công trình xử lý nước thải mủ cao su

Trong quá trình xử lý nước thải cao su này thì bể điều hòa còn có tác dụng ổn định nồng độ của chất hữu cơ nhằm tránh sốc cho vi khuẩn kị khí trong bể UASB.. Bể UASB: Xử lý sinh học bằn

Đồ án

Mục lục

I Giới thiệu về nước thải mủ cao su

1 Nguồn gốc, thành phần tính chất

2 Khả năng gây ô nhiễm

3 Giảm thiểu ô nhiễm

II Giới thiệu sơ đồ công nghệ xử lý

1 Bể lắng cát

2 Hố thu gom

3 Bể điều hòa

1 Bể lắng cát

2 Hố thu gom

3 Bể điều hòa

10 Bể ổn định cặn hiếu khí và cặn lọc:

IV Tính toán giá thành công trình:

V Kết luận và kiến nghị:

1 Mô hình pilot tinh toán UASB

I Giới thiệu về nước thải mủ cao su

1 Nguồn gốc, thành phần tính chất:

Mủ cao su thường chứa chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh dọc và hàm lượng nitơ và SS cao Nước đánh đông do serium còn lại: Nitơ, CH3COOH, protein, đường, cấu tử cao su 5 – 5,3 (C5H8)n chưa đông tụ

Nước thải qua giàn cán để tách bớt serium còn thừa và axit Nước rửa sử dụng nhằm mục đích pha loãng

Các chất chính còn lại trong nước thải cần xử lý VFA là chủ yếu vì là hợp chất trung gian của quá trình phân hủy cacbonhydrat, rotein, chất hữu cơ Trong giai đoạn đánh đông dùng acid CH3COOH cũng làm tăng VFA

2 Khả năng gây ô nhiễm:

Trong nước thải cao su có chứa rất nhiều chất hữu cơ khó phân hủy Nếu không xử lý hoặc xử lý không triệt để mà thải lượng này ra ngoài thì sẽ gây ra ô nhiễm hữu cơ cho nguồn tiếp nhận do nguồn tiếp nhận không có khả năng tự làm sạch những chất ô nhiễm hữu cơ này Khi những chất hữu cơ không đuợc tự làm sạch thì nó sẽ phân hủy yếm khí dần dần gây ra thay đổi môi sinh, lấy hết oxy hòa tan trong nước và dẫn đến việc hủy diệt thủy sinh, gây ra biến đổi môi trường

3 Giảm thiểu ô nhiễm:

Để giảm lượng chất thải có hai biện pháp nên được áp dụng Một là nâng cao hiệu suất sản xuất, tận dụng các nguồn thải của công đoạn này làm nhiên liệu cho công đoạn khác Hai là tận thu mủ thải bằng cách làm tốt khâu đánh đông vừa giảm được lượng thải vừa đem lại giá trị kinh tế

II Giới thiệu sơ đồ công nghệ xử lý

HỐ THU GOM

BỂ AEROTENK

BỂ LẮNG

CÁT

BỂ ĐIỀU HÒA

HỒ ỔN ĐỊNH

BỂ UASB BỂ LẮNG

NGUỒN THẢI

1 Bể lắng cát:

Bể lắng cát ngang có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài của bể có mặt bằng hình chữ nhật

Muốn cho cặn hưu cơ không lắng trong bể lắng cát, vận tốc dòng chảy trong bể phải giữ không đối mặc dù lưu lượng qua bể thay đổi Để thực hiện điều này, cuối bể lắng cát xây dựng cửa tràn kiểu máng đo theo tỷ lệ với độ ngập nước trong bể lắng cát

Phần chứa cát của bể đặt dưới vùng công tác, thể tích phần chứa cát phụ thuộc vào hàm lượng cát trong nước thải và thời gian giữa 2 lần lấy cát ra khỏi bể

Lấy cát ra khỏi bể có thể thực hiện bằng thủ công, bằng cách tháo nước làm khô bể rồi xúc ra, hoặc bằng máy bơm cát, bơm phun tia, gầu xúc… tùy thuộc vào công suất và mức độ trang bị trong nhà máy xử lý

