Các thông số thiết kế Đơn vị

Khoảng cho

phép Chọn

1 Vận tốc nước chảy qua SCR (vs) m/s 0,31 ÷ 0,62 0,5

2 Chiều sâu ngập nước của kênh

dẫn nơi đặt SCR m 0,14

3 Kích thước rác cm 2 ÷ 6 3

4 Khoảng cách giữa các thanh

Bkhe cm 2.54 ÷ 5,08 2,54

5

Kích thước của các thanh sắt: Bề dày C Bề bản cm 0,51 ÷ 1,52 2,5÷3,8 1,3 6 Góc mở rộng (thu hẹp) của kênh 20 0 7 Độ giảm áp cho phép cm 15 15 8 Bề dày của sàn vớt rác cm

Nguồn : Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Võ Châu Ngân, giáo trình kỹ thuật xử lý nước thải tập 1.

− Chọn vận tốc dòng chảy qua song chắn rác Vs= 0,5 m/s

 Kích thước song chắn rác

− Tổng diện tích phần khe ngập nước của song chắn rác :

− Tổng chiều rộng các khe của SCR

Chọn chiều sâu ngập nước nơi đặt SCR bằng chiều sâu kênh dẫn nước thải Hng= 0,14m.

Btkhe =

− Số thanh sắt cần sử dụng :

Chọn kích thước nhỏ nhất của rác là 3 cm, nên ta chọn chiều rộng khe hở của SCR là Bkhe= 2,54 cm = 0,0254 m.

→ Số khe của song N = = = 16,575 17 khe Do không đặt SCR ở sát 2 bên thành của kênh dẫn do đó : Số thanh sắt cần sử dụng : F = số khe -1 =17 – 1= 16 thanh. − Chiều rộng lọt lòng của kênh dẫn nơi đặt song chắn rác

Chọn chiều thanh sắt : C = 1,3 cm = 0,013 m. − Chiều rộng lọt lòng của kênh dẫn nơi đặt SCR :

BllSCR= Btkhe + FC = 0,421 + 16*0,013= 0,629 m − Chiều dài đoạn kênh mở rộng

Ta thấy Bkd (0,3m)< BllSCR(0,629m), để tránh dòng chảy rối ta phải mở rộng kênh dẫn theo góc = 200.

Bkd BllSCR

− Chiều dài đoạn mở rộng :

− Để tăng vận tốc (từ 0,5 m/s trở lại 0,7 m/s) sau khi qua SCR thì thu hẹp đoạn kênh đặt SCR lại một đoạn. Chiều dài đoạn thu hẹp L2 = 0,5 ÷ 1. Chọn L2=L1= 0,452m. − Chọn khoảng cách từ đoạn mở rộng đến SCR là L3= 0,4 (m).

− Chọn khoảng cách từ đoạn thu hẹp đến SCR là L4= 0,4 (m).

 Trên SCR đặt thêm sàn hứng rác hình chữ nhật với kích thước :

• Chiều dài sàn hứng rác : Lshr= 1,5m (phải có nhiều lỗ nhỏ hơn kích thước rác nhỏ nhất).

• Chiều rộng sàn hứng rác Wshr = 0,9 m • Độ dày : 0,01 m.

− Để nước tự chảy trong kênh dẫn ta hạ thấp đáy kênh dọc theo chiều dài kênh. Chọn khoảng cách từ đầu kênh dẫn đến vị trí đặt SCR là LSCR= 25m

− Chọn góc nghiêng của SCR so với phương thẳng đứng là 450.

− Chọn chiều cao khỏi thành mương dẫn là Ht = 0,3 m (tính tại đoạn cong SCR). − Tổng chiều cao Hts= -Zđáy (cuối kênh)+ Hmđ+Ht= 0,4825+0,2+0,3 = 0,9825 m.

Trong đó : Hng= 0,14 (m), chiều sâu ngập nước đặt SCR. Hmđ= 0,2 (m), chiều cao tránh nước mưa chảy tràn. − Chọn góc nghiêng của SCR so với phương thẳng đứng là = 450. − Chiều dài thanh sắt để làm SCR (chưa tính đoạn uốn cong) là :

Lthanh sắt= = 1,39(m)

− Chiều dài đoạn kênh mà SCR nghiêng góc 450 so với phương thẳng đứng (chưa tính đoạn uốn cong) là :

L5= Hts*tan(450) = 0,9825*tan(450)= 0,9825 m. − Chọn góc uốn cong của thanh chắn rác là 900.

