STT Tên thơng số Đơn vị Giá
trị
1 Chiều cao hữu ích bể lắng m 2,5
2 Chiều cao lắng bùn bể lắng m 1,5
3 Chiều cao bảo vệ bể lắng m 0,3
4 Chiều cao bể lắng m 4,3
5 Đường kính bể lắng m 5,8
6 Đường kính ống trung tâm bể lắng m m
1,2
7 Độ dốc đáy bể % 5
8 Chiều cao ống trung tâm bể lắng m 1,8
9 Thời gian lưu nước h 2,3
10 Thời gian lưu giữ bùn h 1,2
11 Đường kính máng thu nước m 4,64
12 Chiều dài máng thu nước m 14,6
13 Bề rộng khe mm 150
14 Chiều cao máng mm 200
15 Ống dẫn nước thải qua cơng trình kế mm 60
18 Ống dẫn bùn qua bể nén bùn mm 21
19 Bơm bùn qua bể nén bùn kw 1
Hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), COD và BOD của nước thải sau khi qua bể Aerotank và lắng II giảm cịn lại:
SS = SS×(100 – 96)% = 158,39×(100 – 96)% = 6,34 mg/l BOD = BOD×(100 – 93)% = 403,824 ×(100 – 93)% = 28,27 mg/l COD = COD×(100 – 91)% = 649,8×(100 – 91)% = 58,5 mg/l 4.8. Bể khử trùng Vị trí Bể lắng II Bể khử trùng Bồn lọc áp lực
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải giấy cho Cơng ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến Cơng suất 500 m3/ngày đêm
Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Cẩm Tú Trang 72 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mỹ Linh
Nhiệm vụ
Bể nhằm loại bỏ thành phần vi sinh vật gây bệnh trong nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Hĩa chất khử trùng được dùng NaClO, nĩ được bơm định lượng vào nguồn nước thải để đảm bảo lượng hĩa chất được đồng đều và lượng hĩa chất khơng dư quá qui định cho phép.
Tính tốn
Chọn thời gian tiếp xúc giữa dung dịch NaOCl với nước là 30 phút.
Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc là được tính theo cơng thức:
V Q t
Trong đĩ:
Q là lưu lượng nước thải, Q = 500 m3/ngày
t: thời gian tiếp xúc giữa dung dịch NaOCl với nước, chọn t = 30 phút.
Vậy 500 30 V 10, 4 24 60 m3 Diện tích bể khử trùng là V F H Trong đĩ:
H là chiều cao mực nước bể, chọn H = 3,5m. V là thể tích bể khử trùng, V = 10,4 m3
Vậy F = 10,4
3,5 = 2,97 m2
Chọn kích thước của bể là B = 1,9 m và L = 3,320 m.
Chiều cao của bể khử trùng là H = Hlv + Hbv = 3,5 + 0,8 = 4,3 m. Chiều dài vách ngăn trong bể: Ln = 80% B = 1,6 m.
Chọn số vách ngăn trong bể là 3, mỗi vách ngăn cĩ chiều rộng là 120 mm
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải giấy cho Cơng ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến Cơng suất 500 m3/ngày đêm
Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Cẩm Tú Trang 73 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mỹ Linh
100 1000 NaOCl a Q Q b Trong đĩ:
a: liều lượng NaOCl cho 1 m3 nước thải, chọn a = 0,125 mg/L. (http://moitruongxuyenviet.com/PAC-63.html)
Q: lưu lượng nước thải, Q = 20,83 m3/h.
b: Nồng độ dung dịch NaOCl, chọn b = 0,01 %. Vậy 0,125 20,83 100 26 0, 01 1000 NaOCl Q L/h.
Chọn bơm định lượng Blue-White series C – 6025P, Q = 60 L/h Thùng nhựa đựng polyme cĩ dung tích là 500 L.
Đường ống dẫn nước từ bể khử trùng ra nguồn tiếp nhận:
Đường kính của ống là: 4 Q D V Trong đĩ:
Q: là lưu lượng nước thải, Q = 500 m3/ngày.
V: vận tốc nước thải, V = 1 – 2 m/s, chọn V = 2 m/s. Vậy D 4 500 0,06 2 24 3600 m
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải giấy cho Cơng ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến Cơng suất 500 m3/ngày đêm
Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Cẩm Tú Trang 74 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mỹ Linh
Bảng 7. Thơng số thiết kế bể khử trùng
STT Tên thơng số Đơn vị Giá trị
1 Chiều cao mực nước bể m 3,5
2 Chiều cao bảo vệ bể m 0,8
3 Chiều cao bể khử trùng m 4,3
4 Chiều dài bể khử trùng m 3,320
5 Chiều rộng bể khử trùng m 1,9
6 Chiều dài vách ngăn bể khử
trùng m 1,6
7 Sơ vách ngăn ngăn 3
8 Thể tích bể khử trùng m3 10,4
9 Bơm định lượng l/h 60
10 Đường ống dẫn nước từ bể khử
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải giấy cho Cơng ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến Cơng suất 500 m3/ngày đêm
Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Cẩm Tú Trang 75 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mỹ Linh
4.9. Bồn lọc áp lực
Vị trí
Nhiệm vụ
Loại các hạt cặn bẩn cĩ trong nước . Nước nguồn trước khi vào bể phải cĩ hàm lượng cặn lơ lửng nhỏ hơn 30mg/L.
Tính tốn
Chọn vật liệu cấu tạo bể lọc là thép khơng gỉ. Vật liệu lọc chọn cát thạch anh cĩ đường kính 0,4 – 1 mm. Diện tích của bồn lọc áp lực : Q 20,83 D 2,1 v 10 m2 Trong đĩ: Q: là lưu lượng tính tốn, Q = 20,83 m3/h V: là vận tốc lọc, lọc với tốc độ bình thường v = 10-15m/h. Chọn v = 10m/h. Đường kính bồn lọc: 4 F 4 2 D 1,6 m
Chiều cao thiết bị chưa tính đáy và nắp : H = hđ + hc + hn + hbv
Trong đĩ:
H là chiều cao thiết bị chưa tính đáy và nắp, m hc là chiều cao lớp cát thạch anh, hc = 0,8m hbv là chiều cao bảo vệ, hbv = 0,25m
hn là khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến phễu thu nước rửa lọc. Theo điều 6.119-TCXDVN 33-2006 ta cĩ:
hn = hvl × ee + hbv = hc × ee + 0,3
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải giấy cho Cơng ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến Cơng suất 500 m3/ngày đêm
Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Cẩm Tú Trang 76 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mỹ Linh
Trong đĩ
ee là độ nở tương đối vật liệu lọc khi rửa ngược Vậy hn = 0,8 × 0,5 + 0,3 = 0,7m.
Chọn hđ là chiều cao lớp sỏi đỡ, hđ= 150 mm hay 0,15m.
Vậy chiều cao của thiết bị chưa tính nắp và đáy là: H= 0,15 + 0,8 + 0,7 + 0,25 = 1,9 m.
Trở lực ban đầu của dịng chảy qua lớp vật liệu lọc
Khi dịng lưu chất chuyển động qua lớp vật liệu hạt thì áp suất của nĩ bị giảm. Trở lực qua lớp cát thạch anh.
Ta cĩ vật tốc thực của dịng lưu chất đi qua lớp cát
U 10 V 0, 007 e 3600 0, 4 m 3/s Trong đĩ
U là vận tốc trung bình của dịng lưu chất theo tiết diện thiết bị (m/s) e là độ rỗng của cát thạch anh (40%). Tổn thất áp lực qua lớp cát: 2 2 3 i c 3 si 3 i (1 e) v x (1 0, 4) 0,007 h L f 0,8 131,9 10 2, 21m e g d 0, 4 0,95 g
(Cơng thức14.16 SECTIONIV/Physical-Chemical Treatment Processes)
Trong đĩ:
ψ là tính hình cầu của cát thạch anh, ψ = 0,95 g là gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s
L là chiều cao lớp cát trong bể lọc, L = 0,8m
Trở lực này nhỏ nhưng theo thời gian lọc trở lực này sẽ tăng lên do cặn bít tắt dần các lổ rỗng
Tổn thất áp lực giới hạn để vận hành bồn: hvh = hc + hb + hcb = 2,21 + 6 + 1 = 9,21m Trong đĩ:
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải giấy cho Cơng ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến Cơng suất 500 m3/ngày đêm
Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Cẩm Tú Trang 77 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mỹ Linh
hb là tổn thất áp lực qua lớp cát bẩn, hb = 6-8m, chọn hb= 6m.
hcb là tổn thất áp lực cục bộ khi nước chảy trong ống, chọn hcb= 1m.
