THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 4.1.TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ XỬ LÝ NƯỚC THẢI.
3 DO ứng với nhiệt độ của nước thải về mùa lạnh (gO2.m ngđ).
DO ứng với nhiệt độ của nước thải về mùa lạnh (gO2.m .ngđ).
0 15 C 20 C0 25 C0 15 ÷ 20 20 ÷ 25 30 400 450 500 450 500 550 500 550 600
H = H1 + h2 + h3 =1,5 + 0,4 + 0,6 = 2,5 (m) Trong đĩ:
h2 = Khoảng cách từ bề mặt vật liệu lọc đến mép trên cùng của thành bể, h2 = 0,4 m (Điều 6.14.4 – TCXD-51-84).
h3 = Khoảng cách giữa hai đáy của bể lọc sinh học, h3 = 0,5 ÷ 1 m, chọn h3 = 0,6 m. Đối với bể lọc sinh học nhỏ giọt, việc phân phối đều nước trên bề mặt lớp vật liệu lọc là điều hết sức quan trọng để bể lọc hoạt động tốt. trong thực tế, để phân phối đều nước thải thường dùng:
+ Hệ thống máng răng cưa phân phối nước. + Hệ thống vịi phun.
Trong thiết kế này, chọn hệ thống vịi phun để tính tốn thiết kế.
b). Tính tốn thiết kế vịi phun:
Nội dung tính tốn thiết kế vịi phun gồm các phần sau đây: + Số lượng vịi phun cần thiết.
+ TÍnh tốn thủy lực hệ thống tưới. + Dung tích thùng định lượng. Chu kỳ làm việc của thùng định lượng.
c). Tính tốn số lượng vịi phun.
Lưu lượng lớn nhất của nước thải chảy vào một ngăn của bể lọc sinh học nhỏ giọt là:
Qmax = 9, 4
2 = 4,7 (L/s)
Chọn loại vịi phun cĩ đường kính miệng vịi phun 19 (mm). Áp lực tĩnh ở đầu vịi: 2 m. Tổn thất áp lực trong mạng lưới phân phối lấy bằng 30% tổn thất tổng cộng, do đĩ áp lực tự do lớn nhất ở đầu vịi sẽ là:
Hmax = (100 – 30)% x 2 = 1,4 (m).
- Áp lực tự do lớn nhất: Hmax = 1,4 (m). - Đường kính miệng vịi phun, d = 19 (mm)
Lưu lượng tưới của mỗi vịi phun được xác định theo biểu đồ hình 4.2:
Biểu đồ 4.1: Xác định đường kính vịng tưới.
Đường kính vịng tưới: D = 2,8m = 2800mm Bán kính vịng tưới: R = 1,4m = 1400mm.
Lưu lượng tưới lớn nhất của một vịi phun: q = 42(l/phút) = 0,7 (l/s) (Tra biểu đồ bên dưới).
Biểu đồ 4.2: Xác định lưu lượng tưới của vịi phun.
Vịi phun được bố trí với mức độ chồng nhau của bán kính tưới khác nhau:
2R 2R
R 3
R 3
Chọn cách bố trí xen kẽ chồng nhau, khoảng cáchvịi phun.tâm vịi phun kế tiếp nhau theo cách bố trí này sẽ cĩ:
l1 = 3 × R = 3 ×1,4 = 2,24 (m). Khoảng cách giữa các hàng của vịi phun
l2 = 2 x R = 2 x 1,4 = 2,8 (m).
Hình dạng mặt bằng bể lọc và cách bố trí vịi phun ở vị trí xen kẻ nhau cĩ ảnh hưởng rất nhiều đến việc phân phối đồng đều nước thải lên khắp bề mặt lớp vật liệu lọc. Trên thực tế thường cĩ bốn dạng mặt bằng bể lọc được ứng dụng: Dạng hình chữ nhật, dạng hình vuơng, dạng hình trịn và dạng hình lục giác đều. Việc lựa chọn hình dạng mặt
bằng bể lọc nào để vừa thuận tiện cho việc bố trí hệ thống vịi phun theo kiểu xen kẻ chồng nhau nhưng vẫn đảm bảo phân phối được nước thải tới tất cả các vị trí của bề mặt vật liệu lọc là điều cần phải cân nhắc. Trong tính tốn này, chọn kiểu bố trí hình dạng mặt bằng bể lọc là hình lục giác đều và cách bố trí hệ thống vịi phun như hình 4.11: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tổng số vịi phun theo cách phân bố này là: n = 2 + 3 + 4 + 3 + 2 = 14 (vịi)
Kích thước cạnh lục giác đều của bể lọc theo cách bố trí này được xác định từ các quan hệ hình học: a = L = l1 + l1 + Rcotg600 = 3 x R + 3 x R + R x 3 3 1 3 7 × R 3 3 = 7 × 1, 4 × 3 3 = 5,6 (m)
Kiểm tra lại diện tích hữu ích của một ngăn bể lọc sinh học.
Fn = 6 × a 2 3
4 = 3 3(5,6) 2
2 = 81,4 (m2). Với a: Cạnh lục giác đều:
Rõ ràng Fn > F = 81,1 (m). Như vậy là đạt yêu cầu.
d). Tính tốn hệ thống vịi phun.
Sơ đồ tính tốn thủy lực hệ thống vịi phun được thể hiện như hình: Tổn thất áp lực trong mạng lưới phân phối được xác định theo cơng thức:
h = ∑ λ l d ×v 2 2g + ∑ ξ 0 − ∑ 1 2g 2g Trong đĩ: λ l
d = Đại lượng đặc trưng cho tổn thất áp lực theo chiều dài đường ống.
ζ = Hệ số sức kháng cục bộ.
v1= Tốc độ dịng chuyển động của nước trong đường ống phân phối trước và sau khi thực hiện quá trình lọc sinh học.
v0 = Tốc độ dịng chuyển động của nước trong đường ống phân phối sau khi thực hiện quá trình lọc sinh học.
g = Là gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2) hay a = 3 × R × (1 + 1 + ) =
2240 2240 2240 2240A B C D E F