.1. Xác định các thơng số tính tốn
.1.1. Xác định lưu lượng tính tốn
Nguồn thải của chung cư bao gồm:
Sinh hoạt của cư dân
Vệ sinh và dịch vụ
Số căn hộ: 500 căn, trung bình 4 người/căn hộ số người = 2000 người Tiêu chuẩn dùng nước: 250l/người.ngày (TCVN 33 - 2006)
Lưu lượng nước sử dụng cho dịch vụ và cơng cộng tính bằng 10% lượng nước sinh hoạt
Tổng lưu lượng cấp nước: 550m3/ngày.đêm
Lưu lượng nước thải tính bằng 80% lưu lượng nước cấp
Lưu lựơng nước thải: 440 m3/ngày.đêm
Lưu lượng nước thải tính tốn: 440 m3/ngày.đêm
Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ: , m3/h
= = = 18.33 m3/h
Lưu lượng trung bình giây: , m3/s.
= = = 5.1.10-3m3/s =5.1 l/s
Lưu lượng nước thải lớn nhất ngày đêm: , m3/ngày đêm
=
Trong đĩ: Hệ số khơng điều hịa chung
(Kc = 2,5. Bảng hệ số khơng điều hịa chung của nước thải sinh hoạt) Kngày = 1.15 – 1.3: Hệ số khơng điều hồ ngày. Chọn Kngày = 1.2
Bảng 5.1: Hệ thống khơng điều hồ chung của nước thải sinh hoạt
Qtb.s (l/s) 5 10 20 50 100 300 500 1000 1500 Kc max 2.5 2.1 1.9 1.7 1.6 1.55 1.5 1.47 1.44 Kc min 0.38 0.45 0.5 0.55 0.59 0.62 0.66 0.69 0.71
= = 528 m3/ngàyđêm
Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giờ: , m3/h.
= = = 49.3 m3/h
Lưu lượng lớn nhất theo giây: , m3/s.
= = = 0.01275 m3/s
.1.2. Xác định nồng độ bẩn của nước thải
Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt:
Csh = x 1000 = x 1000 = 277,78 mg/l
Trong đĩ:
nll: Tải lượng chất rắn lơ lửng của nước thải sinh hoạt tính cho 1 người trong ngày đêm lấy theo Bảng 23 TCXD-51-84 (Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp – Lâm Minh Triết), nll = 50 g/ng.ngđ;
qtb: Tiêu chuẩn thốt nước trung bình, qtb = 180 L/ng.ngđ (Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp – Lâm Minh Triết)
Hàm lượng NOS20 trong nước thải sinh hoạt được tính theo cơng thức:
Lsh = x 1000 = x 1000 = 194,44 mg/l
Trong đĩ:
nNOS Tải lượng chất bẩn theo NOS20 của nước thải sinh hoạt tính cho 1 người trong ngày đêm lấy theo Bảng 23 TCXD-51-84 (Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp – Lâm Minh Triết), nNOS = 35 g/ng.ngđ.
qtb: Tiêu chuẩn thốt nước trung bình, qtb = 180 L/ng.ngđ (Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp – Lâm Minh Triết)
.1.3. Mức độ cần thiết xử lý nước thải
Để lựa chọn phương pháp và cơng nghệ xử lý nước thải thích hợp bảo đảm hiệu quả xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào sơng (QCVN 14:2008/BTNMT – Cột A), với các yêu cầu:
• Hàm lượng chất lơ lửng: Khơng vượt 50mg/l.
• BOD5 : Khơng vượt 30mg/l
Mức độ cần thiết xử lý nước thải thường được xác định theo:
• Hàm lượng chất lơ lửng (phục vụ tính tốn cơng nghệ xử lý cơ học).
• Hàm lượng BOD5 (phục vụ cho việc tính tốn các cơng trình và cơng
nghệ xử lý sinh học).
Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo chất lơ lửng
D = x 100% = x 100% = 82%
Trong đĩ:
m: hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau xử lý cho phép xả vào nguồn nước, m = 50mg/l.
Csh: hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải, Csh = 277,78mg/l Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo NSO20
D = x 100% = x 100% = 84,6%
Trong đĩ:
Lt: hàm lượng NOS20 của nước thải sau xử lý cho phép xả vào nguồn nước, Lt = 30mg/l.
