ĐỒ án THIẾT kế hệ THỐNG cấp THOÁT nước p4

PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI Nước thải sinh hoạt KDC tách riêng làm hai phần: + Phần 1: bao gồm nước đen (nước thải chứa phân, nước tiểu từ khu vệ sinh) nước thải chứa dầu mỡ, nước phế thải thực phẩm từ nhà bếp, nước rửa chén bát Loại nước thải chứa loài vi khuẩn gây bệnh có hàm lượng chất dinh dưỡng cao Phần nước vào bể tự hoại để xử lý sơ trước thải vào hệ thống thoát nước bẩn + Phần 2: bao gồm nước thải từ thiết bò vệ sinh bồn tắm, chậu giặt, chậu rửa mặt Loại nước thải chủ yếu chứa chất lơ lửng chất tẩy rửa Phần nước thẳng vào hệ thống thoát nước bẩn I./THÔNG SỐ THIẾT KẾ Chất lượng nước thải sau qua bể tự hoại hai ngăn (phần 1) hòa trộn với nước thải phần có thông số cho bảng đây: Các tiêu Chất rắn lơ lửng BOD5 Ph T0C  coliform Nồng độ ban đầu 344 (mg/l) 350 (mg/l) 6,8 250C 7.107 (N0/100ml) Nồng độ sau 202.02 (mg/l) 286.2(mg/l) 6,8 250C 7.106 (N0/100ml) Hiệu qủa xử lý,% 40 18.23 90 Thời gian lưu nước hầm tự hoại hai ngày Thời gian xả bùn hầm tự hoại từ – 12 tháng Nước thải sau trộn chung dẫn hệ thống xử lý nước thải chung KDC Tiêu chuẩn xả thải vào nguồn loại B là: TSS < 100 (mg/l) BOD5 < 50 (mg/l) ph: 5,5 – 9,0 Nhiệt độ < 400C Lưu lượng nước thải sinh hoạt trung bình ngày đêm tính 80% lượng nước cấp Thệ thống xử lý nước thải sinh hoạt xây dựng với mục đích xử lý nước thải khu vực dự án cộng với lượng nước thải khu dân cư hữu bao gồm 350 hộ 19 biệt thự (Hiện chưa có hệ thống xử lý) Trang 73 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI Qngàytb = 80%x(508x200 + 350x4x200 + 19x4x300) = 323520 (l/day) = 323.52 (m3/day) = 13.48 (m3/h) = 0.156 (l/s) max Qday = Qdaytb Kc Trong đó: Kc: hệ số có giá trò 1,5 – 3,5 Chọn Kc = 2,2 Suy ra: Qdaymax = 323.52 x 2.2 = 711.74 (m3/h) Theo tính toán từ phần cấp nước dùng nước lớn KDC từ 12h – 13h Lượng nước sử dụng cao điểm chiếm 7.25% Q daymax Qhmax = Qdaymax x 7.25% Suy ra: Qhmax = 711.74 x 7.25% = 51.60 (m3/h) II./ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ II.1/ HỐ THU GOM a Chức năng: Giúp công trình đơn vò phía sau thiết kế âm sâu đất a Tính toán: - Thời gian lưu t = 10 – 15 phút - Thể tích hầm bơm V = Qgiờmax x t = 51.60 x15  12.9 (m ) 60 Chọn hầm bơm tiếp nhận có kích thước: V = L*B*H = 2.5m*2.0m*2.5m Chọn chiều cao bảo vệ 0,3m Vậy kích thước thật hầm bơm tiếp nhận là: V = L*B*H = 2.5m*2.0m*2.8m * Tính toán chọn bơm nước thải vào bể điều hòa Trang 74 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI + Chọn bơm nước thải ( loại bơm nhúng chìm ) hoạt động luân phiên + Lưu lượng bơm Qhmax = 51.60 (m3/h) = 0.014 (m3/s) + Cột áp bơm H = 8m + Công suất bơm: N= QgH 0.014 x1000 x9.81x8   1.37 (KW) 1000 