BÀI TẬP 6: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠ ĐỒ KHỐI CÁCH THIẾT KẾ BỂ LẮNG SƠ CẤP: Số liệu cần thiết Tiêu chuẩn tuân theo 1 Bắt đầu Xác định hiệu suất loại bỏ SS của bể lắng sơ cấp sẽ thi
Trang 1BÀI TẬP 6: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI
SƠ ĐỒ KHỐI CÁCH THIẾT KẾ BỂ LẮNG SƠ CẤP:
Số liệu cần thiết Tiêu chuẩn tuân theo
1
Bắt đầu
Xác định hiệu suất loại bỏ SS của bể
lắng sơ cấp sẽ thiết kế
E =
Tính hàm lượng SS đầu vào
Css =
Csssx, Csssh : hàm
lượng SS trong
nước thải sản
xuất và nước thải
sinh hoạt
Qsx, Qsh: lưu
lượng nước thải
sản xuất và nước
thải sinh hoạt
Css, Cssra : hàm
lượng SS ra sau
khi lắng
Từ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất lắng và SOR :
để đạt được hiệu suất là E %thì lưu lượng nạp nước trên đơn vị diện tích
bề mặt là: SOR m3/m2*ngày
E, đồ thị biểu diễn
mối quan hệ giữa
hiệu suất lắng và
SOR
Tính diện tích bề mặt phần lắng
Alắng=
Tính diện tích bồn phân phối nước
Aphân phối nước=
15%Alắng
Q, SOR
Tính đường kính bể lắng
D =
Alắng
A
lắng
Trang 2Tính đường kính bồn phân phối nước
d = 30 – 40% D
D
Tính tổng diện tích bể lắng sơ cấp
Atổng = Alắng + Aphân phối nước
Alắng, Aphân phối nước
Tính chiều sâu của bể phần hình trụ
Hb = Hhđ + Hmt
Hmt = 0,5 – 0,6 m
Chọn theo mô hình: 0.4m
Chọn
Tính thể tích nước trong phần bể
V bể= Atổng * Hhđ
Hhđ, Atổng
Tính chiều sâu của phần nón cụt
Hnóncut =
R
bể, chọn R
hố : bán kính hố
chứa bùn
Chọn độ dốc
đáy 1 : 12
Tính thể tích tổng cộng của bể
V = Vbể
Vbể
Tính thời gian lưu tồn nước:
V, Q
Tính khối lượng chất rắn trong bùn trong một
ngày
Sm = Q*Css*E (kg)
Q, Css , E:
hiệu suất loại
SS của bể
Chọn
Trang 3Tính khối lượng bùn trong một ngày
Mbùn = Sm *
Tính thể tích bùn trong 1 ngày :
Vbùn =
Sm
Mbùn, Gbùn = 1030
kg/m3: khối lượng
riêng của bùn
Tính thể tích hố thu bùn :
Vhố =
Vbùn, N: số lần
bơm bùn trong 1
ngày
Tính chiều cao hố thu bùn :
Hhố =
Vhố, Rhố
Tính hiệu suất khử BOD5, COD, SS
R= (%)
a,b: hằng số thực
nghiệm,: thời
gian lưu nước,
Bảng : Giá tri
hằng số thực
nghiệm a,b ở
t200C
Tính nồng độ COD và BOD5 đầu vào:
CCODvào =
CBOD5vào =
CCODsx, CCODsh,
C
BOD5sx, C
BOD5sh,
Qsx, Qsh
Tính nồng độ COD,BOD5,SS đầu ra của
bể lắng sơ cấp (mg/l)
CBOD5ra = CBOD5vào * (1- RBOD5)
CCODra = CCODvào * (1- RCOD)
CSSra = CSSvào * (1 – RSS )
Tính vận tốc vùng lắng :
v = (m/s)
CBOD5vào, RBOD5,
CCODvào, RCOD,
CSSvào, RSS
Q, Alắng
Trang 4 Thiết kế bể lắng sơ cấp:
Bảng : Các số liệu tham khảo để thiết kế bể lắng sơ cấp:
Thông số
Giá trị Khoảng biến
thiên Giá trị thiết kế
Tải nạp bề mặt SOR (m3/m2.d) 31 ÷ 50 50
Lưu lượng qua băng phân phối
( theo Bài giảng Xử Lý Nước Thải_ Lê Hoàng Việt)
Css vào = test = 503,93 mg/l = 0,50393 kg/l
Chọn nồng độ SS trong nước thải sau khi lắng: 350mg/l
Hiệu suất của bể lắng sơ cấp cần thiết kế là:
93 , 503
350 93
,
503
=
−
Từ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất lắng và SOR để đạt được hiệu suất là 30,5% thì lưu lượng nạp nước trên đơn vị diện tích bề mặt là: 47m3/m2*ngày
Diện tích bề mặt phần lắng:
Alắng= 37,7 2
47
1770
m SOR
Q = =
4
Tính vận tốc giới hạn trong vùng lắng :
VH=
k: Hằng số phụ
thuộc vào tính chất
căn, :Tỷ trọng hạt,
g: Gia tốc trọng
trường g =
9,81m/s2,d: Đường
kính tương đương
của hạt,f: Hệ số ma
sát, hệ số này phụ
thuộc vào đặc tính
bề măt của hạt và
hệ số Reynol của
hạt khi lắng
Kết thúc
Kiểm tra và xuất bản vẽ
61
Đảm bảo được hiệu suất 30 - 40%
1,3 m2
Trang 5Ta thiết kế bể lắng hình trụ tròn:
Aphân phối nước= 15%Alắng = 5 , 66 2
100
7 , 37
* 15
m
Miệng dưới của buồng phân phối nước đặt ngay mực phân cách của lớp nước trong
Chọn chiều sâu bồn phân phối nước so với mực nước hoạt động của bể là: 0,3m
Chiều cao tổng cộng của bồn phân phối nước:0.395m
→ buồng phân phối nước ngập 0.3m
Tổng diện tích của bể lắng sơ cấp:
Atổng = Alắng = 1,3m2
Chiều cao của mặt thoáng khoảng Hmt = 0,05m
Tổng chiều sâu của bể (phần hình trụ): Hb = Hhđ + Hmt = 0.395 + 0,05 = 0.4m
Chọn độ dốc đáy là 1:12
Chọn đường kính hố chứa bùn là: Dhố =1m → Rhố = 0,5m
Thể tích tổng cộng của bể là:
V = d.r.h= 1.2 x 0.3 x 0.4 = 0.144 m3
Thời gian lưu tồn nước:
2,17
1770
24
* 73 ,
=
=
Q
V
Hố thu bùn:
- Ta có: Rhố= 0,5m
- Khối lượng riêng của bùn: Gbùn= 1030 kg/m3
E = 55 % = 0,55 (E = 40 – 70% )
- Thời gian lấy bùn ra : t = 3 giờ
- Css= 503,93 mg/l = 0,50393 kg/l
- Chất rắn chiếm 3% trọng lượng bùn
Khối lượng chất rắn trong bùn trong một ngày
Sm = Q*Css*E = 1770* Css vào* 0,55 = 490,58 kg
Khối lượng bùn trong một ngày
Mbùn = Sm *
3
100
= 490,58 *
3
100
= 16352,7 kg
⇒Thể tích bùn trong 1 ngày :
Vbùn = 15,88
1030
7 , 16352
=
=
bùn
bùn
G
M
m3 Khoảng 3 tiếng bơm bỏ bùn một lần vậy 1 ngày ta bơm bỏ bùn 8 lần
Thể tích hố thu bùn :
5
61
0,144
0,056 giờ = 4 phút 1,3 m2
0.195 m2
Trang 6Vhố = 1,985
8
88 , 15
V
m3
Chiều cao hố thu bùn :
5 , 0 14 , 3
985 , 1
2 =
∗
=
ho
ho
A
V
m Tính hiệu suất khử BOD5, COD, SS
R=
θ
θ
*
b
a+ (%)
R: hiêu suất khử BOD5, COD, SS
a,b: hằng số thực nghiệm
θ : thời gian lưu nước
Bảng : Giá tri hằng số thực nghiệm a,b ở t≥20 0 c
• Hiệu suất khử BOD 5 , COD :
RBOD5 = RCOD = 35,34
17 , 2
* 02 , 0 018 , 0
17 , 2
=
• Hiệu suất khử SS :
RSS = 57,3%
17 , 2
* 014 , 0 0075 , 0
17 , 2
+
=
θ
b a
Nồng độ COD, BOD5 đầu vào là:
CCODvào =
170 1600
170
* 750 1600
* 1350
+
+
= 1292,37 mg/l
CBOD5vào =
170 1600
170
* 75 , 468 1600
* 980
+
+
= 930,9 mg/l
• Tính nồng độ COD,BOD 5 ,SS đầu ra của bể lắng sơ cấp (mg/l)
- CBOD5ra = 930,9 * (1- 0,3534) = 601,92 (mg/l )
- CCODra = 1292,37 * (1- 0,3534) = 835,65 (mg/l)
- CSSra = 503,93 * (1 – 0,573 ) = 215,18 (mg/l )
Vận tốc vùng lắng :
v = = 37,71770*86400
lang
A
Q
= 5,43.10-4 (m/s) Vận tốc giới hạn trong vùng lắng :
6
Trang 71/ 2
0,0686 / 0,025
k gd
m s f
Trong đó:
k: Hằng số phụ thuộc vào tính chất căn, chọn k = 0,06
ρ:Tỷ trọng hạt, chọn là 1,25
g: Gia tốc trọng trường g =9,81m/s 2
d: Đường kính tương đương của hạt,chọn d=10 -4 m
f: Hệ số ma sát, hệ số này phụ thuộc vào đặc tính bề măt của hạt và hệ số
Reynol của hạt khi lắng,chọn f = 0,025
Máng thu nước được bố trí sát thành bể chạy dọc theo đường kính bể
Vậy chiều dài của máng thu nước (Ln)
Chọn chiều rộng máng thu nước là 0,4 m,chiều sâu 0,5 m
Thể tích máng thu nước là : ( thiết kế thay thế bằng ống dẫn nước qua máng thu )
V =Ln * B * H = 28,17 * 0,4 * 0,5 = 5,634 (m3)
Tải trọng thủy lực máng thu nước :
b = = 281770,17
n
L
Q
= 62,83 (m3/m2.ngày) <125 (m3/m2.ngày) (Theo Trịnh Xuân Lai –Tính toán
thiết kế các công trình xử lý nước thải )
Ngoài ra khi thiết kế bể lắng sơ cấp cần chú ý:
• Đập tràn răng cưa ( tam giác hoặc hình thang ), cắt thép cho đều để đảm bảo lưu lượng nước qua các răng cưa là như nhau
• Miếng cản bọt hình chữ nhật
• Bố trí máng thu bọt và thanh gạt bọt sao cho thanh gạt vừa chạm mặt nước
• Ống co của máng thu bọt được thiết kế xéo để dễ thu bọt (tránh làm ngẹt ống khi bọt quá nhiều) và dễ sữa chữa Bên ngoài làm thêm hố để chứa bọt
7