Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất cáp quang tại công ty tnhh công nghệ cao Ức Thái

(lấy theo tài liệu xử lý nước thải của tác giả PGS.TS Hoàng Huệ) - Chiều dài xây dựng song chắn rác: L = L1 + L2 + Ls = 0.45 + 0.225 + 1 = 1,675 (m) Với Ls = 1m : chiều dài đặt song chắn rác - Chiều sâu xây dựng của mương: H = hn + hs + 0,5 = 0,033 + 0,06 + 0,5 = 0,593 (m) - Sau khi qua song chắn rác, hiệu quả xử lý là: + Hàm lượng BOD giảm 4%, BOD còn lại: BOD = 250*(1-0,04) = 240 (mg/l) + Hàm lượng SS giảm 4%, SS còn lại là: SS = 350*(1-0,04) = 336 (mg/l) Hầm bơm tiếp nhận 4.2.2.1 Chức năng Hầm bơm tiếp nhận đặt chìm dưới mặt đất, có tác dụng tập trung, thu gom nước thải từ các nguồn trong nhà máy để tiếp chuyển lên bể điều hòa nhờ bơm 4.2.2.2 Kích thước hầm bơm tiếp nhận - Thể tích hầm bơm (m3) Trong đó t : Thời gian lưu nước ở hầm bơm t = 10 – 30ph, chọn t = 10 ph - Chọn chiều sâu hữu ích h = 1,5m, chiều sâu an toàn lấy bằng chiều sâu đáy ống cuối cùng hf = 0,5m - Chiều sâu tổng cộng - •Chọn hầm bơm có tiết diện ngang là hình tròn trên mặt bằng, đường kính hầm bơm tiếp nhận: cho D = 1,4 m 4.2.2.3 Chọn bơm - Chọn loại bơm nhúng chìm đặt tại hầm bơm có Qb = Qhmax = 18 m3/h. - Công suất của máy bơm: Trong đó: Q: lưu lượng nước thải trung bình ngày; m3/h H: cột áp của bơm; mH2O, cho H =5 : khối lượng riêng của chất lỏng Nước: = 1000kg/m3 Bùn: = 1006 kg/m3 g: gia tốc trọng trường; m/s2 : hiệu suất của bơm = 0,73÷0,93 chọn = 0,7 - Công suất thực tế của bơm: (Kw) Trong đo: là (hệ số dự trữ từ 1 ÷ 2,5) Đặt 2 bơm có công suất 1 kw, một bơm làm việc, một bơm dự phòng. 4.2.3 Bể điều hòa 4.2.3.1 Chức năng Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa nước thải về lưu lượng và nồng độ, giúp làm giảm kích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau , tránh hiện tượng quá tải. 4.2.3.2 Kích thước bể - Thời gian lưu nước trong bể điều hòa 4 – 8h chọn t = 6h - Thể tích bể điều hòa - Chọn chiều cao làm việc h = 2,5m, chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m - Chiều cao xây dựng - Diện tích mặt bằng bể - Kích thước bể điều hòa : L x B x H = 9 x 4 x 3 4.2.3.3 Tính hệ thống xáo trộn tránh lắng cặn - Cường độ sụt khí cho 1 m dài ống là 2m3/h theo TCXD 51-84.• Các ống sụt khí đặt theo phương nằn ngang dọc theo bể trên các giá đỡ ở độ cao 10 cm so với đáy bể. - Các ống được đặt cách nhau 1 m - Chiều dài mỗi ống là 3,5 m - Số ống cần đặt là - Lưu lượng không khí cần cấp là Q = 8*3,5*2 = 56 (m3/h ) - Chọn đường kính lỗ phân phối d=5 mm, các lỗ cách nhau 0,07 m - Số lỗ trên 1 ống là (4/0,07)-1 = 49 lỗ - Oáng dẫn khí cấp cho bể chọn ống phân phối dạng hình xương cá. Tính ống phân phối chính - Chọn vận tốc khí đi trong ống là v=10 m/s - Diện tích ống: - Đường kính: Tính ống nhánh - Các ống nhánh được phân