Đồ án Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung cho khu công nghiệp Rạch Bắp tỉnh Bình Dương công suất 6000m3/ ngày.đêm

i tâm bùn tốn nhiều năng lượng. Đòi hỏi nắm rõ kỹ thuật vận hành đối với người vận hành 3.2.5. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải khu chế xuất Linh Trung I Nước thải Song chắn rác Nguồn tiếp nhận Bể khử trùng Bể thu gom Bể SBR 1 Bộ lọc tinh Tbị lọc rác tinh Bể điều hoà Bể lọc than HT Bùn khô đem chôn Bể nén bùn Máy ép bùn Polymer Máy thổi khí Máy thổi khí Bể SBR 2 Nguồn tiếp nhận là Suối Cái với qui chuẩn xả thải loại A(QCVN 5945-2009.) Mô tả: Quá trình sinh học được thực hiện chủ yếu ở bể SBR. SBR (Sequencing Batch Reactor) là bể aerotank làm việc theo từng mẽ kế tiếp với sự kết hợp của bể sục khí và bể lắng. Tại đây, gần như các chất hữu cơ đã được phân huỷ. Sau đó, SS còn lại ở đầu ra sẽ được lọc qua bồn lọc tinh. Các chất hữu cơ còn lại sẽ được hấp phụ nhờ bồn than hoạt tính. Hiệu quả xử lý của SBR khá cao (khoảng 98%), bên cạnh đó, quá trình lắng diễn ra trong điều kiện tốt nhất do không có dòng vào và sự hoạt động của các thiết bị cơ khí nên nước đầu ra thường đạt qui chuẩn loại A mà không cần qua các công trình lọc và hấp phụ. Nhận xét: Công nghệ phù hợp với đặc điểm nước thải là có thể xử lý bằng vi sinh, điều kiện mặt bằng hạn chế. Công nghệ SBR kết hợp bể sục khí và bể lắng trong cùng một bể, không cần hoàn lưu bùn, không cần bể lắng II. Có thể điều khiển, kiểm soát được môi trường trong bể phản ứng. Có thể chủ động kiểm soát môi trường hiếu khí, thiếu khí, sục khí giữa các pha để tạo môi trường theo mục đích. Hệ thống được điều khiển tự động bằng PLC, hiện đại, phù hợp với tầm vóc của một khu công nghiệp. Bồn lọc tinh và than hoạt tính cho phép loại bỏ gần hết COD và SS còn lại sau quá trình bùn hoạt tính. Tuy nhiên, SBR hoạt động từng mẽ nên đòi hỏi bể điều hoà lớn và chi phí vận hành cho bồn than hoạt tính khá lớn. 3.3. Phân tích, lựa chọn công nghệ xử lý: Việc đề xuất công nghệ xử lý phụ thuộc vào các yếu tố: Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải Qui chuẩn thải ra nguồn Diện tích xây dựng cho phép và khả năng đầu tư - Điều kiện tự nhiên, xã hội tại khu vực đặt công trình xử lý - Tính khả thi của công trình khi xây dựng cũng như khi hoạt động. 3.3.1.Yêu cầu mức độ xử lý: Nước mưa và nước thải quy ước sạch được thu gom riêng và thải trực tiếp ra nguồn tiếp nhận. Nước thải từ các nhà máy sau khi đã qua xử lý đạt qui chuẩn thải theo quy định của Khu chế xuất và Công nghiệp sẽ được xả vào hệ thống cống chung. Trạm xử lý nước thải tập trung sẽ tiếp tục xử lý nước thải đạt qui chuẩn QCVN 6980-2009 (cột Q >200m3/s và F3) và QCVN 5945-2009-cột A trước khi thải ra sông. Bảng 2.2. Tính chất nước vào trạm xử lý và yêu cầu của nguồn tiếp nhận QCVN 6980-2009 (cột Q >200m3/s v F3) v QCVN 5945-2009-A Nước thải đầu vào trạm xử lý Thông số Đơn vị Màu Co-Pt 20 Mùi Không khó chịu pH 6-9 6-9 Nhiệt độ oC 40 40 SS mg/l 300 45 BOD5 mg/l 300 35 COD mg/l 500 60 Tổng N mg/l 45 30 Tổng P mg/l 8 10 As mg/l 0.08 0.2 Cd mg/l 0.01 0.01 Pb mg/l 0.5 0.1 Fe mg/l 4.0 1.0 CN- mg/l 0.05 0.05 