Bể lắng đợt I

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



 Tính toán:

-



Diện tích ướt ống trung tâm của bể lắng đứng:

Q



f=

V



s

tb



=



0.008

2

= 0.26 m

0.03



tt



Trong đó:

s

tb



+ Q : lưu lượng tính toán, m3/s

+ Vtt : Tốc độ chuyển động của nước trong ống trung tâm , lấy không

lớn hơn 30mm/s (điều 6.5.9 – TCXD 51-84). Chọn vận tốc chuyển

động của nước trong ống trung tâm là 30mm/s = 0.03m/s

-



Diện tích của bể lắng :

Q



F=



s

tb



=



V



0.008

2

= 11.4 m

0.0007



Trong đó:

+ V: Tốc độ chuyển động của nước trong bể lắng , tốc độ này không lớn

hơn tốc độ lắng cặn (điều 6.5.94– TCXD 51-84 thì v= 0.4-0.7mm/s).

Chọn v= 0.7mm/s=0.0007m/s.

-



Diện tích tổng cộng của bể lắng

F t = F + f = 11.4 + 0.26 = 11.66 m2



-



Đường kính bể lắng:

D=



4× F



π



-



4 × 11.6

= 3.85m

3.14



Chọn thời gian lưu nước: t = 1.5h



-



=



Chiều cao tính toán của vùng lắng

ho = V × t = 0.0007 × 1.5× 3600 = 3.78 m

59



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



Trong đó:

+ V: Vận tốc chuyển động của nước trong bể lắng, chọn V = 0.7mm/s

=0.0007 m/s

+ t: thời gian lưu nước, t = 1.5h

-



Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của vùng lắng và bằng

3.78m



-



Chiều cao phần hình nón của bể lắng I :

 D − dn 

 3.85 − 0.6 

0

hn = h2 + h3 = 

 × tg 50 0 = 

 × tg 50 = 1.94m

2





 2 



Trong đó:

+h 2 : Chiều cao lớp trung hòa, m

+h3 : Chiều cao giả định lớp cặn trong bể, m

+ D: Đường kính bể lắng, D = 3.85 m

+ dn : đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, chọn d n = 0,6 m

+ Góc tạo bởi đáy bể và mặt ngang, lấy không nhỏ hơn 500 (Điều

6.5.9 – TCXD – 51 -84) chọn α = 50 o

-



Chiều cao tống cộng của bể lắng là:

H = ho + h n + h bv = 3.78 + 1.94 + 0.3 = 6.02 m

Trong đó:

+h o : Chiều cao vùng lắng

+hbv :Chiều cao mực nước đến thành bể, hbv = 0.3 m

+ h n :Chiều cao phần hình nón



• Đường kính ống trung tâm:

d=



-



4× f



π



Chiều cao ống trung tâm:

60



=



4 × 0.26

= 0.56m

3.14



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



H t.tâm =60%×h= 60%×3.78= 2.68m

• Đường kính phần loe của ống trung tâm

D L = 1.35 ×d = 1.35 × 0.56 = 0.76m

(Nguồn: PGS, TS. Hoàng Văn Huệ - Thoát nước tập 2: Xử lý nước thải, 2002.

NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật)

-



Chiều cao phần loe ống trung tâm

H L = 1.35×d = 1.35 × 0.56 = 0.76 m



-



Đường kính tấm hướng dòng

D c = 1.3× D L = 1.3× 0.76 = 0.99m



(Nguồn: PGS, TS. Hoàng Văn Huệ - Thoát nước tập 2: Xử lý nước thải, 2002. NXB

Khoa Học Và Kỹ Thuật)

-



Khoảng cách từ miệng loe ống trung tâm đến tấm chắn là 0.25–0.5m →

chọn 0.3m



-



Khoảng cách giữa mép ngoài của miệng loe đến mép ngoài của bề mặt

tấm chắn theo mặt phẳng qua trục được tính theo công thức:

L=



s

4 × Qtb

4 × 0.008

=

= 1.21m

v k × π × (D + d n ) 0.02 × 3.14 × (3.85 + 0.6 )



Trong đó:

+ vk :Vận tốc chảy qua khe hở giữa miệng lọc ống trung tâm và bề mặt

tấm chắn; chọn vk ≤ 20mm/s, chọn vk = 20mm/s = 0.02m/s.