2 Hố thu gom:

Đặt sau bể lắng cát với nhiệm vụ là chứa nước để bơm lên các công trình phía sau Thời gian lưu nước ở đây có thể rất ngắn Hố thu gom thường được đặt sâu xuống lòng đất, khoảng vài mét sau chiều sâu cuối cùng của hệ thống cống thu Từ hố thu gom nước thải sẽ được bơm qua bể điều hòa Để tận dụng thời gian lưu nước trong bể điều hòa cho mủ đông lại thì ta đặt một ejector ngay sau bơm để trộn axit vào nước thải tạo điều kiện pH=4,5 Ở pH này, mủ còn lại trong nước thải sẽ đông tụ tại bể điều hòa và nổi lên mặt nước Ơû đây ta sẽ vớt mủ bằng hệ thống tự động

3 Bể điều hòa:

Để đông tụ mủ thì thời gian lưu nước tối thiểu ở bể điều hòa phải là 8h Ngoài ra nhiệm vụ chính của bể điều hòa là điều hòa lưu lượng trung bình để giảm công suất của các công trình phía sau từ đó giảm giá thành của toàn bộ công trình Trong quá trình xử lý nước thải cao su này thì bể điều hòa còn có tác dụng ổn định nồng độ của chất hữu cơ nhằm tránh sốc cho vi khuẩn kị khí trong bể UASB

4 Bể phản ứng:

Đây là công trình quan trọng, quyết định đến hiệu quả xử lý của quá trình vi sinh phía sau Nhiệm vụ chính của bể phản ứng là cung cấp đủ chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật ở bể UASB, bể aeroten và bể lọc sinh học đồng thời trung hòa pH đến giá trị trung hòa tạo điều kiện cho vi sinh vật có thể phát triển tối ưu đem lại hiệu quả xử lý như mong muốn Vì vậy bể phản ứng phải đạt được 2 mục tiêu, một là châm đủ lượng hóa chất cần thiết, hai là khuấy trộn hóa chất đã châm đều vào nước

Thiết bị cần thiết của bể phản ứng là hệ thống đo pH tự động, thiết bị khuấy phù hợp, thiết bị lấy mẫu liên tục để phân tích nước thải cao su, ứng phó kịp thời với những thay đổi của nước thải

5 Bể UASB:

Xử lý sinh học bằng vi sinh yếm khí là quá trình phân hủy các chất hữu cơ, vô cơ có trong nước thải khi không có oxy Qui trình này được áp dụng từ trước đến nay để xử lý ổn định cặn và xử lý nước thải công nghiệp có nồng độ BOD, COD cao Mười năm trở lại đây

do công nghệ sinh học phát triển, quy trình xử lý bằng vi sinh yếm khí được áp dụng để xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp có nồng độ BOD tương tự

Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ trong nước thải bằng vi sinh yếm khí sảy ra theo

ba bước:

• Bước 1: một nhóm vi sinh tư nhiên có trong nước thải thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp và lipit thành các chất hữu cơ đơn giản có trong lượng nhẹ như monosacarit, amino axit để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh hoạt động

• Bước 2 nhóm vi khuẩn tạo men axit biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các axit hữu cơ thường l2 axit axetic

• Bước 3: nhóm vi khuẩn tạo mê tan chuyển hóa hydro và axit axetic thành khí metan và cacbonic Nhóm vi khuẩn này được dọi là metan focmơ, chúng có rất nhiều trong dạ dày của động vật nhai lại (trâu,bò…) Vai trò quan trọng của nhóm vi khuẩn metan focmơ là tiêu thụ hydro và axit axetic, chúng tăng trưởng rất chậm và quá trình xử lý yếm khí chất thải được thực hiện khi khí metan và cacbonic thoát ra khỏi hỗn hợp

Để duy trì sử ổn định của quá trình xử lý yếm khí, phải duy trì được tình trạng cân bằng động của quá trình theo 3 bước đã nêu Muốn vậy trong bể xử lý phải:

