Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty dệt nhuộm Phước Thịnh

ùc thải Tiêu chuẩn xả nước thải vào các nguồn tiếp nhận tương ứng Phương pháp sử dụng cặn Khả năng tận dụng các công trình có sẳn Điều kiện mặt bằng và đặc điểm địa chất thủy văn khu vực xây dựng Khả năng đáp ứng thiết bị cho hệ thống xử lý Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì 5.1.2.Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác Nước thải trước xử lý pH : 8 – 13 SS : 550 mg/l BOD5 : 900 mg/l COD : 2300 mg/l Nước thải sau xử lý: Đạt tiêu chuẩn TCVN 5945-1995 (loại B) pH : 6 – 9 SS < 100 mg/l BOD5 < 50 mg/l COD < 100 mg/l Do vậy cần phải xử lý tập trung gồm các bước sau 1. Xử lý sơ bộ Song-lưới chắn rác Trong nước thải có nhiều chất xơ, sợi; vì vậy, yêu cầu đặt một lưới chắn mịn ở sau song chắn rác thông thường. Điều hoà và trộn lẫn Bắt buộc phải có một bể đệm với thể tích tương đương 6-12h lưu nước trong bể với lưu lượng xử lý trung bình và cho phép mở rộng tới 24h hoặc 16h (hai trạm). Ở các bể loại này thường phải thổi không khí để khuấy trộn. Trung hoà Sau khi trộn đều đồng nhất, pH của nước thải có trị số từ 9-10. Do vậy, cần phải tiến hành trung hoà bằng acid H2SO4. 2. Xử lý cơ bản Xử lý hoá lý Phương pháp này có lợi khi trong nước thải thô có chứa một lượng lớn các chất lơ lửng (SS), các chất độc hại (Sulfat, cromat) và yêu cầu khử màu cao.Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý gồm một hay nhiều công đoạn sau: Tạo kết bông và keo tụ bằng muối nhôm trong bể phản ứng có khuấy trộn, sau đó thêm một ít polymer hưu cơ để nâng cao hiệu suất lắng. Lắng trong nước bằng bể lắng hay bằng bể tuyển nổi. Xử lý sinh học Chất nhiễm bẩn trong nước thải dệt nhuộm phần lớn là những chất có khả năng phân huỷ sinh học. Do vậy, chọn biện pháp xử lý sinh học nước thải dệt nhuộm là điều hợp l . Thường nước thải dệt nhuộm thiếu nguồn N và P dinh dưỡng. Khi xử lý hiếu khí cần câng bằng dinh dưỡng theo tỉ lệ BOD/N/P=100/5/1 hoặc trộn nước thải dệt nhuộm với nước thải sinh hoạt dể các chất dinh dương trong hỗn hợp can đối hơn. Các công trình xử lý sinh học như: lọc sinh học, bùn hoạt tính, hồ sinh học hay kết hợp xử lí sinh học nhiều bậc Lọc sinh học với bể lắng tiếp theo Kỹ thuật này tương đối đơn giản, có hiệu quả loại bỏ BOD từ 50-70%. Song, yêu cầu nước thải đô thị đi vào lọc phải là nước thải đã loại bỏ hoàn toàn các tơ sợi để tránh làm nghẹt lớp vật liệu lọc. Do vậy, phần xử lí sơ bộ hoặc xử lí cơ bản trước đó là xử lý hoá lí với kết bông-lắng. Tuỳ theo hiệu quả xử lí của lọc, nước sau khi qua lọc có thể phải đi qua hoặc không phải đi qua bể lắng II. Bùn hoạt tính Xử lý sinh học nước thải bằng bùn hoạt tính có thể thực hiện ở Aerotank, ở kênh ôxy hoá hoặc ao sục khí. Phổ biến vẫn là ở Aerotank. Sau Aerotank là lắng II, bể lắng cần phải chú ý đến khả năng mở rộng để có thể thêm một lượng lớn chất có hoạt tính bề mặt vào nước thải can xử lí, quan tâm đến khả năng lắng bình thường của bùn hoạt tính, hiệu quả loại bỏ BOD bằng kĩ thuật bùn hoạt tính tới 90-95%. Hai phương án khả thi được đề xuất Phương