Tấm chắn khí và tấm hướng dịng:
2 Số vị trí phân phối nước : n =
Số vị trí phân phối nước : n =
Hệ thống ống : F(m ) = 2m 2 9mx7,2m 2m 2 = 32 vị trí
-Vận tốc nước trong ống chính (là ống đẩy của bơm): Vchính=1,5÷2,5 m/s Chọn Vchính= 2 m/s - Đường kính ống chính: Dchính = 4Q = π.Vchính 4 × 58,3m 3 / s 3600.π × 2 m / s =0,101m - Sử dụng ống sắt tráng kẽm þ114. - Kiểm tra vận tốc nước trong ống chính:
Q
Vchính = Qm 2 3 / s2 = 58,3x4 =1,58m/s
Schính .πφ / 4m 3600xπx0,114
- Vận tốc nước trong ống nhánh: Vnhánh=1÷3 m/s. Chia 4 ống nhánh. Chọn Vnhánh=1,5 m/s
- Lưu lượng nước trong mỗi ống nhánh: Qnhánh =Q(m 3 / s) 4 = 58,3 4 =14,6 m3/h -Đường kính ống nhánh: 4Q 4 x14,6 Dnhánh = nhánh = π.Vnhánh 3600xπx1,5=0,058 m
= 2 Chọn ống sắt tráng kẽm Φ66
- Kiểm tra vận tốc nước trong ống nhánh: 3 Vnhánh =Qnhánh = Qnhanh (m 2 / s) 2 4 x14,6 = 1,18 m/s Bơm : Snhánh πφ / 4m 3600xπx0,066
- Lưu lượng cần bơm Q = 58,3 m3/h. - Cột áp của bơm: H = ∆Z + ∑ h(m H2O)
• ∆Z: khoảng cách từ mặt nước bể điều hịa đến mặt nước bể UASB.
• ∑h: tổng tổn thất của bơm, bao gồm tổn thất cục bộ, tổn thất dọc đường ống, tổn thất qua lớp bùn lơ lửng trong bể UASB.
Chọn ∆Z = 4 m H2O ∑h = 16 m H2O -Suy ra H = 4 + 16 = 20 m H2O Chọn hiệu suất máy bớm η = 80% - Cơng suất yêu cầu trên trục bơm:
Q.(m 3 N= s ) ρ ( kg m 3 ) g (m s 2 ).H (m) 58,3 x1000x9,81x20 = 3600 = 3,97 kW 1000.η
-Vậy chọn bơm ly tâm cơng suất 4 kW (5,5 HP)
g.>Hồ sục khí.
Thơng số đầu vào:
Qtb = 1400 m3/ngđ. BOD5= 375 mg/l. Thơng số đầu ra:
Qtb =1400 m3/ngđ.
BOD5 =90 mg/l (E = 76%).
Tính tốn nhiệt độ nước thải trong hồ
1000x0,8
Nhiệt độ trong hồ tính theo cơng thức( theo Water Engineering Design,Dr.Kriengsak Udomsirot, 1999)
T = AfTa + QTi
Trong đĩù:
Af + Q
o T : nhiệt độ nước thải trong hồ, oC.
o A: Diện tích mặt hồ, A = 1400 m2.
o f : hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào cường độ khuấy trộn của giĩ, độ ẩm của khơng khí, chọn f =0,5.
o Ta : Nhiệt độ khơng khí, Ta =32oC.
o Ti : nhiệt độ nước thải khi chảy vào hồ, Ti = 25oC .
o Q : lưu lượng nước thải trung bình, Q =1400 m3/ngày. Thay số: T = 1400x0,5x32 + 1400x25 =27,3oC 1400x0,5 + 1400 Tính tốn hằng số tốc độ phản ứng KT: KT = K20 .θ T −20 Trong đĩ: • KT : Hằng số tốc độ phản ứng ở toC • K20: Hằng số tốc độ phản ứng ở 20oC ( dao động 0,3 - 2,5), chọn K20 =2,5.
• θ : hệ số đối với phản ứng khử BOD5 và nitrat hĩa, • chọn θ =1,06
• T: Nhiệt độ nước thải trong hồ, T =27,3 oC Thay số:
KT = 2,5x1,0627,3-20=3,83
Tính nồng độ BOD5 hịa tan đầu ra:
Trong đĩ:
Sa = S0x 1
1 + KT θ
• Sa : Nồng độ BOD5 đầu ra của hồ, mg/l. • S0 : Nồng độ BOD5 vào hồ, S0 =375 mg/l. • KT : Hằng số tốc độ phản ứng, KT =3,83.
3
• θ :Thời gian lưu nước, θ =3 ngày.
Thay số:
Sa = 375x 1
1 + 3,83x3= 30 mg/l.
Tổng BOD5 đầu ra;
S = Sa + a = 30(mg/l) + 50 (mg/l) =80 (mg/l)
Trong đĩ: a : Nồng độ BOD5 trong cặn đầu ra, a =50 mg/l
Tính tốn kích thước hồ:
Thời gian lưu nước trong hồ làm thống 1 ngày (chọn theo tải trọng) Suy ra :
+Thể tích cần thiết:
V = Q x θ = 1400 m3/ngày x 1 ngày = 1400m3. Chọn chiều sâu của mực nước H =2m
+ Diện tích mặt hồ
F = V = 1400m / ngày = 700m2
H 2m
Chọn dài x rộng = L x B = 45m x 18m Chọn chiều cao bảo vệ H1 = 0,3 m. Chọn độ nghiêng thành hồ tgα = +Thể tích xây dựng: 2 2,3 Vxd = 45 x 18 x (2+0,3) – 2x 2,3(45+14) = 1592m3.
Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong hồ:
Lượng bùn sinh ra tính theo cơng thức:
Y (S0 − S )
Trong đĩ:
Px = Q . X = Q.
1 + K d θ .10-3 (kg/ngày)
Y : Hệ số sinh trưởng cực đại( mg bùn hoạt tính/mg BOD5 tiêu thụ), chọn Y=0,5.
Kd : hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0,1.
θ = 3 ngày, thời gian lưu bùn.
S0 = nồng độ BOD5 đầu vào, S0 = 375 mg/l.
S : nồng độ BOD5 hịa tan đầu ra, lấy S =Sa = 30 mg/l Thay số:
Px = 1400 x Tính lượng oxi cần thiết:
0,5(375 − 30) 1 + 0,1x3 .10 −3 = 185,8 kg/ngày. OC0= Trong đĩ: Q(S 0 − S ) f − 1,42Px
Q: lưu lượng nước thải trung bình, Q = 1400 m3/ngày.
S0 : nồng độ BOD5 đầu vào, S0 =375 mg/l.
S : nồng độ BOD5 đầu ra , S = 90 mg/l.
f: 0,68 là hệ số chuyển đổi giữ BOD5 và BOD20. Thay số:
OC0=1400x(375 − 90)
0,68x1000 − 1,42.185,8 =323 kgO2/ngày
Lượng oxi cần trong điều kiện thực:
C
Trong đĩ:
OCt= OC0 s
Cs − Cl
Cs =7,95 mg/L , nồng độ bão hồ oxi trong nước ở 27,30C ( theo “ Xử lý nước thải” – Lâm minh Triết, 2002).
CL= 2 mg/L ,nồng độ oxi duy trì trong hồ. Thay số:
OCt =323(kgO2/ngày) x 7,95
7,95 − 2 =431,6kg O2/ngày.
Dựa vào lượng oxi hịa tan cần thiết trong điều kiện thực ta chọn được kiểu và cơng suất của thiết bị làm thống( Theo bảng 7.5 “ Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý
nước thải” –Trịnh Xuân Lai) chọn tuabin làm thống dạng đĩa cĩ thơng số kỹ thuật như sau:
- Đường kính D =0,5m;
- Vịng quay : 133 vịng/phút, vận tốc tiếp tuyến 3,5m/s - Số cánh quạt: 6 cánh
- Kích thước cánh quạt: chiều cao h =14cm, chiều dài l =17 cm - Cơng suất hữu ích : 1,2 kW
- Cơng xuất thực : 15 kW
- Cơng suất hịa tan oxy : δ = 80 kgO2/ngày.đêm Suy ra số tuabin cần thiết:
n = OCt = 431,6kgO2 / ngày
= 5,3
δ 80kgO2 / ngày
Chọn số tuabin n =7 tuabin ( 6 hoạt động, 1 dự phịng).
h.>Hồ tùy nghi.
Chọn hồ sinh vật hiếu khí 2 bậc làm thống tự nhiên để tính tốn thiết kế. Phương pháp tính dựa trên TCXD-51-84, phụ lục E, mục 6.
™Tính tốn hồ sinh vật bậc I:
Giả sử hiệu suất xử lý nước thải ở hồ tuỳ nghi đạt hiệu suất 40%. Suy ra : BOD5 đầu ra = 90 mg/l x (1-0,4) =54 mg/l
Thời gian lưu nước tính theo cơng thức:
Trong đĩ: t1 = 1 α1 K1lg So S • α1 : Hệ số sử dụng thể tích hồ, chọn tỉ lệ B:L =1:1 ÷ 1:3, α1 =0,35. • K1: Hệ số nhiệt độ. Ưùng với nhiệt độ nước thải ở hồ bậc I là 25oC,
ta cĩ K1 =0,1x1,04725-20 =0,1258.
• So : Hàm lượng BOD5 đầu vào, So =90 mg/l • S: Hàm lưộng BOD5 đầu ra, S =54 mg/l
t1 = 1 lg 90
0,35x0,1258 54= 5 ngày.
Thể tích hồ tính theo cơng thức:
W1 = Qtbng.đ x t1 = 1400m3/ngày x 5 ngày =7000 m3
Kích thước hồ tùy nghi bậc I:
+ Chiều sâu của hồ tùy nghi lấy khoảng 1,5m-1,8m, chọn HI = 1,5m Diện tích bề mặt bể :
FI = WI =
H I
7000
1,5 =4666,7m2 + Kích thước hồ tùy nghi I:
Dài x Rộng = LI x BI = 75m x 62m Chọn chiều sâu bảo vệ Hbv = 0,3m Chọn độ nghiêng thành hồ tgα = 1,5 .
