Đồ án Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu du lịch Bình quới I công suất 80m3/ngày

t(NO3-) mg/l 30 5 Phosphat(PO43-) mg/l 6 6 Dầu mỡ mg/l 20 7 Tổng coliform MPN/100ml 1000 Nhận xét: Các thông số ô nhiễm trong nước thải của đơn vị là tương đối lớn. Các thông số này vượt quá nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép của Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường (TCVN6772 - 2000); BOD5 gấp hơn 15,7 lần, SS gấp hơn 2 lần. Nhưng nhìn chung đặc trưng cơ bản của nước thải tại khu du lịch là ô nhiễm hữu cơ nồng độ cao. Phương án xử lý nước thải đề xuất Hình 5.1: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải đề xuất cho khu du lịch Bình Quới 1 Thuyết minh công nghệ Song chắn rác Song chắn rác là công đoạn xử lý sơ bộ đầu tiên trong hệ thống xử lý nhằm loại bỏ tạp chất bẩn có kích thước lớn để tránh ảnh hưởng đến các công trình xử lý sau, đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc của hệ thống. Bể tách mỡ Trong nước thải của khu du lịch chứa nhiều váng dầu mỡ làm ngăn cản sự hoà tan oxy vào nước. Bể tách mỡ có tác dụng loại bỏ các váng dầu mỡ này. Sau khi qua bể tách mỡ, nước được đưa đến công trình xử lý tiếp theo. Hầm tiếp nhận Nước thải sau khi qua bể tách mỡ được tập trung tại hầm tiếp nhận. Từ đây, nước được bơm lên bể điều hoà nhờ bơm nhúng chìm. Bể điều hòa Nước thải từ hầm tiếp nhận được vào bể điều hòa. Trong bể điều hòa phải có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và san đều nồng độ chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng, vi sinh vật kị khí phát triển trong bể. Bể Aeroten làm thoáng kéo dài Nước thải sau khi qua bể điều hoà, được bơm lên bể Aeroten xử lý bằng vi sinh vật hiếu khí. Bể lắng II Nước thải từ bể Aerotank đưa sang bể lắng II, tại đây lượng bùn hoạt tính dư có trong nước thải một phần sẽ được hoàn lưu về bể lắng II, một phần khác sẽ được đưa về bể nén bùn và cuối cùng sẽ được tập trung ở sân phơi bùn. Bể khử trùng Sau khi qua bể lắng II, nước thải đã được kiểm soát các chỉ tiêu về hóa, lý, giảm được phần lớn các vi sinh vật gây bệnh nhưng vẫn chưa an toàn cho nguồn tiếp nhận. Do đó, cần phải có khâu khử trùng trước khi thải ra ngoài. Bể chứa bùn Bùn sau lắng ở bể lắng II được định kì bơm lên bể chứa bùn. Tại đây, bùn được nén lại và định kì bơm ra dùng bón cây trong khu du lịch. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH Song chắn rác Chức năng Song chắn rác có nhiệm vụ tách rác và các tạp chất thô có kích thước lớn ở trong nước thải, tạo điều kiện cho các công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng song chắn rác sẽ tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và hư hỏng bơm do rác gây ra. Tính toán Tính mương dẫn nước thải đầu vào trước song chắn rác Mương dẫn nước thải từ nguồn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật. Tính toán thuỷ lực mương dẫn dựa vào bảng tính thuỷ lực. Ta được kết quả sau: Bảng 5.3: Kết quả tính toán thuỷ lực mương dẫn nước thải Thông số thuỷ lực Lưu lượng tính toán (l/s) Qstb= 0,93 Qsmax=3,864 Chiều rộng (B) Độ dốc i Vận tốc v(m/s) Độ đầy h (m) 200 0,08 0,1 0,02 200 0,08 0,19 0,06 Chọn 2 song chắn rác. Trong đó, một song làm việc và một song dự phòng. Mương dẫn nước thải ở song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật, bề rộng mương Bk = 200mm. Tính song chắn rác Lưu lượng nước thải theo giờ trung bình Q= = = 3,5 (m3/h) = 0,97(l/s) Hệ số không điều hoà chung Kc = 1,5 + 2,5 (theo Trần Đức Hạ) Trong đó: Qtb : lưu lượng trung bình (l/s) Kc= 1,5 + 2.5= 3,965 Kng = 1,13 – 1.3, chọn Kng = 1,25 Hệ số không điều hoà giờ Kh == = 3,172 Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất Q = Q* Kh = 3,5 * 3,172 = 10,945(m3/h) Lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất Q = Q* Kc = 0,97 * 3,965 = 3,846 (l/s) Số lượng khe hở giữa các thanh + Q: Lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất, l/s + b: bề rộng khe hở giữa các thanh, m ; b = 16 – 50 mm, chọn b = 16 mm + h1: Chiều sâu lớp nước trước song chắn, m h1 =hmax = 0,06 m + v: Vận tốc trung bình qua khe hở, m/s ; vtb ³0,4 m/s, chọn v = 0,4 m/s + Kz: Hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy, Kz = 1,05 => = 10.05 (khe), chọn n = 10 khe Không lấy 2 thành làm thanh, số thanh làm lưới: 10 + 1 = 11 (thanh). Bề rộng thiết kế song chắn rác BS = S(n+1)+b*n Trong đó: + b: chiều rộng khe hở, m + S: chiều dày song chắn rác, m (chọn S = 10 mm) + n: số khe => BS = 10.10-3(10+1)+16.10-3*10= 0,27 (m) Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn rác Trong đó: + BK: Bề rộng của mương, m. BK = 200m m + : Góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác, = 200 => = 0,12 (m) Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác l2 = 0,5 * l1 = 0,5 * 0.12 = 0,06 (m) Tổn thất áp lực qua song chắn rác hS = Trong đó: + v: Vận tốc dòng chảy trước song chắn, v= 0,4 m/s + K: Hệ số tính đến việc tăng tổn thất áp lực do rác bám, K =3 + : Hệ số tổn thất áp lực cục bộ, được tính bằng công thức: Với: + : Góc nghiêng đặt song chắn rác so với mặt phẳng nằm ngang, (chọn = 600) + : Hệ số phụ thuộc hình dạng thanh đan, chọn thanh đan có tiết diện hình chữ nhật, = 2,42 + S: Chiều dày song chắn rác, m + b: Khoảng cách giữa các thanh, m => = 1,12 Do đó: hS = = 0,0274 (m) Chiều cao xây dựng mương đặt song chắn rác H = h1 + hS + hbv Trong đó: + h1: Chiều cao của mương dẫn nước thải, h1 = 0,06 m + hS: Tổn thất áp lực của song chắn rác, hS = 0,0274 m + hbv: Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,3 m => H = 0,06 + 0,0274 + 0,3 = 0,3874 (m), Chiều dài mỗi thanh l == = 0,45 (m) Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác L = 11 + l2 + lS Trong đó: + l1: Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác, m + l2: Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác, m + lS: Chiều dài buồng đặt song chắn, m (chọn lS =0,5 m) => L = 0,12 + 0,06 + 0,5 = 0,68 (m) Vật liệu: Song chắn rác được làm bằng các thanh có tiết diện hình chữ nhật, vật liệu là inox. Bảng 5.4: Số liệu thiết kế song chắn rác STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài mương (L) m 0,68 2 Bề rộng mương (BS) m 0.2 3 Chiều cao mương (H) m 0,39 4 Số khe hở giữa các thanh (n) khe 10 5 Chiều rộng khe hở (b) mm 16 6 Chiều dày song chắn rác (S) mm 10 Hình 5.2: Hình vẽ sơ bộ song chắn rác Hầm bơm tiếp nhận Chức năng Hầm bơm tiếp nhận là nơi tập trung