Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải thủy sản Công ty thủy sản Thanh Khiết

m việc là 7 giờ, nước thải sẽ được chảy vào bể lắng đứng đợt 2. Tại bể này, lượng bùn cặn sẽ lắng xuống và được bơm vào sân phơi bùn, một phần lượng bùn sẽ được tuần hoàn trở lại bể Aerotank đảm bảo lượng vi sinh trong bể. Sau khi ra khỏi bể lắng đứng đợt 2, nước thải sẽ được khử trùng bằng chlorua và được tiếp xúc với thời gian lưu nước là 30 phút. Sau khi ra khỏi bể tiếp xúc khử trùng, nước thải đạt tiêu chuẩn loại B, được xả vào nguồn tiếp nhận. Tại sân phơi bùn, nước tuần hoàn sẽ được bơm về hố thu gom nước thải để tiếp tục xử lý. Phần bùn trong sân phơi bùn được vận chuyển tới bải đổ. 3.2 Phương án 2 Nguồn thải Hố thu gom Bể điều hòa Bể lắng 1 Bể vớt dầu mỡ Bể chứa Bể UASB Bể Aerotank Bể lắng 2 Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận Hóa chất khử trùng Máy thổi khí Sân phơi bùn Song chắn rác Nướctuần hoàn Bùn thải Bùn thải Bùn tuần hoàn Ghi chú: Đường nước Đường bùn Đường khí Đường hóa chất Bùn thải Thuyết minh quy trình công nghệ Toàn bộ nước thải từ khu sản xuất được dẫn theo cống thoát nước thải của công ty tới hố thu gom qua song chắn rác để giử lại và loại bỏ các loại rác và tạp chất vô cơ có kích thước lớn hơn 16 mm (như bao nylon, rác, vỏ tôm, xương, vẫy ,,,) Sau đó, nước thải tiếp tục được bơm vào bể vớt dầu mỡ, tại nay mỡ có trong nước thải sẽ được loại bỏ nhờ cợ chế tạo các bọt khí, các cặn và mỡ sẽ được các bọt khí đưa nỗi lên trên và được loại bỏ, nước thải tiếp tục được bơm vào bể điều hoà .Tại bể điều hoà ,nước thải sẽ được ổn định về lưu kượng, nồng độ. Do thời gian lưu nước là 4 giờ ,nên ở bể điều hoà có hệ thống xáo trộn bằng khí nén. Sau thời gian lưu nước, nước thải sẽ được chảy vào bể lắng đứng đợt 1. Tại đây, những tạp chất thô không hoà tan sẽ được giữ lại ở đáy bể nhờ trọng lượng riêng của các tạp chất thô lớn hơn trọng lượng riêng của nước nên lắng xuống đáy bể. Nước thải lưu trong bể lắng đợt 1 sau 2,6 giờ sau đó chảy trọng trường vào bể chứa, bùn lắng được bơm ra sân phơi bùn. Từ bề chứa, nước được bơm vào bể UASB theo hướng từ dưới lên nhằm xáo trộn dòng nước để vi sinh vật kỵ khí trong bể tiếp xúc nhiều với dòng nước và loại bỏ chất hữu cơ có trong nước thải. Cơ chế của quá trình xử lý kỵ khí xảy ra như sau: Chất hữu cơ lên men -----------> yếm khí CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S Nước thải từ bể UASB sẽ chảy trọng trường qua bể xử lý hiếu khí Aerotank, Bùn trong bể UASB sẽ được lấy ra theo định kỳ. Tại bể Aerotank, lượng nước thải kết hợp với bùn hoạt tính tuần hoàn từ bể lắng đợt 2 và lượng oxy cho vào bể nhờ máy thổi khí để thực hiện quá trình oxy hoá những chất hữu cơ dễ bị oxy hoá, cơ chế của quá trình hiếu