Luận văn : Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bột ngọt công suất 23000m3/ ngày đêm

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA MÔI TRƯỜNG NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

O

F

H .I N

N

A

X

GGVVHHDD:: TTSS.. NNgguuyyễễnn PPhhưướớcc DDâânn

G

N

O

U

R

O IT

NNgguuyyễễnn MMiinnhh TTuuấấnn LLêê XXuuâânn LLiinnhh GGiiaanngg BBửửuu DDâânn TTrriiệệuu GGiiaa PPhhoonngg NNgguuyyễễnn TThhàànnhh TTrruunngg TTrrầầnn ĐĐììnnhh TTrrúúcc HHooàànngg ĐĐứứcc TThhẩẩmm LLêê HHooàànngg CChhưươơnngg 9900220033777799 9900220011442233 9900220000332244 9900220011992299 9900220022889911 9900220022992244 9900220022447777 9900220000224411 SSVVTTHH::

M

Tp HCM, tháng 01 – 2006

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

MỤC LỤC

MỤC LỤC ................................................................................................................ 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỘT NGỌT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÍ ………………………………………… 2

I) Nguồn gốc, tính chất nước thải ………………………………………………........... 2

1). Nguồn gốc nước thải ………………………………………………………….. 2 2). Tính chất nước thải ……………………………………………………........... 2

II) Nguồn tiếp nhận, tiêu chuẩn thải ………………………………………………….. 3

1). Nguồn tiếp nhận ……………………………………………………………….. 3 2). Tiêu chuẩn thải ………………………………………………………………… 3

III) Công suất hệ thống xử lí ……………………………………………………........... 3

O

IV) Qui trình xử lí ................................................................................................... 4

F

H .I N

1). Lựa chọn qui trình xử lí ............................................................................. 4 2). Thuyết minh sơ đồ công nghệ ................................................................... 4 3). Ưu và nhược điểm của phương án xử lí .................................................... 7

N

V) Nhiệm vụ và mục đích của bài tập lớn ............................................................. 7

A

X

1). Mục đích ................................................................................................... 7 2). Nhiệm vụ ................................................................................................... 7

G

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH

N

XỬ LÍ NƯỚC THẢI BỘT NGỌT ................................................. 8

O

A) LƯU LƯỢNG VÀ HỆ SỐ KHÔNG ĐIỀU HÒA ............................................ 8

U

R

B) TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI ...................................... 9

I). Song chắn rác ……………………………………………………………… 9

O IT

M

II). Hầm bơm tiếp nhận ……………………………………………………….. 11 III). Bể điều hòa …………………………………………………………………. 14 IV). Bể lắng đợt 1 ……………………………………………………………….. 24 V). Bể trung hòa ……………………………………………………………….. 27 VI). Bể bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn - Bể Aerotank …………………... 30 VII). Bể lắng đợt 2 ……………………………………………………………….. 41 VIII). Bể khử trùng ……………………………………………………………….. 44 IX). Bể nén bùn ………………………………………………………………….. 46 Bể phân hủy bùn kị khí ……………………………………………............ 49 X). Sân phơi bùn ………………………………………………………………... 52 XI).

TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………............ 54

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 1 of 54

PHỤ LỤC Bảng vẽ các công trình xử lí nước thải trong trạm xử lí (nộp kèm theo).

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỘT NGỌT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÍ

I) Nguồn gốc, tính chất nước thải:

1). Nguồn gốc nước thải:

- Các nhà máy sản xuất bột ngọt (chủ yếu là axit glutamic và lizin) dùng nguyên liệu là bột sắn, rỉ đường, các axit sunfuric, clohidric, canxi cacbonat, natri clorua, than ho ạt tính các mu ối khoáng (NH 4)2SO4, KH 2PO4, MgSO 4, cũng có th ể có urê ho ặc nước amoniac, v.v… Nước thải ở các nhà máy gồm có:

+ Nước làm mát máy móc, thiết bị.

+ Nước sinh hoạt của cán bộ công nhân viên nhà máy.

O

F

+ Nước thải ở phân xưởng chế biến tinh bột từ sắn củ (củ mì) và phân xưởng đường hóa từ tinh bột bằng axit sunfuric hay axit clohidric, c ũng như xử lí rỉ đuờng. Nước thải ở đây bị nhi ễm bẩn bởi nồng độ cao các hidrat cacbon nh ư tinh b ột, các lo ại đường (sacarozơ, glucozơ, dextrin), các mẩu vụn sắn củ, vỏ sắn, vẩn cặn rỉ đường v.v…

H .I N

N

+ Nước th ải từ phân x ưởng lên men g ồm các c ặn môi tr ường lên men có nhiều đường cùng với xác vi khu ẩn, các mu ối khoáng cũng như urê, mu ối amon, các ch ất béo, chất hoạt động bề mặt dư thừa.

A

+ Nước thải từ phân xưởng hoàn thành sản phẩm rất giàu các ch ất hữu cơ và

X

chất khoáng, nước rửa sàn và làm vệ sinh nói chung

G

+ Nước mưa thu gom trên toàn bộ diện tích khu công nghiệp.

N

O

2). Tính chất nước thải:

U

R

- Từ các ngu ồn nước thải trên mà n ước thải nhà máy s ản xuất bột ngọt bị ô nhi ễm bởi các ch ất hữu cơ ở dạng lơ lửng, hòa tan v ới nồng độ cao và ch ứa nhi ều vi trùng, ô nhiễm bởi chất béo, dầu mỡ, nước có màu và mùi khó ch ịu. Đặc điểm nước thải của nhà máy sản xuất bột ngột như bảng 1.

O IT

Bảng 1:Đặc điểm nước thải của nhà máy sản xuất bột ngột

M

Chỉ số

Trị số 30 ÷ 45 4 ÷ 6 900

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 2 of 54

Đơn vị 0C mgO2/l mgO2/l mg/l mg/l mg/l MNP/100ml Nhiệt độ pH tb BOD 5 COD Ntổng Ptổng Chất rắn lơ lửng (SS) Coliform 1500 55 15 200 108

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

II) Nguồn tiếp nhận, tiêu chuẩn thải:

1). Nguồn tiếp nhận:

- Nước th ải sau khi được xử lí qua h ệ th ống xử lí c ủa nhà máy được đổ ra sông (kênh, rạch), các loại sông (kênh, rạch) này được sử dụng để cấp nước cho khu dân c ư gần đó. Vì vậy nước sau khi xử lí phải đạt được “tiêu chuẩn loại A theo tiêu chuẩn Việt Nam”.

2). Tiêu chuẩn thải:

- Theo tiêu chuẩn loại A, ta có tiêu chuẩn thải như bảng 2.

Bảng 2: Tiêu chuẩn nước thải đầu ra theo loại A (TCVN 5945:1995)

Chỉ số

O

Trị số 40 6 ÷ 9 20

F

H .I N

N

Đơn vị 0C mgO2/l mgO2/l mg/l mg/l mg/l MNP/100ml Nhiệt độ pH tb BOD 5 COD Ntổng Ptổng Chất rắn lơ lửng (SS) Coliform 50 30 4 50 103

A

X

III) Công suất hệ thống xử lí:

G

- Công suất: 2300m3/ngày đêm.

N

- Điều kiện mặt bằng: nằm trong khu công nghiệp, diện tích đất hạn chế.

O

- Kết quả đo lưu lượng và nồng độ BOD5 theo giờ thể hiện ở bảng 3.

U

R

O IT

M

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 3 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

Bảng 3: Dao động lưu lượng và hàm lượng BOD5 theo giờ trong ngày

O

F

H .I N

N

A

X

G

N

O

U

R

Giờ (h) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tổng Q (m3/h) 50 40 40 40 30 45 70 180 190 150 100 82 90 100 165 126 114 120 110 105 100 91 90 72 2300 BOD5 (mg/l) 515 540 610 650 732 850 1020 1460 1525 1420 1325 920 900 885 820 1200 1026 870 730 725 895 740 610 520 21488

IV) Qui trình xử lí:

O IT

M

1). Lựa chọn qui trình xử lí:

- Dựa vào thành ph ần, tính ch ất nước thải đầu vào, mức độ xử lí và di ện tích m ặt bằng, hiệu quả của dự án, tính kh ả thi của dự án, chi phí đầu tư, điều kiện của nhà máy, ta có sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải nhà máy chế biến bột ngột mô tả như hình 1.

2). Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 4 of 54

- Nước thải sản xuất được dẫn theo đường thoát nước riêng ra h ệ thống xử lí nước thải. Nước thải sau khi được xử lí cục bộ tại từng nhà máy được thu gom bởi hệ thống ống, cống rãnh ch ảy qua song ch ắn rác thô nh ằm loại bỏ các rác có kích th ước lớn hơn 15mm rồi về hầm bơm tiếp nhận được đặt âm sâu duới mặt đất.

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Nước từ hầm bơm tiếp nhận được bơm vào bể điều hòa, bể này có nhi ệm vụ điều hòa lưu lượng nước thải, giảm thể tích và tăng hiệu quả xử lí cho các công trình x ử lí phía sau. Để giảm bớt mùi hôi, nước thải được thổi khí để làm thoáng sơ bộ và phân bố chất bẩn đồng đều khắp bể.

- Nước thải sau bể điều hòa được bơm vào bể lắng 1. Tại đây nước thải được loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải sau khi đã qua các công trình xử lí trước đó, các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các ch ất có tỷ trọng nhỏ hơn hơn sẽ nổi lên trên mặt nước và sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt ở bên ngoài bể.

- Nước thải được nâng pH lên kho ảng 7 ÷ 9 t ại bể trung hòa tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của vi sinh v ật nâng cao hi ệu quả xử lí cho các công trình x ử lí sau này và đảm bảo cho nước ở đầu ra đạt tiêu chuẩn. Nước thải được châm thêm bởi dung dịch NaCl bằng bơm định lượng để trung hòa tính axit.

O

F

H .I N

N

A

- Nước thải sau khi được xử lí sơ bộ được đi qua công đoạn xử lí sinh h ọc. Nước thải được đưa vào bể Aerotank nhằm xử lí các chất hữu cơ lơ lửng tan trong nước. Bể được khuấy trộn liên tục nhằm duy trì sự lơ lửng của bùn. Sau một thời gian nhất định, bông bùn lớn dần và n ước th ải được đưa qua b ể lắng 2. M ột ph ần bùn được tu ần hoàn l ại bể Aerotank, một phần bùn dư được đưa qua bể nén bùn. Nước qua máng tràn của bể lắng 2 đi vào bể tiếp xúc Clor để khử trùng. Nước thải sau khi qua hệ thống xử lí đạt tiêu chuẩn loại A được thải ra sông, hồ, kênh, rạch.

