc lọc Nguyên tắc hoạt động Nước lọc từ bể lắng ngang, qua máng phân phối vào bể lọc, qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nước đưa bể chứa nước TÍNH TỐN: − Bể lọc phải tính theo hai chế độ làm việc, chế độ bình thường tăng cường − Khi n ≤ 20 bể Î dự trù bể n ≥ 20 bể Î dự trù bể Tốc độ lọc : Phụ thuộc đường kính hạt a Bể lọc lớp lọc : (cát thạch anh) Trang 54 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn dtđ 0.7 – 0.8 –1.0 –1.2 Hệ số không đồng K –2.2 1.8 -2 1.5 –1.7 hlọc vtb Vtc(m/h) 700 – 800 1200 –1300 1800 –2000 5.5 –6 7.0 –8 –10 –7.5 –10 10 –12 b Bể lọc cát hai lớp (cát thạch anh angtraxit) Hệ số không đồng hlọc K –2.2 700 –800 – 2.2 400 -500 dtđ 7.0 –8.0 –1.2 vtb Vtc(m/h) –10 10 –12 Thời gian chu kỳ lọc chế độ tăng cường Ttc( N ≥ 20) Ttc ≥ [ N –(N1 + a)].t2 ƒ N: số bể lọc ƒ N1: số bể ngừng để sữa chữa ƒ a: số bể lọc rữa đồng thời ƒ t2 : thời gian ngừng bể lọc để rữa: (t2 = 0.35 giờ) Diện tích trạm xử lý: F= Q T vtb − 3,6.W t1 − a.t vtb (m ) ƒ T : thời gian làm việc trạm /ngày (h) ƒ a: số lần rữa bể / ngày đêm ƒ t1 : thời gian rữa lọc (h) (3 –7 phút) ƒ W : cường độ nước rữa lọc ( l/s.m2) Số lượng bể lọc cần thiết : N = 0.5 (F)0.5 Ttốc độ lọc tăng cường: vtb = vbt N N −1 (1) + vtc theo (1) ≤ vtc cho theo bảng Chiều cao bể lọc: H = hđ + hv + hn + hp (m) ƒ hđ : chiều cao lớp đỡ: ( phụ thuộc vào cỡ hạt 50 –100mm) ƒ hv: chiều dày lớp vật liệu lọc o lớp : 700 –2000 mm o lớp : 1100 – 1300 mm ƒ hn : chiều cao lớp nước lớp vật liệu lọc (m) (2 m) ƒ hp : chiều cao dự phòng (m) (≥ 0.3 m) lượng nước rữa lọc cần thiết:   Qr = f W 1000 (m / h) f : diện tích bể lọc f = F/N W : cường độ nướx rữa lọc Trang 55 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn có Qr Ỉ chọn đường kính tính phân phối Ỉ số ống … Xác định tổng diện tích lỗ, ω sở tiết diện ngang ống: ω = (30 –40%)Ω Chọn đường kính lỗ ống nhánh Ỵ số lỗ ống nhánh 2.2.5.2.3 Bể lọc áp lực 400 350 400 150 2200 1000 Bể lọc áp lực loại bể lọc khép kín, thường chế tạo thép có dạng hình trụ đứng hình trụ ngang Bể lọc áp lực sử dụng dây chuyền xử lý nước thải (cuối dây chuyền công nghệ ) Do bể làm việc áp lực, nên nước cần xử lí đưa vào trực tiếp từ trạm bơm vào bể, đưa trực tiếp vào nguồn tiếp nhận Cấu tạo: giống bể lọc nhanh Nguyên tắc làm việc: Nước đưa vào bể qua phễu bố trí đỉnh bể, qua lớp cát lọc, lớp đỡ vào hệ thống thu nước trong, vào đáy bể vào nguồn tiếp nhận Khi rửa bể, nước từ đường ống áp lực chảy ngược từ lên qua lớp cát lọc vào phễu thu, chảy theo ống thoát nước rửa xuống ống thu nước rửa lọc Ví dụ áp dụng: Tính bể lọc chậm cho cơng trình xử lý nước cơng suất 90m3/ngày Bể lọc có cấu tạo hình, bao gồm Trang 56 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Ong dẫn nước từ bể lắng Ong xả nước rửa lọc Máng phân