thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 130000 dân

LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 3.1 Lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý: Sơ đồ công nghệ và thành phần các công trình đơn vị của trạm

MỤC LỤC

I NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ CÁC SỐ LIỆU CƠ SỞ 3

II LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN CỦA CÁC LOẠI NƯỚC THẢI 4

2.1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt 4

2.2 Xác định hàm lượng bẩn của nước thải 6

2.3 Mức độ cần thiết để xử lý nước thải sinh hoạt 7

III LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 8

3.1 Lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý 8

a.) Phương án 1 8

b.) Phương án 2 10

c.) Nhận xét 11

IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 13

4.1 Ngăn tiếp nhận 13

4.2 Tính toán song chắn rác 14

a.) Tính toán mương dẫn 14

b.) Tính toán song chắn rác 15

4.3 Tính Toán bể lắng cát ngang chuyển động vòng 18

4.4 Tính toán sân phơi cát 21

4.5 Tính toán bể lắng ly tâm đợt 1 22

4.6 Tính toán bể làm thoáng sơ bộ 23

4.7 Tính toán bể Aroten 25

IT R

.IN

a.) Xác định lưu lượng k.khí cung cấp cho bể Aroten 26

b.) Xác định kích thước bể Aroten 26

c.) Tính toán thiết bị khuếch tán không khí 27

d.) Tính toán lượng bùn hoạt tính tuần hoàn 28

4.8 Tính toán bể lắng ly tâm đợt II 28

4.9 Tính toán bể nén bùn 30

4.10 Tính toán bể Mêtan 32

a.) Xác định lượng cặn dẫn đến bể Mêtan 33

b.) Tính toán bể Mêtan 34

c.) Tính toán lượng khí đốt 35

4.11 Tính toán công trình làm ráo nước trong cặn – tính toán sân phơi bùn 38

4.12 Tính toán khử trùng nước thải – tính toán bể tiếp xúc 40

a.) Khử trùng nứơc thải bằng Clo 40

b.) Tính toán máng trộn 43

c.) Tính toán bể tiếp xúc 45

4.13 Tính toán công trình xả nước thải sau xử lý vào sông 46

V TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 M O

IT R

.IN

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC

THẢI ĐÔ THỊ 130000 DÂN

I NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ CÁC SỐ LIỆU CƠ SỞ

v Tiêu chuẩn thoát nước q:

• Tiêu chuẩn thoát nước trung bình:

• Lưu lượng trung bình của nước sông: Qs = 40 m3/s

• Vận tốc dòng chảy trung bình: Vtb = 0,5 m/s

• Hàm lượng chất lơ lửng trong nước sông: bs = 12 mg/L

• Hàm lượng oxy hòa tan: Os= 4,8 mg/L

• Nhiệt độ trung bình của nước sông: T = 270C

v Các số liệu về thời tiết, địa chất thủy văn và địa chất công trình:

§ Nhiệt độ TB năm của không khí: 250C

§ Hướng gió chủ đạo trong năm: Đông–Nam

§ Mực nước ngầm cao nhất ở khu vực đang xét: 7m

§ Cấu tạo địa chất ở vùng xây dựng trạm xử lý:

v Yêu cầu cơ bản về chất lượng nước thải sau khi xử lý xả vào sông Đồng Nai như sau:

§ Chất lơ lửng: không vượt quá 22 mg/L

§ NOS20 : không vượt quá 15 ÷ 20 mg/L

§ Các chất nguy hại: không vượt quá các giới hạn cho phép

II LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN CỦA CÁC LOẠI NƯỚC THẢI:

2.1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt:

• Lưu lượng TB ngày đêm của nước thải sinh hoạt (Q tb-ngđ ):

18200 000

1

000 130 140 000

ngd

Trong đó:

q tb : Tiêu chuẩn thoát nước TB, q tb = 140 L/người.ngđ

N: Dân số của Thành phố, N = 130000 người

• Lưu lượng trung bình giờ (Q tb-giờ ):

33 , 758 24

1000

130000 140

24

130000 140

130000 168

q max = Tiêu chuẩn thoát nước lớn nhất, q max = 168 L/người.ngđ

• Lưu lượng lớn nhất giờ (Q max-h ):