khí diễn ra như sau: Vi sinh vật [Type the company name] name Chất hữu cơ CO2 + H2O + Vi sinh vật mới Sau thời gian làm việc là 7 giờ, nước thải sẽ được chảy vào bể lắng đứng đợt 2. Tại bể này, lượng bùn cặn sẽ lắng xuống và được bơm vào sân phơi bùn, một phần lượng bùn sẽ được tuần hoàn trở lại bể Aerotank đảm bảo lượng vi sinh trong bể. Sau khi ra khỏi bể lắng đứng đợt 2, nước thải sẽ được khử trùng bằng chlorua và được tiếp xúc với thời gian lưu nước là 30 phút. Sau khi ra khỏi bể tiếp xúc khử trùng, nước thải đạt tiêu chuẩn loại B, được xả vào nguồn tiếp nhận. Tại sân phơi bùn, nước tuần hoàn sẽ được bơm về hố thu gom nước thải để tiếp tục xử lý. Phần bùn trong sân phơi bùn được vận chuyển tới bải đổ. CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ . Tính toán phương án 1 Song chắn rác Chức năng Giữ lại các thành phần rác có kích thước lớn như: vỏ tôm , vẫy cá , xương … Nhờ đó tránh làm nghẹt bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc cho các công trình sau. Tính toán Theo tài liệu “Xử lý nước thải_Lâm Minh Triết&Trần Hiếu Nhuệ năm 1978” thì song chắn rác được tính như sau: - Chiều sâu lớp nước trong mương đặt song chắn được lấy bằng chiều sâu lớp nước trong mương dẫn h1 = 0,03 m - Số khe hở n giữa các thanh song chắn rác được xác định theo công thức: q = W.vs = b.n.h1.vs n = Trong đó: qmax : Lưu lượng tối đa của nước thải , m3/s . qmax=0,0035 m3/s. b : Chiều rộng khe hở giữa các thanh , chọn b = 0,016m W : Tiết diện ướt của song chắn , m2 vs : Tốc độ nước qua song chắn rác , m/s . Chọn vs = 0,7 m/s h1 : Chiều sâu lớp nước qua song chắn ,m . Chọn h1 = 0,03 m Công thức trên không tính tới độ thu hẹp của dòng chảy khi dùng cào. Để tính tới độ thu hẹp ta dùng hệ số k0 = 1,05 Khi đó : n = . k0 = . 1,05 =10,5 » 11 khe Chiều rộng tổng cộng của song chắn là : Bs = s.( n – 1) + b.n Trong đó : s: Chiều dầy mỗi thanh. Ta chọn thanh hình chữ nhật với s = 0,008m Suy ra : Bs = 0,008.( 11 – 1) + 0,016. 11 = 0,248m Chọn Bs = 0,25m. Tổn thất áp lực qua song chắn rác: Tổn thất áp lực hs qua song chắn có thể xác định theo công thức : hs = x . .K Trong đó : v: Tốc độ nước chảy trong mương trước song chắn ,m/s (ứng với lưu lượng lớn nhất ); v= 0,7 m/s. K: Hệ số tính đến sự tăng tổn thất áp lực do vướng mắc rác. Ta có : K = 3,36.vs – 1,32 = 3,36. 0,7 – 1,32 = 1,032 g : Gia tốc trọng trường , g= 9,82 m/s2. x : Hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn rác, phụ thuộc vào hình dạng, tiết diện của thanh. Ta có: x = b (). sina Trong đó: a: Góc nghiêng đặt song chắn, a = 600 s : Chiều dầy mỗi thanh, s = 0,008m b : Chiều rộng mỗi khe hở, b = 0,016m b : Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của song chắn rác. Chọn b = 2,42 (theo “bảng 4-1, trang 69” tài liệu Xử lý nước thải_Lâm Minh Triết&Trần Hiếu Nhuệ năm 1978). Suy ra : x = 2,42 (). sin600 = 0,83 Tổn thất áp lực được xác định như sau : hs = 0,83 . . 