án 1 Hình 5.1: Sơ đồ quy trình công nghệ của phương án 1 Phương án 2 Hình 5.2: Sơ đồ quy trình công nghệ của phương án II 5.1.4. Mô tả các công trình đơn vị I.Song chắn rác Song chắn rác được đặt trước hố thu, nhiệm vụ giữ các chất rắn có nguồn gốc hữu cơ kích thước lớn. II.Bể điều hòa Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải. Ngoài ra, bể điều hòa còn giúp giảm kích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho công trình phía sau nhằm tránh hiện tượng quá tải. Tính chất nước thải phụ thuộc vào từng giờ, công đoạn nên rất cần thiết phải xây dựng bể điều hòa. III.Bể keo tụ –tạo bông Sử dụng để hòa trộn các hóa chất với nước thải nhằm điều chỉnh độ kiềm của nước thải, tạo ra bông cặn lớn có trọng lượng đáng kể và dễ dàng lắng xuống bể lắng. Ở đây sử dụng phèn nhôm để tạo ra các bông cặn vì phèn nhôm hòa tan tốt trong nuớc, chi phí thấp. IV.Bể lắng I Được thiết kế nhằm loại bỏ các chất rắn lắng được các bông cặn lớn được tạo ra từ bể keo tụ–tạo bông, đồng thời giảm tải lượng chất hữu cơ cho công trình xử lí sinh học phía sau. V.Bể Aerotank Aerotank hay còn gọi là bể bùn hoạt tính với sinh trưởng lơ lửng. Trong đó, quá trình phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục. Các vi sinh vật dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn, chuyển hóa chúng thành chất trơ không tan và tạo ra tế bào mới. Quá trình chuyển hóa đó được thực hiện đan xen và nối tiếp nhau cho đến khi không còn thức ăn cho hệ vi sinh vật nữa. Nước thải sau khi xử lý sinh học hiếu khí được đưa qua bể lắng II. VI.Bể Biofilin Bể Biofilin hay còn gọi là lọc sinh học. Đây là một công trình xử lý sinh học nước thải trong điều kiện nhân tạo nhờ các vi khuẩn hiếu khí. Quá trình xử lý diễn ra khi cho nước thải tưới trên bề mặt của bể thấm qua vật liệu lọc. Ở bề mặt lớp vật liệu lọc và ở các khe hở giữa chúng các cặn được giữ lại và tạo thành màng–màng vi sinh. Các chất hữu cơ sẽ được giữ lại trên màng vi sinh này bị oxy hóa bởi vi sinh vật hiếu khí. Màng vi sinh sau một thời gian sẽ già cỗi chết đi, bị dòng nước chảy qua bề mặt cuốn ra khỏi bể và được lắng trong bể lắng II. VII.Bể lắng II Bùn sinh ra từ bể Aerotank (hay bể lọc sinh học) và các chất lơ lửng sẽ được lắng ở bể lắng II, Nước thải sau lắng được dẫn vào bể tiếp xúc. Riêng đối với phương án II, một phần nước thải được tuần hoàn lại bể lọc sinh học. Lượng bùn sinh ra từ bể lắng II sẽ được xả vào bể chứa bùn. VIII.Bể Nén Bùn Cặn tuơi từ bể lắng đợt I và bùn hoạt tính từ bể lắng II có độ ẩm tương đối cao (99-99.2% đối với bùn hoạt tính và 92-96 % đối với cặn tươi ).bể nén bùn có nhiệm vụ làm giảm độ ẩm của bùn ,sau đó bùn được đem đi xử lý. IX.Sân phơi bùn Sân phơi bùn có khả năng làm giảm độ ẩm của cặn từ 99% xuống còn khoảng 75 – 80% nhằm thuận tiện cho việc thải bỏ bùn. Đáy và thành sân phơi bùn có cấu tạo bằng bêtông cốt thép hay xây gạch nhằm đảm bảo cách ly giữa dung dịch bùn với môi trường xung quanh. Trên đáy ô đổ một lớp sỏi dày 300mm, trong lớp sỏi đặt hệ thống khoan lổ; D = 8-10 mm hình xương cá có thể rút nước về hố thu, đáy sân