Đề tài Xử lý nước thải khu công nghiệp Cái Lân

háo cặn nước trên ống đẩy. Phần II Chương IV Thiết kế trạm xử lý nước thải I. Các tham số tính toán công trình xử lý nước thải I.1 Lưu lượng nước thải 1.1. Tổng lưu lượng nước thải toàn khu công nghiệp = ( + + ) + = (3689,9 + 312,22 +223,98 ) + 17,5 = 4243,6 (m3/ng-đ) Ta lấy tròn là : Q = 4500 (m3/ng-đ) 1.2. Lưu lượng nước thải khu công nghiệp = 3689,9 (m3/ng-đ) 1.3. Lưu lượng nước thải sinh hoạt cho công nhân = 312,22 (m3/ng-đ) 1.4. Lưu lượng nước thải do công nhân tắm = 223,98 (m3/ng-đ) 1.5. Lưu lượng nước thải các công trình dịch vụ = 17,5 (m3/ca) 1.6. Tổng lưu lượng nước thải toàn khu công nghiệp Q = 4243,6 (m3/ng.đ) Ta lấy tròn là : Q = 4500 (m3/ng-đ) I.2 Nồng độ bẩn của nước thải khu công nghiệp Nước thải từ các khu công nghiệp về nguyên tắc được xử lý sơ bộ trước khi xả ra hệ thống xử lý tập chung. Chất lượng nước thải đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn loại C theo TCVN 5945 – 1995 – Nước thải công nghiệp , tiêu chuẩn thải. Tuy nhiên, do nước thải ở một số nhà máy không có chất độc hại, nên chúng không cần xử lý sơ bộ để khử độc mà xả trực tiếp về trạm xử lý nước thải. Vì vậy nước thải đưa đi xử lý có thành phần và tính chất dự kiến nêu trong bảng sau : Bảng V: Thành phần, tính chất nước thải và mức độ xử lý TT Chỉ Tiêu Nước thải trước xử lý Nông độ sau xử lý Cột C của TCVN 5945 - 1995 1 pH 5 –9 6 – 8,5 2 Cặn lơ lửng(mg/l) 200 50 3 BOD5 (mg/l) 100 20 4 COD (mg/l) 400 50 5 Tổng Nitơ (mg/l) 60 15 6 Coliform,MPN/100ml 10000 5000 I.3. Lưu lượng tính toán đặc trưng nước thải Lưu lượng thiết kế trạm xử lý là : Q = 4500 (m3/ng.đ) Lưu lượng trung bình giờ : Lưu lượng trung bình giây Lưu lượng giờ lớn nhất .Lưu lượng giây lớn nhất Lưu lượng giờ nhỏ nhất Lưu lượng giây nhỏ nhất I.4. Xác định nồng độ bẩn của nước thải 4.1. Hàm lượng chất lơ lửng Nước thải các công trình dịch vụ : Tiêu chuẩn thải nước của các công trình dịch vụ là : q01 = 50 (l/ng_ca) - Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải của các công trình dịch vụ: CDV = 360 (mg/l) Nước thải sản xuất : Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải công nghiệp . Theo TCVN 5945-1995 , nước thải công nghiệp sau khi sư lý sơ bộ xả vào hệ thống thoát nước trung có : CCNSS < 200 (mg/l) Ta lấy : CCNSS = 200 (mg/l) ứng với hàm lượng cặn lơ lửng lớn nhất trong nước thải công nghiệp Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải được tính = 200,65 (mg/l) 4.2 . Hàm lượng BOD5 của nước thải công nghiệp Nước thải các công trình dịch vụ: Hàm lượng BOD5 của các công trình dịch vụ : LDV = 200 (mg/l) Nước thải sản xuất : - Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải công nghiệp. Theo TCVN 5945-1995 , nước thải công nghiệp sau khi sư lý sơ bộ xả vào hệ thống thoát nước chung có : LBOD < 100 (mg/l) Ta lấy : LCN = LBOD = 100 (mg/l) ứng với hàm lượng cặn lơ lửng lớn nhất tong nước thải công nghiệp Hàm lượng BOD5 trong hỗn hợp nước thải được tính = 100,41(mg/l) Hàm lượng BOD20 trong hỗn hợp nước thải được tính (mg/l) Với : 0,684 là hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang BOD20 II. Mức độ cần thiết làm sạch nước thải - Nguồn tiếp nhận là nguồn loại A (Xả ra vùng nước biển ven bờ) Nên mức độ xử lý nước thải được tính theo tiêu chuẩn cột C của TCVN 5945 – 1995 . + Nồng độ chất bẩn trong nước thải xử lý theo BOD5 sau khi xư lý đạt tiêu chuẩn LBOD = 20 (mg/l) + Nồng độ chất bẩn trong nước thải xử lý theo hàm lượng căn lơ lửng sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn CBOD = 50 (mg/l) Theo tiêu chuẩn này, ta có thể xác định được mức độ xử lý nước thải cần thiết (E). Mức độ xử lý theo BOD5 : EBOD = = = 80,08% Mức độ xử lý theo hàm lượng cặn ESS = == 75,08% Vậy dựa vào số liệu tính toán mức độ cần thiết phải xử lý : - Theo hàm lượng cặn lơ lửng: ESS = 75,08% - Theo hàm lượng BOD5 : EBOD = 80,08% - Công suất trạm xử lý : Q = 4500 (m3/ng-đ) III. Dân số tương đương Dân số tương đương tính theo hàm lượng chất lơ lửng : = 13417,8 = 13418 (người) Dân số tương đương tính theo BOD5 : = 12299,6 =12299 (người) Dân số tính toán Dân số toàn khu công nghiệp : N = 10415 (người) Dân số tính toán theo chất lơ lửng NTTSS = 10415 + 13418 = 23833 (người) Dân số tính toán theo BOD5 NTTBOD = 10415 + 12299 = 22714 (người) IV. Chọn phương án xử lý và sơ đồ dây chuyền công nghệ VI.1. Chọn phương án xử lý Dựa vào những kết quả tính toán được ở trên ta tiến hành chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ như sau: Các thông số cần thiết : + Theo hàm lượng cặn lơ lửng: ESS = 75,08% + Theo hàm lượng BOD5 : EBOD = 80,08% + Công suất trạm xử lý : Q = 4500 (m3/ng-đ) - Để đảm bảo vệ sinh nguồn nước, ta quyết định chọn phương pháp xử lý sinh học không hoàn toàn theo điều kiện nhân tạo . Xử lý nước thải với mức độ làm sạch theo NOSht với D = 80,08%. Tiến hành lựa chọn dây chuyền xử lý. + Để đạt hiệu quả xử lý nước thải thì dây chuyền công nghệ để xử lý phải được lựa chọn trên những cơ sở sau : Lựa chọn quy mô và đặc điểm đối tượng thoát nước Mức độ và các giai đoạn xử lý nước thải cần thiết Điều kiện tự nhiên khu vực Khả năng sử dụng nước thải cho các mục đích kinh tế khác Diện tích , vị trí khu xây dựng trạm xử lý Nguồn tài chính và các điều kiện khác IV.2. lựa chọn dây chuyền công nghệ trạm xử lý nước thải Dây chuyền công nghệ trạm xử lý là tổ hợp các công trình trong đó nước thải được xử lý từng bước Việc lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý phù hợp với điều kiện vị trí địa lý của vùng cũng như điều kiện về kinh tế là rất phức tạp . Tuỳ từng vùng , tuỳ từng điều kiện mà ta áp dụng các dây chuyền công nghệ khác nhau Ta chọn 2 sơ đồ dây chuyền công nghệ, tiến hành tính toán và so sánh chọn ra một dây chuyền tối ưu hơn làm dây chuyền xử lý: Dây chuyền xử lý Nước thải tập trung Q = 4500 (m3/ng-d) (Phương án 1) Trạm cấp khí Sân phơi cát Chuẩn bi hoá chất Máy ép bùn Bể lắng cát ngang Máy nghiền rác Bể lắng đứng đợt II Ngăn tiếp nhận Bể lắng đứng đợt I Bể Aeroten trộn Bể ủ bùn Bể tiếp xúc đứng Bể trộn hoá chất Song chắn rác Trạm bơm NT Bể điều hoà Máng trộn Trạm khử trùng Nước thải Sử dụng cho nông nghiệp Xả ra Biển (nguồn loại A ) Dây chuyền xử lý Nước thải tập trung Q = 4500 (m3/ng-d) (Phương án 2) Sân phơi cát Trạm cấp khí Bể lắng cát ngang Máy nghiền rác Ngăn tiếp nhận Song chắn rác Trạm bơm NT Bể điều hoà Máy ép bùn Bể lắng đứng đợt II Bể lắng 2 vỏ Bể Biophin Cao tải Trộn hoá chất Bể tiếp xúc đứng Máng trộn Trạm khử trùng Quạt khí Nước thải Sử dụng cho nông nghiệp Xả ra Biển (nguồn loại A ) Dây chuyền xử lý Nước thải tập trung Q = 4500 (m3/ng-d) (Phương án 3) Trạm cấp khí Sân phơi cát Chuẩn bi hoá chất Máy ép bùn Bể lắng cát ngang Máy nghiền rác Bể lắng đứng đợt II Ngăn tiếp nhận Bể lắng đứng đợt I Đĩa lọc sinh học Bể ủ bùn Bể tiếp xúc đứng Bể trộn hoá chất Song chắn rác Trạm bơm NT Bể điều hoà Máng trộn Trạm khử trùng Nước thải Sử dụng cho nông nghiệp Xả ra Biển (nguồn loại A ) phần III tính toán các công trình xử lý I. tính toán theo phương án I . I.1. Tính toán trạm bơm nước thải ( Xem chương III ) I.2. bể điều hoà. Bể điều hoà lưu lượng và nồng độ được thiết kế với thời gian điều hoà chọn là 6 h Thể tích công tác của bể : W = QTB * 6 =187,5 * 6 = 1125 (m3) Ta chia thành 2 bể điều hoà với mỗi bể có thể tích là : W1 – 2 = = 562,5 (m3) Kích thước xây dựng bể : B x H x L = 14 x 10 x 4 I.3. Ngăn tiếp nhận. - Tổng lưu lượng nước thải : Q = 4500 (m3/ng-đ) Lưu lượng nước thải trong một giờ: Qh = = 187,5 (m3/h) Nước thải khu công nghiệp Cái Lân được dẫn từ trạm bơm chính của khu công nghiệp theo đường ống áp lực đến ngăn tiếp nhận trong trạm xử lý Ngăn tiếp nhận được đặt ở trên cao nhằm làm ôn định chế độ tự chảy đến các công trình xử lý tiếp theo Bảng VI : Đường kính ống dẫn và kích thước bể được tính theo bảng sau: Lưu lượng nước thải (m3/h) Kích thước Đường kính ống (mm) A B H H1 h h1 b l l1 Khi 1 đường ống Khi 2 đường ống 250 1500 1000 1300 1000 400 500 350 600 800 250 150 - Với Q= 187,5 (m3/h) ta có QTNhận nằm trong giới hạn 250 từ đó ta có thể xác định kích thước của bể và đường kính ống dẫn nước vào bể Có hai đường ống dẫn nước vào bể, mỗi ống có đường kính D = 400 (mm) Kích thước của bể: Chiều dài ngăn : A = 1500(mm) Chiều rộng ngăn : B = 1000(mm) Chiều cao ngăn tiếp nhận từ đáy : H = 1300 (mm) Khoảng cách từ đáy đến máng dẫn nước : H1 = 1000 (mm) Chiều cao máng dẫn nước : h = 400 (mm) Chiều cao lớp nước trước song chắn rác : h1 = 500(mm) Chiều dài máng trước ngăn : l = 600(mm) Chiều dài máng sau ngăn : l1 =800(mm) Chiều rộng máng dẫn : b = 350(mm) I.4 . Mương dẫn nước thải Chọn mương dẫn nước thải đến ngăn tiếp nhận là mương dẫn hình chữ nhật. Chiều rộng mương B = 350( mm ). Tính toán thuỷ lực ta có bảng số liệu sau: Bảng VII : Các thông số tính toán thuỷ lực mương dẫn. Các thông số tính toán Lưu lượng tính toán ( l/s ) QTB= 52,08 Qmax= 87,74 Qmin=18,81 Độ dốc i 0,004 0,004 0,004 Chiều ngang B ( mm ) 350 350 350 Độ đầy h/d 0,18 0,23 0,15 Vận tốc ( m/s ) 0,81 0,86 0,65 Chiều cao xây dựng mương là : H = hMax + hbv (m) Trong đó : hMax : Chiều cao lớp nước lớn nhất trong mương hMax = 0,23 (m) hbv : Chiều cao bảo vệ mương hbv = 0,3 (m) Chiều cao xây dựng mương : H = 0,23 + 0,3 = 0,53 (m) I.5. Song chắn rác. Song chắn rác là công trình xử lý đầu tiên của trạm xử lý. Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại những vật có kích thước lớn tạo điều kiện cho các công trình xử lý tiếp theo. mặt bằng h hp 1- Song chắn rác 2- Sàn công tác 60 2 1 h bk bs 1 lp l1 hp mặt cắt i-i 20 iâ i sơ đồ bố trí song chắn rác 5.1. Số khe hở của song chắn rác. n= Trong đó: QSMax: Lưu lượng nước thải lớn nhất dược tính theo giây QSMax = qS = 87,74 (l/s) = 0,08774 (m3/s) vP: vận tốc của dòng chảy trước song chắn rác Theo TCN51-84 vP= 0,8á1,0 (m/s) Chọn vP =0,9 (m/s) hP: Chiều cao của lớp nước trước song chắn rác hP = hMax= 0,23 (m) b : Kích thước khe hở giữ các song chắn rác 16(mm) Ê b Ê 24(mm) Chọn : b = 16(mm) =0,016 (m) kZ: Hệ số nén dòng do các thiết bị vớt rác : kZ = 1,05 khi vớt rác cơ giới kZ = 1,1á 1,2 khi vớt rác thủ công Chọn kZ = 1,05 n = == 27,8 (khe) n = 28 (khe) 5.2 Chiều rộng song chắn rác BS = S *(n-1) + b * n Trong đó : S : Chiều dầy của song chắn rác S = 0,009(m) BS = 0,009 *(28-1) + 0,016 * 28 = 0,7(m) 5.3. Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác L = L1 + LP + L2 Trong đó : + L1 : Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác L1 = Với : BS = 0,7 (m) + Bm : Chiều rộng của mương Bm = b = 350(mm) = 0,35 (m) L1 == =0,48 (m) L2 : Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác L2=== 0,24(m) LP: Chiều dài phần hình chữ nhật ngăn song chắn rác LP =L3 + L4 + L5 (m) Trong đó : + L3 : Phần chiều dài máng dẫn phía trước SCR L3 : Phải có độ lớn sao cho SCR xoay quanh trục đặt cao hơn sàn nhà 0,3(m) để sửa chữa thiết bị khi cần L3 = (m) Với : LK _ Chiều dài dự phòng của SCR LK = 0,3 (m) h = 0,23 (m) hbv = 0,27 (m) a = 600 L3 = (m) + L4 : Hình chiếu ngang của SCR L4 = (m) + L5 : Chiều dài hình máng chữ nhật phía sau SCR Lấy L5 = 1 (m) LP = 0,75 + 0,34 + 1= 2,09 (m) Chiều dài mương dẫn : L = L1 + LP + L2 = 0,48 + 2,09 + 0,24 = 2,81 (m) 5.4 Chiều sâu xác định của song chắn rác H = hMax + hS + 0,5 Trong đó : hMax : Là chiều cao của lớp nước công tác hMax= h1 (m) hS: Tổn thất áp lực song chắn rác hS =x* *p (m) Với : x :hệ số tổn thất áp lực cục bộ x = b* ()4/3 Sin(a) Với : b = 2,42 Đối với song sắt hình chữ nhật b = 1,97 Đối với thanh tròn b = 1,67 Đối với thanh thép hình elíp Chọn : b = 2,42 d : Bề dầy song chắn rác d= 0,008á0,01 (m) Chọn d = 0,009 (m) b = 0,016 (m) a : Góc nghiêng của song chắn rác . Chọn a = 600 x = b* ()4/3 Sin(a) = 2,42()4/3 Sin (600) x = 0,973 v2Max: Vận tốc dòng nước chảy trước thiết bị chắn rác v2Max= VP = 0,9 (m/s) p : Hệ số tính đến việc tăng tổn thất áp lực do rác bám p = 3 g: Gia tốc trong trường g = 9,81 (m/s2) hS =x* *p (m) = 0,973*3 = 0,12 (m) Vậy : H = hMax + hS + 0,5 H = 0,23 + 0,12 + 0,5 = 0,85 (m) 5.5. Lượng rác lấy ra từ song chắn rác WR = a : Lượng rác tính toán trên đầu người trong năm Lấy a = 8 (l/người/ ngđ) NSSTT: Dân số tính toán sử dụng hệ thống xử lý nước thải theo cặn NSSTT =23833 (người) WR = = 0,522 (m3/ngđ) Trọng lượng của rác trong ngày là Với dung ẩm của rác ở độ ẩm 80% thì dung trọng của rác là 750 kg/m3 P = 750 * WR = 750 *0,522 = 391,5 (kg/ngày.đ) = 0,391 (T/ngày.đ) Lượng rác trong từng giờ là Kh _ Hệ số không điều hoà giờ, Kh = 2h - Rác được vớt lên theo phương pháp cơ giới, rồi được nghiền nhỏ trước khi đổ trước song chắn rác Lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác là 10 (m3/1T .rác) Q = 10 * P = 10 * 0,391 = 3,91 (m3/T.ngày.đ) Chọn loại máy nghiền rác có công suất 0,2 (tấn/h) . Chọn 2 máy nghiền : 1 máy làm việc , 1 máy dự phòng. 5.6 . lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác Q = 40 * P = 40 * 0,391 = 15,64 (m3/ng-đ)  Trong đó : + 40 : Lượng nước cần dùng cho máy nghiền rác cho một tấn rác (Theo 6.2.4-20 TCN 51-84 ) - Chọn 2 song chắn rác : 1 song làm việc, 1 song dự phòng. I. 6. Bể lắng cát ngang bể lắng cát ngang 1 M ú GHI CH 3 3 2 3 Hố thu cặn uơng dẫn nuớc ra m uơng dẫn nuớc `ào 3 uơng thu nuớc M 5 uong phân phối M 4 3 3 3 3 Bể lắng cát ngang được xây dựng để tách các hợp chất không tan vô cơ chủ yếu là cát ra khỏi nước thải. Bể lắng cát ngang phải đảm bảo vận tốc chuyển động của nước là và thời gian lưu nước trong bể là ( Điều 6.3- 20 TCN 51 – 84 ) Tính toán bể lắng cát được thực hiện theo quy phạm 6-3- 20 TCN 51- 84 Nước thải sau song chắn rác được dẫn đến công trình tiếp theo là bể lắng cát bằng mương dẫn tiết diện chữ nhật. 6.1. Chiều dài của bể lắng cát + Chiều dài bể lắng cát ngang tính theo công thức: L = *v*k (m) Trong đó: + HP : Chiều sâu phần lắng HP = 0,25 á 1,0 Chọn HP = 0, 5 (m) + U0 : Độ thô thuỷ lực của hạt cát. Bể lắng cát thiết kế có khả năng giữ lại hạt cát có độ thô d = 0,2 á 0,25(mm) Theo bảng 24 - 20 TCN 51-84 ị Với đường kính hạt cát bằng 0,2 => U0 =18,7 (mm/s). + K = 1,7. Hệ số lấy theo bảng 24 của 20 -TCN -51 - 84. + V: Tốc độ nước trong bể ứng với lưu lượng lớn nhất. V = 0,3 (mm/s). => (m). 6.2. Diện tích tiết diện ướt của bể lắng cát: (m3). Trong đó : + qmax: Lưu lượng nước thải lớn nhất của nước thải. + n : Số bể hoặc số đơn nguyên : Chọn : n = 1 (bể) + V: Tốc độ nước với lưu lượng lớn nhất trong bể: v = 0,15 á 0,3 (m/s) Chọn v = 0,3 (m/s) => (m3). 6.3. Chiều rộng bể lắng cát: (m) 6.4. Kiểm tra lại tính toán với lưu lượng nước nhỏ nhất. . (m/s). 6.5. Thời gian nước lưu lại trong bể. = 45,3 (s) > 30 (s) ị Đảm bảo yêu cầu về thời gian lưu nước trong bể 6.6. Dung tích của ngăn chứa cát WC = (m3) Trong đó: + a : Lượng cát tính theo đầu người thải ra được giữ lại trong bể trong 1 ngày đêm theo TCXD 51-84 a = 0,02 ( l/ người/ ngđ) + t : Chu kỳ thải cát Chọn t = 2 ngày, theo tiêu chuẩn Ê 2 ngày + NSSTT =23833 (người) => WC == 0,95 (m3) - Cát được dẫn ra khỏi bể lắng cát bằng thiết bị nâng thuỷ lực một lần một ngày và được dẫn đến sân phơi cát - Để hút cát đưa ra ngoài bằng thiết bị nâng thuỷ lực ta cần tỷ lệ nước 20 : 1 , có nghĩa là để đưa 1 m3 cát ra khỏi bể cần 20m3 nước. Lượng nước cần dùng cho thiết bị nâng thuỷ lực trong một ngày là Q = Wc * 20 = 0,95 * 20 = 19 (m3/ngày.đ) 6.7. Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát: (m) 6.8. Chiều cao xây dựng bể: HXD = HCT + HL + hbv (m). Trong đó : + HCT: Chiều cao tính toán của bể lắng cát, HCT = 0,5 (m) + HL : Chiều cao lớp cặn trong bể, hc = 0,1 (m) + hbv : Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,3 (m) HXD= 0,5 + 0,116 + 0,3 = 0,916 (m). Chú ý : Khi thiết kế hố thu cát: - Góc nghiêng của đáy ngăn thu cát không nhỏ hơn 600 theo phương ngang (Theo 20TCN 51-84) - Việc đưa cát ra khỏi bể dùng thiết bị cào cát cơ giới về hố cát tập trung ở đầu bể và dùng thiết bị nâng thuỷ lực để dẫn hỗn hợp nước và cát đến sân phơi cát. - Để hút cát đưa ra ngoài bằng thiết bị nâng thuỷ lực ta cần tỷ lệ nước 20 : 1, có nghĩa là để đưa 1 m3 cát ra khỏi bể cần 20m3 nước. I.7. Sân phơi cát Sân phơi cát có nhiệm vụ làm ráo nước trong hỗn hợp nước cát. Thường sân phơi cát được xây dựng gần bể lắng cát, chung quanh được đắp đất cao. Nước thu từ sân phơi cát được dẫn trở về trước bể lắng cát. mặt bằng sân phơi cát i i - Diện tích của sân phới cát: F = (m2) Trong đó : W = (m3) + P _Lượng cát tính theo đầu người trong một ngày đêm, P = 0,02 (l/người- ngày.đ) + h _ Chiều cao lớp cát trong một năm, h = 4 (m3/m2/năm) + NTT _ Dân số tính toán theo chất lơ lửng 23833 (người) W= = 174 (m3) F = (m2) Kích thước sân phơi cát : B x L x H = 5 x 8,7 x 1 = 43,5 (m2) I.8. Tính toán bể lắng đứng đợt 1 Bể lắng đứng là bể chứa, mặt bằng dạng tròn hoặc vuông , đáy dạng nón hay chóp cụt Bể lắng đứng có kết cấu đơn giản , đường kính của bể không vượt quá 3 lần chiều sâu công tác và có thể đến 10 (m) Lưu lượng nước thải : QTB = 187,5 (m3/h) Hàm lượng cặn lơ lửng : C0 = 200,65 (mg/l) Theo 6.5.9 – 20TCN 51-84 H = 2,7 á 3,8 (m) .Chọn chiều cao công tác vùng lắng H = 3,8 (m) (từ mặt lớp trung hoà đến mặt thoáng ). Số lượng bể : n = 2 8.1. Bán kính bể lắng: Ta có công thức : R = Trong đó : + Q : Lưu lượng nước thải trong 1 bể(m3/h) QB = 93,75 (m3/ng-đ) + k : Hệ số lấy căn cứ vào loại bể lắng và kết cấu của thiết bị phân phối nước Đối với bể lắng đứng k = 0,35 + U0 : Tốc độ lắng của hạt cặn lơ lửng (Tốc độ thuỷ lực ) (mm/s) Độ lớn thuỷ lực của hạt cặn xác định theo công thức : U0 = Trong đó : + ; : Hệ số tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ nhớt của nước thải Theo bảng 2-6 GT “Xử lý nước thải “ của PGS-PTS Hoàng Huệ Nhiệt độ trung bình của nước thải là 250 =>;= 0,9 + t : Thời gian nước lưu lại trong ống nghiệm với lớp nước h và hiệu suất lắng cho trước Theo bảng phu lục IV GT “Xử lý nước thải “ của PGS-PTS Hoàng Huệ t = 900 s + n : Hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào tính chất của chất bẩn + W : Tốc độ rối thành phần đứng Lấy theo bảng 2-7 GT “Xử lý nước thải “ của PGS-PTS Hoàng Huệ; W = 0 + H : Chiều cao công tác của bể HCT = 3,8 (m) Với H = 3,8 (m) Lấy theo bảng 2- 8 GT “Xử lý nước thải “ của PGS-PTS Hoàng Huệ => = 1,29 U0 = = 1,5 (mm/s) Bán kính bể lắng: R = = = 3,97 (m) 8.2. Đường kính bể lắng đứng : D = R * 2 = 3,97 * 2 = 7,94 (m) 8.3. Diện tích ống trung tâm Ta có công thức : f = Trong đó: + Q : Lưu lượng nước thải trung bình (m3/h) + n : Số bể + v : Vận tốc nước chảy