1,032 = 0,021m Chiều sâu xây dựng mương đặt song chắn rác là : H = h1 + hs + hbv Trong đó : h1 : Chiều sâu lớp nước qua song chắn , m , h1 = 0,03m hs : Tổn thất áp lực của song chắn , hs = 0,021m hbv : Chiều sâu bảo vệ , chọn hbv = 0,3m. Vậy : H = 0,03 + 0,021 + 0,3 = 0,351 m. Chọn H = 0,4m. Hình 4.1. Song chắn rác Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác là : L = l1 + l2 Trong đó : l1 : Chiều dài trước song chắn , m l2 : Chiều dài sau song chắn . Ta có : l2 = = = 0,23 m. (Với H là chiều sâu xây dựng mương đặt song chắn và 600 là góc nghiêng đặt song chắn) L = 0,28 + 0,23 = 0,51m Bảng 4.1. Các thông số thiết kế song chắn rác Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế Số khe hở Khe 11 Chiều rộng song chắn m 0,25 Chiều dài mương đặt song chắn m 0,51 Chiều sâu mương đặt song chắn m 0,4 Tổn thất áp lực qua song chắn m 0,021 Hố thu gom Chức năng Giúp các công trình sau không phải thiết kế âm sâu dưới đất. Tính toán Thời gian lưu t = 10 phút Thể tích hố thu : V = = = 1,39 m3 Chọn V = 1,5 m3 . Kích thước hố thu nước L x B x H = 1,3m x 1m x 1,5m Bơm nước thải vào bể điều hoà Lương lượng bơm Q = 200 m3/ngày = 0,0023 m3/s Cột áp bơm H = 8m. Công suất bơm N = = = 0,225 (kW) h : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93 , chọn h = 0,8 Chọn máy bơm có công suất : 0,225 (kW) Chọn 2 bơm, mỗi bơm có công suất 0,5Hp. Bảng 4.2. Các thông số thiết kế hố thu gom Tên thông số Đơn vị Kích thướt Chiều rộng hố thu m 1 Chiều dài hố thu m 1 Chiều sâu hố thu m 1,5 Công suất bơm kW 0,225 Bể điều hoà Chức năng Điều hòa cả lưu lượng và chất lượng cử nước thải nhằm hạn chế tối đa sự biếm động về lưu lượng và nồng độ chất thải, đảm bảo sự hoạt động ổn định của các công trình đơn vị phía sau. Để xác định dung tích của bể điều hòa, ta cần có các số liệu về độ biến thiên lưu lượng nước thải theo từng khoảng thời gian trong ngày, lưu lượng trung bình của ngày. Ở đây, do không có điều kiện điều tra cụ thể về độ biến thiên lưu lượng nước thải của nhà máy theo từng khoảng thời gian trong ngày nên ta chỉ có thể tính thể tích của bể điều hòa một cách gần đúng như sau: Lưu lượng nước thải trung bình Q = 200 m3/ngày và trạm xử lý nước thải hoạt động liên tục 24/24 giờ. Chọn thời gian lưu nước xáo trộn tại bể t = 6h. Tính toán Thể tích Bể điều hoà: V = Qmax x t = 8,33 x 6 = 50 m3 Trong đó: : Lưu lượng giờ lớn nhất, m3/h t: Thời gian lưu nước (t = 4÷ 8h), ta chọn t = 6h Diện tích Bể điều hoà xác định: Chọn chiều sâu Bể điều hoà h = 3,5 m. Ta chọn B x L = 4 x 3,6 m. Chọn chiều cao bảo vệ là 0,5m. Vậy chiều cao tổng cộng: H = 3,5 + 