Cr(VI) mg/l 0.1 0.05 Cr(III) mg/l 1.0 0.2 Cu mg/l 1.0 0.4 Dầu mỡ mg/l 5.0 5.0 khoáng Dầu mỡ mg/l 10.0 20.0 động thực vật Sulfua mg/l 0.5 0.2 Clo dư mg/l 2.0 1.0 Phenol mg/l 0.05 0.001 Coliform MNP/100ml 10 000 3 000 Nước thải đầu vào của hệ thống xử lý nước thải tập trung có nồng độ các chất ô nhiễm như dầu mỡ, một số kim loại, phosphor và pH đạt qui chuẩn QCVN 6980-2009 (cột Q > 200m3/s và F3) và QCVN 5945-2009-cột A. Do đó, trạm xử lý nước thải tập trung có chức năng xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ, chất rắn lơ lửng, coliform và nitơ đạt qui chuẩn QCVN 6980-2009 (cột Q > 200m3/s và F3) và QCVN 5945-2009-cột A. 2.7.2.Phân tích để lựa chọn công nghệ Nước thải vào có tỷ số BOD5/COD = 0.67, thích hợp để xử lý bằng sinh học. Bên cạnh đó, còn có nhu cầu khử N nên công trình sinh học phải có chức năng khử N. Nồng độ chất ô nhiễm hữu cơ không quá cao, phù hợp để xử lý bằng phương pháp vi sinh hiếu khí. Nhưng do điều kiện mặt bằng bị hạn chế nên không phù hợp để xử lý bằng phương pháp vi sinh trong điều kiện tự nhiên. Nước thải vào có nồng độ chất lơ lửng khá cao. Cần phối hợp các biện pháp cơ học để loại bỏ SS nhưng khi nồng độ chất lơ lửng quá cao, gây trở ngại cho xử lý bằng phương pháp sinh học thì cần phải được xử lý bằng phương pháp keo tụ. Vì có sự tham gia của các ngành công nghiệp điện, điện tử, thiết bị thông tin; cơ khí và chế tạo máy; công nghiệp sản xuất mỹ phẩm, hương liệu nên khả năng nước thải vào có chứa hàm lượng lớn kim loại nặng là cao. Cần phải có hệ thống xử lý bằng phương pháp hoá lý để loại bỏ chúng trong trường hợp cần thiết nhằm bảo vệ công trình sinh học phía sau và đạt qui chuẩn đầu ra. Công trình xử lý hoá lý (keo tụ) còn có khả năng xử lý các chất độc hại khác ( muối từ ngành thuộc da; hoá chất, chất tẩy rữa từ công nghiệp giày da, giấy, cơ khí, điện; phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt từ công nghiệp dệt may;…). Mặc dù nước thải vào hệ thống xử lý tập trung phải đạt qui chuẩn theo quy định của KCN Rạch Bắp nhưng để phòng ngừa những trường hợp bất thường, công trình xử lý hoá lý với phương pháp keo tụ là không nên thiếu. Các ngành cơ khí và chế tạo máy móc, lắp ráp phương tiện vận chuyển; công nghiệp sản xuất mỹ phẩm, hương liệu; chế biến thực phẩm; các nhà ăn có khả năng thải ra nhiều dầu mỡ nên cần có biện pháp vớt dầu. Bùn sinh ra trong hệ thống gồm cặn tươi hoặc hỗn hợp phèn và cặn tươi từ quá trình loại bỏ SS và bùn hoạt tính nên cần có công trình ổn định bùn. Do hạn chế về mặt bằng cũng như yêu cầu vệ sinh trong khu nên biện pháp tách nước bùn bằng sân phơi bùn là không phù hợp. Lưu lượng nước thải phụ thuộc vào mức độ lắp đầy các nhà máy nên công trình cần được thiết kế theo hướng mở rộng công suất trên cơ sở chia đơn nguyên. Việc chia đơn nguyên giúp bố trí tập trung các công trình có cùng chức năng thay vì thành từng hệ thống riêng biệt theo từng giai đoạn. KCN Rạch Bắp có vị trí thuận lợi cho việc xả thải sau khi xử lý nên việc xây dựng hệ thống xả thải ra sông Bình Dương tương đối ít tốn kém. Tuy nhiên nước thải đầu ra của trạm xử lý tập trung phải đạt loại A nên yêu