X

G

N

O

U

R

- Bùn hoạt tính dư ở bể lắng 2 được đưa về bể lắng 1, cùng với bùn tươi ở bể lắng 1 sẽ được nén bùn trong bể lắng 1 (bể lắng 1 kết hợp với bể nén bùn) nhằm giảm độ ẩm. Sau đó hỗn hợp bùn này được đưa qua bể ổn định bùn kị khí để phân hủy một phần lớn lượng bùn hữu cơ có trong hỗn hợp bùn nhờ hoạt động của vi sinh vật kị khí. Trong quá trình này có sinh ra các khí Biogas (chủ yếu là CH4) được thu gom để làm chất đốt. Sau đó, phần bùn còn lại sẽ được đưa tới sân ph ơi bùn để tách nước. Bùn khô sau khi được tách nước được vận chuyển đến bãi chôn lấp. Phần nước tách bùn phát sinh t ừ bể ổn định bùn kị khí và sân phơi bùn được tuần hoàn lại về bể điều hòa và ti ếp tục qua các công đoạn xử lí nh ư trên.

O IT

M

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 5 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

12 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TRẠM XỬ LÍ O

F

1

6

3

4

5

7

8

9 H .I N

2 N

A

(a)

(b)

X

(c)

(e)

G

N

11 (d)

10

O

U

11 R

(a) Bùn tuần hoàn (b) Bùn dư (c) Bùn lắng (d) Bùn (e) Nước tuần hoàn

O IT

M

1. SONG CHẮN RÁC 2. HẦM BƠM TIẾP NHẬN 3. BỂ ĐIỀU HÒA 4. BỂ TRUNG HÒA 5. BỂ LẮNG I + BỂ NÉN BÙN 6. BỂ AREOTANK 7. BỂ LẮNG II 8. BỂ KHỬ TRÙNG 9. CÔNG TRÌNH XẢ 10. BỂ PHÂN HỦY BÙN KỴ KHÍ 11. SÂN PHƠI BÙN 12. TRẠM KHÍ NÉN

Hình 1: Sơ đồ công nghệ trạm xử lí nước thải nhà máy chế biến bột ngọt

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 6 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

3). Ưu và nhược điểm của phương án xử lí:

- Nước thải đầu vào có SS cao → sử dụng công trình x ử lí cơ học, nước thải chứa chủ yếu chất hữu cơ có kh ả năng phân h ủy sinh h ọc cao là thành ph ần dinh d ưỡng thích hợp cho sự phát tri ển của vi sinh v ật → lựa ch ọn tiếp theo là x ử lí b ằng công trình x ử lí sinh học. Nên sơ đồ công nghệ được chọn bao gồm quá trình xử lí 2 bậc: xử lí bậc 1 và xử lí bậc 2.

- Ngoài các chất dinh dưỡng, chất hữu cơ cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật, còn có một phần các ch ất gây ức chế (chết) cho vi sinh v ật như: hàm lượng kim lo ại, các axit v.v... gây khó khăn và làm giảm hiệu quả của quá trình xử lí.

V) Nhiệm vụ và mục đích của bài tập lớn:

1). Mục đích:

O

F

- Tính toán xử lí nước thải cho nhà máy s ản xuất bột ngọt làm việc 24/24 có ch ế độ thải nước không đều theo giờ, công suất 2300m3/ngày đêm nhằm đảm bảo nước thải đầu ra được thải ra kênh rạch đạt tiêu chuẩn cho phép (Tiêu chuẩn loại A – TCVN 5947:1995).

2). Nhiệm vụ:

H .I N

- Tìm hiểu nguồn gốc, tính chất đặc trưng, khả năng gây ô nhi ễm của nước thải nhà

N

máy sản xuất bột ngọt.

A

X

- Tổng quan về các phương pháp xử lí nước thải bột ngọt.

G

- Lựa chọn công nghệ xử lí nước thải phù hợp.

N

- Tính toán thiết kế các công trình xử lí nước thải.

O

- Tính toán thi ết kế các công trình x ử lí bùn th ải (phát sinh t ừ quá trình x ử lí nước

U

thải).

R

- Bảng vẽ sơ đồ công nghệ, mặt bằng trạm xử lí, cao trình c ủa các công trình và bản vẽ chi tiết các công trình có trong hệ thống xử lí nước thải của trạm xử lí.

O IT

M

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 7 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÍ NƯỚC THẢI BỘT NGỌT

A) LƯU LƯỢNG VÀ HỆ SỐ KHÔNG ĐIỀU HÒA

Từ bảng 3 ta tìm được:

max

Q

3 h/m190

- Lưu lượng giờ lớn nhất:

h =

min

- Lưu lượng giờ nhỏ nhất: Q

3 h/m30

h =

- Lưu lượng giây:

max .Q h 3600

1000 .190 1000 q s/L8,52 = = = 3600

O

F

q = 52,8L/s

- Lưu lượng giờ trung bình:

H .I N

tb h

ngay 24

Q h/m8,95 = = = 2300 24

N

tb

3 A

Q h/m8,95

h =

X

Trạm xử lí làm việc 3 ca (24h/24h), nên lưu lượng bơm bằng lưu lượng trung bình giờ:

G

3 N

h/m8,95 QQ = =

b

tb h

O

- Hệ số giờ cao điểm:

U

R

max h

max Q h tb Q h

K 98,1 = = = 190 8,95

O IT

K max 98,1 =

h

M

- Hệ số giờ nhỏ nhất:

min h

min Q h tb Q h

31,0 K = = = 30 8,95

K min 31,0

h =

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 8 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

B) TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI

I) Song chắn rác

a) Nhiệm vụ:

Nhiệm vụ song chắn rác là gi ữ lại các tạp chất có kích th ước lớn, chủ yếu là rác nh ư: nhánh cây, lá cây, v ải vụn, giấy, bao nilông… tránh gây ngh ẹt bơm, van, đường ống cánh khuấy hay gây c ản tr ở các công trình x ử lí phía sau. Song ch ắn rác đựơc đặt tr ước hầm bơm tiếp nhận và là công trình đầu tiên trong thành phần của trạm xử lí nước thải.

b) Tính toán:

Do công suất nhỏ và lượng rác không l ớn nên ta có th ể chọn song ch ắn rác làm s ạch bằng thủ công.

1). Kích thước mương đặt song chắn:

O

- Chọn vận tốc dòng chảy trong mương: v = 0,5m/s.

F

- Chọn kích thước mương: rộng x sâu = B x H = 0,5m x 0,7m.

- Chiều cao lớp nước trong mương:

H .I N

N

max Q h 3600

h m21,0 = = = B.v. 190 5,0.5,0. 3600

A

X

hn = 0,21m

G

2). Kích thước song chắn:

N

- Chọn kích thước thanh: rộng x dày = b x d = 8mm x 25mm

O

- Chọn khoảng cách giữa các thanh: w = 25mm

U

R

- Chọn độ nghiêng song chắn: α = 600

- Số thanh chắn: B = n.b + (n+1).w

O IT

→ 500 = n.8 + (n+1).25

M

→ n = 14,4

- Chọn n = 15 thanh

- Khoảng cách giữa các thanh điều chỉnh lại:

500 = 15.8 + (15 + 1).w

w = 23,75mm

3). Tổn thất áp lực qua song chắn:

- Tổng tiết diện các khe song chắn:

A = (B – b.n).h = (0,5 – 0,008.15).0,21 = 0,0798m2

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 9 of 54

A = 0,0798m2

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Vận tốc dòng chảy qua song chắn:

V s/m66,0 = = = q A 8,52 . ,0 0798 1000

V = 0,66m/s

- Tổn thất áp lực qua song chắn:

2 vV - g2

66,0 5,0 (≤150mm) (thỏa) h . . ,0 = = = mm5,13m0135 = 1 7,0 1 7,0 - 81,9.2

hL = 0,0135m = 13,5mm

O

F

H .I N

N

A

X

G

N

O

U

R

Hình 2: Sơ đồ lắp đặt song chắn rác

O IT

c). Thông số thiết kế:

M

STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 10 of 54

m m mm mm mm thanh 0 1 Chiều rộng mương 2 Chiều cao mương 3 Chiều rộng song chắn 4 Bề dày song chắn 5 Bề rộng khe 6 Số thanh 7 Độ nghiêng 0,5 0,7 8 25 23,75 15 60

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

II) Hầm bơm tiếp nhận

a) Nhiệm vụ:

Thu gom nước thải từ các nơi trong nhà máy v ề trạm xử lí. Hầm bơm được thiết kế chìm trong đất để đảm bảo tất cả các loại nước thải từ các nơi trong nhà máy tự chảy về hố thu. Nước thải được dẫn đến qua mương dẫn hay h ệ thống thoát nước, qua song ch ắn rác và đổ vào hầm bơm từ đó được bơm đến các công trình xử lí tiếp theo. Hầm bơm sau 1 thời gian nhất định phải được vệ sinh.

b) Tính toán:

1). Kích thước hầm bơm tiếp nhận:

Chọn t = 10phút - Thời gian lưu nước: t ˛ (10 ÷ 30)phút →

- Thể tích hầm bơm tiếp nhận:

O

F

max h

m67,31 t.QV .190 = = =

H .I N

- Chọn chiều sâu hữu ích: 10 60 Vb = 31,67m3 hhi = 2,5m

N

A

- Chọn chiều cao an toàn bằng chiều sâu đáy ống cuối cùng: hat = 0,7m

X

- Chiều sâu tổng cộng:

G

H = hhi + hat = 2,5 + 0,7 = 3,2m

N

H = 3,2m

O

U

- Giả sử hầm bơm hình tròn, vậy đường kính hầm bơm tiếp nhận:

R

D . . m4 = = = V b h 67,31 5,2 4 p 4 p

O IT

D = 4m

M

- Kích thước hầm bơm tiếp nhận: D x H = 4m x 3,2m

2). Đường kính ống dẫn nước:

3

- Chọn bơm nhúng chìm đặt tại hầm bơm có: h/m190 QQ = =

max h

- Chọn vận tốc trong ống: v = 0,75m/s

- Đường kính của ống:

, m30 300 mm = = = = d ong 3600 . Q4 v . p . 190 4 , 750 .. p

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 11 of 54

dống = 300mm

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

3). Công suất máy bơm:

- Chọn ống nhựa PVC có độ nhám: e = 0,2mm

- Độ nhám tương đối của ống dẫn:

n ,0 00067 = = = e d 2,0 300

n = 0,00067

- Độ nhớt của nước ở 250C: - Khối lượng riêng của nước ở 250C: μ = 0,95.10-3N.s/m2 ρ = 997kg/m3

- Tính số Renold:

r Re 236131 = =

O

3 =

997.3,0.75,0 10.95,0 .d.v m

F

Re = 236131

Đây là chế độ chảy rối. Từ Re = 236131 và n = 0,00067 tra trên đồ thị ta được hệ số

H .I N

ma sát:

N

λ = 0,019

A

- T ổn thất cột áp trên đường ống:

X

G

H ,0 .019 m156,0 = + = (cid:229) z+l=D

N

L d v g2 10 3,0 75,0 81,9.2 (cid:246) (cid:247) ł (cid:230) (cid:231) Ł (cid:230) (cid:231) Ł (cid:246) .8,4 (cid:247) ł

O

ΔH = 0,156m

U

Trong đó: - L: Chiều dài ống nước đẩy. Ch ọn L = 10m

R

Chọn - (cid:229) z : Tổng hệ số cục bộ. 8,4=(cid:229)z

O IT

- Tổng cột áp của bơm:

M

Hb = H0 + ΔH = 8 + 0,156 = 8,156m

Hb = 8,156m Với: H0: Chiều cao bơm nước từ hầm bơm tiếp nhận lên bể điều hòa.

Chọn H0 = 8mH2O H0 ˛(8 ÷ 10)mH2O .

- Hiệu suất chung của bơm: Chọn η = 0,8 η ˛ (0,72 ÷ 0,93) →

- Công suất của bơm:

max H.g..Q r h 1000 . h

190 N kW26,5 = = = 997. 1000 156,8.81,9. 3600 .8,0.

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 12 of 54

Nb = 5,26kW

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Công su ất bơm thực tế:

Ntt = 1,2Nb = 1,2.5,26 = 6,312kW

Ntt = 6,312kW = 8,443Hp

c). Thông số thiết kế:

Đơn vị Số liệu thiết kế

m m Hp STT Tên thông số 1 Chiều cao tổng 2 Đường kính 3 Công suất bơm 3,2 4 8,443

O

F

H .I N

N

A

X

G

N

O

U

R

O IT

M

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 13 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

III) Bể điều hòa

a) Nhiệm vụ:

Điều hòa lưu lượng và nồng độ chất bẩn cho tương đối ổn định, giảm kích th ước và chi phí cho các công trình x ử lí sau này, điều hòa ch ất lượng nước th ải qua đó nâng cao hiệu quả xử lí của các công trình xử lí phía sau.

Trong bể có tiến hành sục khí để xáo trộn đều nước thải và tránh sự lắng của các chất xảy ra trong bể.

b) Tính toán:

1). Xác định thể tích bể điểu hòa:

a) Thể tích tích lũy:

- Th ể tích tích lũy dòng vào của giờ thứ i được xác định theo công thức:

O

F

VV(i) = VV(i-1) + QV(i)

Trong đó: - VV(i-1): Thể tích tích lũy dòng vào của giờ trước đó, m3 - QV(i): Lưu lượng nước thải của giờ đang xét (thứ i), m3/h

H .I N

N

- Th ể tích tích lũy bơm đi của giờ thứ i:

A

Vb(i) = Vb(i-1) + Qb(i)

X

G

Trong đó: - Vb(i-1): Thể tích tích lũy bơm đi của giờ trước đó, m3 - Qb(i): Lưu lượng bơm của giờ đang xét (thứ i), m3/h

N

b) Thể tích bể điều hòa:

O

U

+ Theo phương pháp lập bảng:

R

Dựa vào lưu lượng theo gi ờ Qh, thể tích tích lũy vào VV(i) và thể tích tích l ũy

bơm đi Vb(i), lập bảng “thể tích tích lũy theo giờ” trong ngày như bảng 4.

O IT

Thể tích lý thuy ết bể điều hòa bằng hiệu đại số giá trị dương lớn nhất và giá trị âm nhỏ nhất của cột hiệu số thể tích tích lũy.

M

- Thể tích lí thuyết bể điều hòa:

Vđh(lt) = Vmax – Vmin = 355,6 – (-35,2) = 390,8m3 Vđh(lt) = 390,8m3

- Thể tích thực tế bể điều hòa:

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 14 of 54

Vđh(tt) = (1,1 ÷ 1,2)Vđh(lt) = 1,1.390,8 = 430m3 Vđh(tt) = 430m3

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

Bảng 4: Thể tích tích lũy theo giờ

O

F

H .I N

N

A

X

G

N

O

U

R

O IT

M

Giờ (h) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Q (m3/h) 50 40 40 40 30 45 70 180 190 150 100 82 90 100 165 126 114 120 110 105 100 91 90 72 Thể tích tích lũy vào bể (1) (m3) 50 90 130 170 200 245 315 495 685 835 935 1017 1107 1207 1372 1498 1612 1732 1842 1947 2047 2138 2228 2300 Thể tích tích lũy bơm đi (2) (m3) 95.8 191.6 287.4 383.2 479 574.8 670.6 766.4 862.2 958 1053.8 1149.6 1245.4 1341.2 1437 1532.8 1628.6 1724.4 1820.2 1916 2011.8 2107.6 2203.4 2300 Hiệu số thể tích tích lũy (2) – (1) (m3) 45.8 101.6 157.4 213.2 279 329.8 355.6 271.4 177.2 123 118.8 132.6 138.4 134.2 65 34.8 16.6 -7.6 -21.8 -31 -35.2 -30.4 -24.6 0

+ Theo biểu đồ đường cong tích lũy:

Dựa vào lưu lượng theo gi ờ Qh, thể tích tích lũy vào VV(i) và thể tích tích l ũy bơm đi Vb(i), vẽ “biểu đồ đường cong tích lũy” theo giờ trong ngày như hình 2.

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 15 of 54

Vẽ hai đường th ẳng song song v ới “đường tích l ũy bơm” và ti ếp tuy ến với “đường cong tích l ũy vào” ở 2 cực trị. Thể tích bể điều hòa là t ổng 2 kho ảng cách th ẳng đứng từ 2 điểm tiếp tuyến đến đường thẳng tích lũy bơm.

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

Dựa vào đồ thị hình 3, nhờ vào “độ dốc” tiếp tuyến của “đường cong tích lũy vào” so với “độ dốc” của “đường tích lũy bơm” ta có th ể xác định được “mực nước thấp nhất” trong bể vào lúc 7h (ứng với Vmax = 355,6m 3) và “mực nước cao nhất” trong bể vào lúc 21h (ứng với Vmin = 35,2m3). - Thể tích lí thuyết bể điều hòa:

Vđh(lt) = Vmax – Vmin = 355,6 – (-35,2) = 390,8m3 Vđh(lt) = 390,8m3

- Thể tích thực tế bể điều hòa:

Vđh(tt) = (1,1 ÷ 1,2)Vđh(lt) = 1,1.390,8 = 430m3 Vđh(tt) = 430m3

Hình 3: Biểu đồ đường cong tích lũy

O

F

H .I N

N

A

X

G

N

O

U

R

O IT

M

Thể tích tích lũy bơm

Thể tích tích lũy vào

2). Kích thước bể điều hòa:

Chọn bể có dạng hình chữ nhật:

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 16 of 54

Chọn: Chi ều cao lớp nước lớn nhất: hmax˛(2,5 ÷ 5)m. Chọn hmax = 4,5m Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3m

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Chiều cao tổng cộng bể điều hòa:

H = hmax + hbv = 4,5 + 0,3 = 4,8m

H = 4,8m

- Diện tích mặt cắt ngang bể:

V m90 A = = = 430 8,4

)tt(dh H A = 90m2

Chọn chiều dài, chiều rộng của bể: L = 10m W = 9m

- Kích thước bể điều hòa:

L x W x H = 10m x 9m x 4,8m

O

F

Dựa vào kết qu ả phân tích bi ểu đồ đường cong tích l ũy ho ặc bảng th ể tích tích l ũy

3). Hiệu quả của bể điều hòa đối với tải lượng BOD5: theo giờ, ta thấy thời điểm bể cạn nhất là 7h. Thời điểm tính toán bắt đầu từ 8h.

H .I N

- Thể tích nước trong bể điều hòa ở giờ thứ i:

N

(1) Vi = Vi-1 + Vin(i) – Vout(i)

A

X

Trong đó: - Vi: Thể tích nước trong bể điều hòa ở gìơ đang xét (i).

G

- Vi-1: Thể tích nước trong bể điều hòa ở gìơ trước đó (i-1).

N

- Vin(i): Lượng nước vào bể ở giờ đang xét (i).

O

- Vout(i): Lượng nước bơm ra bể ở giờ đang xét (i).

U

Giả sử khối nước trong bể điều hòa được xáo trộn hoàn toàn.

R

- Hàm lượng BOD5 trung bình bơm ra khỏi bể ở giờ thứ i :

O IT

V . . S +

in

)( i

in

)( i

SV 1i -

1i -

S (2) =

out

)( i

M

V V +

in

)( i

1i -

Trong đó: - Sout(i): Hàm lượng BOD5 trung bình của dòng ra ở giờ đang xét (i).

- Sin(i): Hàm lượng BOD5 trung bình của dòng vào ở giờ đang xét (i).

- Vi-1: Thể tích nước trong bể điều hòa ở giớ trước đó (i-1).

- Vin(i): Lượng nước vào bể ở giờ đang xét (i).

- Tải lượng BOD5 của dòng vào ở giờ thứ i:

L Q BOD (3)

vao BOD

)( =

i

.)(

ih

vao i

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 17 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Tải lượng BOD5 của dòng ra ở giờ thứ i:

Q . BOD (4)

ra L BOD

)( =

i

b

ra i

vao

BODL

Trong đó: - : Tải lượng BOD5 vào bể giờ thứ i.

)( i

BODL

- : Tải lượng BOD5 ra bể giờ thứ i.

)( i

- Qh(i): Lưu lượng nước thải vào giờ thứ i.

- Qb: Lưu lượng bơm ra khỏi bể giờ thứ i.

vao i

( vao BOD : Hàm lượng BOD5 vào bể ở giờ thứ i. BOD = i BOD : Hàm lượng BOD5 ra khỏi bể ở giờ thứ i. (

ra BOD = i

))i(in S ))i(out

ra i

- S

O

Từ các công th ức (1),(2),(3),(4) ta tính th ử các thông s ố trên t ại gi ờ th ứ 8 (do th ời

F

điểm tính toán bắt đầu từ 8h) và giờ thứ 9.

+ Th ể tích nước vào trong bể điều hòa lúc 8h:

V8 = V7 + Vin(8) - Vout(8) = 0 + 180 – 95,8 = 84,2m3

H .I N

N

+ Th ể tích nước vào trong bể điều hòa lúc 9h:

A

V9 = V8 + Vin(9) - Vout(9) = 84,2 + 190 – 95,8 = 178,4m3

X

+ Hàm l ượng BOD5 trung bình bơm ra khỏi bể điều hòa lúc 8h:

G

+ .180 1020 S.V 7

N

)8(out

)8(in +

S 1460 l/mg = = = 1460 180 .0 0 S.V )8(in V + +

O

)8(in

V 7

U

+ Hàm l ượng BOD5 trung bình bơm ra khỏi bể điều hòa lúc 9h:

R

)9(out

)9(in +

)9(in

+ .190 1460 S.V 8 S 1505 l/mg = = = S.V )9(in V 1525 190 .2,84 2,84 + + V 8

O IT

+ T ải lượng BOD5 ở dòng vào lúc 8h:

M

3 .10.180

vao BOD

)8(

)8(h

vao 8

L BOD.Q 1460 10. 8,262 kgBOD h/ = = =

+ T ải lượng BOD5 ở dòng vào lúc 9h:

3 .10.

vao BOD

)9(

)9(h

vao 9

L BOD.Q 190 1525 10. 75,289 kgBOD h/ = = =

+ T ải lượng BOD5 ở dòng ra vào lúc 8h:

3 .10.8,95

ra L BOD

)8(

ra 8

BOD.Q 1460 10. 87,139 kgBOD h/ = = =

+ T ải lượng BOD5 ở dòng ra vào lúc 9h:

3 .10.8,95

ra L BOD

)9(

ra 9

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 18 of 54

BOD.Q 1505 10. 18,144 kgBOD h/ = = =

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

(Ghi chú: Lúc 7h bể cạn nước nhất, nên thể tích nước trong bể điều hòa lúc đó V7 = 0).

Từ các công th ức (1),(2),(3),(4) và cách tính t ương tự như trên ta lập bảng “tính toán

hàm lượng BOD5 trung bình và tải lượng BOD5 trước và sau bể điều hòa” như bảng 5.

Bảng 5: Tính toán hàm lượng BOD5 trung bình và tải lượng BOD5 trước và sau bể điều hòa

O

F

H .I N

N

A

X

G

N

O

U

R

O IT

M

Lưu lượng vào Qh(i) (m3) 180 190 150 100 82 90 100 165 126 114 120 110 105 100 91 90 72 50 40 40 40 30 45 70 95,8 Thể tích nước trong bể (m3) 84.2 178.4 232.6 236.8 223 217.2 221.4 290.6 320.8 339 363.2 377.4 386.6 390.8 386 380.2 355.6 310.6 254.8 199 143.2 77.4 26.6 0 Giờ (h) 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7 TB BOD5 vào (mg/l) 1460 1525 1420 1325 920 900 885 820 1200 1026 870 730 725 895 740 610 520 515 540 610 650 732 850 1020 900 BOD5 ra (mg/l) 1460 1505.04 1477.04 1391.44 1220.83 914.25 895.27 857.24 934.93 1154.38 985.22 837.46 728.91 759.94 865.72 715.42 595.67 519.38 517.85 549.50 616.69 664.20 775.38 973.19 913.123 Tải lượng BOD5 trước điều hòa (kgBOD5/h) 262.8 289.75 213 132.5 75.44 81 88.5 135.3 151.2 116.96 104.4 80.3 76.13 89.5 67.34 54.9 37.44 25.75 21.6 24.4 26 21.96 38.25 71.4 95.25 Tải lượng BOD5 sau điều hòa (kgBOD5/h) 139.87 144.18 141.50 133.30 116.96 87.59 85.77 82.12 89.57 110.59 94.38 80.23 69.83 72.80 82.94 68.54 57.06 49.76 49.61 52.64 59.08 63.63 74.28 93.23 87.48

4). So sánh lưu lượng và tải lượng của nước thải trước và sau bể điều hòa:

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 19 of 54

Ta lập “Biểu đồ lưu lượng tr ước và sau b ể” nh ư hình 4 để so sánh l ưu lượng nước thải trước và sau bể điều hòa, và “Biểu đồ tải lượng BOD5 trước và sau bể” như hình 5 để so sánh tải lượng BOD5 của nước thải trước và sau bể điều hòa.

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

Hình 4: Biểu đồ lưu lượng trước và sau bể

O

F

H .I N

N

A

X

G

Hình 5: Biểu đồ tải lượng BOD5 trước và sau bể

N

O

U

R

O IT

M

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 20 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

5). Công suất máy bơm:

N kW26,3 = = = 10.81,9.997.8,95 1000 .8,0. 3600 H.g..Q r b 1000 . h

Nb = 3,26kW

- Công su ất bơm thực tế:

Ntt = 1,2Nb = 1,2.3,26 = 3,912kW

Ntt = 3,912kW = 5,126Hp

Trong đó: - Các hệ số ρ, g, η tính như phần “Hầm bơm tiếp nhận”.

- Hb: Cột áp bơm, Hb ˛ (8 ÷ 10)m. Chọn Hb = 10m

6). Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa bằng khí nén:

O

- Lượng không khí cần thiết:

F

khi

tb a.Q h

L 74,3.8,95 h/m359 = = =

Lkhí = 359m3/h = 0,1m3/s

H .I N

N

Trong đó: - a: Lưu lượng không khí cấp cho bể điều hòa. Chọn

A

a = 3,74 m3 khí/m3 nước thải

X

tb

hQ : Lưu lượng nước thải trung bình giờ.

hQ = 95,8m3/h

G

N

Chọn hệ thống ống cấp khí bằng PVC có đục lỗ, bao gồm 3 ống đặt dọc theo chi ều dài bể (10m), các ống cách nhau 2,5m.

O

U

- Lưu lượng khí trong mỗi ống:

R

ong

q h/m120 = = =

O IT

L 359 khi 3 3 qống = 120m3/h

M

- Đường kính ống dẫn khí:

ong

ong 3600

q.4 d = = = mm65m065,0 = 120.4 .10. 3600 p p .v. ong

dống = 65mm

Trong đó: - vống: Vận tốc khí trong ống, vống ˛ (10 ÷ 15)m/s. Chọn vống = 10m/s Chọn ống θống = 65mm, đường kính các lỗ: dlỗ = (2 ÷ 5)mm. Chọn dlỗ = 3mm

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 21 of 54

Vận tốc khí qua lỗ: vlỗ = 15m/s. vlỗ ˛ (5 ÷ 20)m/s. Chọn

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

2 lo

- Lưu lượng khí qua 1 lỗ:

.15 q . 3600 h/m382,0 = = = .v lo d. p 4

,0. 003 p 4 qlỗ = 0,382m3/h

- Số lỗ trên một ống:

ong q

q lỗ 315 N = = = 120 382,0

Nlỗ = 315 lỗ

- Số lỗ trên 1m dài:

O

n lỗ/m 5,31 = = = N lo L 315 10

F

nlỗ = 32lỗ/m

7). Công suất máy nén khí:

H .I N

- Áp lực và công suất của hệ thống nén khí:

N

A

X

Trong đó: Hct = hd + hc + hr + H hd: Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn (m).

G

hc: Tổn thất cục bộ (m).

N

hr: Tổn thất qua thiết bị phân phối (m).

O

H: Chi ều sâu h ữu ích c ủa bể tức độ sâu ng ập nước của mi ệng vòi

U

phun, H = 4m.

R

Tổng tổn thất hd và hc thường không vượt quá 0,4m. Chọn hd + hc = 0,4m

O IT

Tổn thất hf thường không vượt quá 0,5m. Chọn hf = 0,5m.

M

Do đó áp lực cần thiết sẽ là:

Hct = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9m

Hct = 4,9m

- Áp lực máy nén khí của máy thổi khí là:

9,4 33,10 P ,1 474 at = = + 33,10

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 22 of 54

P = 1,474at

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

283

- Công suất của máy nén khí:

[ ,1.

] 1 =-

N 474 kW05,5 = = - .314,8.12,0 ,0.7,29 293 8,0.283 T.R.G kk 1 .n.7,29 h P 2 P 1 (cid:230) (cid:231)(cid:231) Ł (cid:246) (cid:247)(cid:247) ł ø 1 œ œ ß Ø Œ Œ º

N = 5,05kW = 6,73Hp

Với: Gkk: kh ối lượng của dòng không khí:

G = Lkk . ρkk = 0,1.1,2 = 0,12kg/s

Gkk = 0,12kg/s

ρkk:

R = 8,314 KJ/K.mol 0K R:

O

T1:

F

khối lượng riêng của không khí ở 200C, ρkk = 1,2kg/m3 hằng số của khí, nhiệt độ đầu vào của không khí, T1 = 2930K áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 = 1at P1:

áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra, P2 = 1,474at P2:

1 395,1

H .I N

n: n = 0,283 n ,0 283 = = =

N

1k - k - 395,1

A

hằng số đối với không khí, k = 1,395 k:

X

hiệu suất của máy, chọn η = 80% η:

G

c). Thông số thiết kế:

N

O

STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế

U

R

O IT

m m m Hp Hp 1 Chiều cao bể 2 Chiều rộng bể 3 Chiều dài bể 4 Công suất bơm 5 Công suất máy nén 4,8 9 10 5,126 6,73

M

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 23 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

IV) Bể lắng đợt 1

a) Nhiệm vụ:

Loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải sau khi đã qua các công trình xử lí trước đó. Ở đây, các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất có tỷ trọng nhỏ hơn sẽ nổi lên trên mặt nước và sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt ở bên ngoài b ể. Hàm l ượng ch ất lơ lửng sau b ể lắng 1 cần đạt ≤ 150mg/l trước khi đưa vào các công trình xử lí sinh học.

b) Tính toán:

h

3

Q h/m8,95 → 24.5,95 2300

3 /m

ngày = = Q

tb =

ng tb

Chọn bể lắng đợt 1 dạng tròn, nước thải vào từ tâm và thu n ước theo chu vi b ể (bể

lắng ly tâm).