− Chọn khoảng cách từ điểm cuối thanh sắt uốn cong đến thành kênh dẫn là 0,1 m. − Chiều dài thanh sắt làm đoạn uốn cong của SCR là :

Luốn cong= =0,283 m

− Khoảng cách từ điểm uốn cong đến cuối đoạn cong chiếm trong SCR là : L6= (Ht-1)*tan(450)= (0,3 -1)*tan(450)= 0,2 m

− Tổng thanh sắt làm SCR :

Lts= Lthanh sắt + Luốn cong= 1,38 + 0,283 = 1,663 m

− Chiều dài tổng cộng của đoạn kênh dẫn nước thải qua song chắn :

L = L1+L2+L3+L4+L5+L6+(Lshr-L6)= 0,452+0,452+0,4+0,4+0,9825+0,2+(1,5-0,2)= 4,1865m.

 Độ giảm áp của dòng chảy qua SCR :

− Diện tích mặt cắt ướt ngay trước SCR : A = Hng*BllSCR= 0,14*0,629= 0,08806 (m2) − Vận tốc dòng chảy ngay trước SCR:

v= (m/s)

− Độ giảm áp dòng chảy qua SCR :

H= = 0,01m=1cm.

 Ta thấy H = 1cm < 15,24 cm (TCVN 7957-2008). Sau SCR, ta hạ đáy kênh xuống một đoạn hhạ = 1*3 = 3 cm để bù lại độ giảm áp gây ra bởi SCR. (Trong đó : nhân « 3 » là hệ số cần nhân vào để dự trù SCR có rác, vì độ giảm áp tính ở trên chỉ áp dụng cho trường hợp SCR không có rác).

 Cao trình mực nước ở SCR

Zmn(cuối SCR)= Zmn(cuối kênh)-L*imin-hhạ= -0,2825 - 4,1865* 0,0033 - 0,01= -0,306 m

 Cao trình đáy ở cuối SCR :

Zđáy(SCR)= Zmn(cuối SCR)-Hng= -0,306 – 0,14 = -0,446 m

 Chiều sâu ở cuối SCR :

Hcuối(SCR)= +Hmđ= 0,446+0,2= 0,646 m `

Hìn h 5.3.

Sơ đồ mặt bằng SCR

 Lưu ý khi thiết kế SCR :

− Bảng hứng rác phải đục nhiều lỗ, kích thước các lỗ phải nhỏ hơn kích thước tối thiểu của rác.

− Không thiết kế các thanh sắt ngang trên SCR để việc cào rác được dễ dàng. − Khoảng cách giữa lưới chắn rác và song chắn rác phải lớn hơn chiều dài của bàn

cào.

− Bố trí thùng đựng rác được cào ra, và lượng rác này sẽ được đơn vị chịu trách nhiệm thu gom xử lý.

5.1.3 Bể lắng cát

− Bể lắng cát nhằm loại cát, sỏi, đá dâm, các loại xỉ khỏi nước thải, để hạn chế ma sát làm mòn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các đường ống, làm tăng thể tích hữu dụng của các bể xử lý trong hệ thống và làm giảm tần số làm sạch các bể này. Vì vậy, trong trạm xử lý nhất thiết phải có bể lắng cát.

 Thông số nhà máy

− Lưu lượng xã thải của nhà mày Q = 848 m3/ngày. Qmax= 0,0295 m3/s

Qmin= 6,97*10-3 m3/s

Bảng 5.2 Các giá trị tham khảo để thiết kế bể lắng cát ngang STT Các thông số thiết kế Đơn vị Khoảng

cho phép Chọn

1 Thời gian tồn nước (s) s 45÷90 60

2 Vận tốc chuyển động ngang m/s 0,24÷0,4 0,3

3

Tốc độ lắng của các hạt m/min

Giữ lại trên lưới 0,21mm

Giữ lại trên lưới 0,15mm

1,0÷1,3 0,6÷0,9 1,15 0,75 4 Độ giảm áp ở mặt cắt kiểm sót, theo % độ sâu diện tích ướt trong kênh dẫn

30÷40 36

5

Chiều dài bể tăng them so với chiều dài lý thuyết để hạn chế dòng chảy rối ở đầu vào và dầu ra%

Nguồn : Giáo trình kỹ thuật xử lý nước thải tập 1, Lê Hoàng Việt và Nguyễn Võ Châu Ngân, 2014, NXB Đại Học Cần Thơ.