cầu xử lý tương đối cao nên chi phí cho 1 m3 nước thải cũng vì thế mà tăng cao hơn. Và cũng vì KCN Rạch Bắp là một khu tập trung sản xuất hiện đại nhất nước ta hiện nay nên việc xây dựng cơ giới hóa là trạm xử lý nước thải là một vấn đề cần thiết. Với những điều kiện và yêu cầu trên, người thực hiện đề ra phương án cho việc thiết kế trạm xử lý KCN Rạch Bắp Bể lắng II Nguồn tiếp nhận Bể tiếp xúc Máy ép bùn Chôn lấp Polymer Clorine Máy thổi khí Thiết bị thu gom rác Hố thu gom Tbị lọc rác tinh Bể trộn/tạo bông Bể lắng I Bể aerotank Hoá chất Bể nén bùn Bể điều hoà Nước thải 3.4. Sơ đồ quy trình công nghệ Nguồn tiếp nhận là nguồn Sông Bình Dương với qui chuẩn xả thải loại A 0 (QCVN 5945 – 2009) Thuyết minh công nghệ: Nước thải sau khi được xử lý đạt qui chuẩn do KCN quy định được tập trung về hố thu gom của trạm xử lý nước thải, tiếp theo được đưa qua song chắn rác nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất thô, trên máng đặt song chắn rác ta kết hợp với lắng cát. Tại hố thu nước sẽ được bơm qua song thiết bị lọc rác tinh đi vào bể điều hoà, sục khí cho bể liên tục để điều hòa lưu lượng và hàm lượng nước thải đi vào hệ thống xử lý, đồng thời hạn chế VSV kỵ khí phát triển. Sau đó nước thải sẽ được bơm vào bể trộn cơ khí, tại đây, phèn được cho vào với lượng tính toán và điều chỉnh pH tối ưu để nâng độ pH tại bể lên khoảng 5 – 6,5, ở khoảng pH này kim loại nặng có trong nước thải sẽ chuyển sang dạng hydroxyt không tan đảm bảo quá trình keo tụ chất bẩn xảy ra tốt nhất. Nước chảy qua bể tạo bông để quá trình hình thành bông cặn lớn hơn và tạo điều kiện lắng tốt trong bể lắng I. Nước thải chảy tràn vào hệ thống xử lý sinh học_bể Aerotank. Trên đường ống dẫn nước thải từ bể lắng 1 sang bể aerotank ta lắp đặt một bơm định lượng acid với mục đích đưa pH về khoảng 6,5 – 7,5, tạo điều kiện tối ưu cho hệ thống xử lý sinh học. Tại bể aerotank hệ thống phân phối khí được lắp đặt và cấp khí cho bể bằng máy thổi khí, nhằm cung cấp lượng oxy cần thiết cho VSV tồn tại và phát triển. Các chất hữu cơ sẽ được VSV hấp thụ và phân giải tạo thành các chất mới. Sinh khối của bùn hoạt tính tăng theo cấp số nhân tại bể và được chảy tràn sang bể lắng đợt 2. Tại bể lắng 2 này, bùn hoạt tính được lắng trọng lực xuống đáy bể, được cánh khuấy cào bùn thu gom lại trung tâm đáy bể lắng giúp cho lượng không khí trong bùn không còn (bùn hoạt tính sẽ không nổi lên trên bề mặt bể lắng). Lượng bùn này một phần tuần hoàn lại bể Aerotank, để duy trì lượng bùn họat tính tại bể aerotank, một phần đưa đến hệ thống nén bùn. Nước thải được thu từ máng thu nước bể lắng 2 sẽ chảy tràn qua bể tiếp xúc. Tại bể tiếp xúc ta khử trùng bằnng clorine, thông qua hệ thống. Sau đó nước thải được đưa ra nguồn tiếp nhận. Lượng bùn từ bể lắng 1 và bể lắng 2 được đưa đến bể nén bùn. sau đó bùn được bơm đến máy ép bùn nhằm tách nước ra khỏi bùn. Tại máy ép bùn ta châm vào một lượng polymer Cation giúp cho hiệu quả kết vón bùn Lượng bùn sau khi tách là lượng bùn khô được thu gom và cung cấp cho sự chăm sóc cây xanh trong khuôn viên nhà máy. Tại bể nén bùn và máy ép bùn , lượng nước tách ra được tuần hoàn về hố thu nước để quay lại công đoạn xử lý. Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ: Ưu điểm: Kết hợp 3 phương pháp xử lý: hóa, lý, sinh. Hiệu quả xử lý cao. Có thiết kế các hệ thống thiết bị dự phòng, để thay đổi nhau tránh gặp sự cố phải dừng lại, nhà máy xử lý một cách liên tục. Sử dung clorine để khử trùng đầu ra nên chất lượng nước đầu ra cao, tránh được sự có mặt của các vi khuẩn gây bệnh, ngộ độc cho các sinh vật tại nguồn tiếp nhận. Nhược điểm: Hố thu nước tập trung của nhiều nhà máy trong KCN, nên không xác định chính xác được loại chất thải. Lượng hóa chất sử dụng khá lớn làm tốn chi phí cao. Chi phí điện năng cao Trình độ công nhân vận hành đòi hỏi cao và phải có trách nhiệm theo dõi thường xuyên để vận hành hệ thống đạt hiệu quả tối ưu... So sánh và đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải cho KCN Rạch Bắp: So sánh hai sơ đồ quy trình công nghệ Nước thải Song chắn rác Nguồn tiếp nhận Bể khử trùng Bể thu gom Bể SBR 1 Bộ lọc tinh Tbị lọc rác tinh Bể điều hoà Bể lọc than HT Bùn khô đem chôn Bể nén bùn Máy ép bùn Polymer Máy thổi khí Máy thổi khí Bể SBR 2 PHƯƠNG ÁN 1: Bể lắng II Nguồn tiếp nhận Bể tiếp xúc Máy ép bùn Chôn lấp Polyme Clorine Máy thổi khí Thiết bị thu gom rác Hố thu gom Tbị lọc rác tinh Bể trộn/tạo bông Bể lắng I Bể aerotank Hoá chất Bể nén bùn Bể điều hoà Nước thải PHƯƠNG ÁN 2: SO SÁNH 2 PHƯƠNG ÁN: Phương án Phương án 2 Phương án 1 Ưu điểm Bẻ Aerotank phù hợp sử dụng trong trường hợp nước thải có lưu lượng bất kỳ. Hệ thống được điều khiển hoàn toàn tự động,vận hành đơn giản ít sữa chữa. Dễ khống chế các con số vận hành. Xử lý COD, BOD khá cao. Chi phí xây dựng đơn giản, rẻ tiền. Bể SBR vận hành đơn giản chủ yếu bằng tay Hệ thống không điều khiển tự động được vì do xử lý từng mẻ Không cần người vận hành có trình độ cao Xử lý COD, BOD Chi phí xây dựng phức tạp,nhiều tiền do xây dựng 2 bể. Nhược điểm lượng bùn sinh ra nhiều khả năng xử lý N, P không cao. tốn rất nhiều chi phí cho xây dựng vì phải xây dựng đến 2 bể SBR Tốn nhiều thời gian hơn so với bể Aerotank, do xử lý từng mẻ. Nhận xét: Sau khi so sánh hai phương án trên nên em quyết định chọn phương án 2.Vì phương án 2 đem lại chi phí xây dựng ít, rẻ tiền. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG CHO KHU CÔNG NGHIỆP RẠCH BẮP Thông số lưu lượng thiết kế: Lưu lượng thiết kế Qtkế = 6000 m3/ngđ Lưu lượng ngày lớn nhất Qngàymax = Kch x Qtkế = 1,375 x 6000 = 8250 m3/ngđ Theo TCXD 51-84, ứng với Qmax = 6000 m3/ngđ ta có Kch = 1,375 Lưu lượng giờ lớn nhất Qhmax = = 344 m3/h Trong giai đoạn đầu ta thiết kế trạm xử lý theo mô hình môđun với công suất 3000m3/ngđ Lưu lượng thiết kế QngàyTB = 3000m3/ngđ = 125 m3/h Lưu lượng giờ lớn nhất Qhmax = = 172 m3/h 4.1.Hầm bơm tiếp nhận 4.1.1. Nhiệm vụ Nhận nước thải của cả khu công nghiệp đổ về 4.1.2. Tính toán Thể tích hữu ích của hầm bơm tiếp nhận: Vb = Qhmax . t Với : t là thời gian lưu nước trong hầm bơm, t = 10¸30phút Chọn t = 20 phút Þ Vb = 172 m3/h x 20 ph h/ph = 57,3 m3 Kích thước hầm bơm tiếp nhận Chọn chiều sâu hữu ích h = 3,5 m Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m