O

1). Diện tích bề mặt lắng:

F

Tải trọng bề mặt: LA ˛ (32 ÷ 48) m3/m2.ngày → Ch ọn LA= 40 m3/m2.ngày

- Diện tích bề mặt lắng:

H .I N

ng tb

N

A m5,57 = = = Q L 2300 40

A

X

A = 57,5m2

G

2). Đường kính bể lắng:

N

O

m6,8 D = = =

U

A4 p 5,57.4 p

R

D = 8,6m

3). Đường kính ống trung tâm:

O IT

Chọn 20%D nên: Ta có:

M

dtt ˛ (15 ÷ 20%)D → dtt = 20%D = 0,2.8,6 = 1.72m

dtt = 1,72m

4). Chiều cao bể lắng :

Chiều sâu hữu ích bể lắng: H ˛ (3 ÷ 4,6)m → Chọn H = 3,7m

Chiều cao lớp trung hòa: hth = 0,2m

Chiều cao lớp bùn lắng: hb = 0,7m

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 24 of 54

Chiều cao lớp an toàn: hat = 0,3m

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

ﬁ Chiều cao tổng cộng: Htc = 3,7+0,2+0,7+0,3 = 4,9m

Htc = 4,9m

5). Chiều cao ống trung tâm:

Chọn 60%H nên:

htt ˛ (55 ÷ 65%)H → htt = 60%H = 0,6.3,7 = 2,22m

htt = 2,22m

6). Kiểm tra lại thời gian lưu nước bể lắng:

- Thể tích phần lắng:

V 6,8( 72,1 7,3). m2,206 = = h)dD( - - = p 4

O

p 4 V = 206,2m3

F

- Thời gian lưu nước:

H .I N

HRT h2,2 > 1,5h (thỏa) =q= = = 2,206 8,95 V h Q tb

N

A

HRT = θ = 2,2h

X

7). Tải trọng máng tràn:

G

N

3 ng.m/m2,85

< 500 m3/m.ngày (thỏa) L = = = 2300 6,8. p

O

U

R

ng Q tb D p LS = 85,2m3/m.ngày 8). Độ dốc đáy bể: i ˛ (4 ÷ 10)% → Ch ọn i = 10%

i = 10%

O IT

9). Chọn chiều cao và đường kính các ống phân phối:

M

- Đường kính ống loe: dloe = 1,35.dtt = 1,35.1,72 = 2,322m

dloe = 2,322m

- Đường kính ống chắn: dchắn = 1,3.dloe = 1,3.2,322 = 3,02m

dchắn = 3,02m

- Chiều cao ống loe: hloe ˛ (0,2 ÷ 0,5)m → Ch ọn hloe = 0,3m

hloe = 0,3m

- Chiều cao ống chắn: hchắn ˛ (0,2 ÷ 0,5)m → Chọn hchắn = 0,3m

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 25 of 54

hchắn = 0,3m

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

10). Hiệu quả lắng cặn lơ lửng và khử BOD5:

Theo công thức thực nghiệm của các nhà khoa học Mỹ:

R = q .ba + q

Trong đó: R: Hiệu quả khử BOD5 hoặc SS biểu thị bằng (%).

θ : Thời gian lưu nước (h).

a,b: Hằng số thực nghiệm.

a) Hiệu quả lắng cặn lơ lửng SS:

Với SS ta có: a = 0,0075h ; b = 0,014

→ %44,57 = =

O

R SS ,0 0075 2,2.014 2,2 ,0 +

F

RSS = 57,44%

b) Hiệu quả khử BOD5:

H .I N

a = 0,018h ; b = 0,02 Với BOD5 ta có:

N

A

BOD

→ R %5,35 = =

X

018,0 2,2.02,0 2,2 +

G

R %5,35

BOD =

5 N

O

c). Thông số thiết kế:

U

STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế

R

O IT

m m m % 1 Chiều cao tổng 2 Đường kính 3 Chiều cao cột nước 4 Độ dốc đáy bể 4,9 8,6 4,6 10

M

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 26 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

V) Bể trung hòa

a) Nhiệm vụ:

Dùng năng lượng cánh khu ấy tạo ra dòng ch ảy rối để trộn đều nước thải với các hóa chất cho vào để điều chỉnh pH nước thải nằm trong khoảng thích hợp (pH = 6,5 ÷ 7,5) và cung cấp thêm dinh dưỡng cho hoạt động của vi sinh vật.

b) Tính toán:

Ống dẫn nước thải vào ở đáy bể, dung dịch sút NaOH cho vào ngay c ửa ống dẫn vào bể, nước đi từ dưới lên tràn qua ống thu n ước ở phía kia cùa thành b ể để dẫn sang Aerotank.

O

F

- Nhiệt độ nước: - Chọn thời gian khuấy trộn: tkt = 60s - Chọn cường độ khuấy trộn: G = 800s-1 tn = 200C

1). Thể tích bể trộn:

H .I N

tb h

t.QV 60. m6,1 = = =

N

A

8,95 3600 V = 1,6m3

X

Chọn bể trộn tròn.

G

2). Kích thước bể:

N

Chọn: - Chi ều cao hữu ích: Hhi = 2m

O

U

- Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3m

R

- Chiều cao tổng cộng:

Htc = Hhi + hbv = 2 + 0,3 = 2,3m

O IT

Htc = 2,3m

M

- Đường kính bể:

D m1 = = = V.4 H. p 6,1.4 2. p

D = 1m

3). Kích thước tấm chắn:

Trong bể đặt 4 tấm chắn để ngăn chuyển động xoáy của nước.

- Chiều cao tấm chắn: Hch = 1,8m

- Chiều rộng tấm chắn: Wch = 0,1.D = 0,1.1 = 0,1m

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 27 of 54

Wch = 0,1m

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

4). Thông số máy khuấy :

Dùng máy khu ấy tuabin 4 cánh nghiêng góc 450 hướng lên trên để đưa nước từ dưới lên.

- Chọn: Đường kính máy khuấy: Dkh = 0,35m

Chiều rộng cánh khuấy: Wkh = 0,07m

Chiều dài cánh khuấy: Lkh = 0,09m

Hiệu suất động cơ: η = 0,7

- Máy khuấy đặt cách đáy 1 đoạn: h = 0,35m

- Năng lượng cần truyền vào nước:

P = G2.V.μ = 8002.1,6.0,001 = 1,024kW

O

P = 1,024kW

F

- Công suất động cơ:

N kW47,1 = = =

H .I N

024,1P 7,0 h

N

N = 1,47kW = 1,96Hp

A

X

- Số vòng quay:

G

1 3

N

5 kh

1 (cid:246) 3 =(cid:247) ł

n 65,5 vòng/s = ,1 024 1000 35,0. .08,1 P D..K r (cid:230) (cid:231) Ł

O

(cid:246) =(cid:247)(cid:247) ł (cid:230) (cid:231)(cid:231) Ł

U

n = 5,65vòng/s = 339vòng/phút

R

Trong đó:

μ: Độ nhớt động lực của nước, μ = 0,001Pa.s ρ: Khối lượng riêng của nước, ρ = 1000kg/m3

O IT

K: Hệ số hiệu chỉnh, K = 1,08

M

Phải có hộp giảm tốc cho động cơ.

- Đường kính ống dẫn nước ra và dẫn nước vào lấy như sau:

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 28 of 54

dra = dvào = 300mm

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

5). Tính lượng sút NaOH sử dụng để trung hòa:

4

- Do pH của dung dịch nước thải đầu vào là 4 (pH = 4) nên C 10 l/mol =

M

H

- Số mol H+ có trong lưu lượng dòng vào:

tb h

.8,95 phút N C Q. 10 . 16,0 /mol = = = 1000 60

N 16,0 /mol phút

H =+

- Phương trình phản ứng:

H+ → Na+ + NaOH + H2O

1 1

O

0,16 0,16

F

- Dựa vào phương trình ta có số mol NaOH cần dùng là: nNaOH = 0,16mol/phút

- Chọn dung dịch NaOH vào có nồng độ: C 1 M1 l/mol = =

NaOHM

H .I N

- Lượng NaOH cần dùng:

N

A

NaOH

/L16,0 phút V = = =

X

NaOHM

n C 16,0 1

G

VNaOH = 0,16L/phút = 230,4L/ngày

N

c). Thông số thiết kế:

O

U

Đơn vị Số liệu thiết kế STT

R

O IT

M

Số vòng quay

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 29 of 54

Tên thông số m 1 Chiều cao tổng bể m 2 Đường kính m 3 Chiều cao tấm chắn m 4 Chiều rộng tấm chắn Hp 5 Công suất máy khuấy vòng/s 6 7 Lượng NaOH sử dụng L/ngày 2,3 1 1,8 0,1 1,96 5,65 230,4

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

VI) Bể bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn - Bể Aerotank

a) Nhiệm vụ:

Bể Aerotank được sử dụng khá phổ biến trong các quá trình x ử lí sinh học hiếu khí, tức là quá trình phân hủy các chất hữu cơ hòa tan không lắng được nhờ các vi sinh vật hiếu khí có s ử dụng Oxy hòa tan. Tùy thu ộc vào thành ph ần nước th ải cụ th ể, các ch ất dinh dưỡng, chủ yếu là N và P s ẽ được bổ sung để gia tăng khả năng phân hủy sinh học của vi sinh vật. Nước thải chứa 1 lượng lớn chất hữu cơ, do đó chúng được đưa vào bể Aerotank để vi sinh vật phân hủy chúng thành các chất vô cơ như: CO2, H2O... và tạo thành sinh khối mới, góp phần làm giảm COD và BOD của nước thải.

b) Tính toán:

1). Các thông số tính toán:

O

- BOD5 trung bình sau bể điều hòa là: 913,123mgO2/L.

F

- Hàm lượng BOD5 vào Aerotank (ra bể lắng đợt I):

S0 = 913,123.(1 – 0,355) = 589mgO 2/L

H .I N

S0 = 589mgO2/L

N

Theo kết quả thực nghiệm ta tìm được các “thông số động học” như sau:

A

- Hệ số bán vận tốc: KS = 50mg/L

X

G

- Hàm lượng cơ chất:

N

- Hệ số phân hủy: Y = 0,5mgVSS/mgBOD5 kd = 0,05ngày-1

O

U

Có thể áp d ụng các điều ki ện sau cho tính toán quá trình bùn ho ạt tính xáo tr ộn hoàn toàn:

R

a) Hàm lượng vi sinh, chất hữu cơ có trong bùn: MLVSS:MLSS = 0,75.

b) Hàm lượng bùn tuần hoàn: Xu = 12000mgSS/l.

O IT

c) Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aerotank: MLVSS = 3500mg/l.

M

d)Thời gian lưu bùn trung bình: θc = 10ngày.

e) Tỉ số BOD5 so với BODL (BOD cuối cùng): BOD5:BODL= 0,68.

f) BOD5 sau lắng II đạt tiêu chuẩn loại A, còn lại là: 20mgO2/l.

g) Nước th ải sau l ắng II ch ứa 20mgSS/L cặn sinh h ọc, trong đó có 65% cặn dễ

phân hủy sinh học.

