Bảng 4.10: Các thơng số thiết kế sân phơi bùn
STT Thơng số Đơn vị Giá trị
1 Hình dạng Chữ nhật
2 Dài m 7
3 Rộng m 6
4 Chiều cao tổng cộng m 0,99
5 Chiều cao lớp cát cm 25
6 Chiều cao lớp sỏi cm 30
7 Dàn ống thu nước - Đường kính - Độ dốc mm % 100 1
8 Chiều cao bảo vệ cm 30
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. KẾT LUẬN
Mơ hình tương đối đơn giản cĩ thể áp dụng trên quy mơ nhỏ va cả quy mơ
lớn. Mơ hình cĩ thể tùy ý thay đổi thể tích của các bể cũng như các ngăn trong mỗi bể tùy vào mục đích xử lý.
Mơ hình cĩ khả năng chịu sốc khi thay đổi tính chất và nồng độ nước thải.
Mơ hình bể USBF rất thích hợp để xử lý nước thải cĩ chất dinh dưỡng cao
như nuĩc thải chăn nuơi, nước thải chế biến sữa…. với sực kết hợp của 3 ngăn: thiếu khí, hiếu khí và lắng lọc ngược bùn hoạt tính đã kết hợp qua các quá trình xử lý khác nhau trong cùng 1 đơn vị đã tạo được những ưu điểm lớn nhằm nâng cao hiệu quả xử lý so với mơ hình cổ điển.
Nước thải nghiên cứu cĩ tính chất tương đối ổn định cĩ chất dinh dưỡng cao
nên đáp ứng đầy đủ chất dinh dưỡng cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển vì thế khơng cần thêm hĩa chất trong quá trình xử lý.
5.2. KIẾN NGHỊ
Nên ứng dụng mơ hình cho các loại nước thải cĩ nồng độ chất dinh dưỡng cao.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Ts. Trịnh Xuân Lai, “Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải”, Nhà
xuất bản Hà Nội, 2000.
2. Lâm Minh Triết - Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân, “Xử lý nước
thải đơ thị và cơng nghiệp, Tính tốn thiết kế cơng trình”, NXB Đại Học
Quốc Gia TP HỒ CHÍ MINH, 2006.
3. PGS.TS. Bùi Hữu Đồn – PGS.TS. Nguyễn Xuân Trạch – PGS.TS. Vũ Đình
Tơn, “Quản lý chất thải chăn nuơi”, NXB Nơng Nghiệp Hà Nội, 2011.
4. Ths. Lâm Vĩnh Sơn, “Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải”
5. Trương Thanh Cảnh - Trần Cơng Tấn - Nguyễn Quỳnh Nga - Nguyễn Khoa
Việt Trường, “Nghiên cứu xử lý nước thải đơ thị bằng phương pháp sinh học (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
kết hợp dịng chảy ngược USBF(The Upflow Sludge Blanket Filter)”, Tạp chí
khoa học, Tập 9, Số 7 – 2006.
6. Lâm Minh Triết - Trần Hiếu Nhuệ, “Xử lý nước thải” Đại học xây dựng Hà
Nội, 1978.
7. Cơng ty TNHH Seshinclean (http://www.seshinclean.co.kr). Hệ thống xử lý
nước thải chăn nuơi gia súc củaCơng ty TNHH Seshinclean Hàn Quốc, cĩ thể được sử dụng cho các trang trại nhỏ và vừa.
8. Mơ hình xử lý nước thải chăn nuơi heo 30 m3/ngày tại xí nghiệp chăn nuơi
Gị Sao quận 12 thành phố Hồ Chí Minh.
9. Nghiên cứu hệ thống bãi lọc ngầm trồng cây xử lý nước thải chăn nuơi Dư
Ngọc Thành, Đại học Nơng Lâm Thái Nguyên.
10.Livestock wastewater treatment using aerobic granular sludge Inawati
Othman a, Aznah Nor Anuar b,⇑, Zaini Ujang b, Noor Hasyimah Rosman a,
PHỤ LỤC
TÍNH TỐN CHI TIẾT CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ
1. Lưới chắn rác 1.1. Nhiệm vụ
Lưới chắn rác cĩ nhiệm vụ tách các vật thơ như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, các mẩu đá, gỗ và các vật khác trước khi đưa vào các cơng trình xử lý phía sau. Lưới chắn rác cĩ thể đặt cố định hoặc di động, lưới chắn rác giúp tránh các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và gây tắt nghẽn bơm.
1.2. Tính tốn
Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất:
Với kh
là hệ số vượt tải theo giờ lớn nhất(k = 1,5 – 3,5), chọn k = 2,5 Chọn loại song chắn cĩ kích thước khe hở: b = 16 mm
a) Số khe hở: Chọn số khe là 13 khe. Trong đĩ: n: là số khe hở
Qmax: lưu lượng nước thải lớn nhất (m3 /s)
vs: tốc độ qua khe song chắn (v = 0,6 – 1 m/s), chọn vs = 0,6 m/s. hl: chiều sâu lớp nước qua song chắn, chọn hl = 0,1m.
kz: hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dịng chảy, chọn kz = 1,05.
b) Chiều rộng song chắn:
Chọn Bs = 0,4m.
Trong đĩ: s là bề dày của thanh chắn, thường lấy s = 0,008m.
c) Tổn thất áp lực qua song chắn
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong đĩ: vmax: vận tốc nước thải qua song chắn ứng với Qmax, vmax = 0,6m/s k: hệ số tính đến tổn thất áp lực do rác bám, k = 2 – 3, chọn k = 2.
: hệ số tổn thất áp lực cục bộ, được xác định theo cơng thức:
β: hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh chắn rác, chọn β = 2,42(theo “bảng 4 – 1 trang 69” tài liệu Xử lý nước thải_Lâm Minh Triết và Trần Hiếu Nhuệ năm 1978)
Suy ra:
d) Chiều dài phần mở rơng trước SCR
Chọn L1 = 0,3 m.
Trong đĩ: Bs: chiều rộng song chắn
Bk: bề rộng mương dẫn, chọn Bk = 0,2 m. φ: gĩc nghiêng chỗ mở rộng, thường lấy φ= 20o
e) Chiều dài phần mở rộng sau SCR
L2 = 0,5L1 = 0,5 x 0,3 = 0,15 m.
f) Chiều dài xây dựng mương đặt SCR
L = L1 + L2 + Ls = 0,3 + 0,15 + 1,5 = 1,95m Chọn L = 2m.
g) Chiều sâu xây dựng mương đặt SCR
Trong đĩ:
hl: chiều cao lớp nước qua song chắn rác hs: tổn thất áp lực qua song chắn
hbv: chiều cao bảo vệ.
2. Ngăn tiếp nhận 2.1. Nhiệm vụ
Nước thải từ trại chăn nuơi heo sau khi qua lưới chắn sẽ chảy đến ngăn tiếp nhận. Từ đây nước thải được đưa đi phân phối cho các cơng trình xử lý tiếp theo.
2.2. Tính tốn
Thể tích hữu ích của ngăn tiếp nhận được tính theo cơng thức:
Với : t là thời gian lưu nước trong ngăn tiếp nhận, t = 10 – 30 phút. Chọn t = 20 phút
Kích thước ngăn tiếp nhận:
Chọn chiều sâu hữu ích h = 2 m (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chiều cao xây dựng ngăn tiếp nhận: H = h + hbv = 2,5 (m) ==>
Chọn diện tích bể: F = B x L = 3 m2
Chọn B = 1,5 m , L = 2 m
Vậy kích thước ngăn tiếp nhận là: L x B x H = 2 x 1,5 x 2,5 = 7,5 m3. Tính bơm chìm để bơm nước thải
Cơng suất của bơm được tính theo cơng thức:
Với: Q : lưu lượng nước thải (m3/s).
H : chiều cao cột áp tồn phần, H = 6 (mH2O).
: khối lượng riêng của nước (kg/m3).
: hiệu suất bơm (%).
Cơng suất thực tế của máy bơm:
NTT = 1,2N = 1,2x0,34 = 0,41 (kW)
Chọn 2 bơm cơng suất 0,5kW, 1 bơm hoạt động và 1 bơm dự phịng.
3. Bể điều hịa 3.1. Nhiệm vụ
Bể điều hồ cĩ nhiệm vụ điều hồ lưu lượng và nồng độ nước thải dịng vào, tránh lắng cặn và làm thống sơ bộ, qua đĩ oxy hố một phần chất hữu cơ trong nước thải. Nước thải được ổn định về lưu lượng và nồng độ để thuận lợi cho việc xử lý ở các cơng trình xử lý sau, nhất là sẽ tránh được hiện tượng quá tải của hệ thống xử lý.
Để đảm bảo điều hồ nồng độ, lưu lượng và tránh lắng cặn, bể được bố trí hệ thống thổi khí làm việc liên tục.
3.2. Tính tốn
Chọn thời gian lưu nước của bể điều hồ t = 6h (quy phạm 6 - 12h).
Thể tích cần thiết của bể:
Chọn chiều cao hữu ích của bể điều là H = 4m.
Chiều cao bảo vệ là Hbv = 0,5m.
→ Chiều cao xây dựng bể điều hịa là 4,5m.
Chọn chiều rộng bể là 5m, chiều dài bể là 5m.
Vậy kích thước bể điều hịa là L x B x H = 5 x 5 x 4,5 = 112,5 (m3).
Tính tốn hệ thống sục khí (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chọn khuấy trộn bể điều hịa bằng hệ thống thổi khí. Lượng khí nén cần cho thiết bị khuấy trộn:
qkhí = R * Vdh = 0,012 m3/m3.phút * 112,5 m3 = 1,35 m3/phút = 1350 l/phút.
Trong đĩ: R: tốc độ khí nén, R = 10 – 15 l/m3.phút. Chọn R = 12l/m3.phút = 0,012 m3/m3.phút Vdh: thể tích của bể điều hồ
Chọn khuếch tán khí bằng đĩa sứ bố trí dạng lưới. Vậy số đĩa khuếch tán là:
Trong đĩ: r: lưu lượng khí, chọn r = 80 l/phút. đĩa.
Chon n = 16 đĩa, các đĩa được bố trí dạng lưới đều khắp đáy bể. Phân phối đĩa thành 4 hàng theo chiều dài, mỗi hàng 4 đĩa. Chọn đường ống dẫn khí:
Với lưu lượng khí qkk = 1,35 m3/phút = 0,0225 m3/s và chọn vận tốc khí trong
ống vkk= 12 m/s (v = 10 – 15 m/s) cĩ thể chọn đường kính ống chính : Chọn ống chính cĩ đường kính 50 mm.
Đối với ống nhánh cĩ lưu lượng
Và chọn vận tốc trong ống nhánh là 12 m/s → Đường kính ống nhánh là: Chọn ống chính cĩ đường kính 20 mm.
Áp lực và cơng suất của hệ thống nén khí
Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí xác định theo cơng thức: Htc = hd + hc + hf + H
Trong đĩ:
hd: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn hc: tổn thất áp lực cục bộ, m
hf: tổn thất qua thiết bị phân phối, m
H: chiều cao hữu ích của bể điều hồ, H = 4 m
Tổng tổn thất hd và hc thường khơng vượt quá 0,4m, tổn thất hf khơng vượt quá 0,5m, do đĩ áp lực cần thiết là:
Htc = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9 mH2O = 0,49 at
Cơng suất máy thổi khí tính theo cơng thức sau:
Trong đĩ:
P: Cơng suất yêu cầu của máy (KW)
G: trọng lượng dịng khí(Kg/s) G = qk khí = 0,0225 x 1,29 = 0,03 (Kg/s)
R: hằng số khí. R = 8,314 (KJ/K.mol.o K )
T: nhiệt độ tuyệt đối của khơng khí đầu vào: T1= 273 + 25 = 298 oK
P1 : áp lực tuyệt đối của khơng khí đầu vào, P1 = 1at
P2: áp lực tuyệt đối của khơng khí đầu ra, P2 =Htc + 1at = 1,49 at
1 1,395 1 0, 283 1,395 k n k ( k = 1,395 đới vi khơng khí). 29,7: hệ số chuyển đổi.
: hiệu suất của máy nén khí, = 0,7 – 0,9, chọn = 0,8.
Cơng suất của máy thổi khí là 1.32 KW. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tính tốn các ống dẫn nước vào và ra khỏi bể điều hồ:
Nước thải được bơm từ ngăn tiếp nhận vào bể điều hồ, chọn vận tốc nước vào
bể là 0,6 m/s, lưu lượng nước thải 16,67 m3/h = 4,6.10-3 m3/s, đường kính ống vào
là:
Chọn vận tốc nước ra khỏi bể là 1m/s, đường kính ống dẫn nước ra: Chọn ống nhựa PVC cĩ đường kính 80. 4. Bể lắng đợt I 4.1. Nhiệm vụ
Nhiệm vụ của bể lắng đợt I là loại bỏ các tạp chất lơ lửng cịn lại trong nước thải sau khi đã qua các cơng trình xử lý trước đĩ. Ở đây các chất lơ lửng cĩ tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy.
4.2. Tính tốn
Diện tích bề mặt của bể lắng ly tâm trên mặt bằng được tính theo cơng thức:
Trong đĩ: Q:lưu lượng nước thải (m3/ngđ).
LA: tải trọng bề mặt, chọn LA = 32 (m3/m2.ngày)
Đường kính bể lắng:
Đường kính ống trung tâm:
Chiều cao hữu ích của vùng lắng trong bể lắng đứng I :
Trong đĩ: t là thời gian lắng, t = 114 phút(Thực nghiệm)
V là tốc độ chuyển động của nước trong bể lắng đứng V = 0,0285m/phút = 0,000475m/s.
Chiều cao phần hình nĩn của bể lắng :
Trong đĩ: h2 là chiều cao lớp trung hịa
α là gĩc ngang của đáy bể so với phương ngang, α khơng nhỏ hơn 50o. Chọn α = 50o.
