Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý nước thải giết mổ gia súc - Đặng Thị Hùng -Long An công suất 300m3 ngày

cấp, vi sinh vật hiếu khí có trong bùn phân hủy các chất hữu cơ còn lại trong nước thải. Nước thải có chứa bùn hoạt tính được dẫn sang bể lắng đợt II để tách bùn. Phần nước trong cho vào bể khử trùng có cung cấp Clorua vôi để khử trùng nước thải. Nước thải sau khi ra khỏi hệ thống đạt tiêu chuẩn loại thải A và xả ra nguồn tiếp nhận. Một phần bùn hoạt tính từ bể lắng đợt II được tuần hoàn trở lại bể Aerotank. Phần còn lại được đưa vào bể chứa bùn. Sau đó bùn được đưa vào sân phơi bùn Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 43 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 3.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN Tính lưu lượng lớn nhất: Lưu lượng trung bình ngày: 300=tbngàyQ m3/ngàyđ Lưu lượng giờ lớn nhất : =maxhQ 31,25 m3/h Lưu lượng giờ nhỏ nhất : =minhQ 5m3/h Lưu lượng lớn nhất : Qmax = 3600 max hQ * 1000 = 3600 25,31 *1000 = 8,68L/s Lưu lượng trung bình : Qhtb = 24 300 = 12,5 m3/h Vì cơ sở chỉ làm một ca từ 21h -3h Vậy lưu lượng bơm: Qb = Qhtb = 12,5 m3/h Hệ số giờ cao điểm: Kh = tb h h Q Q max = 5,12 25,31 =2,5 Với kh là hệ số vượt tải theo giờ lớn nhất ( k = 1,5 ÷ 3,5 ), chọn k = 2,5 Hệ số giờ nhỏ nhất: Khmin = tb h h Q Q min = 5,12 5 = 0,4 3.2 TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN 1 3.2.1 SONG CHẮN RÁC Nhiệm vụ: Nhằm loại bỏ các loại rác có kích thước lớn, bảo vệ các công trình phía sau, cản các vật lớn đi qua có thể làm tắc nghẽn hệ thống (đường ống, mương dẫn, máy bơm) làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của các công trình phía sau. Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất: Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 44 Qmaxh = QTBh * kh = 12,5 * 2,5 = 31,25 m3/h Với kh là hệ số vượt tải theo giờ lớn nhất ( k = 1,5 ÷ 3,5 ), chọn k = 2,5 Chọn loại song chắn có kích thước khe hở b = 16mm Tiết diện song chắn hình chử nhật có kích thước : s * l = 8 * 50mm Số lượng khe hở khek hbV Q n z ls 498,905,1 1,0*016,0*6,0 10.68,8 ** 3 max === − Trong đó: n : số khe hở Qmax : lưu lượng lớn nhất của nước thải. m/s Vs: tốc độ nước qua khe song chắn , chọn Vs = 0,6m/s Kz : hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy, chọn kz = 1,05 Bề rộng thiết kế song chắn rác Bs = s*(n – 1) + (b*n) = 0,008 *(10 – 1) + (0,016*10) = 0,232m ⇒Chọn Bs = 0,3m Trong đó: s : bề dày của thanh song chắn, thường lấy s = 0,008 Tổn thất áp lực qua song chắn hs = kg v * 2 * 2 maxξ Trong đó : vmax: vận tốc nước chảy trước song chắn rác ứng với Qmax, vmax = 0,6 k : hệ số tính đến sự tăng tổn that áp lực do rác bám , k = 2 ÷ 3, chọn k = 3 ξ : hệ số tổn that áp lực cục bộ, được xác định theo cộng thức: 83,060sin* 016,0 008,0 *42,2sin** 0 4/34/3 =      =      = αβξ b s Với: α : góc nghiên đặt song chắn, chọn α = 600 β : hệ số phụ thuộc hình dang đan, β = 2,42 Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 45 ⇒ hs = ( ) 3* 81,9*2 6,0 *83,0 2 = 0,045m = 4,5cm Chiều dài phần mở rộng song chắn rác L1 = 0202 2,03,0 2 tgtg BB ks − = − ϕ = 1,3m ⇒ chọn L1 = 0,2, chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác Trong đó: Bs : chiều rộng song chắn. Bk : bề rộng mương dẫn, chọn Bk = 0,2m ϕ : góc nghiên chỗ mở rộng, thường lấy ϕ = 200 Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác L2 = 0,5L1 = 0,5 * 0,2 = 1m Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác L = L1 + L2 + Ls = 0,2 + 0,1 + 1,5 = 1,8 m Trong đó: Ls : chiều dài phần mương đặt song chắn rác, Ls = 1,5m Chiều sâu xây dựng mương đặt song chắn rác H = hmax + hs + 0,5 = 0,65m Trong đó: hmax = hl : độ nay ứng với chế độ Qmax hs : tổn that áp lực qua song chắn rác 0,5 : khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt SCR và mực nước cao nhất. Các thông số xây dựng SCR bảng 3.1 Bảng 3.1 thông số xây dựng SCR STT Tên thông số Đơn vị Kích thước 1 Chiều dài mương (L) m 1,8 2 Chiều rộng mương (Bs) m 0,3 3 Chiều sâu mương ( H) m 0,7 Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 46 4 Số thanh song chắn Thanh 9 5 Số khe (n) khe 10 6 Kích thước khe (b) mm 16 7 Bề rộng thanh(s) mm 8 8 Chiều dài thanh (l) mm 50 B s h B k L 1 L 3 L 2 Hình 3.1 Song Chắn Rác 3.2.2 BỂ TỰ HOẠI Nhiệm vụ: đây là công trình xử lý dưới điều kiện kị khí nhằm xử lý sơ bộ nước thải để loại bỏ một phần BOD, COD, SS, . . . trước khi đi vào hệ thống xử lý tập trung. Phân gia súc, chủ yếu là phân heo có tỷ lệ C/N=20÷25 thích hợp cho xử lý kị khí bằng bể tự hoại. Bảng3.2 lượng phân theo nước thải vào bể Tự Hoại Loại gia súc Lượng gas từ phân (lít/Kg phân) Lượng phân gia súc (Kg/ngày) Heo 40 ÷ 60 2,5÷3,5 Nguồn: Ngô Kế Sương-Nguyễn Lân Dũng, 1997 Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 47 Tính toán Thể tích tính toán chung của bể Tự Hoại lấy không nhỏ hơn lưu lượng nước thải trung bình 1 ÷ 2 ngày đêm ( Điều 7.3.2 – TCXD -51-84) chọn một ngày đêm để tính toán. Bể Tự Hoại chia làm 3 ngăn, ngăn thứ nhất lắng chứa nước phân hủy, ngăn thứ hai và thứ 3 chứa nước chảy tràng vào hệ thống xử lý tiếp theo, khi đó: Thể tích bể tự hoại W = 300 m3/ngày * 1 * ngày = 300 m3 Thể tích ngăn thứ nhất bằng ½ thể tích tổng cộng: W1= 0,5 * 300 = 150 m3 Thể tích ngăn thứ hai bằng thể tích ngăn thứ ba và bằng ¼ thể tích tổng cộng: W2 = W3 = 0,25 * 300 = 75 m3 Chiều sâu công tác bể Tự Hoại lấy bằng H = 3m. Khi đó diện tích các ngăn bể Tự Hoại là: F = H W = 3 300 = 100 m2 Chọn kích thước H * B * L ( chiều sâu, chiều rộng, chiều dài) của các ngăn như sau: Ngăn thứ nhất : H1 * B1 * L1 = 3m * 5m * 10m Ngăn thứ hai và ba : H2.3 * B2.3 * L2.3 = 3m * 5m * 5m Hàm lượng chất bẩn sau khi qua bể tự hoại giảm sơ bộ: Hàm lượng chất lơ lửng SS giảm 45% sau khi qua bể Tự Hoại SS giảm 45% = (1 – 0,45)* 150 = 82,5 mg/L Hàm lượng BOD5 giảm: 20 – 40%. Chọn hàm lượng BOD5 sau khi qua bể tự hoại giảm 30%: (1 – 0,3) * 850 = 595 mg/L Thời gian lưu nước: 24*Q W t = = 24* 300 300 = 24h Chọn lượng phân heo sinh ra trong 1 ngày : 3 Kg/ngày Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 48 Cơ sở giết mổ 1 ngày là 200 con heo ⇒ lượng phân sinh ra trong 1 ngày:M = 600Kg/ngày Thời gian lưu cặn trong bể Tự Hoại từ 10÷60 ngày. Chọn thời gian lưu cặn θc=30 ngày Lượng phân sinh ra sau 30 ngày: 30*600* == cMP θ = 18000kg Khối lượng thể tích của phân thường lấy γ=650kg/m3 Thể tích phân sau 30 ngày: 650 18000 == γ PV phân = 27,7m 3 Dưới điều kiện kị khí lượng phân bị phân hủy 70% nên thể tích phân giảm 70% Khối lượng phân còn lại chưa phân hủy Mc = (1 - α )* M = (1 – 0,7) * 600 = 180kg/ngày = 0,7 m3/ngày Ta có: 1m3 bùn = 260 kg/VSS Bơm bùn bể tự hoại Công suất của máy bơm bùn: η ρ *1000 *** HgQN = Trong đó: Q: lưu lượng bùn bơm qua bể chứa bùn, Q = 0,7 m3/ngày ρ:khối lượng riêng của bùn thải lấy bằng khối lượng riêng của nước, ρ=1000kg/m3 H: chiều cao cột áp, chọn H=6m η : hiệu suất chung của bơm từ 0,72-0,93 , chọn η= 0,75 Chọn thời gian bơm bùn mỗi ngày là 20 phút kWN 074,0 75,0*1000*60*20 6*81,9*1000*13,1 ==⇒ ζN = N * β =0,074 * 1,5 = 0,1 Kw = 0,5 Hp Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 49 Trong đó: β = 1,5 là hệ số dự trữ ( từ 1 ÷ 2,5) Ống dẩn bùn sang bể chứa bùn chọn ống dương kính φ = 60 Sản lượng khí sinh ra từ một số nguyên liệu theo bảng Bảng 3.3 Sản lượng khí sinh ra từ một số nguyên liệu Nguyên liệu Sản lượng khí sinh ra (lit/1kg phân) Thành phần CH4, % Phân heo 40 ÷ 60 58 ÷ 60 Nguồn: Ngô Kế Sương-Nguyễn Lân Dũng, 1997 Chọn sản lượng khí sinh ra đối với phân heo là 50lít/kg phân trong đó CH4 chiếm 58%. Chọn sản lượng khí sinh ra đối với phân heo là 50lít/kg phân Lượng khí sinh ra mỗi ngày: 33 10*600*5010**50 −− == MVkhí = 30 m 3/ngày Lượng khí CH4 sinh ra mỗi ngày: 30*58,0*58,0 4 == khíCH VV = 17,4 m 3/ngày 3.2.3 Bể THU GOM Thể tích bể thu gom : 33 max 41,1060 1 *20*/25,31* m phut hhmtQVb === Chọn Vb = 10,5 m3 Trong đó: Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất: Qmaxh = 31,25m3/h Trong đó t = thời gian lưu nước, t =10 ÷ 30 phút, chọn t = 20 phút Chọn chiều sâu hữu ích h=2,5m, chiều sâu an toàn lấy bằng chiều sâu đáy ống cuối cùng là 0,7m. Vậy chiều sâu tổng cộng: H = 2m + 0,7m = 2,7 m Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 50 Chọn hầm bơm vuông, vậy cạnh hầm bơm tiếp nhận: m m m h V a b 58,2 2 5,10 * 4 * 4 3 === pipi Chọn b = 2,6 m Kích thước bể thu gom : a * a * H = 2,6m * 2,6 m * 2,7m Chọn 2 bơm nhúng chìm hoạt động luân phiên đặt tại hầm bơm, mỗi bơm có hmQQ h /25,31 3max == , cột áp H=10m. Công suất bơm: KW gHQ N b 135,1 75,0*1000*3600 81,9*1000*10*25,31 *1000 *** === η ρ , ςN = N * β = 1,5 * 1,135 = 1,7 Kw =( 2,5HP) Trong đó: 5,1=β là hệ số dự phòng (từ 1 ÷ 2.5) Hb = cột áp bơm, Hb=10m η = hiệu suất bơm, 75% 3.2.4 BỂ ĐIỀU HÒA Thông số thiết kế bể điều hòa Thời gian lưu nước trong