CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3.2. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
3.2.3. Bể keo tụ tạo bông
t : Thời gian lưu nước,t= 10-30 phút,chọn t= 30 phút = 0,5 giờ
Để quá trình keo tụ tạo bông được xảy ra tốt và Gradien giảm từ đầu đến cuối bể ta chia bể làm 3 ngăn, mỗi ngăn có thể tích là:
Chọn bể hình vuông
Diện tích ngang của 1 ngăn : F = B . H = 2 . 2 = 4 m2
Tính toánh cánh guồng : Cấu tạo guồng khuấy gồm trục quay và bốn bản cánh khuấy đặt đối xứng qua trục, toàn bộ đặt theo phương ngang.
Tổng diện tích bản cánh lấy bằng 17% diện tích mặt cắt ngang bể (qui phạm: 15- 20%) (Nguôần: Sách “X lí nử ước cẫấp” – Nguyêẫn Ng c Dung, trang 62)ọ
f = f x 0,17 = 4 x 0,17 = 0,68 mc 2
Diện tích một bản cánh là:
fc/4 = 0,68 /4 =0,17 m2
Chọn loại cánh khuấy là cánh guồng gồm một trục quay và 4 bản cánh đặt đối xứng.
Đường kính cánh cách mặt nước và đáy : D = 0,2mc
39
Đuờng kính cánh guồng : D = H – 2.0,5 =2 – 1 = 1 mg
Cánh guồng cách 2 mép tường một khoảng = (2 – 1 - 0,1 )/2= 0,45 m Chọn chiều rộng bản : 0,1 m
Diện tích bản cánh khuấy : f = 0,1.1 = 0,1 m2 Tổng diện tích 4 bản : F = 4.f = 4.0,1 = 0,4 mc 2
Bán kính bản cánh khuấy : R1 = D /2 = 1/2 = 0,5 mg
R2 = 0,5 - 0,2 = 0,3 m
Chọn tốc độ quay của guồng khuấy ở ngăn đầu là 6 vòng/phút, ngăn giữa là 5 vòng/phút, ngăn cuối là 4 vòng/phút.
Tốc độ chuyển động của bản cánh khuấy so với mặt nước bằng 75% vận tốc của bản thân đầu bản canh.
Đối với ngăn thứ nhất : n = 10v/p Bản thứ nhất : R1 = 0,5 m
Bản thứ 2 : R2 = 0,3 m
Công suất để thiết kế canh khuấy :
Với :
Năng lượng cho việc tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m nước thải:3 Gradien vận tốc:
Với : độ nhớt nước thải, =0,0092 (to=25 C)o P = GT = > 200000 ( T = 30 phút = 1800s ) Năng lượng khuấy : P= àìVìG2
P = 0,0092 . 8,68 . 196,95 = 3097,56 W = 3,097 kW 2 Chọn động cơ có công suất 3,5 kW (4,7 HP )
Đối với ngăn thứ 2 : n = 15v/p Bản thứ nhất : R1 = 0,5 m
Bản thứ hai : R2 = 0,3 m
40
Công suất để thiết kế canh khuấy : Với :
Năng lượng cho việc tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m nước thải:3 Gradien vận tốc:
Với : độ nhớt nước thải, =0,0092 (to=25 C)o P = GT = > 200000 ( T = 30 phút = 1800s ) Năng lượng khuấy : P= àìVìG2
P = 0,0092 . 8,68 . 127,689 = 1302,01 W = 1,302 kW 2 Chọn động cơ có công suất 2 kW (2,7 HP )
Đối với ngăn thứ ba : n = 10v/p Bản thứ nhất : R1 = 0,5 m
Bản thứ hai : R2 = 0,3 m
Công suất để thiết kế canh khuấy : Với :
Năng lượng cho việc tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m nước thải:3 Gradien vận tốc :
Với : độ nhớt nước thải, =0,0092 (to=25 C)o P = GT = < 200000 ( T = 30 phút = 1800s ) Năng lượng khuấy : P= àìVìG2
P = 0,0092 . 8,68 . 69,626 = 387,12 W = 0,38 kW 2 Chọn động cơ có công suất 500 W (0,7 HP )
Tên thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
Thể tích toàn bể V m3 20,041
Thể tích mỡi buồng phản ứng
Vi m3 8,68
Kích thước LxBxH m 2 x 2,5 x
2 Đường kính cánh cách mặt
nước và đáy
Dc m 0,2
41
Đường kính cánh guồng Dg m 1 Cánh guồng cách 2 mép
tường 1 khoảng
m 0,5
Chiều rộng bản b m 0,1
Diện tích bản cánh khuấy f m2 0,1
Diện tích 4 cánh khuấy FC m2 0,4
Bán kính bản cánh khuấy R1
R2
m 0,5
0,3 Bảng 3. 7 : Tóm tắt thông số thiết kế bể keo tụ tạo bông 3.2.4 : Bể lắng I
+ Thiết kế bể lắng ngang với Q = 500m3/ngđ + Tổng chiều cao vùng lắng h1 = 1,5 m + Tải trọng bề mặt : v = 10 m0 3/m2 ngày.
Diện tích bề mặt cần thiết của bể lắng:
Kích thước bể:
Chiều rộng bể: Chọn tỷ số giữa chiều dài và chiều rộng bể là 4: 1.
→ B = 3,6 m; lấy tròn B = 4 m.
Chiều dài bể:
Diện tích bề mặt bể lắng:
Chiều cao bảo vệ của bể: h = 0,5 m → bv
Kích thước xây dựng của bể:
Xác định lại tải trọng bề mặt của bể:
Giá trị nằm trong giới hạn cho phép.
Thể tích của bể lắng: Thời gian lưu nước trong bể:
Vận tốc giới hạn trong vùng lắng:
42
Trong đó:
K : Hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn, chọn K = 0,06 : Tỉ trọng của hạt, chọn = 1,25
g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m2/s
d : Đường kính tương đương của hạt, chọn d = 10 m-4
f : Hệ số ma sát phụ thuộc vào đặc tính bề mặt của hạt và số Raynol của hạt khi lắng, chọn f =0,025.
Vận tốc nước chảy trong vùng lắng:
Ta thấy rằng v < v , điều kiện đặt ra để kiểm tra được thỏa mãn.H
Máng thu nước ra bố trí ở phía cuối bể hình chữ U, gồm một máng chạy suốt chiều rộng bể và hai máng cạnh chiều dài bể.
Tổng chiều dài máng thu là 3 m, chiều rộng của máng thu là 0,3 m.
- Sử dụng máng răng cưa bằng thép không gỉ có dạng chữ V, gắn chặt vào thành trong bể lắng nhằm điều chỉnh lượng nước tràn qua để vào máng thu và tăng hàm lượng oxi trong nước.
- Tải trọng thủy lực của máng thu:
Giá trị nằm trong giới hạn cho phép.
- Lượng bùn khô sinh ra mỗi ngày :
- Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày:
43
Trong đó:
G: Hàm lượng bùn sinh ra mỗi ngày, G = 1400 kg/ngày.
C: Hàm lượng chất rắn trong bùn nằm trong khoảng 40 ÷ 120 (g/l) = 40 ÷ 120 (kg/m3), lấy trung bình C = 80kg/m .3
- Công suất máy bơm bùn tới bể nén bùn:
Trong đó:
Q : lượng bùn tươi cần xử lý, Q = 42 m /ngày: ρ 3 Khối lượng riêng của bùn, ρ = 1053kg/m .3 g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s . 2 H: Chiều cao cột áp, H = 7 m.
: Hiệu suất bơm, chọn = 80%
S TT
Tông số Kích thước Đơn vị
1 Chiều dài bể 16 m
2 Chiều rộng bể 4 m
3 Chiều cao bể 2 m
5 Thời gian lưu nước trong bể 4,61 Giờ
7 Chiều dài máng thu 4 m
8 Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày 42 m3/ngày Bảng 3. 8 : Tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng I
- Hiệu quả xử lý các thông số sau bể lắng I : + TSS = 217,6 . (100 – 95)% = 10,88 (mg/l) + BOD = 792 . (100 – 35)% = 514,8 (mg/l)5
+ COD = 1050 . (100 – 30)% = 735 (mg/l)
44