phối nước lọc thu nước rửa lọc Ong dẫn nước rửa lọc Máng tập trung nước vật liệu lọc a.Tính tóan kích thước bể lọc chậm Theo kết thí nghiệm, vận tốc nước bể lọc chậm lấy vlọc = 0.64m/h Diện tích mặt cắt ngang bể F= Q vl Trong đó: Q: lưu lượng nước xử lý, Q = 3.75 m3/h vl: tốc độ lọc, vl = 0.64m/h F= Q vl = 3.75 = 5.86(m ) 0.64 Chọn bể hình chữ nhật có kích thước L x B = 2.5m x 2.4m = 6m2 Vật liệu lọc đá, sỏi, cát thạch anh, than hoạt tính Chiều cao lớp vật liệu lọc Cát có d = 1-2mm, chiều cao hc = 40cm Sỏi có d = 1-2mm, chiều cao hs = 20cm Đá có d = 1-2mm, chiều cao hđ = 20cm Than có chiều cao hth = 20cm Vậy chiều cao tổng cộng lớp vật liệu: Hvl = 100cm = 1.0m Chiều cao lớp sàn đáy thu nước lọc, hđ = 0.3m Chiều cao lớp nước phía (0.8 ÷ 1.8m), chọn hn = 0.8m Chiều cao bảo vệ (0.3 ÷ 0.5m), chọn hbv = 0.3m Vậy chiều cao tổng cộng bể lọc H = hvl + hđ + hn + hbv = + 0.3 + 0.8 + 0.3 = 2.4 m b.Tính tốn hệ thống phân phối nước rửa lọc Đối với bể lọc hai lớp cát than dễ xáo trộn lẫn dùng biện pháp rửa nước túy Cường độ rửa lọc: Wr = 15 l/sm2 Thời gian rửa lọc: tr = phút Chu kỳ rửa lọc: T = 45h Lưu lượng nước rửa lọc Trang 57 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Qr = F * Wr 5.86 * 15 = = 0.0879(m / s ) ≈ 88(l / s ) 1000 1000 Với: F: diện tích bể lọc Wr: cường độ rửa lọc Chọn đường kính ống dc = 300mm thép tốc độ nước chảy ống vc = 1.25m/s (nằm giới hạn cho phép ≤ 2m/s) Với đường kính ống 300mm tiết diện ngang ống là: fc = πd = 3.14 * 0.3 = 0.07(m ) Chọn khỏang cách ống nhánh 0.25m (quy phạm cho phép 0.25 ÷ 0.3m) số ống nhánh bể lọc là: n= B 2.4 * = 19.2 (ống) *2 = 0.2.5 0.25 Chọn n = 20 ống Lưu lượng nước rửa lọc chảy ống nhánh q nh = 88 = 4.4(l / s ) 20 Chọn đường kính ống nhánh dnh= 55mm = 0.055m thép tốc độ nước chảy ống nhánh vnh = 1.85m/s (nằm giới hạn cho phép 1.8 ÷ 2m/s) Tổng diện tích lỗ lấy 35% diện tích tiết diện ngang ống (quy phạm cho phép 30 ÷ 35%), tổng diện tích lỗ tính ∑ flỗ = 0.35 * 0.07 = 0.0245 (m2) Chọn lỗ có đường kính 10mm (quy phạm 10 ÷ 12mm), diện tích lỗ flỗ = 3.14 * 0.012 = 7.85.10-5 (m2) Tổng số lỗ n0 = ∑ f lo 0.0245 = = 312 (lỗ) f lo 7.85.10 −5 Số lỗ ống nhánh = 312 = 15.6 (lỗ), chọn 16 lỗ 20 Trên ống nhánh, lỗ xếp thành hai hàng so le nhau, hướng xuống phía nghiêng góc 450 so với mặt phẳng nằm ngang Số lỗ hàng ống nhánh lỗ c.Tính tóan máng thu nước rửa lọc Bể lọc có chiều dài 2.5m, bố trí máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác Khỏang cách máng d = 2.5/2 = 1.25m Lưu lượng nước rửa thu vào máng qm = Wr*d*l (l/s) đó: Wr: cường độ rửa lọc, Wr = 15 l/sm2 d: khỏang cách tâm máng, d = 1.25m l: chiều dài máng, l = 1.9m qm = 15 * 1.25 * 1.9 = 35.625(l/s) = 0.035625 (m3/s) Chiều rộng máng thu nước rửa lọc Trang 58 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Bm = K q m2 (m) (1.57 + a ) Trong đó: a: tỉ số chiều cao phần chữ nhật (hCN) với nửa chiều rộng máng, lấy a = 1.1 (quy phạm a = ÷ 1.5) K: hệ số tiết diện máng hình tam giác, K = 2.1 0.035625 = 0.307(m) (1.57 + 1.1) ⇒ Bm = 2.15 a= B * a 0.307 * 1.1 hCN ⇒ h CN = m = = 0.16885(m) Bm 2 Vậy chiều cao phần máng chữ nhật là: hCN = 0.16885m Lấy chiều cao phần đáy tam giác hđ = 0.1m Độ dốc đáy máng lấy phía máng tập trung nước i = 0.01 Chiều dày thành máng lấy δ m = 0.06m Vậy chiều cao tòan phần máng thu nước rửa Hm = hCN + hđ + δ m = 0.16885 + 0.1 + 0.06 = 0.3289m Khỏang cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng nước xác định theo công thức ΔH m = L*e + 0.25(m) 100 Trong đó: L: chiều dày lớp vật liệu lọc, L = 0.6m e: độ giãn nở tương đối lớp vật liệu lọc, lấy theo bảng (4-5) (sách Xử lý nước cấp), e = 50% ΔH m = 0.6 * 50% + 0.25 = 0.253(m) 100 Theo quy phạm, khỏang cách đáy máng dẫn nước rửa phải nằm cao lớp vật liệu lọc tối thiểu 0.07m Chiều cao tòan phần máng thu nước rửa Hm = 0.3289m, máng dốc phía máng tập trung i = 0.01, máng dài 2.4m nên chiều cao máng phía máng tập trung là: 0.3289 + 0.024 = 0.353m Vậy ΔH m = 0.353 + 0.07 = 0.423(m) Nước rử lọc từ máng thu tràn vào máng tập trung nước Khỏang cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung xác định theo công thức hm = 1.753 q M2 + 0.2(m) g * A2 Trong đó: qM: lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước, qM = 0.088 m3/s A: chiều rộng máng tập trung, chọn A = 0.5m g: gia tốc trọng trường, g = 9.81m/s2 ⇒ hm = 1.75 0.088 9.81 * 0.5 + 0.2 = 0.457(m) d.Tính tổn thất rửa bể lọc Tổn thất áp lực hệ thống phân phối giàn ống khoan lỗ Trang 59 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn hp = ξ v 02 v n2 + ( m) 2g 2g Với: v0: tốc độ nước chảy đầu ống chính, v0 = 1.25m/s vn: tốc độ nước chảy đầu ống nhánh, = 1.85m/s g: gia tốc trọng trường, g = 9.81m/s2 ξ : hệ số sức cản ξ= 2.2 +1 kW kW: tỉ số tổng diện tích lỗ ống máng diện tích tiết diện ngang ống máng chính, kW = 0.35 ξ= 2.2 + = 18.96 0.35 ⇒ h p = 18.96 1.25 2 * 9.81 + 1.85 2 * 9.81 = 1.68(m) Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ hd = 0.22 * Ls * Wr (m) Trong đó: Ls: chiều dày lớp sỏi đỡ, Ls = 0.4m Wr: cường độ rửa lọc, Wr = 15l/sm2 hd = 0.22 * 0.4 *15 = 1.32(m) Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc hVL = (a + aWr ) * L * e(m) Với kích thước hạt d = 1mm, a = 0.76 b = 0.017 hVL = (0.76 + 0.017 * 15) * 0.6 * 50% = 0.3(m) Tổn thất áp lực nội bể h∑ = h p + hd + hVL = 1.68 + 1.32 + 0.3 = 3.3(m) Thông số thiết kế bể lọc chậm STT Tên thông số Chiều cao bể tổng cộng Kích thước bể lọc Đường kính ống phân phối nước Số máng thu nước rửa lọc Số ống phân phối nước rửa lọc Chiều cao máng thu Chiều rộng máng Số liệu dùng để