Đồ án Thiết kế trạm xử lý nước thải công nghiệp tại sông Đồng Nai

của mọi quốc gia vì nó liên quan đến vấn đề sống còn của nhân loại. Cùng với sự phát triển của khoa học kỷ thuật và công nghệ, cùng với sự phát triển của thế giới xung quanh và hành động một cách vị kỉ, nhiều quốc gia đã tàn phá môi trường_ cái nôi nuôi dưỡng chính họ, và con người đã từng bước nhận thức được nguy cơ này. Môi trường sống của con người bao gồm nhiều lĩnh vực khác nhau như: tự nhiên, xã hội, khoa học kỹ thuật… nhưng để con người tồn tại và phát triển một cách hiệu quả, chúng ta phải kể đến môi trường tự nhiên mà trong đó môi trường nước đóng vai trò quan trọng. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, kéo theo nhu cầu của con người ngày càng cao. Do đó, vấn đề sử dụng nước đã và đang được cảnh báo. Con người sử dụng nước với nhiều mục đích khác nhau như sinh hoạt, công nghiệp…ở mỗi mục đích, lượng nước xả ra không hợp lý sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống cũng như cảnh quan môi trường Hiện nay, môi trường nước bị ô nhiễm đến mức báo động nguy hiểm trên toàn thế giới đặc biệt là với các nước đang phát triển như VIỆT NAM chúng ta. Sự phát triển của khoa học cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các nghành sản xuất công nghiệp, tất cả đều hướng tới nhu cầu của con người. Khi nhu cầu tăng lên, kéo theo vấn đề ô nhiễm cũng tỉ lệ thuận với nó. Bởi vậy, việc bảo vệ môi trường nói chung và bảo vệ môi trường nước nói riêng đang trở thành một vấn đề quan trọng và vô cùng cấp bách của toàn cầu. CHƯƠNG 1: NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ CÁC DỮ LIỆU CƠ SỞ ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B 1.1Các số liệu thuỷ văn và chất lượng nước của nguồn tiếp nhận nước thải- sông ĐỒNG NAI (nguồn loại B) với các số liệu sau: Lưu lượng trung bình của nước sông Qs = 54 m3/s Vận tốc dòng chảy trung bình Vtb = 0,7 m/s Độ sâu trung bình Htb = 4,2 m Hàm lượng chất lơ lửng trong nước sông bs = 9 mg/L Hàm lượng oxy hoà tan Os = 4 mg/L Nhu cầu oxy sinh hoá Ls = 3,5 mg/L Nhiệt độ trung bình của nước sông T = 250C 1.2Các số liệu về thời tiết, địa chất thuỷ văn và địa chất công trình: Nhiệt độ trung bình năm của không khí 250C Hướng gió chủ đạo trong năm Đông- Nam Mực nước ngầm cao nhất ở khu vực đang xét 7m Yêu cầu cơ bản về chất lượng nước thải sau khi xử lý xả vào sông ĐỒNG NAI như sau pH 5,5-9 Chất lơ lửng khômg vượt quá 100 mg/L. COD : không vượt quá 80 mg/L Sắt: không vượt quá 5 mg/L. 1.3Nhiệm vụ thiết kế: Đề xuất các phương án xây dựng trạm xử lý nước thải Tính toán thiết kế các công trình đơn vị Lập mặt bằng trạm xử lý, sơ đồ công nghệ, mặt cắt dọc theo nước, và chi tiết một công trình đơn vị(tự chọn). ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 2.1Thành phần và tính chất của nước thải pH COD TSS khác Nước thải 2.5-5 400 200-300 Sắt 120g/l Tiêu chuẩn 5945-2005 5.5-9 80 100 5 mg/l 2.2 Sơ Đồ Công Nghệ: CH U ÏP H ÖÔ ÙN G DO ØN G T OL E D AØY 3 mm O ÁNG D A ÃN B UØN O ÁN G TR U NG TA ÂM T O LE D A ØY 3mm O ÁN G H UÙT B U ØN + 1.400 7 BEÅ NEÙN BUØN SLUDGE THICKENER BÔM BUØN SLUDGE PUMP NGUOÀN 15 m3/h NÖÔÙC WATER Water Nöôùc BEÅ TIEÁP NHAÄN STORAGE TANK Water Nöôùc Preasure air Khí neùn SOLENOID VALVE Preasure air Khí neùn Landfill Baõi raùc Sludge Mixer tank Beå troän buøn Pneumatic double diaphragm pump Bôm maøng ñoâi daïng khí EQUALIZATION TANK BEÅ ÑIEÀU HOØA NGUOÀN TIEÁP NHAÄN BEÅ LOÏC AÙP LÖÏC BEÅ TRUNG GIAN TANSFER TANK BEÅ LAÉNG CLARIFIER TANK POLYMER pH C.pH C. CUÏM TRUNG HOØA KEO TUÏ VAØ TAÏO BOÂNG NÖÔÙC VOÂI NÖÔÙC VOÂI NÖÔÙC POLYMER NÖÔÙC THIEÁT BÒ TAÙCH DAÀU TROÏNG LÖÏC (GREENTECH) ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B BAÕI RAÙC NGUOÀN TIEÁP NHAÄN BEÅ TIEÁP NHAÄN BEÅ ÑIEÀU HOAØ BEÅ TRUNG HOAØ BEÅ KEO TUÏ BEÅ TAÏO BOÂNG BEÅ LAÉNG BEÅ LOÏC BEÅ CHÖÙA BUØN BEÅNEÙN BUØN MAÙY EÙP BUØN BEÅ TRUNG GIAN NU ? C TH?I 2.3Thuyết minh sơ đồ công nghệ: ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B Nước thải từ nhà máy sẽ được tập trung ở bể tiếp nhận rồi được đưa sang bể điều hoà nhằm ổn định lưu lượng và nồng độ nước thải. Tiếp đó sẽ cho qua bể trung hoà để nâng pH lên rồi dẫn qua bể keo tụ, tại đây, các chất keo tụ được cho vào trong nước thảinhằm làm tăng khả năng kết dính rồi hình thành các bông cặn lớn ở bể tạo bông, sau đó nước thải được dẫn qua bể lắng để tách các bông cặn này ra rồi tiếp tục cho qua bể lọc.Phần bùn lắng ở bể lắng sẽ được tập trung ở bể chứa bùn, sau đó dẫn qua bể nén bùn để làm giảm độ ẩm rồi tiếp tục cho vào máy ép bùn để làm giảm độ ẩm đến mức tối đa. Bùn này sẽ được xe của các công ty vệ sinh chuyên chở đến bãi rác. CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 3.1 Bể tiếp nhận: ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B 3 3 3 max 15 / 360 / 15 1,2 18 / tb tb Q m h m ngày Q Q K m h = = = × = × = Thể tích bể tiếp nhận: 3 max 2018 6 60 h bV Q t m= × = × = Trong đó: Q: lưu lượng nước thải,Q = 15 3 /m h t : thời gian lưu nước trong bể, t = 10-30 phút, chọn t = 20 phút Chọn chiều cao hữu ích H = 2 m. Chiều cao an toàn lấy bằng chiều sâu đáy ống cuối cùng, 0,7fh m= Chiều cao tổng cộng của bể: 2 0,7 2,7tc fH H h m= + = + = Chọn bể có tiết diện ngang là hình tròn trên mặt bằng Đường kính bể là: 4 4 6 1,955 2 bVD m Hpi pi = × = × = Chọn D = 2 m Chiều cao xây dựng của bể tiếp nhận: 2,7 0,3 3xd tc bvH H h m= + = + = Chọn chiều cao bảo vệ bvh = 0,3 m Kích thước của bể tiếp nhận: D x H = 2 x 3 m Chọn loại bơm nhúng chìm đặt trong bể, bơm có công suất 3max 18 / h bQ Q m h= = Cột áp H = 8-10 m 3.2Bể điều hòa Tính toán kích thước bể điều hoà Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và nồng độ nước thải. Chọn thời gian lưu nước t = 8h Thể tích cần thiết của bể 315 8 120h đh tbV Q t m= × = × = Chiều cao của bể là H = 4 m Diện tích