Thông số Đơn vị Giá trị
Chiều cao bể, H m 8,2 Đƣờng kính bể lắng m 6 Đƣờng kính ống trung tâm, D mm 90 Đƣờng kính ống dẫn nƣớc ra, Dr mm 110 Đƣờng kính ống dẫn bùn ra, Db mm 9 Đƣờng kính máng thu nƣớc m 4 Đƣờng kính miệng loe mm 0,3 Đƣờng kính tấm chắn mm 0,4 4.2.5. Bể UASB 4.2.5.1: Nhiệm vụ
Làm giảm đáng kể hàm lƣợng COD, BOD trong nƣớc thải bằng cách sử dụng lớp cặn lơ lửng( có chứa rất nhiều vi sinh vật yếm khí) trong dịch lên men nhờ hệ thống nƣớc thải chảy từ dƣới lên.
4.2.5.2: Tính tốn
Các thông số đầu vào của bể UASB:
= 500 m3/ngày
= 20,8 m3/h COD = 1539 mg/l BOD = 1026 mg/l SS = 81 mg/l
Hiệu quả xử lý COD, BOD của UASB là 75% Lƣợng COD cần khử mỗi ngày:
G = Q x (0,75 x COD vào) = 500 x 0,75 x 1539 = 577 (kgCOD/ngày)
Tải trọng khử của COD, quy phạm từ 4-18 kgCOD/ m3.ngày. chọn a = 8 kgCOD/ m3.ngày
Thể tích bể gồm 2 phần chính:
- Phân thể tích mà các hạt cặn lơ lửng sau khi tách khí đi vào hay thể tích phần lắng.
- Phần thể tích mà ở đó diễn ra qua trình phân hủy chất hữu cơ và thể tích phần xử lý kị khí. Kích thƣớc bể Diện tích bề mặt phần lắng: 2 2 3 3 5 , 17 . / 12 / 500 m ngày m m ngày m L Q A A
LA: là tải trọng bề mặt phần lắng khi xử lí chất hữu cơ hịa tan bảng 10.9 Các thông số thiết kế cho bể UASB (sách Xử lí nước thải đơ thị và khu cơng nghiệp, Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, Trang 459, 2015)
Thể tích ngăn phản ứng bể UASB: 3 3 3 3 96 1000 1 . / 8 / 1539 / 500 m g kg ngày m kgCOD m COD ngày m L C Q V COD o r Chiều cao phần phản ứng: m A V Hr 5,5 5 , 17 96
Giả sử chều cao phễu thu khí hp = 1,5m; chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m. Chiều cao tổng cộng bể UASB
Htc = H + hp + hbv = 1,5 + 5,5 + 0,5 = 7,5m. Với diện tích = 17,5 m2, chiều cao tổng cộng 7,5 m
Ta chọn:
Chiều dài bể L = 5 m Chiều rộng bể R = 3,5 m
Thời gian lƣu nƣớc trong bể ( ) (Slide Bài giảng môn học Xử lý nƣớc thải cơng nghiệp – PGS.TS Lê Hồng Nghiêm)
Thời gian lƣu nƣớc trong bể UASB =
=
x 24 = 6,3giờ
- Lƣợng COD sau xử lí:
Hiệu quả xử lý của UASB là COD , BOD 75% (Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân -2002)
CODra = (1– ECOD) CODvào = (1 – 0.75) 1539 = 385(mg/l) Lƣợng BOD sau xử lí
BOD ra = (1 – E BOD ) BOD vào = ( 1 – 0.75) 1026 = 257 (mg/l) Lƣợng COD cần khử trong ngày
G = (COD vào –COD ra ) 500 10 -3 = (1539– 385) 500 10-3 = 577(kg COD/ngày)
Tấm chắn khí và tấm hƣớng dịng Tấm hƣớng dịng
Chọn khe hở giữa tấm chắn khí và tấm hƣớng dịng là nhƣ nhau.Tổng diện tích các khe hở chiếm 15 – 20% tổng diện tích bể
Chọn Fkhe = 0,15 Fbể
Trong bể UASA, ta bố trí 2 tấm hƣớng dịng và 2 tấm chắn khí và các tấm này đặt song song với nhau.
Trong ngăn có 4 khe hở, diện tích mỗi khe:
Fkhe = = 0,65 m2 Bề rộng mỗi khe hở:
Rkhe = = = 0,216 m = 216 mm Khoảng cách giữa các khe hở
l =
= 0,2 m
Chọn khe hở giữa các tấm chắn bằng nhau, rkhe = 216 mm
Chiều dài tấm hƣớng dòng lhd = B = 3m, khoảng cách từ đỉnh tam giác hƣớng dòng đến tấm chắn:
d =
=
Đoạn nhô ra của tấm hƣớng dòng nằm bên dƣới khe hở từ 10 -20 cm. Chọn mỗi bên nhô ra 15 cm.
Chiều rộng của tấm hƣớng dòng là:D = (2d) + (2 x 150) = 2 x 282 + 2 x 150 = 864 mm Khoảng cách giữa 2 tấm chắn khí: L = 4 x X = 4 x 139 = 555 mm
Với X = 216 x cos 50 = 139 mm
Tấm hƣớng dịng có chắc năng chặn bùn đi lên phần xử lý yếm khí lên phần lắng nên độ rộng đáy D giữa hai tấm hƣớng dịng phải lớn hơn L.