Lsh: hàm lượng NOS20 của nước thải, Lsh = 194,44mg/l.
.2. Tính tốn các cơng trình đơn vị
.2.1. Hố bơm
Lưu lượng giờ lớn nhất: = 49.3 m3/h
Chọn thời gian lưu nước là 15 phút, t = 0.25 giờ Thể tích hố bơm
= 12.3m3
Kích thước hữu ích hố bơm
L x B x H = 3(m) x 2(m) x 2(m)
Kích thước xây dựng hố bơm
Chọn chiều cao bảo vệ: hbv = 0.5m
L x B x (H + hbv )= 3m x 2m x (2m + 0.5m)
Bảng 5.2: tĩm tắt kích thước hố bơm:
Ký hiệu Kích thước
L x B x (H + hbv) 3m x 2m x (2m + 0.5m)
.2.2. Song chắn rác
Chi u cao l p nề ớ ư ớc trong mươ ng trư ớc song ch nắ
= Trong đĩ:
vm = 0.5 m/s: Vận tốc dịng chảy trong mương, m/s. Bm : Chiều rộng mương; Bm = 0.2 m.
: Lưu lượng giây lơn nhất, = 0.01275 m3/s.
= 0.1275 m
= Trong đĩ:
Qs
max: Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giây, Qs
max = 0.01275 m3/s B: Khoảng cách giữa các thanh, (b = 16 25 mm, chọn b = 16 mm) h1 : Chiều sâu lớp nước trước song chắn, h1 = 0.1275 m
v : Vận nước chảy qua song chắn, v = 0.6 – 1.0 m/s. Chọn v = 0.7 m/s
Kz: Hệ số tính đến mức độ cản trở của dịng chảy do hệ thống cào rác, Kz = 1.05 = = 9.4 Chọn n = 10 (khe) Bề rộng song chắn Bs = d . (n-1) + (b . n) = 0.01 . (10 – 1) + (0.016 . 10) = 0.25 m Chọn Bs = 0.3 m Trong đĩ: Bs: Chiều rộng song chắn rác, m
d: Chiều dày song chắn rác, (d = 8 10 mm, chọn d = 10 mm) n: Số khe
b: Khoảng cách giữa các thanh, m.
Chiều dài mở rộng trước song chắn
l1 = Trong đĩ:
: Gĩc nghiên chỗ mở rộng, = 150 - 200, chọn = 200
l1 = = 0.13737 m
Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn
l2 = = = 0.069 m
Tổn thất áp lực qua song chắn rác
Trong đĩ:
v : Vận tốc dịng chảy qua song chắn rác, v = 0.7 m/s.
K : Hệ số tính đến việc tăng tổn thất áp lực do rác bám, K = 2 – 3 Chọn K = 3
: hệ số tổn thất áp lực cục bộ.
:Gĩc nghiêng đặt song chắn rác so với mặt phẳng nằm ngang, = 600 – 900, chọn = 600
β : Hệ số phụ thuộc hình dạng thanh đan, chọn β = 2.42
β = 2.42 1.83 1.67 1.97 0.92
d : Chiều dày song chắn rác, m (d = 10 mm) b : Khoảng cách giữa các thanh, m (b = 16 mm)
= 1.12 m
= 0.0839m
Chiều cao xây dựng mương đặt song chắn rác
H = h1 + hc + hbv
Trong đĩ:
h1 : Chiều sâu lớp nước trước song chắn, h1 = 0.1275 m hc : Tổn thất áp lực qua song chắn rác, hc = 0.0839 m hbv : Chiều cao bảo vệ, hbv = 0.2 m.