Þ BxL = = = 16,4 m2 Chọn B = 4 m , L = 4,6 m Vậy thể tích hầm bơm tiếp nhận là: V = 4 x 4,6 x 4= 73,6 m3 Tính bơm Chọn 3 bơm nhúng chìm, trong đó có 2 bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng. Lưu lượng mỗi bơm Cột áp bơm H=12m Công suất của mỗi bơm: kw = 5,03 Hp Chọn bơm: Model: AP100.150.115 Công suất bơm: 7 Hp 4.2.Song chắn rác 4.2.1. Nhiệm vụ Song chắn rác có nhiệm vụ tách các loại rác và tạp chất thô có kích thước lớn trong nước thải trước khi đưa nước thải vào các công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng song chắn rác trong các công trình xử lý nước thải tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và gây hỏng hóc bơm. 4.2.2. Tính toán Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60o so với mặt đất. Số khe hở của song chắn rác: Trong đó: Qmax : Lưu lượng lớn nhất của dòng thải (m3/s). = 172 m3/h =0,048 m3/s. b : Bề rộng khe hở giữa các song chắn rác. Chọn b = 16 mm ko : Hệ số tính đến độ thu hẹp của dòng chảy khi sử dụng công cụ cào rác, ko = 1, 05. h : Chiều sâu mực nước qua song chắn (m). Vmax : Tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn rác ứng với lưu lượng lớn nhất . Bảng 4.1: Bảng tra thuỷ lực mương dẫn (trang 478, Lâm Minh Triết-Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp) Thông số thuỷ lực Lưu lượng tính toán,=50l/s Chiều ngang Bm(mm) Độ dốc i Vận tốc v (m/s) Độ đầy h (m) 400 0,001 0,6 0,2 = 26,25 Chọn n = 27 khe Chiều rộng song chắn rác: Bs = b.n+ S(n – 1) = 0,016 x 27 +0,008 (27 – 1) = 0,64 (m) Với : S : bề dày của thanh chắn; S = 8mm Tổn thất áp lực qua song chắn rác: Trong đó: Vmax = 0,6 m/s g : Gia tốc trọng trường (m/s2) k : Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do rác đọng lại ở song chắn. k = 2 ÷ 3, chọn k =3 x : Hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác phụ thuộc vào tiết diện thanh song chắn được tính bởi: b : Hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh. Đối với thanh tiết diện hình chữ nhật, b = 2,42 a : Góc nghiêng song chắn rác, a = 60o Þ = 0,046 (mH2O) Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác là: H = hmax + hs + 0,5 Trong đó : hmax: Độ đầy ứng với chế độ Qmax=48,8l/s, hmax= 0,2 m hs : Tổn thất áp lực ở song chắn , hs = 0,046m 0,5 – Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất H = 0,2 + 0,046 + 0,5 = 0,746 m Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn: Chiều dài ngăn thu hẹp sau song chắn rác : - Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác: L = L1 + L2 + LS = 0,33 + 0,165 +1 = 1,5 (m) Trong đó: LS là chiều dài phần mương đặt song chắn rác Bảng 4.2 Các thông số thiết kế song chắn rác Thông số thiết kế Đơn vị Kích thước Chiều rộng song chắn Chiều cao song chắn Số thanh của song chắn Khe hở giữa hai thanh Bề dày thanh Góc nghiêng đặt song chắn so với phương thẳng đứng m m thanh m m độ 0,64 0,746 28 0,016 0,008 60 Hàm lượng chất lơ lững sau khi qua song chắn giảm 4%, còn lại: Ctc = Ctc ( 100 -4)% = 300 ( 100 – 4)% = 288 mg/l 4.3.Lưới chắn tinh Chọn lưới cố định ( dạng lõm) có kích thước mắt lưới d = 0,5mm Hiệu quả xử lý cặn lơ lửng E = 15% Với Qmax = 