Thông số thiết kế Đơn vị Giá trị
Chiều dài (L) mm 6400
Chiều rộng (B) mm 3500
Chiều cao xây dựng (H) mm 4000
Số đĩa phân phối của bể cái 32
Đường kính ống dẫn khí chính (D) mm 125
Đường kính ống dẫn khí nhánh (Dn) mm 65
Đường kính ống dẫn nước ra (Dv) mm 75
4.7 TÍNH TỐN BỂ LẮNG 4.7.1 Nhiệm vụ
Bùn sinh ra từ bể Aerotank và các chất lơ lửng sẽ được lắng ở bể lắng sinh học. Bùn hoạt tính sẽ được tuần hồn trở lại bể Anoxic.
4.7.2 Tính tốn:
𝑄𝑡ổ𝑛𝑔 = 𝑄𝑡𝑏𝑛𝑔à𝑦+ 𝑄𝑏𝑡ℎ = 200 + 120 = 320 m3/ngày
Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm tính theo cơng thức:
𝑓= 𝑄𝑡ổ𝑛𝑔
𝑉𝑡𝑡 = 320
0,02×86400 = 0,2 m2 Trong đó:
Q: lưu lượng nước vào bể lắng (m3/s);
Vtt: tốc độ chuyển động của nước trong ống trung tâm lấy không lớn hơn 30 mm/s = 0,03 m/s (Điều 7.60 – TCXDVN 51:1008). Chọn Vtt = 0,02 m/s;
Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng trong mặt bằng tính theo cơng thức:
𝐹=𝑄𝑡ổ𝑛𝑔
𝑣 = 320
0,0005×86400 = 7,5 m2 Trong đó:
+v: tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, v = 0,5 – 0,8 mm/s (Điều 6.5.4 - TCXDVN 51:2006). Chọn v = 0,5 mm/s = 0,0005 m/s;
Chọn bể lắng đứng hình vng với số bể lắng: n = 1 bể
Diện tích bể trong mặt bằng sẽ là:
𝐹= 𝐹+𝑓
𝑁 = 7,5+0,2
1 = 7,7 m2 Trong đó: N: Sổ bể lắng đứng.
Đường kính của bể tính theo cơng thức:
𝐷= √4×𝐹
𝜋 = √4×7,7
𝜋 = 3,5 m
Đường kính của ống trung tâm:
𝑑= √4.𝑓1
𝜋 = √4×0,2
f1: diện tích tiết diện ống trung tâm của bể (m2); f1 = f = 0,2 m2
Chiều cao tính tốn của vùng lắng trong bể lắng đứng:
h𝑡𝑡=𝑣×𝑡=0,0005×1,5×3600= 2,7 m Trong đó:
v: tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, v = 0,5 – 0,8 mm/s (Điều
6.5.6 – TCXDVN 51:2008). Chọn v = 0,0005 m/s;
t: thời gian lắng, t = 1,5 – 2,5h. Chọn t = 1,5h. (Bảng 4-3/46/[2])
Chiều cao tính tốn của vùng lắng H = 2,7 – 3,8m (Điều 7.56 – TCXDVN 51:2008)
thỏa mãn điều kiện.
Chiều cao phần nón của bể lắng đứng:
h𝑛=h2+h3= 𝐷−𝑑𝑛
2 ×tan𝛼 = 3,5−0,5
2 × tan550 = 2,14 m Trong đó:
h2 : chiều cao lớp nước trung hòa (m);
h3: chiều cao giả định của lớp cặn trong bể (m);
D: đường kính của bể lắng, D = 3,5 m;
dn : đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, chọn dn = 0,5m;
𝛼 : Góc nghiêng của đáy bể so với phương ngang, không lấy nhỏ hơn 500(Điều 7.56 – TCXDVN 51:2008), chọn 𝛼 = 550.
Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng:
𝐻=ℎ𝑡𝑡+ℎ𝑛+ℎ𝑏𝑣= 2,7+2,14+0,5= 5,34 m
Trong đó:
htt : chiều cao tính tốn của vùng lắng, htt = 2,7 m;
hn : chiều cao phần hình nón, hn = 2,14 m;
hbv: chiều cao từ mực nước đến thành bể, hbv = 0,5m (Điều 7.56 – TCXDVN 51:2008).
Đường kính miệng loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao phần loe và bằng 1,35 đường kính ống trung tâm.(255/[1])
𝑑𝑙=h𝑙=1,35×𝑑=1,35×0,5 = 0,675 m
Đường kính tấm chắn dịng lấy bằng 1,3 đường kính miệng loe (Điều 7.56 – TCXDVN
𝑑𝑐= 1,3×d𝑙= 1,3×0,675= 0,88 m
Góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng ngang lấy bằng 170(Điều 7.56 – TCXDVN 51:2008).
Chiều cao tấm chắn: hc = 1
2 × dc × tan 𝛼 = 1
2 × 0,88 × tan 170 = 0,1 m
Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm chắn theo mặt phẳng qua trục được tính theo cơng thức:
𝐿= 4×𝑄𝑠
𝑡ổ𝑛𝑔
𝑣𝑘.𝜋.(𝐷+𝑑𝑛)= 4×0,0037
0,015×𝜋×(3,5+0,5)= 0,08 m Trong đó:
vk: tốc độ dòng nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm hắt (Điều 7.56 – TCXDVN 51:2008, vk ≤ 20 mm/s). Chọn vk = 15 mm/s = 0,015 m/s.
Tính tốn máng thu nước
Dùng hệ thống máng thu nước chảy tràn đặt theo chu vi bể để thu nước.