=> H = 0.1275 + 0.0839 + 0.2 = 0.41m
Chiều dài mỗi thanh
L = m
Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác
l = l1 + l2 + ls
Trong đĩ:
l1 : Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác, l1 = 0.13737 m l2 : Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác, l2 = 0.069 m ls : Chiều dài phần mương song chắn rác, ls =1.5 m
l = 0.13737 + 0.069 + 1.5 = 1.7 m
Hàm lượng chất lơ lửng (SS) giảm 4%, cịn lại:
SS = 277,78 x (100 - 4)% = 266,67 mg/l
Sục khí
Lỗ trên ống sục khí
Oáng sục khí BOD5 = 194,44 x (100 - 5)% = 184,72 mg/l
(Theo: Xử Lý Nước Thải Đơ Thị Và Cơng Nghiệp Tính Tốn Và Thiết Kế Cơng
Trình -Lâm Minh Triết)
Bảng 5.3: Tĩm tắt kích thước song chắn rác
STT Tên thơng số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị
1 Chiều dài mương (l) 1.7 (m)
2 Chiều rộng mương (Bs) 0.3 (m)
3 Chiều cao mương (H) 0.41 (m)
4 Số thanh song chắn 9 Than
h
5 Kích thước khe hở (b) 0.016 (m)
6 Bề dày thanh song chắn 0.01 (m)
7 Chiều dài thanh 50 (mm)
8 Số khe, (n) 10 Khe
.2.3. Bể điều hồ
Hình 5.1: Cấu tạo bể điều hịa Các thơng số đầu vào:
Lưu lượng giờ max: qmaxh = 49.3m3/h Hàm lượng BOD5đâuvao = 184.72mg/l Hàm lượng chất lơ lửng(SS): 266,67mg/l
Thể tích bể điều hồ
Trong đĩ:
: Thể tích lý thuyết của bể điều hịa, m3 : Lưu lượng giờ lớn nhất, = 49.3 m3/h
t : Thời gian lưu nước trong bể điều hịa (t = 2 – 6 giờ). Chọn t = 2h = 98.6 m3 Kích thước bể điều hồ Chọn bể hình chữ nhật Chiều dài bể : L =7m Chiều rộng bể : B = 5.5m Chiều cao bể :
Chọn chiều cao bảo vệ của bể là: hbv = 0.4m
Chiều cao xây dựng: Hxd = H + hbv = 2.6 + 0.4 = 3m
Thể tích thực của bể điều hồ: L x B x H = 7m x 5.5m x 3m = 115.5m3
Lưu lựơng khí cung cấp cho bể điều hồ Qkk = vk * V
Trong đĩ:
vk: Tốc độ cấp khí trong bể điều hịa, vk = 0.01 – 0.015m3/m3.phút . Chọn vk = 0.015m3/m3.phút (Nguồn: Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai, 2004 )
Chọn hệ thống cấp khí bằng nhựa PVC cĩ đục lỗ, hệ thống gồm một ống chính, 4 ống nhánh với chiều dài mỗi ống là 7m, đặt cách nhau 1.1m
Đường kính ống chính dẫn khí vào bể điều hồ
Trong đĩ:
Vống: Vận tốc khí trong ống, Vống = 10 ÷ 15m/s Chọn Vống = 10m/s
Đường kính ống nhánh dẫn khí vào bể điều hồ
d =
Trong đĩ:
qống: Lưu lượng khí trong mỗi ống
qống = = m3/h
d =
Đường kính phân phối khí vào bể điểu hồ: dlỗ = 2 ÷ 5mm, chọn dlỗ =3mm Vận tốc khí qua lỗ phân phối khí: Vlỗ = 15 ÷ 20m/s, chọn Vlỗ = 15m/s
Lưu lượng khí qua một lỗ phân phối khí
m3/h
Số lỗ trên một ống
lỗ
Số lỗ trên 1m chiều dài ống
lỗ
Chọn n = 10 lỗ/m ống
Cơng suất thổi khí
Trong đĩ:
Qkhí: Lưu lượng khí cần cung cấp. Qkhí = 0.029 (m3/s) : Hiệu suất máy nén khí, = 0.7 – 0.9, chọn = 0.75
p: Aùp lực của khơng khí nén
= 1.34 (atm) Trong đĩ:
Hd = hd + hc + hf + H hd: Tổn thất do ma sát, (m)
hc: Tổn thất cục bộ ống hd + hc 0.4 Chọn hd + hc = 0.4m
hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối khí. hf 0.5m Chọn hf = 0.5m
H: Chiều cao hữu ích của bể, H = 2.6 m Hd = 0.4 + 0.5 + 2.6 = 3.5 m
Vậy cơng suất thổi khí là:
= 1.155 (KW/h)
Cơng suất bơm: Nb = 1.2*N = 1.2*1.155 = 1.386 (Kw/h)
Chọn 2 bơm cĩ cơng suất 1.5Kw/h, 1 bơm chạy, 1 bơm nghỉ luân phiên Hi
ệ u quả xử lý
Với lượng khí cấp vào như trên, hiệu quả xử lý của bể điều hịa đạt 20%
Nồng dộ BOD5 đầu vào: S0 = 184,72 mg/l
Nồng độ BOD5 đầu ra: S1 = 184,72 x (100 - 20)% = 147,78mg/l
Bảng 5.4: Tĩm tắt kích thước bể điều hịa:
Chiều dài bể điều hồ (L) 7m
Chiều rộng bể điều hồ (B) 5.5m
Chiều cao bể (H)) 3m
Thời gian lưu nước (t) 2h
Cơng suất máy nén khí 1.5Kw/h
Thể tích xây dựng bể 115.5m3
Diện tích xây dựng 38.5m2
.2.4. Bể lắng I
Bảng 5.5: Thơng số thiết kế bể lắng I
Thơng số thiết kế Khoảng giá trị Giá trị đặc
trưng Bể lắng I theo sau xử lý bậc II
Thời gian lưu nước (h) 1,5 ÷ 2,5 2
Tải trọng bề mặt(m3/m2ngày.đêm)
- Ưùng với lưu lượng trung bình 32,6 ÷ 48,8
- Ưùng với lưu lượng giờ lớn nhất 81,4 ÷ 122 102
Tải trọng máng tràn (m3/m2ngày.đêm) 124 ÷ 496 248
Ch n t i tr ng b m t: Lọ ả ọ ề ặ A = 35 m3/m2.ngày Di n tích b m t b l ng ệ ề ặ ể ắ
Đư
Đư
ờng kính ng trung tâm:ố d = 25%D = 1m Diện tích buồng phân phối trung tâm
Ch n chi u sâu h u ích c a b l ng h = 3 mọ ề ữ ủ ể ắ
Chi u cao l p bùn l ng hề ớ ắ b = 0,7 m, chi u cao l p trung hồ hề ớ th = 0,2 m, chi u cao an tồn hề s = 0,3 m
Chi u cao t ng c ng c a b l ng Hề ổ ộ ủ ể ắ TC = 3 + 0,7 + 0,3 + 0,2 =4,2 m
Độ ố d c đáy 4 ÷ 10 %, ch n đđ d c 10%ọ ộ ố
Chi u cao ng trung tâm hề ố tt = 60% h =60%x 3,5 = 1,8 m Th tích ph n l ngể ầ ắ
Th i gian lờ ư u n ư ớc
Máng thu nước
Đường kính máng thu nước
Dmáng = 80% D = 80% * 4 = 3,2 m Chiều dài máng thu nước
L = πDmáng = π *3,2 = 10m Tải trọng chiều dài máng
Đường kính miệng loe ống trung tâm d1 bằng chiều cao ống loe h: d1 = h = 1.35 d = 1.35 1 = 1,35 m
Đường kính tấm chắn hình nĩn d2
d2 = 1.3 d1 = 1.3 1,35 = 1.75 m Khoảng cách từ miệng loe đến tấm chắn:
L = = 0,15 m
Trong đĩ:
v1: Là vận tốc nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề
mặt tấm chắn, v1 20 mm/s. Chọn v1 = 0.02 m/s. Lượng bùn sinh ra MSSl = SS x Q x η = 300 x 440 x 60% =7,9kgSS/ngày (Gi s hi u qu x lý c n lả ử ệ ả ử ặ ơ l ng đđ t ử ạ η = 60% t i tr ng 35 mở ả ọ 3/m2.ngày) Gi s bùn tả ử ươi cĩ hàm lượng c n 5% (đ m 95%), t s VSS:TSS = 0,75 vàặ ộ ẩ ỉ ố kh i lố ượng riêng bùn tươi 1,053 kg/l. Lưu lượng bùn tươi c n ph i x lý là:ầ ả ử Qtươi =
Hi u qu x lý BOD đđ t 20% sau b l ng I (Xử lý nước thải đơ thị vàệ ả ử ạ ể ắ
cơng nghiệp – Lâm Minh Triết)
BOD5 sau l ng I = 147,78 x 80%=118,224 mg/lắ
Hi u qu x SDS đ t 60% sau b l ng I (Xử lý nước thải đơ thị và cơngệ ả ử ạ ể ắ
nghiệp – Lâm Minh Triết)
SS sau l ng I = 266,67 x 0,4 = 106,67 mg/lắ