bể điều hòa: 12h Thể tích bể điều hòa: Vb= (300*12)/24 = 150 m3 Chọn chiều cao làm vực bể là h = 4m,chiều cao bảo vệ là :hbv =0,5m Chiều cao xây dựng H = h + hbv = 4,5m Kích thước bể điều hòa: L x B x H = 6*5,5*4,5 Vậy thể tích thực bể điều hòa Vb = 6 * 5,5 * 4,5 = 162m3 Các dạng xáo trộn, tính thiết bị xáo trộn bể điều hòa Bảng 3.4 Các dạng khuấy trộn ở bể điều hòa. (xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - Lâm Minh Triết) Dạng khuấy trộn Giá trị Đơn vị Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 51 Khuấy trộn cơ khí 4 ÷ 8 W/m3 thể tích bể Khí nén, tốc độ khí 10 ÷ 15 L/m3.ph(m3 thể tích bể) Chọn khuấy trộn ở bể điều hòa bằng hệ thống sục khí Lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa: qkk =R * V = 0,012 * 162 = 2m3/ph = 120m3/h= 33,3 L/s Với R= 10÷15 L/ m3.ph R là tốc độ khí nén chọn R= 12 L/ m3.ph = 0,012 m3/phút Vb = 162 (m3) Hệ thống phân phối khí Chọn hệ thống cấp khí bằng nhựa PVC có đục lỗ, hệ thống gồm 1 ống chính 9 ống nhánh với chiều dài mỗi ống là 5,5m, ống đặt cách nhau 0,5m Đường kính ống chính : == 3600** 4 piV q D khíc 3600*14,3*10 120*4 = 0,065 m = 65,16mm Chọn ống có đường kính : 90mm Trong đó V là vận tốc khí trong ống, V = 10 ÷ 15(m/s), chọn V = 10(m/s) Đường kính ống nhánh : == 3600** 4 piV q D khín 3600*14,3*10 33,13*4 = 0,021 m = 21,17mm Chọn ống có đường kính : 42 mm Trong đó qn = 9 kkq = 9 120 = 13,33m3/h qn : lưu lượng khí trong ống nhánh Đường kính các lỗ: 2 ÷ 5 mm, chọn dlỗ = 4 mm = 0,004m. Vận tốc khí qua lỗ: 5 ÷ 20 m/s, chọn vlỗ = 15 m/s Lưu lượng khí thải qua 1 lỗ qlỗ = Vlỗ * hm d l /678,03600* 4 004,0* *5,13600* 4 * 3 22 == pipi Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 52 Số lỗ trên 1 ống: N = lo n q q = 678,0 24 = 35,4 chọn 36 lỗ Số lỗ trên 1 m chiều dài ống: n =10 N = 10 36 = 3,6 chon 4 lỗ Khoảng cách giữa các tâm lỗ là:l = 4 1000 = 250mm Tính toán máy nén khí: Aùp lực cần thiết của máy nén khí: Hm = hl + hd + H Trong đó: hl : Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển hl = 0,4m ( gồm tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn và tổn thất cục bộ qua máy nén khí, các phụ tùng nối ống như tê, cút, van một chiều, thiết bị chống ồn, lọc khí…) hd : Tổn thất qua lỗ phân phối khí hd = 0,5m H : Độ sâu ngậm nước của ống khuếch tán khí H = 4m Hm = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9 m = 0,49 at Năng suất yêu cầu của máy: Q = 2 m3 /phút = 0,03 m3/s Công suất của máy nén khí :         −      = 1 7,29 283,0 1 2 P P ne GRTPmáy Trong đó : Pmáy: Công suất yêu cầu của máy khí nén, kW G: trọng lượng của dòng không khí, kg/s G = 0,1m3/s * 1,3 = 0,04 kg/s R: Hằng số khí R = 8,314 KJ/K.moloK T: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T= 298 oK P1: Aùp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1 = 1 atm Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 53 P2: Aùp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = atm47,133,10 