1,8
+ Thể tích xây dựng:
Vxd = 75 x 62 x (1,5+0,3) – 1,8 x1,5 x (75+59) = 8009 m3.
Tính tốn hồ tùy nghi bậc II:
Thời gian lưu nước:
Ơû hồ bậc II, thời gian lưu nước được tính:
Trong đĩ: t2 = 1 α 2 K 2lg So S • α 2 : Hệ số sử dụng thể tích hồ, chọn tỉ lệ B:L =1:1 ÷ 1:3, α 2 =0,4. • K1: Hệ số nhiệt độ. Ưùng với nhiệt độ nước thải ở hồ bậc II là 25oC. • ta cĩ K1 =0,1x1,04725-20 =0,126.
• So : Hàm lượng BOD5 đầu vào, So =54 mg/l. • S: Hàm lượng BOD5 đầu ra, S =25 mg/l. Thay số:
t2 = 1 lg 0,4 x0,126 54 =6,6 ngày. 25 Thể tích hồ tính theo cơng thức: W2 = Qtbng.đ x t2 = 1400m3/ngày x 6,6 ngày =9240 m3
Kích thước hồ tùy nghi bậc II:
+ Chiều sâu của hồ tùy nghi lấy khoảng 1,5m-1,8m, chọn HII = 1,5m +Diện tích bề mặt bể :
FII = WII =
H II
9240
1,5 =6160m2 +Kích thước hồ tùy nghi I:
Dài x Rộng = LII x BII = 100m x 62m. Chọn chiều sâu bảo vệ Hbv = 0,3 m. Chọn chiều sâu bảo vệ Hbv = 0,3. Chọn độ nghiêng thành hồ tgα = 1,5
1,8
+Thể tích xây dựng:
Vxd = 100 x 62 x (1,5+0,3) – 1,8 x 1,5(100+59) = 10731m3.
Tính tốn lượng thể tích bùn sinh ra:
Bùn sinh ra trong hồ sinh học chủ yếu do xác tảo và vi sinh vật. Bùn khi được lắng xuống đáy hồ cũng được phân hủy bời vi sinh vật đáy. Do đĩ nếu thiết kế thích hợp, bùn khơng tích tụ nhiều trong hồ.
Theo “Design guidelines for wastewater system in B.C Region, 1991” thì lượng bùn sinh ra cĩ thể ước lượng được bởi cơng thức:
VBÙN = (1,5m3/1000m3 nước thải ).Q. t Trong đĩ :
• Q : lưu lượng nước thải , Q =1400 m3/ngày
• t : chu kỳ lấy bùn trong hồ, chọn t = 2 năm (730 ngày) Thay số :
Vbùn = (1,5m3/1000m3)x1400 m3/ngày x 730 ngày =1533m3 Chiều cao lớp bùn trong 2 năm (1 chu kỳ xả):
+Hồ tuỳ nghi bậc I:
H bùn =1533m3/4666,7m2 =0,32m. +Hồ tùy nghi bậc II:
Hbùn =1533m3/6160m2 =0,25m.
Trong thực tế lượng bùn cĩ sinh ra ít hơn do đĩ chu kỳ xả bùn cĩ thể lên đến 3- 4năm. Lượng bùn xả cĩ thời gian lưu lớn nên được xử lý triệt để. Vì thế lượng bùn này cĩ thể làm phân bĩn rất tốt cho cây cao su.
i.>Hồ hồn thiện:
Hồ hồn thiện cĩ chức năng chứa nước thải để ổn định lưu lượng và nồng độ trước khi xả ra nguồn tiếp nhận.
Thơng số đầu vào:
• Qvào = 1400 mg/l. • BOD5 = 25 mg/l.
• SS =90mg/lx(1-0,4)= 54 mg/l ( Hiệu suất hồ tùy nghi E = 40%).
Thơng số đầu ra :
o Qra =1400 mg/l.
o BOD5 = 18,6 mg/l.
Diện tích bề mặt hồ:
Nồng độ bùn của hồ hồn thiện bằng nồng độ chất rắn lơ lững (SS) ra khỏi hồ tuỳ nghi. Thời gian lưunước hồ hồn thiện tính tốn( theo “Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp “ – Lâm Minh Triết).
Trong đĩ:
t = So
axq1
ƒ S0 : nồng độ BOD5 vào hồ hồn thiện, So =25mg/l.
ƒ q1 : tải trọng BOD5 trong hồ, chọn a =6,67 mg/g.h.
ƒ a : nồng độ bùn trong hồ, a =54mg/l =0,054g/l. Thay số: t = 25(mg / l ) 6,67(mg / g.h) x0,054( g / l ) = 69,4 giờ = 2,9 ngày. Tính tốn kích thước hồ: