Tính toán song chắn rác

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

IV.1. Tính toán các thiết bị chính trong sơ đồ công nghệ

IV.1.2 Tính toán song chắn rác

 Song chắn rác thô – thủ công

Thiết bị tách rác thô nhằm mục đích tách các vật thô như giấy, nhãn chai, mảnh chai vỡ... Chọn song chắn rác bằng vật liệu thép không gỉ, khe hở giữa các song là 10 – 30 mm [12], đặt cố định và nghiêng 600 so với chiều dòng nước chảy để dễ dàng cào rác từ dưới lên. Chọn khe hở 10mm.

Các thông số tính toán song chắn rác mịn:

Q = 4000 (m3/ngày đêm) BOD5 = 1500 (mg/l)

COD = 2500 (mg/l) SS = 600 (mg/l)

Độ sâu của lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy của mương dẫn. [14]

- Tính toán song chắn rác:

lên 100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 57 + Số lượng khe hở của song chắn rác:

1 tt

n Q k

h b

 

  [15]

Trong đó:

- n: là số lượng khe hở trong song chắn rác ,(khe)

- Q: Lưu lượng nước thải tính toán, (m3/s). Q = 0,046 (m3/s)

- k: Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, Chọn k = 1,05. [15]

- vtt :Vận tốc trung bình qua các khe hở của song chắn.

Theo TCXDVN 51:2006 thì vtt = 0,8-1,0 (m/s). Chọn vtt = 0,9 (m/s).

- h1: Độ sâu của lớp nước ở song chắn rác, (m). h1 = h = 0,16 (m) [15]

- b: Chiều rộng khe hở song chắn, b=10-25 (mm). [8]

Chọn b = 10 (mm) = 0,01 (m) Do đó : 0, 046 1, 05 34

0,9 0,16 0, 01

n  

  (khe)

Chọn song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật 1010mm và đặt nghiêng 600 so với phương ngang.

+ Chiều rộng toàn bộ song chắn rác tính theo công thức:

BS d n  1 bn [15]

Trong đó:

d: Chiều dày hay đường kính các thanh song chắn rác, d = 0,01 (m) n: Số khe hở song chắn, n = 34 (khe)

b: Chiều rộng khe hở song chắn, b = 0,01 (m) Do đó Bs 0, 0134 1  0, 01 34 0, 67 (m)

Ta thấy chiều rộng của buồng đặt song chắn rác Bs > B (Chiều rộng mương dẫn), nên phải mở rộng mương dẫn tại vị trí đặt song chắn. Tuy nhiên, việc mở rộng như vậy sẽ làm lắng đọng cặn trong mương vì tốc độ dòng chảy giảm. Do đó, phải kiểm tra tốc độ dòng chảy tại vị trí mở rộng của mương trước song chắn, tốc độ dòng chảy không được nhỏ hơn 0,4m/s. [15]

Vậy, tốc độ dòng chảy tại vị trí mở rộng:

0, 046

0, 43 0, 67 0,16

m s

Q B h

   

  (m/s) > 0,4 (m/s) Kết quả thu được thõa mãn yêu cầu.

+ Tổn thất áp lực qua song chắn rác:

2 s 2

v p

h   g [15]

lên 100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 58 Trong đó:

hs: Tổn thất áp lực qua song chắn rác, (m)

p : Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng rác ở song chắn, p = 2 – 3 Chọn p = 2 [14]

: Trở lực cục bộ của song chắn và được tính theo công thức sau:





 sin

3 / 4

 



 





 b

S [15]

Ở đây:

S: Chiều dày thanh chắn, S = 0,01 (m)

: Góc nghiêng của song chắn so với mặt phẳng ngang,=600

 : Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn rác có dạng hình chữ nhật nên  2, 42 [15]

b: Chiều rộng khe hở song chắn. b = 0,01 (m) Khi đó: 2, 42 (0, 01)4/3 sin 60 2, 095

0, 01

    

Suy ra

0,92 2

2, 095 0,17

2 9,8 hs    

 (m)

+ Chiều dài đoạn mở rộng trước song chắn: 1

2

s m

B B L tg

 

 [15]

Trong đó:

Bs: Chiều rộng của buồng đặt song chắn, Bs=0,67 (m)

Bm: Chiều rộng của mương dẫn nước thải, Bm = B = 0,32 (m)

: Góc nghiêng chỗ mở rộng,  200 [15]

Suy ra: 1 0 1,37 ( ) 1,37 (0, 67 0,32) 0, 48

2 20

S m

S m

B B

L B B

tg

        

 (m)

+ Chiều dài đoạn mở rộng sau song chắn:

L2=0,5L1=0,50,48=0,24 (m) [15]

+ Chiều dài xây dựng của phần mương để lắp đặt song chắn rác:

L = L1 + L2 + LS = 0,48 + 0,24 + 1,5 = 2,22 (m)

Trong đó: LS là chiều dài cần thiết của ô đặt song chắn rác, chọn =1,5 m. [15]

+ Chiều sâu xây dựng của mương đặt song chắn rác:

H = h1 + hs+ 0,5 = 0,16 + 0,17 + 0,5 = 0,83 (m) [15]

Trong đó:

h1: Độ sâu lớp nước ở song chắn, h1=0,16 (m) hs: Tổn thất áp lực qua song chắn, hs=0,17 (m)

0,5: Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất.

lên 100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 59 Bảng 4.3. Tổng hợp các thông số tính toán song chắn rác thô

Thông số thiết kế Ký hiệu Đơn vị Giá trị

Chiều rộng Bs m 0,67

Chiều dài L m 1,22

Chiều sâu H m 0,83

Tổn thất áp lực hs mH2O 0,17

Số khe hở n khe 34

 Lưới chắn rác – tang trống:

Thiết bị tách rác tinh nhằm mục đích tách các vật có kích thước nhỏ như bã malt, bã men, bã hoa. Chọn lưới chắn rác có mắt lưới từ 0,8 – 2,5 mm [12] dạng trống quay (RDS). Chọn mắt lưới là 1mm.

Các thông số thiết kế lưới chắn rác được thể hiện trong bảng 4.4 sau:

Bảng 4.4 . Các thông số thiết kế lưới chắn rác [16]

Thông số Lưới cố định Lưới quay Hiệu quả khử cặn lơ lửng, % 5 – 25 5 – 25 Tải trọng, l/m2phút 400 – 1200 600 – 4600 Kích thước mắt lưới, mm 0,2 – 1,2 0,25 – 1,5

Tổn thất áp lực, m 1,2 – 2,1 0,8 – 1,4

Công suất motor, HP - 0,5 – 3,0

Chiều dài trống quay, m - 1,2 – 3,7

Đường kính trống, m - 0,9 – 1,5

Chọn lưới chắn rác kiểu trống quay, kích thước mắt lưới 1mm. Do đó, các thông số thiết kế như sau:

Bảng 4.5. Tổng hợp các thông số tính toán lưới chắn rác

Thông số Lưới quay

Hiệu quả khử cặn lơ lửng, % 15 - 20

Tải trọng, l/m2phút 2400 - 3000

Kích thước mắt lưới, mm 1,0

Tổn thất áp lực, m 1,2 – 1,4

Công suất motor, HP 2,0 – 3,0

Chiều dài trống quay, m 2,5

Đường kính trống, m 1,2

Giả sử hiệu quả khử chất rắn lơ lửng SS của lưới chắn là 15%. Khi đó, đặc trưng dòng thải sau khi qua lưới chắn thể hiện trong Bảng 4.6.

lên 100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 60 Bảng 4.6. Đặc trưng dòng thải sau khi qua song chắn, lưới chắn

Thông số Nước thải đầu vào Nước thải đầu ra Lưu lượng

(m3/ngày.đêm) 4000 4000

COD (mg/l) 2500 2500

BOD (mg/l) 1500 1500

SS (mg/l) 600 510

pH 8,5 – 11 8,5 – 11

Tổng Nitơ (mg/l) 100 100

Tổng photpho (mg/l) 8 8