phơi phải cao hơn mực nước ngầm để dễ dàng thu nước, trên lớp sỏi có lớp cát lọc 200mm. Nước tách ra từ bùn sẽ được dẫn về bể thu gom để xử lý chung với nước thải. X.Bể tiếp xúc Bể tiếp xúc có nhiệm vụ khử trùng nước thải. Sau công trình xử lý sinh học nhân tạo, lượng vi khuẩn đã giảm từ 91 – 98 %. Tuy nhiên, nước thải cũng cần được khử trùng trước khi xả vào nguồn tiếp nhận để tiêu diệt những loài vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm hoặc không thể khử bỏ được trong quá trrình xử lý nước thải. Hóa chất dùng khử trùng ở đây là nước Javel NaClO 10%. 5.1.5. Thuyết minh qui trình công nghệ Nước thải thu gom chung đến song chắn rác để loại bỏ những tạp chất khô (vải, nilong), sau đó nước thải sẽ tự chảy qua bể điều hòa và nhờ quá trình khuấy trộn kết hợp với thổi khí sơ bộ, nước thải được điều hòa về lưu lượng cùng với nồng độ các chất ô nhiễm như : BOD, COD, SS, pH Ở ngay bể điều hòa ta dùng bơm định lượng bơm dung dịch H2SO4 để điều chỉnh pH về trung tính, thuận lợi cho các công trình xử lý phía sau. Tiếp theo nước thải từ bể điều hòa được bơm chìm lên bể phản ứng có khuấy trộn để thực hiện quá trình keo tụ các hạt cặn lơ lửng sau đó nước được bơm qua bể lắng I để loại bỏ các loại cặn thô, nặng có thể gây trở ngại cho các công đoạn xử lí phía sau. Nước thải sau bể lắng I sẽ tự chảy tràn qua bể Aerotank xáo trộn (phương án 1) hay dẫn qua bể lọc sinh học cao tải (phương án 2) nhờ hệ thống phân phối nước để thực hiện quá trình xử lý lọc sinh học. Ở phương án 1 Tại bể Aerotank quá trình sinh học hiếu khí xảy ra và được duy trì nhờ không khí cấp từ máy thổi khí. Các vi sinh vật hiếu khí (bùn hoạt tính) sẽ phân huỷ các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản. Hiệu suất xử lí của Aerotank đạt khoảng 90-95%. Tiếp đến, nước thải được dẫn sang bể lắng II và diễn ra quá trình phân tách giữa nước và bùn hoạt tính. Bùn sẽ lắng xuống đáy bể, nước thải ở phía trên sẽ được cho chảy tràn qua bể tiếp xúc khử trùng bằng dung dịch NaClO 10%, nhằm tiêu diệt các vi khuẩn có trong nước thải trước khi xả nguồn tiếp nhận. Bùn ở dưới đáy bể lắng II được thu gom về bể thu bùn và một phần được bơm tuần hoàn về bể Aerotank nhằm duy trì lượng vi sinh vật có trong bể. Bùn từ bể lắng I được xả định kì về bể thu bùn. Bể thu bùn có nhiệm vụ ổn định và nén bùn. Sau đó bùn được bơm vào sân phơi bùn để tách nước, trong giai đoạn này polymer được châm vào nhằm tăng hiệu quả tách nước ra khỏi bùn. Nước tách ra từ bùn trong sân phơi bùn được tuần hoàn trở về bể trung hoà. Ở phương án 2 Ơû bể Biofilin, các vi sinh vật sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ đơn giản. Nước thải sau khi xử lí qua lọc được đưa vào bể lắng 2 để tách bùn ra khỏi nước. Bùn trong nước thải qua bể Biofilin có những hạt vỡ từ màng sinh học có hoạt tính phân hủy rất tốt các chất bẩn hữu cơ nhưng khó lắng. Nước sau bể lắng II một phần được chảy tràn qua bể tiếp xúc khử trùng bằng dung dịch NaClO 10% nhằm diệt các vi khuẩn có trong nước có thể gây ảnh hưởng cho thủy sinh vật trứơc khi thải ra sông. Phần còn lại được tuần