• Không có oxy

• Không có hàm lượng quá mức của kim loại nặng

• Giá trị pH của hỗn hợp từ 6,6 đến 7,6

• Phải duy trì độ kiềm đủ khoảng 1000 – 1500 mg/l làm dung dịch đệm để ngăn cản pH giảm xuống dưới 6,3

• Nhiệt độ của hỗn hợp nước thải từ 27 – 38°C

• Phải có đủ chất dinh dưỡng theo tỷ lệ COD:N:P = 350:5:1 và nồng độ thấp của các kim loại như sắt…

Bùn trong bể là sinh khối đóng vai trò quyết định trong việc phân hủy và chuyển hóa chất hữu cơ, bùn được hình thành 2 vùng rõ rệt trong bể phản ứng Ơû chiều cao khoảng

¼ bể tính từ đáy lên, lớp bùn hình thành do các hạt cặn keo tụ nồng độ từ 5-7%, trên lớp này là lớp bùn lơ lửng nồng độ 1000 – 300mg/l gồm các bông cặn chuyển động Trên mặt tiếp giáp với pha khí, nồng độ bùn trong nước bé nhất Nồng độ cao của bùn hoạt tính trong bể cho phép bể làm biệc với tải trong chất hữu cơ cao Để hình thành khối bùn hoạt tính đủ nồng độ, làm việc có hiệu quả đòi hỏi thời gian vận hành khởi động từ 3 đến 4 tháng Nếu cấy vi khuẩn tạo axit và vi khuẩn tạo metan trước (phân trâu bò tươi) với nồng độ thích hợp và vận hành với chế độ thủy lực ≤ ½ công suất thiết kế, thời gian khởi động có thể rút xuống từ 2 đến 3 tuần

Cặn dư thừa định kỳ xả ra ngoài Lượng cặn dư chỉ bằng 0,15 – 0,2 hàm lượng COD, tức bằng nửa lượng cặn sinh ra so với khi xử lý hiếu khí Cặn xả ra ổn định có thể đưa trực tiếp đến thiết bị làm khô

UASB hoạt động tốt khi các nguyên tắc sau đạt được:

Bùn kị khí có tính lắng tốt

Có bộ phận tách khí – rắn nhằm tránh rửa trôi bùn khỏi bể Phần lắng phía trên có thời gian lưu nước đủ lớn, phân phối và thu nước hợp lý sẽ hạn chế dòng chảy rối Khi đó hạt bùn đã tách khí đến vùng lắng có thể lắng xuống và trở lại ngăn phản ứng

Hệ thống phân phối đầu vào đảm bảo tạo tiếp xúc tốt giữa nước thải vào và lớp bùn sinh học Mặt khác, khi biogas sinh ra sẽ tăng cường sự xáo trộn giữa nước thải và bùn, vì vậy có thể không cần thiết bị khuấy cơ khí

Khởi động mô hình UASB

Bùn nuôi cấy ban đầu

Bùn nuôi cấy ban đầu phải có độ hoạt tính methane Độ hoạt tính methane càng cao thì thời gian khởi động (thời gian vận hành ban đầu đạt đến tải trong thiết kế) càng ngắn Nếu sử dụng bùn hạt hoặc bùn lấy từ một bể xử lý kị khí là tốt nhất Ngoài ra có thể sử dụng bùn chứa nhiều chất hữu cơ như bùn từ bể tự hoại, phân gia súc hoặc phân chuồng

Bùn ở cống rãnh cũng có thể được sử dụng, nhưng bùn này thường chứa nhiều cát, chiếm thể tích hữu ích của bể và rất khó tách ra khỏi bể

Nồng độ bùn nuôi cấy ban đầu cho bể UASB tối thiểu là 10 kgVSS/m³ Lượng bùn cho vào bể không nên nhiều hơn 60% thể tích bể

Khi không có bùn nuôi cấy tốt, ở giai đoạn khởi động phải hết sức cẩn thận, đặc biệt lưu ý đến vận tốc nước đi lên Nếu vận tốc quá lớn, bùn trong bể sẽ bị cuốn trôi ra ngoài Bể phải khởi động ở tải trọng thấp hoặc nồng độ COD thấp Khi bể hoạt động cần theo dõi lượng khí sinh học sinh ra, hiệu quả xử lý Chỉ tăng tải trọng khi mọi thứ hoạt động tốt và không có một trở ngại nào

Khi có loại bùn nuôi cấy tốt như bùn hạt hay bùn từ các bể xử lý kị khí khác có độ hoạt tính methane cao, bể UASB có thể bắt đầu vận hành ở tải trọng khoảng 3 kgCOD/m³.ngày và thời gian lưu nước khoảng 24giờ

Giai đoạn khởi động rất quan trọng Ở giai đoạn này cần phải tạo điều kiện cho vi khuẩn methane phát triển do bùn nuối cấy ban đầu thường có rất ít lượng vi khuẩn methane Vì vậy, giai đoại khởi động thường mất rất nhiều thời gian

6 Bể aeroten:

Quy trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính được áp dụng rộng rãi để xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là các bông cặn có màu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N,P) làm thức ăn để chuyên hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và thành các tế bào mới Quá trình chuyển hóa được thực hiện theo từng bước xen kẽ nối tiếp nhau Một vài lại vi khuẩn tấn công vào các hợp chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp, sau khi chuyển hóa thải ra các hợp chất hữu cơ có cấu trúc đơn giản hơn nữa, và quá trình cứ tiếp tục cho đến khi chất thải cuối cùng không thể dùng làm thức ăn cho bất cứ loại vi sinh vật nào nữa

Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể aeroten của lượng nước thải đi vào bể không đủ để làm giảm nhanh các chất hữu cơ, do đó phải sử dụng lại bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy bể lắng đợt 2 bằng cách tuần hoàn bùn ngược trở lại đầu bể aerotank để duy trì nồng độ đủ của vi khuẩn trong bể Bùn dư ở đáy bể lắng được xả ra khu xử lý bùn

Quy trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính lơ lửng trong các bể phản ứng hiếu khí gồm các công đoạn sau:

Khuấy trộn đều nước thải cần xử lý với bùn hoạt tính trong thể tích của bể phản ứng

Làm thoáng bằng khí nén hay khuấy trộn bể mặt hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính có trong bể trong một thời gian đủ dài để lấy oxy cấp cho quá trình sinh hóa xảy ra trong bể

Làm trong nước và tách bùn hoạt tính ra khỏi hỗn hợp bằng bể lắng đợt 2

Tuần hoàn lại một lượng bùn cần thiết từ đáy bể lắng đợt 2 vào bể aeroten để hòa trộn với nước thải đi vào

Xả bùn dư và xử lý bùn

7 Bể lắng đợt 2:

Bể lắng đợt 2 có nhiệm vụ lắng trong nước ở phần trên và cô đặc bùn đến nồng độ nhất định ở phần dưới của bể Như đã biết, nồng độ cặn đi vào bể lắng thường lớn hơn

1000 mg/l Ở nồng độ này các bông cặn tiếp xúc với nhau tạo thành các đám mây cặn, khi đám mây cặn lắng xuống, nước từ dưới đi lên qua các khe rỗng giữa các bông cặn tiếp xúc với nhau làm hạn chế tốc độ lắng nên gọi là lắng hạn chế

Tốc độ lắng của đám mây các bông cặn phụ thuộc vào nồng độ và tính chất của cặn

Để xác định kích thước của bể lắng phải dựa vào số liệu thực nghiệm của vận tốc lắng theo nồng độ bùn và tính theo phương trình cân bằng dòng bùn trong bể

Thiết bị phân phối nước vào và rút nước ra

Thiết bị phân phối nước vào phải đảm bảo phân phối đều nước trên toàn bộ tiết diện phân phối có đường kính từ 0,25 – 0,3 đường kính bể Mép dưới buồng phân phối đặt cao hơn mặt phân chia 2 vùng nước trong và cô đặc 0,2 – 0,3m

