mot so bai tap tinh toan

2 Hố Thu: 2.1Nhiệm vụ : Thu gom nước thải từ nơi nhà máy khu xử lí nước 2.2 Tính tốn : Hố thu thiết kế chìm đất để đảm bảo tất loại nước thải từ nơi nhà máy tự chảy hố thu Chọn thời gian lưu nước hố thu T = 15 phút Thể tích hố thu cần thiết: Vth = q * T = 0,0104 15 60 = 9,36 m3 Chọn kích thước hố thu là: Dài * rộng = 3m * 2m Độ sâu hố thu : h Vth 9,36   1,56m Dài * Rộng * Chọn độ sâu hố 2m Chiều cao dự trữ : – 1,56 = 0,44m Chọn mặt đất code  0m Để đảm bảo nước từ nơi xa tự chảy vào hố thu mép hố thu phải cách mặt nước là: H   x * i  150 * 0,02  3m Trong : x : nơi xả nước thải xa tính từ hố thu trạm xử lí nước thải, x = 150m i : độ dốc cần thiết đường ống dẫn nước vào trạm xử lí, chọn i = 2% Vậy mép hố thu cách mặt đất 3m Bể điều hòa 3.1 Nhiệm vụ Lưu lượng nước nồng độ chất bẩn nước nhà máy thải thay đổi theo nên bể điều hồ có nhiệm vụ điều hồ lưu lượng nồng độ chất bẩn cho tương đối ổn định cho q trình xử lí sau 3.2 Tính tốn: Chọn thời gian lưu nước bể Thể tích bể cần thiết là: Wđh = q*T = 0,0104 * * 3600 = 224,64 m3 Chọn kích thước bể : Dài * rộng = 10m * 7m Chiều cao công tác bể : h 224,64  3,2m 10  Chiều cao dự trữ bể 0,3m Chiều cao thực bể 3,2 + 0,3 = 3,5 m Bể xây mặt nước với chiều cao mực nước mặt đất 3,2m Trong bể có tiến hành sụt khí để xáo trộn nước thải tránh lắng chất bẩn xảy bể Tính tốn lượng khí cần để xáo trộn bể : Lượng khí cần cho 1m3 nước thải sau song chắn rác 3,74m3 khơng khí ( theo giáo trình” Industrial Water Pollution Control “ – Wesley Eckenfelder, Ir) Lượng khí cần cho bể : Q * 3,74 = 900 * 3,74 = 3366 m3/ ngày = 38,96 lít/giây Chọn thiết bị phân phối khí dạng dĩa có đường kính 170mm, diện tích bề mặt 0,02m2, cường độ thổi khí bề mặt dĩa 200lít/phút Số dĩa cần phân phối dĩa: 38,96 * 60  11,69dóa 200 Số dĩa cần bể 12 dĩa Khí cung cấp từ máy nén khí vào ống dẫn sau vào hai ống nhánh phân phối dĩa cung cấp cho bể Tính tốn ống dẫn khí: ống dẫn khí nén từ máy nén khí đến bể phân thành ống nhánh dọc theo chiều rộng bể, ống nhánh gắn dĩa phân phối khí Mỗi ống nhánh cách thành bể mét cách ống kế mét Mỗi dĩa ống nhánh cách 1,5 mét Chọn vận tốc khí ống 15m/s Đường kính ống : D 4Q  V * 0,03869 = 0,057 m = 57mm 15 * 3,14 Chọn ống có đường kính 61mm Q : lưu lượng khí ống, 0,03869 m3/s V : vận tốc khí ống Đường kính ống nhánh : d * 0,0129  0,033 m = 33mm 15 * 3,14 Chọn ống có đường kính 34mm với Q lưu lượng khí ống Q  0,03869  0,0129m / s Tính toán ống dẫn nước vào khỏi bể điều hoà: Nước thải bơm từ hố thu vào bể điều hoà Chọn vận tốc nước vào bể 2m/s , đường kính ống : DV  * 0,0104  0,081m = 81mm * 3,14 Chọn vận tốc nước khỏi bể điều hoà 1m/s Đường kính ống : Dr  * 0,0104  0,115m = 115mm * 3,14 Tính tốn máy nén khí: Ap lực cần thiết máy nén khí: H m = h l + hd + H Trong đó:  hl : Tổn thất hệ thống ống vận chuyển hl = 0,4m  hd : Tổn thất qua dĩa phun hd = 0,5m  H : Độ sâu ngậm nước dĩa phun H = 3,2m Hm = 0,4 + 0,5 + 3,2 = 4,1m = 0,41 at Năng suất yêu cầu máy: Q = 0,039 m3 /s Cơng suất máy thổi khí : Pmaùy  GRT  P2    29,7ne  P1   , 283   1  Trong :  Pmáy: Cơng suất u cầu máy khí nén, kW  G: trọng lượng dòng khơng khí, kg/s G = 0,039 * 1,3 = 0,051 kg/s  R: Hằng số khí R = 8,314 KJ/K.moloK  T1: Nhiệt độ tuyệt đối khơng khí đầu vào T1= 298 oK  P1: Ap suất tuyệt đối khơng khí đầu vào P1 = atm  P2: Ap suất tuyệt đối khơng khí đầu P2 = Hm +1= 1,41 atm  N= K 1 = 0,283 (K= 1,395 khơng khí) K  29,7: Hệ số chuyển đổi  e: Hiệu suất máy, chọn e = 0,7 Vậy Pmaùy  0,051 * 8,314 * 298  1,41    29,7 * 0,283 * 0,7   , 283   1  2,6kW  Bể trộn: 4.1 Nhiệm vụ : Dùng lượng cánh khuấy tạo dòng chảy rối để trộn nước thải với hoá chất cho vào :phèn bùn, sút, polymer 4.2 Tính toán : Thời qian lưu nước bể phút Lưu lượng nước vào bể 0,0104 m3/s Thể tích bể trộn : V = Q * T = 0,0104 * * 60 = 3,125 m3 Chiều cao mực nước bể chọn 1,5 m Diện tích mặt bể :3,125 / 1,5 = 2,08m2 Chọn kích thước bể là: Dài * rộng * cao = 1,5 * 1,5 * 1,8 Trong chiều cao dự trữ bể 0,3m Bể khuấy trộn hệ thống cánh khuấy khí Cơng suất cần thiết để khuấy trộn : N = 51 C F V3 Trong :  C : hệ số trở lực nước, phụ thuộc vào tỉ lệ chiều dài l chiều rộng b cánh khuấy Chọn l/b = C = 1,2  F : tổng diện tích cánh khuấy, m2 Chọn l =200mm, b = 40mm số cánh khuấy Nên F = * 0,2 * 0,04 = 0,048 m2  V : vận tốc chuyển tương đối cánh khuấy so với nước, m/s xác định theo công thức : V 0,75 * 2 * R * n 0,75 * * 3,14 * 0,3 * 50   1,18m / s 60 60 + R : bán kính chuyển động cánh khuấy tính từ mép cánh đến trục ngang Chọn R = 0,3m + n : số vòng quay cánh, chọn n = 50 vòng /phút Cơng suất cần thiết máy khuấy trộn : N = 51 * 1,2 * 0,048*1,183 = 4,8 kW Tra cataloque, chọn động có cơng suất 5,5kW Trên mặt nước bể trộn có lắp đặt phễu tràn để thu nước ra, đường kính phễu 300mm, đường kính ống dẫn lấy đường kính ống dẫn nước vào 114mm Bể phản ứng lắng: 5.1 Nhiệm vụ: Đây nơi để phản ứng tạo bơng xảy ra, hố chất cho vào bị thủy phân kết hợp với chất bẩn có nước thải tạo thành bơng lớn Hiệu keo tụ phụ thuộc vào nhiều yếu tố:  Nồng độ , liều lượng hoá chất cho vào  Chế độ khuấy  Thời gian lưu nước… Mặt khác , bể phản ứng kết hợp với lắngđứng nên ngồi chức phản ứng tạo bơng, dùng để lắng bơng phèn tạo thành bể phản ứng 5.2 Tính tốn: Chiều cao cơng tác bể lắng đứng : h  V T  0,7 *10 3 * * 3600  5m Trong đó: + V : vận tốc nước dâng , chọn V = 0,7 mm/s + T : thời gian lưu nước, chọn T = Theo giáo trình “ Tính Tốn Các Cơng Trình Xử Lí Nước Thải” – Trịnh Xuân Lai Thể tích vùng lắng bể: Vl  Q.T  900 *  75m 12 Diện tích mặt lắng bể lắng( khơng kể diện tích buồng phản ứng) Sl  Vl 75   15m h Diện tích bể phản ứng xoáy: Fb  q.t 900 *18 * 60   2,5m 60 H f 24 * 3600 * 4,5 đó: + t : thời gian nước lưu lại bể, t = 18phút ( qui phạm t = 15 – 20 phút) + Hf : chiều cao bể phản ứng ( lấy 0,9 lần chiều cao bể = * 0,9 = 4,5 m Diện tích mặt bể phản ứng lắng: 15 + 2,5 = 17,5 m2 Đường kính bể phản ứng lắng: * Sl D   *17,5  4,72m 3,14 Chọn đường kính D = 5m Trong đường kính phần phản ứng: d pu  * 2,5  1,78m 3,14 Vùng chứa cặn bể có chiều cao 1/12 bán kính hình trụ vùng lắng: hc  4,72  0,39m  0,4m 12 Chiều cao vùng lắng bể: – 0,4 = 4,4m Chiều cao bể phản ứng lấy 0,9 lần chiều cao lắng : 0,9 * 4,4 = 3,96 m Tính máng thu nước: Máng thu nước hình cưa đặt theo chu vi bể có đường kính 0,95 đường kính bể : * 0,95 = 4,75 m Tải trọng máng thu nước : Al  Q 900   60,34m / ngaøy L 4,75 * 3,14 L : chu vi máng thu nước Tính tốn đường ống dẫn nước : Ong dẫn nước vào khỏi bể lắng có đường kính đường kính ống dẫn nước khỏi bể trộn 114mm Bể chứa nƣớc: 6.1 Nhiệm vụ: Chứa nước từ bể lắng nơi đặt bơm nước lên bể Aeroten 6.2 Tính tốn: Thời gian lưu nước bể phút Thể tích bể : V = 0,0104 * * 60 = 3,12 m3 Kích thước bể lựa chọn : Dài * rộng * cao = 1,5m * 1,5m * 2,0m Trong chiều cao dự trữ 0,3m Bể xây chìm đất cho nước tự chảy từ bể lắng vào bể chứa Bể Aerotank: 7.1 Nhiệm vụ: Bể Aeroten hoạt động theo phương pháp xử lí sinh học hiếu khí, vi sinh sử dụng oxy hoà tan để phân hủy chất hữu có nước Nước thải sau qua cơng trình xử lí phía trước lượng lớn chất hữu cơ, chúng đưa vào bể Aeroten để vi sinh vật phân huỷ chúng thành chất vô CO2, H2O, … tạo thành sinh khối mới, góp phần làm giảm COD, BOD nước thải Đặt tính dòng nước thải trước vào bể aeroten : COD = 415 mg/l BOD5 = 275 mg/l Độ màu = 194 Pt- Co Tổng N = 3,16 mg/l N_NH3 = 1,08 mg/l Tổng P = 1,34 mg/l SS = 23 mg/l 7.2 Tính tốn : Các thơng số thiết kế : Ngồi thơng số kể trên, tính tốn thiết bể Aeroten có thơng số sau :  Lưu lượng nước thải Q = 900m3 / ngày đêm= 0,0104 m3/s  Nhiệt độ nước thải trì bể 25oC  Nồng độ chất rắn bay hay bùn hoạt tính ( MLVSS) trì bể 3000mg/l  Nước thải vào bể aeroten có hàm lượng chất rán lơ lửng bay hơi( bùn hoạt tính ) ban đầu khơng đáng kể  Tỷ số chất rắn lơ lửng bay chất rắn lơ lửng (MLSS) hỗn hợp cặn khỏi bể lắng 0,7  Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn 10000mg/l  Thời gian lưu bùn hoạt tính ( tuổi bùn ) bể 10 ngày      Hệ số chuyển đổi BOD5 BOD20 : 0,68 Hệ số phân huỷ nội bào Kd = 0,06 ngày-1 Hệ số suất sử dụng chất cực đại : Y = 0,46 Nước thải điều chỉnh cho BOD5 : N : P = 100 : : Nước thải sau xử lí đạt tiêu chuẩn loại B + BOD5 đầu < 30mg/l + COD đầu < 95 mg/l + SS đầu < 30 mg/l có 65% cặn phân huỷ sinh học 7.2.1 Xác định hiệu xử lí bể : Lượng cặn hữu có chất rắn khỏi bể lắng : 0,65 * 30 = 19,5 mg/l Lượng cặn hữu tính tốn dựa vào phương trình sau : C5H7O2N + 5O2 → 5CO2 = 2H2O + NH3 + Năng lượng 113mg 160mg 1mg 1,42 mg Dựa vào phương trình lượng BOD cần 1,42 lần lượng tế bào Do lượng chất hữu tính theo BOD là: 1,42 * 19,5 = 27,69 mg/l Lượng BOD5 có chất rắn lơ lửng khỏi bể lắng : 0,68 * 27,69 = 18,83 mg/l Lượng BOD5 hoà tan khỏi bể lắng BOD5 đầu trừ lượng BOD5 có cặn lơ lửng 30 – 18,83 = 11,17 mg/l Hiệu xử lí BOD5 phải thiết kế : E 275  30 *100  89,9% 275 Hiệu xử lí BOD5 theo thiết kế : E 275  11,17 *100  96% 275 7.2.2 Xác định thể tích bể Aeroten : Thể tích bể tính theo cơng thức : V Q.Y  c ( S  S ) X (1  K d  c ) Trong đó:  Q :Lưu lượng nước thải 900m3/ngày  c : tuổi bùn  S0 : hàm lượng BOD5 đầu vào  S :hàm lượng BOD5 đầu V 900 * 0,46 *10 * (275  11,17)  227,6m 3000(1  0,06 *10) Chọn chiều cao chứa nước bể: 4m Diện tích bề mặt bể : 227,6  56,9m Chọn kích thước bể : Dài * rộng = 10m * 6m Vậy kích thước bể aeroten : Dài * rộng * cao= 10m * 6m * 4,5m Trong chiều cao dự trữ 0,5m 7.2.3 Xác định thời gian lưu nước :  V 227,6   0,253 ngày = 6,07 Q 900 7.2.4 Xác định lượng bùn xả hàng ngày : Hệ số tăng trưởng bùn : Yb  Y 0,46   0,2875  K d  c  0,06 *10 Lượng bùn hoạt tính sinh ngày : PX  Yb * Q(S o  S )  0,2875 * 900(275  11,17) = 68129 g/ ngày = 68,13 kg/ ngày Tổng lượng cặn lơ lửng sinh ngày : Pc  PX 68,13   97,35 kg/ngày 0,7 0,7 Lượng bùn xả hàng ngày tính : c  Nên V X Qxa * X T  Qr X r Qxa  V X  Qr X r c 227,6 * 3000  900 * 21 *10   7,5m /ngày X T c 7000 *10 Trong đó:  V : thể tích bể aeroten, = 227,6 m3  X : nồng độ bùn hoạt tính trì bể aeroten, 3000mg/l  Qr : lưu lượng nước khỏi bể lắng 2, xem lưu lượng vào bể ( nước theo bùn không đáng kể )  Xt : nồng độ chất rắn bay có bùn tuần hoàn lại bể, = 0,7 * 10000 = 7000mg/l  Xr : nồng độ chất rắn bay có bùn hoạt tính nước khỏi bể lắng , = 0,7 * 30 = 21 mg/l 7.2.5 Xác định lượng bùn tuần hoàn lại bể : Nồng độ bùn hoạt tính bể aeroten ln trì giá trị 3000mg/l ta có phương trình cân vật chất sau : X * (Qv  QT )  QT * X T nên QT  X 3000 * Qv  * 900  675m /ngày XT  X 7000  3000 Hệ số tuần hoàn bùn :  QT 675   0,75 QV 900 7.2.6 Kiểm tra tỉ số F/M tải trọng thể tích bể : S F 275  o   0,36 mg BOD5/ mg VSS ngày M  * X 0,253 * 3000 ( giá trị nằm qui phạm cho phép thông số thiết kế 0,2 – 1) Tải trọng thiết kế bể : L Q * S 900 * 275   1087 g BOD5/m ngày V 227,6 = 1,087 kg BOD5/m3 ngày ( giá trị nằm qui phạm cho phép thông số thiết kế 0,8 – 1,9) 7.2.7 Xác định lượng oxy cần cung cấp cho bể aeroten : Tính lượng oxy cần theo tiêu chuẩn: OCo = = Q( S o  S ) -1,42Px f 900(275  11,17)10 3  1,42 * 68,13 0,68 = 252,5kg O2/ngày f : hệ số chuyển đổi BOD5 BOD20, f = 0,68 Lượng O2 cần thực tế: Oct = OCo Cs C s  Cl Trong đó: Cs: DO bảo hồ nhiệt độ 25oC: 8,1 mg/l Cl: DO cần trì : 2mg/l  OCt = 