nước thải từ nguồn tiếp nhận để bảo đảm lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động bơm nước thải lên bể tách mỡ. Tính toán Thể tích hầm bơm tiếp nhận Vb = Trong đó: + : Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất, m3/h + t: Thời gian lưu nước, h (chọn t = 10 phút) => Vb = 10,945 * 1,82 (m3) Chọn chiều cao phần nước của hầm bơm tiếp nhận (h) là 1,5 m; do đó chiều dài và chiều rộng tương ứng của bể là 1,2 x 1 Bảng 5.5: Số liệu thiết kế hầm bơm tiếp nhận STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài hầm bơm m 1,2 2 Chiều rộng hầm bơm m 1 3 Chiều cao hầm bơm m 1,5 4 Chiều cao tổng cộng của bể m 2,0 Bể tách mỡ Chức năng Bể tách mỡ có nhiệm vụ giữ lại phần mỡ váng nổi lên trên bề mặt nước thải, đảm bảo cho công trình vi sinh hoạt động tốt. Phần mỡ nổi lên trên mặt bể sẽ theo đường ống thu mỡ chảy đến thùng chứa, sau đó được giao cho công ty môi trường đô thị thu gom và xử lý. Bể được chia thành 2 ngăn, ngăn thứ nhất có nhiệm vụ tách các hạt cặn lơ lửng và chất bẩn, ngăn thứ 2 có nhiệm vụ thu mỡ. Tính toán Theo quy chuẩn cấp thoát nước trong nhà và công trình [2], dung tích công tác bể tách mỡ được tính như sau: Wct = K*N*a*T*10-3 (m3) Trong đó: + K: hệ số không điều hoà, phụ thuộc vào loại bếp ăn và giờ hoạt động. Chọn bếp ăn hoạt động 8h, K = 1 + N: số suất ăn tại giờ cao điểm, chọn N = 300 suất. + a: lượng nước thải tính cho 1 suất ăn, phụ thuộc vào từng loại bếp ăn và trang thiết bị trong đó. Chọn a = 23 lít = 0,023 (m3) (nhà ăn dịch vụ không có máy rửa bát đĩa). + T: thời gian lưu nước thải trong ngăn thu mỡ của bể, chọn T = 1,5h. => Wct = 1*300*0,023*1,5 = 10,35 (m3) Diện tích mặt thoáng của bể Fbể =Wct *fđv = 10,35 * 0,6 = 6,21 (m2) Với fđv: diện tích mặt thoáng đơn vị. fđv= 0,6 m2/m3 dung tích công tác của bể. Chọn chiều dài và chiều rộng của bể: d * r = 3 * 2,07 (m). Chiều sâu công tác của bể Hct = Chiều sâu công tác của bể tách mỡ nằm trong phạm vi cho phép theo quy chuẩn cấp thoát nước cho nhà và công trình. Chiều cao bảo vệ (chiều cao lớp khí trên mặt váng mỡ) là 0,3m. Dung tích phần không khí Wkk = 6,21* 0,3 = 1,8 (m3) Tổng dung tích của bể tách mỡ Wbể = 10,35 + 1,8 = 12,15 (m3) Tổng chiều sâu của bể Hbể =Hct +hbv =1,67 + 0,3 = 1,97 (m) hbv: chiều cao bảo vệ, hbv = 0,3(m) Theo quy chuẩn cấp thoát nước trong nhà và công trình [2], để đủ thời gian tách được mỡ khỏi nước, ngăn thu mỡ có dung tích tối thiểu là 1250 lít. Dung tích ngăn thu mỡ W1 = 2/3 * Wbể = 2/3 * 12,15= 8,1 (m3) Dung tích ngăn thu cặn W2 = Wbể – W1 = 12,15 -8,1= 4,05 (m3) Chọn kích htước ngăn thu cặn như sau: d *r * c = 2,07 * 1,5 * 1,3 (m). Bảng 5.6: Số liệu thiết kế bể tách mỡ STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều sâu bể m 1,97 2 Chiều dài bể m 3 3 Chiều rộng bể m 2,07 4 Chiều sâu ngăn thu cặn m 1,3 5 Chiều dài ngăn thu cặn m 2,07 6 Chiều rộng ngăn thu cặn m 1,5 Hàm lượng chất ô nhiễm qua song chắn rác và bể tách mỡ giảm còn - BOD giảm36%, còn lại:500 – (500* 36%) =320(mg/l) - Hàm lượng chất lơ lửng giảm 50%, còn lại: 220–(220*50%) = 110(mg/l) - Hàm lượng dầu mỡ giảm 85%, còn lại: 130 – (130*85%) = 19,5(mg/l) Bể điều hòa Chức năng Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa cả về lưu lượng và nồng độ cho nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau. Tính toán Thể tích bể điều hòa = Q* t = 10,945* 4 = 43,78 (m3) Trong đó: + : Thể tích lý thuyết của bể điều hòa, m3 + Q: Lưu lượng theo giờ lớn nhất, m3/h + t: Thời gian lưu nước trong bể điều hòa, h (chọn t = 4 h) Thể tích bể điều hòa thực tế bằng 120% thể tích lý thuyết = 120% * = 120% * 43,78 = 52,54 (m3) Kích thước bể điều hoà Chọn hình dạng bể điều hòa là hình chữ nhật, chiều sâu của bể (h) bằng 3m, chiều cao bảo vệ(hbv) là 0,5m Diện tích bể (m2) Chọn kích thước của bể là b x l = 3m x 5m Chọn mực nước thấp nhất (hmin) trong bể điều hòa để đảm bảo mực nước cho bơm hoạt động là 0,5m. Thể tích cần thiết V = 0,5 * 15 + 43,78 = 51,28 (m3) Mực nước cao nhất cách đáy bể (m) Chọn chiều cao an toàn là 0,5m. Do đó, chiều cao tổng cộng là: H = hmax + h antoàn = 3,4 + 0,5 = 3,9 (m) Thể tích xây dựng của bể điều hòa V = b * l * H =3 * 5 * 3,9 = 58,5 (m3) Lượng khí cần thiết sục khí trong bể điều hòa Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi trong bể điều hòa cần cung cấp một lượng không khí thường xuyên. Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa Trong đó: + V: Thể tích bể điều hòa, m3 + : Tốc độ cấp khí trong bể điều hòa, m3/m3.h (Theo Trịnh Xuân Lai – 2000 – Thiết kế các công trình XLNT: vk = 0,01-0,015) Chọn =0,01 m3/m3.phút => = 35,1 (m3/h) Vận tốc khí trong ống chính là 10-15 m/s, chọn vống = 10 m/s Đường kính ống dẫn khí vào bể = 0,035(m) = 35 (mm). Chọn dống = 40(mm) Đặt ống nhánh vuông góc với bể và chạy dọc theo chiều dài của bể. Chiều dài ống nhánh bằng chiều rộng của bể = 3m, khoảng cách giữa 2 ống nhánh là 0,5m. Số ống nhánh Nống (ống) Trong đó: + b: chiều rộng bể điều hòa (m) - Đường kính các lỗ trên ống nhánh 25mm, chọn - Vận tốc khí qua lỗ 520m/s, chọn = 10m/s - Diện tích 1 lỗ trên ống nhánh flỗ=1,256.10-5 - Tổng diện tích lỗ trên ống nhánh Flỗ - Số lỗ trên ống nhánh nlỗ (lỗ) - Số lỗ trên 1 ống nhánh = (lỗ) Áp lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén Hc = hd + hc + hf + H Trong đó: + hd: Tổn thất áp lực cục bộ (m) + hf: Tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối (m), hf 0,5m; chọn hf = 0,4 + Tổng tổn thất hd, hc 0,4m, chọn hd + hc = 0,3 + H: chiều sâu lớp nước trong bể (m) => Hc = 0,3 + 0,4 + 3,9 = 4,6 (m) Năng suất yêu cầu của máy thổi khí không nhỏ hơn lượng khí cung cấp cho bể Áp lực của không khí Công suất của máy thổi khí (Theo hiệp hội tu nghiệp sinh hải ngoại Nhật Bản –1998– Lựa chọn, vận hành và bảo dưỡng máy bơm) Trong đó: + Pmáy : Công suất yêu cầu của máy nén khí (kW) + G: Trọng lượng của dòng không khí (kg/s) G = = 9,75.10-3 * 1,3 = 0.013 (kg/s) + R: hằng số khí, R = 8,314 KJ/Kmol.0K + T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào, T1 = 273 + 25 = 2980K + P1: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 = 1atm + P2: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = Hc + 1 = 0,46 + 1 =1,46 (atm) => (K= 1,395 đối với không khí) + e: hiệu suất của máy, chọn e = 0,7 => Pmáy = 0,96 (kW) Bảng 5.7: Số liệu thiết kế bể điều hòa STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài (l) m 5 2 Chiều rộng (b) m 3 3 Chiều cao