172 m3/h = 47,8 l/s QTB = 125 m3/h = 34,7 l/s Ta chọn 2 lưới cố định có kích thước như sau: A = 1500mm , B = 1200 mm , C = 1570 mm Tải trọng làm việc thực tế : LAtt = = 1050 L/phút.m2 Hàm lượng cặn lơ lửng sau khi qua song chắn rác C = (1 - 0,15)x 288 mgSS/l =245 mgSS/l Hiệu quả xử lý BOD5 là 10%, hàm lượng BOD5 còn lại BOD5 = 300 (1- 5%) = 285 mg/l Hiệu quả xử lý COD là 10%, hàm lượng COD còn lại là: COD = 500 ( 1- 5%) = 475 mg/l 4.4.Bể điều hòa: 4.4.1. Nhiệm vụ Điều hoà lưu lượng và nồng độ chất hữu cơ, tránh cặn lắng và làm thoáng sơ bộ qua đó oxy hoá một phần các chất bẩn hữu cơ. 4.4.2. Tính toán : Thời gian lưu nước của bể điều hòa chọn là t = 6h Thể tích hữu ích của bể điều hòa được tính như sau: Vđh = Qhmax. t = 172 x 6 = 1032m3 Chọn chiều cao hữu ích của bể điều hoà h = 5m Chiều cao bảo vệ của bể điều hoà là hbv = 0,5 m Þ Chiều cao xây dựng của bể điều hòa là: H = h + hbv = 5 + 0,5 = 5,5 m F = B x L = = 206,4m3 Chia làm 2 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên có kích thước như sau: L x B x H = 13 x 8 x 5,5 Thể tích xây dựng bể điều hòa: 2 x B x L x H = 2 x 8 x 13 x 5,5 Thể tích hữu ích: V = 2 x ( 8 x 13 x 5 ) = 1040 m3 Kiểm tra thời gian lưu nước: t = Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hoà: Giả sử khuấy trộn bể điều hoà bằng hệ thống thổi khí. Lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn: Trong đó: R : Tốc độ khí nén. Chọn R=12 L/m3.phut= 0,012 m3/phút Lưu lượng khí nén cung cấp cho mỗi đơn nguyên là: Chọn hệ thống phân phối khí ở bể điều hoà dạng đĩa Model: CDF-250N Đường kính đĩa: 250mm Lưu lượng: 4-6m3/h Hiệu suất chuyển hoá oxy: 20 – 40% Khung/ màng: ABS / EPDM Kích thước bọt khí: 1-3 mm Mật độ khí (%): 3-15 Đường kính van kiểm tra (mm): EPDM,77 Chiều cao đĩa: 105mm Số đĩa cần phân phối trong bể : Cái a. Tính áp lực cần thiết cho hệ thống ống dẫn khí Áp lực cần thiết của máy thổi khí tính theo mét cột nước : Hm = h + h1 + H Trong đó: h : Tổng tổn thất do ma sát (h=hc + hd) bao gồm tổn thất do chiều dài và tổn thất do cục bộ. Thông thường không vượt quá 0,4 m h1 : Tổn thất qua vòi phun, h1 không vượt quá 0,5m H : Độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối khí, H=4,5 m Hm : Áp lực cần thiết của máy nén khí tính theo mét cột nước. Hm= 4,5+ 0,5 + 0,4=5,4 m Áp lực cần thiết của máy thổi khí tính theo atmophe : atm b. Tính toán và chọn máy thổi khí Công suất máy thổi khí tính theo quá trình đoạn nhiệt: Trong đó: PW: Công suất của máy thổi khí W : Khối lượng của không khí mà hệ thống cung cấp trong 1 giây (kg/s) Với :  :tỉ trọng không khí, = 1,2kg/m3 qk : lưu lượng dòng khí, qk=12,48 m3/phút T : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T=20+273=2930K P1 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1=1 atm P2 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2=Pm+1=0,53+1=1,53 atm K : Hệ số không khí, K=1,395 29,2: Hệ số chuyển đổi e : Hiệu suất của máy, e=0,7÷0,8, chọn e=0,8 Vậy công suất của máy thổi khí là : PW = 11,71KW =15,7Hp Chọn máy nén khí Loại : BLW 65-1 Số lượng: 3 cái (2 hoạt động, 1 dự phòng) Lưu lượng: 375m3/h. Công suất: 17 Hp Số vòng quay