THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 4.1.TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ XỬ LÝ NƯỚC THẢI.
4.1.1.4. Bể lắng đứng đợt I.
Nước thải sau khi qua bể lắng cát được dẫn đến bể lắng đợt 1. Nhiệm vụ của bể lắng đợt 1 là lắng các tạp chất phân tán nhỏ (chất lơ lửng) dưới dạng cặn lắng xuống đáy bể hoặc nổi lên trên mặt nước.
Tính tốn bể lăng đứng gồm các nội dung sau:
Diện tich tiết diện ướt của ống trung tâm được tính theo cơng thức:
f = Q max, s
Vtt
= 0,0094
0,03 = 0,313 (m2).
Trong đĩ: Qmax = Lưu lượng tính tốn lớn nhất, Qmax = 33,9 (m3/h) = 0,0094 (m3/s). Vtt = Tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm, lấy khơng
lớn hơn 30 mm/s hay 0,03 m/s, Điều 6.5.9. TCXD – 51 – 84. Diện tích ướt của bể lắng đứng trong mặt bằng được tính theo cơng thức:
F = Q max . s
V = 0, 0094
0,0006 = 15,66 (m2).
Trong đĩ: V = Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng. v = 0,5 ÷0,8 (mm/s), (Điều 6.5.9. TCXD – 51 – 84), chọn V = 0,6 (mm/s).
Tổng diện tích của bể là:
FT = F + f = 15,66 + 0,313 = 16 (m2).
STT Tên thơng số Đơn vị Số lượng
1 Chiều dài (L) m 2,6
2 Chiều rộng (B) m 1
3 Chiều cao (H) m 1,48
D = 4 × FT
π =
4 × 16
3,14 = 4,5 (m)
Chọn đường kính bể D = 4,5 (m).
Đường kính của ống trung tâm được tính theo cơng thức:
d = 4 × f
π =
4 × 0,313
3,14 = 0,61 (m).
Chiều cao tính tốn của vùng lắng trong bể lắng đứng được tính theo cơng thức: hl = v × t = 0,0006 ×1,6 × 3600 = 3,45 (m).
Trong đĩ: t = Thời gian lắng, t = 1,6 (h)
hn = h2 + h3 = ( D − d n
2 ) × tgα = ( 4,5 − 0,5
2 ) × tg50 0 = 2,4 (m). Trong đĩ:
h2 = Chiều cao của lớp nước trung hịa, m
h3 = Chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể, m. D = Đường kính trong của bể lắng, D = 4,5 (m).
dn = Đường kính đáy nhỏ của hình nĩn cụt, lấy dn = 0,5 (m).
α = Gĩc nghiêng của đáy bể lăng so với phương ngang, lấy khơng nhỏ hơn 500. (Điều 6.5.9. TCXD – 51 – 84), chọn α = 500.
Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính tốn của vùng lắng: htt = hl = 3,45 (m).
Đường kính miệng loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đường kính của ống trung tâm:
d l = hl = 1,35 × d = 1,35 × 0,61 = 0,82 (m)
Đường kính của tấm chắn lấy bằng 1,3 lần đường kính miệng loe:
d c = 1,3 × d l = 1,3 × 0,82 = 1 (m).
Khoảng cách giữa mép ngồi cùng của miệng loe đến mép ngồi cùng của bề mặt tấm chăn theo mặt phẳng qua trục được tính theo cơng thức:
L = 4 × Qmax .s vk × π × (D + d n ) =
4 × 0,0094
0,02 × 3,14 × (4,5 + 0,5) = 0.12 (m)
Trong đĩ: vk = Tốc độ dịng nước chảy qua khe giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm chắn, vk ≤ 20 mm/s. Chọn vk = 20mm/s = 0,02 (m/s).
Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng là:
H = hl + hn + hbv = 3,45 + 2,4 + 0,3 = 6,15 (m).
Trong đĩ: hbv = Là chiều cao bảo vệ từ mực nước đến thành, hbv = 0,3 (m). Máng thu nước đặt ở vịng trịn cĩ đường kính bằng 0.9 đường kính bể:
D1 = 0.9 x D = 0.9 x 4,5 = 4,05 (m). • Tốc độ lắng của hạt cặn lơ lửng trong bể lắng :
U= H
3.6 × t =
3,45
3.6 ×1,6 = 0.598 (mm/s).
Hiệu suất lắng của chất lơ lửng trong nước thải của bể lắng I phụ thuộc tốc độ lắng của hạt cặn lơ lửng trong nước thải ( u = 0.598 mm/s) và hàm lượng ban đầu của chất lơ lửng ( Ctc = 313,5 (mg/l).
• Thể tích ngăn chứa cặn tươi (cặn ở bể lắng I được gọi là cặn tươi) :
Wb = = = 0,65 (m3).
Trong đĩ:
+ Ctc = Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải sau bể lắng cát,Ctc = 313,5 (mg/l).
+ Q = Lưu lượng trung bình, Q = 25 (m3/h). + E = Hiệu suất lắng, E = 65%.
+ t = Thời gian tích luỹ cặn, t = 8 (h).
Ctc × Q × E × t 313,5 × 25 × 52 × 8
+ n = Số bể lắng cơng tác, n = 1 (bể)
Bảng hiệu suất lắng của chất lơ lửng trong nước thải ở Bể lắng I ( Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp 2010, Lâm Minh Triết, trang 128 )
Với Ctc = 313,5 mg/l và U = 0.598 mm/s Hiệu suất lắng E = 52%.
o Hàm lượng chất lơ lửng trơi ra khỏi Bể lắng I:
C = CBLC x ( 100 – E )% = 313,5 x ( 100 – 52 )% = 150,24 (mg/l).
o Hàm lượng BOD5 sau khi thực hiện quá trình lắng:
L = LBLC x ( 100 – 20 )% = 199,5 x 80 % = 159,6 (mg/l)
Theo TCXD 51- 84, điều 6.5.3 quy định rằng nồng độ chất lơ lửng trong nước thải ở Bể lắng I đưa vào Aerotank làm sạch sinh học hồn tồn hoặc vào các bể lọc sinh học khơng vượt quá 150 (mg/l). Trong trường hợp đang xét, nồng độ chất lơ lửng C = 150,24 (mg/l). Trong trường hợp này khơng phải chọn thêm cơng trình xử lý bổ xung.
Bảng 4.6: Tĩm tắt các thơng số thiết kế bể lắng đứng đợt I.