bố đều và đối xứng với nhau từng cặp qua ống chính, mỗi cặp ống nhánh cách nhau 1 m, số ống nhánh trên ống dẫn chính là n=8 cặp, chiều dài của mõi ống là 1,75 m. - Vận tốc khí trên ống nhánh v=10 m/h - Diện tích ống - Đường kính : Tính máy thổi khí: - Áp lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén xác định theo công thức: Hd = hd + hc + hf + H Trong đó: hd: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dân (m). hc: tổn thất qua thiết bị phân phối (m). hf: tổn thất qua thiết bị phân phối (m) Giá trị này không vượt quá 0,5 m Tổng tổn thất hd và hc không vượt quá 0,4m - Vậy áp lực cần thiết là: Hd = 0,4 + 0,5 + 4,5 = 5,4 - Áp lực không khí : P = (10,33 + Hd)/10,33 = 1,52 atm - Công suất máy nén : - Chọn hiệu suất máy khí nén la 80% ==> n =0,8 - Công suất thực của máy nến khí: - Vậy chọn máy nén khí có công suất 2 kw, một máy sử dụng và một máy dự phòng. Tính máy bơm - Chọn loại bơm nhúng chìm đặt tại hầm bơm có Qb = Qhmax = 18 m3/h. - Công suất của máy bơm: Trong đó: Q: lưu lượng nước thải trung bình ngày; m3/h H: cột áp của bơm; mH2O, cho H = 3 m : khối lượng riêng của chất lỏng Nước: = 1000kg/m3 Bùn: = 1006 kg/m3 g: gia tốc trọng trường; m/s2 : hiệu suất của bơm = 0,73÷0,93 chọn = 0,7 - Công suất thực tế của bơm: (Kw) Trong đó: là (hệ số dự trữ từ 1 ÷ 2,5) Đặt 2 bơm có công suất 1 Hp, một bơm làm việc, một bơm dự phòng. - Sau khi qua bể điều hòa, hiệu quả xử lý là: + Hàm lượng BOD giảm 5%, BOD còn lại: BOD = 240*(1-0,05) = 228 (mg/l) + Hàm lượng SS giảm 10%, SS còn lại là: SS = 336*(1-0,1) = 319,2 (mg/l) Bể trộn cơ học Lưu lượng vào : Q = 300 m3/ng.đ. Thời gian lưu t = 30 – 60 (s) . Chọn thời gian lưu là 60 s . 4.2.1.1 Thể tích bể trộn : - Chọn bể hình tròn có đường kính D = 0,6, chiều cao H = 0.7 ( m ) . - Chọn chiều cao bảo vệ là: hbv = 0,5 (m ). - Chiều cao thật của bể là: H = 0,7 + 0,5 = 1,2 (m). - Kích thước thật của bể : D*H = 0,6*1,2 (m) - Thể tích thực V = 0.34 (m3) - Oáng dẫn nước đi váo đáy bể . Dung dịch Na2CO3 cho vào ngay ở cửa ống nước vào bể. Trộn và đi từ dưới lên qua máng tràn đi vào bể phản ứng. - Dùng cánh khuấy tuabin 4 cánh phẳng - Khoảng cách mép ngoài của cánh khuấy so với tường là 0,1m. - Năng lượng khuấy : Bảng : Các giá trị G cho trộn nhanh. Thời gian trộn t (s). Gradien G (s-1). 0,5 ( trộn đường ống ) 3500 10 – 20 1000 20 – 30 900 30 – 40 800 >40 700 Trong đó: Gradien vận tốc chọn bằng 750 (s-1), do thời gian trộn là 60s Ở 25oC tra = 0,789.10-3 (N.s/m2). Suy ra: P = 0,789.10-3.7502.0,34 P = 150,9 (w). Hệ số truyền động ( hiệu suất khuấy ) = 80%. Nên công suất của moteur: Đường kính cánh khuấy khi không có tấm chặn: Bảng giá trị Kt : Loại cánh Giá trị Kt Chân vịt 3 lưỡi 0,32 Tua bin 4 cánh phẳng 6,3 Tua bin 6 cánh phẳng 6,3 Tua bin 6 cánh cong 4,8 Tua bin quạt 6 cánh. 1,65 Bản phẳng, 2 cánh D/W = 4 2,25 Bản phẳng, 2 cánh D/W = 6 1,6 Bản phẳng, 2 cánh D/W = 8 1,15 Trong đó: P = 188,625 (w). K = 6,3 đối với loại tuabin quạt 4 cánh. - Điều kiện : Đường kính cánh khuấy D ½ chiều rộng bể. D ½ . 