tài liệu miễn phí chuong 3

tài liệu miễn phí chuong 3 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực k...

TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO CHƯƠNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 3.1 NGĂN TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI Trạm bơm nước thải Thành Phố bơm nước thải theo đường ống áp lực đến ngăn tiếp nhận trạm xử lý nước thải đặt vị trí cao để nước thải từ tự chảy qua công trình đơn vị trạm xử lý Lưu lượng tính toán: Qmax – h = 4000 (m3/h) O F N Dựa vào bảng – (XLNT CN & ĐT, Lâm Minh Triết), chọn hai ngăn tiếp nhận với thông số ngăn sau: • • I H N A X G N Đường ống áp lực từ trạm bơm đến ngăn tiếp nhận: ống với đường kính ống Þ = 600 Kích thước ngăn tiếp nhận sau: – Chiều rộng ngăn tiếp nhận: A = 2800 mm; – Chiều dài ngăn tiếp nhận : B = 2500 mm; – Chiều cao từ đáy mương dẫn đến mực nước cao : h1 = 900 mm ; – Chiều cao từ đáy ngăn tiếp nhận đến mực nước cao : H1 = 1600 mm; – Chiều cao từ đáy ngăn tiếp nhận đến đáy mương dẫn nước thải: h = 750 mm; – Chiều rộng mương dẫn nước thải: b = 800 mm; – Tổng chiều cao ngắn tiếp nhận : H = 2000 mm 3.2 SONG CHẮN RÁC M O U R T I O Mục đích : nhiệm vụ song chắn rác giữ lại tạp chất có kích thước lớn (chủ yếu rác) Đây công trình thành phần trạm xử lý nước thải Tính toán : việc tính toán song chắn rác bao gồm phần sau : – Tính toán mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác mương dẫn song chắn rác – Tính toán song chắn rác 3.2.1 Tính toán mương dẫn : Mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Dựa vào bảng tính toán thủy lực, kết tính toán thuỷ lực mương dẫn ghi bảng 3.1: Bảng 3.1 Kết tính toán thuỷ lực mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận Thông số thuỷ lực Độ dốc i Vận tốc v (m/s) Độ đầy h (m) Chiều ngang B (m) Lưu lượng tính toán (l/s) Qtb = 926 Qmax = 1111 Qmin = 500 0,0012 0,0012 0,0012 1,14 1,20 0,99 0,8 1,0 0,5 1,0 1,0 1,0 Chọn song chắn rác (2 công tác dự phòng) với lưu lượng tính toán song chắn rác là: – Qtb = 926 : = 463 (l/s) – Qmax = 1111 : = 555,5 (l/s) – Qmin = 500 : = 250 (l/s) I H N A X G N O F N Mương dẫn nước thải song chắn rác có tiết diện vuông cạnh B = 1200 mm ứng với thông số thủy lực bảng 3.2 : Bảng 3.2 Các thông số thuỷ lực mương dẫn nước thải song chắn rác O U R T I O Thông số thuỷ lực Độ dốc i Vận tốc v (m/s) Độ đầy h (m) Chiều ngang B (m) M Lưu lượng tính toán (l/s) Qtb = 463 Qmax = 555,5 Qmin = 250 0,0012 0,0012 0,0012 0,99 1,05 0,82 0,5 0,6 0,3 1,0 1,0 1,0 3.2.2 Tính toán song chắn rác : Chiều sâu lớp nước song chắn rác lấy độ đầy tính toán mương dẫn ứng với Qmax: H1 = Qmax = 0,3 m Số khe hở song chắn rác tính theo công thức : n= Qmax 1,11 *k = *1, 05 = 116(khe) v * l * h1 1, 05* 0, 016*0, Trong đó: 10 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO − − − − − N : số khe hở; Qmax: Lưu lượng lớn nước thải, Qmax = 1,11 (m3/s) v : Tốc độ nước chảy qua song chắn rác; l : khoảng cách khe, l = 16 mm; k : hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy hệ thống cào rác, k = 1,05 Có hai song chắn rác công tác nên số khe hở : n1 = 116 : = 58 khe Chiều rộng song chắn rác tính theo công thức : Bs = S (n − 1) + (l * n) = 0, 008(58 − 1) + (0, 016*58) = 1, 4m Trong đó: - I H N A X G N S : beà dày song chắn, thường lấy S = 0,008 O F N Kiểm tra lại vận tốc dòng chảy phần mở rộng mương trước song chắn ứng với Qmin để khắc phục khả lắng đọng cặn vận tốc nhỏ 0,4 m/s vmin = 0, Qmin = = 1,19(m / s ) BS * hmin 1, 4* 0,3 Trong đó: − O U R T I O Qmin : Lưu lượng lớn nước thải, Qmin = 0,5 (m3/s) Tổn thất áp lực qua song chắn rác xác định theo công thức : M (1, 05)2 vmax hS = ς k1 = 0, 628* *3 = 0,106m 2.g *9,81 Trong đó: − k : Hệ số tăng tổn thất vướng mắc rác, k = − v : Tốc độ nước chảy mương trước song chắn rác, v = 1,05 (m/s) − ς : Hệ số tổn thất cục phụ thuộc vào tiết diện đan: S ς = ❜   sin   b 11 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Với: + + + S : Chiều dày đan (m) α : Góc nghiêng đặt song chắn rác b : Chiều rộng khe hở (m)  0, 008  ⇒ ς = 1,83  × sin 600 = 0, 628   0, 016  Chieàu dài đoạn rộng trước song chắn rác L1: l1 = BS − Bm 1, − = = 0, 6m 2.tg 20 2*0,364 Trong đó: I H N A X G N − 200 : Goùc mở rộng − BS : Chiều rộng tổng cộng song chắn rác, BS = 1,4 (m) − O F N Bm : Bề rộng mương dẫn, Bm = (m) Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác: l2 = 0,5.l1 = 0, × 0, = 0,3 ✭ m ✮ O U R T ✭ ✮ I O Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác: L = l1 + l2 + lS = 0, + 0,3 + 1,5 = 2, m M Với: lS : Chiều dài đặt song chắn rác, chọn lS = 1,5 (quy phạm lS > m) Chiều cao xây dựng mương đặt song chắn rác: H = hmax + hS + hBV = 0, + 0,106 + 0,5 = 1, ✭ m ✮ Trong đó: − hmax : Mực nước cao mương ứng với Qmax − hS : Tổn thất áp lực qua song chắn rác 12 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO − hBV : Chiều cao bảo vệ Khối lượng rác lấy ngày đêm từ song chắn rác: W1 = a * N ll 8*500.000 = = 10, 9(m3 / ngd ) 365*1000 365*1000 Trong : − a : Lượng rác tính cho đầu người năm, lấy theo điều 4.1.11 – Tiêu chuẩn xây dựng TCVN – 51 – 84 với chiều rộng khe hở khoảng 16 – 20 mm , a lấy l/ng.năm − Nll : dân số tính toán theo chất lơ lửng Trong lượng rác ngày đêm tính theo công thức : P = W1 * G = 10,9*750 = 8175(kg / ngd ) Trong đó: I H N A X G N O F N − G : khối lượng riêng rác, (điều 4.1.11 – tiêu chuẩn xây dựng TCXD – 51 – 84 ) Trọng lượng rác trong ngày đêm: Ph = O U R T I O 8,175 P * Kh = *2 = 0, 68(T / h) 24 24 Trong đó: − Kh : Hệ số không điều hoà rác Lấy M Rác nghiền nhỏ máy nghiền rác (gồm hai máy, máy công tác dự phòng, công suất máy 0,68 (tấn/giờ) Rác sau nghiền dẫn đến bể mêtan để xử lý với bùn tươi bùn hoạt tính Lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác lấy theo điều 6.2.4 – tiêu chuẩn xây dựgn TCXD – 51 – 84 : 40 m3 cho rác Qn = 40* P = 40*8,175 = 372(m3 / ngd ) Tổng số song chắn rác 3, công tác, dự phòng Hàm lượng chất lơ lửng nước thải sau qua song chắn rác giảm %: 13 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHAÛO Ctc' = Ctc * (100 − 4)% = 343, 75*(100 − 4)% = 330mg / l Hàm lượng NOS20 nước thải sau qua song chắn rác giaûm %: L'tc = Ltc * (100 − 4)% = 218, 75* (100 − 4)% = 210mg / l 3.3 Tính toán bể lắng cát ngang : Mục đích: bể lắng cát ngang thiết kế để loại bỏ tạp chất vô không hòa tan cát, sỏi, xỉ vá vật liệu rắn khác có vận tốc lắng lớn chất hữu phân hủy nước thải O F N a) Tính toán thủy lực mương dẫn nước thải từ song chắn rác đến bể lắng cát: I H N A X G N Tính toán thủy lực ương dẫn nước thải từ song chắn rác đến bể lắng cát dưa vào lưu lượng lớn dựa vào bảng tính toán thủy lực để xác định kích thước mương dẫn Bảng 3.3 Các thông số thuỷ lực mương dẫn nước thải từ song chắn rác đến bể lắng cát Thông số thuỷ lực Độ dốc i Vận tốc v (m/s) Độ đầy h (m) Chiều ngang B (m) Lưu lượng tính toán, L/s Qmax = 555,5 Qmin = 250 0,0012 0,0012 1,05 0,82 0,6 0,3 1,0 1,0 O U R T I O b) Tính toán bể lắng cát ngang: M Chiều dài bể lắng cát ngang : L= 1000* K * vmax * H max 1000*1, 3*0,3* 0, = = 9, 7m U0 24, Trong : − Vmax : tốc độ chuyển động nước thải bể lắng cát ngang ứng với lưu lượng lớn : Vmax = 0,3 m/s − Hmax: độ sâu lớp nước bể lắng cát ngang, lấy độ đầy h mương dẫn nước thải ứng với Qmax − U0 : Kích thước thuỷ lực hạt cát, lấy theo bảng – (TTTK, Lâm Minh Triết) 14 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO − K : Hệ số thực nghiệm tính đến ảnh hưởng đặc tính dòng chảy nước đến tốc độ lắng hạt cát bể lắng cát: K = 1,3 ứng với U0 = 24,2 mm/s K = 1,7 ứng với U0 = 18,7 mm/s Theo phương án xử lý lựa chon cặn từ bể lắng xử lý bể mêtan quà trình sinh học kị khí, nhiệm vụ bể lắng cát phải loại bỏ cát có cỡ hạt d = 0,25 mm để tránh ảnh hưởng đến trình xử lý sinh học kị khí Khi đó, U0 = 24,2 mm/s Diện tích mặt thoáng F nước thải bể lắng cát nagng : F= Qmax s 555,5 = = 23m U0 24, Chiều ngang tổng cộng bể lắng caùt ngang : B= F 23 = = 2, 4m L 9, I H N A X G N O F N Chọn bể lắng cát ngang gồm đơn nguyên,trong đơn nguyên công tác đơn nguyen dự phòng Chiều ngang bể lắng cát : B = 2,4 m O U R T I O Thể tích phần chứa cặn bể lắng cát ngang tính theo công thức: Wc = N ll * P * t 500.000* 0, 02 *1 = = 10m3 1000 1000 Trong : − − − M Nll : Dân số tính toán theo chất lơ lửng P : Lượng cát giữ lại bể lắng cát cho người ngày đêm : P = 0,02 l/ng.ngđ T : chu kỳ xả cát: t ≤ ngày đêm Chiều cao lớp cát bể lắng cát ngang ngày đêm : hc = Wc 10 = = 0, 22m L * B * n 9, * 2, 4*2 Chiều cao xây dựng bể lắng cát ngang HXD = Hmax + hc + 0,4 = 0,6 + 0,22 + 0,4 = 1,22 m 15 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Kiểm tra lại tính toan với điều kiện vmin ≥ 0,15 m/s vmin = 250 Qmin = = 0,17m / s 2* B * H 2* 2, 4*0,3*1000 Caùt lắng bể lắng cát thu gom hố tập trung đầu bể lắng thiết bị cào giới, tứ thiết bị nâng thuỷ lực đưa hỗn hợp cát – nước đến sân phơi cát Để dẫn cát đến sân phối cát thếit bị nâng thuỷ lực cần phải pha loãng cát với nước thải sau xử lý với tỉ lệ 1/20 theo trọng lượng cát − − − − Nước công tác máy bơm với áp lực – at; Thời gian lần xả cát dài 30 phút Độ ẩm cát: 60% Trong lượng thể tích cát : 1/5 T/m3 I H N A X G N Lượng nươc công tác cần thiết cho thiết bị nâng thuỷ lực : O F N Qct = WC *1,5*20 = 10*1,5*20 = 300m3 / Hàm lượng chất lơ lửng nước thải sau qua bể lắng cát ngang giaûm %: Ctc" = Ctc' *(100 − 5)% = 330 *(100 − 5)% = 313,5mg / l O U R T I O Hàm lượng NOS20 nước thải sau qua song chắn rác giảm %: L"tc = L'tc *(100 − 5)% = 210*(100 − 5)% = 199, 5mg / l c) Tính toán sân phơi cát M nhiệm vụ sân phơi cát làm nước hỗn hợp cát – nước để dễ dàng vận chuyển cát nơi khác Diện tích hữu ích sân phơi cát : F= N ll * P *365 500.000*0, 02*365 = = 730m 100* h 1000 *5 Chọn sân phơi cát gồm ô, diện tích ô 730 : = 183 m2 Kích thước ô mặt bằng: L * B = 19 * 10 m 16 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO 3.4 Tính toán bể lắng I : Mục đích : nhiệm vụ bể lắng loại bỏ tạp chất lơ lửng lại nước thải sau qua công trình xử lý trước Thể tích tổng cộng bể laéng I: W = Qmax − h * t = 4000 *1,5 = 6000m3 Trong đó: − Qmax-h : Lưu lượng lớn nhât : Qmax-h = 4000 m3/h − T: Thời gian lắng xác định thực nghiệm Chọn bể, công tác bể dự phòng, thể tích bể là: W1 = W 6000 = = 3000(m3 ) 2 Diện tích bể mặt bằng: F1 = W1 3000 = = 682(m ) H1 4, Trong đó: O U R T I O I H N A X G N O F N − H1 : chiều sâu vùng lắng bể lắng ly tâm lấy từ 1,5 – (m) tỷ lệ đường kính D chiều sâu vùng lắng (D :H) lấy khoảng từ – 12, chọn H1 = 4,4 m M Đường kính bể lắng I : D= 4* F1 ♣ = 4*682 = 29,5(m) 3,14 Choïn đường kính bể : D = 30 (m) Tốc độ lắng hạt cặn lơ lửng bể lắng tính theo công thức: U= H1 4, = = 0,82mm / s 3, 6* t 3, *1,5 17 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Hiệu suất lắng chất lơ lửng nước thải bể lắng I phụ thuộc vào tốc độ lắng hạt cặn lơ lửng nước thải (U = 0,82 mm/s) hàm lượng ban đầu chất lơ lửng (Ctc = 313,5mg/l) lấy theo Bảng – 10 (TTTK, Lâm Minh Triết) có: Hiệu suất lắng : E = 43 % Hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước khỏi bể lắng đợt I: C= Ctc" (100 − E1 ) 313,5*(100 − 43) = = 178, 79(mg / l ) 100 100 Theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD – 51 – 84 điều 6.5.3 quy định rằng: nồng độ chất lơ lửng nước thải bể lắng đợt I đưa vào bể Aeroten làm sinh học hoàn toàn vào bể sinh học không vượt qua 150 mg/l