1000 x0.8 (  : hiệu suất chung bơm từ 0,72 – 0,93, chọn  = 0,8 ) + Công suất thực bơm: N’ = 1,2  = 1,2 x 1.37 =1.64 (KW) = 2.3 (Hp) Vậy chọn hai bơm, bơm có công suất 2.3 (Hp) II.2/ SONG CHẮN RÁC a Chức năng: Giữ lại thành phần rác có kích thước lớn như: cây, bao ni-lông, đá cuội… Nhờ bảo vệ bơm, kênh dẫn Đây bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn điều kiện làm việc thuận lợi cho hệ thống xử lý nước thải b Tính toán: - Lưu lượng nước thải vận chuyển qua song chắn rác: - Chiều sâu lớp nước song chắn rác lấy độ đầy mương dẫn h = 0,05m - Số khe hở song chắn rác: s q n = max xK o Vxbxh Trong đó: + qmaxs : lưu lượng lớn giây qsmax = 0.014 (m3/s) + b: khoảng cách khe hở b = 16 mm + h: chiều sâu lớp nước qua song chắn, chọn h = 0,05m + V: vận tốc nước chảy qua song chắn, chọn V = 0,7 m/s + Ko: hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy hệ thống cản rác, Ko = 1,05 n= - 0.014 x1.05  26 0.7 x0.016 x0.05 Song chắn rác có n khe hở, số ( n – ) Chiều rộng song chắn rác: Trang 75 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI Trong đó: - Bs = S x ( n – ) + b x n + S: chiều dày song chắn S = 0,008 m + n: số khe hở song chắn rác, n = 26 + b: khoảng cách khe hở, b = 16 mm = 0,016 m Bs = 0.008 x (26 – 1) + 0.016 x 26 = 0.616 (m) Kiểm tra vận tốc dòng chảy mương trước song chắn, ứng với lưu lượng nước thải q = 0.00282 (m3/s), vận tốc không nhỏ 0.4 m/s Vkt = - q 0,014   0.46 (m/s) Bs h 0,616 x0,05 Tổn thất áp lực qua song chắn: hs =  x Vmax x K xg Trong đó: + Vmax: tốc độ chuyển động nước thải trước song chắn rác ứng với lưu lượng lớn nhất, chọn Vmax = 0,8 m/s + K: hệ số tính đến tăng tổn thất vướng mác rác song chắn K = – , chọn K = +  : hệ số sức cản cục song chắn: - S b   x   4/3 x sin   0,008  = 2,42 x    0,016  4/3 x sin600 = 0,832 Trong đó: +  : hệ số phụ thuộc tiết diện ngang Tiết diện chữ nhật  = 2,42 +  : góc nghiêng đặt song chắn rác so với phương ngang,  = 60 hs = 0,832 x 0,8 x = 0,05 m x9,81 Chiều cao xây dựng đặt song chắn rác: H = h + hs + hbv = 0,05 + 0,05 + 0,3 = 0,4 m - Chiều dài xây dựng ngăn đặt song chắn rác: L = l1 + l2 Trong đó: - Trang 76 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI + l1: chiều dài trước song chắn, chọn l1 = 0,3 m + l2: chiều dài sau song chắn: l2 = H 0,4   0,23 m tg tg 60 L = 0,3 + 0,23 = 0,53 m II.3/ LƯỚI CHẮN RÁC a Chức năng: giữ lại số loại cặn có kích thước lớn, trung bình b Tính toán: Các thông số thiết kế lưới chắn rác (Giáo trình “Tính toán xử lý nước thải” TS Nguyễn Phước Dân) Thông số Lưới cố đònh Lưới quay Hiệu khử cặn SS, % – 25 – 25 Tải trọng l/m phút 400 – 1200 600 – 4600 Kích thước mắt lưới, mm 0,20 – 1,20 0,25 – 1,50 Tổn thất áp lực 1,2 – 2,1 0,8 – 1,4 Công suất motor, Hp 0,5 – 3,0 Chiều dài trống quay,m 1,2 – 3,7 Đường kính trống, m 0,9 – 1,5 Chọn lưới cố đònh (dạng lõm) có kích thước mắt lưới d = 0,35 mm, tương ứng với tải trọng 700 l/m2.phút, đặt hiệu xử lý cặn 15% A= Q max h 51.60m / h 1h 1000l  x x LA 700l / m phut 60 phut 1m = 1.23 (m2) Chọn lưới chắn rác có kích thước 1.3m*1.0m Tải trọng làm việc thực tế là: LttA = Q max h 51.60m / h 1h 1000l  x x AxBxn 1.3mx1.0m.1 60 phut 1m = 661.5 (l/m2.phút) Hàm lượng chất rắn lơ lửng lại sau qua lưới chắn rác là: C = (1 – 0.15)*202.02 = 171.72 (mgSS/l) Trang 77 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI II.4/ BỂ ĐIỀU HÒA a Chức năng: Điều hòa lưu lượng nồng độ chất hữu cơ; tránh cặn lắng; làm thoáng sơ qua oxi hóa sinh hóa phần chất bẩn hữu b Tính toán Để xác đònh xác dung tích bể điều hòa, ta cần có số liệu độ biến thiên lưu lượng nước thải theo khoảng thời gian ngày, lưu lượng trung bình ngày điều kiện điều tra cụ thể độ biến thiên lưu lượng nước thải khu dân cư theo khoảng thời gian ngày nên ta tính thể tích bể điều hòa cách gần sau: - Lưu lượng nước thải trung bình Qtbh = 13.48 (m3/h) - Chọn thời gian lưu nước bể điều hòa T = (‘ Industrial Water Pollution Control, 1989 ‘ – W.Wesley Eckenfelder ) - Thể tích bể điều hòa: W = Qgiởtb x T = 13.48x6 = 80.88 (m3) - Chọn kích thước bể điều hòa sau: L x B x H = 7m*5.3m*2.2m Chọn chiều cao bảo vệ 0.3 m Vậy chiều cao thực tế bể điều hòa là: Hth = 2.2 + 0.3 = 2,5 (m) - Thể tích thực bể điều hòa là: Wth = 7.0m*5.3m*2.5m - Lưu lượng không khí cần cấp cho bể điều hòa là: Trong đó: Lkhí = Qgiờtb x a + Qgiờtb: lưu lượng nước thải trung bình theo + a: lưu lượng không khí cấp cho bể điều hòa, a = 3,74 m3 khí/ m3 nước thải (‘ Industrial Water Pollution Control, 1989 ‘ – W.Wesley Eckenfelder ) Trang 78 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lkhí = 13.48x3.74 = 50.42 (m3 khí/h) - Khí cung cấp hệ thống ống PVC có đục lỗ, gồm ống đặt dọc theo chiều dài bể, ống cách 1.7m cách thành bể 1.8 m - Vận tốc khí ống 10 – 15 m/s Chọn v ống = 10 m/s ( Giáo trình ‘Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải ‘ – Trònh Xuân Lai ) - Đường kính ống dẫn khí: xLkhi = xVong x3600 dống = x50.42 = 0.0422(m) x10 x3600 Chọn ống  = 42 (mm) Kiểm tra lại vận tốc khí ống chính: V= xLkhi x50.42   10.11 (m/s) xd x x0.042 x3600 (v nằm khoảng cho phép, thỏa điều kiện thiết kế) Lưu lượng khí ống nhánh: qống = Lkhi 50.42   25.21 (m /h) 2 Vận tốc ống 15 – 20 m/s Chọn vống = 15 m/s ( Giáo trình ‘Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải ‘ – Trònh Xuân Lai ) Đường kính ống dẫn khí: dnhánh = xqong xVong x3600 = x 25.21 =0.021(m) x 20 x3600 Chọn ống  = 21 (mm) Kiểm tra vận tốc ống nhánh: v= xLnhanh x 25.21   20 (m/s) xd x3600 x0,0212.3600 (vnhánh nằm khoảng cho phép) - Đường kính lỗ – mm Chọn dlỗ = mm = 0,003 m - Vận tốc qua lỗ – 20 m/s Chọn vlỗ = 15 m/s - Lưu lượng khí qua lỗ: Trang 79 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI qlỗ = - xvlo = x0,003 x3600 x15  0,38 (m /h) Số lỗ ống: N= - xd q ong qlo  25.21  66 (lỗ) 0,38 Số lỗ mét dài: n= N 66   (lỗ/m ống) L Tính toán máy thổi khí Trong đó: Hm = h1 + H h1: tổn thất hệ thống vận chuyển, bao gồm tổn thất dọc đường tổn thất cục bộ, chọn theo thực nghiệm h = 0.5 m H: độ sâu ngập nước ống, H = 2.0 m Suy Hm = 2.5 m = 2.5/10.12  0.25 (atm) Năng suất yêu cầu: Lkhí = 13.48x3.74 = 50.42 (m3/h) = 0,014 (m3/s) Công suất máy thổi khí: GRT1  p    pmáy = 29,7 ne  p1   , 283   1  Trong đó: pmáy: công suất yêu cầu máy nén khí, KW G: trọng lượng không khí, kg/s G = Lkhíx  = 0,014x1,3 = 0,0182 (kg/s) R: số khí, R = 8,314 KJ/K.mol0K T1: nhiệt độ tuyệt đối không khí đầu vào T1 = 273 + 25 = 298 0K p1: áp suất tuyệt đối không khí đầu vào p1 = atm p1: áp suất tuyệt đối không khí đầu p2 = Hm + = 1.25 atm n= K 1  0,283 (K = 1,395 không khí) K 29,7: hệ số chuyển đổi Trang 80 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI e: hiệu suất máy, chọn e = 0,7 Vậy pmáy = 0,0182 x8,314 x 298  1,25    29,7.0,283.0,7   , 283   1  = 0.5 (KW) II.5/ BỂ LẮNG I a Chức năng: Dùng để tách chất có khả lắng tác dụng trọng lực b Tính toán: - Chọn loại bể lắng ly tâm có tiết diện hình tròn - Lưu lượng nước thải xử lý trung bình Qngàytb = 323.52 (m3/ngày) Tổng chiều cao vùng lắng h1 = 3,5 m (Chọn theo bảng 4-4 Giáo trình ‘Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải ‘ – Trònh Xuân Lai ) Chiều cao dự trữ mặt thoáng h dt = 0,3 m Chiều cao tổng cộng toàn bể: Hbể = h1 + hdt = 3,5 + 0,3 = 3,8 (m) Tải trọng bề mặt v0 = 31 – 50 m3/m2.ngay Giả sử tải trọng thích hợp cho loại cặn tươi 35 m3/m2.ngay Diện tích bề mặt lắng cần thiết bể lắng: F1 = Qng v0 tb  324,96  9,3 (m ) 35 Đường kính bể lắng xác đònh theo công thức: Dbể = x( F1  f tt )  Trong đó: ftt: diện tích buồng phân phối trung tâm, với đường kính buồng phân phối trung tâm: dtt = (15- 20%)Dbể (Giáo trình ‘Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải ‘ – Trònh Xuân Lai ) F1: diện tích lắng, F1 = 9,3 m2 Chọn dtt = 20%Dbể Trang 81 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI ftt = xd  x(0,2 Dbe ) Thay ftt vào phương trình ta tính D bể = 3,51 m Chọn đường kính bể 3,5 m, ta tính đường kính ống trung tâm d tt = 0,7 m - Đường kính ống trung tâm: dtt = 0,2x3,5 = 0,7 m - Chiều cao ống trung tâm: h = 0,6xHbể = 0,6x3,8 = 2,3 m - Chiều cao ống loe: h’ = 0,2 – 0,5 m Chọn h’ = 0,3 m - Đường kính ống loe: d’ = 1,35xdtt = 1,35x0,7 = 1,0 m - Đường kính chắn: d’’ = 1,3xd’ = 1,3x1,0 = 1,3 m Chiều cao từ ống loe đến chắn h’’ = 0,2 – 0,5 m - Chọn h’’ = 0,3 (m) Tính lại diện tích bề mặt lắng cần thiết: F1 = xDbe  Xác đònh tải trọng bề mặt bể theo Uotb = Qngay F1 x3,5  9,62 (m ) Qtbngày tb  323.52  33,63 (m /m ngày) 9,62 Xác đònh tải trọng bề mặt bể theo Qmaxngày Uomax = Qngay max F1  711.74  74 (m /m ngày) 9.62 Giá trò nằm khoảng cho cho phép 71 – 122 m 3/m2.ngày (Bảng – Giáo trình ‘Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải ‘ – Trònh Xuân Lai ) Bể lắng có dạng hình trụ có đổ thêm betong đáy để tạo nên độ dốc 20% Hố thu gom đặt bể, tích nhỏ nên cặn tháo liên lục Đường kính hố thu gom bùn lấy 20% đường kính bể Chiều cao phần chóp đáy bể, có độ dốc 20% hướng tâm: Trang 82 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI - Q, Qr, Qw, Qe: lưu lượng nước đầu vào, lưu lượng bùn tuần hoàn, lưu lượng bùn xả lưu lượng nước đầu ra, m3/day S0, S: Nồng độ chất (Tính theo BOD5) đầu vào nồng độ chất sau qua bể Aerotank bể lắng, mg/l X, Xr, Xe: Nồng độ chất rắn bay bể Aerotank, nồng độ bùn tuần hoàn nồng độ bùn sau qua bể lắng 2, mg/l Phương trình cân vật chất: BOD5 đầu = BOD5 hòa tan từ bể Aerotank + BOD5 chứa cặn lơ lửng đầu Trong đó: - BOD5 đầu ra: 50 mg/l - BOD5 từ bể Aerotank S, mg/l - BOD5 chứa cặn lơ lửng đầu xác đònh sau: Lượng cặn phân hủy sinh học có cặn lơ lửng đầu ra: 0.65x50 = 32.5 (mg/l) Lượng oxy cần cung cấp để oxy hóa hết lượng cặn phân hủy sinh học là: 32.5 (mg/l) x 1.42 (mg O2/mg tế bào) = 46.15 (mg/l) Lượng oxy cấp giá trò BOD20 phản ứng Quá trình oxy hóa dựa theo phương trình phản ứng: C5H7O2N + 5O2  5CO2 +2H2O + NH3 + Năng lượng 113 mg 160 mg mg 1.42 mg Chuyển đổi từ giá trò BOD20 sang BOD5: Vậy: BOD5 = BOD20 x 0.7 = 46.15 x 0.7 = 32.3 (mg/l) 50 (mg/l) = S + 32.3 (mg/l)  S = 17.7 (mg/l) Tính hiệu xử lý: - Hiệu xử lý tính theo BOD5 hòa tan: E= - S0  S 200.34  17.7 x100% = x100% = 91.17% S0 200.34 Hiệu xử lý toàn sơ đồ: Eo = 200.34  50 x100% = 75.04% 200.34 Trang 87 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI - Thể tích bể Aerotank: V= QY c ( S  S ) X (1  k d  c ) Trong đó: - V: thể tích bể Aerotank, m3 - Q: lưu lượng nước đầu vào Q = 13.48 (m3/h) - Y: hệ số sản lượng cực đại, Y = 0.5 - S0 – S = 200.34 – 17.7 = 182.64 (mg/l) - X: nồng độ chất rắn bay trì bể Aerotank, X = 3200 mg/l - kd = 0.06 ngày-1 -  c = 10 ngày V= 323.52 x0.5 x10 x182.64  57.71 (m ) 3200(1  0.06 x10) Thời gain lưu nước bể:  = V 57.71 =  4.82 (h) = 0.201 (day) Q 13.48 Lượng bùn dư phải xả ngày: Tính hệ số tạo bùn từ BOD5: Yobs = Y   ckd =  0.3125  10 x0.06 Lượng bùn hoạt tính sinh ngày khử BOD (Tính theo MLVSS): Px = Yobs x Q x (S0 –S) = 0.3125x323.52x182.64 