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 30 of 54

h) Tỉ số BOD5:N:P = 900 : 55 : 15 = 100 : 6,1 :1,6 nên chất dinh dưỡng đa lượng đủ cho vi sinh phát tri ển. Giả sử các chất dinh dưỡng vi lượng cũng đủ cho sinh tr ưởng tế bào.

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

2). Xác định BOD5 hòa tan sau lắng II theo mối quan hệ sau đây:

Tổng BOD5 = BOD5 hòa tan + BOD5 của cặn lơ lửng

Xác định BOD5 của cặn lơ lửng ở đầu ra:

- Hàm lượng cặn sinh học dễ phân hủy:

VSS = 0,65.20 = 13mg/L

VSS = 13mg/L

- BODL của cặn lơ lững dễ phân hủy sinh học của nước thải sau lắng II:

BODL = 13.1,42 = 18,46mgO2/L

BODL = 18,46mgO2/L

- BOD5 của cặn lơ lững của nước thải sau bể lắng II:

O

BOD5 = 18,46.0,68 = 12,55mgO2/L

F

BOD5 = 12,55mgO2/L

- BOD5 hòa tan của nước thải sau bể lắng II:

H .I N

20 = C + 12,55 → C = 7,45mgO2/L

N

A

BOD5 hòa tan = 7,45mgO2/L

X

3). Hiệu quả xử lí BOD5 của bể Aerotank:

G

S S 20 589

N

BOD 5

E . 100 . 100 %6,96 = = = - 589 - 0 S

O

U

E %6,96

BOD =

5 R

4). Tính thể tích và các kích thước bể Aerotank:

- Thể tích bể:

O IT

.10 )45,7

M

m1480 = = = V r )S ) 2300 3500 589 - )10.055 .(6,0. ,01.( + S.(Y.Q. q - c 0 .k1.(X q + d

Vr = 1480m3 Chia thành 2 đơn nguyên:

V1 = V2 = 1480 : 2 = 740m3 H = 4m - Chọn chiều cao hữu ích:

- Chọn chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3m

- Chiều cao tổng: Htc = H + hbv = 4 + 0,3 = 4,3m.

Htc = 4,3m

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 31 of 54

- Chọn tỉ số: rộng : cao = W : H = 2 : 1.

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Chiều rộng bể là: W = 2.H = 2.4 = 8m.

W = 8m

- Chiều dài bể là: L .m23 = = = V 1 W.H 740 8.4

L = 23m

- Kích thước bể: L x W x Htc = 23m x 8m x 4,3m

5). Thời gian lưu nước của bể Aerotank:

HRT 24. h44,15 =q= = = V Q 1480 2300

HRT = θ = 15,44h

O

6). Tính lượng bùn dư thải ra mỗi ngày:

F

- Hệ số sản lượng quan sát:

H .I N

obs

387,0 mgVSS / mgBOD Y = = = 6,0 055,01 10. + Y .k1 + q d

N

A

Yobs = 0,387mgVSS/mgBOD5

X

- Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày theo VSS:

G

N

Px(VSS) = Yobs.Q.(BOD0 – BOD5 hòa tan) = 0,387.2300.(589 – 7,45).10-3 Px(VSS) = 518kgVSS/ngày

O

- Lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo SS:

U

R

)SS(x

ngày P 691 kgSS / = = = P (x )VSS 75,0 518 75,0

O IT

Px(SS) = 691kgSS/ngày

M

Q, S0, Xo

Qe, S, Xe

Bể lắng

Bể Aerotank

Qr, Xr, S

Qw,Xr

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 32 of 54

Hình 6 :Sơ đồ làm việc của hệ thống

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Lượng bùn dư cần xử lí mỗi ngày:

Lượng bùn dư cần xử lí = Tổng lượng bùn - Lượng SS trôi ra khỏi lắng II

Mdư(SS) = 691 – 2300.20.10-3 = 645kgSS/ngày Mdư(SS) = 645kgSS/ngày

- Lượng bùn dư có khả năng phân hủy sinh học cần xử lí:

Mdư(VSS) = Mdư(SS).0,75 = 645.0,75 = 484kgVSS/ngày

Mdư(VSS) = 484kgVSS/ngày

Giả sử hàm lượng bùn ho ạt tính lắng ở đáy bể lắng có hàm lượng chất rắn CSS = 1,2% và khối lượng riêng là ρ = 1012kg/m3.

- Lưu lượng bùn dư cần xử lí:

O

F

)SS(du C.

ngày Q /m11,53 = = = 645 ,0. 1012 012 r

Qw = 53,11m3/ngày

H .I N

Có thể tính theo công thức sau:

N

A

10 =(cid:222) =q c

X

12000 75,0. )75,0.20 . 2300 X.V r X)QQ(X.Q - + 1480 ( + 3500 - .Q w ).(Q w

G

→ Qw = 53,81m3/ngày

N

7). Tính lưu lượng bùn tuần hoàn:

O

- Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aerorank:

U

R

MLSS= MLVSS : 0,75 = 3500 : 0,75 = 4667mgSS/L

MLSS = 4667mgSS/L

O IT

Già s ử X0 = 0 và Qr = αQ. Hệ số tuần hoàn:

M

=a = , 630= 4667 - 12000 4667 X XX - u

α = 0,63

- Lưu lượng bùn tuần hoàn:

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 33 of 54

Qr = αQ = 0,63.2300 = 1449m3/ngày = 60,4m3/h Qr = 60,4m3/h

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

8). Kiểm tra tải trọng thể tích:

3 .m/

BOD5

L 92,0 kgBOD = = = ngày ˛ (0,8 ÷ 1,9) (thỏa). 2300 1480 . 589 3 - 10. S.Q V r

L 92,0 kgBOD

3 .m/

ngày =

5 BOD5

9). Kiểm tra tỉ số F/M:

589 26,0 M/F = = = ngày-1 ˛(0,2 ÷ 0,6)ngày-1 (th ỏa). S 0 X. q . 3500 44,15 24

F/M = 0,26ngày-1

10). Tính lượng khí cần thiết cho quá trình bùn hoạt tính:

O

E = 9%. Ch ọn: - Hiệu suất chuyển hóa O2 của thiết bị khuyếch tán khí:

F

- Hệ số an toàn để tính công suất thực của máy thổi khí: (1,2 ÷ 2,5) → f = 2.

- Lượng BODL tiêu thụ trong quá trình sinh học bùn hoạt tính:

H .I N

S.(Q )S

N

BOD L

2300 .( 589 10).45,7 ngày M 1967 kgBOD / = = =

A

- 0 68,0 - 68,0

X

M 1967 kgBOD / ngày =

L

BODL

G

N

- Nhu cầu O2 cho quá trình:

O

BOD

)VSS

M M 1967 518.42,1 1231 44, kgO / ngày = - = - = P.42,1 (x

U

ngày M 1231 44, kgO / =

2 O2

R

Không khí chứa 23,2% trọng lượng O2 và khối lượng riêng của không khí 1,2kg/m3 (ở 200C).

O IT

- Lượng không khí lí thuyết cho quá trình:

M

M ngày 4423 /m3, M = = = ,0 1231 232 ,0 44, 2,1.

O 2,1. 232 Mkk = 4423,3m3/ngày

- Kiểm tra lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn:

3 .m/L6,23

4423 q = = = phút ˛(20 ÷ 40L/m3.phút) (thỏa) .3, 1480 1000 . 1440 .09,0 M kk V.E r

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 34 of 54

qkk = 23,6L/m3.phút

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

R: R = 8,314 KJ/K.mol 0K

T1:

P1: hằng số của khí, nhiệt độ đầu vào của không khí, T1 = 2930K áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 = 1at

P2: áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra, P2 = 1,474at

1 395,1 n: n = 0,283 n ,0 283 = = = 1k - k - 395,1

k: hằng số đối với không khí, k = 1,395

η: hiệu suất của máy, chọn η = 80%

Chọn dạng đĩa xốp, có màng phân phối dạng mịn, đường kính θ = 170mm, diện tích

bề mặt F = 0,02m2. Cường độ thổi khí v = 200L/phút.đĩa = 12m3/h.đĩa.

O

Độ ngập sâu nước của thiết bị phân phối h = 4m (lấy gần đúng bằng chiều sâu bể).

F

- Số đĩa cần phân phối trong bể:

N 3,341 đĩa = = =

H .I N

Q kk v 60.26,68 12

N

Chọn N = 344đĩa

A

- Vậy mỗi Aerotank cần bố trí:

X

G

n 172 đĩa = = = 344 2 N 2

N

O

n = 172đĩa

U

Cách bố trí đầu phân phối khí:

R

- Từ ống chính chia thành 22 ống nhánh, trên mỗi ống nhánh có 8 đầu phân phối.

- Theo chi ều dài của bể là 23m ta bố trí nh ư sau: khoảng cách gi ữa 2 ống nhánh

O IT

ngoài cùng với thành bể là 0,5m, khoảng cách giữa 2 ống nhành là 1,047m.

M

- Trên mỗi ống nhánh b ố trí đầu phân ph ối: khoảng cách gi ữa 2 đầu phân ph ối ngoài cùng đến thành bể là 0,5m và khoảng cách giữa 2 đầu phân phối khí là 1m.

- Trụ đỡ: đặt ở giữa 2 đĩa kế nhau từng trụ một.