thiết kế 2.4 L*B=2.5*1.9 0.05 20 0.345 0.337 Đơn vị m m2 m máng ống m m Ví dụ áp dụng 2: Tính tốn bể lọc áp lưc cho cơng trình xử lý nước thải thủy sản cơng suất 300m3/ngày (thời gian hoạt động nhà máy giờ) Chọn bể lọc áp lực hai lớp than Anthracite cát thạch anh Các thông số thiết kế chọn: Chiều cao lớp cát: h1 = 0,3 (m) Đường kính hiệu hạt cát de = 0,5 mm, hệ số đồng U = 1,6 Trang 60 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Chiều cao lớp than: h2 = 0,5 (m) Đường kính hiệu hạt cát de = 1,2 mm, hệ số đồng U = 1,5 Tốc độ lọc v = (m/h) số bể lọc n = Diện tích bề mặt lọc: ( ) Qtbh 37,5 A= = = 4,2 m v Đường kính bồn lọc áp lực: 4× A = n×π D= × 4,2 = 1,6 (m ) × 3,14 Chọn D = 1,6 m Khoảng từ bề mặt vật liệu lọc miệng phễu thu nước rửa lọc: h = H vl × e + 0,25 = (0,3 + 0,5) × 0,5 + 0,25 = 0,65(m) Trong đó: Hvl: chiều cao lớp vật liệu lọc: bao gồm chiều cao lớp cát chiều cao lớp cát (m) e: độ giản nở vật liệu rửa: e = 0,25 – 0,5, chọn e = 0,5 Chiều cao tổng cộng bồn lọc áp lực H= h + Hvl + hbv + hthu = 0,65 + 0,8 + 0,25 + 0,3 = (m) Trong đó: hbv: chiều cao bảo vệ từ máng thu nước đến nắp đậy phía (m), hbv = 0,25 (m) hthu: chiều cao phần thu nước (m), hthu = 0,3 (m) Tính lưu lượng khí: Dựa vào bảng – 14 (trang 427 – XLNT công nghiệp đô thị – Lâm Minh Triết) Tốc độ rửa nước = 0,35 m3/m2.phút Tốc độ rửa khí vk = m3/m2.phút Rửa ngược chia làm giai đoạn (1) Rửa khí với vk = m3/m2.phút – phút (2) Rửa khí nước – phút (3) Rửa ngược nước – phút với = 0,35 m3/m2.phút Lượng nước rửa lọc cần thiết cho bồn lọc/1 lần rửa: Wn = A × × t = 4,2 × 0,35 × 10 = 7,35(m / be) Lưu lượng bơm nước rửa ngược: Qn = A × = 4,2 × 0,35 × 60( phut / h) = 44,1(m3 / h) Lưu lượng máy thổi khí rửa ngược: Qk = A × vk = 4,2 × 1) = 2,1(m3 / phut) = 126(m3 / h) Tính tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc; Trang 61 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn L 60 h= × × × vh o c 1,8 × T + 42 d e Trong đó: C: hệ số nén ép, C = 600 – 1200, chọn C = 1000 To: nhiệt độ nước (oC) de: đường kính hiệu (mm) vh: tốc độ lọc (m/ngày) L : chiều dày lớp vật liệu lọc (m) Đối với lớp cát: hc = 60 0,3 24(h) × × ×9× = 0,18(m / ngay) 1000 1,8 × 25 + 42 0,5 1ngay Đối với lớp than: hth = 60 0,5 24(h) × × ×9× = 0,052(m / ngay) 1000 1,8 × 25 + 42 1,2 1ngay Tổn thất qua lớp vật liệu lọc: htt = hc + hth = 0,18 + 0,052= 0,232 (m/ngày) Sau bể lọc áp lực hàm lượng cặn lơ lửng SS lại khoảng mg/l, tương ứng BOD5 cặn lơ lửng: BOD5ll = SS sau × 0,65 × 1,42 × 0,72 = 4,6(mg / l ) Lượng BOD5 sau bể lọc áp lực: BOD5sau = BOD5ht + BOD5ll = 18,37 + 4,6 = 22,97(mg / l ) 2.3 Bể điều hịa 2.3.1 Bể điều hồ lưu lượng chất lượng Đặt sau bể lắng cát, trước bể lắng đợt Bể điều hồ có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng chất lượng nước