x10-3 = 18.47 (kg/day) Tổng lượng cặn sinh ngày: Ta biết MLVSS MLVSS  0.8  MLSS = MLSS P 18.47 Pxl = x   23.09 (kg/day) 8 Lượng cặn dư hàng ngày phải xả đi: Pxả = Pxl – Q x 50 x 10-3 = 23.09 – 323.52 x 50 x 10-3 = 6.91(kg/day) Tính lượng bùn dư xả hàng ngày (Qw) từ đáy bể lắng theo đường tuần hoàn bùn: Trang 88 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI VX Q w X r  Qe X e VX  Qe X e c Qw = X r c c   Trong đó: - V: thể tích bể Aerotank, V = 57.71 m3 - Q: lưu lượng nước đầu vào, Q = 323.52 (m3/day) - X: nồng độ chất rắn bay trì bể Aerotank, X = 3200 mg/l -  c = 10 ngày - Qe: lưu lượng nước khỏi bể lắng II (lượng nước thải khỏi hệ thống) Xem lượng nước thất thoát tuần hoàn bùn không đáng kể nên Qe = Q - Xe: nồng độ chất rắn bay có nước sau qua bể lắng đợt II + Xe = 0.8 x SSra = 0.8 x 50 (mg/l) = 40 (mg/l) - Xr: nồng độ chất rắn bay có bùn hoạt tính tuần hoàn + Xr = 0.8 x 10000 = 8000 (mg/l)  Qw = 57.71x3200  323.52 x 40 x10  0.691 (m /day) 8000 x10 Tính hệ số tuần hoàn bùn (  ) từ phương trình cân vật chất viết cho bể lắng II (Xem lượng chất bay đầu hệ thống không đáng kể) Ta có: X(Q + Qr) = XrQr + XoQ Suy ra:  Lượng tuần hoàn: Qr X 3200    0.667 Q X r  X 8000  3200 Qr = 0.667 x 323.52/24  9.0 (m3/h) = 216 (m3/day) Kiểm tỉ số F/M tải trọng thễ tích bể: Chỉ số F/M: Trang 89 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI S F 200.34    0.312 M X 0.201x3200 (mg BOD 5/mg VSS day) Giá trò nằm khoảng cho phép thông số thiết kế ( 0.2 – 1) Tải trọng thể tích bể Aerotank: L= S o xQ 200.34 x10 3 x323.52 =  1.123 V 57.71 (kg BOD 5/m3/day) Giá trò Giá trò nằm khoảng cho phép thông số thiết kế ( 0.8 – 1.9) Giá trò tốc độ sử dụng chất (BOD5) gam bùn hoạt tính ngày:  So  S 182.64   0.284 X 0.201x3200 Tính lượng oxy cần cung cấp cho bể Aerotank dựa BOD 20 Lượng oxy cần thiết điều kiện tiêu chuẩn: 0C0 = Q( S  S )  1.42 Px f Với f hệ số chuyển đổi BOD5 BOD20, f = 0.7  OC0 = 323.52 x182.64  1.42 x18.47  58.18 0.7 x1000 (kg O 2/day) Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể điều kiện thực 25 0C: OCt = OCo C 20 x C 25  C L 1.024 T  20 Trong đó: - C20: nồng độ bão hòa oxy nước 200C, C20 = 9.08 mg/l (Tra phụ lục unit operation processes in environment engineering) - C25: nồng độ oxy bão hòa nước 250C, C25 = 7.01 mg/l - CL: lượng oxy hòa tan cần trì bể, CL = mg/l - T: nhiệt độ nước thải, T = 250C OCt = 58.18 9.08 x  93.65 7.01  1.024 2520 Tính lượng không khí cần thiết để cấp vào bể: Qkk = OC t xf OU Trong đó: Trang 90 (kg O 2/day) PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI O2/day) - OCt: lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể, OCt = 93.65 (kg - OU: công suất hòa tan oxy vào nước thải thiết bò phân phối + Chọn đóa xốp, đường kính 170 mm, diện tích bề mặt F = 0.02 m + Cường độ khí 200 l/phút.đóa + Độ sâu ngập nước thiết bò phân phối h = 2.0 m (lấy gần chiều sâu bể) Tra bảng 7.1 trang 112 “Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải” ta có Ou = gO2 /m3.m OU = Ou x h = x 2.0 = 14.0 g O2/m3 - Hệ số an toàn, chọn f = 1.5 Suy ra: Qkk = 93.65 x1.5  10033.93 (m /day) 3 14 x10 Kiểm tra lượng khí cấp vào bể Aerotank: C= Qkk 10033.93 3 =  31.02 (m khí /m nthải) 323.52 Q Lượng khí cần thiết để khử kg BOD5: q= Qkk = 169.81 (m3khí/kg BOD5) 3 Q( S  S )10 Số đóa cần phân phối bể: N= Qkk 31.02 x323.52 x1000 =  35 (đóa) 200 200 x 24 x60 Kích thước bể Aerotank: - Chiều cao hữu ích bể h = 2.3 m - Chiều dài bể, L =5.6m - Chiều rộng bể, B = 4.5m - Chiều cao dự trữ mặt nước, 0.3 m - Chiều cao tổng cộng bể H = 2.3 + 0.3 = 2.6 (m) Vậy bể Aerotank có kích thước sau: L x B x H =2.6m x 5.6m x 4.5m Tính toán thiết bò phụ: Tính toán máy thổi khí: - p lực cần thiết máy thổi khí tính theo m cột nước: Hm = hl + hd + H Trong đó: Trang 91 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI - hl: tổn thất hệ thống vận chuyểnm hl = 0.4m - hd: tổn thất qua đóa phun, hd = 0.5m - H: độ sâu ngập nước miệng vòi phun, H = 2.0m Suy ra: Hm = 0.4 + 0.5 + 2.0 = 2.9 m p lực máy thổi khí tính theo atmotphe Hm = 2.9m = 2.9/10.12 = 0.29 atm Công suất máy thổi khí: GRT1  p    pmáy = 29,7 ne  p1   , 283   1  Trong đó: pmáy: công suất yêu cầu máy nén khí, KW G: trọng lượng không khí, kg/s G = Lkhíx  = 0.116x1.3 = 0.151 (kg/s) R: số khí, R = 8,314 KJ/K.mol0K T1: nhiệt độ tuyệt đối không khí đầu vào T1 = 273 + 25 = 298 0K p1: áp suất tuyệt đối không khí đầu vào p1 = atm p1: áp suất tuyệt đối không khí đầu p2 = Hm + = 1.29 atm n= K 1  0,283 (K = 1,395 không khí) K 29,7: hệ số chuyển đổi e: hiệu suất máy, chọn e = 0,7 Vậy pmáy = 0.151x8.314 x 298  1.29    29.7 x0.283 x0.7   , 283   1  = 4.75 (KW) Tính toán đường ống dẫn khí: - Vận tốc khí ống dẫn chọn Vkhí = 10 - 15 m/s Lưu lượng khí cần cung cấp Qk = 10033.93 (m3/day) = 0.116 (m3/s) Đường kính ống phân phối chính: Trang 92 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4Qk = Vk  D= x0.116 = 0.0993 (m) 15 x3.14 Chọn ống nhựa (PVC) có D = 110 (mm) - Kiểm tra lại vận tốc: + Vận tốc khí ống chính: Vkhí = - Từ ống ta phân phối làm ống nhánh cung cấp khí cho bể, lưu lượng qua ống nhánh: Q’k = - 4Qk x0.116 =  12.21 (m/s) D 0.112 x3.14 Qk 0.116 =  0.0232 (m /s) 5 Vận tốc khí qua ống nhánh v’khí = 10 - 15 m/s Đường kính ống nhánh: 4Qk = Vk  D= x0.0232 = 0.0444 (m) 15 x3.14 - Chọn ống nhựa (PVC) có D = 49 (mm) Vậy Vkhí nằm khoảng cho phép + Vận tốc khí ống nhánh: v’khí = 4Q ' k x0.0232 =  12.31 (m/s) D 0.049 x3.14 Vậy Vkhí