252,5* 8,1 = 335,3 kg O2/ngày 8,1  Lượng khơng khí cần cung cấp: Qkk = OCt f OU OU: cơng suất hồ tan oxy độ sâu 4m OU = Ou* h Tra bảng 7.1 trang 112 sách “Tính tốn cơng trình xử lí nƣớc thải” ta có Ou = 7g O2/ m3.m  OU= Ou* h = 7* =28g O2/m3 f: hệ số an toàn f = 1,5 Qkk= 335,5 1,5= 17,96 103 m3/ ngày 3 28.10 = 748 m3/giờ Chọn dĩa phân phối khí có đường kính 0,17m, diện tích bề mặt 0,0227m2 Cường độ thổi khí 200 lít/ phút = 12 m3/ Số dĩa cần thiết: 748 =62,3 dĩa 12 Ta chọn số dĩa bố trí bể 63 dĩa 7.2.8 Xác định công suất máy nén khí: Ap lực cần thiết máy nén khí: H m = h l + hd + H Trong đó:  hl : Tổn thất hệ thống ống vận chuyển hl = 0,4m  hd : Tổn thất qua dĩa phun hd = 0,5m  H : Độ sâu ngậm nước dĩa phun H = 4m Hm = 0,4 + 0,5 + = 4,9m = 1,49 at Năng suất yêu cầu máy: Q = 0,21 m3 /s Cơng suất máy thổi khí : Pmáy  GRT  P2    29,7ne  P1   , 283   1  :  Pmáy: Cơng suất u cầu máy khí nén, kW  G: trọng lượng dòng khơng khí, kg/s G = 0,21 * 1,3 = 0,273 kg/s  R: Hằng số khí R = 8,314 KJ/K.moloK  T1: Nhiệt độ tuyệt đối khơng khí đầu vào T1= 298 oK  P1: Ap suất tuyệt đối không khí đầu vào P1 = atm  P2: Ap suất tuyệt đối khơng khí đầu P2 = Hm +1= 1,41 atm  N= K 1 = 0,283 (K= 1,395 khơng khí) K  29,7: Hệ số chuyển đổi  e: Hiệu suất máy, chọn e = 0,7 Vậy Pmaùy  0,273 * 8,314 * 298  1,49    29,7 * 0,283 * 0,7   , 283   1  30,6kW  7.2.9 Tính tốn đường ống dẫn khí: Các ống dẫn khí làm sắt tráng kẽm Vận tốc khí ống trì khoảng 15 – 20 m/s Chọn vận tốc để tính tốn 18 m/s Lưu lượng khí ống Qkk= 748 m3/giờ = 0,21 m3/s Đường kính ống : Dc  * Qkk * 0,21   122mm v * 18 * 3,14 Từ ống khí vào hai ống trung gian Lưu lượng khí ống trung gian : Qtg  Qkk 0,21   0,105m 2 Đường kính ống trung gian : Dtg  * Qtg v *  * 0,105  86mm 18 * 3,14 Chọn ống trung gian có đường kính 88mm Từ ống trung gian khí vào ống nhánh vào dĩa cung cấp cho bể Lưu lượng ống nhánh : Qn  0,105  0,021m Đường kính ống nhánh : Dn  * 0,021  38,5mm 18 * 3,14 Chọn ống nhánh có đường kính 42mm 7.2.10 Tính tốn đường ống dẫn nước thải vào bể aeroten : Vận tốc nước thải ống bể aeroten cần di trì khoảng 0,8 – m/s, chọn vận tốc 1m/s Đường kính ống là: D * Qv  v * * 0,0104  115mm * 3,14 Vận tốc bùn tuần hoàn lại bể chọn 0,6 m/s Lưu lượng bùn tuần hồn 675m3/ngày = 0,008 m3/s Đường kính ống tuần hoàn bùn : Dth  * 0,008  112mm 0,8 * 3,14 Bể lắng 2: 8.1 Nhiệm vụ : Mục đích bể loại bỏ bơng bùn hoạt tính khỏi nước từ bể Aeroten nhờ trọng lực bơng bùn 8.2 Tính tốn: Diện tích bể lắng: Q(1   )CO CV S= Q = 900m3/ngđ = 37,5 m3 /giờ Co: nồng độ bùn trì bể Aeroten 3000/0,7 = 4285mg/l C :nồng độ bùn dòng tuần hồn 10000 mg/l V :vận tốc lắng bề mặt phân chia V = 0,5 m/giờ S= 37,5(1  0,75)4285 = 56,24 m2 10000 * 0,5 Diện tích bể thêm phần buồng phân phối: Sb = 1,1 S= 1,1* 56,24 = 61,86 m2 Đường