TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Từ hố ga số 22, nơi giao nhau của các tuyến cống chính, nước thải được dẫn qua mương dẫn tiết diện hình chữ nhật đến song chắn rác

Thuyết minh Khóa luận Tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu Phụ lục 2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI THEO PHƯƠNG ÁN 1 2.1.1 Tính tốn mương dẫn nước thải Từ hố ga số 22, nơi giao nhau của các tuyến cống chính, nước thải được dẫn qua mương dẫn tiết diện hình chữ nhật đến song chắn rác. Chiều dài mương dẫn: l = 3 m. Tính tốn thủy lực mương dẫn xác định độ dốc i, vận tốc v, độ đầy h/d dựa vào bảng tra thủy lực. Thơng số thủy lực mương dẫn nước thải được trình bày trong bảng 5.2 (phần chính). 2.1.2 Tính tốn song chắn rác Song chắn rác có nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất rắn có kích thước lớn có thể gây tắc bơm, đường ớng. Do cơng suất thiết kế nhỏ và nước thải hầu hết đã qua hầm tự hoại trước khi chảy ra mạng lưới, ngồi ra đường ống thốt nước được thiết kế kín nên lượng rác có trong nước thải khơng lớn. Vì vậy chọn song chắn rác làm sạch bằng thủ cơng. Bảng 2.1 Các thơng số thiết kế thanh chắn rác thủ cơng theo quy phạm Thơng số Đơn vị Phương pháp làm sạch thủ cơng Kích thước song chắn Rộng mm 5 – 15 Dày mm 25 – 38 Khe hở giữa các thanh mm 25 – 50 Độ dốc theo phương đứng độ 30 – 45 Tốc độ dòng chảy trong mương đặt song chắn m/s 0,3 – 0,6 Tổn thất áp lực cho phép mm 150 Nguồn: Metcalf & Eddy, 2004. Kích thước song chắn rác - Tốc độ nước chảy qua song chắn rác: v = 0,6 m/s; - Chiều sâu lớp nước ở trong song chắn rác lấy bằng độ đầy của mương tính tốn theo Q max h 1 = H max = 0,21 (m); - Chọn chiều rộng của song chắn rác bằng chiều rộng mương dẫn: B s = B = 0,4 (m); - Chiều rộng khe hở w, chọn w = 25 mm = 0,025 (m); - Bề rộng của thanh chắn: b = 15 mm; - Bề dày thanh chắn: s = 0,025 (m); - Khoảng cách từ mép mương đến thanh chắn đầu tiên: r = 0; - Góc nghiêng đặt song chắn rác: 60 0 (quy phạm: 45 0 – 60 0 ). Gọi n là số thanh chắn của song chắn rác, vậy số khe hở: m = n + 1. Mối quan hệ giữa chiều rộng thanh và khe hở như sau: B s = n x b + (n + 1) x w 400 = n x 15 + (n + 1) x 25 SVTH: Thái Thị Thùy Dung 12 Thuyết minh Khóa luận Tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu ⇒ n = 9,375 Chọn n = 9 thanh. Khoảng cách giữa các thanh được điều chỉnh lại như sau: 400 = 9 x 15 + (9 + 1) x w ⇒ w = 26 mm ⇒ Số khe hở: m = 9 + 1 = 10 (khe hở) Tổn thất áp lực qua song chắn rác 2 2 ax 1 0,6 2,1 3 0,12 ( ) 120( ) 150 ( ) 2 2 9,81 m s v h k m mm mm g ξ = × × = × × = = < × (thỏa) v max : Vận tốc của nước thải ứng với Q max (m/s), v max = 0,6 m/s; k 1 : Hệ số kể đến sự tăng tổn thất do rác bám vào song chắn rác, k 1 = 2 - 3, chọn k 1 = 3; ξ : Hệ số sức cản cục bộ của song chắn được xác định theo công thức 4 4 3 3 0 0,025 sin 2,42 sin 60 2,1 0,025 b w ξ β α     = × × = × × =         α : Góc nghiêng của song chắn so với hướng dòng chảy, α = 60 0 ; β : Hệ số phụ thuộc vào hình dạng thanh đan, β = 2,42. Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn H = h max + h s + h o = 0,21 + 0,12 + 0,3 = 0,63 (m) h max : Độ đầy ứng với chế độ Q max (m), h max = 0,21 m; h s : Tổn thất áp lực ở song chắn rác (m), h s = 0,12 m; h o : Chiều cao bảo vệ (m), h o = 0,3 m. Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác L = l 1 + l 2 l 1 : Chiều dài đoạn trước song chắn rác (m), chọn l 1 = 1 m; l 2 : Chiều dài đoạn sau song chắn rác (m), 2 0 0,63 0,4 ( ) 60 H l m tg tg θ = = = . Vậy: L = l 1 + l 2 = 1 + 0,4 = 1,4 (m) Lượng rác phát sinh tại song chắn rác Lượng rác lấy từ song chắn rác 3 1.850 0,015 365 1.000 365 1.000 m N W × × = = = × × (m 3 /ngđ) m: Lượng rác lấy ra từ song chắn rác tính cho 1 người, m = 3 (l/người.năm) (đối với chiều rộng khe hở giữa các thanh w = 25 mm) (TCXDVN 51:2009); N: Số người trong bệnh viện, người, N = 1.850 người (bao gồm: 650 nhân viên, 650 giường bệnh x 2 người/giường). SVTH: Thái Thị Thùy Dung 13 Thuyết minh Khóa luận Tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu W = 0,015 m 3 /ngđ < 0,1 m 3 /ngđ nên sử dụng song chắn rác thủ công (TCXDVN 51:2008), phù hợp với thiết kế ban đầu. Khối lượng rác lấy ra mỗi ngày: M ng = P × W = 750 × 0,015 = 11,25 (kg/ngđ) P: khối lượng riêng của rác, P = 750 kg/m 3 . Lượng rác lấy ra mỗi giờ: 11,25 2 0,94 24 24 ng h h M M k = × = × = (kg/h) k h : Hệ số không điều hòa giờ của rác đưa tới trạm bơm, k h = 2 (TCXDVN 51:2008) Song chắn rác được bố trí ở phần không gian ở phía trên của hố thu tiếp nhận nước thải. 2.1.3 Tính toán hố thu tiếp nhận nước thải Lưu lượng thiết kế : max 0,0159 h Q = (m 3 /s) Chọn thời gian lưu nước: HRT = 10 phút Thể tích hố thu : 3 max 0,0159 10 60 9,54( ) h V Q t m phut giay m= × = × × = Chọn chiều cao lớp nước: H n = 2 m Diện tích hố thu : S = V/H n = 9,54/2 = 4,77 (m 2 ) Kích thước hố thu : L x B x H = 2,2 m x 2,2 m x 2 m Chiều cao bảo vệ : H bv = 0,5 m Cốt mực nước trong song chắn rác: (-1,87 m). Cốt mặt đất tại nơi xây dựng trạm xử lý: 0,0. Chiều cao lớp nước trong song chắn rác: 0,21 m. Tổn thất áp lực qua song chắn rác: 0,12 m. Lấy chênh lệch mực nước giữa đáy song chắn rác và lớp nước trong hố thu là: 0,3 m. Vì vậy: chiều cao xây dựng hố thu là: H XD = 1,87 + 0,21 + 0,12 + 0,3 + 2 = 4,5 (m) Bố trí 1 bơm nhúng chìm hoạt động và 1 bơm dự phòng. Bơm nhúng chìm có nhiệm vụ bơm nước thải từ hố bơm đưa về bể lắng cát. Bơm có lưu lượng Q b = 0,0159 m 3 /s. Cột áp của máy bơm: H = 6 m. Công suất của bơm: ( ) 0,0159 1.000 9,81 6 1,2 1000 1.000 0,8 b Q g H N KW ρ η × × × × × × = = ≈ × Chọn bơm: N = 1,5 KW Trong đó: ρ : Trọng lượng riêng của chất lỏng (kg/m 3 ), ρ = 1.000 kg/m 3 ; g: Gia tốc trọng trường (m/s 2 ), g = 9,81 m/s 2 ; η : Hiệu suất của máy bơm, η = 0,8. SVTH: Thái Thị Thùy Dung 14 Thuyết minh Khóa luận Tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu Đường kính ống dẫn nước thải bơm từ hố thu qua bể lắng cát: d = 125 mm. 2.1.4 Tính toán thiết kế bể lắng cát Bể lắng cát dùng để chắn giữ các hạt cặn