nằm khoảng cho phép Tính toán đường ống dẫn nước vào bể - Chọn vận tốc nước chảy ống: v = 0.5 - m/s Lưu lượng nước thải Q Chọn loại ống dẫn nước thải ống PVC, đường kính ống: D= 4Q = V x0.0037 = 0.069 (m) 1x3.14 Tra theo catalogue ống nhựa, ta chọn loại ống PVC có D = 73 (mm) - Kiểm tra lại vận tốc nước chảy ống: V= 4Q D = x0.0037  0.89 (m/s) 3.14 x0.073 Chọn máy bơm - Bơm bùn tuần hoàn + Lưu lượng bơm Qr = 216 (m3/day) Trang 93 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI + Cột áp bơm H = 7m + Công suất bơm: QgH 0.0025 x1000 x9.81x7 N=   0.22 (KW) 1000 1000 x0.8  : hiệu suất chung bơm từ 0.72 – 0.93 chọn  = 0.8 - Bơm bùn dư đến bể nén bùn + Lưu lượng bơm Qw = 0.691 (m3/day) = 8x10-6 (m3/s) + Cột áp bơm H = 5m + Công suất bơm: NgH x10 6 x1000 x9.81x5 N=   4.91x10  (kW) 1000 1000 x0.8  : hiệu suất chung bơm từ 0.72 – 0.93 chọn  = 0.8 II.7/ BỂ LẮNG II a) Chức năng: Loại bỏ bùn hoạt tính nước thải phương pháp trọng lực b) Tính toán: - Diện tích phần lắng bể: Q(1   )C Slắng = C LV L Trong đó: + Q: lưu lượng nước xử lý Q = 323.52 (m3/day) + C0: nồng độ bùn trì bể Aerotank (Tính theo chất rắn lơ lửng) C0 = 3200/0.8 = 4000 (mg/l) = 4000 (g/m3) +  : hệ số tuần hoàn bùn,  = 0.667 + Ct: nồng độ bùn dòng tuần hoàn Ct = 10000 (mg/l) + VL: Vận tốc lắng bề mặt phân chia ứng với CL, xác đònh thực nghiệm Tuy nhiên điều kiện thực nghiệm nên ta xác đònh VL công thức sau: VL = Vmaxe- KC t 10 6 Trong đó: + CL: nồng độ mặt cắt L (Bề mặt phân chia) CL = 1 C t  x10000  5000 (g/m ) 2 + Vmax = (m/h) Trang 94 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI + K = 600 (Cặn có số thể tích 50 < SVI < 150) Suy ra: VL = e 600 x 5000 x10 = 0.35 (m/h) Vậy diện tích phần lắng bể: 6 Slắng = 13.48 x(1  0.667) x 4000  25.68 (m ) 10000 x0.35 Diện tích bể thêm buồng phân phối trung tâm: S = 1.1x25.68 = 28.25 (m2) Đường kính bể: S= D2 S 28.25 D2 =2 = 6.0 (m)  3.14 - Đường kính buồng phân phối trung tâm: dtt = 0.2D = 0.2x6.0 = 1.2 (m) - Đường kính ống loe: d’ = 1.35xdtt = 1.35x1.2 = 1.6 (m) - Chiều cao ống loe (h’ = 0.2 – 0.5 m), chọn h’ = 0.3m - Đường kính chắn: d’’ = 1.3xd’ = 1.3x1.6 = 2.1 (m) - Chiều cao từ ống loe đến chắn (h’’ = 0.2 – 0.5m), chọn h’’ = 0.3m - Diện tích buồng phân phối trung tâm: F =  dtt2/4 = 3.14x(1.2)2/4 = 1.13 (m2) - Diện tích vùng lắng bể: SL = S – F = 28.25 – 1.13 = 27.12 (m2) - Tải trọng thuỷ lực: a= Q 323.52   11.93 (m /m day) SL 27.12 - Vận tốc lên dòng nước bể: v= 11.93  0.5 (m/h) 24 - Máng thu đặt vòng tròn có đường kính 0.8 đường kính bể: Dmáng = 0.8x6.0 = 4.8 (m) - Chiều dài máng thu nước: L =  Dmáng = 3.14x4.8 = 15.07 (m) - Tải trọng thu nước mét dài máng: Trang 95 PHẦN B: XỬ LÝ NƯỚC THẢI Q 323.52   21.47 (m /m dài ngày)