- Kích thước trụ đỡ: L x W x H = 0,2m x 0,2m x 0,2m

12). Tính toán đường ống dẫn khí:

vkhí = 12m/s

- Vận tốc khí trong ống dẫn khí chính vkhí ˛ (10 ÷ 15)m/s. Chọn - Đường kính ống phân phối chính:

ong

khi

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 36 of 54

d m348,0 = = = Q.4 v. p 14,1.4 .12 p

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

' k

- Vận tốc khí trong ống nhánh:

nhanh

v s/m2,13 = = = 026 2 05,0. ,0.4 p Q.4 2 d. p nhanh

vnhánh = 13,2m/s

13). Tính toán đường ống dẫn nước thải vào bể:

Chọn vận tốc nước thải trong ống: v ˛ (0,3 ÷ 0,7)m/s. Chọn v = 0,7m/s

- Lưu lượng nước thải vào mỗi bể:

ngay 2

Q 2300 ,0 s/m0133 Q = = = .24.2 3600

Q1 = 0,0133m/s

O

- Đường kính của ống:

F

,0 m1555 = = = d ong 0133 7,0. Q.4 v. p ,0.4 p

H .I N

N

Chọn ống PVC có: Фống = 150mm

A

- Vận tốc thực nước chảy trong ống:

X

G

s/m75,0 v = = = 0133 2 15,0. ,0.4 p Q.4 2 d. p ong

N

O

v = 0,75m/s

U

14). Tính toán đường ống dẫn bùn tuần hoàn:

R

- Lưu lượng bùn tuần hoàn ở mỗi bể:

O IT

Q ,0 s/m0084 = = = 4,60 3600 .2

M

Q r 2 Q2 = 0,0084m3/s

Chọn vận tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện có bơm: v ˛ (1 ÷ 2)m/s

Chọn: v = 1m/s

- Đường kính ống dẫn bùn:

m103,0 = = = d ong Q.4 v. p 0084 ,0.4 1. p

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 38 of 54

Chọn ống PVC có: Фống = 100mm

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

15). Tính bơm bùn tuần hoàn:

Chọn cột áp của bơm: H = 8m

η = 0,8 Hiệu suất chung của bơm: η ˛ (0,7 ÷ 0,8). Chọn

- Công suất của bơm:

.5,1 kW47,2 .fN = = = .4,60 1000 1000 .8,0. 8.81,9. 3600 H.g..Q r r 1000 . h

N = 2,47kW

16). Tính đưởng ống dẫn nước ra khỏi bể:

- Tổng lưu lượng nước ra khỏi bể:

O

F

Chọn vận tốc trong ống: Qra = Q1 + Q2 = 0.0084 + 0,0133 = 0,0217 m3/s. Qra = 0,0217m3/s vra = 0,7m/s

- Đường kính ống:

H .I N

N

ong

d m199,0 = = =

A

0217 7,0. ,0.4 p Q.4 v. p

X

Chọn ống PVC có: Фống = 200mm

G

17). Bơm bùn dư đến bể nén bùn:

N

Chọn cột áp của bơm: H = 8m

O

U

η = 0,8 Hiệu suất chung của bơm: η ˛ (0,7 ÷ 0,8). Chọn

R

- Công suất của bơm:

.5,1 kW092,0 .fN = = =

O IT

.81,53 1000 1000 .24.8,0. 8.81,9. 3600 H.g..Q r w 1000 . h

M

N = 0,092kW

18). Tính toán đường ống dẫn bùn:

Chọn vận tốc bùn trong ống: v = 1m/s

- Đường kính ống dẫn bùn:

ong

,0 m028 d = = = 81,53.4 .24.1. 3600 Q.4 w v. p p

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 39 of 54

Chọn ống PVC có: Фống = 30mm

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

c). Thông số thiết kế:

Đơn vị Số liệu thiết kế Tên thông số

bể m/bể m/bể m/bể Hp STT Số bể 1 2 Chiều cao 3 Chiều rộng 4 Chiều dài 5 Công suất máy nén khí 2 4,3 8 23 76,8

O

F

H .I N

N

A

X

G

N

O

U

R

O IT

M

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 40 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

VII) Bể lắng đợt 2

a) Nhiệm vụ:

Sau khi qua bể Aerotank, hầu hết các chất hữu cơ trong nước thải bị loại hoàn toàn. Tuy nhiên, nồng độ bùn hoạt tính có trong nước thải là rất lớn. Do vậy, bể lắng 2 có nhiệm vụ lắng và tách hỗn hợp nước, bùn hoạt tính và các ch ất rắn lơ lửng. Bể lắng 2 có thể là bể lắng đứng, lắng ngang hoặc lắng ly tâm.

b) Tính toán:

Chọn: Tải trọng bề mặt của bùn hoạt tính:

Tải trọng chất rắn: LA = 20m3/m2.ngày LS = 50kg/m2.h

1). Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng bề mặt:

O

Q A m115 = = =

F

tb ngay L

2300 20

AL = 115m2

H .I N

2). Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn:

N

( 8,95

( Q

tb h

MLSS 4667 +

A

) .4,60 1000

) .Q r L

m8,145 A = = = + .5

X

G

AS = 145,8m2

N

O

Do AS>AL nên diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn, A = 145,8m2 Chọn bể lắng tròn.

U

3). Đường kính bể lắng:

R

.4 D m6,13 = = =

O IT

A.4 p 8,145 p

M

D = 13,6m

4). Chiều cao tổng cộng bể lắng 2:

Chọn: - Chiều cao bể lắng: H = 2,8m

- Chiều cao lớp bùn lắng: hb = 1,5m

- Chiều cao an toàn: hbv = 0,3m

- Chiều cao tổng cộng bể lắng 2:

Htc = H + hb + hbv = 2,8 + 1,5 + 0,3 = 4,6m

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 41 of 54

H = 4,6m

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

5). Đường kính ống trung tâm:

dtt = 20%D = 0,2.13,6 = 2,72m

dtt = 2,72m

6). Chiều cao ống trung tâm:

htt = 60%H = 0,6.2,8 = 1,68m

htt = 1,68m

7). Kiểm tra thời gian lưu nước:

- Thể tích phần lắng:

2 tt

6,13.( 72,2 8,2). m5,390 = H).dD.( - = - = V L p 4

O

p 4 VL = 390,5m3

F

- Thời gian lưu nước:

H .I N

h5,2 HRT = =q= = 4,60 8,95 V L QQ + 5,390 +

N

A

HRT = θ = 2,5h

X

8). Kiểm tra thời gian lưu bùn:

G

- Thể tích phần chứa bùn:

N

O

Vb = A.hb = 145,8.1,5 = 218,7m3 Vb = 218,7m3

U

R

- Thời gian lưu bùn:

7,218 h5,3 t = = =

O IT

Q Q V b + 4,60 +

M

81,53 24

tb = 3,5h

9). Tải trọng máng tràn:

24.4,60 ngày < 500m3/m.ngày (thỏa) L .m/m76,87 = = = QQ + D. p

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 42 of 54

2300 + 6,13. p LS = 87,76m3/m.ngày

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

c). Thông số thiết kế:

STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế

m m m m2 1 Chiều cao 2 Đường kính 3 Chiều cao lớp nước 4 Diện tích bề mặt bể lắng 4,6 13,6 4,3 145,8

O

F

H .I N

N

A

X

G

N

O

U

R

O IT

M

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 43 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

6). Chiều rộng bể:

W m8,0 = = = A H 8,0 1

W = 0,8m

7). Chiều dài của bể:

L m40 = = = V t H.W 32 1.8,0

L = 40m

Chia bể thành 4 ngăn, mỗi ngăn rộng w = 0,8m

→ Chiều rộng tổng cộng:

O

B = 4.w = 4.0,8 = 3,2m

F

B = 3,2m

→ Chiều dài mỗi ngăn:

H .I N

N

L m10 = = 40 4

A

X

L = 10m

G

Ta có L : W = 10 : 0,8 = 12,5 > 10 (thỏa)

N

8). Lượng Clor tiêu thụ mỗi ngày:

O

U

tb ngay

82,11 kgCl / C.QM 2300 . ngày = = = 14,5 1000

R

MCl = 11,82kgCl2/ngày

O IT

c). Thông số thiết kế:

M

Tên thông số

Số ngăn

Đơn vị ngăn m/ngăn m/ngăn m/ngăn

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 45 of 54

Số liệu thiết kế 4 1,3 3,2 10 11,82 STT 1 2 Chiều cao 3 Chiều rộng 4 Chiều dài 5 Lượng Cl2 sử dụng kgCl2/ngày

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

IX) Bể nén bùn

a) Nhiệm vụ:

Bùn hoạt tính từ bể lắng 2 có độ ẩm cao 99,4% - 99,7%. M ột phần lớn loại bùn này được dẫn trở lại bể Aerotank (bùn ho ạt tính tu ần hoàn), ph ần bùn còn l ại được gọi là bùn hoạt tính dư được dẫn vào bể nén bùn. Nhi ệm vụ của bể nén bùn là gi ảm độ ẩm của bùn hoạt tính dư và bông phèn sinh ra t ừ bể tạo bông trong quá trình keo t ụ tạo bông bằng cách lắng cơ học để đạt độ ẩm thích hợp (94% - 96%) ph ục vụ cho vi ệc xử lí bùn và gi ảm kích thước thiết bị của các công trình xử lí phía sau, giảm khối lượng phải vận chuyển.

b) Tính toán:

Giả sử bùn hoạt tính dư được bơm về bể điều hòa và bùn được lắng lại ở bể lắng 1. Quá trình nén bùn dư và bùn tươi xảy ra ở đáy bể lắng 1.

Lượng bùn sinh ra gồm lượng bùn tươi từ bể lắng 1và bùn dư ở bể lắng 2.

O

F

1). Lượng bùn tươi sinh ra ở bể lắng 1:

- Hiệu suất xử lí cặn lơ lửng ở bể lắng 1: RSS = 57,44%

- Lượng bùn tươi sinh ra:

H .I N

N

tb ngay

SS1

M R.SS.Q 2300 . ,0. 5744 22,264 kgSS / ngày = = =

A

200 1000

X

ngày M 264 22, kgSS /

1SS =

G

N

Giả sử: - Bùn tươi có hàm lượng cặn TS %5 (tức độ ẩm 95%)

1SS =

O

- Tỉ số: VSS : SS = 0,75

U

- Khối lượng riêng của bùn tươi: ρ = 1,053kg/l

R

- Lưu lượng bùn tươi cần xử lí:

O IT

SS 1

Q /SSm02,5 ngày = = =

M

SS 1

22,264 .05,0.053,1 1000 TS . r

3 /SSm02,5

ngày =

SS1

- Lượng bùn tươi có khả năng phân hủy sinh học:

1VSS

ngày M 75,0.22,264 17,198 kgVSS / = =

M 198 17, kgVSS / ngày

1VSS =

2). Lượng bùn hoạt tính dư sinh ra ở bể lắng 2:

- Lượng bùn hoạt tính sinh ra: M 645 kgSS / ngày

2SS =

3

- Lưu lượng bùn hoạt tính cần xử lí: Q /SSm81,53 ngày =

SS2

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 46 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Lượng bùn hoạt tính có khả năng phân hủy sinh học:

M 484 kgVSS / ngày

2VSS =

3). Tổng lượng bùn cần xử lí:

SS 1

ngày M M M 22,264 645 22,909 kgSS / = + = + =

MSS = 909,22kgSS/ngày

Tổng lưu lượng bùn cần xử lí:

SS 1

Q Q Q 02,5 81,53 /SSm83,58 ngày = + = + =

QSS = 58,83m3SS/ngày

Tổng lượng bùn có khả năng phân hủy sinh học:

O

VSS

VSS 1

17,682 M M M 17,198 484 kgVSS / ngày = + = + =

F

MVSS = 682,17kgVSS/ngày

4). Hàm lượng TS vào phần nén bùn của lắng 1:

H .I N

SS 1

+ 012 TS.Q SS TS.Q SS 1

N

vao

TS %52,1 = = = Q Q + ,0.81,53 05,0.02,5 + 02,5 81,53 +

A

SS 1

X

TSvào = 1,52%

G

5). Lưu lượng bùn nén cần xử lí:

N

Giả sử: - Toàn bộ bùn hoạt tính lắng xuống đáy bể.

