CHƯƠNG 4 : TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ
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 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mỹ Linh
Thời gian lưu nước: t = V
Q = 23,625
20,83 = 1,1 h
Giả sử chiều dài vùng phân phối vào lvào = lra = 0,2 m
Chiều dài tổng cộng của bể tuyển nổi: Ltc = L + lvào + lra = 7+ 0,2 + 0,2 = 7,4 m
Thể tích bể tuyển nổi
Vbể = B Ltc H = 2,25 7,4 2,5 = 41,625 m3
Tính bồn áp lực
Áp suất yêu cầu cho bồn áp lực được tính theo cơng thức sau: A S = 1,3 Ck(fP−1) R Q Cc Trong đĩ: A S tỉ số khí rắn, AS từ 0,03 – 0,05 , chọn A S = 0,03 ( ml khí / ml chất rắn ) 1,3: tỉ trọng khí
CK : độ hịa tan của khơng khí, tại 250
C, CK= 17,2 ml/l.
f: hệ số tỉ lệ của độ hịa tan khơng khí vào nước ở áp suất P, chọn f = 0,7. P: áp suất trong bình áp lực, atm
R: lưu lượng nước tuần hồn, R = 250 m3/ngày. Q: Lưu lượng nước thải cần xử lý, Q = 500 m3/ngày
Cc : nồng độ chất rắn lơ lửng, CC = TSSra = 527,96 mg/L. Vậy áp dụng vào cơng thức:
0,03 = 1,3 17,2 (0,7P−1) 250 500 527,96 Vậy P = 3,45 atm Thể tích bồn áp lực Val = R T = 10,42 0,05 = 0,521 m3 Trong đĩ:
R: lưu lượng nước tuần hồn, R = 250 m3/ngày = 10,42 m3/h .
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 84 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mỹ Linh
Đường kính bồn áp lực Dc = √4 xVal π × hal = Dc = √4 x0,521 π × 1,5 = 0,67 m Val : thể tích bồn áp lực, Val = 0,521 m3 hal : chiều cao của bồn áp lực, hal = 1,5 m.
Chọn ống nhựa µPVC của cơng ty Bình Minh với đường kính là 75 mm
Tính tốn cơng suất máy nén khí
Lưu lượng khơng khí cần thiết là: q = I A = 17 15,6 = 265,2 m3/h Trong đĩ: l: cường độ làm thống, l = 15 - 20 m3.m2/h, chọn l = 17 m3.m2/h A: diện tích mặt thống, A = 15,6 m2. Nk = Q × (P 0,29 - 1 ) ×q 102×η
N: cơng suất máy nén khí, kW.
Qtn: lưu lượng nước thải vào tuyến nổi, Qtn = 750 m3/ngày. P: áp suất trong bồn áp lực, P = 3,45 atm
q: lưu lượng khơng khí, q = 265,2 m3/h η: hiệu suất máy nén khí, chọn η = 80%
→ Nk = 750 × (3,450,29 - 1)×0,2652
102×0,8 = 1,05 kW
Chọn máy nén khí cĩ cơng suất từ 1,05 kW trở lên.
Tính bơm tuần hồn nước từ bể tuyển nổi qua bồn áp lực
Cơng suất cần thiết của bơm
N = × 𝑅 × 𝑔 × 𝐻
1000 × ƞ =
1000 × 0,0029 × 9,81 × 8
1000 × 0,9 = 0,25 (𝑘𝑊 )
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 85 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mỹ Linh
⍴: khối lượng riêng của nước, ⍴ = 1000 kg / m3. g gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2.
H: chiều cao cột áp, chọn H = 8 mH2O hiệu suất máy bơm, chọn = 0, 9 .
Cơng suất bơm thực: (lấy bằng 120% cơng suất tính tốn).
Nt = 1,2 0,25 = 0,3 kW
Đường kính ống dẫn nước tuần hồn
Dc = √4 xR
π × V = √4 x 0,0029
π × 1,5 = 0,05 (m) Trong đĩ:
R: lưu lượng nước tuần hồn, R= 250 m3/ngày đêm = 0,0029 m3/s. V: vận tốc nước thải trong ống, V = 1 – 2 m/s, chọn V = 1,5 m/s.
Chọn ống nhựa µPVC của cơng ty Bình Minh với đường kính là 50 mm
Thơng số nước thải sau khi đi qua bể keo tụ - tạo bơng và bể tuyển nổi là:
SS = SS×(100 – 90)% = 527,96×(100 – 90)% = 52,796 mg/l BOD = BOD×(100 – 65)% = 708,5 ×(100 – 65)% = 247,97mg/l COD = COD×(100 – 65)% = 1083×(100 – 65)% = 379,05 mg/l
Lượng chất rắn lơ lửng thu được mỗi ngày
Mthải = (SS 1000 Qtc)/106 = (52,796 1000 750)/106 = 39,6 kg/ngày.
Bảng 18. Thơng số thiết kế bể tuyển nổi DAF
STT Các thơng số Giá trị Đơn vị
1 Kích thước của bể
Chiều dài, L 7000 mm
Chiều rộng, W 2250 mm
Chiều cao, h 2500 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 86 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mỹ Linh
Bể tuyển nổi DAF Bể hiếu khí MBBR
2 Chiều sâu phần lắng bùn 500 mm
3 Chiều sâu phần tuyển nổi 1500 mm
4 Thể tích bể tuyển nổi 41,625 m3
5 Thời gian lưu nước 1,1 h
6 Chiều cao bồn áp lực 1500 mm
7 Đường kính bồn áp lực 670 mm
8 Thể tích bồn áp lực 0,521 m3
9 Cơng suất máy nén khí 1,05 kW
10 Cơng suất máy bơm tuần hồn 0,3 kW
11 Đường kính ống dẫn nước tuần hồn 50 mm