thải Trong bể có hệ thống khuấy trộn để đảm bảo hồ tan san nồng độ, tránh lắng cặn Nồng độ chất bẩn sau khỏi bể điều hoà thời điểm: C t q C t +1 = t ⎡ ⎢1 − e ⎢⎣ Q t W t+1 ⎤ ⎥ + C t Q e ⎥⎦ Q t W t+1 Q Với: - Q: lưu lượng TB nước thải (m3/h) - Ct, Ct+1: nồng độ bẩn khỏi bể thời điểm t t+1 (mg/l) - Ct, qt: nồng độ lưu lượng chảy vào bể thời gian t (t = 1h) - Wt+1: dung tích nước bể thời điểm t+1 Lưu lượng khơng khí cần: Qkk = n qkk L Với: Trang 62 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn - n: số bể - qk: cường độ thổi khí 2-4m3/mh - L: chiều dài ống thổi chiều dài bể (m) 2.3.2 Bể điều hoà chủ yếu làm nhiệm vụ điều hồ lưu lượng Đặt sau SCR, khơng địi hỏi có thiết bị khuấy trộn - Thể tích: xác định bể chứa nước - Vật liệu: BTCT Ví dụ áp dụng: Tính bể điều hịa lưu lượng cho cơng trình xử lý nước thải 4870m3/ngày cho thị trấn Giải: Thể tích tích luỹ bể điều hồ xác định dựa vào thể tích tích luỹ vào bể qua thể tích tích luỹ bơm qua với lưu lượng bơm lưu lượng trung bình Thể tích tích luỹ dịng vào thứ I xác định: V Trong đó: v(i) =V v(i-1) +Q i V v(i-1) – Thể tích tích luỹ dịng vào trước đó, m ; Q – Lưu lượng nước thải xét, m /h; i Thể tích tích luỹ bơm thứ i: V Trong đó: b(i) =V b(i-1) +Q V b(i) b(i-1) Q b(i) – Thể tích tích luỹ bơm trước – Lưu lượng bơm xét, m /h; Kết tính tốn thể qua bảng sau: Các 0–1 1–2 2–3 3-4 4–5 5–6 6–7 7–8 8–9 – 10 10 – 11 11 – 12 12 – 13 13 – 14 14 – 15 15 – 16 16 – 17 17 – 18 18 – 19 19 – 20 Q (m /h) Thể tích tích luỹ Thể tích tích luỹ Hiệu số thể tích 92,8583 92,8583 92,8583 92,8583 106,5995 155,3055 322,233 243,4358 337,611 337,611 337,611 333,1242 289,4175 258,127 277,855 281,78 321,1845 393,0155 335,6735 277,53 vào bể (A), m 92,8583 185,7166 278,5749 371,4332 478,0327 633,3382 955,5712 1.199,007 1.536,618 1.874,229 2211,84 2.544,964 2.834.382 3.092,509 3.370,364 3.652,144 3.973,328 4.366,344 4.702,017 4.979,547 bơm (B), m 232,629 465,258 697,887 930,516 1.163,145 1.395,774 1.628,403 1.861,032 2.093,l661 2.326.29 2.558,919 2.791,548 3.024.,177 3.256.,806 3.489,435 3.722,064 3.954,693 4.187,322 4.419,951 4.652,58 (A) – (B), m 139,771 279,541 419,312 559,083 685,112 762,436 672,832 662,025 557,043 452,061 347,079 246,584 189,795 164,297 119,071 69,9203 -18,6352 -179,0217 -282,0662 -326,9672 3 Trang 63 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 20 – 21 21 – 22 22 – 23 23 – 24 239,302 155,2305 115,162 93,8583 5.218,849 5.374,08 5.489,242 5.583,1 4.885,209 5.117,838 5.350,467 5.583,1 -333.6402 -256,2417 -138,7747 Thể tích lý thuyết bể điều hoà hiệu đại số giá trị dương lớn giá trị âm nhỏ cột hiệu số thể tích tích luỹ: V đh(lt) = (762,436) – ( -333,6402) = 1.096,076 (m ) Thể tích thực tế bể điều hồ: V = (1,1 ÷ 1,2)* V V = 1,1 * 1.096,076 = 1.206 (m ) đh(tt) ¾ ¾ ¾ ¾ đh(tt) Chọn chiều cao bể h = (m) Diện tích bể : F= ¾ ¾ đh(lt) W 1.206 = = 301.5 h (m ) Chọn kích thước bể điều hồ : L x B = 20m x 15m Chiều cao xây dựng điều hoà: H = h + 0,5 = + 0,5 = 4,5 (m) Với 0,5 chiều cao an toàn Vậy thể tích xây dựng bể điều hồ: W = L*B*H = 20 * 15 *4 = 1.200 (m ) Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hoà: Để tránh tượng lắng cặn ngăn chặn mùi bể điều hoà cần cung cấp lượng khí thường xuyên Q = q * W = 0,013* 1.200 = 15,6 (m /phút) kk kk 3 Với q – Lượng khí cần thiết để xáo trộn, q = 0,01 ÷0,015 m /m phút, chọn q = 0,013 kk kk kk m /phút, (Nguồn: Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải – Trịnh Xn Lai, 2000) ; Khơng khí phân phối qua hệ thống ống châm lỗ với đường kính mm, khoảng cách tâm lỗ 150 mm Khi đó, số lỗ phân phối ống nhánh là: (lỗ) Với diện tích đáy bể 20 m x 15 m, ta cho ống sục khí đặt dọc theo chiều dài bể, ống đặt giá đỡ độ cao 20 cm so với đáy bể Khoảng cách ống nhánh 1,5 m, ống cách tường 0,75 m Khi đó, số ống nhánh phân bố (n ống) là: Vận tốc khí khỏi lỗ thường từ ÷ 20 m/s, chọn v = 15 m/s lo • Lưu lượng khí qua ống nhánh: (m /phút) • Lưu lượng khí qua lỗ sục khí: (m /phút) • Khi đường kính lỗ : Trang 64 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn (mm) • Chọn đường kính ống nhánh 65 mm Khi đó, vận tốc khí ống nhánh là: (m/phút) • Chọn đường kính ống 170 mm, vận tốc khí ống là: (m/phút) • Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén: H = h + h + h +H c Trong đó: d f c ∗ h Tổn thất áp lực theo chiều dài đường ống dẫn, m; d– ∗ h – Tổn thất qua thiết bị phân phối, m; c Tổn thất h , h không vượt 0.4 m d c ∗ h – Tổn thất cục ống phân phối khí, m; f Tổn thất h không vượt 0.5 m f • Vậy áp lực tổng cộng là: H = 0,4 + 0,5 + = 4,9 (m) c • Áp lực khí nén: • Cơng suất máy nén: kw Trong đó: 3 ∗ q – Lưu lượng khơng khí cần cung cấp, q = 32,76 m /phút = 0,546 m /s; ∗ - Hiệu suất máy bơm, = 0,7; Sơ đồ hệ thống sục khí bể điều hồ Các thơng số thiết kế bể điều hồ Số liệu dùng thiết kế STT Tên thông số Đơn vị Chiều dài bể điều hoà (L) 20 m Chiều rộng bể điều hoà (B) 15 m Chiều cao bể (H) 4,5 m Số ống nhánh phân phối khí 10 ống Đường kính ống nhánh 65 mm Số lỗ phân phân phối ống nhánh 132 lỗ Đường kính ống 170 mm Ví dụ áp dụng 2: Tính tốn thiết kế bể điều hịa cho cơng trình xử lý nước thải nhà máy cao su cơng suất 12,5m3/giờ - Thể tích bể điều hòa: Trang 65 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn ( ) h V = Q max * t = 12 ,5 * = 62 ,5 m Trong đó: - t: Thời gian lưu nước thải bể điều hòa, chọn t = 5h Kích thước bể điều hịa: Chọn bể hình chữ nhật Chiều dài bể: Chọn D = 6m Chiều rộng bể: Chọn B = 4m Chiều cao bể: H = V 62 ,5 = = , (m ) B * D 6*4 Chọn chiều cao bảo vệ bể Hbv = 0,4m → chiều cao tổng cộng (chiều cao xây dựng): 2,6 + 0,4 = (m) → Thể tích thực bể điều hịa: D × B × H = × × = 72 (m3) - Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điểu hòa: = q kk *V = ,015 * 60 * 62 ,5 = 56 , 25 ⎛⎜ m ⎝ Trong đó: ⎞ h ⎟⎠ qkk: tốc độ cấp khí bể điều hịa, v = 0,01 ÷ 0,015 m3/m3.phút, chọn qkk = 0,015 m3/m3.phút (Theo Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải -Trịnh Xuân Lai 1999) V- dung tích bể điều hịa Chọn hệ thống cấp khí nhựa PVC có đục lỗ, hệ thống gồm ống chính, ống nhánh với chiều dài ống 6m, đặt cách 0,8m Hbv = 0,4 m H = 2,6 m D=6m 0,8 m B=4m - Đường kính ống dẫn khí vào bể điều hịa: D c = * Q kk = π *V ong * 3600 * 56 , 25 = , 0446 (m )≈ , 045 (m ) ,14 *10 * 3600 Chọn D c = 0,045m Trong đó: Vống: vận tốc khí ống, Vống = 10 ÷ 15m/s, chọn Vống =10m/s - Đường kính ống nhánh dẫn khí vào bể điều hòa: Trang 66 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Dn = * q ong *14 ,0625 = ,0223 (m )≈ ,023 (m ) 3,14 *10 * 3600 = π *V ong * 3600 Chọn Dn = 0,023m Trong đó: qống: lưu lượng khí ống, - ( Q kk 56 , 25 = = 14 ,0625 m h 4 q ong = ) Đường kính lỗ phân phối khí vào bể điều hòa: dlỗ = – mm Chọn dlỗ = mm - Vận tốc khí qua lỗ phân phối khí: Vlỗ = 15 – 20 (m/s) Chọn Vlỗ = 15 mm - Lưu lượng khí qua lỗ phân phối khí: q lo = Vlo * - π *d Số lỗ ống: N = ⎛ 3,14 * 0,003 * 3600 = 15 * * 3600 = 0,38151⎜⎜ m h ⎝ q ong q lo = ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ 14,0625 = 36,86 lỗ 0,38151 Chọn N = 36 lỗ - Số lỗ m chiều dài ống: n = N 36 = = lỗ 6 125mm mm 23 mm 1000 mm N= Xác định cơng suất thổi khí: 34400 × ( p 0, 29 − 1) × Qk 34400 × (1,34 0, 29 − 1) × 56,25 = = 0,62( KW / h) 102 × η 102 × 0,75 × 3600 Cơng suất bơm: Nb = 1,2*N = 1,2*0,62 = 0,744 (Kw/h) 1,2: Hệ số an toàn Chọn bơm có cơng suất Kw/h, bơm chạy, bơm nghỉ luân phiên Trong đó: Qk: Lưu lượng khí cung cấp Qk = 56,25 (m3/h) η: Hiệu suất máy bơm, chọn η = 75% = 0,75 p- áp lực khí nén Trang 67 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn p= (10 ,33 + H d ) 10 ,33 + 3,5 = = 1,34 ( atm ) 10 ,33 10 ,33 Với: Hd: Áp lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén xác định theo cơng thức: Hd = hd + hc + hf + H Trong đó: hd: Tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn, (m) hc: Tổn thất cục ống phân phối khí Tổn thất hd + hc không vượt qua 0,4(m), chọn hd + hc = 0,4 hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối, không vượt 0,5(m) Chọn hf = 0,5 (m) H: Chiều cao hữu ích H = 2,6 (m) → Vậy: Hd = 0,4 + 0,5 + 2,6 = 3,5 (m) Các thông số thiết kế bể điều hịa STT Tên thơng số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị Chiều dài bể (L) (m) Chiều rộng bể (B) (m) Chiều cao bể (H) (m) Thời gian lưu nước Công suất máy nén khí KW/h Thể tích xây dựng bể 72 m3 Diện tích xây dựng 24 m2 Trang 68