0,6 = 0,3 Trong bể đặt 4 tấm chặn, nhằm ngăn chuyển động xoáy của nước: cao 1,2 m , rộng 0,06 m ( bằng 1/10 đường kính bể ). Chọn số vòng quay cánh khuấy n = 200 (v/ph) = 3,3 (v/s). = 0,3(m). - Máy khuấy đặt cách đáy h = D = 0,3 (m). Chiều rộng cánh: R = 1/5.D = 1/5 . 0,3 = 0,06 (m). Chiều dài cánh khuấy: d = ¼ . D = ¼ . 0,3 = 0,075 (m). - Nước từ bể trộn qua bể phản ứng với vận tốc từ 0,8 – 1 m/s. Do có trộn hóa chất keo tụ nên nước từ bể trộn sang bể phản ứng không vượt quá một phút. Nên chọn thời gian di chuyển là t = 8 (s). - Thể tích ống dẫn : Vận tốc trong ống dẫn là 0,8 (m/s). Diện tích mặt cắt ngang ống dẫn: Đường kính ống : Chọn D = 73 mm 4.2.5 Bể phản ứng xoáy hình trụ kết hợp với bể lắng đứng 4.2.5.1 Chức năng - Có nhiệm vụ hoàn thành quá trình keo tụ, tọa điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc giữa các hạt keo với cặn bẩn - Nhiệm vụ của bể lắng I là laọi bỏ các tạp chất lơ lững còn lại trong nước thải sau khi qua song chắn rác. Ơû đây các chất lơ lững có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất tỷ trọng nhỏ hơn sẽ nổi lên mặt nước sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung đến sân phơi bùn. 4.2.5.2 Phần phản ứng - Chiều cao vùng lắng: h1 = V1*t = 0,0007*7200 = 5 (m) Trong đó • V1: vận tốc nước dâng trong vùng lắng, V1 = 0,7mm/s = 0,0007 m/s • t: thời gian lưu nước trong bể lắng, chọn t = 2giờ = 7200 giây - Diện tích ngăn phản ứng xoáy hay diện tích ống trung tâm: (m2) Trong đó: Hf chiều cao tính toán của bể phản ứng, lấy = 0,9 chiều cao vùng lắng Hf = 0,9*5 = 4,5 (m) T: thời gian lưu nước trong bể phản ứng, chọn t = 15 phút - Đường kính bể phản ứng hay đường kính ống trung tâm: d = (m) - Chọn đường kính ống dẫn nước vào bể là D = 75 mm. kiểm tra lại vận tốc nước: V = (m/s) Vận tốc nước đi trong ống là V = 0,85 m/s thuộc phạm vi (0,8 – 1 m/s) - Đường kính miệng vòi phun: (m) = 50 (mm) Trong đó: : hệ số lưu lượng đối với miệng phun hình nón có góc nón =250, lấy = 0,908 vf : vận tốc nước qua vòi phun vf = 2,5 m/s - Tổn thất áp lực ở miệng vòi phun : h = 0,06*vf2 = 0,06*2,52 = 0,375 (m) 4.2.5.3 Tính phần lắng - Chiều cao tính toán của phần lắng h1 = 5 m, đường kính ống trung tâm bằng đường kính ngăn phản ứng d = 1 m. - Oáng loe Đường kính ống loe: dl = 1,3*d = 1,3*1 = 1,3 (m) Chiều cao ống loe: h2 = 1,3*d = 1,3*1 = 1,3 (m) - Tấm chắn ống trung tâm Đường kính tấm chắn: dtc = 1,3*dl = 1,3*1,3 = 1,69 (m) Chọn góc nghiêng giữa đường sinh nón với phương ngang là=170, suy ra đường cao hình nón: hn = (m) Khoảng cách từ ống trung tâm tới tấm chắn chọn bằng 0,5 m - Thể tích vùng lắng: V = Q*t = 15*2 = 30 (m3) Trong đó: Q: lưu lượng nước thải; m3/h t: thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 2 giờ - Diện tích vùng lắng: (m2) - Diện tích tổng cộng bể: Fb = F + fb = 6 + 0,75 = 6,75 (m2) - Đường kính bể: (m) - Thể tích phần chứa cặn: (m3) Trong đó: D: đường kính bể;m d: đường kính ống trung tâm;m hn: chiều cao hình chóp cụt;m - Chiều cao phần hình nón của bể lắng được tính theo công thức: hn = h2 + h3 = (m) : góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang, lấy không nhỏ hơn 500 ( Điều 6.5.9 – TSXD – 51 – 84 ). Chọn = 600 - Thời gian lưu nước giữa hai lần xả cặn: T = (giờ) Trong đó: T: thời gian giữa hai lần xả cặn;giờ Wc: dung tích phần nén cặn;m3 N: số bể lắng đứng lấy theo ống trung tâm, N=1 : nồng độ trung bình của cặn đạ nén (lấy theo bảng 3-3 Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung ). g/m3 (sau thời gian 12 giờ). Q: lưu lượng nước thải ;m3/h C: hàm lượng cặn còn lại trong nước thải (lấy theo TCVN 5945-1995 nước thải đổ vào nguồn lọai ). C = 50 mg/l Cmax: hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng (kể cả lượng cặn tự nhiên và lượng hóa chất đưa vào trong nước);mg/l - Hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng: Cmax = Cn + P = 319,2 + 0,623 = 320 (mg/l) Trong đó: Cn: hàm lượng cặn của nước nguồn = 319,2 mg/l P: lượng hóa chất đưa vào trong nước;mg/l Giả sử Na2CO3 đưa vào phản ứng hoàn toàn với Cd2+; Fe2+; Pb+. Ta có phương trình: Na2CO3 + Cd2+ 2OH- CdCO3 + 2NaOH 112 ? 0,15*10-3 Na2CO3 + Fe2+ 2OH- FeCO3 + 2NaOH 106 56 ? 0,25*10-3 Na2CO3 + 2Pb+ 2OH- Pb2CO3 + 2NaOH 106 2*207 ? 0,03*10-3 = 0,623 (mg/l) - Sau khi qua bể phản ứng , hiệu quả xử lý là: + Hàm lượng BOD giảm 15%, BOD còn lại: BOD = 228*(1-0,15) = 193,8 (mg/l) + Hàm lượng SS giảm 80%, SS còn lại là: SS = 319,2*(1-0,8) = 63,84 (mg/l) 4.2.6 Bể Aerotank 4.2.6.1 Các thông số tính toán : - Lưu lượng Q = 300 m3/ngày - Thời gian lưu bùn trung bình (qc) : 3 – 15 ngày. Chọn qc =15 ngày - Nước thải sau lắng II chứa 25 mg/l cặn sinh học, trong đó có 65% cặn dễ phân huỷ sinh học - BOD5 : BODL = 0,68 - Tỉ số MLVSS : MLSS = 0,8 - Hàm lượng bùn trong bể là MLSS = 5000 mg/l - Hàm lượng bùn hoạt tính của bể là MVLSS = 5000*0,8 = 4000 mg/l (trong khoảng 2500 – 4000 mg/l) - Hệ số sinh trưởng cực đại( mg/l bùn hoạt tính/ mg BOD5 tiêu thụ) Y = 0,5 - Hệ số phân hủy nội bào: Kd = 0,05. - Hàm lượng bùn hoạt tính tuần hoàn : Xu=10000 mg/l; - Độ tro của cặn là z = 0,3 - Giả sử các chất dinh dưỡng đa lượng cũng đủ cho sinh trưởng tế bào. - Tỉ số F/M : 0,2 – 0,6 kg/kg.ngày; - Tải trọng thể tích : 0,3– 1,6 kg BOD5 /m3.ngày - BOD5 của nước thải vào bể Aerotank là 193,8 mg /l. 4.2.6.2 Xác định hiệu quả xử lý: Lượng cặn hữu cơ trong nước thải đi ra khỏi bể lắng: b = a . BOD5 