bể: F=120/3=30m3 Chọn L=6m, w=5m Chiều cao xây dựng của bể là: 4 0,5 4,5xd bvH H h m= + = + = Chọn chiều cao bảo vệ 0,5bvh m= Tính toán xáo trộn bể điều hòa Mục đích xáo trộn là ổn định nồng độ, chống lắng cặn, chống sinh mùi. Chọn dạng xáo trộn là xáo trộn khí nén có giá trị 15 l/m3/p (dựa vào bảng 2.1) ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B Dạng khuấy trộn Giá trị Đơn vị Khuấy trộn cơ khí 4-8 3/W m thể tích Khuấy trộn khí nén 10-15 L/m3.phút (m3 thể tích bể) Bảng 2.1 Giá trị năng lượng xáo trộn cho bể điều hòa Qkhí = 120 *15 =1800l/p =30 l/s = 0,03m3/s Chọn ống thổi khí bằng thép, đường kính ống chính là 114mm Diện tích tiết diện ống chính F = Qkhí/v = 0,03/10 =3.10-3 (m2) Với v là vận tốc dòng khí, chọn v =10m/s (bảng 1.2) Đường kính ống dẫn khí 2 34 4 3.10 0,06 60 4 3,14 d FF d m mmpi pi −× = ⇒ = = = = Lưu lượng khí qua ống nhánh Chọn ống chính có 10 ống nhánh nhỏ qn=Qkhí/12=0,03/10=0,003 (m3/s)=3 l/s=3.10-3 m3/s chọn vận tốc qua ống nhánh là vn = 15m3/s (bảng 2.2) Đường kính, mm Vận tốc, m/s 25-75 6-9 100-250 9-15 300-610 14-20 760-1500 19-33 Bảng 2.2 Bảng giá trị tính toán ống dẫn khí Diện tích tiết diện một ống nhánh Fn=qn/vn=3.10-3/15=0,2.10-3 m2 Đường kính ống nhánh dn= 34 4 0,2.10 0,016 16 3,14 nF m mm pi −× = = = Do trên thị trường không có ống d=16mm nên chọn ống d=21mm Tính số lỗ trên mỗi ống nhánh Chọn lỗ có đường kính d=5mm Diện tích mỗi lỗ là F1lỗ = (3,14*d2)/4=(3,14*52)/4=19,625mm2 =19,625.10-6m2 Vkhí qua lỗ >= 0,7m/s để không lắng cặn Chọn v = 0,8 m/s Tổng diện tích lỗ trên mỗi nhánh ∑ Flỗ= qn/v =3.10-3/0,8 = 0,00375 = 3,75.10-3m2 Số lỗ trên một ống nhánh n= ∑ Flỗ/F1lỗ=3,75.10-3/19,625.10-6 = 191 lỗ Khoảng cách giữa các ống nhánh 110 ( 1)nd d n W× + + = ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B Trong đó: nd : đường kính ống nhánh, nd =0,016m 1d : khoảng cách giữa các ống nhánh n : số khoảng cách giữa các ống nhánh, có 10 ống nhánh ⇒n = 11 W : chiều dài bể, W = 5m 10,016 10 11 5d× + × = ⇒ 1 0,44d m= Khoảng cách giữa các lỗ trên mỗi ống nhánh 2191 ( 1)ld d n L× + + = Trong đó: ld : đường kính lỗ, ld =5mm 2d : khoảng cách giữa các lỗ n : số khoảng cách giữa các lỗ, có 191 lỗ⇒n=192 20,005 191 192 6d× + × = 2 0,027 27d m mm⇒ = = 3.3 Bể trung hòa Chọn thời gian lưu nước trong bể là 30p = 0,5h Thể tích bể trung hoà 315 0,5 7,5bV Q t m= × = × = Trong đó: Q: lưu lượng nước thải, Q = 15 m3 t: thời gian lưu nước trong bể, t = 0,5h Chọn chiều cao hữu ích của bể 2bh m= Diện tích bể trung hoà: 7,5 3,75 2 b b VF m H = = = chọn kích thước bể: LxW = 2x2 m Chọn chiều cao bảo vệ 0,5bvh m= Chiều cao xây dựng của bể: 2 0,5 2,5xd bvH H h m= + = + = Chọn Gradient vận tốc 180G S −= Năng lượng yêu cầu cho bể là: 2 2 380 0,89 10 7,5 42,72P G V Wµ −= × × = × × × = Trong đó: P: năng lượng yêu cầu cho bể trung hòa, W G:Gradient vận tốc, 180G S −= µ: độ nhớt động học, 3 20,89 10 . /N S mµ −= × V: thể