(Nguồn:Lâm Minh Triết- Xử lý nước thải đô thị và công nghệ tính toán và thiết kế

công trình)

• Máng thu nước:

Máng thu nước sau lắng được bố trí sát trong thành bể và ôm sát chu vi bể, máng

thu nước được đặt cách tâm 3/4 – 4/5 bán kính bể, chọn khoảng cách từ tâm bể đến

máng bằng 4/5 bán kính bể.

-



Vận tốc nước chảy trong máng thu V = 0.5 – 0.7 m/s, chọn V = 0.6 m/s



61



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



-



Đường kính máng thu nước:

dm =



-



Bềrộngmáng

bm =



-



4

4

× D = × 3.85 = 3.08 (m)

5

5



D − d m 3.85 − 3.08

=

= 0.385(m)

2

2



Chiều dài máng thu nước :

Lm = π × D



m



= 3.14 × 3.08 = 9.7 m



• Máng răng cưa:

Máng răng cưa được neo chặt vào thành ngoài của máng nhằm điều hòa dòng chảy

từ bể vào máng thu nhờ khe dịch chuyển, đồng thời tấm răng cưa có tác dụng cân

bằng mực nước trên bề mặt bể khi công trình bị lún hoặc nghiêng.

-



Đường kính máng răng cưa

D’ m = 3.08- (0.001×2 )= 3.078m → D’ m = 3.08m



Chọn máng răng cưa: thép tấm không gỉ

Máng gồm nhiều răng cưa hính chữ V

+ Chiều cao máng răng cưa 60mm

+ Rộng đoạn vát đỉnh răng cưa: 50mm

+ Chiều cao cả thanh: 300mm

+ Chiều rộng hình chữ V là 140mm

+ Khoảng cách giữa 2 đỉnh răng: 170mm

+ Khoảng cách giữa 2 đáy chữ: 440mm

• Đường kính ống dẫn nước thải sang mương oxi hóa

Nước thải từ bể lắng 1 tự chảy qua mương oxy hóa với vận tốc chảy trong đường

ống v= 0.4m/s

-



Đường kính ống :



62



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



s



4×Q



max

=

π ×v



Dc =



4 × 17.72 × 10

3,14 × 0.7



−3



= 0.18m



→ Chọn ống uPVC có φ180mm

• Lượng bùn sinh ra và bơm bùn ra khỏi bể lắng

M ss = SS× Q



ng

× η = 336mg/l× 700×60= 14.1(kgSS/ngày)

tb



(Giả sử hiệu quả xử lý cặn lơ lửng đạt η =60%)

-



Giả sử bùn tươi có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm 95%) tỉ số VSS:

TSS= 0.75 và khối lượng riêng bùn tươi 1.053kg/l



-



Lượng bùn tươi cần xử lý là:

M



Q tươi =



-



ss



0.05 ρ



=



14.1

= 267.8 l/ngày = 0.27m3/ ngày

0.05 × 1.053



b



Lượng bùn tươi có khả năng phân hủy sinh học:

M tươi(vss) = 14.1×0.75 = 10.58kgVSS/ ngày



• Đường kính ống thu bùn :

4×Q



D=



4 × 0.27

b

=

= 0.075(m)

π ×v

3.14 × 1 × 60



→ Chọn ống uPVC Bình Minh có φ 75mm

• Hiệu quả xử lý COD,BOD khi qua bể lắng I đạt 20% và còn lại.

BOD 5 = BOD 5 ×(100 – 20)% = 242 × (100 – 20)% = 193.6 (mg/l)

COD R = COD v ×(100 – 20)% = 425 ×(100 – 20)%= 340(mg/l)

SS



= SS × (100 – 60)% = 336× (100 – 60)% = 134.4 (mg/l)



• Máy bơm bùn tươi từ bể lắng I sang ngăn chứa bùn

-



Công suất máy bơm bùn:



63



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



Q ×ρ×g×H

b

0.27 × 1053 × 9.81 × 12

N=

=

= 0.01 KW =0.014Hp

1000η

1000 × 0.85 × 3600



Trong đó:

Q : Lưu lượng bơm bùn, Q =0.27 m

b

+ b



3



+ ρ : khối lượng riêng của bùn, ρ =1053kg/m



3



+ η : hiệu suất của động cơ, η = 0.75-0.9 →chọn η =0.85

+ H: cột áp của bơm , chọn H=12(m nước)

-



Công suất thực của bơm:

N tt = β×N = 1.7× 0.014 =0.024Hp

Trong đó:

+ β: hệ số dự trữ , β= 1.7

Bảng 4.6: Các thông số thiết kế bể lắng đợt I



STT



Tên thông số



Giá trị



Đơn vị



1



Thời gian lưu nước



1.5



giờ



2



Đường kính



3.85



m



3



Chiều cao



6.02



m



4



Chiều cao phần hình nón



1.94



m



5



Ống dẫn bùn



75



mm



6



Đường kính ống dẫn nước ra khỏi bể



180



mm



64



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



4.1.5 Bể Aerotank (bể xử lý sinh học hiếu khí )

 Nhiệm vụ

Khử BOD, COD khỏi nước thải bằng quá trình xử lý sinh học hiếu khí với bùn hoạt

tính sinh trưởng lơ lửng.

 Tính toán

-



Các thông số tính toán:

Lưu lượng Q



tb

3

= 700m / ngđ

ngày



BOD 5 = 193.6 mg/L (vào)

COD = 340 mg/L (vào)

SS = 134.4 mg/L (vào)

N-NH 3 = 150mg/l (vào)

Nhiệt độ nước thải t0= 20 0C

Độ tro của bùn hoạt tính z= 0.3

Lượng bùn hoạt tính trong nước thải đầu vào, X 0 =0

Nồng độ bùn hoạt tính hay chất rắn lơ lửng bay hơi được duy trì trong bể Aerotank

X ( mg/l) 2500-4000 mg/l → chọn X= 3000mg/l

Loại và chức năng bể: Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh. Ưu điểm: không xảy ra

hiện tượng quá tải cục bộ ở bất cứ phần nào của bể.

Thời gian lưu bùn trong công trình : θ c = 10 ngày( 5 – 15 ngày)

Hệ số phân huỷ nội bào k d = 0,06 ngày-1

Hệ số sản lượng (tỉ lệ giữa tế bào được tạo thành với lượng chất nền được tiêu thụ )

Y=0.4-0.8mgVSS/mgBOD 5 → chọn Y = 0.6 kg VSS/kg BOD 5

Hệ số chuyển đổi giữa BOD 5 và BOD 20 ( BOD hoàn toàn) là 0,68

Nước thải có đủ chất dinh dưỡng BOD 5 : N : P = 100:5:1 Vậy chất dinh dưỡng đa

lượng đủ cho vi sinh vật phát triển, giả sử các chất dinh dưỡng đa lượng cũng đủ

cho sinh trưởng tế bào.

65



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



Cặn lơ lửng ở đầu ra SS ra ≤ 50 mg/l gồm có 65 % là cặn có thể phân hủy sinh học.

-



BOD 5 của cặn lơ lửng của nước thải sau bể lắng II :

BOD 5 ≤ 30 mg/l



-



COD sau khi ra khỏi bể lắng II :

COD ≤ 50 mg/l



-



Cặn SS sau khi ra khỏi bể lắng II :

SS ≤ 50 mg/l



-



N-NH 3 sau khi ra khỏi bể lắng II :

SS ≤ 50 mg/l

• Xác định hiệu quả xử lý :

-



Phương trình cân bằng vật chất:



BOD 5 ở đầu ra = BOD 5 hoà tan đi ra từ bể Aerotank + BOD 5 chứa trong

lượng cặn lơ lửng ở đầu ra

Trong đó :

+ BOD 5 ở đầu ra : 30 mg/L

+ BOD 5 hòàtan đi ra từ bể Aerotank là S, mg/L

+ Cặn lơ lửng ở đầu ra SS ra = 40 mg/L gồm có 65% là cặn có thể phân

huỷ sinh học.

-



BOD 5 chứa trong cặn lơ lửng ở đầu ra được xác định như sau :



Lượng cặn có thể phân huỷ sinh học có trong cặn lơ lửng ở đầu ra:

0.65 × 40 = 26 mg/l

Lượng oxy cần cung cấp để oxy hoá hết lượng cặn có thể phân huỷ sinh học :

26 × 1.42 (mgO 2 /mg tế bào) = 36.92 mg/l

Lượng oxy cần cung cấp này chính là giá trị BOD 20 của phản ứng . Quá trình

tính toán dựa theo phương trình phản ứng:

C 5 H 7 O 2 N + 5O 2 → 5CO 2 + 2H 2 O + NH 3 + Năng lượng

113 mg/L



160 mg/L



66