Ơû bể lắng ngang cấu tạo máng phân phối trên toàn bộ chiều rộng bể, trên máng phân phối nước vào có các lỗ phân phối Vận tốc nước đi qua lỗ phân phối từ 7,5 cm/s đến

15 cm/s phía ngoài lỗ phân phối đặt vách ngăn để giảm năng lượng của dòng nước đi ra khỏi lỗ phân phối và chia đều nước theo mặt cắt ngang của bể

Hệ thống máng thu nước trong

Ơû các bể lắng tròn đường kính lớn, máng vòng thu nước đặt ở vị trí cách tâm từ ¾ đến 4/5 bán kính Ơû các bể nhỏ, máng thu nước đãt thoe chu vi bể sát thành đứng

Ơû bể lắng ngang, máng thu nước bề mặt đặt ở phần cuối bể, tổng chiều dài máng tính theo lưu lương cho phép thu trên một mét dài của máng từ 250 m³/m ngày đêm đến

375 m³/mngày đêm Đối với bể công suất nhỏ lấy 125 m³/mngày đêm Vận tốc nước đi lên ngay cạnh máng nằm trong giới hạn 3,7 m/h đến 7,3 m/h

Mép máng thu nước có vách thu hình răng cưa (chữ V) ngoài máng có vách ngăn bọt nổi

8 Hổ ổn định:

Quá trình xử lý nước thải trong hồ hiếu khí về cơ bản giống quá trình xử lý trong bể Aerotank làm thoáng kéo dài Tuy nhiên không có quá trình tuần hoàn bùn hoạt tính từ bể lắng đợt 2 nên có thể coi phản ứng khử BOD trong hồ là phản ứng bậc một xảy ra trong điều kiện khuấy trộn hoàn chỉnh Thời gian lưu giữ của bùn hoạt tính trong công trình θc

(tuổi của bùn) cũng là thời gian lưu nước trong hồ Khi thiết kế hồ hiếu khí để xử lý nước thải cần xem xét các yếu tố sau:

Khả năng khử BOD

Chất lượng nước sau xử lý

Lượng oxy cần thiết

Aûnh hưởng của nhiệt độ

Năng lượng cần thiết để khuấy trộn

Lắng bông cặn ra khỏi nước trong bể lắng đợt 2

Nước sau xử lý đi ra khỏi hồ có nồng độ BOD5 giảm từ C0 xuống C, cặn lơ lửng được bổ sung thêm lượng bùn X ngoài ra còn có thêm lượng rong tảo sinh ra do quá trình quang hợp vì mặt hồ rộng, thể tích lớn

Để lắng cặn lơ lửng, bùn hoạt tính, dùng hồ lắng bằng đất Hồ lắng phải đáp ứng các yêu cầu sau:

Thời gian lưu nước ≥ 12 giờ đủ lắng cặn nhẹ

Chiều cao lắng ≤ 1m/

Có đủ dung tích ở phần đáy hồ để chứa lượng bùn lắng trong thời gian nén và phân hủy bùn trong điều kiện yếm khí t≥ 1năm

Không để cho rong rêu, tảo mọc và phát triển

Không để mùi hôi ảnh hưởng đến sinh hoạt của dân cư xung quanh

Để chống rong rêu, thời gian lưu nước trong hồ lắng không nên lấy quá 2 ngày và phải thiết kế hồ sao cho nước lưu thông đều không có vùng nước chết

Để giảm mùi do phân hủy yếm khí ở đáy hồ, chiều sâu hồ nên chọn ≤2m

Nền lát đá hoặc tấm bê tông trong lòng hồ hiếu khí và hồ lắng nếu đất yếu, có hiện tượng xói lở, và điều kiện địa phương cho phép

9 Công trình xả:

Phải thỏa mãn:

Không có vi trùng gây và truyền bệnh

Không bị độc hại do tác động của các kim loại nặng và các chất hữu cơ khó phân hủy như thuốc sát trùng, thuốc trừ sâu