Tính tốn ống phân phối nƣớc vào bể UASB
Vận tốc nƣớc chảy vào ống dao động từ 0,8 – 2 m/s. Chọn vống= 0,8 m/s Đƣờng kính ống chính: DƠC = √ = √ = 0,096 m Vậy chọn ống nhựa có dƣờng kính là 96mm Từ ống chính, chia thành 2 ống nhỏ
Nƣớc từ bể lắng đợt 1 đƣợc bơm qua bể UASB theo đƣờng ống chính, phân phối đều ra 2 ống nhánh,. Mỗi ống nhánh phân phối 2 vị trí phân phối nƣớc.
Đƣờng kính ống nhánh DƠN = √ = √ = 0,034 m Vậy chọn ống nhánh có đƣờng kính là 34mm Tính tốn ống dẫn nƣớc sang bể Anoxic
Vận tốc nƣớc chảy vào ống dao động từ 0,8 – 2 m/s. Chọn vống= 0,8 m/s DÔC = √
= √
= 0,096 m Vậy chọn ống nhựa có dƣờng kính là 96mm
Tính lƣợng khí metan sinh ra và ống thu khí
Lƣợng khí sinh ra trong bể tƣơng đƣơng 0,5 m3
/kg.COD Thể tích khí sinh ra trong ngày
vkhí = 0,5 x 577 = 288,5 (m3/ngày) Lƣợng khí sinh ra trong bể tƣơng đƣơng 0,35 m3
/kg.COD vkhí = 0,35 x 577 = 202 (m3/ngày)
Trong đó:
G: lƣợng COD cần khử trong ngày, G = 577 kg.COD/ngày
Đƣờng ống thu khí Vận tốc khí dao động từ 10 – 15 m/s. Chọn v= 10 m/s Đƣờng kính ống khí chính: Dkhí = √ = √ = 0,017 m Chọn ống thép 17 Tính tốn lƣợng bùn sinh ra
Lƣợng bùn sinh ra trong bể tƣơng đƣơng 0,05 – 0,1 kgVSS/ngày Khối lƣợng bùn sinh ra trong 1 ngày:
Mbùn= 0,1 x G = 0,1 x 577 = 57,7 kgVSS/ngày
Theo quy phạm 1m3 bùn tƣơng đƣơng 260 kgVSS (Xử lý nƣớc thải đô thị và cơng nghiệp của Lâm Minh Triết)
Thể tích bùn sinh ra trong 1 ngày: Vbùn =
=
= 0,22 m3/ngày Thể tích bùn sinh ra trong 1 tháng:
Vbùn.tháng = 0,22 x 30 = 6,6 m3 Chiều cao bùn trong 1 tháng:
hbùn = =
= 0,37 m
Thời gian xả bùn: 1 – 3 tháng/lần, chọn chu kì xả bùn 2 tháng/lần Thể tích bùn sinh ra trong 1 chu kì xả:
Vbùn = 0,22 x 60 = 13,2 m3 Chọn thời gian xả bùn 2h
Lƣu lƣợng bùn xả ra
Qbùn = = 6,6 m3
Bố trí ống thu bùn, các ống này đặt vng góc với chiều dài bể Vận tốc bùn trong ống chọn vbùn = 0,5 m/s
Diện tích ống xả cặn: Fbùn = = 0,0018m2 Đƣờng kính ống xả bùn D = √ = √ = 0,048 m Chọn ống nhựa PVC có 48mm
Cơng suất bơm bùn
N =
=
= 1,1(KW).
Trong đó:
η: Hiệu suất chung của bơm, η = 0,72 – 0,93, chọn η = 0,8. ρ: Khối lƣợng riêng của nƣớc, ρ = 1008 kg/m3
. P = 4,4 mH2O. Chọn H = 5 mH2O.
h: Chiều cao cột nƣớc trong bể, h1= 3 m.
h2: tổn thất cục bộ qua các chỗ nối, đột mở, đột thu, tổn thất qua lớp bùn, lấy trong khoảng 2 - 3 mH2O.
Công suất thực của bơm lấy bằng 110% cơng suất tính tốn Ntt = 1,1×1,1 = 1,21 (KW).
Chọn 2 bơm chìm có cơng suất nhƣ nhau (2 máy hoạt động lƣu phiên). Chọn bơm chìm hút bùn HSF250-1.3726.
Máng thu nƣớc
Bề rộng máng chọn 0,3m
Máng tràn gồm nhiều răng cƣa hình chữ V Lƣu lƣợng qua mỗi răng của hình chữ V
Q =
tg √
Trong đó: H: chiều cao cột nƣớc trên đỉnh, chọn H = 0,025 m Cd = 0,56 +
: hệ số lƣu lƣợng »»» Q = 1,8 x 10-4 m3/s Số răng cƣu trên máng:
n =
Chọn n = 10 răng
Nhƣ vậy 2 bên máng thu nƣớc mỗi bên 5 răng.
Ta chọn kích thƣớc máng thu nƣớc răng cƣa nhƣ sau:
- Chiều cao một răng cƣa 150mm
- Khoảng cách hai đỉnh răng của 600mm
- Tổng khoảng cách của một răng cƣa 300mm
- Chiều cao máng răng cƣa 350mm
- Chiều rộng máng 300mm
- Chiều cao máng h= 325 m
- Bề dày máng 5mm