Bài tập môn Kỹ thuật xử lý nước thải

Tài liệu cung cấp một số bài tập của môn Kỹ thuật xử lý nước khác với nội dung: sơ đồ khối cách thiết kế bể lắng sơ cấp; thiết kế bể lắng sơ cấp; các số liệu tham khảo để thiết kế bể lắng sơ cấp.

  BÀI TẬP 6: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI  SƠ ĐỒ KHỐI CÁCH THIẾT KẾ BỂ LẮNG SƠ CẤP: Số liệu cần thiết                                                                                     Tiêu chuẩn tuân   Bắt đầu theo Csssx, Csssh : hàm  lượng SS trong  nước thải sản  xuất và nước  thải sinh hoạt Qsx, Qsh: lưu  lượng nước thải  sản xuất và  nước thải sinh  hoạt Css, Cssra : hàm  lượng SS ra sau  khi lắng E, đồ thị biểu  diễn mối quan  hệ giữa hiệu  suất lắng và  SOR Q, SOR Tính hàm lượng SS đầu vào Css = Xác định hiệu suất loại bỏ SS của  bể lắng sơ cấp sẽ thiết kế E =   Từ đồ thị biểu diễn mối quan hệ  giữa hiệu suất lắng và SOR : để đạt được hiệu suất là E % thì  lưu lượng nạp nước trên đơn vị  diện tích bề mặt là: SOR  m3/m2*ngày  Tính diện tích bề mặt phần lắng                                 Alắng=  Tính diện tích bồn phân phối nước                              Aphân phối nước=  15%Alắng Tính đường kính bể lắng D = Tính đường kính bồn phân phối  nước d = 30 – 40% D D Alắng Alắng, Aphân phối nước Tính tổng diện tích bể lắng sơ cấp Atổng =  Alắng + Aphân phối nước Alắng Hhđ, Hmt Hhđ, Atổng Rbể,  chọn Rhố :  bán kính hố  chứa bùn.  Chọn độ dốc  đáy 1 : 12 Vbể V, Q Q, Css , E:  hiệu suất  loại SS của  bể lắng sơ  cấp Tính chiều sâu của bể phần hình  trụ                Hb = Hhđ + Hmt Chọn Hhđ = 3,6 – 3,7 m Hmt = 0,5 – 0,6 m Chọn theo mơ hình: 0.4m Tính thể tích nước trong phần bể V bể= Atổng * Hhđ  Tính chiều sâu của phần nón cụt  Hnóncut =  Tính thể tích tổng cộng của bể V = Vbể Tính thời gian lưu tồn nước: Tính khối lượng chất rắn trong bùn trong  một ngày Sm = Q*Css*E (kg) Chọn E = 40 – 70% Sm Mbùn, Gbùn = 1030  Tính khối lượng bùn trong một ngày Mbùn = Sm *  Tính thể tích bùn trong 1 ngày : kg/m :  khối lượng  riêng của bùn Vbùn, N: số lần  bơm bùn trong 1  ngày Vhố, Rhố a,b: hằng số thực  nghiệm,: thời  gian lưu nước,  Bảng : Giá tri  hằng số thực  nghiệm a,b ở  t200C CCODsx, CCODsh,  CBOD5sx, CBOD5sh,  Vbùn =   Tính thể tích hố thu bùn : Vhố =   Tính chiều cao hố thu bùn : Hhố =  Tính hiệu suất khử BOD5, COD, SS R=    (%) Tính nồng độ COD và BOD5 đầu vào: CCODvào =  CBOD5vào =  Qsx, Qsh CBOD5vào, RBOD5,  CCODvào, RCOD,  CSSvào, RSS Q, Alắng Tính nồng độ COD,BOD5,SS đầu ra  của bể lắng sơ cấp (mg/l) CBOD5ra =  CBOD5vào * (1­ RBOD5) CCODra  = CCODvào * (1­ RCOD) CSSra      = CSSvào * (1 – RSS ) Tính vận tốc vùng lắng : v =  (m/s) k: Hằng số phụ  thuộc vào tính  chất căn, :Tỷ  trọng hạt, g: Gia  tốc trọng trường g  = 9,81m/s2,d:  Đường kính tương  đương của hạt,f:  Hệ số ma sát, hệ  số này phụ thuộc  vào đặc tính bề  măt của hạt và hệ  số Reynol của hạt  khi lắng.  Tính vận tốc giới hạn trong vùng lắng : VH= Kết thúc Kiểm tra và xuất bản vẽ     Thiết kế bể lắng sơ cấp:  Bảng : Các số liệu tham khảo để thiết kế bể lắng sơ cấp: Thông số Giá trị Khoảng biến   Giá trị thiết kế Thời gian lưu tồn θ (giờ) Tải nạp bề mặt SOR (m3/m2.d) Lưu lượng qua băng phân phối  nước (m3/m dài.d) Hiệu suất loại SS (%) Hiệu suất loại BOD,COD (%) thiên 1,5 ÷ 2,5 31 ÷ 50 50 124,2 ÷ 496,8 248 40 ÷ 70  55 30 ÷ 40 35   ( theo Bài giảng Xử Lý Nước Thải_ Lê Hồng Việt) Css vào = test = 503,93 mg/l = 0,50393 kg/l     Chọn nồng độ SS trong nước thải sau khi lắng: 350mg/l     Hiệu suất của bể lắng sơ cấp cần thiết kế là:       E = 503,93 350 * 100 503,93 30,5% Đảm bảo được hiệu suất 30 ­  Từ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất lắng và SOR để đạt được hiệu suất là  30,5% thì lưu lượng nạp nước trên đơn vị diện tích bề mặt là: 47m3/m2*ngày Diện tích bề mặt phần lắng:                                  Alắng=  Q SOR 61 1770 47 371,3 m ,7 m Ta thiết kế bể lắng hình trụ trịn:  1,3 m 15 * 37 ,7                                 Aphân phối nước= 15%Alắng =  100 50.195 m ,66m22    Miệng dưới của buồng phân phối nước đặt ngay mực phân cách của lớp nước trong Chọn chiều sâu bồn phân phối nước so với mực nước hoạt động của bể là: 0,3m Chiều cao tổng cộng của bồn phân phối nước:0.395m → buồng phân phối nước ngập 0.3m Tổng diện tích của bể lắng sơ cấp:       Atổng =  Alắng = 1,3m2 Chiều cao của mặt thống khoảng Hmt = 0,05m Tổng chiều sâu của bể (phần hình trụ): Hb = Hhđ + Hmt = 0.395 + 0,05 = 0.4m Chọn độ dốc đáy là 1:12 Chọn đường kính hố chứa bùn là: Dhố = 1m → Rhố = 0,5m Thể tích tổng cộng của bể là:        V = d.r.h= 1.2 x 0.3 x 0.4 = 0.144 m3 Thời gian lưu tồn nước:                                           V Q 0,144 159,73 * 24 611770 0,056 giờ = 4 phút 2,17 Hố thu bùn: Ta có: Rhố= 0,5m ­ ­ Khối lượng riêng của bùn: Gbùn= 1030 kg/m3  E = 55 % = 0,55 (E = 40 – 70% ) ­ Thời gian lấy bùn ra : t = 3 giờ Css= 503,93 mg/l = 0,50393 kg/l  ­ ­  Chất rắn chiếm  3% trọng lượng bùn  Khối lượng chất rắn trong bùn trong một ngày Sm = Q*Css*E = 1770* Css vào* 0,55 = 490,58 kg Khối lượng bùn trong một ngày  Mbùn = Sm *  100 100  = 490,58 *  = 16352,7 kg .  3 Thể tích bùn trong 1 ngày :   Vbùn =   M bùn Gbùn 16352,7 1030 15,88  m3 .  Khoảng 3 tiếng bơm bỏ bùn một lần vậy 1 ngày ta bơm bỏ bùn 8 lần  Thể tích hố thu bùn : Vhố =   Vbùn 15,88 1,985  m3 .  Chiều cao hố thu bùn : Hhố =  Vho Aho 1,985 3,14 0,5 2,53 m  Tính hiệu suất khử BOD5, COD, SS          R=  a b*    (%)  R: hiêu suất khử BOD5, COD, SS a,b: hằng số thực nghiệm : thời gian lưu nước  Bảng : Giá tri hằng số thực nghiệm a,b ở t 200c Chỉ tiêu a  b Khử BOD5 Khử SS 0,018 0,0075 0,02 0,014 Hiệu suất khử BOD5, COD : RBOD5 = RCOD =   2,17 0,018 0,02 * 2,17 35,34 % Hiệu suất khử SS :                         RSS =  a b* 2,17 0,0075 0,014 * 2,17 57,3% Nồng độ COD, BOD5 đầu vào là: 1350 * 1600 750 * 170 = 1292,37 mg/l   1600 170 980 * 1600 468,75 *170 CBOD5vào =  = 930,9 mg/l  1600 170 CCODvào =  Tính nồng độ COD,BOD5,SS đầu ra của bể lắng sơ cấp (mg/l)       ­     CBOD5ra = 930,9 * (1­ 0,3534) = 601,92 (mg/l )      ­     CCODra  = 1292,37 * (1­ 0,3534) = 835,65 (mg/l)      ­     CSSra      = 503,93 * (1 – 0,573 ) = 215,18 (mg/l ) Vận tốc vùng lắng :  v =  Q Alang 1770 = 5,43.10­4 (m/s) 37,7 * 86400 Vận tốc giới hạn trong vùng lắng : 8k ( ρ − 1) gd  VH=  f  1/ 8*0, 06(1, 25 − 1)9,81*10 −4  =  0, 025  1/ = 0, 0686m / s Trong đó:  k: Hằng số phụ thuộc vào tính chất căn, chọn k = 0,06   :Tỷ trọng hạt, chọn là 1,25  g: Gia tốc trọng trường g =9,81m/s2  d: Đường kính tương đương của hạt,chọn d=10­4 m  f: Hệ số ma sát, hệ số này phụ thuộc vào đặc tính bề măt của hạt và hệ số  Reynol của hạt khi lắng,chọn f = 0,025.  Máng thu nước được bố trí sát thành bể chạy dọc theo đường kính bể Vậy chiều dài của máng thu nước (Ln) * D d  = 3,14 * (6,9 + 2,07) = 28,17 (m) Ln =  * Dmangthu Chọn chiều rộng máng thu nước là 0,4 m,chiều sâu 0,5 m Thể tích máng thu nước là : ( thiết kế thay thế bằng ống dẫn nước qua máng thu ) V =Ln * B * H = 28,17 * 0,4 * 0,5 = 5,634 (m3) Tải trọng thủy lực máng thu nước : b =  Q Ln 1770 = 62,83 (m3/m2.ngày)