Bảng 5.3. Tải trọng bề mặt của bể lắng cát ở 150C Đường kính hạt cát (mm) 0,1 0,12 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,5 Tải trọng bề mặt của hạt ở 150C (mm/s) 5,12 7,37 11,5 18,7 24,2 28,3 34,5 40,7 51,6

Nguồn : Giáo trình kỹ thuật xử lý nước thải tập 1, Lê Hoàng Việt và Nguyễn Võ Châu Ngân, 2014, NXB Đại Học Cần Thơ.

− Giả sử : Kích thước hạt cát cần giữ lại là 0,2 mm

→ Tải trọng bề mặt của bể lắng cát là U0 = 18,7 mm/s = 0,0187 m/s

− Với U0 = 18,7 mm/s thì hệ số thực nghiệm tính đến dòng chảy rối trong bể : K = 1,7 (theo TCXDVN 7959 :2008, trang 28)

 Diện tích bề mặt của bể lắng cát :

A= = 2,682 (m2)

− Chọn Qmax để thiết kế nên chọn vận tốc lớn nhất của nước thải qua bể là Vmax= 0,3 m/s.

− Chọn thời gian lưu tồn nước (giá trị thông dụng) trong bể là = 60s.

 Tỉ lệ dài/sâu

= 27,27

 Chiều dài bể :

− Chọn chiều sâu công tác của bể là H= 0,5 (m).

− Chiều dài bể lắng cát thiết kế : L= = 27,27*0,5= 13,635 (m)

 Chiều rộng bể

B= = 0,197 m

 Thể tích hữu dụng của bể :

Chọn chiều sâu miệng dưới cống là 0,5 m.

Chọn chiều cao tránh nước mưa chảy tràn là 0,2 m → Chiều cao chết Hchết= 0,5 +0,2 = 0,7 m

− Chiều sâu lớp cát :

Tổng lượng nước thải qua bể lắng cát là Q = 848 m3/ngày. Dự định 7 ngày sẽ lấy cát ra một lần

− Lượng cát có trong 848 m3/ngày :

G= = 0,0424 (m3) − Thể tích cát trong 7 ngày :

Vcát= G*7= 0,0424*7= 0,2968 m3

− Lượng cát tích lại trong 7 ngày ( trọng lượng riêng của cát d= 1600 kg/m3). Gcát= G* *7= 0,0424*1600*7= 474,88 kg

− Chiều sâu lớp cát trong 7 ngày :

Hcát= = 0,111 m

− Chọn độ giảm áp của bể lắng cát là Hhạ= 30% độ sâu ngập nước của bể (h= 30%- 40% H theo Giáo trình kỹ thuật xử lý nước thải _Lê Hoàng Việt).

Hhạ= 30%*H= 30%*0,5= 0,15 m

Chiều sâu hạ thấp đầu ra bể bù vào độ giảm áp của bể lắng cát : Hbù= Hhạ= 0,15m, − Chiều sâu tổng cộng của bể :

Htổng= Hchết+ Hcát+ H+Hbù= 0,7+0,111+0,5+0,15= 1,461 m

 Do chiều rộng của bể lắng cát quá nhỏ sẽ gây khó khăn trong quá trình vận hành và vệ sinh bể. Mặt khác nếu thể tích bể quá nhỏ thì hiệu suất lắng cũng không cao. Vì vậy thay thế bể lắng cát bằng hố ga (kết hợp hố ga sau song chắn rác thì hiệu suất làm việc tương đương như bể lắng cát bình thường).

5.1.4 Hố ga

− Nhằm hạn chế lượng cát có trong nước thải gây ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của các công trình và thiết bị phía sau trong hệ thống, vì vậy ta đặt thêm hố ga sau song chắn rác.

− Thiết kế thay thế bể lắng cát bởi hai hố ga.

Hố 1 : Từ cuối SCR đến hố 1 chiều dài Lcuối scr-đầu hố ga 1= 7m.

Hố 2 : Từ cuối hố ga 1 đến đầu hố ga 2 với chiều dài Lcuối hố ga1-đầu hố ga 2= 7m.

− Chọn hố ga có hình vuông với chiều dài và chiều rộng của 2 hố là : Bhố= Lhố = 1m. − Chọn chiều sâu ngập nước của hố ga là : Hng(hố)= 0,5 m.

− Diện tích của hố ga : Ahố ga= 1*1= 1 (m2). − Thể tích hữu dụng của hố ga:

V= 1*1*0,5= 0,5 m3

 Cao trình hố ga 1

− Khoảng cách từ cuối SCR đến hố 1 Lcuối scr-đầu hố ga 1= 7m. Cao trình mực nước đầu vào của hố ga 1 :

= -0,306 –(7*0,0033) = -0,3291 m

Để tiết kiệm kinh phí cho vận hành, giảm tải việc sử dụng nhiều nhà máy bơm ta thiết kế chảy tự động cho hệ thống xử lý. Để thắng độ giảm áp ở phía sau, ta phải tạo ra độ chênh lệch mực nước đầu vào và đầu ra của hố ga.

− Chọn độ giảm áp so với độ sâu diện tích ướt là Hgiảm áp= 30%*Hng hố

= 30%*0,5= 0,15m.

Cao trình mực nước ở đầu hố ga 1:

Zmn đầu hố 1= Zmn đầu 1 - Hgiảm áp

= -0,3291 – 0,15 = -0,4791 m

Cao trình đáy ở đầu hố ga 1:

− Lượng cát trong nước thải là C = 50 mg/L. − Dự định 7 ngày sẽ lấy cát 1 lần.

− Hiệu suất lắng cát là 100%

− Khối lượng cát tích lại trong bể trong 7 ngày:

Gcát= (Q*C)*T= (848*50)*7= 296800g= 296,8 (kg). − Thể tích cát:

Khối lượng riêng của cát D= 1600 kg/m3

Vcát= = 0,1855 (m3) − Chiều sâu lớp cát:

Hcát=

 Cao trình đáy tại đầu hố ga 1:

Zđáy(đầu hố 1)= Zmn đầu hố 1- Hng hố - Hcát= -0,4791 – 0,5 - 0,0692 = 1,048 m

 Cao trình ở cuối hố ga 1:

Cao trình mực nước cuối hố ga 1:

Do đáy hố ga không nghiêng, nên cao trình đầu hố bằng với cao trình cuối hố ga Zmn(cuối hố ga 1)= -0,4791 m

Cao trình đáy cuối hố ga 1:

Zđáy( cuối hố ga 1)= 1,048 m

 Chiều cao tổng cộng cần xây dựng của hố ga 1:

Hhố ga 1= Hmđ +Zđáy (cuối hố ga 1)= 0,2 + 1,048= 1,248 m

 Cao trình hố ga 2: Cao trình ở đầu hố ga 2

− Cao trình mực nước ở đầu hố ga 2:

Khoảng cách từ cuối hố ga 1 đến đầu hố ga 2: Lhố ga 1- hố ga 2= 7m.

Chọn độ sâu giảm áp so với độ sâu diện tích ướt là Hhạ= 30%*Hnghố= 30%*0,5=0,15m.

Zmn đầu hố ga 2= Zmn cuối hối ga 1- Lhố ga 1- hố ga 2*imin - Hhạ= -0,4791 – 7*0,0033 – 0,15= -0,6522m.

− Cao trình đáy ở đầu hố ga 2:

Lượng cát trong nước thải là C2= 30 mg/L Dự định 7 ngày sẽ lấy cát 1 lần

Hiệu suất lắng cát là 100%

Gcát= (Q*C)*T= (848*30)*7= 176400g= 176,4 (kg). Thể tích cát:

Khối lượng riêng của cát D= 1600 kg/m3

Vcát= = 0,11025 (m3) Chiều sâu lớp cát:

Hcát=

→ Cao trình đáy đầu hố ga 2:

Zđáy (đầu hố ga 2)= Zmn đầu hố ga 2- Hnghố - Hhạ= -0,6522 – 0,5 – 0,0411= -1,1933 m.

Cao trình ở cuối hố ga 2:

Do đáy hố ga không nghiêng, nên cao trình đầu hố ga bằng với cao trình cuối hố ga.

− Cao trình mực nước ở cuối hố ga 2:

Zmn (cuối hố ga 2)= -0,6522m

− Cao trình đáy ở cuối hố ga 2:

Zđáy (cuối hố ga 2)= -1,1933 m

 Chiều cao tổng cộng cần xây dựng của hố ga 2:

Hhố ga2= Hmđ + Zđáy (cuối hố ga 2)=0,2 + 1,1933= 1,3933 m 5.1.5Bể tách dầu

Bể tách dầu mỡ dung để tách dầu và thu các loại dầu mỡ động thực vật… có trong nước thải.

Bể tách dầu mỡ có thể tách theo nguyên lý trọng lực có cấu tạo hình chữ nhật, trong khi tách thì dầu có thể lấy ra bằng cách vớt váng dầu trên bề mặt hoặc chúng bị lắng cùng với chất lơ lững trong nước thải. Lượng cặn bị lắng xuống được cào ra ngoài qua sợi dây xích cào đặt ở đáy bể. Có thể làm tăng hiệu quả tách dầu mỡ bằng cách bổ sung một lượng phèn nhất định nhằm kết tủa lượng dầu mỡ và một ít cặn bám theo.

Có bể có dạng hình chữ nhật

Dựa theo các chỉ tiêu chuẩn Việt Nam và các chỉ tiêu thiết kế thiết bị bể tách dầu mỡ trong sách “ xử lý nước thải công nghiệp- Trịnh Xuân Lai và Nguyễn Trọng Lương” các thông số thiết kế được chọn như sau:

Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị

Tỷ trọng của dầu 0,8

Vận tốc nổi của giọt dầu v m/h 5

Chiều rộng của bể B m 4

Chiều sâu của bể h m 1,5

Vận tốc nước trong mương của bể V m/h 45

Hệ số điều chình 1,38

 Theo chỉ tiêu kích thước bể thì:

Chiều rộng của bể nằm trong khoảng B= 1,8 6m. chọn B bằng 5m Chiều sâu của bể nằm trong khoảng h= 0,65 2,4 m, chọn h= 1,5m

− Vận tốc nổi của giọt dầu 150 m ở 370C tính theo công thức (3-2) v= 5m/h − Chọn vận tốc nước chảy trong bể V= 45 m/h,

− Hiệu số hiệu chỉnh ; ;

− Diện tích hữu ích của mặt nước F= m2

 Diện tích mặt cắt ngang của bể:

A= = 2,36 m2

− Chiều dài của bể: L1= = 6,542 m

− Hai đầu bể có thêm máng phân phối nước với chiều dài là 1,5m (tiêu chuẩn kích thước của bể trang 23 sách “ Xử lý nước thải công nghiệp – Trịnh Xuân Lai và Nguyễn Trọng Lương”. Vậy tổng chiều dài của bể là:

L= L1 + 1,5x2= 6,542 + 3= 9,542 m

− Thể tích hữu dụng của bể: Vb= LxBxh= 9,542x5x1,5= 71,565 m3

− Thời gian lưu nước trong bể: =

 Chiều sâu tổng cộng của bể

− Chọn chiều sâu miệng dưới cống Hc= 0,2 m − Chọn chiều cao chống chảy tràn: Hmđ= 0,2m − Cao trình mực nước ở đầu bể tách dầu:

Zmn (đầu bể tách dầu)= Zmn( cuối hố ga2) - Lga2-tách dầu*imin- Háp= -0,6522 – 2*0,0033= -0,6582 m − Cao trình đáy ở đầu bể tách dầu:

Zđáy(đầu bể tách dầu)= Zmn (đầu bể tách dầu) – h= -0,6582 – 1,5 = -2.1582 m

Do đáy bể không dốc nên cao trình cuối bể tách dầu sẽ giống đầu bể tách dầu.

− Chiều sâu tổng cộng của bể:

H= -Zđáy(đầu bể tách dầu) + hmđ= 2,1582 + 0,2 = 2,3582 m

 Khu vực máng phân phối nước vào nước ra

 Khu vực phân phối nước vào:

− Xây tường cách vách đầu bể Lvào= 1,5m, bề dày tường Wvào=0,12m. Vách này sẽ cách đáy 10%h=10%*1,5= 0,15m.

− Nước sẽ được phân phối từ dưới lên qua khe hở, tại đây sẽ được sục khí mịn để tăng khả năng tuyển nổi dầu mỡ.

− Lượng không khí cần cấp cho khu vực phân phối vào Lvào= 1,5m. − Tính bồn tạo áp

= 3 atm

Chọn thời gian lưu nước trong bồn tạo áp là: t = 3.