kính bể: D= S  = 61,86 3,14 =8,88 m Chọn D = 9m Tính lại diện tích bể: S = D2/4 = 3,14* 92/4 = 63,6 m2 Đường kính buồng phân phối: d = 0,25D = 0,25* = 2,25 m Diện tích buồng phân phối: f=  *d2 = 3,14 * 2,25 = 3,97 m2 Diện tích vùng lắng : Sl = 63,6 – 3,97 = 59,81 m2 Tải trọng bề mặt: Q S a= = 900 =15,1 m3/ m2 ngày 59,81 Vận tốc lên dòng nước: v= 15,1 =0,63 m/giờ 24 Máng thu nước đặt vòng tròn có đường kính 0,9 đường kính bể 9* 0,9 = 8,1 m Chiều dài máng thu : Dm*  = 8,1* 3,14= 25,4m Tải trọng thu nước máng : Q 900 = =35,43 m3/m ngày L 25,4 AL= = 1,48 m3/ m Tải trọng bùn sinh ra: b= (Q  Qr )C o (37,5  28,1)4285.10 3 = = 5,0 kg/ m2 S 56,24 Chọn chiều cao bể m Trong chiều cao chứa nước 3,7 m , chiều cao dự trữ 0,3 m Chiều cao lớp nước 1,7 m Chiều cao ống phân phối nước 1,5 m Chiều cao chóp đáy bể, độ dốc 20% H=0,2* (9 /2) = 0,9 m Chiều cao chứa bùn hình trụ : 3,7 – 1,7 – 0,9 = 1,1 m Thể tích chứa bùn : 56,24* 1,1 = 61,86 m3 Nồng độ bùn trung bình bể: Ctb = Cl + Ct 5000 + 10000 = = 7500mg / l = 7,5kg / m 2 Cl : nồng độ bùn bề mặt phân chia lắng Ct : nồng độ bùn hoạt tính dòng tuần hồn Lượng bùn chứa bể lắng : Gbùn = vb * Ctb = 61,8 * 7,5 = 463,98 kg Thể tích lắng : V = S * HL = 56,24 * 1,7 = 95,61 m3 Lưu lượng nước vào bể : Ql = (1+)Q = (1+ 0,75 ) 37,5 = 65,6 m3/giờ Thời gian lưu nước bể: t= 95,61 V = = 1,46 65,6 Q Bể chứa bùn : 9.1 Nhiệm vụ : Bùn sinh từ bể lắng II chuyển qua bể chứa bùn có hai ngăn Một ngăn chứa bùn bể bơm bùn tuần hồn trở lại bể aeroten Ngăn lại chứa bùn dư bơm qua bể nén bùn Bể chứa bùn thiết kế với hai ngăn với thời gian lưu bùn ngăn khác Ngăn thứ tiếp nhận toàn lượng bùn hoạt tính từ bể lắng II, phần lượng bùn tuần hoàn lại bể Aeroten, lượng bùn thừa dâng lên tràn qua ngăn thứ hai, bơm qua bể nén bùn 9.2 Tính tốn : Xác định kích thước ngăn thứ : Chọn thời gian lưu bùn ngăn thứ t 1= 15 phút nên thể tích ngăn thứ là: V1  Qxa * t1  675 *15 * 60  7,3m 24 * 3600 Kích thước ngăn thứ : dài * rộng * cao = 1,8 * * 2m Chọn thời gian lưu bùn ngăn thứ hai ngày Thể tích ngăn : V2 = Qd * t2 = 7,5 * = 14m3 Kích thước ngăn hai là: dài * rộng * cao = 3,5 * * 2m 10 Bể nén bùn : 10.1 Nhiệm vụ : Bể nén bùn giúp làm giảm thể tích hỗn hợp bùn cặn cách gạn phần lượng nước có hỗn hợp để giảm kích thước thiết bị xử lí giảm khối lượng phải vận chuyển Bể có dạng hình trụ với độ dốc đáy 5% hướng tâm Bùn cặn bể nén bùn có nguồn gốc từ:  Lượng bùn hoạt tính dư từ bể chứa bùn  Hàm lượng phèn sinh từ bể lắng q trình keo tụ 10.2 Tính tốn : Khối lượng bông, cặn chuyển tới bể nén bùn bao gồm :  Khối lượng bơng bùn hoạt tính từ bể chứa bùn: M1 = V* S * P *đ = 7,5 * 1,005 * 0,015 * 1000 = 113 kg/ngày Trong : + V : thể tích bùn dư ngày + S : tỉ trọng bơng bùn hoạt tính, S= 1,005 (Giáo Trình “ Tính Tốn Thiết Kế Các Cơng Trình Xử Lí Nước Thải”_ Trịnh Xuân Lai) + P : nồng độ phần trăm cặn khơ, P = 1,5 % (Giáo Trình “ Tính Tốn Thiết Kế Các Cơng Trình Xử Lí Nước Thải”_ Trịnh Xuân Lai) + đ : khối lượng riêng nước 1000kg/m3  Cặn từ bể lắng I : Thể tích phèn dùng q trình keo tụ 1,6 ml phèn bùn lít nước thải Trong nồng độ phèn nhơm 248g Al 2(SO4)3 165g Fe2(SO4 )3 lít phèn nhơm Như nồng độ phèn nhôm sắt sử dụng để keo tụ là:397mg Al2(SO4)3 264mg Fe2(SO4 )3 cho lít nước thải Khi cho phèn vào nước : Al2(SO4)3 18H2O → 2Al(OH)3 666g 156g 397mg ? Lượng Al(OH)3 sinh ngày: 397 *156 *10 3 * 900  102kg / ngày 546 Fe2(SO4 )3.14H2O → 2Fe(OH)3 604g 214g 165 ? Lượng Fe(OH)3 sinh ngày: 165 * 214 *10 3 * 900  52,6kg / ngày 604 Vậy tổng lượng cặn đưa vào bể nén bùn ngày : Mt = 113 + 102 + 52,6 = 267,6 kg/ ngày Lưu lượng bùn đưa đến bể nén : q M T *1000 267,6 *1000   0,56m /h 24 * C 24 * 20000 Trong : C : hàm lượng bùn sau nén Bùn có độ ẩm ban đầu 99% sau nén độ ẩm 98%, suy C = 20000g/m3 Chiều cao phần lắng bể nén bùn: Hl = 3,6 * v * tn = 3,6 * 0,05 * 16= 3,5m Trong đó: + v : vận tốc nước bùn (mm/s) Theo bảng 3-14 “Giáo Trình Xử Lí Nước Thải – Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội- PGS – PTS Hoàng Huệ”, chọn v = 0,06 mm/s + t : thời gian nén bùn, t = 16 h (“Giáo Trình Xử Lí Nước Thải – Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội- PGS – PTS Hồng Huệ”) Diện tích mặt thống bể : Fth  qx 0,34   1,56m 3,6v 3,6 * 0,06 Trong đó: + qx : lượng nước tối đa tách trình nén bùn q x  0,56 * 99  98  0,34m / h 100  98 Diện tích tiết diện ống trung tâm : f tt  q 0,56   0,016m 3600 * v 3600 * 0,01 Trong đó: V : tốc độ nước bùn ống trung tâm, v = 0,01(m/s) “Giáo Trình Xử Lí Nước Thải – Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội- PGS – PTS Hồng Huệ” Đường kính ống trung tâm : dt  * 0,016  0,14m 3,14 chọn loại ống thép có đường kính 140mm Đường kính bể nén bùn : D * ( Ft  f tt ) 3,14  * (1,56  0,116)  1,42m 3,14 Đường kính ống loe : 1,35* dt = 1,35 * 0,14 = 0,189m Bề rộng chắn : 1,3 * 0,189 = 0,246m Dung tích phần bùn bể : W  q* 100  99,2 0,8 * t b  0,56 * *  1,79m 100  98 Trong : tb : thời gian hai lần lấy bùn, tb = (“Giáo Trình Xử Lí Nước Thải – Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội- PGS – PTS Hoàng Huệ”) Chiều cao toàn phần bể : H = hl + hb + ht + hu + htb = 3,5 + 1,13 + 0,4 + 0,25 + 0,3 = 5,58m Trong : + hl :3,5m + hb = *W *1,79   1,13m 3,14 * D 3,14 *1,42 + ht : chiều cao lớp nước trung hoà, ht = 0,3 – 0,5m Chọn ht = 0,4m + hu : khoảng cách ống trung tâm chắn hu = 0,25m + htb : chiều cao thành bể mực nước bùn , chọn htb = 0,3m 11 Tính tốn máy bơm cơng nghệ xử lý: 11.1 BƠM TỪ HỐ THU LÊN BỂ ĐIỀU HOÀ: Chọn máy bơm hoạt động luân phiên Lưu lượng máy bơm Q = 900 m3/ ngày = 0,0104 m3/s Cột áp bơm 8m tổn thất đường ống 1m, H = + = 9m Công suất bơm: N= QgH 0,0104  1000  9,81  = = 1,15 (kW) 1000 1000  0,8  : hiệu suất bơm  = 0,8 Chọn bơm có cơng suất 1,2(kW) 11.2 BƠM TỪ BỂ CHỨA LÊN BỂ AEROTANK: Chọn máy bơm hoạt động luân phiên Lưu lượng máy bơm Q = 900 m3/ ngày = 0,0104 m3/s Cột áp bơm 5m tổn thất đường ống 1m, H = + = 6m Công suất bơm: N= QgH 0,0104  1000  9,81  = = 0,765 (kW) 1000 1000  0,8  : hiệu suất bơm  = 0,8 Chọn bơm có cơng suất 0,8(kW) 11.3 BƠM BÙN TỪ BỂ PHẢN ỨNG LẮNG : Khối lượng bùn sinh ngày bể phản ứng lắng M= 154,6 kg/ngày Nồng độ bùn 4g/l Thể tích bùn sinh ngày : Vb = 154,6 / = 38,65 m3/ngày Mỗi ngày bơm bùn lần ( ca làm việc bơm lần), lần 10 phút Lưu lượng bơm là: qb  38,65  0,0107m / s *10 * 60 Cột áp bơm 4m tổn thất đường ống 2m, H = + = 6m Công suất bơm: N= QgH 0,0106  1000  9,81  = = 0,787 (kW) 1000 1000  0,8  : hiệu suất bơm  = 0,8 Chọn bơm có cơng suất 0,8(kW) 11.4 BƠM BÙN TUẦN HOÀN VÀ BÙN DƢ : Lưu lượng bơm bùn tuần hoàn Qt = 28,125 m3/giờ = 0,0078 m3/s Cột áp bơm 4m tổn thất 2m, H = +2 = 6m N= QgH 0,0078  1000  9,81  = = 0,57 (kW) 1000 1000  0,8 Chọn bơm có cơng suất 0,6 (kW) 12 Tính tốn lƣợng hóa chất sử dụng: 12.1 LƢỢNG HỐ CHẤT DÙNG CHO Q TRÌNH KEO TỤ: Trong thực nghiệm lít nước thải cần dùng 1,6ml phèn bùn Lượng phèn bùn dùng ngày : 1,6 * 900 = 1440 lít = 1,44 m3 phèn bùn/ ngày Lượng sút dùng để điều chỉnh pH là: 2,7 * 900 = 2430 lít = 2,43 m3 NaOH 1N/ ngày Khối lượng NaOH nguyên chất cần ngày ( rắn ) 2,43 * 1000 * 40 = 97,2 kg/ ngày 12.2 LƢỢNG CHẤT DINH DƢỠNG BỔ SUNG VÀO NƢỚC THẢI : Vì hàm lượng nguyên tố dinh dưỡng N,P,…có nước thải ít, cần phải bổ sung thêm muối có chứa N, P (NH 4)2SO4 , KH2PO4 để giúp cho vi sinh vật hoạt động tốt Lượng chất dinh dưỡng cho vào cho BOD5 : N : P = 100 : : Do BOD5 nước thải vào bể sinh học 275 mg/l hàm lượng N , P có nước thải 3,16mg/l 1,34mg/l nên lượng N , P cần bổ sung : 275 *  3,16  10,59mg / l 100 275  1,34  1,41mg / l + P : 100 + N : Khối lượng N, P cần bổ sung ngày : + N : 10,59 *10 3 * 900  9,53kg / ngaøy + P : 1,41*10 3 * 900  1,27kg / ngaøy Vậy hàm lượng muối cần cho vào ngày: + (NH4)2SO4 : (9,53 * 132)/28 = 44,9 kg/ngày + KH2PO4 : ( 1,27 * 136)/31 = 5,57 kg/ngày ... nhơm 248g Al 2 (SO4 )3 165g Fe2 (SO4 )3 lít phèn nhôm Như nồng độ phèn nhôm sắt sử dụng để keo tụ là:397mg Al2 (SO4 )3 264mg Fe2 (SO4 )3 cho lít nước thải Khi cho phèn vào nước : Al2 (SO4 )3 18H2O → 2Al(OH)3... = 40mm số cánh khuấy Nên F = * 0,2 * 0,04 = 0,048 m2  V : vận tốc chuyển tương đối cánh khuấy so với nước, m/s xác định theo công thức : V 0,75 * 2 * R * n 0,75 * * 3,14 * 0,3 * 50   1,18m... lắng chất bẩn xảy bể Tính tốn lượng khí cần để xáo trộn bể : Lượng khí cần cho 1m3 nước thải sau song chắn rác 3,74m3 khơng khí ( theo giáo trình” Industrial Water Pollution Control “ – Wesley