hoàn chỉnh đồ án xử lý nước thải công nghiệp

Kích thước của ngăn tiếp nhận nước thải Lưu lượng nước thải Q m 3 /h Đường kính ống áp lực d mm Kích thước của ngăn tiếp nhận mm Mương dẫn từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có các thô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH

TÀI NGUYÊN

Môn học: Đồ án xử lý nước thải đô thị

PHỤC LỤC

CHƯƠNG I: NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 3

1.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ: 3

1.2 NỘI DUNG THỰC HIỆN: 3

1.3 SỐ LIỆU THIẾT KẾ: 3

CHƯƠNG II: THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 5

2.1 LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN 5

2.1.1 Tiêu chuẩn thoát nước: 5

2.1.2 Lưu lượng nước thải sinh hoạt: 5

2.2.3 Lựa chọn công nghệ xử lý 8

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 11

3 PHƯƠNG ÁN 1 11

3.1 NGĂN TIẾP NHẬN 11

3.2 SONG CHẮN RÁC 12

3.2.1 Tính toán mương dẫn 12

3.2.2 Tính toán song chắn rác 13

3.3 BỂ LẮNG CÁT NGANG 16

3.3.1 Tính toán mương dẫn nước thải từ song chắn rác đến bể lắng cát ngang. 16

3.3.2 Tính toán bể lắng cát ngang 16

3.3.3 Tính sân phơi cát: 20

3.4 BỂ ĐIỀU HÒA 20

3.4.1 Tính toán bể điều hòa 20

3.4.2 Tính toán khí nén 22

3.4.3 Tính bơm từ bể điều hòa sang các công trình đơn vị phía sau 22

3.5 TÍNH TOÁN BỂ LẮNG 1 ( bể lắng ngang) 25

3.6 BỂ LỌC SINH HỌC CAO TẢI 30

3.7 BỂ LẮNG LY TÂM ĐỢT II: 38

3.7.1 Bể lắng ly tâm 38

3.7.2 Máng thu nước: 39

3.7.3 Máng răng cưa: 40

3.7.4 Tính toán thanh gạt bùn: 40

3.7.5 Tính toán đường kính dẫn nước: 42

3.7.6 Ống dẫn bùn 42

3.7.7 Tính toán hố thu bùn: 43

3.7.8 Tính toán phần thu xả cặn 43

3.8 KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI: 45

3.8.1 Tính lượng Clo sử dụng: 46

3.8.2 Tính toán máng trộn vách ngăn có lỗ: 46

3.8.3 Tính toán bể tiếp xúc: 48

4 PHƯƠNG ÁN 2 49

4.1 BỂ AEROTANK 49

4.1 1 Nhiệm vụ 49

4.1.2 Tính toán 49

4.2 HỒ SINH HỌC 56

4.2.1 Tính toán hồ bậc 1: Hồ hiếu khí có thiết bị nạp khí cơ học 56

4.2.2 Tính toán hồ sinh học bậc 2 : hồ tùy nghi 57

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN KINH TẾ 58

4.1 PHƯƠNG ÁN 1 59

4.1.1 Chi phí xây dựng 59

4.1.2 Lắp đặt trang thiết bị - đường ống công nghệ 61

4.1.3 Chi phí quản lý và vận hành 64

4.2 PHƯƠNG ÁN 2 65

4.2.1 Chi phí xây dựng 65

4.2.2 Lắp đặt trang thiết bị-đường ống công nghệ 68

4.2.3 Chi phí quản lý và vận hành 70

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH 72

CHƯƠNG I: NHIỆM VỤ THIẾT KẾ1.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:

 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu dân cư 350.000 người

 Niên hạn thiết kế t = 20 năm

 Tiêu chuẩn nước thải: QCVN14:2008 cột A

1.2 NỘI DUNG THỰC HIỆN:

 Lựa chọn sơ đồ công nghệ

 Tính toán các công trình đơn vị

 Quy hoạch mặt bằng trạm xử lý

 Thiết kế chi tiết 1 công trình đơn vị do cán bộ hướng dẫn qui định

1.3 SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

BẢNG 1.1: Tính chất nguồn nước thải như sau:

Thuyết minh tính toán gồm:

 Phân tích nhiệm vụ thiết kế

 Tính toán các công trình đơn vị

Bản vẽ thể hiện: (bản vẽ khổ A2):

 Mặt bằng bố trí trạm xử lý

 Mặt cắt dọc dây chuyền công nghệ xử lý

 Bản vẽ chi tiết 1 công trình đơn vị

BẢNG 1.2: Mức độ xử lý so với QCVN 14:2008 ( đầu ra loại A)

Mức độ cần thiết để xử lý nước thải sinh hoạt:theo QCVN 14-2008

 Hàm lượng chất lơ lửng sau xử lý không vượt quá: 50 (mg/l)

 Hàm lượng BOD5 sau xử lý không vượt quá: 30 (mg/l)

 Hàm lượng nitrat sau xử lý không vượt quá:5 mg/l

CHƯƠNG II: THÔNG SỐ TÍNH TOÁN2.1 LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN

2.1.1 Tiêu chuẩn thoát nước:

Tiêu chuẩn thoát nước trung bình:

Qtb= 140 (l/người.ngđ)

Tiêu chuẩn thoát nước lớn nhất trong 1 ngày đêm:

Qmax = Kngđ x qtb = 1,23 x 140 = 172 (l/người.ngđ)

Yêu cầu cơ bản về nước thải sau xử lý:

 Chất lơ lửng: không vượt quá 50 mg/l

 BOD5 : không vượt quá 30 mg/l

 Nitrat: không vượt quá 5 mg/l

2.1.2 Lưu lượng nước thải sinh hoạt:

Dân số sau 20 năm:

Dân số tính toán sau 20 năm, với tốc độ tăng trưởng là 0,0105

N= N0(1+a)n = 350000(1+0,0105)20 = 431315 (người)

- a: tốc độ gia tăng dân số là 1,05%

- N0: dân số hiện tại

- n: niên hạn thiết kê ( 20 năm)

Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm:

BẢNG 2.1: Phân bố lưu lượng tổng cộng nước thải sinh hoạt theo từng giờ ngày đêm.

Các giờ % Q Nước thải sinh hoạt

PHƯƠNG ÁN 1

Xe thu gôm

Bể lọc sinh họccao tải

Bể lắng 1

Song chắn rác tinhNước thải

Bể Lắng cát

Nước bùn

Bể điều hòaMáy thổi khí

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

3 PHƯƠNG ÁN 1

3.1 NGĂN TIẾP NHẬN

Nước thải sẽ được bơm theo đường ống áp lực đến ngăn tiếp nhận Ngăn tiếp nhậnphải được đặt ở trên cao để nước thải có thể tự chảy qua các công trình đơn vị Kíchthước ngăn tiếp nhận phụ thuộc vào lưu lượng tính toán của trạm xử lý

BẢNG 3.1 Kích thước của ngăn tiếp nhận nước thải

Lưu lượng

nước thải

Q (m 3 /h)

Đường kính ống áp lực d (mm) Kích thước của ngăn tiếp nhận (mm)

Mương dẫn từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có các thông số thủy lực như sau:

BẢNG 3.2 Bảng tính toán thủy lực mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận

Wngăn tiếp nhận = Qs

tb x v = 0,7 x 0,8 = 0,56 m3

Trong đó:

 Qh

tb là lưu lượng trung bình theo giây (m3/h)

 v là vận tốc chảy qua song chắn rác (0,6 < v < 1 m/s)

 Thiết kê mương dẫn với chiều rộng là Bm = 1 m

 n là hệ số độ nhám phụ thuộc vào vật liệu làm ống, chọn mương bằng bê tông n= 0,012

 y chỉ số mũ phụ thuộc vào độ nhám, bán kính thủy lực

BẢNG 3.3: tính toán thủy lực mương dẫn nước thải của mỗi song chắn rác:

 Q max : lưu lượng lớn nhất của nước thải (m 3 /s).Q max = 0.858,6 m 3 /s

Chiều rộng của mỗi song chắn rác

Bs = s(n-1)+(l x n) = 0,008(65-1)+(0,016x65) = 1,6 (m)

Trong đó:

Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn ứng với

v min= Q min

B s ×h min=0,44 (m/s)

Trong đó:

 Qmin là lưu lượng vào nhỏ nhất của mỗi song chắn rác

 α: góc nghiêng của song chắn rác so với hướng dòng chảy , α = 60º

Trong đó: - Ls Chiều dài phần mương đặt song chắn rác, Ls = 1,5 (m)

Chiều sâu xây dựng mương:

H = hmax + hs + 0,5 = 0,48 + 0,02 + 0,5 = 1 (m)

Trong đó:

 h s : tổn thất áp lực ở song chắn rác, h s = 0,02 (m)

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

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

Trọng lượng rác ngày đêm được tính theo công thức:

P = Wt x G = 9,45 x 750 = 7087,5 (kg/ngđ)

Trong đó:

Hàm lượng SS, BOD, COD sau khi qua song chắn rác:

Css= 180 x 95% = 171 (mg/l)

CBOD5= 180 x 98% = 176,4 (mg/l)

CCOD= 370 x 98% = 362,6 (mg/l)

3.3 BỂ LẮNG CÁT NGANG.

3.3.1 Tính toán mương dẫn nước thải từ song chắn rác đến bể lắng cát ngang.

BẢNG 3.4: Tính toán thủy lực mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận

Trong đó :

 K là hệ số thực nghiệm tính đến ảnh hưởng của đặc tính dòng chảy của nước đếntốc độ lắng của hạt cát trong bể lắng cát ngang ( theo bảng 1 điều 7.32 TCXD 51-2008 ) ta chọn kích thước hạt nhỏ nhất cần giữ lại là 0,25 mm , nên K= 1,3

 vmax là tốc độ chuyển động của nước thải ở bể lắng cát ngang ứng với lưu lượng lớn nhất ( lấy theo bảng điều 7.32 TCXD 51-2008) nên ta chọn v = 0,3 mm/s

 Hmax là độ sâu lớp nước trong bể lắng cát ngang , có thể lấy bằng độ dày h của mương dẫn nước thải được tính ở trên ứng với Qmax Vậy Hmax = 0,52 m

 U0 là kích thước thủy lực của hạt cát, được lấy theo bảng 3 điều 7.32 TCXD

51-2008 Ứng với đường kính hạt ta chọn là 0,2 mm , vậy U0= 24,2 mm/s

Diện tích mặt thoáng F của nước thải trong bể lắng cát ngang được tính như sau:

 Ta có : C là hàm lượng cặn chất lơ lửng trong nước thải , C = 180 mg/l.

 Q là lưu lượng trung bình ngày đêm của nước thải : Q = 60384 m3/ ngđ

 nll là tải lượng chất rắn lơ lửng của nước thải sinh hoạt cho 1 ngày trong

1 ngày đêm ( theo điều 7.7 TCXD 51-2008) nll= 65 g/người.ngày

 P là lượng cát giữ lại trong bể lắng cát cho một người trong 1 ngày đêm ( theo điều 7.34 TCXD 51-2008) đối với hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn : P = 0,02 l/người/ngày.

 t là chu kì xả cát t ≤ 2 ngày đêm ( để tránh sự phân hủy cặn cát), ta chọn t = 1 ngày đêm

Chiều cao của lớp cát trong bể lắng cát 1 ngày đêm được tính như sau:

hc= W c L× b ×n = 8,38 ×2,115 × 210,34 = 0,29 m.

Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang.

Để dẫn cát ra sân phơi cát bằng thiết bị nâng thủy lực , cần pha loãng cát với nước thải sau xử lí với tỷ lệ 1:20 theo trọng lượng cát

 Nước công tác do máy bơm với áp lực 2 -3 at

 Thời gian mỗi lần xả cát 30 phút

 Độ ẩm của cát là : 60 %

 Trọng lượng thể tích của cát : 1,5T/m3

Lượng nước công tác cần thiết cho thiết bị nâng thủy lực được tính như sau:

Qct = Wc ×1,5 × 20 = 10,34 ×1,5 × 20 = 310,2 m3

Cát lấy ra từ bể lắng cát có chứa 1 lượng nước đáng kể , nên chúng ta cần tách nước

ra ( làm ráo cát) để dễ vận chuyển đi nơi khác, công việc này được thực hiện ở sân phơi cát

Hàm lượng chất lở lửng , NOS20 sau khi qua bỏ lắng cát ngang giảm được 5% , hàm lượng còn lại là:

Nhiệm vụ của sân phơi cát là làm ráo nước trong cát , để dễ vận chuyển đi nơi khác

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

F = N¿× P ×365 1000× h = 517218× 0,02× 365 1000× 5 = 755,14 m2

3.4.1 Tính toán bể điều hòa

Dựa vào bảng dùng nước theo từng ngày ta chọn thời gian lưu nước là 8h

 h là chiều cao hữu ích của bể h = 6 m, chiều cao bảo vệ 0,5 m

Ta chọn 2 bể điều hòa để xây dựng, 1 công tác và 1 dự phòng

Chọn khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống khí nén

Lượng không khí cần thiết cho khuấy trộn

Qkhí = R x Vtt = 0,012 m3 khí / m3.phút x 24153,6 m3 = 289,85 m3/phút

Trong đó:

 R là tốc độ khí nén

 Vtt là thể tích thực của bể điều hòa

Chọn ống nhựa PVC có khoan lỗ đường kính 5 mm cách nhau 3 – 6cm, bố trí dọc theo chiều dài của bể, các lỗ trên ống nhánh nằm dưới mặt ống, các ống nhánh nằm trên giá đỡ cao từ 6 – 10 cm so với đáy bể (TCXDVN 51- 2008 điều 7.44)

qo = 20Q ¿4,83

20 = 0,2415 m3/s = 869,4 m3/hChọn đường kính ống nhánh Ø = 160 mm

thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh, (m) Tổng tổn thất do h d và h c không quá 0,4 m;

 : Hiệu suất của máy nén khí (0,7 ÷ 0,9), chọn  = 0,74

Sử dụng 4 máy nén khí hiệu HSC FRECON 50 D

3.4.3 Tính bơm từ bể điều hòa sang các công trình đơn vị phía sau

Công suất trên trục bơm: N = Q ρ g H 1000 η (kW)

Trong đó:

 Q - Năng suất bơm (m3/s)

 ρ - Khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3)

 g - Gia tốc trọng trường (m/s2)

 H - áp suất toàn phần của bơm (m)

 η - Hiệu suất của bơm

ρ g + ho

Trong đó:

 P1 - Áp suất tại đầu ống hút, P1 = 1 at (N/m2)

 P2 - Áp suất tại đầu ống đẩy, P2 = 1 at (N/m2)

 ΔP= ΔPPđ - Áp suất cần thiết để tạo vận tốc cho dòng chảy ra khỏi ống đẩy (N/m2)

 ΔP= ΔPPm - Áp suất để khắc phục trở lực ma sát trên đường ống dẫn (N/m2)

 ΔP= ΔPPH - Áp suất để khắc phục áp suất thuỷ tĩnh (N/m2)

 ΔP= ΔPPc- Áp suất để thắng trở lực cục bộ (N/m2)

 ΔP= ΔPPt - Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực trong (N/m2)

 ΔP= ΔPPk - Áp suất bổ sung cuối đường ống dẫn (N/m2)

Tính ΔPP đ : ∆Pđ = ρ ω2

2 = 1130,2 (N/m2)

 ρ - Khối lượng riêng của nước thải ở 25oC, ρ = 1004,6 kg/m3

 ω - Tốc độ của nước thải đi trong ống, chọn ω = 1,5 m/s

 - độ nhớt của nước thải ở 25oC,  = 0,897.10-3Ns/m2

 - độ nhám tuyệt đối, chọn loại ống thép mới không hàn ξ = 0,06 ÷ 0,1 mmchọn  = 0,1 mm = 0,1.10-3 m