motor: 2900 RPM c. Tính toán đường ống dẫn khí của bể điều hoà Đường kính ống phân phối chính : Chọn ống sắt tráng kẽm 2 mặt 75mm Kiểm tra vận tốc khí: Trong đó: qk : Lưu lượng khí cần cung cấp, qk=6,44m3/phut = 0,11 m3/s vkhí : Vận tốc khí trong ống dẫn khí chính vkhi= 10 – 15 (m/s). Chọn vkhi=12(m/s) Từ ống dẫn khí chính ta phân ra làm 7 ống nhánh Chọn vận tốc khí trong ống nhánh vkhi = 15m/s Đường kính ống phân phối nhánh : Chọn ống sắt tráng kẽm 2 mặt 30mm d. Tính toán đường ống dẫn nước vào bể điều hoà: Nước được bơm từ bể thu gom sang bể điều hoà : Chọn 250mm Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải, Q=125m3/h = 0,0347m3/s D : Đường kính ống dẫn nước thải. v : Vận tốc nước chảy trong ống,m/s. Chọn v = 0,8 m/s e. Tính toán đường ống dẫn nước từ bể điều hoà sang bể khuấy : Nước được bơm từ bể điều hoà sang bể khuấy Chọn 250mm Lưu lượng nước qua bơm : 125 m3/h Cột áp bơm H=5m Chọn bơm Model AP80.80 Vortex.20V.Ex Công suất bơm 4Hp Số bơm 4 bơm (2 bơm hoạt động, 2 bơm dự phòng) Hiệu suất bơm 0,76 Hàm lượng BOD5 qua bể điều hoà giảm 10% BOD5 = 285 (1 – 10% ) = 256,5 mg/l COD = 475 (1 – 10%) = 427,5 mg/l Baûng4.3: Toång hôïp tính toaùn beå ñieàu hoaø Thoâng số Giaù trị Thời gian lưu nước của bể ñiều hoaø, t(h) 6 Kích thước bể ñiều hoaø Chiều daøi, L(m) 13 Chiều rộng, B(m) 8 Chiều cao, H(m) 5,5 Số ñĩa khuyếch taùn khí, n(ñĩa) 150 Đường kính ống dẫn khí chính, D(mm) 75 Đường kính ống nhaùnh dẫn khí, dn(mm) 30 Đường kính ống dẫn nước vaøo, ra khỏi bể (mm) 160 Maùy neùn khí Soá löôïng(caùi) 3 Coâng suaát(KW) 6 4.5.Bể trộn ( chất keo tụ) 4.5.1. Nhiệm vụ Lượng hoá chất cho vào nước chiếm tỉ lệ rất nhỏ nhưng xảy ra phản ứng với rất nhanh khi tiếp xúc với nước. Khuấy trộn để phân phối nhanh và trộn đều hoá chất sau khi cho chúng vào nước nhằm đạt hiệu quả xử lý cao nhất. 4.5.2. Tính toán a. Thiết bị khuấy trộn trong bể pha trộn phèn FeCl3 Thể tích bể trộn : Trong đó: Q : Lưu lượng thiết kế, Q = 125 m3/h = 0,0347m3/s t : Thời gian khuấy trộn, t = 30s Kích thước bể trộn :, trong đó chiều cao bảo vệ là 0,2 m Chọn cánh khuấy chân vịt 3 cánh Nước và hoá chất đi vào phần đáy bể, sau khi hoà trộn được thu lại ở trên mặt bể và đưa sang bể phản ứng. Đường kính máy khuấy D[½ chiều rộng bể. Chọn D =0,3m. Năng lượng cần truyền vào nước: Trong đó: P : Năng lượng cần truyền vào nước,W V : Thể tích bể châm phèn, V=1,024m3 G : Cường độ khuấy trộn G=200 ÷ 1000 s-1. Chọn G=520 s-1.  : Độ nhớt động học của nước, =0,9.10-3N.s/m2 ứng với t = 250C Công suất động cơ : Trong đó:  : Hiệu suất động cơ,=0,75 Chọn máy khuấy : Hiệu: DOSEURO. Nước: Ý. Loại : DRC-210-5/8. Công suất: 0,5HP. Tốc độ cánh khuấy: 212vòng/phút. Đường kính máy khuấy: 300mm. Chiều dài trục: 1200mm. Máy khuấy đặt cách đáy một khoảng h = 0,4 m Bảng 4.4.: Tổng hợp tính toán bể khuấy trộn Thông số Giá trị Kích thước bể trộn Chiều dài, L(m) 0.8 Chiều rộng, B(m) 0.8 Chiều cao, H(m) 1.8 Máy khuấy Số lượng(cái) 1 Công suất(KW) 0.33 4.6.Bể phản ứng ( tạo bông) 4.6.1. Nhiệm vụ Tạo điều kiện thuận lợi để các hạt keo tụ phân tán trong nước sau quá trình pha và trộn với phèn đã mất ổn định và có khả năng