Tính rửa lọc
Khi tổn thất áp lực lọc đạt tới tổn thất giới hạn hgh = 8m do cặn bẩn làm bít tắc các lỗ rỗng của hạt vật liệu. Lúc này ta cần ngưng hoạt động và tiến hành rửa bể bằng nước thuần túy. (Nguồn: Điều 6.106 TCXDVN 33-2006)
Rửa ngược bằng nước với tốc độ vn = 0,35 m3/m2.phút. Vậy lượng nước cần thiết cho việc rửa lọc là:
V = F.vn.t = 2 × 0,35 ×10 = 7m3 Lưu lượng bơm:
Qb = F×v = 2 × 0,35 × 60 = 42 m3/h
Tính tốn hệ thống phân phối và thu nước sau lọc
Chọn vận tốc nước chảy trong ống vào và ra bể lọc là 2 m/s. Đường kính ống là: 3 Q 500 A 2,9 10 v 24 3600 2 m2 3 4 A 4 2,9 10 D 0, 06m Chọn D = 60 mm
Vận tốc nước chảy trong ống khi rửa lọc
r 3 Q 0,0116 v 4 A 2,9 10 m/s
Phễu phân phối nước vào cần được thiết kế sao cho khoảng cách thu nước xa nhất khơng quá 0,7m. Chọn phễu thu cĩ kích thước như sau:
- Đường kính lớn: 300 mm
- Đường kính nhỏ bằng đường kính ống vào 60 mm - Chiều cao phễu: 200 mm.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải giấy cho Cơng ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến Cơng suất 500 m3/ngày đêm
Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Cẩm Tú Trang 78 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mỹ Linh
Hệ thống thu nước lọc
Hệ thống thu nước lọc bao gồm 1 tấm inox trịn được hàn liền với thân thiết bị. Trên tấm đỡ này ta bố trí các chụp lọc thu nước.
Chọn ống inox Ø60 làm ống chính để dẫn nước vào cũng như nước ra khỏi bồn.
Tính cơ khí cột lọc
Chọn vật liệu chế tạo thiết bị là thép khơng gỉ. Ta cĩ tính chất vật liệu như sau: Giới hạn bền chảy: σc = 220×106N/m2
Giới hạn bền kéo: σk = 550×106N/m2 Độ giãn nở tương đối: δ = 38% Hệ số dẫn nhiệt: λ = 16,3W.m.độ Khối lượng riêng: ρ = 7,9×103 kg/m3 Chiều dày tấm thép 4-25mm.
(Nguồn: Bảng XII.4 và XII.7_Sổ tay Quá trình và thiết bị Tập 2)
Thân thiết bị
Áp suất làm việc của thiết bị: Ptt = Pt + Pmt
Trong đĩ:
Pt là áp suất thủy tĩnh: Pt = ρ×g×H = 1000×9,81×2,15 = 21,582N/m2. Pmt là áp lực cột lọc: chọn áp lực tính tốn tối đa là 3,5at
Pmt = 3,5×9,81×104 = 343,350 N/m2
→ Áp suất làm việc trong thiết bị: Ptt = 364.932N/m2 ≈ 0,365N/mm2.
Bề dày thân thiết bị
tt t h P D 1600 0,365 S C 2,8 6 2 2 146 0,95 mm Trong đĩ:
Dt là đường kính thân thiết bị, Dt = 1600mm C là hệ số bổ sung để quy trịn kích thước.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải giấy cho Cơng ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến Cơng suất 500 m3/ngày đêm
Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Cẩm Tú Trang 79 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mỹ Linh
C = Ca + Cb + Cc + Co Trong đĩ :
Ca = 1mm là hệ số bổ sung do ăn mịn hĩa học Cb = 0,0 là hệ số ăn mịn cơ học
Cc = 1,4mm là hệ số quy trịn
Co = 0,4mm là hệ số do dung sai của tấm thép. → C = 2,8 mm
Tính đáy và nắp
Chọn đáy nắp ellipse tiêu chuẩn cĩ gờ bằng vật liệu cùng loại với thân. Tra bảng XIII.10 trang 382-Sổ tay q trình thiết bị, Tập 2, ta cĩ kích thước của nắp ellipse như sau:
Đường kính trong Dt = 1600 mm Chiều cao gờ hg = 25mm
Diện tích bề mặt trong F = 3m2
Chiều cao phần lồi của nắp ht = 400mm.
Chọn chiều dày đáy nắp 6mm (bằng chiều dày thân thiết bị).
Tính chân đỡ
Để tính chân đỡ thích hợp phải tính tải trọng của tồn thiết bị. Chọn vật liệu là thép CT3 cĩ khối lượng riêng ρo = 7,85.103kg/m3. Khối lượng riêng của thép khơng gỉ X18H10T ρ = 7,9.103kg/m3.
(Khối lượng riêng của thép được lấy theo Bảng XII.7, Tính chất vật lý của kim loại đen Sổ tay quá trình thiết bị, tập 2)
Khối lượng của thân:
2 2 2 2 3 ng tr tr M D D H p 1, 612 1, 6 1,9 7,9 10 454 4 4 kg.
Khối lượng đáy và nắp (Tra bảng XIII.11/384_STT2)
Mđ-n = 2 × 137kg = 274 kg
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải giấy cho Cơng ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến Cơng suất 500 m3/ngày đêm
Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Cẩm Tú Trang 80 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mỹ Linh
2 2 3 nuoc t M D H p 1, 6 1,9 10 3824 4 4 kg.
Khối lượng vật liệu lọc
Mvll = mcát + mthan 2 2 vll t c c t t M D (h p h p ) 1,6 (0,3 2650 (1 0, 42) 0,5 1600 (1 0,55)) 1650 4 4 Khối lượng tồn tháp: Mtháp = 454+274+3824+1650+50 = 6252 kg
Tải trọng đặt lên các chân đỡ ( chọn thiết bị cĩ 4 chân đỡ)
P 62520
G 15630N
4 4
Tra bảng XIII.35_STT2, chọn chân đỡ ứng với tải trọng cho phép trên một chân là 2,5.104 N. (Thỏa yêu cầu cho phép)
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải giấy cho Cơng ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến Cơng suất 500 m3/ngày đêm
Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Cẩm Tú Trang 81 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mỹ Linh
Bể keo tụ - tạo bơng Bể tuyến nổi
Bảng 8. Thơng số thiết kế bồn lọc áp lực
STT Tên thơng số Đơn vị Giá trị
1 Đường kính m 1,6
2 Chiều cao bồn chưa tính đáy và
nắp m 1,9
3 Đường kính ống nước mm 60
4 Bề dày thân mm 6
5 Khối lượng thân kg 454
6 Khối lượng đáy và nắp kg 274
7 Khối lượng nước kg 3824
8 Khối lượng vật liệu lọc kg 1650
9 Khối lượng tồn tháp kg 6552
10 Tải trọng lên chân đỡ N 15630
4.10. Bể tuyển nổi DAF (phương án 2)
Vị trí
Nhiệm vụ
Nước được đưa vào bồn khí tan bằng bơm áp lực cao. Khơng khí được cấp vào bồn khí tan bằng máy nén khí, tại đây nước và khơng khí được hịa trộn. Nước bão hịa khơng khí chảy vào ngăn tuyển nổi của bể tuyển nối, qua một van giảm áp suất, áp suất được giảm đột ngột về áp suất khí quyển. Các bong bĩng khơng khí li ti sản xuất một lực hấp dẫn cụ thể bám dính vào các phần tử rắn lơ lững trong nước và nâng các hạt lơ lửng nổi lên bề mặt chất lỏng, tạo thành một lớp bùn nổi
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải giấy cho Cơng ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến Cơng suất 500 m3/ngày đêm
Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Cẩm Tú Trang 82 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mỹ Linh
được loại bỏ bởi dàn cào ván bùn mặt. Chất rắn nặng lắng xuống đáy hồ và cũng được cào gom lại và hút ra ngồi bằng bơm hút bùn để đưa về khu xử lý bùn xử lý.
Ưu điểm của bể tuyến nổi là loại bỏ được một lượng lớn dầu mỡ, các chất rắn lơ lửng cĩ trong nước thải.
Tính tốn
Chọn lưu lượng nước tuần hồn bằng 50% lưu lượng nước cần xử lý R = 50% Q => 50% 500 = 250 m3.
Lưu lượng tổng cộng vào bể tuyển nổi Qtổng = 500 + 250 = 750 m3
Chọn bể tuyển nổi hình chữ nhật
Chiều sâu phần tuyển nổi hs = 1,5 – 2m. Chọn hs = 1,5 m Chọn chiều sâu phần lắng bùn hb = 0,5 m
Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m
Vậy chiều sâu tổng cộng của bể tuyển nổi là: H = hs + hb + hbv = 1,5 + 0,5 + 0,5 = 2,5 m
Tỉ số rộng : sâu = B : hs = 1:1 – 2,25:1, chọn B: hs = 1,5:1 Vậy chiều rộng của bể là : B = 2,25 hs = 1,5 1,5 = 2,25 m
Diện tích bề mặt bể tuyển nổi
A = Q L = 750
48 = 15,6 m2 Trong đĩ:
Qtn : lưu lượng nước tổng cộng vào bể tuyến nổi, Qtn = 750 m3/ngày.
LA : Tải trọng bề mặt, chọn LA = 48 m3/ m2.ngày .
Chiều dài bể tuyển nổi
L = A B = 15,6
2,25 = 7 m
Thể tích của vùng tuyển nổi
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải giấy cho Cơng ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến Cơng suất 500 m3/ngày đêm
Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Cẩm Tú Trang 83