3.2.1.1. Ngăn tiếp nhận nước thải
- Nước thải của thành phố được bơm từ ngăn thu nước thải trong trạm bơm lên ngăn tiếp nhận nước thải theo đường 2 ống có áp. Ngăn tiếp nhận được bố trí ở vị trí cao để từ đó nước thải có thể tự chảy qua các công trình của trạm xử lý.
Dựa vào lưu lượng nước thải trong giờ lớn nhất Qhmax = 1679 (m3/h) ta chọn 2 bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng (với độ tin cậy loại II của trạm bơm theo [5, bảng 18 trang 28]. Chọn 1 ngăn tiếp nhận với các thông số sau [6, phụ lục 3] :
Bảng 3.4: Kích thước ngăn tiếp nhận phương án 1 Q (m3/h)
1679
Đường kính ống áp lực (2 ống)
Kích thước của ngăn tiếp nhận
A B H H1 h h1 b 1600-2000 400mm 2000 230 0 2000 160 0 75 0 900 80 0
Vậy nước thải từ trạm bơm nước thải được dẫn bằng 2 đường ống áp lực có D = 400mm tới ngăn tiếp nhận của trạm xử lý nước thải.
3.2.1.2. Song chắn rác
a. Xác định chiều cao xây dựng mương dẫn nước thải đến song chắn rác
Nước thải được dẫn từ ngăn tiếp nhận đến các công trình tiếp theo trong dây chuyền xử lý bằng mương có tiết diện hình chữ nhật. Dựa vào: Bảng tính toán thủy lực cống và mương thoát nước – GS.TS Trần Hữu Uyển ta có:
Bảng 3.5: Kết quả thủy lực của mương dẫn Thông số tính toán Lưu lượng tính toán ( l/s)
qmax = 467
Độ dốc 0,001x0,6
Chiều ngang B (mm) 1250
Tốc độ v(m/s) 0,75
Độ đầy h(m) 0,4
- Chiều cao xây dựng mương.
H = h + hbv
Trong đó: + h: là chiều cao lớn nhất của lớp nước trong mương. h= 0,4m + hbv : là chiều cao bảo vệ mương. h= 0,5m
Chiều cao xây dựng mương. H = 0,4 +0,5 = 0,9m
b. Tính toán song chắn rác
Dựa vào kết quả tính toán, ta chọn xây dựng một song chắn rác.
Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng chiều sâu lớp nước trong mương dẫn ứng với vận tốc lớn nhất:
h1 = hmax = 0,4(m)
Song chắn rác được bố trí nghiêng một góc 600 so với phương nằm ngang để tiện khi sửa chữa, bảo trì, vận hành ... Song chắn rác làm bằng thép không rỉ, các thanh trong song chắn rác có tiết diện hình tròn với bề dày 8mm, khoảng cách giữa các khe hở là l = 15-20mm , chọn l=20mm= 0,02m.[5, 8.2.1]
Số khe hở của song chắn rác được tính theo công thức : (khe)
Trong đó :
- n : là số khe hở .
- v: vận tốc nước chảy trong song chắn rác, [5, 7.2.10], vận tốc nước chảy qua khe hở song chắn rác cơ giới là v = 0,8 – 1 m chọn v = 1 m/s.
- l : khoảng cách giữa các khe hở, l = 20mm = 0,02m
- k: hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, k = 1.05 [6, trang 68]
Chiều rộng của song chắn rác:
bs = s (n-1) +(l . n) = 0,01 ( 62-1) + ( 0,02 62) = 1,85 m chọn bs = 2 m
Trong đó :
s : bề dày của thanh song chắn rác lấy s = 0.01 m. Độ dài phần mở rộng:
Được tính theo công thức:
1 2. 2. s m B B l tgα − =
Trong đó: Bs : là chiều rộng song chắn rác Bs = 2m
Bm : là chiều rộng của mương dẫn. Bm = 1,25 m
(m)
Độ dài phần thu hẹp
Được tính theo: l2 = 0,5 x l1 = 0,5 x 0,1 = 0,5 m
Chiều dài đoạn mương mở rộng Lấy Ls = 2m
Chiều dài đoạn mương đặt song chắn rác là:
l = l1 +ls+ l2 = 1 + 2 + 0,5 = 3,5m Lấy LXD = 3,5m Tổn thất áp lực qua song chắn rác k g 2 V h 2 max s = ξ × Trong đó:
+ Vmax : là vận tốc nước ở mương dẫn trước song chắn rác ứng với lưu lương lớn nhất. Vmax= 0,75 m/s
+ k là hệ số tổn thất áp lực do vướng mắc rác ở song chắn, thường được lấy k=3 [6, trang 69 ]
+ ξ: là hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn. Phụ thuộc vào loại song chắn.
ξ
Đối với thanh song chắn rác là hình tròn β=1,83 [6, trang 69] (m),
HXD = hmax + hs + hbv = 0,4 + 0,06+ 0,5 = 0,96 (m)
HXD= 1m
+ Hàm lượng chất lơ lửng khi đi qua song chắn rác: (mg/l)
+ Hàm lượng BOD khi đi qua song chắn rác: (mg/l)
c. Xác định loại máy nghiền rác và lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác. - Lượng rác lấy ra từ song chắn rác được tính
(m3/ngày) Trong đó:
+ a: là lượng rác tính theo đầu người trong một năm. Theo [5, bảng 20], với b= 0,02m thì có a = 8 l/ng.năm
+ NTT: là dân số. NTT = 167000 người
Wr = 3,7m3/ngày > 0,1 m3/ngày => Vậy theo [5, 7.2.9] thì phải sử dụng SCR cơ giới -
Với khối lượng riêng của rác G= 750 kg/m3 [5, 7.2.12] thì trọng lượng rác trong ngày là : P = 750 x 3,7 = 2775kg/ ngđ = 2,775/ngđ.
-
Lượng rác trong từng giờ
(tấn/h) Kh: hệ số không điều hòa giờ, lấy Kh=2 [5,7.2.12]
Rác được nghiền nhỏ bằng máy nghiền sau đó được đưa vào bể Mê tan - Lượng nước được đưa vào máy nghiền rác là 10m3/tấn rác
Q = 10 x P = 10 x 2,775 = 27,75 m3/ngđ
Kết luận: Chọn xây dựng 1 SCR làm việc
Bảng 3.6: Kích thước song chắn rác phương án 1 h1(m) hS(m) hxd(m) BK(m) BS(m ) L1(m ) L2(m ) LS(m ) Lxd(m) 0,4 0,06 1 1,25 2 1 0,5 2 3,5 3.2.1.3. Bể lắng cát ngang
Theo [5, 8.3.1] 8 thì với trạm xử lý nước thải công suất >100 m3/ngđ thì cần phải có bể lắng cát.
Bể lắng cát phải được tính toán với vận tốc dòng chảy trong đó đủ lớn để các phần tử hữu cơ nhỏ không lắng được và đủ nhỏ để cát và các tạp chất rắn vô cơ giữ lại được trong bể. Bể thường được cấu tạo để giữ lại các hạt cát có đường kính bằng 0,2mm và lớn hơn.
Bể lắng cát phải đảm bảo vận tốc chuyển động của nước trong bể là
0,3 ≥ v ≥ 0,15 m/s [5, 8.3.4] ; thời gian lưu nước trong bể là 60 ≥ t ≥ 30 phút. -
Chiều dài của bể lắng cát ngang:
0 1000. . . H Vn ( ). L k m u = Trong đó:
+ Hn: chiều sâu tính toán của bể lắng cát Hn = 0.25-1 m. [5, 8.3.4], Chọn Hn = 0,6 m.
+ V : vận tốc nước chảy lớn nhất trong bể. [5,bảng 28] ta có vmax = 0.3m/s
+ Uo : độ lớn thủy lực của hạt cát, mm/s. lấy theo [5, bảng 27] ứng với đường kính hạt cát d = 0,2 mm ta có U0= 18,7 mm/s.
+ k : là hệ số thực nghiệm lấy theo [5, bảng 2] ta có K = 1,7
(m)
- Chiều rộng của bể lắng cát ngang được tính theo công thức:
(m
Diện tích tiết diện ướt W (m2) [5, CT 17]
Trong đó:
• Q: lưu lượng lớn nhất của nước thải Q = 0,467 (m2/s)
• n: số bể hoặc số đơn nguyên n=1 bể
• V: vận tốc của nước trong bể V = 0,15 (m/s) (vận tốc nhỏ nhất) Thời gian lưu của nước trong bể được xác định :
Trong đó :
n : số bể lắng cát hoạt động đồng thời n = 1. Chọn xây dựng 2 bể lắng cát, 1 bể hoạt động và 1 bể dự phòng.
Lượng cát lắng trong bể lắng cát giữa 2 lần xả cặn : (m3)
Trong đó :
- N: Dân số tính toán của thành phố. N = 167000người.
- P: lượng cát có thể giữ lại tính cho 1 người trong 1 ngày đêm. [5, 8.3.5] P = 0,04 l/ng.ngđ (đối với hệ thống thoát nước chung).
- T: thời gian giữa 2 lần xả cặn trong bể. Chọn T = 2 ngày (24 ngày) Chiều cao tối đa lớp cát trong bể lắng cát:
, lấy hc= 0,2m Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang:
Hxd = Hn + hc + hbv = 0,6 + 0,2 + 0,5= 1,3m
- Để đưa cát ra khỏi bể, sử dụng thiết bị cào cát cơ giới về hố tập trung và dùng thiết bị nâng thủy lực đưa cát về sân phơi cát.
- Sơ bộ có thể lấy lượng nước kỹ thuật bằng 20 lần lượng cát lấy ra khỏi bể.
Lượng nước dùng cho thiết bị nâng thủy lực trong một ngày đêm là: Q = Wc x 20 = 13,4 x 20 = 268 m3 Kết luận: Bể lắng cát gồm có 2 ngăn
Bảng 3.7: Kích thước bể lắng cát ngang phương án 1 hbv(m) hn(m) hc(m) hxd(m) L(m) B(m)
0,5 0,6 0,2 1,3 16,4 2,6 Hàm lượng chất rắn lơ lửng sau khi qua bể lắng cát :
Hàm lượng BOD sau khi qua bể lắng cát : =205,01(mg/l)
3.2.1.4. Sân phơi cát
Sân phơi cát có nhiệm vụ làm khô nước trong hỗn hợp nước cát. Thường sân phơi cát được xây dựng gần bể lắng cát, xung quanh được đắp đất cao. Nước thu từ sân phơi cát được dẫn trở về trước bể lắng cát.
- Diện tích sân phơi cát được tính theo công thức:
Trong đó: h là chiều cao lớp cát trong một năm. h= 5m/năm Chọn xây dựng 2 sân phơi cát, kích thước mỗi sân là 12 x 33m 3.2.1.5. Bể lắng ngang đợt 1
Hình dạng: có dạng hình hộp chữ nhật, tỉ lệ giữa chiều rộng và chiều dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đế nước, máng thu và xả chất nổi, và mương dẫn nước ra.
Nguyên lý hoạt động: là loại bể nước chảy theo chiều ngang từ đầu bể đến cuối bể.
Ưu điểm: gọn, có thể làm hố thu cặn ở đầu bể, và cũng có thể làm hố thu cặn dọc theo chiều dài bể.
Nhược điểm: giá thành cao, có nhiều hố thu cặn tạo nên những vùng xoáy làm giảm khả năng lắng của các hạt cặn, đồng thời không kinh tế vì tăng thêm thể tích của công trình
Để loại bỏ các tạp chất thô, trong thực tế người ta dùng phương pháp lắng, các chất có khối lượng riêng lớn sẽ chìm xuống đáy bể, các tạp chất nổi sẽ tập trung lại bằng thiết bị gạt cặn và được dẫn đến các giếng tập trung đặt bên ngoài bể.
Tính toán bể lắng ngang theo [5, 8.5.4]
- Chiều dài bể lắng ngang được tính theo công thức. 0 U . K H . v L= Trong đó: + v : tốc độ dòng chảy trong vùng lắng. chọn v = 6mm/s ( 5÷10 mm/s) + H là chiều cao công tác của bể lắng, Chọn H = 3m ( 1,5÷3m )
+ Hệ số phụ thuộc vào loại bể lắng. Đối với bể lắng ngang K = 0,5 + U0 là độ lớn thủy lực của hạt cặn, được xác định theo công thức:
U0 = ω α − n h H K t H K . . . . . 1000 Trong đó:
+ n là hệ số kết tụ, phụ thuộc vào tính chất lơ lửng của các loại hạt chủ yếu. Đối với nước thải sinh hoạt: n= 0,25
+ α là hệ số kể tới ảnh hưởng của nhiệt độ nước đến độ nhớt. t = 20 ̊C, α = 1 + t là thời gian lắng của nước thải lấy theo[5, bảng 33 ]
Với CSS= 380,76mg/l, n = 0,25 ta có t = 2600s, Hiệu suất lắng E = 70%
Trị số . n K H h ÷ tra theo bảng 34 TCXDVN 7957 – 2008, H= 3m => . n K H h ÷ =1,32 + ω
thành phần thẳng đứng của tốc độ nước thải, lấy theo bảng 32. Với v = 6mm/s, ta có ω
= 0,02mm/s
(mm/s) Chiều dài bể là:
(m)
Chọn 4 bể lắng ngang đợt 1 trong đó 3 bể hoạt động đồng thời và 1 bể dự phòng,chiều dài của 1 bể là:
(m)