lớn có chứa trong nước thải mà chủ yếu là cát. Bể lắng cát giúp tránh quá trình mài mòn và phá hỏng những bộ phận chuyển động cơ học, giảm sự hình thành các chất lắng trong đường ống, kênh dẫn do cát gây ra và còn có tác dụng làm giảm số lần làm sạch thiết bị phân hủy. Phương án lựa chọn: bể lắng cát ngang có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài của bể. Do lưu lượng thiết kế nhỏ vì vậy tính toán thiết kế với 1 bể lắng cát ngang. Tính toán kích thước bể lắng cát Lưu lượng nước thải qua bể lắng cát: h axm Q = 0,0159 (m 3 /s). Thời gian lưu nước trong bể lắng cát: t = 1,5 phút = 90 giây (t = 45 ÷ 90s, Metcalf & Eddy, 2004). Thể tích bể lắng cát ngang: ( ) 3 max 0,0159 90 1,431 h V Q t m= × = × = max h Q : Lưu lượng giờ lớn nhất, max h Q = 0,0159 (m 3 /s); t : Thời gian lưu nước trog bể lắng cát, t = 90 giây. Chiều dài bể lắng cát ngang: 0 1.000 1.000 1,3 0,3 0,35 24,2 K v H L U × × × × × × = = = 5,64 (m) v: Vận tốc chuyển động của nước thải trong bể lắng cát ngang (m/s), ứng với lưu lượng lớn nhất v = v max = 0,3 m/s (TCXDVN 51:2008); H: Độ sâu lớp nước trong bể lắng cát ngang (m), H = 0,35 m (H = 0,25 ÷ 1m, TCXDVN 51:2008); U o : Độ lớn thủy lực của hạt cát (mm/s). Ứng với d = 0,25 mm, U o = 24,2 mm/s; K: Hệ số thực nghiệm tính đến ảnh hưởng của đặc tính dòng chảy của nước đến tốc độ lắng của hạt cát trong bể lắng, ứng với U o = 24,2 mm/s, K = 1,3. Chiều rộng của bể lắng cát ngang: 1,431 0,73( ) 5,64 0,35 n V B m L H = = = × × Tính toán hố thu cát Lượng cát trung bình sinh ra sau 1 ngày: c1ng 1.850 0,02 W 0,037 1.000 1.000 N P× × = = = (m 3 ) N: Số người trong bệnh viện, N = 1.850 người; P: Lượng cát giữ lại trong nước thải tính cho 1 người trong 1 ngày đêm, P = 0,02 l/ng.ngđ (đối với hệ thống thoát nước riêng) (TCXDVN 51:2008); Lấy chu kỳ xả cát: t = 2 ngđ (t ≤ 2 ngày, TCXDVN 51:2008), thể tích phần chứa cặn của bể lắng cát bằng lượng cát sinh ra sau 2 ngày: c2ng 1 W = W 0,037 2 0,074 c ng W t = × = × = (m 3 ) Hố thu cát được bố trí ở đầu bể lắng cát ngang, cách tường 0,2 m. Mặt bằng hố thu có dạng hình vuông, kích thước: a x a = 0,4 m x 0,4 m. SVTH: Thái Thị Thùy Dung 15 Thuyết minh Khóa luận Tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu Độ sâu hố thu cát: c 0,074 h 0,46( ) 0,4 0,4 W m a a = = = × × Độ dốc đáy bể: i = 2%. Chiều cao do độ dốc đáy bể gây ra: h đd = i x l = 2% x (5,64 – 0,2 – 0,4) = 0,1 (m) Chiều cao xây dựng bể lắng cát ngang H XD = H + h c + h đd + h bv = 0,35 + 0,46 + 0,1 + 0,3 = 1,21 (m) h bv : Chiều cao bảo vệ của bể. Sử dụng phương pháp thủy lực để thu cát, tận dụng nước thải sau xử lý lấy tại bể tiếp xúc để rửa bể. Cửa dẫn nước vào và ra khỏi bể Diện tích cửa dẫn nước ra lấy bằng cửa dẫn nước vào. Diện tích cửa dẫn nước vào: 2 max cua 0,0159 F 0,05( ) 0,2 0,2 0,3 h Q m m m v = = = = × Dẫn nước từ bể lắng cát ngang qua bể điều hòa, sử dụng ống hình tròn, đường kính ống: cua cua 4 F 4 0,05 F 0,25( ) 250( )m mm π π × × = = = = Chiều rộng máng: 2 3 max 1 b 1 2 Bv Bv K Q