tích bể trung hòa, V = 7,5 m3 Tốc độ bơm cần thiết: 3 3/80 7,5 600 / 10b bQ G V m s m p= × = × = = ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B Chọn cánh khuấy dạng guồng đứng(PADDLE) Diện tích cánh khuấy 3 2 d p PA C vρ = Trong đó: A: diện tích cánh khuấy, m2 P: năng lượng cần thiết cho bể, P = 42,72 W dC : hệ số cánh khuấy, phụ thuộc vào tỉ số chiều dài / chiều rộng ( /c cL W ) của cánh khuấy (bảng 3.1) Tỉ số dài/rộng DC 5 1.2 20 1.5 ∞ 1.9 Chọn tỉ số / 5 1,2c c dL W C= ⇒ = ρ : trọng lượng riêng của nước, 3997 /kg mρ = bv : vận tốc tương đối của nước di chuyển trong bể so với vận tốc đầu cánh khuấy. bv = 0,6- 0,75 vận tốc đầu cánh khuấy (chọn 0,7). Vận tốc đầu cánh khuấy thường từ 0,6-0,9m/s, chọn 0,8m/s. 0,7 0,8 0,56 /pV m s⇒ = × = 2 3 2 47,72 0,227 1,2 997 0,56 A m×⇒ = = × × Chọn cánh khuấy guồng 2 cánh. Kích thước mỗi cánh khuấy là: L = 5W⇒L = 0,75m; W = 0,15m Đường kính cánh khuấy: Ta có: 3 b Q Q n N D = × Trong đó: n: tốc độ cánh khuấy, chọn n = 60vòng/p = 1vòng/s QN : hệ số khuấy trộn, QN = 0,75 bQ : tốc độ bơm cần thiết, bQ = 10 m3/p 33 10 0,6 0,75 60 b Q QD m n N ⇒ = = = × × 3.4. Tính bể chứa dung dịch NaOHvà bơm châm NaOH: -Lưu lượng thiết kế:15m3/h - min 5pH = - 7trunghoapH = -K=0,00001 mol/L - Khối lượng phân tử của NaOH = 40 g/mol ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B - Nồng độ dung dịch NaOH = 20% - Trọng lượng riêng dung dịch NaOH = 1,53 Liều lượng NaOH cần châm vào; 0,00001 40 15 1000 0,02 / 20 1,53 10 q l h× × ×= = × × Chọn thời gian lưu NaOH trong bể là 15 ngày Thể tích cần thiết của bể chứa dung dịch NaOH: W=0,02x15ngàyx24h/ngày=7,2 l Chọn 2 bơm châm NaOH, 1 bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng Đặc tính bơm: Q=0,02 l/h. 3.4 Bể trộn nhanh(keo tụ) Chọn thời gian lưu là tl=20s= 1/180 h(bảng 4.1) Quá trình Dãy giá trị Thời gian lưu ( )1G s− Trộn nhanh(keo tụ) Trộn nhanh 5-20 s 250-1500 Trộn nhanh trong công nghệ lọc tiếp xúc <1-5 s 1500-7500 Tạo bông Tạo bông thông thường 10-30 min 20-80 Tạo bông trong công nghệ lọc trực tiếp 2-10 min 20-100 Tạo bông trong công nghệ lọc tiếp x 2-5 min 30-150 Bảng 4.1 Giá trị thời gian lưu và Gradient vận tốc Ta có Q = 10m3/s Thể tích hữu ích của bể trộn nhanh: 3115 0,084 84 180 V Q t m l= × = × = = Chọn chiều cao bể Hbể = 1m Đường kính bể d = 4 4 0,084 0,33F m pi pi × = = Tính toán năng lượng xáo trộn P và cánh khuấy cho bể: Chọn gradient vận tốc G = 1500 s-1 Năng lượng yêu cầu cho bể trộn nhanh: 2 2 31500 0,89 10 0,084 168, 21P G V Wµ −= × × = × × × = Với : µ : độ nhớt động học, 3 20,89 10 . /N s mµ −= × V: thể tích hữu ích của bể trộn nhanh, V= 0,084 l ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B Chiều cao hữu ích của bể (Chọn D = 500 mm ⇒ A = 0.19625 m2) V 0.084H 0.43(m) A 0.19625 = = = Với A: diện tích bể trộn nhanh, A = 0,19625 m2 Chọn cánh khuấy dạng guồng, ta có: Đường kính cánh khuấy : di = 167(mm)5003 1D 3 1 == Chiều cao Hi = di = 167 (mm).(Tính từ đáy bể đến mếp dưới của cánh) Chiều rộng bản cánh : )(4,33167 5 1 5 1 mmdq i === Chiều dài bản cánh : )(75,41167 4 1 4 1 mmdr i === Chiều cao lớp nước bằng chiều cao hữu ích của bể HL = 0,43 m = 430(mm) Số tấm vách ngăn chống xoáy: 5 Chiều rộng tấm vách ngăn: Wb= )(5050010 1 10 1 mmD == Đường kính đĩa trung tâm S= )(125500 4 1 4 1 mmD == Chọn cốt cánh khuấy đường kính là 10mm Vật liệu làm cánh khuấy là inox dày 2mm Chiều cao bảo vệ của bể là 0,5mm Chiều cao xây dựng của bể: 1 0,5 1,5xd b bvH H h m= + = + = 3.5 bể tạo bông Tra bảng 4.1 wastwater engineering, có thời gian lưu cho bể tạo bông là 10 – 30 phút. Chon t = 30p = 0,5h Gradient vận tốc G = 80 S-1 Thể tích bể tạo bông 315 0,5 7,5V Q t m= × = × = Năng lượng yêu cầu cho bể là Năng lượng yêu cầu cho bể là: 2 2 380 0,89 10 7,5 42,72P G V Wµ −= × × = × × × = Trong đó: P: năng lượng yêu cầu cho bể tạo bông, W G:Gradient vận tốc, 180G S −= µ: độ nhớt động học, 3 20,89 10 . /N S mµ −= × V: thể tích bể tạo bông, V = 7,5 m3 Chọn khuấy tạo bông dạng khuấy guồng đứng ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B P = 3 2 D pC A vρ× × × Trong đó: P: năng lượng yêu cầu cho bể tạo bông, P = 42,72W DC :Hệ số cánh khuấy phụ thuộc vào tỉ số chiều dài/ chiều rộng( /c cL W ) của cánh khuấy Chọn tỉ số Lc/Wc= 5 ⇒CD=1,2 A: diện tích cánh khuấy(m2) :ρ Trọng lượng riêng của nước, ρ = 997 kg/m3 PV :Vận tốc tương đối của nước di chuyển trong bể so với vận tốc đầu cánh khuấy PV = 0,6-0,75 vận tốc đầu cánh khuấy(chọn 0,75) Vận tốc đầu cánh khuấy thường là từ 0,6-0,9m/s, chọn 0,9 m/s. 0,75 0,9 0,675 /PV m s⇒ = × = Diện tích cánh khuấy 2 3 3 2 2 42,72 0, 232 1, 2 997 0,675D p PA m C Vρ − × = = = × × Chọn cánh khuấy guồng có 2 cánh Kích thước mỗi cánh khuấy là: L = 5W , 0,232 0,15 , 0,75A W m L m= ⇒ = = Trong bể tạo bông, xáo trộn dạng chảy rối nên hệ số Reynold RN > 10000, áp dụng công thức: 3 5P K n Dρ= × × × Trong đó: P: năng lượng cung cấp cho bể, P = 42,72W n: tốc độ vòng quay của cánh khuấy, n =1vòng/giây D: đường kính cánh khuấy,m K: hệ số tra theo bảng 6-7 waste water engineering Đối với cánh khuấy guồng 2 cánh chảy rối k=1,08 ⇒D = 55 3 3 42,72 0,524( ) 1,08 997 1 P m k nρ = = × × × × *Kích thước bể tạo bông Thể tích bể tạo bông V=7,5(m3) Chọn chiều cao hữu ích H=2m Chiều cao bảo vệ bvh =0,4m Chọn bể hình vuông, diện tích bể là: 27,5 3,75 2b VF m H = = = Kích thước bể: LxW = 2x2 m Chiều cao xây dựng của bể HXD=H+ bvh = 2+0,5=2,5m Chọn cốt cánh khuấy đường kính 60mm Vật liệu xây dựng làm bằng BTCT ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B 3.6 Bể lắng li tâm Chọn bể lắng có dạng hình tròn trên mặt bằng, nước thải vào từ tâm và thu nước theo chu vi Giả sử tải trọng bề mặt thích hợp cho loại cặn tươi này là 3 235 / .AL m m d= . Diện tích bề mặt bể lắng là: 3 2 3 2 360 / 10,3 35 / . tb ngay A Q m dF m L m m d = = = Trong đó: tb ngayQ :Lưu lượng trung bình ngày, tbngayQ = 360 m3/ngày AL : Tải trọng bề mặt của chất rắn, 3 235 / .AL m m d= . Đường kính bể lắng li tâm: 4 4 10,3 3,62FD m pi pi × = = = Đường kính ống trung tâm: d = 20%D = 20%x3,62=0,72m Chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng H = 3m Chiều cao lớp bùn lắng bh = 0,7m Chiều cao lớp trung hòa thh = 0,2m Chiều cao bảo vệ bvh =0,3m. Vậy chiều cao tổng cộng của bể lắng: 4,2tc b th bvH H h h h m= + + + = Chiều cao ống trung tâm: h = 60%H=60%x3=1,8m *Kiểm tra lại thời gian lưu nước của bể lắng Thể tích phần lắng: ( ) ( )2 2 33,62 0,72 3 30,154 4W D d H m pi pi = − × = − × = Thời gian lưu nước: 30,15 2,01 1,5 15htb W t h hQ= = = > Tải trọng máng tràn: 3 2360 32 / . 3,62s QL m m d Dpi pi = = = × < 3 2500 / .m m d * Bể hình trụ có đổ thêm bêtông dưới đáy để tạo độ dốc 10%. Hố thu gom bùn đặt ở chính giữa bể và có thể tích nhỏ vì cặn được thoát ra liên tục. Đường kính hố thu gom bùn = 20% đường kính bể: 20% 20% 3,62 0,72hd D m= = × = Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 10% hướng về tâm: 3,620,1 0,1 0,18 2 2c Dh m= × = × = ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B Thể tích phần công tác của bể: 2 2 33,62 3 30,86 4 4ct DW H mpi pi ×= × = × = Thể tích tổng cộng của bể: 2 2 33,62 4, 2 43, 2 4 4tc tc DW H mpi pi ×= × = × = Vận tốc nước chảy trong vùng lắng ứng với max hQ : max max 2 2 4 4 18 0,0005 / 3600 3,62 3600 hQV m s Dpi pi × = = = × × × Máng thu nước sau lắng được bố trí sát thành ngoài của bể và ôm theo chu vi bể. Máng răng cưa được neo chặt vào thành trong của bể nhằm điều chỉnh chế độ nước chảy tràn qua để vào máng thu. Tổng chiều dài máng răng cưa: 3,62 11,4tcL D mpi pi= × = × = Tải trọng thuỷ lực của máng: 3 2360 31,6 / . 11, 4 tb ngtl s tc Q L m m d L = = = Hiệu quả khử SS: 2 56,34% . 0,0075 2 0,014 aR t b t = = = + + × Trong đó: a, b là hằng số thực nghiệm( theo Xử Lý Nước Thải Đô Thị & Khu Công Nghiệp-LÂM MINH TRIẾT). a = 0,0075; b = 0,014 t: thời gian lưu nước trong bể lắng, t = 2h Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày(ứng với hiệu quả xử lý 56,34%) 3 3 1250 / 360 / 0,5634 / 50,71 / 1000T M gSS m m d g kg kgSS d= × × × = Giả sử bùn tươi có độ ẩm 95%(hàm lượng cặn 5%), tỉ số VSS/SS=0,75, khối lượng riêng của bùn tươi là 1,053kg/l Lưu lượng bùn tươi cần xử lý: 350,71 / 963,15 / 0,96 / 0,05 1,053 /T kg dQ l d m d kg l = = ×
Lượng bùn có khả năng phân hủy sinh học: ( ) 50,71 / 0,75 38,03 /T VSSM kgSS d kgVSS d= × = Hàm lượng SS trôi theo nước ra khỏi bể lắng li tâm: ( ) ( )0 1 100 250 100 56,34 109,15 / 100 100 C R C mg l − − = = = Trong đó: 0C : hàm lượng SS đầu vào, 0C =250mg/l R: hiệu quả khử SS, R = 56,34% Giả sử SS chiếm 65%COD, hàm lượng COD còn lại là: ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B 1 2 109,15 167,92 / 0,65 0,65 CC mg l= = = 3.7 bể chứa trung gian Thể tích bể: 3 max 18 1 18 hV Q t m= × = × = Trong đó: max hQ : lưu lượng lớn nhất giờ, maxhQ =18m3/h t : thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 1h Chọn chiều cao bể H = 3m Diện tích bể: 218 6 3 VF m H = = = Kích thước bể: LxW = 3x2 m 3.8Bể lọc áp lực Chọn bể lọc áp lực chế tạo bằng thép, có dạng hình trụ đứng(phù hợp với công suất nhỏ) Chọn bể lọc áp lực 2 lớp vật liệu lọc: than anthracite và cát thạch anh Kích thước vật liệu lọc chọn theo bảng 9-13trang 436- Xử Lý Nước Thải Đô Thị & Khu Công Nghiệp-LÂM MINH TRIẾT) Chọn: - Chiều cao lớp cát h1= 0,2m, có đường kính hiệu quả de=0,5mm, hệ số đồng nhất U=1,6 - Chiều cao lớp than h2=0,5m, đường kính hiệu quả de=1mm, hệ số đồng nhất U=1,6 -Chiều cao lớp sỏi đỡ h=0,2m - Tốc độ lọc v=10m/h Số bể lọc n=2 Diện tích bề mặt bể lọc: A= 215 1,5 10 h tbQ m v = = Đường kính bể lọc: D= 4 4 1,5 0,98 1( ) 3,14 2 A m m npi × = × =
Khoảng cách từ bề mặt vật liệu lọc đến miệng phiểu thu nước rửa h= HVL 25,0+× e HVL: Chiều cao lớp vật liệu lọc HVL= h1+h2=0,2+0,5 = 0,7m e: Độ giản nở lớp vật liệu lọc khi rửa ngược, e = 0,2 5,0÷ , chọn e =0,5 Chiều cao tổng cộng của bể H=h+HVL+hbv+hthu Chọn hbv=0,4m hthu=0,3m: Chiều cao phần thu nước (tính từ mặt chụp lọc đến đáy bể) 0,6 0,7 0,4 0,3 2H m= + + + = Lượng nước rửa lọc lấy theo bảng 9.14/437- Xử Lý Nước Thải Đô Thị & Khu Công Nghiệp- GSTS.LÂM MINH TRIẾT Dựa vào: ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B +Đường kính hiệu quả của cát de=0,5mm +Đường kính hiệu quả của than de= 1mm *Rửa lọc chia làm 3 giai đoạn: Rửa khí: Vk=1m3/m2.p, t=1 p2÷ Rửa nước và khí: t=4 p5÷ Rửa nước: Vn=0,3m3/m2.p, t=4 p5÷ Lượng nước cần thiết để rửa lọc cho 1 bể lọc Wn= 1,5 0,3 7 1,575 2n A V t× × = × × = m3/bể Trong đó: A: diện tích bề mặt 2 bể lọc, A = 1,5m2 Vn : tốc độ rửa nước, 3 20,3 / .nV m m p= t : thời gian rửa nước, t = 7p Lưu lượng bơm rửa lọc Qrl= 31,5 0,3 60 13,5( / )2nuocA V m h× = × × = Lưu lượng máy thổi khí Q 3 31 1,5 0,75 / 45 / 2khí k A V m p m h= × = × = = Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc sạch 2 10 1 60 1,8 42 ho Lh V C t d = × × + Trong đó: C: hệ số nén ép,C = 600-1200 tuỳ thuộc vào tính đồng nhất và sạch to : nhiệt độ nước,oC 10d : đường kính hiệu quả,mm hV : tốc độ lọc, m/ ngày L: chiều dày lớp vật liệu lọc,m Đối với lớp lọc cát 1 2 1 60 0, 2 10 / 24 / 0,132( ) 1000 1,8 25 42 0,5 h m h h ng m= × × × = × + Đối với lớp lọc than anthracite 2 2 1 60 0,510 / 24 / 0,083( ) 1000 1,8 25 42 1 h m h h ng m= × × × = × + Tổn thất áp lực qua hai lớp vật liệu lọc 1 2h h h= + =0,132+0,083=0,215(m) Hàm lượng cặn lơ lửng còn lại ( )1 3 100 90 109,15 10 10,915 / 100 100 C C mg l − × = = = Hàm lượng COD còn lại ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B 2 4 10,915 16,79 / 0,65 0,65 CC mg l= = = 3.9Bể chứa bùn Nhiệm vụ: lưu bùn trước khi bơm chuyển qua bể nén bùn Chọn thời gian lưu bùn trong bể là 30p Thể tích bể chứa bùn 3300,963 0, 48 60bd l V Q t m= × = × = Chọn