Qmax-h = Qtb-h × Kch = 758.33 × 1,4 = 1061,66 m3/h Trong đó:

K ch : Hệ số không điều hòa chung của nước thải lấy theo quy định

Bảng 1: Phân bố lưu lượng tổng cộng của nước thải sinh hoạt theo từng giờ trong ngày đêm

Nước thải sinh hoạt Các giờ

Theo bảng 1 (Phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt), ta có:

• Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giờ: Qmax-h = 1028,3 m3/h

• Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giây:

6 , 285 6

, 3

3 , 1028 6

, 3

• Lưu lượng nước thải nhỏ nhất theo giờ: Qmin-h = 336,7 m3/h

• Lưu lượng nước thải nhỏ nhất theo giây:

5 , 93 7 , 336

2.2 Xác định hàm lượng bẩn của nước thải:

• Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt:

86 , 392 140

000 1 55 1000

q tb : tiêu chuẩn thoát nước, q tb = 140 L/ng.ngđ

• Hàm lượng NOS 20 trong nước thải sinh hoạt:

250 140

000 1 35 1000

2.3 Mức độ cần thiết để xử lý nước thải sinh hoạt:

• Hàm lượng chất lơ lửng sau xử lý không vượt quá 20 mg/L

• Hàm lượng NOS20 sau xử lý không vượt quá 15 mg/L

v Mức độ cần thiết xử lý nước thải được xác định theo:

§ Hàm lượng chất lơ lửng (phục vụ tính toán công nghệ xử lý

% 100 86

392

20 86 , 392

% 100 250

15 250

% 100

III LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ TÍNH

TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

3.1 Lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý:

Sơ đồ công nghệ và thành phần các công trình đơn vị của trạm xử lý nước thải được lựa chọn phụ thuộc vào:

§ Công suất của trạm xử lý;

§ Thành phần và tính chất của nước thải

§ Điều kiện cụ thể của địa phương

§ Mức độ cần thiết xử lý nước thải

§ Tiêu chuẩn xả nước thải vào nguồn tiếp nhận tương ứng

§ Phương pháp sử dụng cặn

§ Điều kiện mặt bằng và đặc điểm địa chất thủy văn khu vực xây dựng trạm xử lý nước thải

§ Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác

⇒ Phương án xử lý: gồm các giai đoạn xử lý và các công trình xử lý đơn vị như sau:

A.) PHƯƠNG ÁN I:

Xử lý cơ học:

• Ngăn tiếp nhận

• Song chắn rác + máy nghiền rác

• Bể lắng cát + sân phơi cát

• Bể lắng ly tâm (đợt I)

Xử lý sinh học:

• Aerotank (vi sinh vật lơ lửng – bùn hoạt tính)

• Bể lắng ly tâm (đợt II)

Khử trùng và xả nước thải sau xử lý ra sông:

• Khử trùng nước thải

• Bể trộn vách ngăn có lỗ

• Bể tiếp xúc

• Công trình xả nước thải sau xử lý ra sông

Thuyết minh phương án I

Trong phương án này, nước thải từ hệ thống thoát nước đường phố được máy bơm ở trạm bơm nước thải đến trạm xử lý bằng ống dẫn đến ngăn tiếp nhận

Rác được giữ lại ở song chắn rác và đem đi nghiền ở máy ở nghiền rác Rác sau nghiền được đưa đến bể Mêtan để lên men còn nước thải đã được tách tiếp tục đưa đến bể lắng cát Ở đây, thiết kế bể lắng cát ngang nước chảy thẳng để đảm bảo hiệu quả lắng cát và các cặn lớn Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cát được đưa đến sân phơi cát

Nước thải sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể lắng li tâm đợt I, tại đây các chất không hòa tan trong nước thải như chất hữu cơ được giữ lại Cặn lắng được đưa đến bể mêtan để lên men Nước thải tiếp tục đi vào bể Aerotan và bể lắng li tâm đợt II

Để ổn định nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerotan giúp tăng hiệu quả xử lý, một lượng bùn hoạt tính từ bể lắng đợt II sẽ trở lại bể Aerotan, lượng bùn hoạt tính dư được đưa qua bể nén bùn giảm dung tích, sau đó đưa qua bể mêtan

Sau bể lắng đợt II, hàm lượng cặn và BOD trong nước thải đã đảm bảo yêu cầu xử lý xong vẫn còn chứa một lượng nhất định các vi khuẩn gây hại nên ta phải khử trùng trước khi xả ra nguồn Toàn bộ hệ thống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc Sau các công đoạn đó nước thải được xả ra nguồn tiếp nhận

Toàn bộ lượng bùn cặn của trạm xử lý sau khi được lên men ở bể Mêtan đưa ra sân phơi bùn làm khô đến một độ ẩm nhất định Bùn cặn sau đó được dùng cho mục đích nông nghiệp

B.) PHƯƠNG ÁN II:

Xử lý cơ học:

• Ngăn tiếp nhận

• Song chắn rác + máy nghiền rác

• Bể lắng cát thổi khí + sân phơi cát

• Bể lắng ngang (đợt I)

Xử lý sinh học:

• Biophin cao tải

• Bể lắng ngang (đợt II)

Xử lý cặn:

• Bể nén bùn

• Bể mêtan

• Làm ráo nước ở sân phơi bùn

Khử trùng và xả nước thải sau xử lý ra sông:

• Khử trùng nước thải

• Bể trộn vách ngăn có lỗ

• Bể tiếp xúc

• Công trình xả nước thải sau xử lý ra sông

Thuyết minh phương án II:

Trong phương án này, nước thải từ hệ thống thoát nước đường phố được máy bơm ở trạm bơm nước thải đến trạm xử lý bằng ống dẫn đến ngăn tiếp nhận

Rác được giữ lại ở song chắn rác và đem đi nghiền ở máy ở nghiền rác Rác sau nghiền được đưa đến bể Mêtan để lên men còn nước thải đã được tách tiếp tục đưa đến bể lắng cát có thổi khí nhằm tăng hiệu quả lắng

Ở đây, thiết kế bể lắng cát nước chảy vòng kết hợp chuyển động theo phương thẳng để đảm bảo hiệu quả lắng cát và các cặn lớn Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cát được đưa đến sân phơi cát

Nước thải sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể làm thoáng sơ bộ để tăng hiệu suất lắng Nước thải sau khi qua bể làm thoáng sơ bộ sẽ đi qua bể lắng li ngang đợt I, tại đây các chất không hòa tan trong nước thải như

chất hữu cơ được giữ lại Cặn lắng được đưa đến bể mêtan để lên men Nước thải tiếp tục đi vào bể Biophin cao tải và bể lắng ngang đợt II

Cặn sau bể lắng đợt II sẽ được đưa vào bể nén bùn để giảm độ ẩm, sau đó được đưa vào bể mêtan

Sau bể lắng đợt II, hàm lượng cặn và BOD trong nước thải đã đảm bảo yêu cầu xử lý xong vẫn còn chứa một lượng nhất định các vi khuẩn gây hại nên ta phải khử trùng trước khi xả ra nguồn Toàn bộ hệ thống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc Sau các công đoạn đó nước thải được xả ra nguồn tiếp nhận

Toàn bộ lượng bùn cặn của trạm xử lý sau khi được lên men ở bể Mêtan đưa ra sân phơi bùn làm khô đến một độ ẩm nhất định Bùn cặn sau đó được dùng cho mục đích nông nghiệp

C.) Nhận xét:

Hai phương án trên đều đạt hiệu quả xử lý Tuy nhiên phương án I sẽ kinh tế hơn và vẫn đảm bảo được hiệu quả xử lý nước thải Còn phương án

II tuy có hiệu quả xử lý tốt hơn nhưng không hiệu quả về kinh tế Do đó ta

chọn phương án I làm phương án tính toán

⇒ SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

CHO KHU ĐÔ THỊ 130000 DÂN

Chú thích:

0 Ngăn tiếp nhận

1 Song chắn rác

2 Máy nghiền rác

3 Bể lắng cát chuyển động vòng

4 Sân phơi cát

5 Bể lắng ly tâm (đợt I)

6 Bể Aeroten

7 Bể lắng ly tâm (đợt II)

8 Mương trộn khử trùng

9 Bể tiếp xúc

10 Trạm clo

11 Trạm khí nén

12 Bể làm thoáng

13 Bể mêtan

14 Sân phơi bùn

15 Bể chứa khí đốt

16 Nồi hơi

17 Bể nén bùn

(a) Rác dẫn vào máy nghiền rác (b) rác đã nghiền dẫn đến trước SCR hoặc bể mêtan

(c) Hỗn hợp cát - nước

(i) Cặn đã lên men

(k) khí sinh học (Biogas)

IV TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ:

4.1 Ngăn tiếp nhận:

Nước thải được dẫn đến trạm xử lý bằng ống dẫn có áp Ngăn tiếp nhận nước thải được đặt ở vị trí cao để nước thải từ đó có thể tự chảy qua từng công trình đơn vị Để thu nước trong trường hợp này người ta phải xây dựng những ngăn tiếp nhận có nắp đậy

Bảng 2: KÍCH THƯỚC CỦA NGĂN TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI

o Chọn 2 ống áp lực vớùi đường kính mỗi ống d = 300 mm

Vì vậy ta chọn 1 ngăn tiếp nhận có kích thươc như sau:

Kích thước của ngăn tiếp nhận

4.2 Tính toán song chắn rác:

Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại các tạp chất có kích thước lớn (chủ yếu là rác) Đây là công trình đầu tiên của trạm xử lý nước thải Nội dung tính toán song chắn rác gồm các phần sau:

• Tính toán mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác và mương dẫn ở mỗi song chắn rác

• Tính toán song chắn rác

a.) Tính toán mương dẫn:

Mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật có B=1000mm, độ dốc i = 0,0004

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THỦY LỰC MƯƠNG DẪN NƯỚC THẢI SAU

NGĂN TIẾP NHẬN

Lưu lượng tính toán, L/s Thông số thủy lực

Q tb = 210,65 Q max = 285,6 Q min = 93,5 Độ dốc i

Vận tốc v (m/s)

Độ đầy h (m)

Chiều ngang B (m)

0,0004 0.52 0,40

1

0,0004 0,57 0,50

1

0,0004 0,41 0,23

CÁC THÔNG SỐ THỦY LỰC CỦA MƯƠNG DẪN Ở MỖI SONG CHẮN RÁC

Lưu lượng tính toán, L/s Thông số thủy lực

Q tb = 105,33 Q max = 142,8 Q min = 46,75 Độ dốc i

Vận tốc v (m/s)

Độ đầy h (m)

Chiều ngang B (m)

0,0004 0,44 0,30 0,8

0,0004 0,48 0,37 0,8

0,0004 0,34 0,17 0,8

b.) Tính toán song chắn rác:

Song chắn rác được bố trí nghiêng 1 góc 600 so với phương nằm ngang để tiện khi cọ rửa Song chắn rác làm bằng thép không rỉ, các thanh trong song chắn rác có tiết diện hình tròn với bề dày 8 mm, khoảng cách giữa các khe hở là l = 16mm = 0,016m

Chiều sâu của lớp nước ở SCR lấy bằng độ đầy tính toán của mương dẫn ứng với Qmax,: h1 = hmax = 0,37 m

v Số khe hở của song chắn rác được tính theo công thức:

106 05 , 1 37 , 0 016 , 0 48 , 0

10 6 ,

Q

Trong đó:

n: Số khe hở

Q max :lưu lượng lớn nhất của nước thải, Q max = 0,2856 m 3 /s

v: Tốc độ nước chảy lớn nhất qua song chắn rác, v = 0,48 m/s l: Khoảng cách giữa các khe hở, l = 16mm = 0,016 m

K: Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào của rác, K = 1,05

Có 2 song chắn rác công tác nên số khe hở mỗi song sẽ là:

53 2

s: bề dày của thanh song chắn, thường lấy s = 0,008 m

Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn ứng với Qmin để khắc phục khả năng lắng đọng cặn khi vận tốc nhở hơn 0,4 m/s

s m h

B

Q v

S

/ 23 , 0 33 , 0 27 , 1

094 , 0

Tổn thất áp lực ở song chắn rác:

cm m

K g

v

81 , 9 2

48 , 0 77 , 0 2

, 0

008 , 0 24 , 2

4 3

β: hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn, chọn

hình dạng tiết diện song chắn rác kiểu “b”, khi đó giá trị β = 2,24

α: góc nghiêng của song chắn so với hướng của dòng chảy, α=60 0

v Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác L 1 :

m tg

tg

B B

20 2

8 , 0 27 , 1

B S : chiều rộng của song chắn rác, B S = 1,26m

B m : chiều rộng của mương dẫn, B m = 0,8 m

ϕ: góc nghiêng chỗ mở rộng, thường lấy ϕ = 20 0

Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác:

Chiều sâu xây dựng mương đặt song chắn:

H = hmax + hS + 0,5 = 0,37 + 0,023 + 0,5 = 0,9 m

Trong đó:

h max : độ đầy ứng với chế độ Q max , h max = 0,37 m

0,5 = khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt SCR và mực nước cao nhất

h s : tổn thất áp lực ở song chắn rác, h s =0,023m

Khối lượng rác lấy ra trong ngày đêm từ song chắn rác:

9 , 2 1000 365

130000 8

1000 365

a: lượng rác tính cho đầu người trong năm, lấy theo điều 4.1.11 –

TCXD 51-84 Với chiều rộng khe hở của các thanh trong khoảng 16÷20mm, lấy a=8 L/ng.năm

N: số dân của thành phố, N = 130000 người

Trọng lượng rác ngày đêm được tính theo công thức:

P = W1 × G = 2,9 × 750 = 2175 kg/ngđ = 2,175 T/ngđ

Trong đó:

G:khối lượng riêng của rác, G=750kg/m 3 (điều 4.1.11-TCXD 51-84

Trọng lượng rác trong từng giờ trong ngày đêm:

h T K

P

24

175 , 2

=

Trong đó:

K h = hệ số không điều hòa của rác, K h =2

Rác được nghiền nhỏ ở máy nghiền rác (gồm 3 máy, trong đó 2 công tác và 1 dự phòng, công suất mỗi máy:0,8T/h) và sau đó dẫn đến bể mêtan để xử lý cùng với bùn tươi và bùn hoạt tính dư

v Lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác lấy theo điều 6.2.4 - TCXD 51-84: 40m 3 cho 1 tấn rác

Qn = 40P = 40 × 2,175 = 87 m3/ngđ Quanh song chắn rác cơ giới đã chọn có bố trí lối đi lại có chiều rộng 1,2 m; còn ở phía trước song chắn rác 1,5m (điều 4.1.15 – TCXD 51-84)

Hàm lượng chất lơ lửng (C ) và NOS (L ) của nước thải

l mg

) 4 100 (

l mg

) 4 100 (

4.3 Tính toán bể lắng cát ngang chuyển động vòng:

Bể lắng cát ngang chuyển động vòng cũng như các loại bể lắng cát khác làm nhiệm vụ tách các tạp chất vô cơ ( chủ yếu là cát ) ra khỏi nước thải sau khi đã xử lý ở song chắn rác

Tính toán bể lắng cát sao cho chỉ để các hạt cát và các hạt vô cơ bị giữ lại trong bể còn các chất lơ lững hữu cơ nhẹ khác trôi khỏi bể lắng cát đến công trình xử lý tiếp theo (Bể lắng đợt 1)

Trước tiên cần tính toán thuỷ lực của mương dẫn nước thải từ xong chắn rác đến bể lắng cát

Mương hở dẫn nước thải được chọn là mương hình chữ nhật Kết quả tính toán thuỷ lực mương dẫn nước thải vào từng bể lắng cát được thể hiện

Chiều rộng mương B (m)

Độ đầy H (m)

Vận tốc v (m/s)

0,0002 0,5 0,85 0,34

0,0002 0,5 0,34 0,28 Chiều dài của mương dẫn từ song chắn rác đến bể lắng cát là 2,5m Kích thước của bể lắng cát chuyển động vòng phụ thuộc vào công suất của trạm xử lý Được thể hiện ở bảng 4-2

Bảng 4-2: kích thước cơ bản của bể lắng cát chuyển động vòng

Kích thước của bể, mm Kích thước của máng vòng, mm

Kích thước của bể, mm Kích thước của máng vòng, mm Công

h1: Chiều cao phần hình trụ của bể

hn: Chiều cao phần hình nón của bể

B: Chiều rộng của máng vòng

h1: Chiều cao phần hình chữ nhật của máng vòng

h2: Chiều cao phần hình tam giác của máng vòng

v Theo qui phạm, số lượng bể lắng cát không nhỏ hơn 2 chọn 2 bể và công suất của mỗi bể ( lấy theo lưu lượng max ) sẽ là:

8 , 142 2

6 , 285 2

max

max

s L

Q

Kích thước tương ứng của bể lắng cát chuyển động vòng

Kích thước của bể, mm Kích thước của máng vòng,mm

Chiều cao tổng cộng ∑h = 3500 mm Chiều cao tổng cộng ∑h = 950 mm

Tiết diện ươt của máng vòng:

2

max

max

1000 3 , 0

8 , 142

Q L.max.s : Lưu lượng max xủa nước thải dẫn vào 1 bể, Q L.max.s = 142,8 L/s

V max : tốc độ của nước trong máng vòng ứng với lưu lượng lớn nhất

Trong trường hợp đang xét, máng vòng hoạt động như bể lắng

ngang chuyển động vòng theo TCXD 51-84, V max = 0.3 m/s

2

45 , 0 6 , 0

h B

2 1

2 = ω − ω = 0 , 476 − 0 , 135 = 0 , 341m

ωChiều cao lớp nước trong phần hình chữ nhật được tính theo công

B

6 , 0

341 , 0

171 , 0

04675 , 0

Q l.min.s :Lưu lượng nhỏ nhất dẫn vào 1 bể Q l.min.s = 46,75 l/s = 0,04675m 3 /s

Vận tốc nhỏ nhất là Vmin = 0,273 m/s thoả mãn tiêu chuẩn thiết kế là

Vmin = 0,15 m/s

v Thời gian nước lưu lại trong bể lắng cát chuyển động vòng:

s V

D V

L

3 , 0

4 , 3 14 , 3

max max

L: chiều dài của bể lắng cát theo đường trungbình của máng vòng

D tb : Đường kính trung bình của bể: D tb = D – (0,3 + 0,3) = 4 - 0,6 = 3,4 m

Theo TCXD-51-84 (điều 6.3.4) thời gian lưu lại nước trong bể cát không được nhỏ hơn 30s khui lưu lượng lớn nhất Như vậy, kết quả tính toán cho thấy

Lượng cát lắùng ở bể lắng cát ngang chuyển động vòng được tính theo công thức:

3

6 , 2 1000

1 130000 02

, 0

t N P

P: Lượng cát giữ lại trong bể lấy theo điều 6.3.5-TCXD-51-84, t: Chu kỳ xả cát, t=1—2 ngày, chọn t = 1 ngày

Cát được lấy ra khỏi bể lắng cát bằng thiết bị nâng thuỷ lực một lần trong một ngày đêm và dẫn đến sân phơi cát

Để dẫn cát đến sân phơi cát bằng thiết bị nâng thuỷ lực,cần pha

loãng cát với nước thải sau xử lý với tỷ lệ 1:20 theo trọng lượng cát

v Lượng nước công tác cần thiết cho thiết bị nâng thuỷ lực được tính theo công thức:

ngay m G

W

Q ct = c× c = 2 , 6 × 1 , 5 × 20 = 78 3

Trong đó : G c =Trọng lượng thể tích của cát: G c = 1,5 T/m 3

Cát lấy ra khỏi bể lắng cát có chứa một lượng nứơc đáng kể, do đó cần làm ráo cát để dễ dàng vận chuyển đi nơi khác Quá trình làm ráo cát được tiến hành ở sân phơi cát

Hàm lượng bẩn của nước thải sau khi qua bể lắng cát chuyển động vòng có giá trị như sau:

