Tính toán thiết kế các công trình đơn vị

Tính tốn cơng trình đơn vị Thư viện chia sẻ tài liệu mơi trường – www.tailieumoitruong.org CHƯƠNG IV TÍNH TỐN CHI TIẾT CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 4.1Lưu lượng tính tốn : Lưu lượng trung bình ngày: Qtbngày = 700 m3/ngày.đêm Lưu lượng nước thải trung bình : Qtbh = 29,2 m3/h Lưu lượng nước thải theo lớn nhất: Qmaxh = Qtbh kh =29,2 2,8 = 81,76 m3/h Với kh : hệ số không điều hòa giờ, lấy kh=2,8 (Theo bảng 3.2của Thầy Lâm Minh Triết, sách ”Hệ số khơng điều hịa chung”, trang 99) Lưu lượng trung bình giây: Qtbs = 8,11.10-3 m3/s Lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất: Qmaxs = 0,023 m3/s 4.2 Tính tốn mương dẫn nước thải (hình chữ nhật) : Diện tích tiết diện ướt: W  s Qmax 0,023   0,029 m2 V 0,8 Với V: Là vận tốc chuyển động nước thải trước song chắn rác(v = 0,6 - 1m/s, chọn v = 0,8m/s) Thiết kế mương dẫn nước thải có bề rộng b = 0,5m = 500mm Chiều sâu mực nước mương dẫn: hi  W 0,029   0,058 m  58 mm b 0,5 Chiều sâu xây dựng trước song chắn rác: hx = hi + hbv = 58 + 450 = 508mm = 0,508m Chọn hbv= 450mm Bán kính thủy lực: R  W 0,029   0,026 m  26 mm p 1,116 Với W: diện tích mặt cắt ướt (m2 ) P (chu vi ướt) = (0,058 + 0,5).2 = 1,116m n Hệ số sezi (C): C  R y Với n: hệ số nhám phụ thuộc vào d(đường kính thủy lực) Tính tốn cơng trình đơn vị Thư viện chia sẻ tài liệu môi trường – www.tailieumoitruong.org d = 4.R = 4.26 = 104mmChọn n = 0,013 y: số phụ thuộc vào độ nhám, hình dạng kích thước cống 2 y  1,5n  1,5.0,013  0,17 C 0,026 0,17  41,36 0,013 Độ dốc thủy lực i: V  C R.i => i  V2 0,8   0,014 C R 41,36 2.0,026 4.3 SONG CHẮN RÁC : Số lượng khe hở cần thiết SCR Q s max 0,023 n k 1,05  26 Chọn số khe hở 26 V b.hi 0,8.0,02 0,058 Trong đó: n : Số khe hở s Qmax : Lưu lượng giây lớn nước thải, (m3/s) V : Vận tốc nước chảy qua khe hở song chắn, chọn v = 0,8 m/s b : Kích thước khe hở, quy phạm từ 16 – 25mm, chọn b = 20 mm hi: Chiều sâu lớp chân song chắn rác, tính độ đầy nước mương dẫn K : Hệ số tính tới khả thu hẹp dịng chảy, thường lấy K = 1,05 Bề rộng thiết kế song chắn rác Do ta chọn trường hợp số khe hở lớn số song chắn rác nên: Bs  d (n  1)  b.n  0,01.(26  1)  0,02.26  0,77 (m) Trong đó: d : bề dầy song chắn rác, theo quy phạm từ 8-10mm Chọn d = 0,01m b: khoảng cách Quy phạm từ 16-25mm Chọn b=20mm d Va2 Tổn thất áp lực qua song chắn rác: hs  k. ( ) sin  b 2g Tính tốn cơng trình đơn vị Thư viện chia sẻ tài liệu môi trường – www.tailieumoitruong.org  0,01  0,8 hs  2.2,42  sin 60  0,054 m  54 mm   0,02  2.9,81 Trong đó: k : Hệ số tính đến tổn thất áp lực rác vướng song chắn rác (k = – 3), chọn k =  : Góc nghiêng song chắn rác so với phương ngang, (  = 45-90o) chọn  =600  : Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang song chắn, chọn loại a có  =2,42 Bảng 4.1 : Tiết diện hệ số  song chắn rác Tiết diện a b c d e Hệ số  2,42 1,83 1,67 1,02 0,76 d: Chiều dày chắn rác Chọn d=10mm b: Khoảng cách Chọn b=20mm Va: Vận tốc nước qua khe Quy phạm Va=0,6-1m/s,chọn Va=0,8m/s Chiều dài phần mở rộng trước SCR l1  Bs  Bm 0,77  0,5   0,37 m 2tg 2.tg 20 Trong đó: Bm :Bề rộng mương dẫn, Bm = 0,5m  : Góc mở rộng trước song chắn rác, theo quy phạm  =200 Bs: Bề rộng SCR, Bs=0,77m Chiều dài phần mở rộng sau SCR: l  Chiều sâu xây dựng mương đặt SCR: l1 0,37   0,185 m 2 Tính tốn cơng trình đơn vị Thư viện chia sẻ tài liệu môi trường – www.tailieumoitruong.org H  hi  hs  hbv  0,058  0,054  0,5  0,612 m Trong đó:hbv: Chiều cao bảo vệ SCR,chọn hbv=0,5m Chiều dài xây dựng mương đặt SCR: l  l1  l2  ls  0,37  0,185  1,353  1,908 m Trong đó: ls: Chiều dài phần mương đặt SCR ls= La+1m Ta có: La  H 0,612   0,353 m tg tg 60 =>ls=0,353+1=1,353m hs hi hi  l1 ls Bm l2 B  s Hình 4.1 Song chắn rác Hiệu xử lý SCR: (Theo Lâm Minh Triết, “Xử lý nước thải đô thị công nghiệp”,2001) Lượng SS lại sau qua SCR: SSra=640 – (640.0,04)=614,4 mg/l Lượng BOD lại sau qua SCR: BODra=2300-(2300.0,05)= 2185mg/l Lượng COD lại sau qua SCR: CODra=4000-(4000.0,05)= 3800mg/l Tính tốn cơng trình đơn vị Thư viện chia sẻ tài liệu môi trường – www.tailieumoitruong.org Bảng 4.2 : Tóm tắt thơng số thiết kế song chắn rác Tên thông số Ký hiệu Đơn vị Số lượng Góc nghiêng  Độ 60 Góc mở rộng trước SCR  Độ 20 Số khe hở SCR n khe 26 Bề rộng khe hở b mm 20 Bề rộng chắn D mm 10 Chiều rộng toàn SCR Bs mm 770 Chiều dài mở rộng trước l1 SCR mm 370 Chiều dài mở rộng sau l2 SCR mm 185 Chiều dài xây dựng SCR L mm 1,908 Chiều sâu xây mương sau SCR H mm 0,612 25 dựng Số lượng SCR 4.4 BỂ TIẾP NHẬN : L Thể tích bể tiếp nhận: W  Q h max t  81,76.0,5  40,88m Trong đó: H t: thời gian lưu nước bể tiếp nhận, chọn t=30 phút h Qmax : lưu lượng lớn theo h Chọn độ sâu lưu nước Hh.ích=2m B Độ sâu xây dựng H=2+0,5=2,5m Hình 4.2 Bể tiếp nhận Tính tốn cơng trình đơn vị Thư viện chia sẻ tài liệu mơi trường – www.tailieumoitruong.org Diện tích mặt thống bể: F W 40,88   20 44 m H h.ich Chọn : Chiều rộng bể B= 3m  Chiều dài L= 7m Thể tích thực bể : V = L B H =7.3.2,5= 52.5m3 Đường kính ống dẫn nước đến bể điều hịa: dr  4Q h max   v 4.81,76  0.139 m  139 mm 3,14 1,5.3600 Chọn đường kính ống 140mm Với v: Vận tốc nước ống, chọn = 1,5m/s Bảng 4.3 : Tóm tắt thơng số thiết kế bể tiếp nhận Tên thơng số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Chiều cao xây dựng H m 2,5 Chiều dài bể L m Bề rộng bể B m mm 140 Đường kính ống dr dẫn nước khỏi bể 4.5 BỂ ĐIỀU HÒA : L Thời gian lưu nước bể điều hòa từ 4-8h, Chọn thời gian lưu t=4h H Thể tích bể điều hịa: Wdh=Qhmax.t= 81,76.4=327,04 m3 Ống phân phối Kích thước bể: khí Chọn hình dạng bể điều hịa hình chữ nhật chiều cao bể H= 4m B Hình 4.3Cấu tạo bể điều hịa Tính tốn cơng trình đơn vị Thư viện chia sẻ tài liệu môi trường – www.tailieumoitruong.org Diện tích bể: F  Wdh 327 ,04   81,76 m H Chọn kích thước bể L x B = 10 x 8,5 (m) Chọn chiều cao an toàn 0,5m Vậy chiều cao tổng cộng bể Hxd=4,5m Lưu lượng khí cần cấp bể điều hịa Lượng khơng khí cần cấp bể : Qkk=Vk W Với: Vkk=0,015m3/m3.phút (Theo Trịnh Xuân Lai, “Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải”, 2000) W: Thể tích bể điều hịa => Qkk= 0,015.327,04= 4,9 (m3/phút) Chọn hệ thống dẫn khí thép khơng gỉ có đục lổ, hệ thống gồm n=3 nhánh đặt song song theo chiều dài bể,cách chiều dài thành bể bên 100 cm,cách chiều rộng bên 20 cm Gọi R khoảng cách ống nhánh,R tính: R B  2.1 8,5  2.1   3,25 m 2 Bán kính phân phối khí ống nhánh: r=R/2= 1,625(m) Đường kính ống dẫn khí chính: D  4.Qkk  v 4.4,9  0,1m 3,14 10 60 Với v : Là vận tốc khí ống v =10-15m/s, chọn 10m/s (Theo Lâm Minh Triết, “Xử lý nước thải đô thị công nghiệp”) =>Chọn ống D= 0,1m = 100mm Lưu lượng khí ống nhánh : q  Đường kính ống nhánh : d  Qkk 4,9   1,63m / phút n 4.q 4.1,63   0,06 m / phút  v 3,14 10 60 => chọn ống d= 0,06m = 60mm Chọn đường kính lỗ ống d=5mm=0,005m (thuộc khoảng 2-5mm) Tính tốn cơng trình đơn vị Thư viện chia sẻ tài liệu mơi trường – www.tailieumoitruong.org Chọn vận tốc qua lỗ Vlỗ=10m/s ( theo quy phạm 5-20m/s) Lưu lượng khí qua lỗ: ql  Vl  d l  10 3,14 0,005  0,0002 m / s  0,012 m phút Số lỗ ống nhánh: Nl  q 1,63   135 ,8 lỗ, => Chọn Nl = 136 lỗ ql 0,012 Đục 136 lỗ đường kính 0,005m ống nhánh Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén : Hc = hd+ hc + hf + H Trong đó: hc: Tổn thất áp lực cục hf : Tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối hf ≤ 0,5 , chọn hf = 0,4m hd : Tổn thất dọc đường Tổng tổn thất hd+hc≤ 0,4m , chọn hd+hc= 0,2m H: chiều sâu áp lực bể =>Hc=0,4+0,2+4= 4,6 m Cơng suất máy nén khí N 34400 ( p 0, 29  1)Qkk 34400 (1,45 0, 29  1).4,9   4,48kw/ h 102 102 0,7.60 Trong đó: Qkk : lưu lượng khơng khí cần cấp (m3/phút)  : Hiệu suất máy nén khí, chọn  = 0,7 (70%) p : áp lực khí nén (atm) p 10,33  H c 10,33  4,6   1,45 atm 10,33 10,33 Hiệu xử lý bể điều hòa CODra giảm 5% CODra= 3800 - (3800.5%)= 3610(mg/l) Tính tốn cơng trình đơn vị Thư viện chia sẻ tài liệu môi trường – www.tailieumoitruong.org BOD giảm 5% BODra=2185-(2185.5%)= 2075,75(mg/l) Bảng 4.4 : Tóm tắt thơng số thiết kế bể điều hịa Tên thơng số Ký hiệu Giá trị Chiều dài L 10m Chiều rộng B 8,5m Chiều cao xây dựng Hxd 4,5m Đường kính ống sục khí D 100mm Đường kính ống sục khí phụ d 60mm Số ống n ống Đường kính lỗ sục khí dl 5mm Số lỗ ống nhánh Nl 136 lỗ Áp lực cần cho hệ thống khí nén Hc 4,6m Cơng suất cần cho hệ thống khí N nén 4,48 Kw/h 4.6 BỂ KEO TỤ TẠO BÔNG : Bể keo tu tạo bơng có tác dụng làm giảm hàm lượng SS Ca cho nước thải, để an toàn cho hệ thống trước bước vào trình xử lý sinh học Hiệu suất khử N P bể : N giảm 20%, lại : Nra = 200 – (200.0,2) = 160 mg/l P giảm 10%, lại : Pra = 35 – (35.0,1) = 31,5 mg/l Thể tích bể : V  Q tb ngày.t  700 60  29,17 m 24 60 Trong : t : Thời gian lưu nước,t= 30-60 phút,chọn t= 60phút Tính tốn cơng trình đơn vị Thư viện chia sẻ tài liệu môi trường – www.tailieumoitruong.org Để q trình keo tụ tạo bơng xảy tốt Gradien giảm từ đầu đến cuối bể ta chia bể làm buồng, buồng tích là: Vi  V 29 ,17   9,72 m 3 Chọn bể hình vng B x L x H = 2,5x2,5x1,56 Chọn loại cánh khuấy cánh guồng gồm trục quay cánh đặt đối xứng Đường kính cánh cách mặt nước đáy : Dc= 0,3m Đuờng kính cánh guồng : Dg= H – 2.0,3 =1,56 – 0,6 = 0,96m Cánh guồng cách mép tường khoảng = (2,5-0,96-0,1)/2= 0,72m Chọn chiều rộng : 0,1 m Diện tích cánh khuấy : f = 0,1.0,96 = 0,096m2 Tổng diện tích : Fc= 4.f = 4.0,096 = 0,384m2 Bán kính cánh khuấy : R1 = Dg/2 = 0,96/2 = 0,48m R2 = 0,48 - 0,2 = 0,28m Bể phản ứng thứ : Chọn số vòng quay cánh khuấy n1=140 v/ph Năng lượng cần thiết cho bể :N1= 51 Cd f v3 Trong đó: Cd: số kể đến khoảng cách nước với kích thước cánh khuấy, chọn dựa vào tỉ số di động chiều dài/chiều rộng: 0,96/0,1 = 9,6 Tỉ số di động Cd 1,2 20 1,5 >20 1,9 Dùng phương pháp nội suy => Cd = 1,3 Diện tích cánh khuấy đối xứng: f = 2.0,096 = 0,192m2 Vận tốc tuơng đối cánh khuấy so với nước : v  0,75 (2. R n ) 60 ... Lai,? ?Tính tốn thiết kế cơng trình Xử lý Nước Thải”) Tính tốn cơng trình đơn vị Thư viện chia sẻ tài liệu mơi trường – www.tailieumoitruong.org - Thể tích phần xử lý kỵ khí bể: - Diện tích cần thiết. .. CODra=4000-(4000.0,05)= 3800mg/l Tính tốn cơng trình đơn vị Thư viện chia sẻ tài liệu môi trường – www.tailieumoitruong.org Bảng 4.2 : Tóm tắt thơng số thiết kế song chắn rác Tên thông số Ký hiệu Đơn vị Số lượng... 8,6 lỗ, Chọn N = (lỗ) 24 0,425 Bảng 4.7 Tóm tắt thơng số thiết kế bể UASB STT Tên thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Tính tốn cơng trình đơn vị Thư viện chia sẻ tài liệu môi trường – www.tailieumoitruong.org