hoàn về bể Biofilin nhằm làm tăng tải trọng thủy lực làm cho màng dễ bị vỡ và tróc khỏi vật liệu, đẩy mạnh quá trình tạo màng mới, giảm hiện tượng tắc nghẽn lọc tăng hiệu quả xử lí. Bùn từ bể Biofilin, bể lắng II được đưa vào bể thu bùn. Bể thu bùn có nhiệm vụ ổn định và nén bùn. Sau đó bùn được bơm vào sân phơi bùn để tách nước, trong giai đoạn này polymer được châm vào nhằm tăng hiệu quả tách nước ra khỏi bùn. Nước tách ra từ bùn trong sân phơi bùn được tuần hoàn trở về bể trung hoà. 5.2. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ I. Phương án 1 Các thông số tính toán a. Lưu lượng và nồng độ nước thải vào hệ thống xử lý Lưu lượng nước thải Q = 600 m3/ngđêm = 0,00694m3/s Nồng độ BOD đầu vào BOD = 900 mg/l Nồng độ COD đầu vào COD = 2300 mg/l Nồng độ SS đầu vào SS = 550 mg/l pH = 8 -13 Tổng N : 3,78 mg/l Tổng P : 1,54 mg/l Độ màu : 523 Pt-Co b. Lưu lượng và nồng độ nước thải sau hệ thống xử lý Lưu lượng nước thải Q = 600 m3/ngđêm = 0,00694m3/s Nồng độ BOD đầu ra BOD < 100 mg/l Nồng độ COD đầu ra COD < 50 mg/l Nồng độ SS đầu ra SS = 60 mg/l pH = 5-9 Tổng N : 60 mg/l Tổng P : 6 mg/l Độ màu : 20 Pt-Co c. Xác định mức độ cần thiết xử lý nước thải Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo chất lơ lửng 89,1% Trong đó C0 : hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải ; C0 = 550 mg/l . Cra : Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau xử lý cho phép xả vào nguồn nước ; Cra= 60 mg/l . Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo BOD5 88,89% Trong đó BOD5 : hàm lượng BOD5 trong hỗn hợp nước thải ; BOD5 = 550 mg/l . BOD5-ra : Hàm lượng BOD5-ra của nước thải sau xử lý cho phép xả vào nguồn nước ; BOD5-ra= 100 mg/l. Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo COD 97,83% Trong đó COD : hàm lượng COD trong hỗn hợp nước thải ; COD = 2300 mg/l. COD ra : Hàm lượng COD ra của nước thải sau xử lý cho phép xả vào nguồn nước ; COD ra= 50 mg/l. I.1.Song chắn rác 1.1.Chức năng 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. 1.2.Tính toán Lưu lượng nước thải trung bình Qngđtb= 600m3/ngđ Qtbh= 25m3/h=6,94*10-3 m3/s Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất Qmaxh = Qtbh*Kh =6,94*10-3*2,5 = 17,35*10-3 m3/s Với Kh là hệ số vượt tải (K=1,5-3,5) theo TCXD-51-84, chọn K=2,5 Số khe hở của song chắn rác n = Trong đó n : Số khe hở của song chắn rác v : vận tốc nước chảy qua song chắn rác v= 0,8-1m/s , chọn v = 1m/s b : chiều rộng khe hở giữa các thanh chắn b= 16-25mm, chọn b = 20 mm = 0,02 m K : Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, K = 1,05 S : Diện tích của song chắn rác H : Chiều cao mực nước = chiều cao mực nước trong mương dẫn Hm: chiều cao xây dựng mương dẫn nước, chọn Hm= 0,5 m Diện tích của song chắn rác S == 17,35*10-3 (m2/s) Chiều cao mực nước à H == 6,94*10-2 m = 7*10-2 m Trong đó Bk : Bề rộng của mương dẫn , chọn Bk=0,25 m à n = = 13,125 khe Chọn n = 13 khe Lấy 2 thành làm thanh à Số thanh n -1 = 12 ( thanh ) b. Chiều rộng và dài của song chắn rác Bs = d*(n - 1) + b*n Trong đó d: Chiều dày của các thanh chắn, d = 10 mm = 0,01 