ra = 0,65 * 20 = 13 (mg/l). với a = 65% cặn hữu cơ. Lượng cặn hữu cơ tính theo COD: c = 1,42 * b * (1-z) = 1,42 * 13 * 6,7 = 12,922 (mg/l) 1.42 là lượng O2/ 1 đơn vị tế bào bị phân hủy. c. lượng BOD5 có trong cặn đi ra khỏi bể lắng. d = f . c = 0,6 * 13 = 7,8 mg/l f là hệ số chuyển đổi BOD5 ra COD. (f = 0,45 -> 0,68) d. lượng BOD5 hòa tan còn lại ra khỏi bể lắng: S = BOD5 cho phép – d = 20 – 7,8 = 12,2 (mg/l) e. Hiệu quả xử lý: Theo BOD5 hòa tan: Theo BOD tòan phần: 4.2.6.3 Kích thước bể aerotank - Thể tích bể (m3) Trong đó: Q: lưu lượng nước thải ;m3/ngày Y: hệ số sản sinh tế bào, Y = 0,5 S0: lượng BOD5 vào;mg/l S: lượng BOD5 ra;mg/l X: nồng độ bùn hoạt tính;mg/l Kd: hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0,05 ngày-1 - Chọn chiều cao làm việc h = 2 m, chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m - Chiều cao xây dựng (m) - Diện tích mặt bằng bể - Kích thước bể điều hòa : L x B x H = 9 x 3 x 2,5 (m) - Thể tích thực V = 67,5 m3 4.2.6.4 Tính lượng cặn dư - Năng suất sử dụng chất nền: - Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD Px = Yb * Q*(S0 – S)= 0,286 * 300*(193,8 – 12,2)*10-3= 15,58 (Kg/ngày) Trong đó: S0: lượng BOD5 vào;mg/l S: lượng BOD5 ra;mg/l - Lượng cặn lơ lửng sinh ra theo độ tro của cặn ( kg/ngày) - Lượng cặn dư hàng ngày phải xả ra: Pxã = Pxt – Q*25 mg/l*10-3 = 22,26 – 25*300*10-3 = 14,76 (kg/ngày) - Lượng bùn xả ra hàng ngày Qxã=(m3/ngày) Trong đó: Qxã: lượng bùn dư xã ra hàng ngày;m3/ngày V: thể tích bể;m3 X: nồng độ bùn hoạt tính trong bể;mg/l Xt: nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn;mg/l Xra: nồng độ bùn hoạt tính trong nước thải sau bể lắng II;mg/l : thời gian lưu bùn trong bể;ngày 4.2.6.5 Hệ số tuần hoàn 4.2.6.6 Lưu lượng bùn tuần hoàn Qt = *Q = 0,67*300 = 201 (m3/ngày) 4.2.6.7 Thời gian lưu nước trong bể ngày = 5,4 (giờ) 4.2.6.8 Kiểm tra tỷ số F/M F/M=(nằm trong giới hạn cho phép F/M = 02 – 0,6) 4.2.6.9 Lưu lượng không khí cần cho bể - Lượng BOD20 tiêu thụ trong quá trình sinh học bùn hoạt tính của vi khuẩn lên men. (kgBOD20/ngày) - Nhu cầu Oxi cho quá trình: (kgO2/ngày) - Giả sử trong không khí có 32% trọng lượng Oxi và khối lượng riêng của không khí là 1,2 kg/m3. Vậy lượng không khí cần thiết cho quá trình là: Mkk=(m3/ngày) - Kiểm tra lượng khí xáo trộn hoàn toàn Chọn hiệu suất chuyển hóa Oxi của thiết bị khuếch tán không khí là E = 9%, hệ số an toàn là f = 2 (l/m3.phút) nằm trong khoảng cho phép (q = 20 – 40 l/m3.phút) - Lượng không khí cần cung cấp (m3/ngày)= 0,05 (m3/giây) fan tòan từ 1.5 -> 2 (sách TTTK – CTXLNT/107). Chọn 1.5. 4.2.6.10 Hệ thống phân phối khí A Đường kính ống dẫn khí chính - Chọn vận tốc khí đi trong ống là v = 10 m/s B Đường kính ống dẫn khí phụ Trong đó : vk : tốc độ chuyển động của không khí trong mạng lưới, trong ống dẫn phân phối vk = 10 – 15 m/s chọn v = 10 m/s. - Sử dụng thiết bị phân phối khí dạng đĩa phân phối được làm bằng sành mỗi đĩa có kích thước 0.2 x 0.03 m Như vậy số đĩa cần thiết sẽ là : (đĩa)  :lưu lượng riêng của không khí. Khi chọn đĩa xốp : 80¸120 l/phút. Chọn 80(l/phút) Có 35 đĩa phân phối được bố trí nằm trên 3 ống phụ trong hệ thống dẫn khí. Vậy mỗi ống dẫn được gắn 12 đĩa phân phối nằm dọc theo chiều dài bể. C Máy nén khí: - Lượng không khí cần thiết để chọn máy nén khí: q=3355,6/3600 = 0,932 m3/s - Áp lực máy nén: - Vận tốc khí thoát ra khỏi khe hở: 5-10m/s - Áp lực cần thiết cho hệ thống ống nén: Trong đó: Hd: tổn thất áp lực do ma sát dọc thei chiều dài đường ốngdẫn khí(m) hc :tổn thất qua thiết bị phân phối hf : tổn thất qua giá trị phân phối, giá trị này không vượt quá 0.5m H : chiều cao hữu ích của bể 2.5 m Tổng tổn thất hd và hc không vượt qúa 0.4 m - Vậy áp lực cần thiết là: - Aùp lực không khí nén là: (atm) Trong đó: 10.03 là áp suất khí quyển tính bằng mét nước - Công suất máy nén được xác định là: (Kw) - Công suất thực của máy nén khí: - Vậy chọn máy nén khí có công suất 1,5 KW, một máy sử dụng và một máy dự phòng. - Sau khi qua bể Aerotank , hiệu quả xử lý là: + Hàm lượng BOD giảm 90%, BOD còn lại: BOD = 193,8*(1-0,9) = 19,38 (mg/l) + Hàm lượng SS giảm 15%, SS còn lại là: SS = 63,84*(1-0,15) = 54,3 (mg/l) Bể lắng II 4.2.7.1 Chức năng Nhiện vụ của bể lắng II là lắng hỗn hợp nước-bùn từ bể Aerotank dẫn đến và bùn lắng ở đây được xem là bùn hoạt tính. 4.2.7.2 Tính toán kích thước bể - Diện tích ướt ống trung tâm của bể lắng đợt II . f = ( m2) Trong đó : Q = 15 m3/h lưu lượng tính toán , Q= 0,0042 ( m3 /s ) vt = tốc độ dòng chảy trong ống trung tâm , Vtt = 30 mm/s = 0,03 m/s ( Điều 6.5.9 a – Bể lắng đứng – TCXD -51-84) - Diện tích tiết diện ướt của phần lắng của bể được tính theo công thức : F0 = (m2) Trong đó : v2 = tốc độ chảy trong bể lắng đứng ( sau bể Aerotank ) v2 = 0.5 mm/s = 0,0005 m/s ( Điều 6.5.6 – TCXD – 51-84 ) - Diện tích tổng cộng của bể lắng đứng đợt II sẽ là : F = F0 + f = 8,4 + 0,14 = 8,54 ( m2) - Đường kính bể lắng là: D = chọn D = 3,4 (m) - Đường kính của ống trung tâm : d = (m) - Chiều sâu lớp nước trong bể lắng đứng đợt II : H1 = V2 * t = 0,0005 * 1 * 36000 = 1,8 ( m) Trong đó : t : thời gian lắng của bể lắng đứng đợt II sau Aeroten , t = 1h ( Điều 6.5.6 – TCXD – 51-84) - Chiều cao phần hình nón của bể lắng được tính theo công thức: hn = h2 + h3 = (m) Trong đó: : chiều cao lớp trung hòa (m) : chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể (m) D : đường kính trong của bể lắng D = 3,4 (m) : đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy d = 0,5 (m) : góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang, lấy không nhỏ hơn 500 ( Điều 6.5.9 – TSXD – 51 – 84 ). Chọn = 600 - Thể tích vùng chứa bùn (m3) - Chiều cao của ống trung tâm: htt = 0,9*HL = 1,8*09 =1,6 (m) - Đường kính mương loe của ống trung tâm lấy bằng 1,35 đường kính ống trung tâm. dl = hl = 1,35 x 0,42 = 0,57 (m) - Đường kính tấm chắn bằng 1,3 đường kính mương loe = 1,3 x 0,57 = 0,74 (m) - Góc nghiêng giữa bề mặt tấm hắt so với mặt phẳng ngang lấy bằng 170 . - Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm chắn theo mặt phẳng qua trục được tính theo công thức: L= Trong đó : Vk : tốc độ dòng nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm hắt , Vk <20 mm/s , chọn Vk= 20 mm/s = 0,02 m/s . - Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng đợt II H= Trong đó h4 : khoảng cách từ mực nước đến thành bể , h4= 0,3 m Vậy kích thước bể lắng 2: DxH = 3,4 m x 4,6 m 4.2.7.3 Kiểm tra lại thời gian lưu nước, thời gian lưu bùn và tải trọng máng tràn - Thể tích phần lắng: VL = (3,42 – 0,422)m2 × 1,8m = 16,09 (m3) - Thời gian lưu nước: t= - Tính toán máng tràn: Dm =0,8*D = 0,8*3,4 = 2,72 (m) - Chiều dài máng tràn: L = = 2,72*3,14 = 8,54 (m) - Tải trọng trên một mép dài máng tràn: (m3/mdai.h) < 5,2 (m3/mdai.h) - Tải trọng bùn (kg/m2.h) - Nồng độ bùn trung bình trong bể - Lượng bùn chứa trong bể lắng (m3) - Lượng bùn cần thiết cho bể Aerotank (kg) 4.2.7.4 Tính máy bơm bùn Tại bể lắng 2 có đặt 2 bơm để bơm bùn tuần hoàn về bể Aerotank và sân phơi bùn - Công suất của máy bơm bùn tuần hoàn: N = (kw) Trong đó: Q: lưu lượng nước thải trung bình ngày; m3/h H: Cột áp toàn phần của máy bơm bùn tuần hoàn về bể Aerotank: : khối lượng riêng của chất lỏng Nước: = 1000kg/m3 Bùn: = 1006 kg/m3 g: gia tốc trọng trường; m/s2 : hiệu suất của bơm = 0,73÷0,93 chọn = 0,8 - Cột áp toàn phần của máy bơm bùn tuần hoàn về bể Aerotank: H = 1,5m +4m = 5,5m - Công suất thực tế của bơm: (Kw) Trong đo: là (hệ số dự trữ từ 1 ÷ 2,5) - Cột áp toàn phần của máy bơm bùn dư về sân phơi bùn H = 5m - Công suất của máy bơm bùn dư: N = (kw) - Công suất thực tế của bơm: (Kw) chọn bơm có công suất 1 Hp. Trong đo: là (hệ số dự trữ từ 1 ÷ 2,5) - Sau khi qua bể lắng II, hiệu quả xử lý là: + Hàm lượng BOD giảm 17%, BOD còn lại: BOD = 19,38*(1-0,17) = 16 (mg/l) + Hàm lượng SS giảm 40%, SS còn lại là: SS = 54,3*(1-0,4) = 32,5 (mg/l) 4.2.8 Tính toán khử trùng bằng Clorua vôi Theo tiêu chuẩn thiết kế xây dựng (Điều 6.20.1-TCXD-51-84), nước thải sau khi xử lý đều phải khử trùng trước khi thải vào nguồn. Tính kích thước thùng hòa trộn và hòa tan a) Lượng Clo hoạt tính lớn nhất dùng để khử trùng G = a*Q = 3*15 = 45 (g/h) = 0,045 (kg/h) Trong đó: Q: lưu lượng nước thải a: liều lượng Clo hoạt tính, với nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn, a = 3 g/m3 (Điều 6.20.3-TCXD-51-81) b) Lượng Clorua vôi (g/h) sử dụng Trong đó: P: Hàm lượng Clo hoạt tính (%) trong Clorua vôi, chọn P = 30% có tính đến tổn thất trong khâu bảo quản (theo Hoàng Huệ-Thoát nước tập II-Xử lý nước thải ) - Dung tích hữu ích của thùng hòa tan Trong đó: b: Nồng độ dung dịch Clorua vôi, chọn b = 2,5% n: số lần hòa trộn dung dịch Clorua vôi, chọn n = 1 Thể tích tổng cộng của thùng hòa tan tính cả theo thể tích phần lắng Wtc = 1,15*W = 6*1,15*10-3 = 6,9*10-3 (m3) = 6,9 (lít) - Với dung dịch này ta chọn thùng nhựa 10 lít có bán trên thị trường. Thể tích thùng hòa trộn Wt = 0,4*Wtc = 0,4*6,9*10-3 = 2,8*10-3 m3 = 2,8 (lít) - Chọn thùng nhựa có thể tích là 5 lít làm thùng hòa trộn , thùng hòa trộn được bố trí trên thùng hòa tan để có thể tháo hết dung dịch xuống thùng hòa tan. Lượng dung dịch Clorua vôi 2,5% lớn nhất cung cấp qua bơm được xác định: - Bơm định lượng hóa chất được chọn có trong dãy thang điều chỉnh lưu lượng trong khoảng 0,3-0,9 l/phút 4.2.9 Bể tiếp xúc 4.2.9.1 Chức năng Nhiệm vụ của bể tiếp xúc là thực hiện quá trình tiếp xúc Clo và nước thải từ bế lắng II. Thời gian tiếp xúc giữa Clo và nước thải là 30 phút tính cả thời gian nước thải chảy từ bể tiếp xúc đến miệng xã và nguồn tiếp nhận 4.2.9.2 Tính toán Thể tích công tác của bể tiếp xúc W = Q*t = 15*0,5 = 7,5 (m3) Trong đó: Q: lưu lượng nước thải T: thời gian lưu nước trong bể; t= 30 phút= 0,5 giờ Kích thước bể Chọn chiều cao tiếp xúc H = 1m Chiều dài bể là L = 6m Chiều rộng bể B = chọn B = 1,35 (m) Chiều cao bảo vệ h = 0,5m Chiều cao xây dựng: Ht = 1,5m Xác định khoảng cách giữa các vách ngăn Chọn chiều dài vách ngăn bằng 2/3 chiều rộng bể: Số ngăn là n = L/l = 6/0,9 = 7 Số vách ngăn m = n-1 = 7-1 = 6 Chọn khe của vách ngăn là b = 0,25 (m) 4.2.10 Ngăn chứa bùn tuần hoàn 4.2.10.1 Nhiệm vụ - Là nơi chứa bùn sau lắng II - Là nơi đạt bơm bùn tuần hòa trở lại bể Aerotank. Lượng bùn dư sẽ được chuyển đến sân phơi bùn 4.2.10.2 Tính toán - Ngăn chứa bùn tuần hoàn được tính toán có thể chứa một lượng bùn đủ cấp cho bể Aerotank ngay từ đầu vì một lý do nào đó bể ngưng hoạt động hay có sự cố về bùn trong bể Aerotank làm ảnh hưởng đến chất lượng bùn hoạt tính. - Nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerotank X = 4000 mg/l = 4 kg/m3 - Thể tích bể Aerotank V = 67,5 m3 - Khối lượng bùn cần thiết m = X*V = 4*67,5 = 270 kg - Nồng độ bùn trung bình trong bể lắng II, Xtb = 7500 mg/l = 7,5 kg/m3 - Thể tích chứa bùn cần thiết : (m3) - Kích thước bể L*B*H = 9*2*2 (m) - Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 - Chiều cao xây dựng H = 2,3 m 4.2.11 Sân phơi bùn 4.2.11.1 Nhiệm vụ - Sân phơi bùn có nhiệm vụ là ráo nước bùn Tính toán - Chọn lượng bùn phát sinh trong quá trình xử lý nước thải là 1% - Lượng cặn đưa đến sân phơi bùn sau 1 giờ là W1 = 1%*15 = 0,15 (m3/h) - Thể tích bùn sau làm khô Trong đó: W1: thể tích bùn cặn đưa vào;m3 P