kích thước ngăn chứa bùn: LxWxH=1x1x1m 3.10 Bể chúa bùn Nhiệm vụ lưu bùn trước khi bơm chuyển qua bể nén bùn Chọn thời gian lưu bùn là 60phút Thể tích bể chứa bùn 30,743 60 0.8 60bd l V q t m= × = × = , chọn V = 1m3 Chọn chiều sâu hữu ích của bể là H=1m Chiều cao bảo vệ là h 0.25m Chọn bể hình vuông trên mặt bằng, cạnh 1m Chiều cao tổng cộng của bể 1 0,25 1, 25tcH H h m= + = + = 3.11Bể nén bùn Trọng lượng chất rắn khô 3 30,5634 250 / 10 / 3600 50,71 /SSM mg l kg m kg d − = × × × = Tra bảng 9-9 waste water engineering, ta có: Bùn từ bể lắng 1có 1,05slS = Phần trăm chất rắn = 6,5%, 0,065sP = Thể tích chất rắn khô 350,71 0,745 997 1,05 0,065 s w sl s WV m P S P = = = × × × × Trong đó: V: thể tích hỗn hợp bùn sinh ra trong 1 ngày, m3 sW : trọng lượng chất rắn khô, kg/ngày w P : trọng kượng riêng của nước, kg/m3 sP : phần trăm chất rắn biễu diễn dưới dạng số thập phân(bảng 12.8 waste water engineering) slS : trọng lượng riêng của bùn, slS =1,05kg/m 3(bảng 9-9 waste water engineering) *Tính bể nén bùn Chọn bể nén bùn đứng, bùn từ bể lắng được đưa đến bể nén bùn để làm giảm độ ẩm xuống còn 96- 97%. Các thông số tính toán thiết kế bể nén bùn đứng được xác định như sau: Lượng bùn dư: 30,745 /bdq m d= Vận tốc lắng: LV = 0,1mm/s ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B Vận tốc bùn trong ống trung tâm: 20 /ttV mm s= Thời gian lắng bùn: t = 5h Diện tích hữu ích của bể nén bùn 2 2 1 0,745 1000 0,09 0,1 0,1 3600 24 bd L qA m m V × = = = × ×
Diện tích ống trung tâm của bể nén bùn 2 2 2 0,745 100 0,00043 4,3 20 3600 24 bd tt qA m cm V × = = = = × × Diện tích tổng cộng của bể 2 2 1 2 0,09 0,00043 0,09043 0,1A A A m m= + = + =
Đường kính ống trung trâm 2 4 4 0,00043 0,024d A m pi pi = × = × = Đường kính bể nén bùn 1 4 4 0,09 0,4D A m pi pi = × = × = , chọn D=1m Đường kính phần loe ống trung tâm 1 1,35 1,35 0,024 0,0324d d m= = × = Đường kính tấm chắn 11,3 1,3 0,0324 0,042chd d m= = × = Chiều cao phần lắng của bể nén bùn 3600 0,0001 5 3600 1,8L L LH V t m= × × = × × = Trong đó: Lt : thời gian lắng bùn, chọn Lt = 5h LV : vận tốc lắng, LV = 0,0001m/s Chiều cao phần hình nón với góc nghiêng 45o, dường kính bể 0,4m và đường kính đỉnh đáy bể 0,1m là: 2 0,1 0, 4 0,1 0,15 2 2 2 Dh m= − = − = Chiều cao phần bùn đã nén 2 0 0,15 0,05 0,1bh h h m= − = − = với 0h : khoảng cách từ đáy ống loe đến tấm chắn,m Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn 2 1,8 0,15 0,25 2, 2L bvH h h m+ + = + + = Nước tách ra từ quá trình nén bùn được dẫn đến bể điều hoà để tiếp tục xử lý. ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH: HỒ THỊ NGỌC ÁNH MSSV: 710524B TÀI LIỆU THAM KHẢO Lâm Minh Triết, Nguyễn Phước Dân, Nguyễn Thanh Hùng, xử lý nước thải đô thị và công nghiệp_ tính toán thiết kế công trình, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM Wastewater Treatment Engineering Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NX