Khi xả nước thải vào nguồn tiếp nhận, nước của nguồn tiếp nhận sẽ bị nhiễm bẩn Mức độ nhiễm bẩn của hỗn hợp nước phụ thuộc vào: lưu lượng và chất lượng nước thải, khối lượng và chất lượng nước có sẵn trong nguồn, mức độ khuấy trộn để pha loãng Vì vậy nên xả thải sao cho dòng thải chảy cùng vận tốc và hướng với dòng chảy tự nhiên thì khả năng tự làm sạch của dòng thải sẽ cao hơn

III Tính toán công trình xử lý nước thải:

sơ đồ công nghệ đầu vào Sau bể

lắng cát

Sau bể điều hòa

Sau bể UASB

Sau bể aeroten

Sau bể lọc

1 Bể lắng cát:

Chọn hạt có đường kính là d=2mm

Tra bảng có độ lớn thủy lực U0=18,7 mm/s

Diện tích mặt thoáng của bể lắng cát:

L là chiều dài phần chữ nhật của bể

H chiều cao phần công tác của bể

v là vận tốc chuyển động của nước trong bể (v=0,2m/s)

Chiều rộng cửa tràn thu hẹp được tính theo công thức sau:

3

2 3 / 2

Bv g m

Bv b

chọn b=0,15m ta tra bảng với θ=450 có m=0,3585

Độ chênh đáy cửa tràn với đáy bể lắng cát để tạo độ chênh áp đủ đưa nước ra khỏi bể lắng cát với vận tốc không đổi được tính như sau:

1 K

K K Bv

Q

vậy độ chênh áp là: h=0,1m

2 Hố thu gom:

Chọn thời gian lưu nước khoảng 10phút

Chiều cao làm việc H=2m

Tỷ số dài:rộng =2

Thể tích của bể là:

V=Q*t=1500*10/(24*60)= 10.41666667 m³ F=5.2m²

H=3m (để dự phòng trường hợp thay đổi lưu lượng)

3 Bể điều hoà:

Chọn thời gian lưu nước là t=8h để mủ có thể đông tại bể

Chiều cao bể là H=3m

Tỷ số dài:rộng L:B=2

Thể tích bể điều hòa:

ngay h

h ngay m

ngay h

t Q V

/24

8/

1500/

V F

Tính toán năng lượng khuấy và tổn thất áp lực cho bể phản ứng:

Năng lượng khuấy được tính theo công thức:

P=G2µV= 250J/s=0.25kw

G là gradien vận tốc lấy bằng 900 (s-1)

µ độ nhớt động học của nước lấy bằng 0,001 Ns/m²

P là năng lương khuấy (J/s)

V dung tích bể là 0,25 m³

Đường kính cánh khuấy được tính theo phương trình sau:

P=Kρn3D5

K là hệ số chọn loại cánh khuấy chân vịt 3 cánh có K=0,32

ρ là khối lượng riêng của chất lỏng =1000 kg/m³

D là đường kính cánh khuấy

n là số vòng quay trong 1 giây (vòng/s) chọn n=240 vòng/phút= 4 vòng/giây

Vậy đường kính cánh khuấy là:

∆ H+= 10-pH đầu +10-pH sau =10-4 – 10-7 = 0.0000999mol/l Lượng NaOH thêm vào trong dung dịch:

m NaOH = 0.001×(23+16+1)=0.004 g/l Lưu lượng NaOH cho vào bể phản ứng:

Q NaOH= m NaOH × Q=0,004g/l × 1500m3/ngày ×1000m3/l

Q NaOH = 6Kg/ngày

5 Bể UASB:

Tính toán lượng N thêm vào:

N=(350 ÷ 5)×(C0-C)×Q=367,5 kg/ngày Tính toán lượng P thêm vào:

P=(350 ÷ 1)×(C0-C)×Q=1837,5 kg/ngày

i Tính toán kích thước bể

Lưu lượng nước vào bể là QV=1500 m³ /ngày

Đầu vào có C0= 5000 mgCOD/l

Đầu ra có Ce= 1500 mgCOD/l

Chọn tải trọng COD của bể là 9kgCOD/m³ ngày

Tỷ số tuần hoàn nước R=1 à q=3000m3/ngày

Tải trọng thủy lực của bể là LA 12m/s

Nồng độ COD vào UASB:

Ca=

R

R C

+

+

×+1

)1(

Diện tích của bể UASB:

H= =

A

V 4.3 m Chọn 2 đơn nguyên hình vuông: chiều dài của mỗi cạnh đơn nguyên:

a=

n

F = 11.2m

chiều dài mỗi cạnh đơn nguyên là 12m

Chọn chiều cao phễu thu khí là hp=1,5m

Chiều cao bảo vệ h0=0,3m

Chiều cao của bể UASB sẽ là:

Htc= H+ hp + h0 = 6.1 m

ii Tính hệ thống phân phối nước:

Chọn mỗi đơn nguyên có 49 đầu phân phối nước Kiểm tra diện tích trung bình cho 1 đầu phân phối:

an=

dau

m m

D=

π4

Chọn đường ống có φ250

Tính đường kính ống nhánh: tương tự như ống chính với Qnh=Qch/14

Ta có D= 0.046m Chọn đường ống có φ50

Tính lỗ phân phối nước:

Ống phân phối nước gồm 2 lỗ ở mỗi điểm phân phối nước nghiêng 450 và vuông góc với nhau, tính tương tự như ống nhánh với lưu lượng Qpp=Qnh/14

Ta có kết quả D=0.015m Chọn lỗ có φ15

Tổn thất áp lực nước:

h=hc+hnh=0,3m +0,29m =0,59m Với tổn thất áp lực qua đường ống chính:

hc = tổn thất dọc đường qua ống chính+tổn thất do các co

j là hệ số tổn thất đơn vị tra bảng 6,519m/km

ξ là hệ số tổn thất cục bộ ξ=0,04 đối với 49 điểm chia nước và 1 điểm thu nước tuần hoàn

ξ=0,018 đối với 1 co tròn trên đường ống

Tổn thất áp lực qua đường ống nhánh:

ξ = 1 đối với 2 điểm nước ra

Tổng tổn thất áp lực của bể UASB h 0.9m

Chọn bơm từ bể điều hòa lên bể phản ứng: Q=62,5 m3/giờ

iii Tính hệ thống thu nước:

Gồm 4 máng thu nước và máng tràn tam giác đặt ở 2 thành mỗi đơn nguyên

Tính máng tràn tam giác:

Chọn máng tràn tam giác có chiều cao là 7,5cm, mỗi tấm dài 2m và có 9 khe Khi lắp

2 tấm lại với nhau mỗi tấm sẽ mất đi chiều dài là 20cm Chiều dài tấm đầu sau khi ghép là 1,9m Chiều dài năm tấm còn lại sau khi ghép chỉ còn 1,8m Tấm cuối cùng có chiều dài 1,2m sau khi ghép sẽ có chiều dài là 1,1m

Mỗi thành đơn nguyên có chiều dài là L=12m=1 tấm×1,9m+5×1,8m+1tấm×1,1m Vậy máng thu nước gồm 7 tấm lắp lại với nhau Số khe thu nước ở mỗi thành đơn nguyên = 6*9=54 khe

Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe = (1500/(2×54)) =13,89 m³ /ngày = 16,1×10-4

m³ /s Chiều cao nước dâng của máng tràn được tính bằng công thức sau đây:

q là lưu lượng qua mỗi khe

Cd= hệ số co hẹp 0,6

H chiều cao nước dâng

θ góc của máng tràn tam giác

Vậy chiều cao nước dâng là: H=0.026m

Tính máng thu nước:

Máng thu nước nghiêng về phía hố thu gom

Với chiều rộng b=0,2m ta có chiều sâu của máng thu nước H = 0.045 m, chọn chiều sâu máng thu nước là 10cm

Vận tốc dòng chảy V= Q/F ≈ 1m/s

Từ công thức Manning: V=K.R2/3I1/2

Tra bảng thu được K là 80 đối với thành bê tông thông thường

Bán kính thủy lực của máng thu là:

R=

H B

H B