K m g   −  ÷ =  ÷ −   (m) B: Chiều rộng bể, B = 0,73 (m); v: Vận tốc nước chảy trong bể, v = 0,3 (m/s); g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s 2 ; Q max : Lưu lượng tối đa đi qua bể lắng cát, Q max = 0,0159 m 3 /s; min max 0,0003 K 0,019 0,0159 Q Q = = ≈ ; m: Hệ số lưu lượng của cửa tràn phụ thuộc vào góc tới. Chọn góc tới 45 o θ = , Cotg θ = 1, chọn m = 0,352. ( ) 3 2 2 3 1 0,019 0,73 0,3 0,73 0,3 b 0,48( ) 0,0159 1 0,019 0,352 2 9,81 m   − × ×   ⇒ = = − ×     Độ chênh đáy: ( ) ( ) 2 2 3 3 max 2 2 3 3 0,019 0,019 0,0159 0,004( ) 0,73 0,3 1 0,019 1 Q K K P m Bv K − − ∆ = = = − × − − < 0 Vậy độ chênh đáy 0P∆ = Tính toán hố van chứa cát Lưu lượng cát sinh ra trong 2 ngày: W c = 0,074 m 3 < 0,1 m 3 /ngđ, do đó cát xả ra khỏi bể lắng cát sử dụng phương pháp thủ công (TCXDVN 51:2008). Tuy nhiên, cát tồn tại trong nước thải bệnh SVTH: Thái Thị Thùy Dung 16 Thuyết minh Khóa luận Tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu viện nên được xem là chất thải nguy hại vì có chứa nhiều vi khuẩn gây bệnh. Để đảm bảo an toàn, cát được lấy ra khỏi bể lắng cát bằng phương pháp thủy lực, sử dụng ống d = 200, độ dốc i = 2%. Cát được xả tại hố van đặt bên cạnh bể lắng cát. Đáy hố van có bố trí ống rút nước châm lỗ. Đường kính ống rút nước châm lỗ d = 50 mm, đường kính ống thu chung dẫn về bể điều hòa: d = 100 mm. Nước rút ra được dẫn về hố thu chung để tiếp tục xử lý. Thể tích lượng cát sinh ra sau 2 ngày: c2ng W 0,074 = (m 3 ). Chiều cao hố van: h hố van = 0,26 m Đường kính hố van: d hố van = 0,6 m Chiều cao phần đáy chứa ống rút nước châm lỗ có phủ lớp sỏi: 0,3 m Chiều cao bảo vệ hố van: 0,4 m. Chiều cao xây dựng hố van: h xd = 0,26 + 0,3 + 0,4 = 0,96 (m) 2.1.5 Tính toán thiết kế bể điều hòa Bể điều hòa đặt sau bể lắng cát. Nhiệm vụ của bể điều hòa: điều hòa lưu lượng. Ngoài ra, bể điều hòa còn giúp làm giảm thể tích ở các công trình phía sau. Nồng độ chất lơ lửng có trong nước thải là 120 mg/l < 500 mg/l vì vậy sử dụng phương pháp thổi khí để ngăn không cho cặn, chất hữu cơ lắng trong bể và không gây nên quá trình phân hủy kỵ khí, sinh mùi trong bể. Xác định thể tích bể điều hòa Lưu lượng nước thải vào và ra khỏi bể điều hòa được trình bày trong bảng 2.2. Bảng 2.2 Bảng tổng hợp lưu lượng nước thải T (h) Q vào (m 3 ) Q ra (m 3 ) Vào (m 3 ) Ra (m 3 ) Δ (m 3 ) ∑Δ (m 3 ) 0-1 1,10 22,92 21,82 -21,82 -21,82 1-2 1,10 22,92 21,82 -21,82 -43,63 2-3 1,10 22,92 21,82 -21,82 -65,45 3-4 1,10 22,92 21,82 -21,82 -87,27 4-5 2,75 22,92 20,17 -20,17 -107,43 5-6 2,75 22,92 20,17 -20,17 -127,60 6-7 16,50 22,92 6,42 -6,42 -134,02 7-8 27,50 22,92 4,58 4,58 -129,43 8-9 44,00 22,92 21,08 21,08 -108,35 9-10 57,20 22,92 34,28 34,28 -74,07 10-11 33,00 22,92 10,08 10,08 -63,98 11-12 52,80 22,92 29,88 29,88 -34,10 12-13 51,70 22,92 28,78 28,78 -5,32 13-14 33,00 22,92 10,08 10,08 +4,77 14-15 27,50 22,92 4,58 4,58 +9,35 15-16 44,55 22,92 21,63 21,63 +30,98 16-17 30,25 22,92 7,33 7,33 +38,32 17-18 27,50 22,92 4,58 4,58 +42,90 18-19 27,50 22,92 4,58 4,58 +47,48 19-20 27,50 22,92 4,58 4,58 +52,07 20-21 20,35 22,92 2,57 -2,57 +49,50 21-22 11,00 22,92 11,92 -11,92 +37,58 22-23 5,50 22,92 17,42 -17,42 +20,17 23-24 2,75 22,92 20,17 -20,17 0,00 SVTH: Thái Thị Thùy Dung 17 Thuyết minh Khóa luận Tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu Thể tích bể điều hòa: 134,02 52,07 186,09V = − + + = (m 3 ) Thể tích nước đệm trong bể lấy bằng 20% thể tích bể điều hòa: V đ = 20% × V = 20% × 186,09= 37,22 (m 3 ). Tổng thể tích bể là: V t = V + V đ = 186,09 + 37,22 = 223,31 (m 3 ) Sử dụng 1 bể điều hòa, thể tích 1 bể: V = V t = 223,31 m 3 Hình 2.1 Lưu lượng nước thải theo các giờ khác nhau và lưu lượng nước thải sau khi qua bể điều hòa. Thời gian lưu nước trong bể điều hòa: 223,31 3,9 57,2 V Q θ = = = (giờ) Chọn chiều cao lớp nước công tác: H = 4 (m) Chiều cao bảo vệ: h = 0,5 m. Diện tích bề mặt bể: 223,31 55,83 4 V W H = = = (m 2 ) Chọn kích thước bể điều hòa: W = B x L = 6 m x 9,3 m Chiều dài bể : L = 9,3 (m) Chiều rộng bể : B = 6 (m) Chiều cao lớp nước đệm: 37,22 0,67 6 9,31 đ đ V H F = = = × (m) Chiều cao xây dựng bể: H xd = 4 + 0,5 = 4,5 (m) Tính toán hệ thống sục khí Lượng khí cần cung cấp cho bể: 3 W= 0,015 223,31 = 3,4 (m /phut) kk kk Q q = × × q kk : Lượng không khí cần thiết để xáo trộn (m 3 /1 m 3 dung tích bể trong 1 phút), q kk = 0,01 – 0,015 (m 3 / m 3 .phút), chọn q kk = 0,015 m 3 / m 3 .phút (Diệu, 2004); W: Thể tích bể (m 3 ), W = 223,31 (m 3 ). SVTH: Thái Thị Thùy Dung 18 Thuyết minh Khóa luận Tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu Đường kính ống phân phối khí chính: d = 75 mm. Vận tốc khí đi trong ống phân phối khí chính: kk 2 2 Q 3,4 = 13 d (0,075) 60 4 4 c V π π = ≈ × (m/s) (thỏa) V c = 10 ÷ 15 m/s (Lai, 2000) Thiết bị sục khí là các ống có lỗ khoan, đường kính lỗ d = 5 mm, khoảng cách giữa các tâm lỗ ≥ 4 đường kính lỗ. Lỗ khoan thành 2 hàng phân phối so le ở nửa bên và có hướng tạo thành góc 45 0 so với phương thẳng đứng (hình 2.2). Hình 2.2 Bố trí lỗ khí. Ống nhánh đặt theo phương ngang, song song với chiều rộng của bể, đặt ở độ cao 10 cm so với đáy. Đầu ống nhánh cách tường 10 cm. Khoảng cách giữa các ống nhánh: a = 0,3 ÷ 1 m (Lai, 2000), chọn a = 0,6 m. Chiều dài ống nhánh: l nhánh = B – 2 x 10 cm = 6 – 0,2 = 5,8 (m) Khoảng cách từ tâm ống nhánh đến thành bể theo chiều dài: 45 cm. Số ống nhánh bố trí trong bể điều hòa: 0,45 2 9,3 0,45 2 1 1 15 0,6 nhanh L n a − × − × = + = + = (ống) Lưu lượng khí đi qua 1 ống nhánh: 3 3 3,4 = 4 10 ( / ) 60 15 kk nhanh nhanh Q q m s n − = = × × Đường kính ống khí nhánh: d = 50 mm Vận tốc khí đi ra khỏi lỗ: V min = 5 m/s, V max = 20 m/s. Sử dụng ống nhựa PVC. Lượng gió tối thiểu đi qua 1 lỗ: ( ) 2 2 3 3 0,005 d = 5 5 0,1 10 ( / ) 4 4 lo lo q v F m s π π − × × = × × = × = × Số lỗ trên 1 ống nhánh: 3 3 4 10 40 0,1 10 nhanh lo lo q n q − − × = = = × (lỗ) Khoảng cách giữa các lỗ: 5,8 0,145( ) 145( ) 4 5 20( ) 40 nhanh lo l b m mm mm n = = ≈ = > × = (thỏa) Tâm lỗ đầu tiên cách đầu ống 73 mm. Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén: H c = h d + h f + h c + H h d : Tổn thất áp lực theo chiều dài trên đường ống dẫn (m); h c : Tổn thất qua thiết bị phân phối (m); Tổn thất h c , h d không vượt quá 0,4 m. h f : Tổn thất cục bộ của ống phân phối khí (m) Tổn thất h f không vượt quá 0,5 m. SVTH: Thái Thị Thùy Dung 19 Thuyết minh Khóa luận Tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu H: Chiều cao lớp nước trong bể (m), H = 4 m. Vậy áp lực tổng cộng là: H c = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9 (m) Áp lực khí nén: 10,33 10,33 4,9 1,47( ) 10,33 10,33 c H p atm + + = = = Công suất máy nén khí: ( ) ( ) 0,29 0,29 34.400 1, 49 1 3, 4 34.400 3,35( W) 102 102 0,7 60 p q N k η × − × × = = = × × × q kk : Lượng không khí cần cung cấp, q kk = 3,4 m 3 /ph; ף: Hiệu suất máy bơm, = ף0,7 . Vậy sử dụng 1 máy nén khí và 1 máy dự phòng, công suất mỗi máy: N = 3,35 kW, p = 1,47 atm. Hình 2.3 Hệ thống sục khí bể điều hòa. Với chức năng điều hòa lưu lượng, trong bể bố trí bơm nhúng chìm để bơm nước đến bể thổi khí. Trong bể điều hòa lắp đặt 1 bơm nhúng chìm và 1 bơm dự phòng. Lưu lượng của 1 máy bơm: 3 3 22,92 22,92( / ) 0,0064( / ) 1 1 h tb b Q Q m h m s k n = = = = × × Cột áp của máy bơm: H = 4,5 m. Công suất của bơm: ( ) 0,0064 1.000 9,81 4,5 0,4 1000 1.000 0,8 b Q g H N KW ρ η × × × × × × = = ≈ × Từ lưu lượng của bơm, tra được đường kính ống hút của bơm, sử dụng ống hút làm bằng thép, d = 100 mm, v = 0,75 m/s, 1.000i = 12,4. Ống đẩy lớn hơn ống hút 1 bậc: d = 125, v = 0,48 m/s, 1.000i = 4,1. 2.1.6 Tính toán thiết kế bể thổi khí Nước thải đi vào bể thổi khí có chứa các chất hữu cơ hòa tan và các chất lơ lửng. Trong bể, các chất lơ lửng là nơi các vi khuẩn, các vi sinh vật sống cư trú, sinh sản và phát triển thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Các vi khuẩn và các vi sinh vật sống sử dụng chất nền (BOD) và các chất dinh dưỡng (Nitơ, Photpho) làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất đơn giản hơn. Quá SVTH: Thái Thị Thùy Dung 20 Thuyết minh Khóa luận Tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu trình cứ được thực hiện như vậy cho đến khi chất thải cuối không còn là thức ăn cho bất cứ loại sinh vật nào nữa. Các công đoạn trong quy trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính lơ lửng trong bể thổi khí gồm: - Khuấy trộn đều nước thải cần xử lý với bùn hoạt tính trong thể tích V của bể phản ứng. - Làm thoáng bằng khí nén nhằm đảo trộn hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính có trong bể trong một thời gian đủ dài để lấy oxy cấp cho quá trình sinh hóa xảy ra trong bể. - Làm trong nước và tách bùn hoạt tính ra khỏi hỗn hợp bằng bể lắng đợt 2. - Tuần hoàn lại một lượng bùn cần thiết từ đáy bể lắng đợt 2 vào bể thổi khí để hòa trộn với nước thải đi vào. - Xả bùn dư và xử lý bùn. Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể thổi khí của lượng nước thải đi vào bể không đủ để giảm nhanh các chất hữu cơ, do đó phải sử dụng lại bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy bể lắng đợt 2 bằng cách tuần hoàn bùn ngược trở lại đầu bể thổi khí để duy trì đủ nồng độ của vi khuẩn trong bể. Bùn dư từ bể lắng đợt 2 được xả ra khu xử lý bùn. Thiết kế bể thổi khí khuấy trộn hoàn toàn.  Thông số thiết kế Lưu lượng nước thải đi vào bể thổi khí: Q tb-ngđ = 550 m 3 /ngđ. Đặc tính nước thải đi vào bể thổi khí được trình bày trong bảng 2.3. Bảng 2.3 Thành phần nước thải đi vào bể thổi khí Thành phần Đơn vị Nồng độ Chất rắn lơ lửng mg/l 125 BOD mg/l 183 COD mg/l 298 TSS mg/l 330 Nitrat (NO 3 - ) mg/l 0,32 Phosphat (PO 4 3- ) mg/l 3,01 Nguồn: Trung tâm Công nghệ và Quản lý Môi trường (ETM Center), 07/2007. Nhiệt độ của nước thải: t = 35 o C. Nước thải sau xử lý đạt TCVN 7382 – 2004 BOD đầu ra ≤ 30 mg/l. Chọn BOD đầu ra: 20 mg/l. COD đầu ra: 50 mg/l. Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải đầu ra ≤ 100 mg/l. Chọn SS đầu ra: 30 mg/l. Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải 125 mg/l trong đó có 65% là cặn hữu cơ. Nồng độ bùn duy trì trong bể: X = 2.500 mg/l (quy phạm: 800 ÷ 4.000 mg/l). Độ tro của cặn: 0,3. Nồng độ của cặn lắng ở đáy bể lắng đợt 2 là: 10.000 mg/l.  Tính toán thiết kế Hiệu quả xử lý BOD Lượng cặn hữu cơ trong nước ra khỏi bể lắng đợy 2: 0,65 x 30 = 20 (mg/l) Lượng cặn hữu cơ tính theo COD: 1,42 x 19,5 x 0,7 = 19 (mg/l) Lượng BOD 5 có trong cặn ra khỏi bể lắng: 0,6 x COD = 0,6 x 19,38 = 12 (mg/l) SVTH: Thái Thị Thùy Dung 21 [...]... 0, 06 2.2.2 Tính toán thiết kế bể lắng đợt 2 Nước thải sau khi được xử lý ở lọc nhỏ giọt thì được đưa về bể lắng đợt 2 Bể lắng đợt 2 có nhiệm vụ lắng cặn là lớp màng sinh vật tróc ra từ lớp vật liệu dính bám tại bể lọc nhỏ giọt Chọn bể lắng đứng để tính toán thiết kế Sau bể lọc nhỏ giọt, vận tốc dòng chảy lớn nhất là v = 0,5 mm/s = 0,0005 m/s (Điều 7.57, TCXDVN 51:2008) Lưu lượng nước thải đi vào bể... Lượng nước sạch sử dụng: 0,42 x 420 (l) = 0,42 (m3) 0,1 Tính toán đường ống dẫn bùn từ bể chứa bùn về máy ép bùn Lưu lượng bùn thải: Qw = 2,05 m3/ngđ SVTH: Thái Thị Thùy Dung 31 Thuyết minh Khóa luận Tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thị Mỹ Diệu Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 0,5 m/s ⇒ D= 4Q 4 × 2, 05 = = 0, 007 (m) = 7 (mm), chọn D = 50 mm πv π × 0,5 × 24 × 3.600 2.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI... 2 2.2.1 Tính toán thiết kế bể lọc nhỏ giọt Lưu lượng nước thải của trạm xử lý là 550 m3/ngđ < 1.000 m3/ngđ vì vậy theo TCXDVN 51:2008 sử dụng bể lọc sinh học nhỏ giọt với hệ thống thông gió tự nhiên Trong bể sử dụng lớp vật liệu lọc làm bằng plastic Ưu điểm của loại vật liệu lọc này là nhẹ, dễ lắp đặt và tháo dỡ nên có thể thết kế theo chiều cao, giảm thể tích mặt bằng của bể Lưu lượng nước thải: Qtb... thiết trong điều kiện thực tế ở 35oC C s 20 1 1 OC t = OC 0 × ( )× × (kgO2/ngày) T − 20 β × C sh − C d 1,024 α β: Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước thải thường lấy, β = 1; Cs20: Nồng độ oxy hòa tan trong nước sạch ở nhiệt độ 200C, Cs20 = 9,08 mg/l; Csh: Nồng độ oxy hòa tan trong nước sạch ứng với nhiệt độ ToC và độ cao so với mặt nước biển tại trạm xử lý Nước thải xử. .. 