vậy, trường hợp nồng độ chất lơ lửng sau khỏi bể lắng I vượt yêu cầu cần phải xử lý trước đưa vào hệ thống sinh học để xử lý 3.5 Tính toán bể làm thoáng sơ bộ: I H N A X G N O F N Thể tích bể làm thoáng sơ tính theo công thức sau: Wt = Qmax −h * t 4000 *15 = = 1000(m3 ) 60 60 Trong đó: O U R T I O − Qmax-h : Lưu lượng lớn nhât : Qmax-h = 4000 m3/h − t: Thời gian làm thoáng, thông thường t = 10 – 20 phút, chọn t = 15 phút Lượng không khí cần cung cấp cho bể làm thoáng tính theo công thức: M V = Qmax − h * D = 4000*0,5 = 2000(m3 ) Trong đó: − D : Lưu lượng không khí m3 nước thải, D = 0,5 m3/m3 Diện tích bể làm thoáng sơ mặt tính theo công thức : F= V 2000 = = 334(m ) I 18 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO W = Qmax − h * t = 4000 * = 8000m3 Trong đó: − Qmax-h : Lưu lượng lớn nhât : Qmax-h = 4000 m3/h − t : Thời gian lắng Chọn bể công tác, thể tích bể là: W 8000 = = 4000(m3 ) 2 W1 = Choïn đường kính bể lắng đợt II đường kính bể lắng đợt I (D = 30 m) đó, Diện tích bể mặt : F1 = ☛ * D2 = 3,14* (30) = 706,5(m ) Chiều sâu bể lắng đợt II : H1 = W1 4000 = = 5, 7(m) F1 706,5 O U R T I O Chieàu cao xây dựng bể lắng đợt II: I H N A X G N O F N H XD = H1 + hth + hb + hbv = 5, + 0,3 + 0,5 + 0,3 = 6,8(m) Trong đó: M − hth : chiều cao lớp trung hòa, hth = 0,3 m − hb : chiều cao lớp bùn bể lắng, hb = 0,5 m − hbv : chiều cao bảo vệ, hbv = 0,3 m Thể tích ngăn chứa bùn bể lắng đợt II : Wb = ☞ Cb − Ctr ✌ * QTB −h *100* t ☞160 − 12 ✌ *3334 *100* = = 82, 2(m3 ) ☞100 − P ✌ *1000 *1000* n ☞100 − 99, ✌ *1000*1000* Trong : 27 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO − Cb : hàm lượng bùn hoạt tính nước khỏi aeroten,(g/m3) lấy sau: với xử lý sinh học hoàn toàn, ứng với NOS20 sau xử lý 15, 20, 25 mg/l Cb tương ứng 160, 200, 220 g/m3 − Ctr : hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước khỏi bể lắng đợt II, Ctr = 12 mg/l − QTB − h : lưu lượng trung bình nước thải, QTB − h = 3334 (m3/h) − t − n − P : thời gian tích luỷ bùn hoạt tính bể, t = h : số bể lắng công tác, n = : độ ẩm bùn hoạt tính 3.8 Tính toán bể nén bùn : Mục đích : nhiệm vụ bể nén bùn làm giảm độ ẩm bùn hoạt tính dư cách lắng (nén) học để đạt độ ẩm thích hợp (94 – 96%) phục vụ cho việc xử lý bùn trình phân huỷ kị khí bể Mêtan I H ✍ ✎ N A X G N O F N Lượng bùn hoạt tính dư xác định dựa vào công thức : Bd = α Cll − Ctr = (1,3 × 62, 6) − 12 = 69,38 mg l Trong đó: − − − α : Hệ số lấy 1,25 – 1,35, với việc xử lý hoàn toàn chọn α = 1,3 Cll : Hàm lượng chất lơ lửng nước thải sau bể lắng đợt 1, Cll = 62,6 (mg/l) Ctr : Hàm lượng bùn hoạt tính trôi theo nước khỏi bể lắng đợt 2, Ctr = 12 (mg/l) O U R T I O Hàm lượng bùn hoạt tính lớn : Bd max = k Bd = 1,15 × 69,38 = 80 ✍ mg / l ✎ M Trong đó: - k : hệ số không điều hòa tháng bùn hoạt tính dư , k = 1,15 – 1,2 chọn k = 1,15 Lưu lượng bùn hoạt tính dư lớn dẫn vào bể nén bùn hoạt tính: qmax = (1 − P ) × Q × Bd max (1 − 0, 6768)*80.000*80 = = 21, m3 h 24* Cd 24* 4000 Trong đó: 28 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO − − − − Q : lưu lượng nước trung bình ngày đêm, Q = 80.000 (m3/ng.đ) Cd : hàm lượng bùn hoạt tính dư phụ thuộc vào đặc tính bùn, Cd = 4000 mg/l qmax : hàm lượng bùn hoạt tính dư lớn (m3/h) P : phần trăm lượng bùn hoạt tính tuần hoàn aeroten, P = 67,68 % Diện tích bể nén bùn ly tâm : F1 = qmax 21,5 = = 72m q0 0, Trong đó: − q0 : tải trọng tính toàn lên diện tích mặt thoáng bể nén bùn, m3/m2-h lựa chọn phụ thuộc vào nồng độ bùn hoạt tính dẫn vào bể nén Đường kính bể nén bùn : D= 4* F1 *72 = = 9, 6(m) 3,14*1 ✏ *n Trong đó: − F1 : diện tích bể nén bùn − n: số bể nén bùn hoạt động, n = O U R T I O I H N A X G N O F N Chieàu cao công tác bể nén bùn : H = q0 * t = 0,3*10 = 3m Trong : M − t : thời gian nén bùn, t = 10h chiều