9,433,10 = + N = K K 1− = 0,283 (K= 1,395 đối với không khí) 29,7: Hệ số chuyển đổi e: Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7 Vậy kWP y 9,111 47,1 7,0*283,0*7,29 298*314,8*04,0 283,0 =         −      =má Sử dụng 2 máy thổi khí (1 máy hoạt động, 1 máy dự phòng) 1 máy 2KW , chọn áp lực H = 7m. Bơm bể điều hoà Chọn 2 máy bơm nhúng chìm hoạt động luân phiên ở mỗi đơn nguyên. Q = 300 m3/ ngày = 12,5 m3/h = 0,0035m3/s Lưu lượng mỗi máy bơm Qb =12,5 m3/h Cột áp bơm là 5m và tổn thất đường ống là 1m, H = 5 + 1 = 6m Công suất bơm: N = η ρ *1000 *** HgQ = 75,0*1000 6*81,9*1000*0035,0 = 0,27 (kW) ςN = N * β = 1,5 * 0,27 = 0,405 Kw =( 1HP) Trong đó: 5,1=β là hệ số dự phòng (từ 1 ÷ 2.5) η : hiệu suất của bơm η = 0,75 Bảng 3.5: Thông số thiết kế bể điều hòa STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Chiều dài bể(L) 6 m 2 Chiều rộng bể (B) 5,5 m 3 Chiều cao bể (H) 4,5 m 4 Thời gian lưu nước 12 Giờ Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 54 5 Công suất máy khí nén 2 KW/h 6 Diện tích xây dựng bể 162 m3 3.2.5 BỂ UASB Nhiệm vụ: Nhờ vào quá trình hoạt động của các vi sinh vật kị khí nhằm biến đổi các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản hơn và sinh ra khí sinh học. Việc giảm bớt nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ ở bể UASB giúp tăng hiệu quả của các công trình xử lý hiếu khí phía sau (nồng độ COD đầu vào và tải trọng hữu cơ giảm). Hỗn hợp nước thải sau khi đi qua các công trình xử lý sơ bộ để đến bể UASB đạt được các tính chất sau pH = 8,5 COD = 1200 mg/l BOD = 595 mg/L SS = 82,5 mg/L Q = 300 m3/ngày = 12,5 m3/h Hàm lượng các chất khác không đáng kể. • Thực nghiệm trên mô hình pilot rút ra được kết luận sau:
Yêu cầu nước thải trước khi vào công trình xử lý hiếu khí tiếp theo chỉ tiêu COD cần đạt nhỏ hơn 500 mg/l
Bùn nuôi cấy ban đầu lấy từ bùn của bể phân huỷ kị khí từ quá trình xử lý nước thải sinh hoạt cho vào bể với hàm lượng 30kgSS/m3.
Tỉ lệ MLVS : MLSS của bùn trong bể UASB = 0,75
Tải trọng bề mặt phần lắng 12 m3/m2.ngày
Ở tải trọng thể tích Lo = 3kgCOD/m3.ngày, hiệu quả khử COD đạt 65% và BOD5 đạt 75%.
Lượng bùn phân huỷ kị khí cho vào ban đầu có TS = 5% Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 55
Y = 0,04gVSS/gCOD, kd = 0,0025 ngày-1, cθ = 60 ngày Kích thước bể UASB Hiệu quả xử lý COD 65%, BOD 75%( xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết) Hàm lượng COD của nước thải sau xử lý CODra = (1 – ECOD) * CODvào = (1 – 0,65) * 1200mg/L = 420 mgCOD/L Hàm lượng BOD5 của nước thải sau xử lý BODra = (1 – EBOD) * BODvào = (1 – 0,75) * 595mg/L = 148,75 mgBOD/L Lượng COD cần khử trong 1 ngày: G = (1200 – 450) mg/l*300 m3/ngày*103 l/m3*10-6 kg/mg = 225 kg COD/ngày Tải trọng khử COD: Chọn L = 3 kg COD/m3.ngày ( trang 445. xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết) Dung tích xử lý yếm khí cần: 3 3 75 ./3 /225 m ngaymkgCOD ngaykgCOD L GV === Tốc độ nước đi lên trong bể: v = 0,6 ÷ 0,9 m/h để đảm bảo bùn trong bể được duy trì ở trạng thái lơ lửng. Chọn v = 0,781 m/h. Diện tích bề mặt bể: 2 3 16 /24*/781,0 /300 m ngayhhm ngaym v QF === ≈ Chọn bể có tiết diện hình vuông. Vậy kích thước tiết diện bể: a * a = 4 m * 4 m = 16 m2 Chiều cao phần xử lý yếm khí: m m m F VH 687,4 16 75 2 3 1 === ≈ 4,7m Chọn chiều cao phần lắng H2 = 1,5 m (H2 > 1 m). Trang 195 – tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải –TS. Trịnh Xuân Lai Chiều cao bảo vệ, chính là chiều cao phần thu khí: H3 = 0,3 m Chiều cao xây dựng bể UASB là: Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 56 Htc = H1 + H2 + H3 = 4,7 m + 1,5 m + 0,3 m = 6,5 m Trong bể thiết kế một ngăn lắng. Nước đi vào ngăn lắng sẽ dược tách bằng các tấm chắn khí. Tấm chắn khí đặt nghiêng một góc φ (với φ = 450÷ 600) Chọn = φ 550 Gọi Hlắng: chiều cao toàn bộ ngăn lắng. ⇔ Hlắng = 2m (Trang 195 – tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải –TS. Trịnh Xuân Lai) Kiểm tra: 38,35 5,6 3,023 = + = + m mm H HH be lang % ≥ 30% (Thỏa yêu cầu) Thời gian lưu nước trong ngăn lắng (tlắng ≥ 1h) Chọn tlắng = 1giờ tlắng= Q Vlắng = Q HaL langmangthoang ***2/1 = hm /5,12 2*4*125,3*2/1 3 > 1 h (Thỏa yêu cầu) Lmangthoang = 3,125 Khoảng cách từ mí trên cùng của ngăn lắng đến thành bể là: (a – Lmangthoang)/2 = (4 – 3,125)/2 = 437mm Thời gian lưu nước trong bể (HRT = 4÷12 h) HRT = Q HHa e )(* 3b2 − = hm m /5,12 )3,05,6(*4 3 2 − = 7,936 (thỏa yêu cầu) Tấm chắn khí và tấm hướng dòng Trong bể UASB bố trí 2 tấm hướng dòng và 4 tấm chắn khí, các tấm này đặt song song với nhau và nghiên so với phương ngang một góc 550 Khoảng cách giữa 2 tấm chắn khí: b Vận tốc nước qua khe vào ngăn lắng (vqua khe = 9÷10 m/h). Chọn vqua khe = 9 m/h Ta có: vqua khe = ∑ kheS Q = bmmkhe hm *4*4 /5,12 3 =9 m/h ⇒ b = 0,087m = 87mm Tấm chắn khí 1: Dài = a = 4m Rộng = b1 = 0 2 55sin HH lang − = 055sin 5,12 − = 0,610m ⇒chọn rộng = 1.2m Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 57 Tấm chắn khí 2: Đoạn xếp mí của 2 tấm chắn lấy bằng 0,25m Dài = a = 4m Rộng = 0,25m + 0 32 55sin hHH −+ Với h = b * sin(900 – 550) = 87 * sin350 = 50mm Rộng b2 = 0,25m + 055sin )050,03,05,1( m−+ = 2,38m ⇒chọn rộng = 2380mm ⇒ tấm hướng dòng: được đặt nghiên so với phương ngang một góc ϕ và cách tấm chắn khí dưới 87mm Khoảng cách từ đỉnh tam giác của tấm hướng dòng đến tấm chắn 1: ( )00 5590cos −= khe bl = 035cos 87 = 106mm a1 = bkhe * cos550 = 87 * cos550 = 50mm a2 = l – a1 = 106mm – 50 mm = 56mm h = bkhe * sin 550 = 87 * sin550 ≈71mm tgθ = 2a h = 56 71 ⇒ θ = 520 ϕ = 1800 – 2 * θ = 1800 – 2 * 520 = 760 góc tạo bởi 2 bản ϕ = 760 Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở từ 10 ÷ 20 cm. Chọn mỗi bên nhô ra 15cm D = 2 * l + 2 * 150 = 2 * 106 + 2 * 150 = 512 mm Chiều rộng tấm hướng dòng: b3 = ( )090sin 2/ θ− D = ( )05290sin 2/512 − = 416mm, chọn b3 = 500mm Chiều dài tấm hướng dòng : a = 4m Tính máng thu nước: Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 58 Chọn máng thu nước bê tông. Máng thu nước được thiết kế theo nguyên tắc máng thu của bể lắng, thiết kế một máng thu nước đặt giữa bể chạy dọc theo chiều dài bể. Vận tốc nước chảy trong máng : 0,6 ÷ 0,7 m/s. ( Nguyễn Ngọc Dung – Xử Lý Nước Cấp Nhà Xuất Bản Xây Dựng, 1999) Chọn vmáng = 0,6 m/s Diện tích mặt ướt của một máng: 2 3 0058,0 3600*/6,0 /5,12 m sm hm v QA mang === ⇒ chọn chiều ngang máng 200mm Chiều cao máng 200mm Máng bêtông cốt thép dày 65mm, có lấp them máng răng cưa tấm không gỉ, được đặt dọc bể, giữa các tấm chắn khí. Máng có độ dốc 1% để nước chảy dễ dàng về phía cuối máng. Tại đây có đặt ống thu nước Φ 90 bằng thép để dẫn nước sang bể trung hòa. Máng răng cưa: Máng tráng gồm nhiều răng cưa hình chữ V Chiều cao một răng cưa: 60mm Dài đoạn vát đỉnh răng cưa: 40mm Chiều cao cả thanh : 200mm Khe dịch chuyển: Cách nhau : 450mm Bề rộng khe :12mm Chiều cao :150mm Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 59 450 20 0 50 50 40 60 450 13 0 50 Hình3.2: Máng Răng Cưa Tính lượng khí sinh ra và ống thu khí: Lượng khí sinh ra: 0,5 m3/ kg CODloại bỏ Qkhí = 0,5 m3/ kg CODloại bỏ * 225 kg CODloại bỏ /ngày = 112,5 m3/ ngày = 4,6875 m3/ h = 1,302 l/s Trong đó lượng khí metan sinh ra chiếm 70 ÷ 80% Chọn metan sinh ra chiếm 70% ⇒ lương khí methan sinh ra = 0,35kg CODloại bỏ QCH4 = 0,35 m3 CH4/ kg CODloại bỏ * 225 kg CODloại bỏ /ngày = 78,75 m3/ ngày Tính ống thu khí Hệ thống thu khí gồm 2 ống đặt đối xứng 2 phía của bể. Vận tốc khí trong ống dẫn không hạn chế, đường kính ống thu khí cần đảm bảo cho khí thoát ra được dễ dàng. ⇒ Chọn vận tốc khí trong ống là Vkhí= 10m/s Đường kính ống khí là: Dkhi= khi khi V Q **3600*24 *4 pi = 10**3600*24 5,112*4 pi = 0,012m = 12mm Chọn đường kính ống Φ =42 Kiểm tra vận tốc khí Vkhí = smD Qkhi /555,11 012,0* 0013,0*4 * *4 22 == pipi Tính lượng bùn sinh ra và ống xã bùn Lượng bùn sinh ra: 0,05 kgVSS /kg COD loại bỏ Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Gia Súc - Đặng Thị Hùng -Long An Công Suất 300m3 Ngày GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Võ Ngọc Thạch 60 Khối lượng bùn sinh ra trogn một ngày Mbùn = 0,05 kgVSS/kg COD loại bỏ * 225 kg CODloại bỏ /ngày = 11,25 kg VSS / ngày Ta có:1m3 =260kgVSS Thể tích bùn sinh ra trong một ngày Vbùn = ngaym ngaykgVSS ngaykgVSS p M bun /0433,0 /260 /25,11 3 == P =260 kgVSS/ngày Chon thời gian lưu bùn là 1 tháng Lượng bùn sinh ra trong 1 tháng = 0,0433m3/ngày * 30ngày =1,3m3/tháng Chiều cao bùn trong một tháng: hbùn = 4*4 /3,1 3 thangm F Vbun = = 0,08m Đường kính ống xã bùn Chọn thời gian xã bùn từ 1 ÷ 3 tháng Thể tích bùn sinh ra trong 3 tháng Vbùn = 1,3 m3/tháng * 3 tháng = 3,9 m3/tháng Chọn thời gian xã bùn là 3 giờ Lưu lượng bùn xã Qbùn = hm /3,13 9,3 3 = Bùn xã nhờ áp lực thũy tĩnh thông qua 1 ống inox Φ = 76, đặt cách đáy 400mm, độ dốc 2% Lấy mẫu Để kiểm tra sự hoạt động