4,4 (m) Tính toán lượng hóa chất Lưu lượng thiết kế: 550 (m3/ngđ) Liều lượng Clo: 8 (mg/l) = 8 (g/m3) Lượng Clo châm vào bể khử trùng: 550 x 8 x 10-3 = 4,4 (kg/ngđ) Nồng độ dung dịch NaOCl sử dụng: 10% 4, 4 = 44 (kg/ngđ) Lượng NaOCl 10% châm vào bể: 0,1 2.1.9 Tính toán thiết kế bể chứa bùn Lưu lượng bùn thải: Qw = 2,05 m3/ngđ Sau khi một lượng bùn được tuần hoàn về bể thổi khí, do lượng bùn hoạt tính. .. suất máy bơm, 0,7 = ‫.ף‬ Từ bể thổi khí, nước thải được dẫn sang bể lắng đợt 2 theo chế độ tự chảy Với lưu lượng Qtb = 0,0064 m3/s = 6,4 l/s, sử dụng ống nhựa tổng hợp dẫn nước từ bể thổi khí sang bể lắng đợt 2 với d = 110, v = 1,01 m/s, 1.000i = 13,3 2.1.7 Tính toán thiết kế bể lắng đợt 2 Bể lắng đợt 2 có nhiệm vụ lắng cặn sinh ra từ quá trình xử lý sinh học Phần nước trong ở phần trên của bể lắng được... ×14,8 = = = 0, 035 (ngày) = 0,83 (giờ) QL QL 855, 6 Với Qtb = 6,4 l/s, ống dẫn nước từ bể lắng sang bể tiếp xúc: d = 110, v = 1,01 m/s, 1.000i = 13,3 2.1.8 Tính toán thiết kế bể tiếp xúc Lưu lượng thiết kế: Qtb = 22,92 m3/h Thời gian lưu nước: t = 30 phút = 0,5 h Thể tích bể: V = Q x t = 22,92 x 0,5 = 11,46 m3 Chọn chiều cao lớp nước trong bể: H = 2,5 m V 11, 46 = = 4, 6 (m2) Diện tích bề mặt: F = H 2,5... xả (m3/ngđ); V: Thể tích bể thổi khí (m3), V = 88 (m3); X: Nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể thổi khí (mg/l), X = 2.500 mg/l; Qe: Lưu lượng nước thải đã được xử lý đi ra khỏi bể lắng (m3/ngày), Qe = 550 (m3/ngđ); Xe: Nồng độ bùn hoạt tính trong nước ra khỏi bể lắng (mg/l), Xe = 20 x 0,7 = 14 (mg/l); XT: Nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn về bể thổi khí (mg/l), XT = 0,7 x 10.000 = 7.000... 17o Tính toán máng thu nước Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính 0,8 đường kính bể Đường kính máng: Dmang = 0,8 × 4, 7 = 3, 76 (m) Chiều dài máng thu nước: L = π x Dmang = 3,14 x 3,76 = 11,8 (m) Tải trọng thu nước trêm 1 m dài của máng Q 726 aL = = = 61, 47 (m3/m.ngày) = 0,71 (l/s.m) < 10 (l/s.m) (điều 7.59, TCXDVN 51:2008) L 11,81 (thỏa) Sử dụng tấm xẻ khe hình chữ V, góc đáy 90 o để thu nước. .. Khối lượng polymer sử dụng trong 2 ngày : 0,0375 x 4 = 0,15 (kg) Nồng độ polymer sử dụng : 0,1% ( 100 − 0,1) = Lượng nước sạch sử dụng: 0,15 x 150 (l) = 0,15 (m3) 0,1 Các công trình: mương dẫn nước thải, song chắn rác thô, hố thu nước thải, bể lắng cát, bể điều hòa và bể tiếp xúc được thiết kế tương tự như phương án 1 SVTH: Thái Thị Thùy Dung 39 . -21 , 82 1 -2 1,10 22 , 92 21, 82 -21 , 82 -43,63 2- 3 1,10 22 , 92 21, 82 -21 , 82 -65,45 3-4 1,10 22 , 92 21, 82 -21 , 82 -87 ,27 4-5 2, 75 22 , 92 20,17 -20 ,17 -107,43 5-6 2, 75. 22 , 92 4,58 4,58 +47,48 19 -20 27 ,50 22 , 92 4,58 4,58 + 52, 07 20 -21 20 ,35 22 , 92 2,57 -2, 57 +49,50 21 -22 11,00 22 , 92 11, 92 -11, 92 +37,58 22 -23 5,50 22 , 92 17,42