tổng cộng (H) m 3,9 4 Đường kính ống dẫn khí vào bể () mm 40 5 Số ống nhánh () 5 6 Số lỗ trên 1 ống nhánh () 15 7 Đường kính 1 lỗ trên ống nhánh () mm 4 Bể Aeroten làm thoáng kéo dài Chức năng Nước thải sau khi qua bể điều hoà được bơm qua bể Aeroten. Tại đây, nhờ có hệ vi sinh vật có sẵn trong bể, sẽ oxy hoá hoàn toàn lượng chất hữu cơ có trong nước thải. Ngoài ra, bể Aeroten làm thoáng kéo dài có nhiệm vụ khử các hợp chất dinh dưỡng Nitơ, Phốtpho và một phần chất hữu cơ độc hại. Toàn bộ lượng bùn ở bể lắng đợt 2 được tuần hoàn lại bể Aeroten, phần còn dư cho vào bể nén bùn. Tính toán Các thông số tính toán Kết quả thực nghiệm tìm được các thông số động học như sau: Kd = 0,0597 (ngày-1); Y = 0,7962mg bùn hoạt tính/mg COD K = 1,27 (ngày-1); KS = 39,2 (mg COD/l) + Thời gian lưu nước trong bể: = 29 (giờ) + Thời gian lưu bùn trong bể: qb = 50 ngày. - Tóm tắt số liệu tính toán: + Lưu lượng trung bình nước thải ngày đêm: Qngàytb = 80m3/ngày đêm + Hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu vào Aeroten: BOD vào = 320 mg/l + Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải dẫn vào Aeroten: SS vào = 110 mg/l. + Hàm lượng BOD trong nước thải cần đạt sau xử lý: BOD sau = 30 mg/l + Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải cần đạt sau xử lý: SS sau = 50mg/l + Nhiệt độ nước thải: 200C. - Các thông số khác áp dụng để tính toán quá trình bùn hoạt tính làm thoáng kéo dài: + Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể: X = 2500 (mg/l) + Hàm lượng bùn tuần hoàn: Xr = 7000 (mgSS/l) + BOD5 : BOD20 = 0,68 + Độ tro của cặn hữu cơ: Z = 0,35(80% là bùn hoạt tính) + Nước thải sau lắng II chứa 50 mg/l cặn sinh học, trong đó có 65% cặn dễ phân hủy sinh học Xác định hiệu quả xử lý Ta có phương trình cân bằng vật chất như sau: BOD5 ở đầu ra = BOD5 hòa tan + BOD5 của cặn lơ lửng BOD5 hòa tan: S BOD5 ở đầu ra là 30 mg/l (Theo TCVN 6772 - 2000) BOD5 của cặn lơ lửng được xác định như sau: + Lượng cặn hữu cơ có trong nước ra khỏi bể lắng 0,65 * 50 = 32,5 (mg/l) + Để oxy hóa hết lượng cặn hữu cơ này thì lượng oxy cần thiết cung cấp 32,5mg/l * 1,42mg 02/tế bào = 46,15 (mg/l) + Lượng BOD5 có trong cặn hữu cơ ra khỏi bể lắng 46,15 * 0,68 = 31,38 (mg/l) => S =50 – 31,38 = 18,62 (mg/l) - Hiệu quả xử lý của bể Aeroten (%) Thể tích bể Aeroten , (m3) Trong đó: + Q: lưu lượng nước thải đầu vào, m3/ngđ + Y: Hệ số sản lượng + Kd: Hệ số phân hủy nội bào, ngày-1 + S0: Hàm lượng BOD5 vào bể Aeroten, mg/l + S: Hàm lượng BOD5 ra khỏi bể Aeroten, mg/l + X: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể, mg/l + : Thời gian lưu bùn trung bình, ngày => (m3) - thời gian lưu nước thực tế trong bể: t= Kích thước bể Chọn chiều cao hữu ích của bể (H) = 4m; chiều cao bảo vệ (hbv)= 0,5m. Vậy chiều cao tổng cộng của bể là: Htc = 4 + 0,5 = 4,5 (m) Chọn tỉ số rộng : sâu (R : H) = 1:1. Vậy chiều rộng của bể: R = H = 4 (m) Chiều dài của bể (m) Tính lượng bùn dư thải ra mỗi ngày Hệ số sản lượng quan sát tính theo phương trình: (mg/mg) Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5 (kg/ngđ) - Tổng lượng bùn sinh ra trong 1 ngày (kg/ngđ) Tính lượng bùn dư thải ra hàng ngày (QW) từ đáy bể lắng theo đường tuần hoàn bùn => , (m3/ngđ) Trong đó: + Vr : Thể tích bể Aeroten, m3 + X : Nồng độ bùn hoạt tính trong bể, mg/l; X = 2500mg/l + Xe : Nồng độ bùn hoạt tính trong nước ra khỏi bể, mg/l, Xe = 32,5 mg/l + Xr : Nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn, được xác định như sau: Xr = (1-0,35).7000 = 4550 (mg/l) + Qe = Q = 80 (m3/ngđ) => (m3/ngđ) Xác định lưu lượng tuần hoàn (Qr) (Q+Qr)X Bể lắng II Q, X0 Qr , Xr Qw, Xr Aeroten Cân bằng sinh khối trong bể Aeroten Ta có: Q.X0 + Qr.Xr = X (Q+Qr) Trong đó: X0: nồng độ bùn hoạt tính trong nước thải đi vào bể, X0 không đáng kể. => Qr = 0,6 . 80 =48 (m3/ngđ) Kiểm tra lại tải trọng thể tích LBOD và tỉ số F/M - Tải trọng thể tích (kgBOD5/m3.ngđ) - Tỉ số F/M (ngày-1) Tính lượng không khí cần thiết - Khối lượng BOD tiêu thụ cho quá trình sinh học bùn hoạt tính MBOD = (kgBOD/ngày) - Lượng oxy cần thiết cung cấp cho bể +, (kgO2/ngđ) Trong đó: + f: Hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20: f = 0,68 => (kg02/ngđ) - Do cần duy trì lượng oxy hòa tan trong bể là 2mg/l nên lượng oxy thực tế cần sử dụng trong bể là: ,(kg O2/ngđ) Trong đó: + : Nồng độ bão hòa oxy trong nước ở 200C, = 9,08 (mg/l) + CL: Nồng độ oxy hòa tan cần duy trì trong bể khi xử lý nước thải; CL = 1,5 – 2(mg/l); chọn CL = 2mg/l + t: Nhiệt độ nước thải, t = 200C => = 46,07 (kgO2/ngđ) - Lượng không khí lý thuyết cần thiết cung cấp vào bể , (m3/ngày) Trong đó: + f: Hệ số an toàn, f = 1,5 – 2, chọn f = 1,5 + OCt : Lượng oxy thực tế sử dụng cho bể, kgO2/ngđ + OU: Công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối, OU = Ou . h (g O2/m3) Công suất hoà tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối khí tính theo gam oxy cho 1m3 không khí ở độ sâu ngập nước h = 1m. Ou = 7gO2/m3.m Bể sâu 4,5m; độ sâu ngập nước h = 4m OU = Ou * h = 7 * 4 = 28(gO2/m3) => (m3/ngày)=102,8(m3/h) Chọn đĩa xốp có đường kính 100mm, diện tích F = 0.00785m2, cường độ sục khí từ 0,23 – 0,5 l/s. đĩa (chọn qkk = 0,5l/s.đĩa)= 1,8m3/h.đĩa (theo Trịnh Xuân Lai) - Số đĩa cần phân phối trong bể (đĩa) Tính đường kính ống dẫn khí - Đường kính ống dẫn khí chính (m) = 60 (mm) Trong đó: + v: Vận tốc dòng khí trong ống, chọn v=10m/s - Từ mỗi ống dẫn khí chính, chia ra làm 3 nhánh. - Đường kính mỗi ống nhánh (m) Dn = 0,035m = 35mm - Số đĩa trên mỗi ống nhánh: (đĩa) - Khoảng cách giữa các đĩa: a = (L – n.dđĩa)/(n+1), (m) Trong đó: + dđĩa: đường kính 1 đĩa, dđĩa = 0,1m + n: số đĩa trên 1 nhánh, n = 19 đĩa. + L: chiều dài bể, L =6m. A = (6 – 19.0,1)/(19-1)=0,23(m) = 230mm Tính công suất máy nén khí , (kW) Trong đó: + Qkk: Lưu lượng không khí cần cung cấp, m3/s + : Hiệu suất máy bơm, chọn = 0,7 + p: Áp lực của khí nén, at. Tính bằng công thức: , (at) Với: HC = h + hd + hc + hp Trong đó: + h: Mực nước công tác của bể, m + hd: Tổn thất cục bộ do ma sát theo chiều dài đường ống dẫn khí, m + hc: Tổn thất cục bộ, m + hp: Tổn thất qua ống phân phối khí, m Chọn hd + hc + hp = 1m => HC = 4 + 1 = 5 (m) Do đó: (at) Nên: (kW) Bảng 5.8: Kích thước xây dựng bể Aeroten STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài bể (l) m 6 2 Chiều rộng bể (b) m 4 3 Chiều cao tổng cộng (H) m 4,5 4 Đường kính ống chính (D) mm 60 5 Đường kính ống nhánh () mm 35 6 Số đĩa phân phối Đĩa 57 7 Số ống phân phối Ống 3 Bể lắng II Chức năng Bể lắng II có nhiệm vụ giữ lại các màng VSV lại bể dưới dạng cặn lắng. Vì công suất xử lý nhỏ nên chọn bể lắng II là bể lắng đứng. Tính toán Bể lắng chọn là bể lắng đứng, với các thông số thiết kế: + Hàm lượng bùn hoạt tính X = 2500 mg/l + Độ tro của bùn hoạt tính Z = 0,35 + Hàm lượng bùn tuần hoàn: Xr = 7000 (mgSS/l) Kích thước của bể - Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm: Với: vtt: vận tốc nước chảy trong ống trung tâm, vtt= 30mm/s = 0,03m/s(điều 65.9a – bể lắng đứng – TCXD- 51-84) - Diện tích tiết diện ướt bể lắng đứng trong mặt bằng: Với: v2 là vận tốc nước chảy trong bể lắng đứng, v2=0,5mm/s = 0,0005m/s (Điều 6.56 bảng 29 – TCXD – 51- 84) - Diện tích tổng cộng bể lắng đứng II: F = F0 + f = 7,692 + 0,13 = 7,822(m2) - Đường kính bể (m) - Đường kính buồng phân phối trung tâm (m) - Chiều sâu lớp nước trong bể lắng đứng II: h1= v2.t = 0,0005 . 1,5. 3600 = 2,7 (m) với t: thời gian lắng của bể lắng đứng II, t = 1,5h (điều 6.5.6 – TCXD 51 -84) - chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng: hn = h2 + h3 = Với: h2: chiều cao lớp trung hoà, m h3: chiều cao giả định lớp cặn lắng của bể, m D: đường kính bể, m dn: đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0,3(m). a: góc nghiêng của đáy bể so với phương ngang, lấy không nhỏ hơn 500, chọn a=500 (điều 6.5.9 – TCXD – 51-84) hn= (m) - Chọn chiều cao ống trung tâm bằng ½ chiều cao vùng lắng = 2,7/2 = 1,35(m) Đường kính miệng loe ống trung tâm (d1) bằng chiều cao ống loe (h) h = d1 = 1,35.d = 1,35.0,4 = 0,54 (m) - Đường kính tấm chắn hình nón d2 = 1,3 . d1 = 1,3.0,54 =0,7 (m) góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn với mặt phẳng ngang lấy bắng 170. - Khoảng cách từ miệng loe ống trung tâm đến tấm chặn : l= (m) Với: vk:vận tốc dòng nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm chắn, vk£15mm/s, chọn vk= 15mm/s. (theo Hoàng Huệ) - Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng: H=h1 + hn + h0 = 2,7 +1,7 +0,3 = 4,7 (m) Với h0: chiều cao an toàn, h0 = 0,3(m). Máng thu nước Máng thu nước đặt theo chu vi vành trong của bể, đường kính của máng bằng 0,8 lần đường kính của bể Dmáng =0,8.D = 0,8 . 3,16 = 2,5 (m) - Chiều dài máng thu nước (m) - Tải trọng máng thu nước trên 1m chiều dài của máng (m3/mdài.ngày) Lượng cặn tích lũy trong bể lắng - Nồng độ bùn trong bể lắng (mg/l) = 3,525 (kg/m3) - Thể tích bùn trong 1 ngày Trong đó: + K: Khối lượng bùn xả trong 1 ngày (kg/ngày) => (m3) - Chọn chu kỳ xả cặn là 2h, thể tích phần chứa bùn cần thiết (m3) Bảng 5.9: Kích thước xây dựng bể lắng II STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều cao tổng cộng của bể (H) m 4,7 2 Chiều cao đáy nón (hn) m 1,7 3 Đường kính bể (D) m 3,16 4 Đường kính miệng loe ống trung tâm (d1) m 0,54 5 Đường kính tấm chắn (d2) m 0,7 6 Đường kính máng thu nước (Dmáng) m 2,5 Bể khử trùng Chức năng Sau khi qua bể lắng II, nước thải đã được kiểm soát các chỉ tiêu hóa, lý và giảm được phần lớn các vi sinh vật gây bệnh có trong nước thải, nhưng vẫn chưa an toàn cho nguồn tiếp nhận. Do đó, cần có khâu khử trùng trước khi thải ra ngoài. Bể khử trùng có nhiệm