D là đường kính trong của bể lắng, D = 4m
dn là đường kính đáy nhỏ của hình nĩn cụt, lấy dn = 0,5 m.
Đường kính phần loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao phần loe và bằng
1,35 dường kính ống trung tâm.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đường kính tấm chắn lấy bằng 1,3 đường kính miệng loe :
Gĩc nghiêng của tấm chắn so với phương ngang lấy bằng 17o.
Chiều cao tổng cộng của bể lắng :
Chọn Htc = 5,65 m.
hbv là chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0,3m.
Chiều cao ống trung tâm lấy bằng chiều cao hữu ích của bể lắng và bằng 3,25m
Kiểm tra thời gian lưu nước của bể lắng: Thể tích bể lắng:
Thời gian lưu nước:
Tải trọng bề mặt: Ls < 500m3/m.ngày thoả mãn
Máng thu nước
Vận tốc trong máng vmáng = 0,6 – 0,7m/s. Chọn vmáng = 0,7m/s.
Diện tích mặt cắt ướt của dịng chảy trong máng :
Máng thu nước đặt ở vịng trịn, cĩ đường kính bằng 0,8 đường kính bể:
Dm = 0,8.D = 0,8x4 = 3,2 (m)
Chiều dài máng thu nước:
Lm = Dm = x3,2 = 10,048 (m)
Chọn chiều dài máng Lm = 10m. Chiều cao máng hm = 0,3m
Máng bê tơng cốt thép dày 100mm, cĩ lắp thêm máng răng cưa thép tấm khơng
gỉ cĩ dạng chữ V, gĩc 900C. Chọn 4 răng cưa trên 1m chiều dài, vậy ta cĩ n = 40
răng cưa.
Lưu lượng nước qua 1 khe:
Mặt khác ta cĩ :
Trong đĩ: q lưu lượng nước qua mỗi khe H là Chiều cao lớp nước qua khe θ là gĩc ở khía chữ V, chọn θ = 90o Cd là hệ số lưu lượng Cd = 0,6 g là gia tốc trọng trường
Giải phương trình trên ta được H = 0,023 m = 23mm. Chọn chiều cao mỗi khe là 75mm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tổng chiều cao tổng cộng của máng răng cưa 260mm Vật liệu làm máng Inox 2,5mm
Tốc độ quay của thanh gạt : ω = 0,02 – 0,05 vịng/phút. Chọn ω = 0,03 vịng/phút (theo Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai)
Hiệu quả xử lý BOD và SS :
Trong đĩ : E là hiệu suất xử lý BOD và SS
a, b là hệ số thực nghiệm tra bảng 4-5(tài liệu Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải, NXB Xây Dựng – TS Trịnh Xuân Lai)
Khử BOD5 : a = 0,018(h) và b = 0,02
Khử SS : a = 0,0075(h) và b = 0,014
t là thời gian lưu nước(h)
Lượng cặn lắng trong 1h : Thể tích bùn sinh ra trong 1h :
Với : γbùn = 1.03. Tỷ trọng của cặn lắng ở Bể lắng 1 tra bảng 4-6( theo tài liệu Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải, NXB Xây Dựng – TS Trịnh Xuân Lai).
Hàm lượng SS cịn lại:
Hàm lượng BOD5 cịn lại:
Hàm lượng COD cịn lại:
5. Bể UASB 5.1. Nhiệm vụ
Làm giảm đáng kể hàm lượng COD, BOD trong nước thải bằng cách sử dụng lớp cặn lơ lửng (cĩ chứa rất nhiều vi sinh vật yếm khí) trong dịch lên men nhờ hệ thống nước thải chảy từ phía dưới lên. Đồng thời tạo thuận lợi cho quá trình xử lý hiếu khí trong bể aerotank.
5.2. Tính tốn
Hiệu quả xử lý BOD, COD của bể UASB là 80%(theo Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải – Ts Trịnh Xuân Lai)
Lượng COD cần khử mỗi ngày:
à à Dung tích phần xử lý kỵ khí cần thiết:
Trong đĩ: G: Hàm lượng COD đầu vào (mg/l).
LCOD: Tải trọng thể tích. LCOD = 8kgCOD/m3.ngày. (Bảng 10 – 10, “XLNT đơ thị và cơng nghiệp”, Lâm Minh Triết).
Để giữ lớp bùn trạng thái lơ lững, tốc độ nước dâng trong bể khoảng 0,6 – 0,9
m/h (tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, Trịnh Xuân Lai, 2001). Chọn vd =
0,7 m/h.
Diện tích bể UASB: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chọn F = 24 m2
Chiều cao cần xử lý yếm khí:
Tổng chiều cao của bể là:
Trong đĩ: H1: chiều cao phần xử lý kỵ khí.
H2: chiều cao phần lắng, chọn H2 = 1,3m.