STT Thông số Đơn vị Giá trị
1 Số bể bể 1
2 Thể tích xây dựng bể m3 57
3 Chiều dài (L) m 6
4 Chiều rộng (B) m 3
5 Chiều cao (H) m 3,8
6 Chiều cao bảo vệ (Hbv) m 0,4
7 Thời gian lưu nước (t) h 3,16
8 Số đĩa sứ khuếch tán khí (N) đĩa 22
9 Đường kính ống dẫn chính (D) mm 90
10 Đường kính ống nhánh dẫn khí
(Dn) mm 40
Hiệu quả xử lý
Thông số Hiệu suất xử lý Đầu vào Đầu ra
BOD5 98,7% 384,75 4,9
3.4.6. Bể lắng
Sau khi qua bể Aerotank, hầu hết các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải bị loại hoàn toàn. Tuy nhiên, lượng bùn hoạt tính trong nước thải là rất lớn, do đó bùn hoạt tính và các chất rắn lơ lửng sẽ được tách ở bể lắng. Bể lắng sinh học thường thiết kế theo dạng tròn (bể lắng đứng, bể Radian) và dạng hình chữ nhật (bể lắng ngang). Bể lắng ngang thường có hiệu quả lắng thấp hơn bể lắng tròn nên ít được sử dụng. Bể lắng tròn có thể phân phối nước vào theo ống thẳng đứng đặt ở tâm bể và thu nước ra bằng máng thu đặt vòng quanh chu vi bể. Bể lắng tròn có hiệu quả lắng cao nên trong trường hợp này, ta chọn bể lắng tròn để làm thiết bị lắng sinh học.
+ Chọn tải trọng bề mặt thích hợp là: LA = 20,6 m3/m2.ngày + Diện tích bề mặt lắng tính theo tải trọng bề mặt:
𝑆 = Q LA =
100
20,6= 7.28 𝑚
2
Diện tích của bể nếu thêm buồng phân phối trung tâm
𝑆𝑏ể = 1,1 × 7,28 = 8 𝑚2
- Kích thước bể lắng:
Lựa chọn xây dụng hình chữ nhật có kích thước: chiều dài bể L = 3,2 m, chiều rộng B = 2,5 m.
+ Đường kính ống trung tâm: 𝑑2 =4×𝑆
𝜋 =4×0,72
𝜋 = 1 𝑚
Với S là diện tích bề mặt ống trung tâm, S = 0,75 m2 + Chọn đường kính ống trung tâm, d = 1 m
+ Diện tích vùng lắng của bể: SL = 7,28 𝑚2
+ Tải trọng thủy lực: a = Q
SL = 150
7,28 = 20,6 𝑚3/𝑚2. 𝑛𝑔à𝑦
+ Vận tốc đi lên của dòng nước trong bể: 𝑣 = 𝑎
24=20,6
24 = 0,85 𝑚/𝑔𝑖ờ
- Tính toán chiều cao bể lắng
+ Chiều cao phần hình nón: ℎ𝑛 = ℎ2+ ℎ3 = (3,2− 𝑑𝑛
2 ) × 𝑡𝑔𝛼
Trong đó:
h3: Chiều cao lớp bùn trong bể, m
dn: đường kính đáy nhỏ hình nón, chọn dn = 1,5 m
α: Góc ngang của đáy bể lắng so với phương ngang, α không nhỏ hơn 50o. Chọn α = 500
Chiều cao phần hình nón ℎ𝑛 = (3,2− 1,5
2 ) × 𝑡𝑔50 = 1 𝑚
+ Chọn chiều cao bảo vệ: hbv = 0,2 m
+ Chiều sâu hữu ích bể lắng thường 2 – 3 m, chọn h = 2,6 m. Vậy chiều cao tổng cộng bể lắng là:
H = h + hn+ hbv = 2,6 + 1 + 0,2 = 3,8 𝑚
Thể tích của bể lắng: Vbể = 3,2 x 2,5 x 3,8 = 30,4 m3
+ Chiều cao của ống trung tâm bằng chiều cao tính toán của vùng lắng và bằng:
ℎ𝑡𝑡 = 60%𝐻1 = 60% × 2,6 = 1,56 𝑚
+ Bể lắng được xây dựng với độ dốc đáy 10% - Tính toán máng thu
+ Máng thu nước được đặt ở trong bể lắng hình chữ nhật với kích thước: Chiều cao máng thu nước: Hm = 0,2m
Chiều rộng máng thu nước: Bm = 0,2m Chiều dài mán thu nước: Lm = 11,4m
+ Tải trọng thu nước 1m chiều dài mép máng theo lưu lượng trung bình.
aL = Q
Lm = 100
11,4= 13,16𝑚3/𝑛𝑔à𝑦 < 125 (m³/ngày) đạt yêu cầu. - Tính máng răng cưa
Chọn tấm xẻ khe hình chữ V, góc đáy 900 để điều chỉnh cao độ mép máng. Chiều cao chữ V là 5 cm, đáy chữ V là 10 cm, khoảng cách giữa các đỉnh là 20 cm nên trên mỗi 1m chiều dài có 5 khe chữ V.
+ Vậy tổng số khe trên toàn bộ chiều dài máng sẽ là: 𝑛 = 5 × 11,4 = 57 𝑘ℎ𝑒
+ Lưu lượng nước chảy qua một khe tràn chữ V góc đáy 90º là:
qk =Qngày
n =
100
57 × 24 × 3600= 3,04 × 10
Với 𝑞𝑘 = 1,4 × ℎ5⁄2 chiều cao mực nước trong 1 khe chữ V là: h = (qk 1,4)2⁄5 = (3,04×10−5 1,4 )2⁄5 = 0,01 𝑚 = 1 𝑐𝑚 < 5 cm, đạt yêu cầu + Vận tốc giới hạn trong vùng lắng: VH = [8×K(δ−1)×g×dh f ] 1 2 ⁄
(Nguồn Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB xây dựng Hà Nội, 2009)
Trong đó:
VH: Vận tốc giới hạn trong vùng lắng (m/s)
K: Hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn, chọn K = 0,06 đối với các hạt cặn có khả năng kết dính
δ: Tỷ trọng của các hạt, δ = 1,2 ÷ 1,6; → Chọn δ = 1,25 g: Gia tốc trọng trường, g = 9,8 m/s²
dh: Đường kính tương đương của hạt, chọn dh = 10−4 m f: hệ số ma sát, f = 0,002 ÷ 0,003, chọn f = 0,025 => 𝑉𝐻 = [8 × K(δ − 1) × g × dh f ] 1 2 ⁄ = [8 × 0,06(1,25 − 1) × 9,8 × 10 −4 0,025 ] 1 2 ⁄ = 0,07 𝑚/𝑠 + Thể tích phần lắng trong một bể: V1 = 𝑆𝐿 × H = 7,28 × 3,8 = 27,6 𝑚3 + Thể tích phần chứa bùn: V2 = Vbể - V1 = 30,4 – 27,6 = 2,8 m3 + Nồng độ bùn trung bình trong bể: Ctb =CL+ Ct 2 = 3500 + 7000 2 = 5250( g 𝑚3) = 5,25 𝑘𝑔/𝑚3
+ Lượng bùn chứa trong 1 bể lắng: Gbùn = V2× Ctb = 2,8 × 5,25 = 14,7 kg
+ Lượng bùn cần thiết trong bể Aerotank là:
𝐺 = 𝑉2× 𝐶0 = 2,8 × 3000 × 10−3 = 8,4 𝑘𝑔
- Thời gian lưu nước trong bể lắng:
- Nước đi vào bể lắng: QL = Q × Qt = (1 + α) × Q = 1,75 × 100 = 262,5 𝑚3
Với α: hệ số tuần hoàn, α = 0,75
- Thời gian lưu nước trong bể lắng: 𝑇 = 𝑉
𝑄𝐿+𝑄𝑇= 30,4×24
262,5+150 = 1,76 𝑔𝑖ờ
- Chọn bơm hút bùn
- Khối lượng bùn sinh ra trong bể lắng là:
M = TSS x Qtb x 93% = 650 x 100 x 93% = 60450 gam/ngày= 60,45 kg/ngày.đêm Giả sử hiệu quả xử lý cặn lơ lửng đạt 93%
- Lưu lượng bùn khi đó sẽ là:
𝑄1 = 𝑀 φ × p = 63,37 × 10−3 1,015 × 0,01 = 6,2 𝑚 3/𝑛𝑔à𝑦 = 4,3 × 10−3𝑚3/𝑝ℎú𝑡 Trong đó: + φ: Tỷ trọng cặn tươi ở bể lắng, = 1,015 (T/m3) + p: Nồng độ % của cặn khô p = 1% = 0,01
- Chọn bơm bùn tuần hoàn
Lưu lượng bơm: QT = 100 (m3/ngày.đêm) = 0,001 (m3/s) Cột áp của bơm: H = 10m
Công suất bơm:
𝑁 =𝑄𝑇 × 𝜌 × 𝑔 × 𝐻
1000𝜂 =
0,001 × 1000 × 9,81 × 10
1000 × 0,8 = 0,24 𝑘𝑊
Trong đó:
𝜂: hiệu suất của bơm, chọn 𝜂 = 0,8 𝜌: khối lượng riêng của nước, kg/m3
Chọn bơm bùn công suất 0,24 Kw.
- Do đó với lưu lượng 1,15 × 10−3𝑚3 /𝑝ℎú𝑡 và chiều cao bể là 3,91m ta chọn bơm bùn tuần hoàn Shinmaywa – Nhật Bản với các thông số như sau:
+ Model: CN40T
+ Lưu lượng: 0,25 m3/phút + Công suất: 0,25 kW
Tính toán khoảng lưu không của bể lắng 𝐾 = 𝑄 L × 𝐻 V = 262,5 × 2,6 30,4 = 22,45 m3 Trong đó :
K : Khoảng lưu không của bể lắng
QL : Lưu lượng nước đầu vào của bể lắng H : Chiều cao của phần nước sau quá trình lắng V : Thể tích của bể lắng
Sau khi qua hệ thống xử lý sinh học bao gồm: bể anoxic,bể aerotank và bể lắng hàm lượng các chất ô nhiễm như sau:
TSS giảm 93% = 43,68 mg/l