STT Thông số Đơn vị Giá trị
1 Chiều cao xây dựng bể m 3.8
2 Chiều dài bể m 1.5
3 Chiều rộng bể m 3
4 Thể tích xây dựng bể m³ 22,5
5 Thời gian lưu h 1,16
Hiệu quả xử lý
Thông số Hiệu suất xử lý Đầu vào Đầu ra
BOD5 5% 500 mg/l 475 mg/l
COD 5% 900 mg/l 855 mg/l
Hình 3.4: Mặt cắt hố thu
3.4.3. Bể điều hòa
Bể điều hòa lưu lượng và nồng độ cấu tạo hình hộp chữ nhật,được xây dựng bằng vật liệu bê tông cốt thép. Bên trong bể điều hòa được thiết kế hệ thống phân phối khí,các máy nén khí cung cấp oxy vào trong nước thỉa hệ thống phân phối khí gồm một ống dẫn khi được chia làm nhiều ống nhánh đặt theo chiều dài của bể.
- Tính toán kích thước bể
Thể tích bể điều hòa 𝑉 = 𝑄 𝑚𝑎𝑥ℎ × 𝑡 (𝑚3) Trong đó:
𝑄 𝑚𝑎𝑥ℎ : Lựu lượng nước thải lớn nhất 𝑄 𝑚𝑎𝑥ℎ = 10,5 𝑚3/h
t: thời gian lưu của nước thải trong bể, chọn t = 5,5h ( theo Giao trình tính toán thiết
kế các công trình xử lý nước thải của Trịnh Xuân Lai )
Thể tích bể điều hòa là V = 10,5 × 5,5 = 54,7 𝑚3. Chon V = 55 m3
Lựa chọn chiều cao hữu ích của bể là h = 3,4 m Chiều cao bảo vệ Hbv = 0,4 m
Chiều cao tổng cộng là: H = 3,4 + 0,5 = 3,8 m Diện tích mặt bằng: 𝑆 =𝑉
ℎ = 55
3,3 = 16,68 (m2)
Lựa chọn xây dụng chiều dài bể L = 5,56 m, chiều rộng B = 3 m. Thể tích thực của bể điều hòa : L × B × H =5,56 × 3 × 3,8 = 63,384 𝑚3
Lưu lượng khí cần cấp cho bể điều hòa (𝑚3/ℎ)
𝑄𝑘𝑘 = 𝑞𝑘𝑘 × 𝑉
Trong đó: 𝑄𝑘𝑘 là lưu lượng khí cung cấp cho bể điều hòa (𝑚3/ℎ)
𝑞𝑘𝑘 tốc độ cấp khí cho về điều hòa,v = 0,01 ÷ 0,015 𝑚3/𝑚3. 𝑝ℎú𝑡
Chọn 𝑞𝑘𝑘 = 0.015 𝑚3/𝑚3. 𝑝ℎú𝑡
V: dung tích bể điều hòa
𝑄𝑘𝑘 = 0,015 × 60 × 63,384 = 57,05 (𝑚3/h) Chọn Qkk = 58 (𝑚3/h)
Không khí được cấp vào bể điều hòa để tăng khả năng khuấy trộn và duy trì nồng độ oxi trong bể. Không khí được máy nén đưa vào bể, hệ thống phân phối khí dạng đục lỗ. Đặt ống dọc theo chiều dài bể và nằm trên các tấm đỡ cách đáy 5cm
Chọn hệ thống cấp khí là ống có lỗ khoan,hệ thống gồm một ống chính đặt dọc theo chiều dài,chiều dài ống chính là 5m và 5 ống nhánh chạy dọc theo chiều rộng của bể chiều dài mỗi ống nhánh là 2m, đặt cách nhau 1m ở mỗi phía theo chiều rộng bể đặt ống cách tường 0.5m
Đường kính ống phân phối khí chính là: 𝐷𝑐 = √ 4×𝑄𝑘𝑘
𝜋×𝑣ô×3600
Trong đó:
𝐷𝑐 = √𝜋×𝑣4×𝑄𝑘𝑘 ô ×3600 = √ 4×58 𝜋×10 ×3600 =0,045 (m) Chọn ống dẫn khí 𝐷𝑐 = 60mm Kiểm tra vận tốc khí ống chính: 𝑣 = 4 × 𝑄𝑘𝑘 𝜋 ×3600 × 𝐷𝑐 = 4 ×58 𝜋 ×3600 ×0,062 = 5,7(m/s)
Đường kính ông nhánh dẫn khí vào bể điều hòa: 𝐷𝑛 = √ 4 × 𝑞ô
𝜋 × 𝑉0 ×3600
Trong đó: 𝑞ôlưu lượng khí trong mỗi ống.Được tính thoe công thức: Lượng khí qua mỗi nhánh: 𝑄ô = 𝑄𝑘𝑘
5 = 58
5 = 11,6 𝑚3/ℎ
→𝐷𝑛 = √ 4 × 11,6
𝜋 × 10 ×3600 = 0,02𝑚
Chọn đường kính ống nhánh là 48 mm
- Đường kính các lỗ phân phối khí vào bể điều hòa:𝑑𝑙ỗ = 2-5 mm →𝑑𝑙ỗ = 3 mm
- Vận tốc khí qua lỗ phân phối khí: 𝑉𝑙ỗ= 15-20 (m/s) →Chọn :𝑉𝑙ỗ = 15 m/s
- Lưu lượng khí qua lỗ phân phối khí: :𝑞𝑙ỗ = 𝑉𝑙ỗ × 𝜋 × 𝑑2
4 × 3600 → 𝑞𝑙ỗ = 15 ×3,14 ×0,0032 4 × 3600 = 0,38 (𝑚3/h) - Số lỗ trên 1 ống là: 𝑁 = 𝑞ô 𝑞𝑙ỗ = 11,6 0,38 = 30 (lỗ) - Số lỗ trên 1m dài ống là 𝑛 = 𝑁 𝐿 = 31 5 = 6 (lỗ) - Chọn số lỗ trên 1m ống là 6 lỗ
- Tính toán máy thổi khí trong bể điều hòa Công suất: 𝑁𝑏 = 1,2 × 𝑁 (Kw/h)
Trong đó:
𝑁𝑏 = 34400 × ( 𝑝
0.29− 1 ) × 𝑞𝑘 102 × 𝜂
Với 𝑞𝑘: lưu lượng khí cung cấp
p: áp lực của khí nén: 𝑝 =(10,33+ 𝐻𝑑) 10,33
Với 𝐻𝑑: áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén được xác nhận theo công thức
𝐻𝑑 = ℎ𝑑+ ℎ𝑐+ ℎ𝑓+ 𝐻
Trong đó:
ℎ𝑑: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn (m)
ℎ𝑐: tổn thất cục bộ của ống phấn phối khí
Tổn thất + không vượt quá 0,4m. chọn ℎ𝑑+ ℎ𝑐 = 0,2
ℎ𝑓:tổn thất qua thiết bị phân phối không vượt quá 0,5m.chon ℎ𝑓= 0,3m H: chiều cao hữu ích H = 3,3m
→𝐻𝑑= ℎ𝑑+ ℎ𝑐 + ℎ𝑓+ 𝐻 = 0,2 + 0,3 + 3,3 = 3,8 𝑝 = (10,33+ 𝐻𝑑) 10,33 = (10,33+3,8 ) 10,33 = 1,36 (atm) 𝑁 = 344000 × (𝑝 0,29 − 1 ) × 𝑄𝑘 102 × 𝜂 = 34400 × (1,450,29 − 1 ) × 58 102 × 0,75 × 3600 = 0,67 (𝐾𝑤/ℎ)
Vậy công suất máy thổi khí :𝑁𝑏 = 1,2 × N = 1,2 × 0,67 = 0,8 ( kw/h)
Do quá trình khuấy trộn để cân bằng nồng độ và ngăn cặn lắng sẽ xảy ra các phản ứng oxy hóa khử và làm giảm hàm lượng BOD do bay hơi và oxy hóa bằng không khí. Nước thải sau khi qua bể điều hòa làm lượng BOD,COD giảm khoảng 10%, 𝑁𝐻4+ giảm 5%
Vậy khi đi qua bể điều hòa, hàm lượng các chất ô nhiễm như sau: (theo Giao trình
tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải của Trịnh Xuân Lai )
BOD5 = 475 x (100% - 10%) = 427,5 mg/l COD = 855 x (100% - 10%) = 769,5 mg/l NH4+ = 133 x (100% - 5%) = 126,35 mg/l