- Chọn ống thép mới tốt, ξ1 = 0,5

- Chọn 2 van tiêu chuẩn ξ2 = 4,1

- Hệ số trở lực khuỷu: 2 khuỷu 450 tạo thành sao cho a/b =1 => ξ3 = 0,38

=> ξ = ξ1 + 2ξ2 + 2ξ3 =0,5+ 2.4,1 + 2.0,38=9,46

Tính ΔPP H : ΔP= ΔPPH = H.ρ.g = 5×1004,6×9,81= 49275,63 N/m2H: chiều cao từ đầu ống hút đến điểm cao nhất, chọn chiều cao H = 5 m

Vậy: ΔPP = 1130,2 + 205,5 + 10691 + 49275,63 = 61302,33 N/m 2

=> Áp suất toàn phần của bơm: H = h0 = 6,22 m

Công suất yêu cầu trên trục bơm: N = Q×∆P1000η = 2516 ×1004,6 ×9,81 ×6,22 1000× 0,726 ×3600 = 59 Kw

Hiệu suất bơm, gồm 3 phần :

- η0: Hiệu suất thể tích có tính đến hao hụt chất lỏng do rò rỉ, chọn η0 = 0,9

- ηtl: Hiệu suất thuỷ lực do ma sát và tạo dòng xoáy, chọn ηtl = 0,85

- ηck: Hiệu suất cơ khí, ma sát ở ổ bi, ổ lót trục; chọn ηck = 0,95

Vậy : η = 0,9.0,85.0,95 = 0,726

3.5 TÍNH TOÁN BỂ LẮNG 1 ( bể lắng ngang)

Tính theo tiêu chuẩn TCXD 51-2008

Chiều dài của bể lắng ngang được tính theo công thức.

trụ với chiều cao của lớp nước h đạt hiệu quả lắng bằng hiệu quả tính toán Với n= 0,25, hiệu quả lắng 50% và nồng độ của chất lơ lững 171 mg/L, t =1190s.

 α là hệ số tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ của nước thải đối với độ nhớt (theo bảng TCXD 51-2008) ứng với t =200C , ta có α = 1

 ω là thành phần thẳng đứng của tốc độ nước thải lấy theo bảng 3, ω = 0,04 mm/s

 n là hệ số phụ thuộc vào tính chất của chất lơ lửng, có thể lấy sơ bộ như sau

 n= 0,25 đối với chất lơ lửng của chất thải có khả năng dính kết;

 n=0,24 đối với chất khoáng của hệ phân tán , có khối lượng riêng 2÷3 g/m3

 n=0,5÷0,6 đối với hạt cặn nặng có khối lượng riêng 5÷6 g/m3 ;

chọn n = 0,25

 ¿ là trị số tính toán đối với bể lắng phụ thuộc vào chiều cao của bể lắng H và kiểu

bể lắng, lấy theo bảng 7.12 (TCXD 51-2008) điều 7.53

Đối với H=3,8 , ¿ = 1,39 theo bể lắng ngang

Diện tích tiết diện ướt của bể lắng ngang được tính theo công thức:

 V : tốc độ tính toán trung bình của nước thải V= 8 mm/s = 8.10-3 m/s

Chiều ngang tổng cộng của bể lắng sẽ là:

Chọn bể lắng ngang gồm 5 đơn nguyên, và khi đó chiều ngang tổng cộng thực tế của bể lắng được tính B= 6×5=30 m

Thời gian lắng trực tiếp ứng với kích thước đã tính toán và được chọn như sau:

 Q max h là lưu lượng lớn nhất giờ, Q max h= 3115,81 (m3/h)

Chiều cao xây dựng của bề lắng ngang

để phục vụ cho việc sửa chữa và làm vệ sinh thuận lợi

Tốc độ lắng thực tế của hạt cặn trong bể lắng ngang được tính với công thức như sau: U= 3,6 ×t H = 3,6 ×1,843,8 = 0,57 mm/s

Trong đó :

 U là tốc độ lắng của hạt cặn lơ lững( mm/s)

 H là chiều sâu tính toán của vùng lắng H = 3,8 m

 t là thời gian lắng thực tế theo kích thước đã chọn , t=1,84h

Ứng với u =0,57 mm/s và hàm lượng ban đầu của chất lơ lửng Cbd =162,5mg/L , hiệu suất lắng vào khoảng:E=50%

Hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước ra ngoài bể lắng ngang đợt 1 là:

C = C bd

100(100-E) =162,5100 (100-50) = 81,25 mg/LGiá trị này thỏa mãn với yêu cầu qui định hàm lượng cặn đi vào bể sinh học là ≤

150mg/L

Vậy hàm lượng cặn được lắng đi là được 81,25 mg/L

Hàm lượng NOS20 sau khi lắng đợt 1 giảm 10% còn lại là:

 Cbd : hàm lượng chất lơ lửng trong khỏi bể điều hòa :

 Q : lưu lượng trung bình 8h làm việc trong ca dùng nước lớn nhất( ca 2) ,

 Q là lưu lượng bùn trung bình ngày đêm m3/ngày đêm

 ρ là khối lượng riêng của bùn , ρ = 1006 kg/ m3

 g là gia tốc trọng trường g = 9,81 m2/s

 H là cột áp toàn phần của máy bơm (m)

 n là hiệu suất của máy bơm từ 0,73-0,9 ta chọn là n = 0,8

 Cột áp toàn phần của máy bơm là :

Đặc điểm của bơm :

 Chuyển nước thải thô chưa sàng lọc

 Chuyển nước chưa xử lý

 Bơm nước chứa bùn đặc

 Bơm nước thải công nghiệp

Tính toán thiết kế ngăn phân phối.

Để phân phối đều trên toàn bộ mặt cắt ngang của bể cần đặt các vách ngăn ở đầu mỗi bể , cách tường 1-2m Vận tốc qua các lỗ vách ngăn lấy bằng 0,5 m/s , đoạn dưới củavách ngăn trong phạm vi chiều cao 0,3-0,5 m kể từ mặt trên của vùng chứa cặn nén không cần phải khoan lỗ ( theo khoản 6.77 TCXD 33-2006)

 Chọn độ cao làm việc thấp nhất của vách ngăn so với mặt trên của vùng lắng cặn

là 0,5m

 Khi đó diện tích của vách ngăn phân phối nước vào của bể là :

Fn = B(H-0,5) = 28,47(3,8-0,5) = 94 m2Vậy ta chọn 29m × 3,5 m

 Lượng nước tính toán qua bể : Q= 60384 m3/ngđ = 0,7 m3/s

 Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào là :

3.6 BỂ LỌC SINH HỌC CAO TẢI

Tính toán thiết kế bể lọc sinh học cao tải dựa vào các thông số tính toán ghi ở điều

6.14.17 (TCXD 51-84)

NOS20 sau khi xử lí

 Với L1=15 mg/L : H=4m;

 Với L1=20 mg/L : H không nhỏ hơn 3m;

 Với L1=25÷ 30 mg/L : H không nhỏ hơn 2m

Tải trọng thủy lực q = 10 ÷ 30 m3/m2 ngđ

Diện tích bể lọc sinh học cao tải được tính theo 2 trường hợp : tuần hoàn và không

tuần hoàn

Trước hết thực hiện tính toán với trường hợp có tuần hoàn nếu thu được:

 L hh th< Lch thì cần thực hiện tuần hoàn nước thải cho bể lọc cao tải

 L hh th> Lch thì không cần tuần hoàn

Tính giá trị : L hh th

Lhh th= K.L1 = 10,67× 15= 182,4 mg/L Trong đó :

 K là hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ của nước thải , chiều cao của bể lọc lưu lượng của không khí và tải trọng của thủy lực , xác định theo bảng 4-3.Ứng với nhiệt độ nước thải là T=200C , tải trọng thủy lực q= 30 m3/m2 Ngđ , lưu lượng không khí B= 8 m3/m3 , ta có K= 12,16

 L1 : là NOS20 của nước thải sau khi xử lí, L1 = 15mg/L

Từ kết quả tính toán cho thấy L hh th=182,4> Lch =144,8 nên không cần thực hiện tuần hoàn

Diện tích của bể lọc sinh học cao tải là :

F= Q q = 6038430 = 2012,8 m2

Trong đó :

 Q : là lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm , Q= 60384 m3/ngđ

 q: là tải trọng thủy lực lên bề mặt bể lọc , q = 10÷ 30 m3/m2.ngđ , ta chọn q= 30m3/

m2.ngđ

Thể tích tổng cộng của lớp vật liệu lọc được tính theo công thức:

W= H.F= 4 × 2012,8 =8051,2 m3

Trong đó : H là chiều cao công tác của bể lọc , H = 4m

Vật liệu lọc và cỡ hạt của vật liệu lọc theo điều 6.14.5-6.14.6(TCXD 51-84)

Đối với bể lọc sinh học cao tải có thể chọn vật liệu lọc là đá dăm ( có cỡ hạt 70mm) Chọn cỡ hạt bằng nhau, lớp vật liệu đỡ lọc ở dưới có kích thước hạt lớn

40-từ 70-100mm, dày khoảng 0,2m

Chọn 6 bể lọc sinh học cao tải có dạng hình tròn , diện tích của mỗi bể là:

F1= F6 = 2012,86 = 335,47 m2≈336 m2

Tổng chiều cao xây dựng của bể lọc sinh học cao tải là :

h = H + Hlớp đỡ + H ngăn thu nước + H mặt trên = 4 + 0,2 + 0,5 + 1 = 5,7 m

Đường kính của mỗi bể :

D= √4 ×3363,14 = 20,69 m ≈ 21 mChọn phương pháp thông gió nhân tạo để phục vụ cho quá trình oxy hóa sinh học ở

bể sinh học cao tải Thành bể lọc bể kín ( khác với thông gió tự nhiên phải có cửa thông gió) Dùng quạt gió dẫn không khí vào khoảng không gian ở giữa sàn lọc và sàn bể với

áp lực cột nước 100mm Ở ống dẫn ra khỏi bể bố trí van thủy lực với chiều sâu 200mm ( điều 6.14.4 TCXD 51-84)

Lượng không khí cần thiết để cung cấp cho bể lọc sinh học cao tải được tính theo công thức :

 A là lượng không khí cần thiết để cung cấp cho bể sinh học cao tải , m3/h

 Q là lượng nước thải trung bình ngày đêm , Q= 60384 m3/ngđ

 K1 là hệ số dự trữ , K1 = 2 ÷ 3, ta chọn K1 = 2

Từ kết quả trên , ta chọn quạt với đặc trưng tương ứng:

 Áp lực công tác H = 100mm

 Lượng không khí cung cấp A= 36517,95 m3/h

Hệ thống tưới phản lực

Điều kiện để bể lọc sinh học hoạt động tốt là nước thải phải phân phối đều trên bề mặt vật liệu lọc Thông thường bể lọc sinh học có hình dạng tròn thường áp dụng hệ thống tưới phản lực , nên ta chọn hệ thống tưới phản lực để hoạt động

Tính toán dựa vào điều 6.14.8 (TCXD 51-84)

Lưu lượng tính toán nước thải trên một bể lọc sinh học cao tải :

Q1=Q max s n

1 = 865,56 = 144,25 (l/s)

Trong đó:

 Qmax.s là lưu lượng nước thải lớn nhất giây , Qmax.s= 865,5 (l/s)

 n1 là số bể lọc sinh học cao tải , n1 =6

Đường kính của hệ thống tưới phản lực được tính bằng:

 n2 là số ống phân phối trong hệ thống tưới phản lực , n2=4

 v là tốc độ nước chảy ở đầu ống v= 0,6÷1 m/s, ta chọn v=1m/s

 Q1 là lưu lượng tính toán , Q1=144,25 (l/s) = 0,144m3/s

vth = 4 × Q1

n2× 3,14 × D02 = 4 ×0,144

4 × 3,14 ×0,252 = 0,73 m/s ( thỏa mãn)giá trị thỏa mãn điều kiện v= 0,6÷1 m/s , nên chấp nhận được

Số lỗ trên mỗi nhánh phân phối được tính theo công thức:

Sơ đồ tính toán hệ thống tưới phản lực Chú thích :

1: ống phân phối của hệ thống tưới nước

2: trục giữa hệ thống tưới nước

2 ×√m i

Trong đó : i là số lỗ thứ tự cách trục tâm giữa của hệ thống tưới.

 Với số thứ tự thứ nhất L1: