Thông số Kích thước của bể Chiều cao ngăn phản ứng 4 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên Vách nghiêng phễu thu khí Chiều cao phễu thu khí Đáy phễu thu khí có chiều dài, chiều rộng cạnh đơn nguyên[r]
(1)Thành phần nước thải đầu vào Thông số Đầu vào Đơn vị QCVN 01:2008 Lưu lượng trung bình (Qtb) 1200 m3/ngày đêm - Tổng rắn lơ lửng (SS) 1600 mg/l 100 Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) 7000 mg/l 50 Nhu cầu oxy hóa học (COD) 10000 mg/l 80 Nồng độ Nitơ tổng (Ntổng) 160 mg/l 30 Nồng độ Photpho tổng (Ptổng) 90 mg/l pH 5,6 - 6–9 Lưu lượng nước thải cần xử lý là 1200m3/ngày đêm Nước thải sau xử lý phải đạt theo QCVN 01:2008 nước thải công nghệp để thải môi trường BỂ GẠN MỦ Tính toán Lưu lượng Qtb= 1200m3/ngày đêm = 50 m3/h Thời gian lưu nước bể: ngày = 72 Vậy dung tích bể là: V =Qtb ×t=50 ×72=3600 m Chọn chiều cao bảo vệ là: 0,5(m) Chiều sâu lớp nước bể là: 5(m) Diện tích hữu ích bể gạn mũ là: F= W 3600 = =720 (m2) H Thể tích hữu ích là: V =36 × 20× 5=3600 (2) Thể tích thực tế bể: V =36 × 20×(5+ 0,5) Chia bể tách mũ làm ngăn Diện tích hữu ích ngăn: F 720 f= = =80 m2 9 Tỉ lệ chiều rộng × cao ngăn: l× B=16 ×5=80 m2 Khấu trừ lối vào các ngăn : ×0,5=4,5 (m) Bề dày thành: σ =20 cm=0,2( m) Chiều cao bể: 5+0,5=5,5 (m) Chiều dài thành chọn: lt=2,7 (m) Khoảng cách các thành: m ) r=2−0,1=1,9 ¿ Hiệu suất xử lý: SS là 75 %=1360× ( 1−0,75 )=340 mg/l BOD là 35 %=6650× ( 1−0,35 )=432215 mg /l COD là35 %=9500 ( 1−0,35 )=6175 mg/l Thông số thiêt kế bể tách mủ: tt Thông số Chiều cao bể (m) Chiều dài bể (m) Chiều rộng bể (m) Số ngăn (ngăn) Khoảng cách các ngăn (m) Bề dáy thành δ (cm) Chiều cao lt (m) Khoảng cách các r (m) Giá trị 5,5 36 20 0,5 20 2,7 1,9 (3) BỂ UASB Tính toán: Nước thải sau khỏi bể UASB thì hàm lượng COD phải nhỏ 600 mg/l để vào bể Aerotank Hiệu xử lý bể UASB là: CODV CODr 3519 ,75−600 ×100 COD 3519 ,75 V E= × 100 = = 82,95% Lượng COD cần khử ngày là: G = Q×(CODv – CODr)×10-3 = 1200×(3519,75 – 600)×10-3 = 3504 kgCOD/ngày đêm Tải trọng khử COD bể UASB, a = kgCOD/m3 ngày đêm Dung tích xử lý yếm khí cần thiết: G 3504 V= = =438 m3 a Để giữ cho lớp bùn hoạt tính trạng thái lơ lửng thì tốc độ nước dâng bể phải giữ khoảng 0,6 – 0,9 m/h Ta chọn vận tốc nước dâng là v = 0,6 m/s Để giữ cho lớp bùn hoạt tính trạng thái lơ lửng thì tốc độ nước dâng bể phải giữ khoảng 0,6 – 0,9 m/h Ta chọn vận tốc nước dâng là v = 0,6 m/s Diện tích cần thiết là: Q 50 F= = =83 ,3 m2 v 0,6 Chọn đơn nguyên, đơn nguyên có chiều dài: l= F 84 = =4,58 (m) n √ √ Thể tích ngăn phản ứng bể: Chọn F = 84 m2 (4) V r= Q×C 1200×3519 ,75 = =528(m3 ) LCOD 8×1000 Chiều cao ngăn phản ứng bể: V 438 H 1= = =5,2( m) F 84 Chiều cao bể là: H = H1 + H2 + H3 o H1: chiều cao phần xử lý, chọn H1 = 5,2 (m) o H2: chiều cao vùng lắng, 1-1,5 m, chọn 2(m) o H3: chiều cao dự trữ, H3 = 0,3(m) → H = 5,2 + + 0,3 = 7,5 m Thể tích làm việc bể UASB: Vlv = (H1 + H2) × F = (5,2 + 2) × 84 = 604,8 (m3) Thể tích xây dựng bể: Vxd = F × H = 84 × 7,5 = 630 (m3) Kiểm tra thời gian lưu nước: t= V xd Q = 630 50 = 12.6 (h) Chọn thời gian lưu là 13h Vậy kích thước bể UASB: 13,5×8×7,5 Phễu thu khí cặn Vách nghiêng 450 - 600, chọn 600 Chiều cao phễu thu khí 1,5 – m, chọn 1,5 m Đáy phễu thu khí có chiều dài cạnh đơn nguyên là 4,58 m, ta chọn 5m, chiều rộng chọn m (5) Vậy phần diện tích bề mặt khe hở các phễu thu khí là: Akhi A A Ap A 5 (2 5 2) 100 20% 5 Trong đó: A: diện tích bề mặt Akhí: diện tích khe hở các phễu thu khí Ap: diện tích đáy phễu thu khí Akhí/A: theo tiêu chuẩn từ 15 – 20% Đoạn nhô hướng dòng có chắn dòng khí đặt theo hình chữ U, bên đặt tấm, các đặt song song và nghiêng góc 600 Các có khe hở chiếm 15 – 20% diện tích bể Fkhe = 0,15 × F= 0,15×84=12,6 (m2) Trong ngăn có khe: 12,6 Fkhe = = 3.15 (m2 ) Khoảng cách các khe: L= Fkhe , 15 = 4 = 0,79( m) Diện tích chụp thu khí: Fchụp= F – Fkhe = 12,6 – 3,15 = 9,45 m2 Chọn Fchụp=10 m2 Kích thước chụp thu khí: 3,2×3,2 Chiều cao thiết bị thu khí: H G= Fch ụ p 3,2 = =0,92 m ×tag 60° √ (6) Hệ thống phân phối nước vào bể qua ống nhánh: Vận tốc dòng nước chảy đường ống chính dao động từ 0,8 – m/s Ta chọn vận tốc ống v = m/s Đường kính ống là: Dống= √ ×Qstb π ×V ố ng = 0,13 (m) Chọn ống nhựa PVC đường kính 130 mm Vận tốc ống nhánh 1-3 m/s Chọn vnhánh= 1,5m/s Lưu lượng nước ống nhánh: h Q tb 50 = = Qnhánh = 16,7 m/h = 0,005 (m/s) Đường kính ống nhánh: Dnhánh= √ s × Q tb × 0,005 = π ×V ố ng nhánh 3,14 × 1,5 √ = 0.065 (m) Chọn ống PVC có đường kính 65 mm Tại ống nhánh có đầu phân phối nước, đầu phân phối nước có lỗ phân phối nước Lưu lựơng nước qua lỗ phân phối: Q nhanh Qlỗ= Đường kính lỗ là: dlỗ = = √ , 005 = 0,0008 (m3/s) s × Q tb =0,026m π ×V l ỗ Chọn ống PVC có đường kính 26 mm Kiểm tra lại vận tốc ống chính (7) vống= 4×Q 4×0 ,0138 = =1 ,04≈1( m/ s ) 2 π ×Dong ,14×0 ,13 (thỏa mãn yêu cầu) Kiểm tra lại vận tốc ống nhánh: 4×Q nhanh π ×D nhanh vnhánh = = 4×0 , 005 =1 , 507≈1,5( m/ s ) , 14×0 , 0652 (thỏa mãn yêu cầu) Lượng bùn nuôi cấy, bùn dư và sinh khối hình thành ngày Tính lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể: Css vr Css vr Mb= TSS = TSS Bùn nuôi cấy ban đầu lấy từ bùn bể phân hủy kỵ khí từ quá trình xử lý nước thải sinh hoạt cho vào bể với hàm lượng 30 kgSS/m3 Thể tích ngăn phản ứng bể UASB là: Vr = Q×C 1200×3519, 75 = =528 m3 LCOD 8×1000 Lượng bùn phân hủy kỵ khí cho vào ban đầu TS = 5% Lượng bùn nuôi cấy V r ×C ss 528×30 M b= = =317 TS ,05 (tấn) Trong đó: Css: hỗn hợp bùn bể Vr: thể tích ngăn phản ứng TS: hàm lượng chất rắn bùn nuôi cấy ban đầu (8) Hàm lượng BOD, COD sau xử lý kỵ khí BODra = (1 - EBOD) × BODv = (1- 0,75)×2463,35 = 615,83 mg/l Lượng bùn sinh bể 0,05 – 0,1 gVSS/COD loại bỏ Vậy khối lượng bùn sinh khối hình thành ngày: Q×0 , 05×(CODv −CODr ) 1+( , 015×90 )×1000 Mbùn = = 129,6 kgVS/ngày = 1200×0 ,05×(3519 , 75−600 ) 1+(0 , 015×90 )×1000 Khối lượng bùn sinh ngày là: Mbùn = 129,6 kgVSS/ngày 1m3 bùn tương đương 260 kgSS Vậy lưu lượng bùn sinh ngày M b 129 , = =0,5 ρ 260 vbùn = m3/ngày Lượng bùn sinh tháng: 0,5 × 30 = 15 m3/tháng Chiều cao bùn tháng: Hbùn = V b 15 = =0 , 18 F 83 , Chọn thời gian xả bùn là tháng xả lần Vậy thể tích bùn cần xả là 18,69 m Chọn thời gian xả bùn là 45 phút Vậy lưu lượng xả là: Qbùn = 15 =20 m3 /h ,75 = 0,006m3/s Bố trí ống thu bùn, vận tốc bùn ống 0,5m/s Qbun Diện tích ống xả cặn: Fbùn = Đường kính ống thu bùn: 3×v ong = , 006 =0 , 004 m2 3×0,5 (9) Dbùn = √ × Fbun × 0,004 = =0,1 m π ×V ố ng 3,14 × 0,5 √ Chọn ống PVC có đường kính 100 mm Lượng chất rắn từ bùn dư: MSS= Vbùn×30 = 0,5×30=15 kgSS/ngày Hàm lượng SS qua UASB giảm 75% → SSra = 122,6×(1-0,25) = 91,95 mg/l Tính toán lượng khí: COD mol CH4 CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 1mol 2×32gO2 hay 64gO2/mol CH4 Ở đktc (O0C, atm) thể tích mol CH4 là 22,4 lít → 22,4 l/64gCOD = 0,35 l/gCOD Ở điều kiện (300, atm) thể tích mol CH4 là: nRT 10, 082057 303 25l V= Trong đó: n = mol R = 0,082057 atm l.g/mol 0K T = 273 + 30 = 303 0K ρ = 1atm → Vậy điều kiện (300,1atm) thể tích mol CH4 là 0,3906 l/gCOD Lượng khí CH4 sinh khoảng 0,35 m3/kgCOD loại bỏ VCH 0,35 (CODv CODr ) 1000 10 0,35 (3519, 75 600) 1000 10 1022 m3/ngày (10) Lượng khí sinh loại bỏ kg COD là 0.5 m3 0,5 (CODv CODr ) 10 1000 Vkhí = = 0,5 (3519,75 600) 1000 10 1460 m3/ngày Vận tốc khí ống từ 10 – 15 m/s Ta chọn 10 m/s Vậy đường kính ống dẫn khí là: Dkhí = Qkhi 1460 0, 046m 24 3600 vkhi 24 3600 3,14 10 Đường kính ống HDPE có đường kính 46 mm để thu khí thoát Thông số thiết kế bể UASB Stt 10 11 12 13 14 15 Thông số Kích thước bể Chiều cao ngăn phản ứng đơn nguyên, đơn nguyên Vách nghiêng phễu thu khí Chiều cao phễu thu khí Đáy phễu thu khí có chiều dài, chiều rộng cạnh đơn nguyên Tấm chắn dòng khí nghiêng Mỗi ngăn có Khoảng cách các khe Kích thước ống chụp khí Đường kính ống chính dẫn nước Đường kính ống nhánh dẫn nước Đường kính lỗ phân phối nước Đường kính ống thu bùn PVC Đường kính ống dẫn khí HDPE BỂ AEROTANK Các thông số thiết kế − Lưu lượng nước thải Q = 1200 m3/ngày Giá trị 13,5×8×7,5 (m) 5,2 (m) (m) 45÷60o 1,5 (m) 5×2 (m) 60o khe 0,79 (m) 3,2×3,2 (m) 0,13 (m) 0,065 (m) 0,026 (m) 0,1 (m) 0,046 (m) (11) − Hàm lượng COD đầu vào = 1231,91 mg/l − Hàm lượng BOD đầu vào = 616 mg/l − SSvào= 110,1 mg/l − Nhiệt độ trì bể 250C − Nước thải vào bể Aeroten có hàm lượng chất rắn lơ lửng bay ( nồng độ vi sinh vật ban đầu) X0 = Tỉ lệ : MLVSS MLSS = 0,7 − Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn (4000-12000mg/l) Chọn MLSS = 10000mg/l, Xr = 7000 mg/l − Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hay bùn hoạt tính (MLVSS) trì bể Aerotank là : X = 3200 mg/l − Thời gian lưu bùn hệ thống, c = 5-15 ngày, chọn c=10 ngày − Hệ số chuyển đổi BOD5 và BOD20 ( BOD hoàn toàn) là 0,67 − Hệ số phân huỷ nội bào, kd = 0,06 -0,15ngày-1 chọn kd=0,075ngày-1 − Hệ số sản lượng tối đa Y = 0,4045 Kg VSS/Kg BOD5 (thực nghiệm) Tính hiệu xử lý Xác định nồng độ BOD5 hoà tan nước thải đầu - Phương trình cân vật chất: BOD5 đầu = BOD5 hoà tan từ bể Aerotank + BOD5 chứa lượng cặn lơ lửng đầu Trong đó: BOD5 đầu : 92,39 mg/l BOD5 hòa tan từ bể Aerotank là S, mg/l Cặn lơ lửng đầu SSra = 93,64 mg/L gồm có 65% là cặn có thể phân huỷ sinh học BOD5 chứa cặn lơ lửng đầu xác định sau : o Lượng cặn có thể phân huỷ sinh học có cặn lơ lửng đầu ra: 0,65 93,64 = 60,87 mg/l (12) o Lượng oxy cần cung cấp để oxy hoá hết lượng cặn có thể phân huỷ sinh học là : 60,87mg/l 1,42 (mgO2/mg tế bào) = 86,43 mg/l o Chuyển đổi từ giá trị BOD20 sang BOD5 BOD5 = BOD20 0,67 =86,43 0,67 = 57,91 mg/l Vậy: 92,39 (mg/L) = S + 57,91 (mg/l) S = 34,5 mg/L - Tính hiệu xử lý tính theo BOD5 hoà tan: S0 S E = S 100 = 616−34,5 × 100 616 = 94,4% - Hiệu xử lý BOD5 toàn sơ đồ E0 = 616−92,39 616 100 = 85% Tính thể tích bể - Thể tích bể Aerotank: QY c ( S S ) X (1 k d c ) V= Trong đó: o V: Thể tích bể Aerotank , m3 o Q: Lưu lượng nước đầu vào Q = 1200 m3/ngày o Y: Hệ số sản lượng cực đại Y= 0,4045 o X: Nồng độ chất rắn bay trì bể Aerotank , X= 3,200 mg/L o kd: Hệ số phân huỷ nội bào, kd = 0,075 ngày-1 o c: Thời gian lưu bùn hệ thống, c = 10 ngày o So: BOD5 nước thải vào bể aeroten So = 616 mg/L o S: BOD5 nước thải sau lắng II: S = 34,5 mg/L V= 1200 × 0,405× 10×(616−34,5) = 504,6m3 3200(1+0,075 ×10) Chia đơn nguyên Khi đó thể tích bể: (13) V 504 , Vb= = =252 ,3 2 m3 Chiều cao hữu Chiều sâu chứa nước ích cho bể aeroten xáo trộn hoàn toàn:3-4,6m Chiều cao bảo vệ cho bể aeroten xáo trộn hoàn toàn: 0,3-0,6m Chọn: H = 4,5m Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m Chiều cao tổng: Htc= H+ hbv =4,5+0,5 = 5m Thể tích hữu dụng bể: Vt = 16 9 4,5 = 648m3 V Diện tích bể F = H tc = 504,6 101m2 Tỷ số rộng∕sâu: W∕ H = :1 Chiều rộng bể là W =9,5 Chiều dài bể L= 16 Vậy bể Aerotank có kích thước sau: L B H = 16 ×9,5 ×5 =720m3 Thời gian lưu Thời gian lưu nước bể V 720 = Q = 1200 = 0,6 ngày=14,4 Lượng bùn phải xả ngày - Tính hệ số tạo bùn từ BOD5 Y 0,4045 Yobs = c K d = 10 0,075 = 0,231mg/mg Trong đó: Y : hệ số sản lượng, Y= 0,4045 kg VSS/ kg BOD5 kd: hệ số phân huỷ nội bào, kd= 0,075 ngày-1 c: thời gian lưu bùn, c = 10 ngày - Lượng bùn hoạt tính sinh khử BOD5 (tính theo MLVSS) Px(VSS)= Yobs Q (S0 – S)= 0,231 1200 (616-34,5) 10-3 = 161,2 kgVSS/ngày (14) Tổng cặn lơ lửng sinh ngày MLVSS MLVSS MLSS = 0,7 MLSS = 0,7 Px VSS 161,2 Pxl (SS) = 0,7 = 0,7 = 230,3 kgSS/ngày - Lượng cặn dư ngày phải xả Pxả = Pxl – Q SSra 10-3 = 230,3 - 1200 34,5 10-3= 188,9 kgSS/ngày Tính lượng bùn xả ngày (Qw) từ đáy bể lắng theo đường tuần hoàn bùn VX r c = Q w X Qe X e VX Qe X e c X r c Qw = Trong đó X: Nồng độ chất rắn bay bể Aerotank X = 3200 mg/L c : Thời gian lưu bùn c = 10 ngày Qe : Lưu lượng nước đưa ngoài từ bể lắng đợt II ( lượng nước thải khỏi hệ thống) Xem lượng nước thất thoát tuần hoàn bùn là không đáng kể nên Qe = Q = 1200 m3/ngày Xe: Nồng độ chất rắn bay đầu hệ thống Xe= 0,7 SSra = 0,7 93,64 = 65,6 mg/l Xr nồng động chất rắn bay có bùn hoạt tính tuần hoàn Xr= 0,7 10000=7000mg/L 504 , 6×3200−1200×65 ,6×10 Qw = 7000×10 = 11,8 m3/ngày Tính hệ số tuần hoàn () từ phương trình cân vật chất Từ phương trình cân vật chất : X(Q+Qr) = XrQr + XrQW Suy XQ X r Qw 3200×1200−7000×11 ,8 Qr = X r X = 7000−3200 =988.8 m3/ngày (15) Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải, Q = 1200 m3/ngày X: Nồng độ VSS bể Aeroten, X = 3200mg/L Qr : Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn X0 : Nồng độ VSS nước thải dẫn vào bể Aeroten, X0 = Xr : Nồng độ VSS bùn tuần hoàn, Xr = 7000 mg/L Qr 988 ,8 = Q = 1200 Vậy: = 0,824 Kiểm tra tỷ số F/M và tải trọng thể tích bể : S0 F M = X Chỉ số F/M: Trong đó: S0: BOD5 đầu vào, S0 = 616 mg/L X: Hàm lượng SS bể, X = 3200mg/L : Thời gian lưu nước, = 0,48 ngày 616 F M = 0, 48 3200 = 0,4 ngày-1 Giá trị này nằm khoảng cho phép thông số thiết kế bể (0,2 - 0,6 ngày-1) - Tốc độ oxy hoá g bùn hoạt tính S = S X 616 34,5 = 0, 48 3200 = 0,379 (mg BOD5/g.ngày) - Tải trọng thể tích bể Aerotank −3 S Q 616×10 ×1200 L= V = 720 = 1,026 (kgBOD5/m3ngày) Giá trị này khoảng thông số cho phép thiết kế bể (0,8-1,92 kgBOD5/m3 ngày) Tính lượng oxy cần cung cấp cho bể Aerotank dựa trên BOD20 - Lượng oxy cần thiết điều kiện tiêu chuẩn (16) Q(S S ) f OC0 = - 1,42Px(VSS) Với f là hệ số chuyển đổi BOD5 và BOD20, f= 0,67 1200(616−34 , 5) −1 , 42×161 ,2 , 67×1000 OC0= =812,6 kgO2/ngày - Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể: C S 20 C SH C d 1,024 T 20 OCt = OCo Lấy nồng độ oxi cần trì bể là mg/l Hệ số điều chỉnh lượng oxi ngấm vào nước thải, = 0,8 (Tra phụ lục D, Unit operation processes in environment engineering) Nồng độ oxi bão hoà nước 20oC : Cs20 = 9,17 mg/l Nồng độ oxi bão hoà nước 26oC : CSH = 8,22 mg/l Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối nước thải =1 9,17 26 20 0,8 =1298,8kg O / ngày OCt = 812,6 8,22 1,024 Tính lượng không khí cần thiết để cung cấp vào bể OCt Qkk = OU f Trong đó: OCt : Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể : OCt = 2213 kgO2/ngày OU: Công suất hoà tan oxy vào nước thải thiết bị phân phối Chọn dạng đĩa xốp, có màng phân phối dạng mịn, đường kính 170 mm , diện tích bề mặt F = 0,02 m2 Cường độ thổi khí 300 L/phút đĩa = 18 m3/giờ Độ sâu ngập nước thiết bị phân phối h = 4m (lấy gần đúng chiều sâu bể) Ta có: Ou = gO2/ m3.m OU = Ou h = 7 = 28 g O2/m3 (17) Ou: Công suất hoà tan oxy vào nước thải thiết bị phân phối tính theo g O2/m3 không khí f: hệ số an toàn, thường f =1,5 - 2, chọn f = 1,5 1298 , −3 Qkk = 28×10 1,5 46,38 103(m3/ngày) =1932,5 m3/h - Số đĩa cần phân phối bể Qkk ( L / phut ) 32208 N = 300( L / phut.dia ) = 300 107,4 đĩa Chọn N = 108 đĩa Tính toán máy thổi khí Chọn máy thổi khí, máy hoạt động, máy dự phòng - Áp lực cần thiết máy thổi khí Hm = h + h d + H Trong đó: h1: Tổn thất hệ thống ống vận chuyển h1 = 0,5m hd : Tổn thất qua đĩa phun phân phối hd 0,5m chọn hd = 0,5m H : Độ sâu ngập nước miệng vòi phun H = 4m Hm = 0,5 + 0,5 + = 5m Áp lực máy thổi khí tính theo Atmotphere: Hm Pm = 10,12 = 10,12 = 0,49atm - Năng suất yêu cầu Qkk = 1/3 x 1932,5m3/h = 0,17m3/s - Công suất máy thổi khí GRT1 Pmáy = 29,7ne p 0, 283 p1 1 Trong đó: Pmáy : Công suất yêu cầu máy nén khí , kW G: Trọng lượng dòng không khí, kg/s (18) G = Qkk khí = 0,17 1,2 = 0,204 kg/s R: số khí, R = 8,314 KJ/K.mol 0K 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 P2: áp suất tuyệt đối không khí đầu P2 = Pm + 1=0,49 +1=1,49 atm K1 n= K = 0,283 ( K = 1,395 không khí ) 29,7 : hệ số chuyển đổi e: Hiệu suất máy, chọn e = 0,7 Vậy: Pmáy = 0,283 0, 408 8, 314 298 149 1 29, 0, 283 0, = 20,53kW 27,53Hp (với Hp =0,7457kw) Chọn máy, hoạt động, dự phòng Bơm bùn tuần hoàn: Lưu lượng bơm: Qr = 988,8 m3/ng = 0,0114m3/s - Cột áp bơm: Hb = 8m - Công suất bơm Qr g H 0,0114×1000×9, 81×8 N = 1000 = 1000×0,8 = 1,upload.123doc.net kW =1,5Hp ≈ 112W : hiệu suất chung bơm từ 0,72 - 0,93, chọn = 0,8 Chọn bơm: sử dụng và dự phòng Chọn máy bơm nước thải vào bể aerotank Lưu lượng bơm :Q =1200m3/ngày = 0,0138m3/s Cột áp bơm: H =8m Q ρ gH , 0138×1000×9 81×8 = N= 1000 η 1000×0 =1,354 kW = 1354 W η : hiệu suất chung bơm từ 0,72-0,93, chọn η = 0,8 (19) Chọn bơm, hai hoạt động, hai dự phòng Tính toán đường ống dẫn bùn tuần hoàn Lưu lượng bùn tuần hoàn : Qr= 988,8m3/ngày = 41,2m3/h = 0,0114m3/s Chọn vận tốc bùn ống v = 0,3m/s D= 4×Q 4×0 ,0114 = =0 ,22 m v×π 0,3×3 , 14 √ √ Chọn PVC đường kính 220 mm Tóm lại: Bể aerotank đơn nguyên Thông số thiết kế bể Aerotank: Stt Thông số bể Giá trị Kích thước bể aerotank (m) 16 ×9,5 ×5 Thời gian lưu nước (h) 14,4 Hiệu xuất khử BOD(%) 92.39 Hiệu xuất khử COD(%) 246.38 Lượng cặn loại bỏ ngày (kg/ngày) 188,9 Số đĩa khí(đĩa) 108 Máy bơm nước vào aerotank(cái) 4(1354W) Bơm bùn tuần hoàn(cái) 2(112W) Máy thổi khí (cái) 2(20.53kW) BỂ LẮNG Thông số đầu vào: Q = 1200 m3/ngày Qr = 1237,2 m3/ngày Qw = 11,8 m3/ngày (20) Diện tích mặt bể lắng 2: S (Q Qr ) MLSS Ls Trong đó: MLSS là nồng độ cặn bể Aerotank 3200 4571, 43mg / l MLSS= 0, Q: lưu lượng đầu vào Q = 1200m3/ngày Qr: lưu lượng bùn tuần hoàn Qr= 988,8 m3/ngày Ls: tải trọng chất rắn, kgSS/m2ngày Ls=3,9 – 5,8 kg/m2h Chọn Ls=4,2 kg/m2h Diện tích bề mặt lắng tính theo tải trọng chất rắn là: S= (1200+ 988 ,8 )×4571 , 43 =99 , 26 m 4,2×24×1000 Chọn đơn nguyên, bể có diện tích bề mặt: Sb= 49,63 m2 Chọn S = 50 m2 Đường kính bể: Db = √ 4×S b 4×50 = =7 , 98 m π , 14 √ Chọn Db= m Đường kính buồng phân phối trung tâm: dtt= 0,2×8=1,6 m Đường kính ống loe: d1= 1,35×dtt= 1,35×1,6 = 2,16 m Chiều cao ống loe: h1= 0,2 ÷ 0,5 m Chọn h1= 0,3 m Đường kính chắn: d2= 1,3×d1=1,3×2,16 = 2.8 m ≈ m Chiều cao từ chắn đến ống loe là h2= 0,2 – 0,5 m Chọn h2= 0,3 m Tính kích thước bể lắng 2: (21) Chọn chiều cao bể lắng 2: h1= m Chiều cao lớp bùn lắng: hbùn= 1,5 m Chiều cao an toàn: hbv= 0,3 m Chiều cao tổng cộng bể lắng 2: H = h1+ hb + hbv= 3+1,5+0,3 = 4,8 m Thể tích bể lắng 2: V=S×H = 99,26× 4,8 = 476,45 m3 π , 14 V L= ( D2b −d 2tt )×h= (8 −1,62 )×3=144 , m3 4 Thể tích phần lắng: t max = Thời gian lưu nước bể lắng: VL 144 , 7×24 =3 , 17 1 (Q+ Q r ) ×(1200+988 , 8) 2 = Thể tích phần chứa bùn: Vbùn= Sb×hb= 50×1,5 = 75 m3 = Thời gian lưu bùn bể lắng: tbùn V bun 75×24 =3,6 1 (Q +Q ) ×(11 , 8+988 , 8) w r = ×(Q w +Qr ) 11 , 8+988 , = = =19 , m3 π ×D 2×3 , 14×8 b Tải trọng máng tràn: Lmáng= SS giảm 20%: 93,64×(1-0.2) = 74,912 (mg/l) BOD giảm 40% : 92,39 ×(1-0,4) = 55,434 (mg/l) COD giảm 40%: 246,38× (1-0,4) = 147,828 (mg/l) Thông số thiết kế bể lắng 2: Stt Thông số đơn nguyên, đường kính bể Đường kính buồng phân phối trung tâm Đường kính ống loe Chiều cao ống loe Đường kính chắn Chiều cao chắn đến ống loe h2 Chiều cao bể lắng h1 Giá trị 7,98 (m) 1,6 (m) 2,16 (m) 0,3 (m) (m) 0,3 (m) (m) (22) Chiều cao lớp bùn lắng hbùn 1,5 (m) BỂ CHỨA BÙN Bể chứa bùn bao gồm ngăn: ngăn chứa bùn tuần hoàn và ngăn chứa bùn dư sau bể lắng, bể UASB và bể lắng Lưu lượng bùn đến ngăn chứa bùn tuần hoàn là 988,8 m3/ngày, lượng bùn chảy tràn sang ngăn chứa bùn dư là 16,741 m3/ngày Chọn thời gian lưu ngăn chứa bùn tuần hoàn là 10 phút và thời gian lưu ngăn chứa bùn dư là 12 Thể tích ngăn chứa bùn tuần hoàn: V 1= 988 , ×10=6,8 m 24×60 - Thể tích ngăn chứa bùn dư: V 2= 16 ,741 ×12=8,4 m3 24 Kích thước ngăn chứa bùn tuần hoàn: L x B x H = 1,7×2×2 Kích thước ngăn chứa bùn cần xử lý: L x B x H =2,1×2×2 MÁY ÉP BÙN a) Nhiệm vụ: Cặn sau qua bể nén bùn có nồng độ 3-8%, đưa qua máy ép bùn để giảm độ ẩm xuống còn 70-80%, tức nồng độ cặn khô từ 20-30% Mục đích: b) Giảm khối lượng bùn vô ta khỏi bể Cặn khô dễ chôn lấp hay cải tạo cặn ướt Giảm lượng nước bẩn có thể thấm vào nước ngầm bãi thu Ít gây mùi khó chịu và ít độc tính Tính toán: Lượng cặn đến lọc ép dây đai: 100 P1 100 99, qb 0, 68 0,136m3 / h 100 P2 100 96 Q= b Trong đó: qb: lượng bùn đưa đến máy ép (23) P1: độ ẩm bùn dư, P1=99,2% P2: độ ẩm bùn sau nén, P2=96% Giả sử lượng bùn sau nén có C=80 kg/m3, lượng cặn đến máy ép bùn là: Q=C×Qb=80×0,136=10,88 kg/h=261,12 kg/ngày Máy làm việc ngày, tuần làm ngày Lượng cặn đưa đến máy tuần: 261,12×7=1827,84 kg 100 P1 100 99, qb 0,68 0,136m3 / h 100 P2 100 96 Lượng cặn đưa đến máy giờ: G = Tải trọng cặn trên 1m rộng băng tải dao động khoảng 90-650 kg/m chiều rộng băng Chọn băng tải có công suất 150 kg/m rộng G 45, 696 0, 305m 150 Chiều rộng băng tải: b = 150 Chọn máy có chiều rộng 0,31 m và suất 150 kg/m rộng Bể tiếp xúc: Khử trùng nước thải Clo: Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải tính theo công thức: Y a aQ 1000 50 0,15 (kg/ h) 1000 Trong đó: Q: Lưu lượng tính toán nước thải, Q = 50 (m3/h) a: Liều lượng Clo hoạt tính Clo nước lấy theo điều 6.20.3- TCXD-51-84, nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn, a = Vậy lượng Clo dùng cho 1ngày là: m = 1,45 (kg/ng) = 45 (kg/tháng) Dung tích (24) bình Clo: V= m 45 = =30,6l P 1,47 P: Trọng lượng riêng Clo Tính toán bể tiếp xúc: Thể tích hữu ích bể tiếp xúc tính theo công thức: V = Q ×t = 50× 0,5 =25(m ) Trong đó: Q: Lưu lượng tính toán nước thải, Q = 50 (m3/h) t: Thời gian lưu nước, chọn t = 30 phút (TCVN 51-84) Chọn Chiều cao bể: H1 = 1,2 (m) Chiều cao bảo vệ: hbv= 0,3 (m) Diện tích bề mặt: F= V 25 = =20,8 m2=21 m2 H 1,2 Chọn chiều dài bể: L= 7m Chọn chiều rộng bể: B= 3m Để đảm bảo cho tiếp xúc hoá chất và nước thải đồng đều, bể tiếp xúc khử trùng ta xây thêm các vách ngăn để toạ khuấy động ngăn Bên đặt vách ngăn, chia lảm ngăn Diện tích ngăn là : L× B = 7× = m2 Chiều dài vách ngăn là : 6,5 m Cửa thông vách ngăn là 0,5m (25)