Bề dày của lớp bê tông thành máng và đáy máng dày 0,1m. Chọn bề rộng máng thu nước là 𝐵𝑚 = 0,3m và chiều cao của máng thu nước là hm = 0,3m. Vậy máng thu nước có cạnh ngồi là 2,2 m
Chiều dài máng thu nước:
𝐿𝑚=4×𝐷𝑚=4×2,2= 8,8 m
Tải trọng thu nước trên 1m chiều dài máng:
𝑎=𝑄𝑛𝑔à𝑦
𝑡ổ𝑛𝑔
𝐿𝑚 = 320
8,8 = 36,36 m3/m.ngày
Đường kính ống thu nước:
𝐷𝑡ℎ𝑢= √4×𝑄𝑛𝑔à𝑦 𝑡ổ𝑛𝑔
𝜋×𝑣 = √ 4×320
𝜋×0,5×86400= 0,097 m
Chọn ống thu nhựa nước u-PVC Tiền Phòng, với đường kính trong 87,7 mm; dày = 2,2mm; DN=90 mm.
Trong đó:
Q: lưu lượng nước thải vào bể lắng
Kiểm tra lại vận tốc trong ống: V = 4×𝑄𝑛𝑔à𝑦
𝑡𝑏
𝜋×𝐷2 = 4×320
3,14×86400×0,08772 = 0,6 (Thõa mãn yêu cầu v = 0,3 – 0,9 m/s)
Tính tốn máng răng cưa
Đường kính máng răng cưa bằng đường kính trong máng thu: 𝐷𝑟𝑐=𝐷𝑚= 2,2 (𝑚) Chiều dài máng răng cưa bằng chiều dài máng thu nước là 8,8 m
Chọn số khe trên 1m chiều dài máng răng cưa là 10 khe. Bề rộng răng cưa: brc = 40mm.
Bể rộng khe: bk = 100mm. Khe tạo góc 𝛼 = 900
Chiều sâu khe = bk/2 = 100/2 = 50mm
Chiều cao máng thu nước là 200mm, bề dày máng răng cưa là 5mm, máng được bắt dính với thành bể lắng.
Tổng số khe: 𝑛=10×𝐿𝑟𝑐=10× 8,8= 88 𝑘ℎ𝑒 Lưu lượng nước qua 1 khe:
𝑞𝑘ℎ𝑒= 𝑄𝑛𝑔đ
𝑡ổ𝑛𝑔
𝑛 = 320
88 = 3,63 m3/khe.ngày Tải trọng thu nước trên 1 máng tràn:
𝑎= 𝑄𝑛𝑔đ
𝑡ổ𝑛𝑔
𝐿𝑟𝑐 = 320
8,8 = 36,3 m3/khe.ngày
Tính đường ống dẫn nước thải:
Đường kính ống dẫn nước thải vào lấy bằng đường kính ống dẫn nước ra từ bể Aerotank Dv = 75 mm.
Chọn vận tốc nước thải trong ống là v = 1,5 m/s (v= 1 – 2 m/s)
Đường kính ống dẫn nước thải ra:
𝐷𝑟= √4.𝑄𝑛𝑔đ 𝑡ổ𝑛𝑔
𝜋.𝑣 = √ 4×320
𝜋×1,5×86400= 0,056 m
Chọn ống dẫn nước thải ra là ống nhựa u-PVC, có đường kính trong là 58,5mm; dày = 1,5mm; DN = 60 mm.
V = 4×𝑄𝑛𝑔à𝑦
𝑡ổ𝑛𝑔
𝜋×𝐷2 = 4×320
3,14×86400×0,05852 = 1,37 m/s (Thõa mãn yêu cầu v = 1 – 2 m/s)
Tính tốn bơm bùn đi xử lý và bơm bùn tuần hoàn về bể Aerotank:
Lượng bùn tuần hoàn về bể anoxic: Qt = 120 m3/ngày.đêm Lưu lượng bùn bơm vào bể chứa bùn: Qb = 4,43 m3/ngày.đêm Chọn thời gian xả 1 ngày 1 lần thời gia xả 60 phút.
Cơng suất của bơm bùn tuần hồn và bơm bùn dư: N=𝑄𝑡.𝜌.𝑔.𝐻
1000.𝜂 = 120×1020×9,81×10
1000×0,8×86400 = 0,17 kW Trong đó:
+η: Hiệu suất chung của bơm, η = 0,7 – 0,9. Chọn η = 0,8; +ρ: Khối lượng riêng của bùn, ρ = 1020 kg/m3.
+ Chiều cao cột áp tồn phần, H=10 mH20
Cơng suất thực của bơm Ntt = N× 𝛽 = 0,17×1,5 = 0,26 kW Trong đó:
𝛽 là hệ số dự trữ chọn bằng 1,5
N < 1→𝛽 = 1,5 – 2,2
N > 1 →𝛽 = 1,2 – 1,5
N = 5 - 50 →𝛽 = 1,1
Chọn 2 bơm chìm thay phiên hoạt động, hàng Tsurumi với:
Model 50U2.4
Công suất: 0,4 Kw
Cột áp max:11.1m
Họng xả 50mm
Từ model của bơm ta chọn đường ống dẫn bùn tuần hoàn là ống nhựa u-PVC Tiền Phong với đường kính trong là 58,5mm; DN = 60mm; dày 1,5mm.
Kiểm tra lại vận tốc ống: V = 4×𝑄𝑡
𝜋×𝐷2 = 4×120