cao tổng cộng bể nén bùn: H tc = H + h1 + h2 + h3 = + 0, + 0,3 + = 4, m Trong : − Htc : chiều cao tổng cộng bể lắng − h1 : khoảng cách từ mực nước đến thánh bể, h1 = 0,4 m − h2 : chiều cao lớp bùn lắp đặt thiết bị gạt bùn đáy: h2 = 0,3m 29 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO − h3 : chiều cao tính từ đáy đến mực bùn, h3 = m Tốc độ quay hệ thống gạt bùn 0,75 – (1/h) Độ nghiêng đáy bể nén bùn tính từ thành bể đến hố thu bùn : − dùng hệ thống gạt : i = 0,01 − Khi dùng bơm bùn : i = 0,003 Bùn nén xả định kì áp lực thuỷ tónh 0,5 – 1,0 m 3.9 Tính toán bể mêtan : O F N Mục đích : bể Mêtan thiết kế nhằm mục đích xử lý sinh học loại cặn a Xác định lượng cặn dẫn đến bể mêtan: I H N ✑ ✒ A ✑ ✒ X G N O U R T I O Lượng cặn tươi từ bể lắng đợt 1, với độ ẩm 95 % xác định theo công thức: 313,5 mg l × 80.000 × 65 ×1,1 C"tc *Q * E *K WC = = = 358,6 m ngày 100 - 95 ×1000 ×1000 ✑100 - P ✒ *1000 *1000 Trong đó: − K : Hệ số tính đến tăng lượng cặn cỡ hạt lơ lửng lớn, theo quy phạm K = 1,1 – 1,2 − C"tc : Hàm lượng chất lơ lửng dẫn đến bể lắng đợt I, C"tc = 313,5 (mg/l) − E : Hiệu suất lắng bể lắng đợt 1, E = 65 % − PC : Độ ẩm cặn tươi, PC = 95 % M Lượng bùn hoạt tính dư sau nén bể nén bùn: C"tc ✓100 - E ✔ α -100Ctr  * Q *50 313,5* ✓100 − 65 ✔ *1, − 100*12  *80.000*50  Wb = = = 177,3(m3 / ng ) 100 P *1000 *1000 *100 (100 97,3) *1000*1000*100 − ✓ ✔ Trong đó: − α : Hệ số tính đến tăng không điều hòa bùn hoạt tính trình làm sạch, α = 1,15 – 1,25 chọn α = 1,2 " Ctc : Hàm lượng bùn hoạt tính theo bể lắng đợt 2, C"tc = 12 (mg/l) − P : Độ ẩm bùn hoạt tính, P = 97,3 % − 30 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Lượng rác song chắn rác : (lượng rác giữ lại song chắn rác nghiền nhỏ qua máy nghiền rác với độ ẩm ban đầu rác P1 = 80% đến độ ẩm sau nghiền P2 = 94 – 95%) lượng rác sau nghiền nhỏ tính theo công thức sau: Wr = W1 100 − P1 100 − 80 =4 = 13,3(T / ngd ) 100 − P2 100 − 94 Lượng cặn tổng cộng dẫn đến bể mêtan là: W = Wc + Wb + Wr = 358, + 177,3 + 13, = 549, 2(m3 / ngd ) Độ ẩm trung bình hỗn hợp cặn xác định theo công thức:  C + BK + RK PHH = 100 1 − K W  Trong đó: − PHH : Độ ẩm trung bình cặn (%) − CK : Lượng chất khô cặn tươi: CK = − = 100 I H N A ✖ X G N 358, × ✕100 − 95 100 O U ✕ ✖ R ✕ T I O M = 17, 93 m ngày BK : Lượng chất khô bùn hoạt tính dư : BK = − WC ✕100 − PC ✖ O F N  17,93 + 4,8 + 0,8    = 100 1 −  = 95, 72 ✕ % ✖ 549,    RK Wb 100 − Pb 100 = 177,3 100 − 97,3✖ 100 = 4,8 m ngaøy : Lượng chất khô rác nghiền với độ ẩm P = 94% RK = Wr ✕100 − P ✖ 100 = 13,3 ✕100 − 94 ✖ 100 = 0,8 m ngày b Tính toán bể mêtan: Khi độ ẩm hỗn hợp cặn lớn 94 %, tốt chọn chế độ lên men ấm: t = 33 – 35 0C Dung tích bể Mêtan xác định theo công thức: WM = W 100 549, × 100 = = 5492 m3 d 10 31 TAØI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Trong đó: − W : Thể tích hỗn hợp cặn − d : Liều lượng cặn tải ngày đêm, % liều lượng cặn tải lấy theo Bảng 3.2 Bảng 3.2 Liều lượng cặn tải ngày đêm vào bể Mêtan Chế độ Độ ẩm cặn tải % Lên Men 92 93 94 95 AÁm 10 Noùng 16 18 20 22 Nguồn: Xử lý nước thải, Lâm minh Triết, 1974 96 12 24 Kích thước bể Mêtan O F N Kích thước bể Metan (Lâm Minh Triết, 1974) trình bày Bảng Bảng Kích thước bể Mêtan Đường kính m 10 12,5 15 17,5 20 Thể tích Hữu ích m3 500 1000 1600 2500 4000 h1 1,45 1,90 2,35 2,50 2,90 I H N A X G N Độ ẩm cặn tải % H 5,00 6,50 7,50 8,50 10,60 O U R T I O h2 1,70 2,15 2,60 3,05 3,50 Nguồn: Xử lý nước thải, Lâm Minh Triết, 1974 Dung tích bể Mêtan 5492 (m3), chọn bể Mêtan bể dự trữ cho tương lai, dung tích bể : w = WM/2 = 5492 : = 2746 (m3) Dựa vào bảng chọn kích thước bể mêtan: − − − − M Đường kính bể D = 17,5 (m) h1 = 2,5 (m) H = 8,5 (m) h2 = 3,03 (m) Chieàu cao tổng cộng bể Mêtan: H M = h1 + H + h2 = 2,5 + 8,50 + 3, 03 = 14 ✗ m ✘ c Xác định lượng khí đốt : Lượng khí đốt thu trình lên men cặn tính theo công thức: 32 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO y= a − n.d m kg chất không tro 100 Trong đó: − a : Khả lên men lớn chất không tro cặn tải (%) Đối với hỗn hợp bùn hoạt tính, a theo tỉ lệ trung bình số học cấu tử xáo trộn theo chất không tro tính theo công thức: a= 53 ✙ C0 + R0 ✚ + 44 B0 C0 + R0 + B0 ✙%✚ = 53 ✙12,8 + 0,58 ✚ + 44 × 3,3 12,8 + 0,58 + 3,3 = 51, ✙ % ✚ Trong đó: + C0 : Lượng chất không tro cặn tươi: C0 = I H N A X G N CK ✙100 − Ae ✚✙100 − Te ✚ 100.100 = O F N 17,93 ✙100 − 5✚✙100 − 25 ✚ 100 × 100 = 12,8 ✛ ngà y ✜ Với: Ae : Độ ẩm háo nước ứng với cặn tươi, Ae = – % Te : Độ tro chất khô tuyệt đối ứng với cặn tươi, Te = 25 % + R0 : Lượng chất không tro rác nghiền: R0 = O U R T I O RK ✙100 − Ar ✚✙100 − Tr ✚ 100.100 = 0,8 ✙100 − ✚✙100 − 24 ✚ 100 × 100 = 0,58 ✛ ngà y ✜ Với: Ar : Độ ẩm háo nước ứng rác nghiền, Ar = % Tr : Độ tro chất khô tuyệt đối rác nghiền, Tr = 24 % + M B0 : Lượng chất không tro bùn hoạt tính dư: B0 = BK ✙100 − Ab ✚✙100 − Tb ✚ 100 × 100 = 4,8 ✙100 − ✚✙100 − 27 ✚ 100 × 100 = 3,3 ✛ tấ n ngày ✜ Với: Ab : Độ ẩm háo nước với bùn hoạt tính dư, Ab = 6% Tb : Độ tro chất khô tuyệt đối ứng với bùn hoạt tính dư, Tb = 27 % − n : Hệ số phụ thuộc vào độ ẩm cặn chế độ lên men lấy theo Bảng 3.4 Bảng 3.4 Hệ số n phụ thuộc vào chế độ lên men độ ẩm 33 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Nhiệt độ Độ ẩm cặn % Lên Men (0C) 92 93 94 95 33 – 35 1,22 1,05 0,98 0,72 53 – 55 0,53 0,45 0,46 0,31 Nguồn: Xử lý nước thải, Lâm minh Triết, 1974 96 0,56 0,24 − d : Liều lượng cặn tải ngày đêm, d = 12 % Như vậy, lượng khí đốt thu được: ⇒ y= a − n.d 51, − 0, 63 ×12 = = 0, 44 m kg chất không tro 100 100 Lượng khí đốt tổng cộng: O F N WK = y × ✢ C0 + R0 + B0 ✣ 1000 = 0, 44 ✢12,8 + 0,58 + 3,3✣ 1000 = 7339, m ngaøy I H N A X G N 3.10 Tính toán công trình làm nước cặn : Mục đích : cặn sau lên men bể mêtan só độ ẩm cao cần làm nước cặn để đạt đến độ ẩm cần thiết thuận lợi cho vận chuyển xử lý a) Tính toán sân phơi bùn : O U R T I O Lượng cặn tổng cộng dẫn đến sân phơi bùn bao gồm cặn từ bể mêtan cặn từ bể tiếp xúc (khử trùng sau lắng bể lắng đợt II): Wtc = W + Wtx = 549, + 20 = 569, 2(m3 / ng ) M Trong : − W : lượng cặn từ bể mêtan; − Wtx: lượng bùn từ bể tiếp xúc : Wtx = a * N 0, 04 *500.000 = = 20(m3 / ng ) 1000 1000 Diện tích hữu ích sân phơi bùn tính theo công thức: F1 = Wtc *365 569, *365 = = 31478,5(m ) q0 * n 2*3,3 34 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Sân phơi bùn chia thành nhiều ô, chọn kích thước ô : 50m* 60m = 3000 m2 số ô : n= 31478,5 = 10, 5(o) 3000 Chọn n = 11 (ô) Diện tích phụ sân phơi bùn : đường sá, mương , maùng : F2 = k * F1 = 0, 25*31478,5 = 7870(m ) Diện tích tổng cộng sân phơi bùn : F = F1 + F2 = 31478,5 + 7870 = 39349(m ) I H N A X G N Lượng bùn phơi từ độ ẩm 96% đến độ ẩm 75% năm là: WP = Wtc *365* O F N 100 − P1 100 − 96 = 569, 2*365* = 33241,3(m3 ) 100 − P2 100 − 75 Chu kỳ xả bùn vào sân phơi bùn dao động từ 20 – 30 ngày chu kỳ phụ thuộc chủ yếu nhiều yếu tố như: O U R T I O − Tính chất bùn dẫn vào sân phơi bùn; − Khả thấm đất; − Mùa mưa năm Bùn khô sau phơi thu gom vận chuểyn nơi khác Việc thu gom bùn thực máy xúc có gàu đổ vào xe tự đổ ròi chở M Với máy xúc có công suất 45(m3/h) thời gian làm việc máy xúc năm : T= 33241,3 = 738, 7(h) 45 Nước bùn sân phơi bùn theo hệ thống rút nước dẫn trở lại trạm xử lý nước thải 3.11 Tính toán khử trùng nước thải – tính toán bể tiếp xúc : a) Khử trùng nước thải Clo: Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải tính theo công thức: 35 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Ya = a *Q 1000 Trong : − − − Ya : lượng Clo cần thiết để khử trùng, (kg/h); Q : lưu lượng tính