0,5 = 4 m Thể tích thực bể điều hoà: Lượng khí cấp cho bể: R: tốc độ nén khí tại bể điều hoà chọn R =15 lít/m3.phút = 0,015 m3/m3.phút(m3 thể tích). (theo tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai 1999) Vdh: Thể tích bể điều hoà, m3 Ống phân phối khí: Vận tốc khí trong ống: v = 6 ÷ 9 m/s Chọn v = 9 m/s Tiết diện ống phân phối khí chính: Chọn ống thép Þ 45 Trong bể bố trí 4 đường ống nhánh phân phối khí, cách thành bể 0,5m, cách đáy 0,2m. Khoảng cách giữa các ống nhánh: Tiết diện ống khí nhánh: Chọn ống PVC Þ 27 Qk: Lưu lượng khí trên ống nhánh, Qnhánh = m3/s Đường kính các lỗ phân phối khí vào bể điều hòa : dlỗ = 2 – 5 mm Chọn dlỗ = 4mm Vận tốc khí qua lỗ phân phối khí: Vlỗ: 15 – 20 (m/s) Chọn Vlỗ = 15 mm. Lưu lượng khí qua 1 lỗ phân phối: m3/h Số lỗ trên 1 ống: ~ 19lỗ Số lỗ trên 1m chiều dài ống: lỗ Chọn n =6 lỗ Máy thổi khí: Áp lực cần thiết cho hệ thống thổi khí được xác định theo công thức: H0 = hd + hc + hf + H = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9m Trong đó: hd, hc: Tổn thất áp lực dọc theo chiều dài ống và tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh (m). Tổng tổn thất do hd và hc không vượt quá 0,5m hf: Tổn thất qua các lỗ phân phối, bằng chiều cao ngập nước của Bể điều hoà, H = 4m. Áp lực của máy thổi khí tính theo Atmotphe: Công suất của máy thổi khí: Trong đó: G: Khối lượng của dòng khí, kg/s Qk: Lưu lượng không khí, Qk = 0,0144m3/s : Khối lượng riêng không khí, R: Hằng số lý tưởng, R = 8,314 KJ/Kmol.0K T: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí t = 270C " T = 27 +273 = 3000K P1: Aùp suất tuyệt đối không khí đầu vào, P1 = 1atm P2:Áp suất tuyệt đối không khí đầu ra, P2 = Pm + 1 = 0,48 + 1 = 1,48 atm. k: Hệ số đối với không khí, k = 1,395 e: hiệu suất của máy ép khí, n = 0,7 ÷ 0,9, chọn e = 0,8 Bơm nước thải Đường ống dẫn nước: chọn ống PVC Þ49 mm v: Vận tốc chạy trong ống, chọn v = 1,5 m/s Q: Lưu lượng nước thải, Q = 8,3 m3/h = 2,3.10-3 m3/s Công suất bơm: Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải, Q = 200 m3/h = 2,3.10-3 m3/s H: Chiều cao cột áp, H = 10m : Hiệu suất máy bơm, chọn Công suất bơm thực: (lấy bằng 120% công suất tính toán) Nthực = 1,2 x N = 1,2 x 0,265 = 0,318kW Chọn 2 bơm, mỗi bơm có công suất 0,5 Hp. Bảng 4.3. Các thông số thiết kế bể điều hòa Thông số Đơn vị Giá trị Kích thước bể + Chiều dài + Chiều cao + chiều cao bảo vệ + Chiều rộng Tiết diện ống khí nhánh Tiết diện ống phân phối khí chính Đường ống dẫn nước Công suất bơm Công suất máy thổi khí m m m m m m KW kW 4 4 3,6 0,027 0,045 0,049 0,318 0,816 Bể lắng I Khử phần lớn các chất rắn ở dạng lơ lửng, giảm được tải lượng chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng nhằm đảm bảo điều kiện hoạt động tốt cho các công trình đơn vị phái sau. Qua đó cũng khử được một phần hàm lượng đáng kể N, P có trong nước thải. Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng: m2 Trong đó: v: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng. v = 0,0285 (m/phút) = 0,000475(m/s) Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm: m2 Trong đó: vtt: Tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm, lấy không lớn hơn 30 (mm/s) (điều 6.5.9 TCXD – 51 – 84) Chọn vtt = 20 mm/s = 0,02 m/s Diện tích tổng cộng của bể lắng: F = F1 + F2 = 4,875 + 0,116 = 4,991 m2 Đường kính bể lắng: D = = = 2,52 (m) Đường kính ống trung tâm: m Đường kính ống loe: dloe = 1,35.dtt = 1,350,38 = 0,5m Đường kính tấm chắn: dchắn = 1,3.dloe = 1,30,5 = 0,67m Đường kính hố thu bùn:dhố thu = (20 – 25%)D. chọn dhố thu = 0,5m Chọn: Chiều sâu hữu ích bể lắng H = 2,5m. Chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,5m. Chiều cao hố thu bùn hh = 0,4 m. Chiều cao lớp trung hoà hth = 0,2m. Chiều cao an toàn hbv = 0,5m. Vậy chiều cao tổng cộng bể lắng đợt I: Htc = H + hb + hh + hbv + hth = 2,5 + 0,5 + 0,4 + 0,5 +0,2 = 4,1 m Chiều cao ống trung tâm: h = 60%H = 60% x 2,5m = 1,5m Kiểm tra lại thời gian lưu nước bể lắng: Thể tích phần lắng: Thời gian lưu nước: =1,5h Tải trọng máng tràn: Tính máng thu nước và máng răng cưa Tính máng thu nước Vận tốc trong máng : Vm = 0,6 0,7 m/s Chọn Vm = 0,7m/s Diện tích mặt cắt ướt của dòng chảy trong máng: Đường kính trong máng thu nước bằng 0,8 đường kính bể d = 0,8 x D = 0,8 x 2,52 = 2,016 m Chiều cao hmáng = 0,2 m Chiều dày thành máng bằng bêtông cốt thép, b = 0,1m Đường kính ống dẫn nước vào: m Chọn ống PVC Tính máng răng cưa Đường kính máng răng cưa bằng 0,8 đường kính bể Dmáng = 0,8 x D = 0,8 x 2,52 = 2,016 m Chiều dài máng răng cưa: Chọn 4 răng cưa / 1m chiều dài, vậy ta có 25 răng cưa Lưu lượng nước qua 1 khe là: Mặt khác ta có Trong đó q: Lưu lượng nước qua mỗi khe. H: Chiều cao lớp nước qua khe. ø: Góc của khía chữ V, = 900 Cd: Hệ số lưu lượng Cd =0,6 Giải phương trình trên ta được H = 0,025(m) = 25(mm). Vậy chọn chiều cao của mổi khe là 75 (mm). Chiều cao tổng cộng máng răng cưa 260(mm). Khoảng cách giữa 2 khe 60 (mm). Vật liệu làm máng răng cưa là inox 2,5mm. Tốc độ quay thanh gạt: Chọn (theo tài liệu Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải NXB – Xây dựng TS. Trịnh Xuân Lai) Đáy bể lắng làm nghiêng với độ dốc i = 0,09 Hiệu quả khử SS và BOD: Trong đó: a, b: Hệ số thực nghiệm tra bảng 4-5 (tài liệu Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải NXB Xây Dựng – TS Trịnh Xuân Lai) Khử BOD5: a = 0,018(h), b = 0,02 Khử SS: a = 0,0075(h), b = 0,014 T: Thời gian lưu nước (h) 36% 58% Lượng cặn lắng theo trọng lượng khô: Mbùn = x SS x RSS = 8,3 x 300 x 0,58 =1,444 kg/h Thể tích bùn cặn sinh ra trong 1 giờ: /h Trong đó: : Tỉ trọng của cặn lắng ở Bể lắng 1(theo tài liệu Tính toán thiếtkế các công trình xử lý nước thải NXB – Xây dựng TS. Trịnh Xuân Lai) : Khối lượng riêng của nước ở 200C Cbùn = 5%: Nồng độ của cặn lắng ở bể lắng1 Thể tích phần chứa bùn: Vbùn = 1,38 m3 Thời gian lưu bùn: t = Chọn thời gian xả bùn là 30 phút Lưu lượng bùn xả Bùn được bơm ra với vận tốc khoảng 1-2 m/s. chon 1,5m Đường kính ống thu bùn: Chọn ống PVC Hàm lượng SS còn lại: SS = 300 – 300 x 60% = 120 mg/l Hàm lượng BOD5 còn lại: BOD5 = 767 – 767 x 36% = 490,88 mg/l Hàm lượng COD còn lại: COD = 1150 – 1150 x 36% = 736 mg/l Bảng 4.4. Các thông số thiết kế bể lắng I Thông số Đơn vị Kích thướt Đường kính bể m 2,52 Đường kính ống trung tâm m 0,38 Đường kính ống loe m 0,5 Đường kính tấm chắn m 0,67 Chiều cao tổng cộng bể m 4,1 Chiều cao ống trung tâm m 1,5 Đường kính ống thu bùn m 0,027 Đường kính ống dẫn nước m 0,06 Bể tuyển nổi Tính áp lực hoạt động trong bồn áp lực Bảng 4.5. Các thông số tính toán bể thuyể nổi Thông số Đơn vị Khoảng giá trị A/S ml/mg 0,005– 0,06 Ck mg/l 0oC 29,2 10oC 22,8 20oC 18,7 30oC 15,7 f _ 0,5 – 0,8 P atm 30 – 60 psi = 2,1 – 4,2atm t phút 20-40 R/Q % 5 - 120% Hiệu suất khử SS % 50-70% Hiệu suất khử COD % 15-20% Tải trọng bề mặt l/m2.phút 8 – 160 Thời gian lưu nước bồn áp lực phút 1 - 3 Tính áp lực nén trong bình P Trong đó: Tỉ số khí/chất rắn A/S = 0,03 mg khí /mg chất rắn đạt hiệu quả tối ưu. Độ hòa tan của không khí sa =16,4 ml/l. Tỉ số bảo hòa f = 0,5. ở tải trọng bề mặt tuyển nổi 48 m3/m2.ngày đạt hiệu quả khử cặn lơ lửng 90%, khử dầu mỡ đạt 85%. atm atm = 174,6 kPa Thể tích cột áp lực: m3 Chọn chiều cao cột áp H = 2m. Vậy đường kính cột áp lực: m Bình làm bằng thép, có van an toàn xả khí dư. Thời gian lưu nước trong bồn áp lực: phút (1-3 phút) thỏa. Chọn bể tuyển nổi hình tròn. Chọn thời gian lưu nước: 40 phút. Thể tích bể tuyển nổi: V = t.Q = m3 Chọn chiều cao bể : h = 1,5m. Chiều cao bảo vệ : hbv = 0,3m. Chiều cao phần thu bùn: htb = 0,6m. Diện tích bể tuyển nổi: m2 Đường kính bể tuyển nổi: m 1,7 m Kiểm tra lại thời gian lưu nước: t = phút. Lưu lượng khí cần Trong đó: Lượng khí dùng để bão hòa thường là 70% S: lượng cặn lấy ra trong 1 phút, tính bằng gam => Chọn máy bơm gió Tính toán máy bơm nước cho bình áp lực Áp suất cần thiết là Đối với máy bơm nước cho bình áp lực . Chọn H = 50m. Lưu lượng bơm tuần hoàn Công suất máy bơm: Trong đó: : Là khối lượng riêng của nước. = 1000 kg/m3. H: Là cột áp của bơm, mH2O. H = 30m hay 3atm. : Là hiệu suất máy bơm, thường từ 0,6 – 0,93. Chọn = 0,6. Công suất thực của máy bơm: Trong đó: : Là hệ số an toàn của bơm, với: Chọn 2 bơm N = 23Hp Hàm lượng COD sau tuyển nổi: mg/l. Hàm lượng BOD sau tuyển nổi: 490,88 (1 – 0,3) = 343,62 mg/l. Hàm lượng SS sau tuyển nổi: 126 (1 – 0,9) = 12,6 mg/l Chọn máng tràn có bề rộng 0,25m. Đường kính máng tràn: Tải trọng máng tràn: Chọn chiều cao của mổi khe là 75 (mm). Chiều cao tổng cộng máng răng cưa 260(mm). Khoảng cách giữa 2 khe 60 (mm). Vật liệu làm máng răng cưa là inox 2,5mm. Tính toán đường ống dẫn nước Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống: Lưu lượng nước thải Đường kính ống chính là: Chọn ống thép không rỉ, đường kính trong dt = 60mm. Đường kính ống tuần hoàn: Chọn ống thép không rỉ, đường kính trong dt = 30mm. Tính toán ống dẫn bùn Chọn hiệu suất bể tuyển nổi khử SS là 90%, nghĩa là 10% chất rắn lơ lửng được tuyển nổi hoặc lắng xuống đáy bể; 50% còn lại lơ lửng trong nước thải đầu ra. Giả sử có 10% cặn lơ lửng trong nước thải không tuyển nổi được, lắng xuống, tạo thành bùn cặn. Khối lượng SS lắng : Cặn tươi thường có hàm lượng chất rắn là TSv = 3,4% khối lượng riêng của cặn tươi 1,0072kg/l. Thể tích bùn tươi cần xử lí mỗi ngày: Chọn vận tốc bùn chảy trong ống là 1m/s. Chọn thời gian rút bùn là 10 phút, sau một ngày rút bùn 1 lần. Đường kính ống thu bùn: Chọn ống thép không rỉ, đường kính trong dt = 0,04m. Đường ống dẫn váng nổi: chọn đường ống dẫn váng nổi về bể chứa váng nổi bằng đường ống dẫn cặn lắng d = 40mm. Tính toán vật liệu làm thép cho bồn áp lực Bồn áp lực làm việc với áp suất trong Vật liệu làm bồn áp lực: thép CT3 Các trị số của thép: Ứng suất kéo Ứng suất chảy Hệ số hiệu chỉnh: Tốc độ gỉ: 0,006mm/năm Áp suất cho phép của thép Với : Hệ số an toàn; Vậy ta chọn áp suất cho phép Áp lực của bồn áp lực Áp lực thủy tĩnh Trong đó: : Khối lượng riêng của nước, : Gia tốc trọng trường, : Chiều cao cột nước bồn áp lực, Áp suất tính toán bồn áp lực: Chiều dày bồn áp lực: Chiều dày thân: Chiều dày thân: Trong đó: : hệ số bổ sung: : Hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học, : Hệ số bổ sung do ăn mòn cơ học, : Hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo lắp ráp, : hệ số bổ sung để qui tròn kích thước, Kiểm tra điều kiện: Công thức chỉ đúng khi: Kiểm tra áp suất: Chiều dày đáy và nắp: Chọn vật liệu làm đáy và nắp cùng loại vật liệu làm thân. Chọn đáy và nắp có dạng elip tiêu chuẩn. Với D = 500mm. Đối với đáy elip tiêu chuẩn à Chiều dày đáy và nắp Chiều dày thật Tương tự như khi tính bề dày thân: Bề dày đáy và nắp cần thỏa mãn: Kiểm tra áp suất dư cho phép tính toán: Bảng 4.6. Các thông số thiết kế bể tuyển nổi Thông số Đơn vị Kích thướt (số lượng) Chiều cao + bảo vệ m 2,4 Đường kính bể m 1,7 Đường kính ống dẫn nước chính m 0,06 Đường kính ống nước tuần hoàn m 0,03 Bể Aerotank Chức năng Vì hoạt động của bể lắng 2 và bể Aerotank liên quan chặt chẽ với nhau à chúng được xem là hai bộ phận của một công trình đơn vị trong đó sử dụng quá trình bùn hoạt tính. Do đó quá trình tính toán chúng không thể tách rời nhau. Tính toán Các thông số đầu vào của bể aerotank: - Công suất 200m3/ngày - COD = 368mg/l - BOD5 = 343,62mg/l - SS = 12,6 mg/l Yêu cầu đối với nước xả ra nguồn (sau bể lắng 2) theo tiêu chuẩn BOD5 = 50mg/l COD = 80mg/l SS = 100mg/l (Dựa vào sách xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân/ 2001) Ta chọn các thông số thiết kế bể Aerotank như sau: Bảng 4.7. Các thông số tính toán bể aerotank Nồng độ bùn trong bể So = 400mg/l Tỉ số MLVSS:MLSS 0,8 Hàm lượng bùn hoạt tính sinh ra trong bể aerotank MLVSS = 3000mg/l (MLVSS chọn bằng 2800-4000mg/l) Hàm lượng bùn tuần hoàn 8000 mgVSS/l (nồng độ bùn tuần hoàn thường 4000 – 12000mg/l) Thời gian lưu bùn trung bình trong bể aerotank qc = 10 ngày (qc = 5 – 15 ngày) Hàm lượng BOD20 trong nước thải đầu ra 65% Hàm lượng vi sinh đầu vào Xo = 0 Hệ số sản lượng Y = 0,5mg bùn/ mg BOD5 bị tiêu thụ bởi vi sinh. (Y thường từ 0,4 – 0,8) Hệ số phân hủy nội bào Kd = 0,06/ngày BOD5:BODL 0,68 Tính nồng độ BOD5 hoà tan trong nước thải đầu ra BOD5 (ra) = BOD5 (hoà tan trong nước đầu ra)+BOD5 (của chất lơ lửng đầu ra) BODL = 30mgSS/l ×1,42mg BOD20/mgSS × 0,65mg SS phân hủy = 27,7mg/l BOD5 = 0,68 x BODL = 0,68 x 27,7 mg/l = 18,8 mg/l BOD5 hoà tan dòng ra: 30mg/l = S + 18,8 mg/l " S = 11,2mg/l Hiệu quả xử lý của bể aerotank theo BOD5 hoà tan: Hiệu quả xử lý BOD5 tính theo tổng cộng: Xác định thể tích bể aerotank Trong đó: qc: Thời gian lưu bùn. Q: Lưu lượng nước thải. Y: Hệ số sản lượng tế bào, đây là một thông số động học xác định bằng thực nghiệm. Ở trên ta đã chọn Y = 0,6mg VSS/mg BOD5. So: Hàm lượng BOD5 của nước thải dẫn vào bể Aerotank. S: Hàm lượng BOD5 hoà tan của nước thải ra khỏi bể âerotank.. X: Hàm lượng chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính (MLVSS). Kd: Hệ số phân hủy nội bào – đây cũng là thông số động học được xác định bằng thực nghiệm, chọn Kd = 0,06 ngày-1. Từ trên ta suy ra: Thời gian lưu nước trong bể Aerotank Tính toán đường ống dẫn nước vào bể: Vận tốc nước chảy trong ống chọn 0,8m/s (0,6 – 0,9m/s). Lưu lượng nước thải theo giờ là 8,3m3/h Đường kính ống dẫn nước: Chọn ống dẫn nước PVC Þ 60 Kích thước bể aerotank Chọn chiều cao hữu ích ; Chiều cao tổng cộng : Chiều rộng bể: Chiều dài bể: Thể tích thiết kế cho bể aerotank : L x B x Htc = 5,2 x 4 x4,5 = 93,6m3 Lưu lượng bùn dư cần xả bỏ mỗi ngày Hệ số sản lượng quan sát Yobs Lượng bùn gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS: Tổng lượng cặn lơ lửng sinh ra mỗi ngày Lượng bùn dư cần xử lí mỗi ngày Lượng bùn dư cần xử lí = Tổng lượng bùn – lượng SS trôi ra khỏi lắng 2 (kgSS/ngày) Lượng bùn xả thải ra khỏi hệ thống: Xuất phát từ co