m à Bs = 0,01*(13 -1) + 0,02*13 = 0,38 m Kiểm tra lại tốc độ dòng chảy ở phần mở rộng trước song chắn ứng với lưu lượng nước thải Qmax = 17,35*10-3 m3/s. Vận tốc này không được nhỏ hơn 0,4 m/s. Vktra = = 0,652 (m/s) > 0,4(m/s) Song chắn rác làm co hẹp tiết diện ướt của dòng chảy, tạo dòng chảy rối trong mương dẫn. Để tránh hiện tượng này phải mở rộng mương dẫn một đoạn phía trước (góc mở = 25o) và phía sau song chắn rác. Hình 5.3: Mặt cắt của sàn chắn rác Chiều dài đoạn mương mở rộng phía trước song chắn rác L1 = = = 0,3 (m) Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác L2 = = = 0,15 (m) Chiều dài xây dựng mương dẫn để lắp đặt song chắn rác L = L1 + L2 + Ls Trong đó Ls: Chiều dài phần mương đặt song chắn rác ; Ls = 0,9 m à L = 0,2 + 0,15 + 0,9 = 1,25 (m) Chiều cao của mương đặt song chắn rác H’ = hc + hbv + h Trong đó hbv : Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác & mực nước cao nhất, h = 0,3 m hc : Tổn thất áp lực ở song chắn rác hc = Trong đó K1: Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn ; K1 = [13]; chọn K1 = 3 g: Gia tốc trọng trường; g = 9,81 m/s2 : hệ số sức cản cục bộ của song chắn rác phụ thuộc vào thanh chắn = Hình 5.4: Tiết diện ngang các loại thanh chắn rác Trong đó Bảng 5.5: Hệ số để tính sức cản cục bộ của song chắn rác Tiết diện thanh a b c d e Hệ số 2,42 1,83 1,67 1,02 1,76 Nguồn: Bảng 3-7, Trang 116, Xử lí nước thải đô thị và công nghiệp tính toán thiết kế công trình, Lâm Minh Triết (Chủ biên-2004). : Hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh chắn, vì thanh chắn có tiết diện chữ nhật à = 2,42 : Góc nghiêng của thanh chắn so với hướng dòng chảy, = 60o à = = 0,83 à hc = = 0,13 m H’ = 0,13 + 0,07 + 0,3 = 0,5 (m) Chiều dài của mỗi thanh lt = = 0,58 ( m ) Hình 5.6: Mặt cắt của song chắn rác Kết quả tính toán Thông số Đơn vị Kích thước Chiều dài mương (L) m 1,2 Bề rộng song chắn rác (Bs) m 0,38 Chiều cao mương (Hm) m 0,5 Số khe hở giữa các thanh khe 12 Chiều rộng khe hở (b) mm 20 Bề dày song chắn rác mm 10 I.2.Bể điều hoà 1.Chức năng Do tính chất nước thải thay đổi theo từng giờ sản xuất và phụ thuộc vào từng loại nước thải của từng công đoạn. Vì vậy, cần thiết xây dựng bể điều hòa để điều hòa về lưu lượng, nồng độ và nhiệt độ, tạo điều kiện tối ưu cho các công trình phía sau. Thu gom và điều hòa vềø lưu lượng và thành phần các chất ô nhiễm như: COD, BOD5, SS, pH. Đồng thời các máy nén khí cung cấp ôxy vào nước thải nhằm tránh sinh mùi hôi thối tại đây và làm giảm khoảng 20 -30% hàm lượng COD, BOD có trong nước thải. 2.Tính toán a. Kích thước bể Thể tích bể điều hoà V = =17,35*10-3 *3*3600 = 187,38 (m3) Thời gian lưu nước trong bể điều hoà, chọn t = 3 h Thể tích thực tế bể điều hòa = 1,2 bể điều hòa tính toán Vtt = 187,38 *1,2 = 224,856 m3 Chọn Vtt = 225 m3 Chiều cao hữu ích của bể, h = 3 m Chiều cao bảo vệ bể, hbv = 0,5 m Chiều cao xây dựng bể H = h + hbv = 3 + 0,5 = 3,5 (m) Chọn bể hình chữ nhật , chiều sâu của bể 3,5 (h = 3,5 m) Diện tích bể F = = = 75 (m2) à Kích thước L*B = 15*5 Chọn mực nước thấp nhất của bể điều hoà để cho bơm hoạt