toán nước thải a : liều lượng hoạt tính : + nước thải sau xử lý học : a = 10 (g/m3) + nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn : a = (g/m3) + nước thải sau xử lý sinh học không hoàn toàn : a = (g/m3) Chọn a = (g/m3) ng với lưu lượng tính toán : Ya − max − h = Ya −TB −h = a * Qmax − h 3* 4000 = = 12(kg / h) 1000 1000 I H N A X G N O F N a * QTB − h 3*3334 = = 10(kg / h) 1000 1000 Ya − max − h = a * Qmax − h 3*1800 = = 5, 4(kg / h) 1000 1000 O U R T I O Để định lượng Clo, xáo trộn Clo với nước công tác, điều chế Clo nước thường ứng dụng thiết bị khử trùng – gọi Clorator chân không Để đưa lượng Clo vào nước thải giới hạn : 5,4 – 12 (kg/h), chọn mua Clorator nước : Clorator với công suất clorator : 20,50 – 82,00 kg/h M Để phục vụ cho Clorator cần trang bị thêm hai bình chứa (balông) trung gian thép để tiếp nhận Clo nước Từ Clo nước chuyển thành Clo dẫn vào Clorator Để chứa clo nước phục vụ cho trạm khử trùng, thường sử dụng thùng chứa Đối với trường hợp xét sử dụng thùng chứa Clo có đặc tính kỹ thuật sau: − − − − Dung tích 800 L chứa 1000 kg Clo Đường kính thùng D = 816 mm Chiều dài thùng: L = 1870 mm Chiều dày thùng : ❞ = 10 mm Lượng Clo lấy từ m2 diện tích mặt bên thùng chứa : kg/h 36 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Diện tích mặt bên thùng chứa theo kích thước chọn: S = (✤ * D) *V * L = 3,14*816*0,8*1870 = 3,83m2 Như lượng Clo lấy thùng chứa chọn là: q = 3,83*3 = 11,5(kg / h) Số lượng thùng chứa Clo cần thiết : n= Ya −TB − h 10 = = 0,84 q 11,5 Choïn n = chọn thêm thùng chứa để dự phoøng I H N A X G N O F N Số thùng chứa clo cần dự trữ cho nhu cầu sử dụng thời gian tháng xác định theo công thức : N= Ya −TB − h * 24*30 10* 24*30 = = 7, 2(thung ) q 1000 Số thùng chứa cất giữ kho Kho bố trí trạm Clorator có tường ngăn độc lập Để vận chuyển thùng chứa clo từ vị trí sang vị trí thường dùng loại xe chuyên dùng O U R T I O Lưu lượng clo lớn tính theo công thức qmax = a * Qmax − h *100 9* 4000*100 = = 30(m3 / h) b *1000*1000 0,12*1000*1000 M Trong : − a : liều lượng Clo hoạt tính, a = g/m3 − b : nồng độ clo hoạt tính nước Clo, b = 0,12 % Lượng nước tổng công cần thiết cho nhu cầu trạm Clorator xác định theo công thức Qn = Ymax (1000 p + q ) 12*(1000*0,1 + 350) = = 5, 4(m3 / h) 1000 1000 Trong : 37 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO − q : lưu lượng nước cần thiết để làm bốc Clo Khi tính toán sơ lấy 300 – 400 lit/kg chọn q = 350 l/kg − p : lưu lượng nước cần thiết đế hòa tan g Clo Nước Clo từ clortor dẫn đến mương xáo trộn loại đường ống cao su mềm nhiều lớp, đường kính ống 60 – 70 mm với vận tốc 1,5 m/s b) Tính toán máng trộn (máng trộn vách ngăn có lỗ): Để xáo trộn nước thải với Clo sử dụng loại máng trộn Thời gian xáo trộn cần thực nhanh vòng – phút Trong phương án xét, chọn máng trộn vách ngăn có lỗ Máng thường gồm hai ba ngăn với lỗ có đường kính d = 20 – 100 mm Số lỗ ngăn xác định theo công thức : I H N A X G N O F N 4* Qmax 4*1,11 n= = = 184 (loã) ✥ * d * v 3,14* (0, 08) *1, Trong đó: − Qmax : lưu lượng nước thải lớn nhất, Qmax = 1,11 (m3/s) − d : đường kính lỗ, d = 80 mm = 0,08 m − v : tốc độ chuyển động nước qua loã, v = 1,2 m/s O U R T I O Chọn số lỗ theo chiều đứng : nđ = hàng Chọn số lỗ theo chiều ngang : nn = 22 hàng M Khoảng cách tâm lỗ theo chiều ngang lấy 2d = * 0,08 = 0,16 m Khoảng cách hai lỗ đến thành máng trộn theo chiều ngang lấy d = 0,08 Chiều ngang máng trộn: B = 2d (nn − 1) + 2d = 2* 0, 08*(22 − 1) + 2*0, 08 = 3, 2(m) Khoảng cách tâm lỗ theo chiều đứng vách ngăn thứ (tính từ cuối máng trộn) lấy 2d khoảng cách từ tâm lỗ hàng ngang đến đáy máng trộn lấy d = 0,08 m 38 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ nhaát: H1 = 2* d (nd − 1) + d = 2*0, 08(9 − 1) + 0,08 = 1, 