IV. ĐỐI TƯỢNG VÀ GIỚI HẠN
4.1.10 Bể lắng 2
a. Nhiệm vụ
Lắng toàn bộ lượng bùn sinh ra trong bể Aerotank và tuần hoàn một lượng bùn hoạt tính đã lắng về bể Aerotank để duy trì mật độ VSV phân giải các hợp chất hữu cơ.
b. Tính toán
Bảng 4.12 Các thông số thiết kế của bể lắng đợt II
Loại xử lý
Tải trọng bề mặt
(m3/m2.ngày)
Tải trọng bùn
(kg/m2.giờ) Chiều sâu tổng cộng
Trung bình Lớn nhất Trung bình Lớn nhất Bùn hoạt tính 16 ÷ 32 40 ÷ 48 3,9 ÷ 5,8 9,7 3,7 ÷ 6,0 Bùn hoạt tính oxygen 16 ÷ 32 40 ÷ 48 4,9 ÷ 6,8 9,7 3,7 ÷ 6,0 Aerotank tăng cường 8 ÷ 16 24 ÷ 32 0,98 ÷ 4,9 6,8 3,7 ÷ 6,0 Lọc sinh học 16 ÷ 24 40 ÷ 48 2,9 ÷ 4,9 7,8 3,0 ÷ 4,5 RBC
Xử lý BOD 16 ÷ 32 40 ÷ 48 3,9 ÷ 5,8 9,7 3,0 ÷ 4,5 Nitrat hoá 16 ÷ 24 32 ÷ 40 2,9 ÷ 4,9 7,8 3,0 ÷ 4,5
(Xử lý nước thải – Lâm Minh Triết)
Chọn tải trọng bề mặt thích hợp cho bùn hoạt tính là 20 m3/m2.ngày và tải trọng chất rắn là 4 kg/m2.h .Vậy diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt là:
công suất 210 𝑚 /ngày. đêm. 𝐴𝐿 =𝑄𝑛𝑔𝑎𝑦 𝑡𝑏 𝐿𝐴 = 210 20 = 10,5 𝑚 2 Trong đó:
𝑄𝑛𝑔𝑎𝑦𝑡𝑏 là lưu lượng trung bình ngày, m3/ngày 𝐿𝐴 là tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày
Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn là:
𝐴𝑠 =(𝑄 + 𝑄𝑟) × 𝑀𝐿𝑆𝑆 𝐿𝑆 = (8,75 + 5,25)𝑚3/giờ × 3750 𝑔/𝑚3 4 𝑘𝑔/𝑚2. 𝑔𝑖ờ × 1000𝑔/𝑘𝑔 = 13,125 𝑚 2 Trong đó:
𝐿𝑆 là tải trọng chất rắn, kgSS/m2.ngày
Do 𝐴𝑠 > 𝐴𝐿, vậy diện tích bề mặt theo tải trọng chất rắn là diện tích tính toán. Đường kính bể lắng:
𝐷 = √4 × 𝐴
𝜋 = √
4 × 13,125
𝜋 = 4 𝑚
Đường kính ống trung tâm:
𝑑 = 20%𝐷 = 20% × 4 = 0,8 𝑚
Chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng là H = 3 m. Chiều cao lớp bùn lắng là hb = 1,2 m, chiều cao bảo vệ là hbv = 0,3 m. Vậy chiều cao tổng cộng của bể lắng là:
Htc = H + hb + hbv = 3 + 1,2 + 0,3 = 4,5 m Chiều cao ống trung tâm:
ℎ = 60%𝐻 = 60% × 3 = 1,8 𝑚 Kiểm tra lại thời gian lưu nước của bể lắng:
𝑉𝐿 =𝜋
4(𝐷2− 𝑑2) × 𝐻 =𝜋
4(42− 0,82) × 3 = 36,2 𝑚3
Thời gian lưu nước:
𝑡 = 𝑉𝐿
𝑄ℎ𝑡𝑏+ 𝑄𝑟 =
36,2
8,75 + 5,25 = 2,58 ℎ > 1,5 ℎ Thể tích phần chứa bùn:
công suất 210 𝑚 /ngày. đêm.
Thời gian lưu giữ bùn trong bể:
𝑡𝑏 = 𝑉𝑏 𝑄𝑤+ 𝑄𝑟 =
19,7 5,25 +3,824
= 3,65 ℎ > 1,5 ℎ
Tải trọng máng tràn:
𝐿𝑠 =𝑄 + 𝑄𝑟
𝜋𝐷 =
210 + 126
𝜋 × 4 = 26,7 𝑚
3/𝑚2. ngày < 500 𝑚3/𝑚2. ngày
* Tính toán đường ống dẫn nước thải và ống dẫn bùn
Đường kính ống dẫn nước thải
Đường kính ống dẫn nước thải vào bể lắng II lấy bằng đường kính đường ống dẫn nước ra bể Aerotank với D = 60 mm
Chọn vận tốc nước thải trong ống là 1,5 m/s (𝑣 = 1,5 ÷ 2𝑚) Đường kính ống dẫn nước thải ra:
𝐷 = √4 × 𝑄𝑠 𝑡𝑏
𝜋 × 𝑣 = √
4 × 0,0024
𝜋 × 1,5 = 0,045 𝑚 Chọn ống dẫn nước thải ra có đường kính D = 49 mm
Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống:
𝑣 = 4 × 𝑄
𝜋 × 𝐷2 =4 × 0,0024
𝜋 × 0,0492 = 1,27 𝑚/𝑠 → 𝑣 = 1,27 𝑚/𝑠 nằm trong khoảng 𝑣 = 0,7 ÷ 1,5 𝑚/𝑠
Đường ống dẫn bùn
Chọn vận tốc bùn chảy trong ống là v = 0,7 m/s (𝑣 = 0,3 ÷ 0,7 𝑚/𝑠) Lưu lượng bùn: 𝑄𝑏 = 𝑄𝑡ℎ + 𝑄𝑤
Trong đó:
𝑄𝑡ℎ là lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn về bể Aerotank, 𝑄𝑡ℎ = 5,25 × 24 = 126 𝑚3/ngày
𝑄𝑤 là lưu lượng bùn dư từ bể Aerotank, 𝑄𝑏 = 3,8 𝑚3/ngày
→ 𝑄𝑏 = 126 + 3,8 = 129,8 𝑚3/ngày = 0,0015 𝑚3/s Đường kính ống dẫn bùn
công suất 210 𝑚 /ngày. đêm.
𝐷𝑏 = √4 × 𝑄𝑏 𝑣 × 𝜋 = √
4 × 0,0015
𝜋 × 0,7 = 0,052 𝑚 Chọn ống dẫn bùn có đường kính D = 60 mm
Kiểm tra lại vận tốc bùn chảy trong ống:
𝑣 = 4 × 𝑄
𝜋 × 𝐷2 =4 × 0,0015
𝜋 × 0,0422 = 0,53 𝑚/𝑠 → 𝑣 = 0,53 𝑚/𝑠 nằm trong khoảng 𝑣 = 0,3 ÷ 0,7 𝑚/𝑠
* Tính toán bơm bùn tuần hoàn
Lưu lượng bơm: 𝑄𝑡ℎ = 126 𝑚3/ngày Cột áp của bơm: 𝐻 = 4,8 𝑚
Tổng chiều cao áp lực:
𝐻𝑡 = 𝐻 + ℎ𝑡𝑡 Trong đó:
ℎ𝑡𝑡 là tổng tổn thất gồm tổn thất cục bộ và tổn thất dọc đường, ℎ𝑡𝑡 = ℎ𝑐+ ℎ𝑑; mà ℎ𝑐 + ℎ𝑑 ≤ 0,4 𝑚 (theo Lâm Minh Triết, 2001, Xử lý nước thải đô thị và nông nghiệp, Viện Tài Nguyên Môi Trường) nên chọn ℎ𝑡𝑡 = 0,4 𝑚.
→ 𝐻𝑡 = 4,8 + 0,4 = 5,2 𝑚 Công suất máy bơm (𝑁𝑏):
𝑁𝑏 =𝑄𝑠
𝑚𝑎𝑥 × 𝐻 × 𝜌 102𝜂 Trong đó:
𝑄𝑠𝑚𝑎𝑥 là lưu lượng bơm (m3/s) 𝐻 là cột áp bơm = 𝐻𝑡
𝜌 là khối lượng riêng của bùn, 𝜌 = 1020 𝑘𝑔/𝑚3 𝜂 là hiệu suất bơm, 𝜂 = 0,8
→ 𝑁𝑏 =0,0015 × 5,2 × 1020
102 × 0,8 = 0,0975 𝐾𝑊
Công suất bơm 𝑁𝑏 = 0,0975 × 𝛽 = 0,0975 × 2,5 = 0,24 𝐾𝑊 = 0,32 𝐻𝑃 (trong đó 𝛽 hệ số an toàn, 𝛽 = 1 ÷ 2,5 chọn 𝛽 = 2,5)
công suất 210 𝑚 /ngày. đêm.
Bảng 4.13 Các thông số thiết kế của bể lắng đợt II
STT Thông số Kích thước
1 Thời gian lưu nước của bể 2,58 giờ 2 Tải trọng chất rắn 4 kg/𝑚2. h 3 Đường kính ống trung tâm 0,8 m
4 Chiều cao ống trung tâm 1,8 m
5 Đường kính bể lắng 4 m
6 Chiều cao bể lắng 4,5 m