kết dính với nhau để tạo thành những bông cặn lớn, lắng nhanh, có hoạt tính bề mặt cao, khi lắng hấp phụ và kéo theo cặn bẩn cũng như chất hữu cơ gây mùi vị của nước. 4.6.2. Tính toán bể tạo bông cơ khí Thể tích bể tạo bông: Trong đó : Q : Lưu lượng nước xử lý, Q =0,0347m3/s. t : Thời gian keo tụ t=20phút. Diện tích bề mặt của bể : Trong đó: Hhi : Chiều cao hữu ích, chọn hbv=0,3 Bể được chia thành 3 ngăn bởi các tấm chắn khoan lỗ D =150mm Vận tốc nước qua lỗ trên vách ngăn v = 0,1m/s. Vậy kích thước mỗi ngăn = 17,5m3 Tính thiết bị khuấy : Mỗi ngăn đặt 1 máy khuấy Trong bể phản ứng năng lượng khuấy giảm dần theo từng ngăn cùng với sự gia tăng kích thước của bông bùn, giá trị Gradien tốc độ khuấy giảm dần theo mỗi ngăn. Cường độ khuấy 3 bậc G1=70s-1, G2=50s-1, G3=30s-1. Năng lượng cần cung cấp cho chất lỏng : Trong đó: G: Cường độ khuấy trộn ,s-1. : Độ nhớt động học của nước =0,9.10-3N.s/m2 ứng với t = 250C V: Thể tích mỗi ngăn khuấy trộn,V1=V2=V3=15,625m3. Choïn caùnh khuaáy chaân vòt 3 caùnh. Nöôùc vaø hoaù chaát ñi vaøo phaàn ñaùy beå, sau khi hoaø troän ñöôïc thu laïi ôû treân maët beå vaø ñöa sang beå phaûn öùng Ñöôøng kính maùy khuaáy D[½ chieàu roäng beå. Choïn D =1m. a/. Công suất tiêu thụ cần thiết của máy khuấy bậc 1 : Vòng quay của động cơ : Công suất động cơ :  : Hiệu suất động cơ,=0,7 b. Công suất tiêu thụ cần thiết của máy khuấy bậc 2 : Vòng quay của động cơ : Công suất động cơ:  : Hiệu suất động cơ,=0,7 c. Công suất tiêu thụ cần thiết của máy khuấy bậc 3: Vòng quay của động cơ : Công suất động cơ:  : Hiệu suất động cơ,=0,7 Bảng 4.5: Bảng Giá trị KT các loại cánh khuấy Loại cánh KT Cánh khuấy chân vịt 3 cánh Cánh khuấy chân vịt 2 cánh Tua bin 6 cánh phẳng đầu vuông Tua bin 4 cánh nghiêng 450 Tua bin kiểu quạt 6 cánh Tua bin 6 cánh đầu tròn cong Cánh khuấy gắn 2 – 6 cánh dọc trục 0,32 1,00 6,30 1,08 1,65 4,80 1,70 Chọn máy khuấy : Hiệu: DOSEURO. Nước: Ý Loại: DRV-70-20/15. Công suất: 0,5Hp. Tốc độ cánh khuấy: 70 vòng/phút. Đường kính máy khuấy: 1000mm. Chiều dài trục : 2000mm. Hộp số đồng trục Trục và cánh khuấy bằng inox. Máy khuấy đặt cách đáy một khoảng h = 0,8 m d. Tính toán đường ống dẫn nước vào bể lắng 1 : Nước được dẫn từ bể phản ứng sang bể lắng 1 theo chế độ tự chảy Chọn ống dẫn nước thải là ống PVC có đường kính 400mm Kiểm tra vận tốc nước: Trong đó : Q : Lưu lượng nước thải, Q=0,0347m3/s. D : Đường kính ống dẫn nước thải, m. v : Vận tốc nước, v=0,15 – 0,3m/s(Trịnh Xuân Lai, Cấp nước,trang144) Bảng 4.6 Tổng hợp tính toán bể tạo bông Thông số Giá trị Thời gian lưu nước của bể keo tụ, t(phút) 20 Kích thước bể Chiều dài, L(m) 2,5 Chiều rộng, B(m) 2,5 Chiều cao, H(m) 2.8 Máy khuấy Số lượng(cái) 1 Công suất(KW) 2.6 4.7.Bể lắng 4.7.1 Nhiệm vụ Tách các chất bẩn không hoà tan ra khỏi nước thải. 4.7.2. Tính toán Chọn bể lắng ly tâm, có mặt bằng hình tròn, nước thải vào từ tâm và thu nước theo chu vi bể. Baûng 4.7: Caùc thoâng soá thieát keá beå laéng 1 TT Thông số thiết kế Khoảng giá trị Giá trị đặc trưng A Bể lắng đợt 1 theo sau là xử lý bậc II Thời gian lưu nước (giờ) Tải trọng bề mặt(m3/m2.ngđ) -Ứng với lưu lượng trung bình