2(m) Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ hai: H = H1 + h = 1, + 0,19 = 1, 29(m) Trong : − h : tổn thất áp lực qua lỗ vách ngăn thứ hai, tính theo công thức : h= (1, 2) v2 = = 0,19(m) ♠ * g (0, 62)2 *2 *9,81 I H N A X G N O F N Khoảng cách a tâm lỗ theo chiều đứng vách ngăn thứ hai tính theo công thức : H = a (nd − 1) + b ⇒a= H − b 1, 29 − 0,14 = = 0,14(m) nd − −1 Trong : − b : khoảng cách từ tâm lỗ hàng ngang vách ngăn thứ đến máng trộn, chọn b = 1,75 * d = 1,75 * 0,08 = 0,14 (m) O U R T I O Khoảng cách vách ngăn tính theo công thức : l = 1,5 B = 1,5 * 3,2 = 4,8 (m) M Chiều dài tổng cộng máng trộn với hai vách ngăn có lỗ L = 3.l + 2✦ = 3*4,8 + 2* 0, = 14,8(m) Chiều dài xây dựng máng trộn tính theo công thức : H = H + H dp = 1, 29 + 0,31 = 2,6(m) Thời gian nước lưu lại máng trộn tính theo công thức sau : t= H1 * B * L 1, 2*3, 2*14,8 = = 51, 2( s ) Qmax 1,11 39 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO c) Tính toán bể tiếp xúc : Chọn bể tiếp xúc dạng bể lắng đứng để tính toán thiết kế Thời gian tiếp xúc Clo nước thải 30 phút kể thời gian tiếp xúc mương dẫn nước từ bể lắng tiếp xúc sông Thời gian tiếp xúc riêng bể tiếp xúc : t = 30 − 180 L = 30 − = 24 (phuùt) 0,5* 60 v *60 Trong : - L : chiều dài mương dẫn từ bể tiếp xúc sông, L = 180 m v : tốc độ chuyển động nước mương dẫn nước thải từ bể tiếp xúc đến bờ sông, v = 0,5 m/s Thể tích hữu ích bể tiếp xúc: W = Qmax * t = 4000* 24 = 1600(m3 ) 60 Chọn bể tiếp xúc thể tích bể : W1 = W 1600 = = 400(m3 ) 4 O U R T I O I H N A X G N O F N Diện tích bề mặt tính theo cộng thức : F1 = W1 400 = = 88, 9m H1 4,5 M Trong : - H : chiều cao công tác bể tiếp xúc : H = 2,5 – 5,5 m , chọn H = 4,5m Đường kính bể tiếp xúc : D= 4* F1 ✧ = *88,9 = 10, 6(m) 3,14 Độ ẩm bùn lắng bể tiếp xúc khoảng 96 % Bùn từ bể tiếp xúc dẫn đến sân phơi bùn để làm nước bùn 40 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO d) Tính toán công trình xả nước thải sau xử lý vào sông : Nước thải sau qua bể tiếp xúc dẫn sông theo mương hở với đoạn dài 180m Mương dẫn kết thúc hố ga bờ sông từ xả trực tiếp vào lòng sông Nhiệm vụ công trình xả nước thải sông để khả xáo trộn pha loãng nước thải sau xử lý nước sông cao Phụ thuộc vào hình dạng cấu tạo đoạn sông – nơi xả nước thải mà lựa chọn công trình xả nước thải: • • xả lòng sông xả cạnh bờ sông O F N Trong phương án xét chọn công trình xả nước thải lòng sông để tính toán thiết kế Kết tính toán thủy lực tổn thất áp lực đường ống xả đượcv trình bày bảng sau: I H N A ∑① X G N Bảng 3.6 Kết tính toán thủy lực đường ống xả nước thải lòng sông Đoạn ống Qmax (m3/s) L D (m) (mm) V (m/s) I (mm/m) A–B B-C 1,155 1,155 16 20 2,88 2,88 8,0 8,0 1000 1000 O U R T I O Tổn thất H = i*L (m) 1,28 1,60 Tổn thất cục 19,5 V ∑★ * * g 8,24 Tổn thất tổng cộng (m) 1,28 9,84 Hệ số sức kháng cục hong xả lấy sau: • Hệ số sức kháng lối vào hong xả: • Hệ số sức kháng chỗ họng xả : • Hệ số sức kháng chỗ phân dòng : • hệ số sức kháng họng xả: M ①V =0,5; ① R = 2, ; ① P = 0, 75 ; ① = 3, 25 ; chọn họng xả: Hệ số sức kháng cục họng xả : ∑ ① = 4*3, 25 = 13 Khoảng cách tâm họng xả lấy 2,5m 41 ... Bảng 3. 4 Bảng 3. 4 Hệ số n phụ thuộc vào chế độ lên men độ ẩm 33 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Nhiệt độ Độ ẩm cặn % Lên Men (0C) 92 93 94 95 33 – 35 1,22 1,05 0,98 0,72 53 – 55 0, 53 0,45... c 730 3 *35 00 − (10*80.000 *14, 4) = = 401(m3 / ) X ☎ c 35 00*10 Trong đó: - Qb : Lưu lượng bùn xả ra(m3/ngày) 22 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO - W : Thể tích bể aerotank, W = 730 3 (m3)... Wtc *36 5 569, *36 5 = = 31 478,5(m ) q0 * n 2 *3, 3 34 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Sân phơi bùn chia thành nhiều ô, chọn kích thước ô : 50m* 60m = 30 00 m2 số ô : n= 31 478,5 = 10, 5(o) 30 00