động là 0,5 m à Thể tích hồ nước phải chứa là V = 0,5 *75 + 187,38 = 224,88 (m3) à Mực nước cao nhất của bể là Hb = = 2,99 ( m ) Chọn chiều cao an toàn là 0,5 m Chiều cao của bể là : 2,99 + 0,5 = 3,49 ( m ) chọn H = 3,5 (m) Thể tích xây dựng của bể là Vxd = H*S = 3,5*75 = 262,5 (m3 ) Chọn thể tích là 263 (m3 ) Đường kính ống dẫn nước vào bể D = Trong đó vo: Vận tốc nước chảy trong ống do chênh lệch cao độ, vo = [0,30,9m/s]; chọn vo = 0,7 m/s. à D = = 112,4 (mm) Chọn ống nhựa uPVC dẫn nước vào bể điều hoàø 120 mm. b. Công suất bơm nước thải Công suất bơm Trong đó Q – lưu lượng nước thải trung bình Q = Qtb = 0,00694 m3/s H – chiều cao cột áp H = 10m . = 80% - hiệu suất máy bơm . Công suất thực máy bơm lấy bằng 120% công suất tính toán . Nthực = 1,2*N = 1,2*0,85 = 1,02 KW = 1,4 Hp Cần 2 bơm có công suất 2 Hp hoạt động thay phiên nhau để bơm nước thải sang bể phản ứng. c. Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hoà Lượng khí cần cung cấp cho bể điều hoà Qkk = q * V * 60 Trong đó q: Lượng khí cần cung cấp cho 1m3 dung tích bể trong 1 phút, q = 0,010,015 m3khí/m3bể.phút; chọn q = 0,01 m3khí/m3bể.phút (Tính toán thiết kế các công trình xử lí nước thải – Trịnh Xuân Lai-2004) V : thể tích thực tế của bể điều hoà à Qkk = 0,01*225*60 = 135 (m3/h) = 0,0375 (m3/s) Thiết bị phân phối khí trong bể điều hoà là các ống gang đục lỗ, bao gồm 4 đường ống với chiều dài mỗi đường ống là 14 m, đặt dọc theo chiều dài bể, các đường ống đặt cách tường 1 m Đường kính ống phân phối khí chính D = Trong đó vK: Vận tốc khí trong ống dẫn chính, vK = 10 m/s à D = = 69 (mm) Chọn ống dẫn khí 90 mm vào bể điều hoà là ống thép. Lượng khí qua mỗi ống nhánh qkhí = = = 33,75 (m3/h) Đường kính ống nhánh dẫn khí d = Trong đó vkhí: Vận tốc khí trong ống nhánh, vkhí = 1015 m/s, chọn vkhí = 12 m/s à d = = 34 (mm) Chọn ống nhánh bằng thép , có đường kính = 60 mm Cường độ sục khí trên 1m chiều dài ống : q = = 2,4 (m3/h.mdài) Lưu lượng khí qua 1 lỗ Qlỗ = Trong đó vlỗ : Vận tốc khí qua lỗ; vlỗ = [520 m/s] ( TCXD – 51 – 84); chọn vlỗ = 15 m/s dlỗ: Đường kính lỗ; dlỗ = [25 mm]; chọn dlỗ = 4 mm à qlỗ = = 1,88*10-4 (m3/s) = 0,678 (m3/h) Số lỗ trên 1 ống N = = = 49,77 (lỗ) Chọn N = 50 lỗ/ống Số lỗ trên 1m ống nhánh n = = = 3,5 lỗ/m ; chọn n = 4 lỗ/m Khí được phân phối đến các ống nhánh thông qua ống dẫn khí chính làm bằng sắt tráng kẽm, đặt trên thành bể dọc theo chiều rộng bể điều hoàd d. Tính toán máy thổi khí Áp lực cần thiết của hệ thống phân phối khí Hk = hd + hc + hf + H Trong đó hd: Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn; hd 0,4 m; chọn hd = 0,3 m hc: Tổn thất cục bộ; hc 0,4 m; chọn hc = 0,2 m hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối khí; hf 0,5 m; chọn hf = 0,5 m H: Chiều sâu hữu ích của bể điều hòa; H = 3,5 m à Hk = 0,2 + 0,3 + 0,5 + 3,5 = 4,5 m Aùp lực máy thổi khí tính theo Atmotphe Pm = = = 0,0445 atm Năng suất yêu cầu Qkk = 135 (m3/h) = 0,0375 (m3/s) Công suất máy thổi khí Pmáy = Trong đó Pmáy : Công suất yêu cầu của máy nén khí , KW G: Trọng lượng của dòng không khí , kg/s G = Qkk *rkhí = 0,0375* 