trong ống ; v thường lấy bằng 30 (mm/s) và không quá 100 (mm/s) => f = = 0,86 (m2) 8.4. đường kính ống trung tâm Ta có : d = = = 1,04 (m) 8.5. đường kính miệng ống loe của ống trung tâm d1 = 1,35 * d =1,35 * 1,04 = 1,404 (m) 8.6. Chiều cao phần hình nón Hn = * tg500 = (7,94 – 0,5 )* 1,191 = 4,1 (m) Trong đó: + D : Đường kính bể lắng + d : đường kính ống trung tâm 8.7. Chiều cao tổng cộng của bể HXD = HCT + Hn + Hbv = 3,8 + 4,1 + 0,37 = 8,27 (m) 8.8. hàm lượng chất lơ lửng trôi ra khỏi bể lắng đợt I C1 = Trong đó : + Chh : Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải công nghiệp Chh = 200,65 (mg/l) + E : Hiệu suất lắng của bể lắng ngang đợt I, E = 52% C1 = = 96,31 (mg/l) - Với C1 = 96,31 (mg/l) Đạt yêu cầu khi đưa vào các công trình xử lý sinh học bậc hai tiếp theo 8.9. dung tích hố thu cặn WC = Trong đó : + Q : Lưu lượng nước thải ngày đêm, Q = 4500 (m3/ng.đ) + Chh : Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải ban đầu, Chh = 200,65 (mg/l) + E : Hiệu suất lắng của bể lắng ngang đợt I, E = 52% + P : Độ ẩm của cặn lắng, P = 95% + T : Chu kỳ xả cặn, T = 1ngày + pc : Trọng lượng thể tích của cặn, pc = 1 (T/m3) = 106 (g/m3) => 8.10. Thời gian nước lưu lại trong bể là Ta có : t = (giờ) Trong đó : + H = 3,8 (m) là chiều cao vùng lắng + V = 0,0005 (m/s) tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng (Lấy theo quy phạm) t = = 2,11(giờ) I.9. Tính toán bể Aeroten trộn - Nước thải sau khi được dẫn tới bể Aeroten .Ta thấy hàm lượng BOD5 =100,41 < 150 (mg/l) . Do vậy thiết kế bể aeroten không có ngăn tái sinh khôi phục bùn hoạt tính - Do đó việc tính toán bể Aeroten dựa theo mục 6-15 quy phạm 20 TCN 51 – 84 9.1. Thời gian nạp khí của hỗn hợp nước thải và bùn tuần hoàn ở nhiệt độ nước thải 250C là : Ta có : Trong đó : Vì nhiệt độ trung bình năm của nước thải T = 250C > 150C nên thời gian lạp khí phải nhân với hệ số (Theo điều 6.15.5 –20 TCN 51-84 ) + La : BOD5 của nước thải trước khi vào bể Aeroten, La = 100,41 (mg/l) + Lt : BOD5 của nước thải sau khi ra khỏi bể Aeroten, Lt = 20 (mg/l) + a : Liều lượng bùn hoạt tính theo chất thô (g/l) aa = 1,5 (g/l) + Zb : Độ tro của bùn , lấy bằng phần đơn vị Độ tro của bùn trong một liều lượng đơn vị khối lượng AEROTEN làm sạch không hoàn toàn Zb = 0,3 + r :Tốc độ ôxy hoá, mg BOD20 tính trên 1(gr) chất không tro trong 1 giờ Theo bảng 38-20TCN 51 - 84 Với : La = 100,41 (mg/l) ; Lt = 20 (mg/l) => r = 22 9.2. thể tích của Aeroten Ta có : W = Q *t Trong đó : + Q : Lưu lượng trung bính lớn nhất trong thời gian thổi khí Q = 315,884 (m3/h) => W = 315,884 * 2,09 = 660,2 (m3) - Kích thước của Aeroten theo mục 6-15-13 :20 TCN 51-84 . Quy định số đơn nguyên không được nhỏ hơn 2 ( Ta chọn là 2 đơn nguyên ) Chiều sâu công tác của bể lấy từ 3 á 6 (Ta chọn H = 3,5 ) 9.3. thể tích một đơn nguyên W1-2 = = = 330,1 (m3) 9.4. Diện tích bặt bằng Aeroten Ta có : F = (m3 ) Với : H là chiều sâu công tác của bể . H = 3,5 (m) =-> F1 = = 94,3 (m3 ) ã Chọn kích thước bể AEROTEN trộn là : B x L = 6,3 x 15 9.5. Chiều cao của bể. H = HCT + hbv Trong đó : + HCT : Chiều cao lớp nước công tác trong bể HCT = 3,5 (m) + hbv : Chiều cao lớp nước bảo vệ hbv = 0,4 (m) H = 3,5 + 0,4 = 3,9 (m) Vậy kích thước của bể : B x L x H = 6,3 x 15 x 3,9 9.6. Hệ thống phân phối nước vào bể - Nước từ kênh dẫn tới ngăn phân phối nước của AEROTEN . Diện tích ngăn phân phối nước được tính theo công thức : q = v * B * H (1) Trong đó : + q : Lưu lượng nước thải lớn nhất (m3/s) qMaxS = 0,08774 (m3/s) + v : Vận tốc nước chảy trong ngăn phân phối : v = 0,1 (m/s) + B , H : Chiều rộng và chiều sâu ngăn phân phối Từ (1) => B *H = Chọn B = 1 (m) => H = 0,8774 (m) Kích thước của ngăn phân phối nước là : B x H = 1 x 0,8774 9.7. Độ tăng sinh khối bùn Ta có : P = 0,8 * C1 + 0,3 * La Trong đó : + C1 : Hàm lượng chất lơ lưng của nước thải vào bể C1 = 200,65 (mg/l) + La : Hàm lượng BOD5 của nước thải vào bể La = 100,41 (mg/l) => P = 0,8 * 200,65 + 0,3 * 100,41 = 190,64 (mg/l) 9.8. tính toán hệ thống cấp khi cho Aeroten Lưu lượng không khí đơn vị tính bằng m3 để làm sạch 1m3 nước thải Trong đó : + z : Lượng oxy đơn vị tính bằng (mg) để làm sạch 1mg (NOS)ht , z = 1,1 mg/mg (khi làm sạch hoàn toàn) + K1 : Hệ số kể đến kiểu thiết bị nạp khí, lấy theo bảng 39 – 20 TCN 51 – 84. Với thiết bị nạp khí tạo bọt khí cỡ nhỏ lấy theo tỷ số giữa vùng được nạp khí và diện tích Aeroten (f/F = 0,1 và Lmax =10 m3/m2- giờ), K1 = 1,47 + K2 : Hệ số phụ thuộc vào độ sâu đặt thiết bị nạp khí lấy theo bảng 40 – 20 TCN 51 – 84 (với h = 4m, Imin = 3,5 m3/m2 – giờ ), K2 = 2,52 + C : Nồng độ trung bình của oxy trong Aeroten, C = 2 (mg/l) + n1 : Hệ số xét tới ảnh hưởng của nhiệt độ nước thải n1 = 1 + 0,02( ttb – 20) = 1 + 0,02*(30 – 20 ) = 1,2 Trong đó : + ttb : Nhiệt độ trung bình của tháng mùa hè, ttb = 300C + n2 : Hệ số xét tới quan hệ giữa tốc độ hoà tan của oxy vào hỗn hợp nước và bùn với tốc độ hoà tan của oxy trong nước sạch, n2 = 0,7 + Cp : Độ hoà tan của oxy không khí trong nước tuỳ thuộc vào chiều sâu lớp nước trong bể . Được xác định theo công thức : Trong đó : + CT : Độ hoà tan của oxy không khí vào nước phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. Theo bảng 2 – 1 “ Xử lý nước thải ĐHXD – 1978 ), Với t0 = 250C thì CT = 9,35 (mg/l) Vậy ta có : 9.9. Cường độ nạp khí yêu cầu. Ta có Imin = 3,5 (m3/m2- giờ) < I = 4 (m3/m2- giờ) < Imax = 10 (m3/m2- giờ) . Vậy đảm bảo yêu cầu thiết kế . Lưu lượng không khí cần thổi vào Aeroten trong một đơn vị thời gian - Để phân phối không khí trong Aeroten ta dùng hệ thống phân phối khí nhỏ mịn kiểu đĩa - Sử dụng hệ thống phân phối khí kiểu xương cá , với các ống nhánh phân phối D50 . Sử dụng đĩa bằng vật liệu cao su tổng hợp với các lỗ xả khí , diện tích bề mặt đĩa cao su f = 0,2 (m2) . Lưu lượng khí qk = 81(l/phút) cho một đĩa diện tích phục vụ của một đĩa bằng Fpv = 0,06 (m2). ã Đường kính phục vụ dpv = (m) - Để phân phối khí đều trên toàn bộ mặt bằng bể, ta chia đường ống thành 4 hệ thống đối xứng . Đường kính ống phân phối khí sử dụng ống thép D100 , đường ống nhánh dẫn khí đến các đĩa cao su tổng hợp sử dụng ống thép D50 Trong mỗi bể AER