O

U

- Hàm lượng bùn bị nén đạt TSnén = 3%.

R

vao

3 /m81,29

vao

nen

SSQ

nen

ngày TS. Q Q. 83,58. = (cid:222) = = = TS.Q nen TS TS 52,1 3

O IT

Qnén = 29,81m3/ngày

M

6). Kiểm tra tải trọng bề mặt:

3 2 .m/m02,1

lang

L ngày < 30m3/m2.ngày (thỏa) = = = Q A 83,58 5,57

LA = 1,02m3/m2.ngày

7). Kiểm tra tải trọng chất rắn:

3 2 .m/m81,15

lang 1

L ngày < 78kgSS/m2.ngày (thỏa) = = = M A 22,909 5,57

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 47 of 54

LSS = 15,81m3/m2.ngày

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

Vậy diện tích bể lắng 1 đáp ứng được tải trọng bùn và tải trọng bề mặt của nén bùn trọng lực. Do đó ta có thể kết hợp bể lắng 1 để làm bể nén bùn.

8). Kiểm tra thời gian lưu giữ bùn SVR:

Chiều cao lớp bùn trong bể: hb = 0,7m

- Thời gian lưu giữ bùn SVR:

nen

ngày ˛ (0,5 ÷ 2)ngày (thỏa) 35,1 SVR = = = h.A lang 1 Q 7,0.5,57 81,29

SVR = 1,35ngày = 32,4h

c). Thông số thiết kế:

STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế

O

F

m m m % 4,9 8,6 4,6 10 1 Chiều cao tổng 2 Đường kính 3 Chiều cao cột nước 4 Độ dốc đáy bể

H .I N

(Ghi chú: Thông số thiết kế cho bể nén bùn cũng là thông số thiết kế cho bể lắng đợt 1)

N

A

X

G

N

O

U

R

O IT

M

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 48 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

X) Bể phân hủy bùn kị khí

a) Nhiệm vụ:

Hỗn hợp bùn sau khi qua bể nén bùn có hàm lượng bùn nén tương đối đạt tiêu chuẩn Trong hỗn hợp này có ch ứa 1 lượng lớn bùn hữu cơ dễ bay hơi và 1phần lượng bùn vô cơ. Vì vậy bể phân hủy bùn kị khí có nhi ệm vụ phân hủy 1 ph ần lớn các ch ất hữu cơ dễ bay hơi, ph ần còn l ại cùng với ph ần vô c ơ có s ẵn được đưa đi xử lí bùn (tách n ước) ở công trình sau. Quá trình này được thực hiện nhờ các vi sinh vật kị khí phân hủy các chất hữu cơ dễ bay hơi tạo ra sinh khối mới và các khí Biogas (ch ủ yếu là CH 4 và CO2). Khí Biogas có thể được thu giữ dẫn đi để làm chất đốt thiết kiệm năng lượng.

b) Tính toán:

1). Tồng lượng bùn phân hủy kị vào bể mỗi ngày:

- Khối tích bùn:

O

F

- Lượng chất rắn: QS=Qnén = 29,81m3/ngày MSS = 909,22kgSS/ngày

- Lượng chất rắn dễ bay hơi:

Giả sử:- Tải trọng chất dễ bay hơi:

H .I N

N

MVSS = 682,17kgVSS/ngày LVSS = 0,6kgVSS/m3.ngày t = 280C - Nhiệt độ vận hành ngoài trời:

A

- Hiệu quả khử VSS đạt

X

E = 50% 0,55m3/kgVSS vào. - Sản lượng khí CH4:

G

- Hàm lượng chất rắn của bùn đã phân hùy: TSph = 6%

N

O

2). Thể tích cần thiết cho quá trình phân hủy bùn:

U

m1137 = = = V r

R

M L 17,682 6,0

Vr = 1137m3

O IT

3). Thời gian phân hủy:

M

t 14,38 ngày = = = V r Q 1137 81,29

tph = 38,14ngày

4). Lượng chất hữu cơ còn lại sau quá trình ổn định:

VSS

S %)E1.(M )5,01.(17,682 1,341 kgVSS / ngày = - = - =

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 49 of 54

SVSS = 341,1kgVSS/ngày

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

5). Lượng chất vô cơ còn lại:

VSS

MMS 22,909 17,682 1,227 kgSS / ngày - = = - =

SSS = 227,1kgSS/ngày

6). Tổng lượng chất rắn còn lại:

VSS

S S S 1,341 1,227 2,568 kgTS / ngày = + = + =

STS = 568,2kgTS/ngày

7). Hàm lượng chất rắn dễ bay hơi của bùn hoạt tính:

VS = = %60%100. = S VSS S 1,341 2,568

VSph = 60%

O

F

8). Tốc độ bùn tích lũy:

Dựa vào TSph và VSph có thể xác định khối lượng riêng của bùn đã phân hủy

H .I N

N

ρph = 1,019g/ml - Tốc độ bùn tích lũy:

A

2,568

X

TS . r

ngày Q /m3,9 = = = S TS .06,0 1019

G

N

Qa = 9,3m3/ngày

O

9). Thể tích bể phân hủy:

U

Giả sử thời gian trữ bùn phân hủy: tVS = 30ngày

R

- Thể tích bể phân hủy:

)3,9

O IT

14.38. 30.3,9 1024 m8, t. = + = + = V ph t.Q a )QQ( + 2 81,29( + 2

M

Trong đó:

Vph = 1024,8m3 - QS: Tốc độ bùn vào bể phân hủy, (m3/ngày). - Qa: Tốc độ bùn tích lũy, (m3/ngày). - tph: Thời gian phân hủy bùn, (ngày).

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 50 of 54

- tVS: Thời gian trữ bùn đã phân hủy, (ngày).

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

10). Chiều cao bể phân hủy:

Giả sử: - Chiều cao hữu ích của bể: H = 9m

- Chiều cao phần chứa khí: hkhí = 1,5m

- Chiều cao bể phân hủy:

Htc = H + hkhí = 9 + 1,5 = 10,5m

Htc = 10,5m

11). Đường kính bể phân hủy:

.4 8, D m12 = = = V.4 H. p 1024 9. p

D = 12m

O

12). Tốc độ nước trên bề mặt trở về hệ thống xử lí:

F

Qn = QS – Qa = 29,81 – 9,3 = 20,51m3/ngày Qn = 20,51m3/ngày

H .I N

c). Thông số thiết kế:

N

A

STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế

X

G

m m 10,5 12 1 Chiều cao tổng 2 Đường kính

N

O

U

R

O IT

M

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 51 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

XI) Sân phơi bùn

a) Nhiệm vụ:

Bùn từ bể ổn định bùn kị khí được đưa đến sân phơi bùn để tách nước giảm thể tích bùn để dễ dàng vận chuy ển, chôn l ấp hơn và gi ảm th ể tích n ước có th ể ng ấm vào n ước ngầm ở bãi chôn l ấp... Tăng hàm lượng của cặn từ 3% lên 18% . Bùn sau khi được tách nước có dạng bánh sẽ được đỗ bỏ.

b) Tính toán:

Bùn tươi từ bể phân hủy bùn kị khí được dẫn vào sân phơi bùn để làm ráo nước.

1). Lượng cặn dẫn đến sân phơi bùn:

Q = Qa = 9,3m3/ngày

2). Diện tích hữu ích của sân phơi bùn:

O

F

Giả sử thời gian làm việc của nhà máy trong 1 năm là: t = 300ngày

- Diện tích hữu ích của sân phơi bùn:

H .I N

m485 = = = F 1 365.3,9 5,3.2

N

t.Q n.q 0

A

F1 = 485m2

X

Trong đó:

G

- q0: Tải trọng cặn lên sân phơi bùn, m3/m2.năm q0 ˛ (1,5 ÷ 2,0)m3/m2.năm → Chọn q0 = 2m3/m2.năm

N

- n: Hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí hậu.

O

U

n ˛ (3,0 ÷ 4,2) → Ch ọn n = 3,5

R

3). Kích thước sân phơi bùn:

- Chia thành 4 ô, mỗi ô có diện tích Ab = 120m2

O IT

- Kích thước mỗi ô: dài x rộng = L x W = 12m x 10m

M

4). Diện tích phụ sân phơi bùn:

- Là diện tích đường sá, mương, máng được xác định như sau:

F2 = k.F1 = 0,2.485 = 97m2 F2 = 97m2

Trong đó: - k: Hệ số tính đến diện tích phụ.

k ˛ (0,2 ÷ 0,4) → Ch ọn k = 0,2

5). Diện tích tổng cộng sân phơi bùn:

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 52 of 54

F = F1 + F2 = 485 + 97 = 582m2 F = 582m2

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

6). Lượng bùn phơi từ độ ẩm 94% xuống còn 75% trong 1 năm:

Q .t.Q .365.3,9 m12,543 = = = 100( 100( 100( 100( )96 )75 - - - - )P 1 )P 2

Qb = 543,12m3

Trong đó: - P1: Độ ẩm trung bình của cặn khi lên men ở bể mêtan.

P1 ˛ (96% ÷ 97%) → Chọn P1 = 96%

- P2: Độ ẩm sau khi phơi.

P2 ˛ (75% ÷ 80%) → Chọn P2 = 75%

Khoảng 20 – 30 ngày xả bùn một lần. Chu kì này phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

- Tính chất của bùn dẫn vào sân phơi bùn.

O

- Khả năng thấm của đất.

F

- Mùa nắng hay mùa mưa trong năm.

Bùn khô (đến độ ẩm 71% ÷80%) được thu gom bằng gàu hoặc máy. Lượng bùn này

H .I N

có thể ủ để làm phân vi sinh compost.

N

Nước bùn ở sân phơi bùn theo hệ thống rút nước và được dẫn trở lại trạm xử lí nước

A

thải.

X

c). Thông số thiết kế:

G

N

Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế

O

U

R

ô m/ô m/ô m2 STT 1 Số ô 2 Chiều dài 3 Chiều rộng 4 Diện tích tổng cộng 4 12 10 582

O IT

M

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải.

Page 53 of 54

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.

GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

O

F

H .I N

N

A

1). Lâm Minh Tri ết - Nguyễn Thanh Hùng - Nguy ễn Phước Dân, Xử lí nước thải đô thị và công nghiệp. Tính toán và thi ết kế công trình , Nhà xu ất bản Đại học Quốc gia Tp HCM, 2004.