CHƯƠNG III : ĐỀ XUẤ T2 PHƯƠNG ÁN
4.2. TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ PHƯƠNG ÁN 2
4.2.2.2. Tính tốn hóa chất chọn bơm định lượng
Hóa chất điều chỉnh pH
Chọn dung dịch NaOH 10% và H2SO4 98% làm hóa chất điều chỉnh pH. Liều lượng hóa chất châm vào được điều chỉnh bởi hệ thống điều chỉnh pH tự động. Đi kèm với hệ thống này là 1 bơm định lượng hóa chất chỉnh pH tự động Blue – White series C – 654P (6.380.000 VNĐ), Q = 11 L/H, H = 4 m, N = 45W, 1 thùng đựng hóa chất 500L.
PAC
Lưu lượng PAC cần dùng:
𝑄 =𝑎 × 𝑄𝑡𝑏 ℎ × 100 𝑏 × 1000 = 250 × 16,67 × 100 10 × 1000 = 41,675 𝐿/ℎ Trong đó:
a: Liều lượng phèn cho 1 m3 nước thải, a = 250 mg/l
b: Nồng độ dung dịch phèn, b = 10%
Q: Lưu lượng nước thải trung bình giờ, Qtb = 16,67 m3/h
Chọn 1 bơm định lượng hóa chất nhãn hiệu Blue – White seriex C6250 – P lưu lượng 55 L/h, H = 4m, N = 45kW. (6.670.000 VNĐ)
Chọn thùng nhựa bằng Composite có dung tích 500 L để pha trộn PAC, thiết bị khuấy trộn bằng motor khuấy 4 cánh phẳng với công suất 0,75 kW, số vòng quay là 175 vòng/phút.
Polymer
Lưu lượng Polymer cần dùng:
𝑄 =𝑎 × 𝑄𝑡𝑏 ℎ × 100 𝑏 × 1000 = 0,125 × 16,67 × 100 0,01 × 1000 = 20,83 𝐿/ℎ Trong đó:
a: Liều lượng phèn cho 1 m3 nước thải, a = 0,125 mg/l
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy sản xuất bia Sài Gịn Sóc Trăng cơng suất 400 m3/ngày đêm.
Q: Lưu lượng nước thải trung bình giờ, Qtb = 16,67 m3/h
Chọn 1 bơm định lượng hóa chất nhãn hiệu Blue – White seriex C6125 – P lưu lượng 30 L/h, H = 4m, N = 45kW. (6.653.000 VNĐ)
Chọn thùng nhựa bằng Composite có dung tích 500 L để pha trộn PAC, thiết bị khuấy trộn bằng motor khuấy 4 cánh phẳng với công suất 0,75 kW, số vòng quay là 175 vịng/phút.
4.2.2.3. Bể keo tụ tạo bơng
Nước sau khi trộn đều phèn và điều chỉnh pH thích hợp dẫn vào bể cho thêm Polymer để hoàn thành q trình keo bơng. Cánh khuấy sử dụng để khuấy chậm nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho q trình tiếp xúc và kết dính giữa các bơng đã keo tụ hình thành các bơng cặn lớn dễ lắng Tính tốn kích thước bể Thể tích hữu ích của bể 𝑉 = 𝑄 × 𝑡 = 16,67 ×30 60= 8,335 𝑚 3 Chọn V = 9 m3 Trong đó:
Q: lưu lượng nước thải trung bình giờ, (m3/h)
t: thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 30 phút ( t = 20 – 30 phút) (Điều 7.157/[16])
Chọn chiều cao của bể phản ứng h = 1,7 m Với hbv = 0,3 m => H = 1,7 + ,03 = 2 m Diện tích bể keo tụ 𝐹 = 𝑉 𝐻 = 9 2 = 4,5 𝑚 2
Vậy kích thước xây dựng bể: B × L × H = 1,5m x 3m x 2m = 9 m3
Theo chiều dài của bể ta chia làm 2 buồng bằng 1 vách ngăn hướng dịng dày 100 mm theo phương thẳng đứng. Ngăn có chiều rộng 1,5 m và cao 2 m.
Tiết diện ngang của ngăn phản ứng :
𝑓 = 𝑏 × ℎ = 1,5 × 2 = 3𝑚2 Chiều dài bể: 𝐿 =𝑊 𝑓 = 9 3≈ 3𝑚
Chiều dài mỗi buồng: l = 1,5 m
Tổng chiều dài bể ứng với 2 vách ngăn 100 mm và 1 ngăn thu nước 600 mm:
𝐿𝑡𝑐 = 3 + 2 × 0,1 + 0,6 = 3,8 𝑚
Thể tích thực của bể tạo bơng:
𝑊𝑡= 3,8 × 1,5 × 2 = 11,4 𝑚3
Cấu tạo guồng khuấy gồm trục quay, 4 cánh khuấy và 8 bản cánh đặt đối xứng qua trục, toàn bộ đặt theo phương thẳng đứng.
Chọn chiều dài bản cánh là: 1m. Chiều rộng bản cánh: 0,25m
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy sản xuất bia Sài Gịn Sóc Trăng cơng suất 400 m3/ngày đêm.
Cánh khuấy đặt ở khoảng cách tính từ mép ngồi đến tâm trục quay là R2 =1m, R1 = 0,5m.
Cường độ khuấy trộn
Buồng phản ứng 1
Dung tích 4,5 m3
Chọn tốc độ của guồng khuấy n = 12 vòng/phút Tốc độ tương đối của bản khuấy so với nước:
𝑣1 =𝑛 × 2𝜋 × 𝑅1× 0,75 60 = 12 × 2 × 3,14 × 0,5 × 0,75 60 ≈ 0,47 (𝑚 𝑠)⁄ 𝑣2 =𝑛 × 2𝜋 × 𝑅2× 0,75 60 = 12 × 2 × 3,14 × 1 × 0,75 60 ≈ 0,94 (𝑚 𝑠)⁄
Cơng suất cần thiết để quay cánh khuấy:
𝑁 = 4,5 × 𝐶 × 𝑓𝑐× (𝑣13+ 𝑣23)
Trong đó:
N: Cơng suất, W
fc: Tổng diện tích của bản cánh quạt, fc = 0,8 m2
C: Hệ số trở lực của nước phụ thuộc vào tỉ số dài/rộng C = 1,2 Vậy N = 4,5 x 1,2 x 0,8 x (0,473 + 0,943) = 4,03 W Gradient vận tốc trung bình: 𝐺 = 10 × √ 𝑁 𝜇 × 𝑉 Trong đó: G: Gadient vận tốc trung bình, (s-1)
N: Nhu cầu năng lượng, (W)
𝜇: Độ nhớt động lực học, (N.S/m2). Ở 25 oC, 𝜇 = 0,0092 (N.s/m2).
V: thể tích buồng tạo bơng, (m3)
G = 10 × √ 4,03 0,0092 × 4,5= 98,66 (s −1) < 100 (s−1) (Thỏa) Buồng đầu G = 80 – 100 (s-1) Buồng phản ứng 2 Dung tích 4,5m3
Chọn tốc độ của guồng khuấy n = 8 vòng/phút Tốc độ tương đối của bản khuấy so với nước:
𝑣1 =𝑛 × 2𝜋 × 𝑅1× 0,75 60 = 8 × 2 × 3,14 × 0,5 × 0,75 60 ≈ 0,314 (𝑚 𝑠)⁄ 𝑣2 =𝑛 × 2𝜋 × 𝑅2× 0,75 60 = 8 × 2 × 3,14 × 1 × 0,75 60 ≈ 0,628 (𝑚 𝑠)⁄
Công suất cần thiết để quay cánh khuấy:
𝑁 = 4,5 × 𝐶 × 𝑓𝑐× (𝑣13+ 𝑣23)
Trong đó:
N: Cơng suất, W
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy sản xuất bia Sài Gịn Sóc Trăng cơng suất 400 m3/ngày đêm.
C: Hệ số trở lực của nước phụ thuộc vào tỉ số dài/rộng C = 1,2 Vậy N = 4,5 x 1,2 x 0,8 x (0,3143 + 0,6283) = 0,75 W Gradient vận tốc trung bình: 𝐺 = 10 × √ 𝑁 𝜇 × 𝑉 Trong đó: G: Gadient vận tốc trung bình, (s-1)
N: Nhu cầu năng lượng, (W)
𝜇: Độ nhớt động lực học, (N.S/m2). Ở 25 oC, 𝜇 = 0,0092 (N.S/m2).
V: Thể tích buồng tạo bơng, (m3)
G = 10 × √ 0,75
0,0092 × 4,5 = 43 (s
−1) < 80 (s−1) → thỏa (𝑛𝑔𝑢ồ𝑛[1])
Buồng hai G = 40 – 80 (s-1) (nguồn[1])
Tính tốn ống dẫn nước thải ra khỏi bể keo tụ tạo bông
Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 0,7 m/s Lưu lượng nước thải: Q = 16,67 m3/h
Đường kính ống là:
𝐷 = √ 4 × 𝑄
3600 × 𝑣 × 𝜋= √
4 × 16,67
3600 × 0,7 × 3,14 = 0,09 𝑚
Chọn ống nhựa uPVC có đường kính D = 90 mm