1,3 = 0,04875 kg/s R : hằng số khí , R = 8,314 KJ/K.mol 0K T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1= 273 + 25 = 298 0K 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+11,05 atm à n= = 0,283 ( K = 1,395 đối với không khí ) 29,7 : hệ số chuyển đổi e: Hiệu suất của máy , chọn e= 0,8 à Pmáy = * =0,25 KW 0,33 Hp (Hp =0,7457kw) Công suất thực của bơm bằng 1,2 công suất tính toán à Nt = 1,5N = 0,3 (KW) 0,5 Hp Tại bể điều hoà đặt 2 máy thổi khí 0,5 Hp hoạt động luân phiên nhau. Hiệu quả xử lý nước thải qua bể điều hoà Giả sử Nồng độ cặn lơ lửng giảm 4%, còn lại 550 – (550*4%) = 528(mg/l) Nồng độ BOD5 giảm 5% , còn lại 900 – (900*5%) = 855 (mg/l) Nồng độ COD giảm 5% , còn lại 2300 – (2300*5%) = 2185(mg/l) Kết quả tính toán STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài (L) m 15 2 Chiều rộng (B) m 5 3 Chiều cao tổng cộng (H) m 3,5 4 Lưu lượng không khí sục vào bể (Qkk) m3/h 135 5 Cường độ sục khí (q) m3/h.mdài 2,4 6 Đường kính ống sục khí (D) mm 90 7 Đường kính lỗ sục khí (d) mm 4 8 Mực nước cao nhất (h) m 3 9 Mực nước thấp nhất (hmin) m 0,5 10 Khoảng cách giữa các lỗ mm 250 Hình 5.7: Mặt cắt bể điều hoà I.3.Bể phản ứng 1. Chức năng Hoàn thành quá trình keo tụ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc và kết dính giữa các hạt keo với cặn bẩn, đồng thời, thực hiện quá trình lắng tách rời các bông cặn ra khỏi nước thải. 2. Tính toán Thể tích bể = 12,5 m3 Chọn thời gian lưu từ 30 – 60 phút; chọn t = 30 ph Để quá trình tạo bông xảy ra được tốt và gradien giảm từ đầu bể đến cuối bể. Chia làm 3 bể mỗi bể có thể tích V1 = V/3 = 4,167 m3 Chọn bể hình vuông B*L*H = 1,7m*1,7m *1,5m Chọn loại cánh khuấy là cánh guồng gồm 1 trục quay và 4 bản cách đặt đối xứng nhau. Trong bể đặt bốn tấm chắn ngăn chuyển động xoáy của nước, chiều cao tấm chắn 1,5m, chiều rộng 0,17m (=1/10 đường kính bể). Cánh guồng cách 2 mép tường một khoảng = (1,5 – 0,9)/2 = 0,3 m Đường kính cánh guồng D = chiều rộng bể – 0,3*2 = 1,7 – 0,6 = 1,1 m Đường kính cánh cách mặt nước và đáy 0,3 m Chiều dài cánh guồng d = H –0,3 = 1,5 –0,3 = 1,2 m Kích thước bản cánh Chọn chiều rộng bản 0,1 m Chọn chiều dài bản 0,8 m Diện tích bản cánh khuấy f = 0,8 * 0,1 = 0,08 m2 Tổng diện tích 4 bản Fc = 4*f = 4*0,08 = 0,32 m2 Tiết diện ngang bể phản ứng Fu = 1,7 x 1,5 = 2,55 m2 Tỷ lệ diện tích cánh khuấy : 12,5% < 15% Bán kính bản cánh khuấy R1 = Dck/2 = 1,1/2 = 0,55 m R2 = 0,55 – 0,25 = 0,3 m a. Buồng phản ứng 1 Chọn số vòng quay cánh khuấy n = 8v/ph Năng lượng cần thiết cho bể N = 51*C*f*v3 Trong đó f : tổng diện tích của bản cánh khuấy (m2) v:tốc độ chuyển động tương đối của cánh khuấy so với mặt nước (m/s) C : hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào tỷ lệ chiều dài l và chiều rộng b của bản cánh quạt: Khi l/b = 5 , C = 1,2 Khi l/b = 20 , C = 1,5 Khi l/b > 21 , C = 1,9 Tỷ số chiều dài/chiều rộng = 1,1/0,1 = 11 à C = 1,3 Diện tích bản cánh khuấy đối xứng f = 2*0,08 = 0,16 m2 Vận tốc tương đối của cánh khuấy so với nước Do có 2 bản cánh khuấy ứng với 2 bán kính R1 và R2, nên = 0,3454 m/s = 0,1884 m/s Năng lượng ca