• Hàm lượng chất lơ lững giãm 4% còn lại:

% 337 0 , 96 323 , 52 4

4.4 Tính toán sân phơi cát:

Nhiệm vụ của sân phơi cát là làm ráo nước trong hỗn hợp cát-nước để dễ dàng vận chuyển cát đi nơi khác

v Diện tích hưu ích của sân phơi cát được tính theo công thức:

2

25 , 237 4

1000

365 02 , 0 130000 1000

365

m h

P N

§ Lượng cát theo đầu người 1 ngày đêm, P = 0,02(l/ng – ngđ)

§ h : chiều cao lớp bùn cát trong năm, h = 4-5m/năm (khi lấy cát đã phơi theo chu kỳ)

§ Chọn sân phơi cát gồm 2 ô, diện tích mỗi ô: 240:2 = 120m 2

§ Kích thứơc mỗi ô trong mặt bằng: L × B= 12m × 10m

Nhiệm vụ của bể lắng đợt I là loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong thải sau khi đã qua các công trình xử lý 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 nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước và sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt ở bên ngoài bể Hàm lượng chất lơ lửng đợt I cần đạt ≤ 150mg/L

v Thể tích tổng cộng của bể lắng đợt I xác định theo công thức:

W = Qmax-h × t = 1028,3× 1,5 = 1542,45 m3

Trong đó:

§ Qmax-h: lưu lượng lớn nhất giờ, Qmax-h = 1028,3 m3/h

§ t: Thời gian lắng đối với bể lắng đợt I có thể lấy bằng 1,5h

• Chọn 1 bể công tác và 1 bể dự phòng, thể tích của mỗi bể :

3

1

45 , 1542

45 , 1542

m H

W

Trong đó:

H 1 : chiều sâu vùng lắng của bể lắng ly tâm có thể lấy từ 1,5 đến

5,0m Tỉ lệ giữa đường kính D và chiều sâu vùng lắng (D:H 1 ) lấy trong khoảng từ 6 đến 12 (TCXD 51-84), chọn H 1 = 4,4 m

Đường kính của bể lắng li tâm được tính theo công thức:

m m

F

14 , 3

6 , 250 4

§ H: Chiều cao công tác của bể lắng ly tâm, H=4,4m

§ h 1 : chiều cao lớp trung hòa, h 1 =0,3m

§ h 2 : khoảng cách từ mực nước đến thành bể, chọn h 2 =0,4m

§ h 3 : chiều cao phần chứa cặn, h 3 =0,3m

Tốc độ lắng của hạt cặn lơ lửng trong bể lắng:

s mm t

H

5 , 1 6 , 3

4 , 4 6

, 3

Hàm lượng chất lơ lững khi thực hiện làm thoáng sơ bộ và lắng với hiệu suất E = 65% được tính theo công thức:

 

 

4 184 100

43 100 52 , 323 100

Như vậy hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước ra khỏi bể lắng đến công trình xử lý sinh học 184,4 mg/L >150 mg/L nên cần thực hiện giai đọan làm thoáng sơ bộ để đạt được điều kiện nêu ở trên Ngòai ra, làm thóang sơ bộ còn có thể lọai bỏ kim lọai nặng và một số chất ô nhiễm khác có thể ảnh hưởng xấu đến quá trình xử lý sinh học sau đó

4.6 Tính toán bể làm thoáng sơ bộ:

• Tác dụng của công trình làm thoáng sơ bộ là:

- Tăng cường hiệu quả xử lý nước thải

- Tạo điều kiện thuận lợi cho các chất lơ lửng và chất nổi trong nước thải phân bố đồng nhất trước khi qua các công trình xử lý phía sau;

- Tăng hiệu quả khử NOS

• Thể tích bể làm thoáng sơ bộ:

3

60

20 3 , 1028

t Q

Trong đó :

§ Q max-h : lưu lượng lớn nhất giờ, Q max-h =1028,3 m 3 /h

§ t: thời gian làm thoáng (thổi khí), thông thường t = 10-20

phút, chọn t = 20 phút

Lượng không khí cần cung cấp cho bể làm thoáng được tính theo lưu lượng riêng của không khí: