TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Tính toán mương dẫn nước thải - Nước thải từ các công đoạn sản xuất của nhà máy theo mương dẫn chảy qua song chắn rác trước khi đi vào hố gom.. Tổng hợp các thông số tính toán mương dẫn

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

IV.1 Tính toán các thiết bị chính trong sơ đồ công nghệ

Bảng 4.1 Các thông số đầu vào và ra của nước thải

đầu vào

Nước thải sau xử lý (QCVN 24 – 2009) cột

B Lưu lượng

IV.1.1 Tính toán mương dẫn nước thải

- Nước thải từ các công đoạn sản xuất của nhà máy theo mương dẫn chảy qua song chắn rác trước khi đi vào hố gom

- Tính toán:

Chọn các thông số tính toán mương dẫn nước thải:

+ Lưu lượng nước thải vào mương: Q = 4000 (m3/ngàyđêm) = 0,046 (m3/s)+ Vận tốc trung bình qua các khe hở của song chắn, theo TCXDVN 51:2006, thì v = 0,8-1,0 (m/s) Do đó, ta chọn vận tốc nước chảy trong mương v = 0,9 (m/s)

+ Chọn mương có tiết diện hình chữ nhật Ta có Q=ω×ν

Suy ra, diện tích mặt cắt ướt của mương dẫn

0,046

0,0510,9

Q

ων

(m2)Theo [14] thì mương tiết diện hình chữ nhật có B = 2h sẽ cho tiết diện tốt nhất

về mặt thuỷ lực Trong đó B: Chiều rộng mương dẫn nước, (m)

h: Chiều cao mực nước trong mương, (m)

100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

h = 2×

0,16 = 0,32 (m) = 32 (cm)

- Độ dốc tối thiểu của mương dẫn để tránh quá trình lắng cặn trong mương

được tính theo công thức:

min

30,32

i B

% [14]

- Chiều cao xây dựng của mương: H= h + h’

Với h’ là chiều cao bảo vệ của mương h’= 0,1 – 0,2 (m) [14]

Chọn h’= 0,14 (m)

Chiều cao xây dựng của mương là:

H = h + h’ = 0,16 + 0,14 = 0,3 (m) = 30 (cm)Vậy, các kích thước tính toán cơ bản của mương dẫn nước thải:

+ Chiều rộng: B = 0,32 (m) = 32 (cm),

+ Chiều cao: H = 0,3 (m) = 30 (cm),

+ Độ dốc: imin = 3%

Bảng 4.2 Tổng hợp các thông số tính toán mương dẫn nước thải

Vận tốc nước chảy trong

IV.1.2 Tính toán song chắn rác

 Song chắn rác thô – thủ công

Thiết bị tách rác thô nhằm mục đích tách các vật thô như giấy, nhãn chai, mảnh chai vỡ Chọn song chắn rác bằng vật liệu thép không gỉ, khe hở giữa các song là

10 – 30 mm [12], đặt cố định và nghiêng 600 so với chiều dòng nước chảy để dễ dàng cào rác từ dưới lên Chọn khe hở 10mm.

Các thông số tính toán song chắn rác mịn:

Q = 4000 (m3/ngày đêm)BOD5 = 1500 (mg/l)

- n: là số lượng khe hở trong song chắn rác ,(khe)

- Q: Lưu lượng nước thải tính toán, (m3/s) Q = 0,046 (m3/s)

- k: Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, Chọn k = 1,05 [15]

- vtt :Vận tốc trung bình qua các khe hở của song chắn

Theo TCXDVN 51:2006 thì vtt = 0,8-1,0 (m/s) Chọn vtt = 0,9 (m/s)

- h1: Độ sâu của lớp nước ở song chắn rác, (m) h1 = h = 0,16 (m) [15]

- b: Chiều rộng khe hở song chắn, b=10-25 (mm) [8]

Chọn b = 10 (mm) = 0,01 (m)

Do đó :

0,046

1,05 340,9 0,16 0, 01

(khe)Chọn song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật 10×

10mm và đặt nghiêng 600 so với phương ngang

+ Chiều rộng toàn bộ song chắn rác tính theo công thức:

100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

Ta thấy chiều rộng của buồng đặt song chắn rác Bs > B (Chiều rộng mương dẫn), nên phải mở rộng mương dẫn tại vị trí đặt song chắn Tuy nhiên, việc mở rộng như vậy sẽ làm lắng đọng cặn trong mương vì tốc độ dòng chảy giảm Do đó, phải kiểm tra tốc độ dòng chảy tại vị trí mở rộng của mương trước song chắn, tốc độ dòng chảy không được nhỏ hơn 0,4m/s [15]

Vậy, tốc độ dòng chảy tại vị trí mở rộng:

0,046

0, 430,67 0,16

m s

3 / 4

+ Chiều dài đoạn mở rộng trước song chắn:

1

2

s m

B B L

tgϕ

−

=

× [15]

Trong đó:

Bs: Chiều rộng của buồng đặt song chắn, Bs=0,67 (m)

Bm: Chiều rộng của mương dẫn nước thải, Bm = B = 0,32 (m)

+ Chiều sâu xây dựng của mương đặt song chắn rác:

H = h1 + hs+ 0,5 = 0,16 + 0,17 + 0,5 = 0,83 (m) [15]Trong đó:

h1: Độ sâu lớp nước ở song chắn, h1=0,16 (m)

hs: Tổn thất áp lực qua song chắn, hs=0,17 (m)

0,5: Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất

Bảng 4.3 Tổng hợp các thông số tính toán song chắn rác thô

Các thông số thiết kế lưới chắn rác được thể hiện trong bảng 4.4 sau:

Bảng 4.4 Các thông số thiết kế lưới chắn rác [16]

100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

định Hiệu quả khử cặn lơ

Tải trọng, l/m2phút 400 – 1200 600 – 4600

Kích thước mắt lưới, mm 0,2 – 1,2 0,25 – 1,5

Chọn lưới chắn rác kiểu trống quay, kích thước mắt lưới 1mm Do đó, các thông số thiết kế như sau:

Bảng 4.5 Tổng hợp các thông số tính toán lưới chắn rác

Giả sử hiệu quả khử chất rắn lơ lửng SS của lưới chắn là 15% Khi đó, đặc trưng dòng thải sau khi qua lưới chắn thể hiện trong Bảng 4.6

Bảng 4.6 Đặc trưng dòng thải sau khi qua song chắn, lưới chắn

đầu vào

Nước thải đầu ra Lưu lượng

IV.1.3 Hố thu gom:

Hố gom có nhiệm vụ ổn định nước thải trước khi bơm sang bể điều hòa và tách một phần các chất có kích thước nhỏ như cát, bã men, bã malt Hố gom có dạng hình chữ nhật, xây dựng âm xuống lòng đất

Thể tích hố thu gom được tính theo công thức:

t Q

V = ×

, (m3)Trong đó:

Q: Lưu lượng nước thải, Q = 4000 (m3/ngđ)

t: Thời gian lưu nước tại hố thu, t = 10 phút [14]

+ Chiều dài: 4 (m)

+ Chiều rộng: 2,8 (m)

+ Chiều cao: 2,5 (m) Chiều cao an toàn cho bể chọn 0,3 (m) [7]

Bảng 4.7 Tổng hợp các thông số tính toán hố thu gom

Lưu lượng nước thải

IV.1.4 Bể điều hoà

Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và chất lượng nước thải, tạo điều kiện thuận lợi cho các công trình xử lý phía sau

100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

Bể điều hòa được xây dựng dạng hình chữ nhật, thời gian lưu nước thải là 8 giờ (1 mẻ sản xuất) Trong bể có sục khí để đảm bảo hòa tan và san đều nồng độ các chất bẩn trong toàn bộ thể tích bể và không cho cặn lắng trong bể

 Tính toán bể điều hòa:

a) Dung tích bể điều hoà:

- Dung tích bể điều hoà được tính theo công thức sau:

V Q t= ×

Trong đó:

Q: Lưu lượng nước thải cực đại, (m3/ngày đêm)

t : Thời gian lưu của nước thải trong bể điều hoà, (h) Chọn t = 8 (h)

Vậy, dung tích bể điều hoà là:

4000

8 133324

b) Tính toán hệ thống sục khí (Tính cho 1 ngăn)

Nước được phân phối vào bể nhờ các cửa sổ ở máng đặt dọc theo chiều dài bể Máng phân phối nước vào đặt cao hơn so với mực nước cao nhất trong bể khoảng 20

- Lượng không khí cần thiết phải thổi vào 1 ngăn bể được tính như sau:

L q n

n : Số ống phân phối khí, ống

L : Chiều dài ống không khí bằng chiều dài bể, m L = Lbể = 12,5 m

qkk : Cường độ không khí tính cho 1m chiều dài ống thổi khí

Thường chọn qkk = 2 m3/m.h đối với ống không khí tạo một dòng tuần hoàn theo mặt cắt ngang của bể; qkk= 4 – 5 m3/m.h đối với ống tạo 2 dòng tuần hoàn [13]

Suy ra

1250 5

2280,5 5

l

l l

L b m

- Khoảng cách b giữa các ống phân phối khí phụ thuộc vào chiều sâu lớp nước

Hmin trong bể ở giờ lưu lượng nhỏ nhất, thường chọn giá trị tối ưu b= 2÷3Hmin Mặt

khác, chiều sâu lớp nước Hmin thường chọn 1÷6m [13]

Chọn Hmin = 1m và b= 2Hmin = 2 x 1 = 2m

- Số ống phân phối khí n là:

100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

( 2) 7 (1,5 2)

2

B l n

b

(ống)Trong đó:

n : ống phân phối khí

l : khoảng cách từ ống đến tường, l = 1,5m

b: khoảng cách giữa các ống, b= 2mB: Chiều rộng của bể, m B = 7m

Ta bố trí 3 ống phân phối khí, mỗi ống cách nhau 2m; ống đầu và ống cuối cách thành dài bể 1,5m

- Lượng không khí cần thiết cấp vào 1 ngăn bể điều hoà là:

Bảng 4.8 Tổng hợp các thông số tính toán bể điều hòa

vị Giá trị

Chiều cao hữu ích, h m 4

Kích thước mỗi ngăn

Cường độ không khí tính cho 1m

chiều dài ống thổi khí, qkk

Vì thời gian lưu nước trong bể điều hòa là 8 giờ và có sục khí nên hiệu quả khử BOD5, COD có thể đạt 10 – 15% (chọn 10%), hiệu quả khử SS coi như bằng 0

Do vậy, đặc trưng ô nhiễm của dòng thải sau khi qua bể điều hòa được thể hiện

ở Bảng 4.9.

Bảng 4.9 Đặc trưng dòng thải sau khi qua bể điều hòa

đầu vào

Nước thải đầu ra Lưu lượng

 Các thông số thiết kế:

100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

- Lưu lượng nước thải: Q = Qmax = 4000 (m3/ngày)

- Chọn kiểu bể lắng ngang, tỷ số chiều dài trên chiều rộng 4:1 [7]

- Tải trọng bề mặt ứng với Qmax U0 = 81 – 122 (m3/m2ngày) [7]Chọn U0 = 89 (m3/m2ngày)

Q F U

(m2)

- Chiều rộng bể:

F = B x L = B x 4B = 4B2 = 44,94 (m2)Suy ra B = 3,35 (m), lấy tròn B = 3,5 (m)

Chiều dài bể: L = 4 x 3,5 = 14 (m)Diện tích bể: F = 14 x 3,5 = 49 (m2)

- Kiểm tra tải trọng bề mặt:

0

4000

8249

Q U F

V t Q

Trong đó: VH = Vận tốc giới hạn trong vùng lắng, m/s

k = hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn k = 0,04 đối với hạt cát; k = 0,06 đối với hạt cặn có khả năng dính kết Ở bể lắng xử lý nước thải bia có thể lấy k = 0,05

ρ

= tỉ trọng của hạt, thường từ 1,2 – 1,6 Chọn ρ

= 1,3

g = gia tốc trọng trường, g = 9,8 m/s2

d = đường kính tương đương của hạt, thường chọn d = 10-4m

f = hệ số ma sát phụ thuộc vào đặc tính bề mặt của hạt và chuẩn số Raynol của hạt khi lắng f = 0,02 – 0,03, có thể lấy f = 0,025

Do đó:

0,5 4

8 0,05(1,3 1)9,81 10

0,070,025

m

Q V

m

Q q

Hiệu quả lắng cặn lơ lửng SS và khử BOD5 của bể lắng có thể tính theo công thức thực nghiệm của các nhà khoa học Mỹ:

t R

a b t

=+ ×

[7]

Trong đó:

R = hiệu quả khử BOD5 hoặc SS biểu thị bằng (%)

t = thời gian lưu nước (giờ)a,b = hằng số thực nghiệm chọn theo Bảng 4.10

Bảng 4.10 Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở t 0 ≥

20 0 C [7]

100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

SS

(%)

• Hiệu quả khử COD:

Hiệu quả khử COD qua song chắn rác, bể điều hòa, bể lắng… thường là 40% [16] Tuy nhiên, để hệ thống hoạt động lâu dài và ổn định ta chọn hiệu suất xử lý COD sau khi qua bể lắng là RCOD = 30%

 Lượng bùn sinh ra mỗi ngày

Vậy lưu lượng bùn tươi cần xử lý là:

Gb(VSS) = 979 x 0,75 = 734 (kg VSS/ngày)

Bảng 4.11 Tổng hợp các thông số tính toán bể lắng

Lưu lượng nước thải,

Rộng, B m 3,5

Lượng bùn tươi sinh ra

Bảng 4.12 Đặc trưng dòng thải sau khi qua bể lắng

đầu vào

Nước thải đầu ra

 Các thông số tính toán bể UASB:

- Các thông số ô nhiễm của nước thải như Bảng 4.12.

- Lưu lượng nước thải: Q = 4000 m3/ngđ

- Tải trọng khử COD của bể UASB chọn a = 3 (kg COD/m3.ngày) [16]

- Hệ số phân huỷ nội bào, Kd = 0,03 ngày-1 [16]

- Hệ số tạo bùn (hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại), mg/mg

100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

Chọn Y= 0,06 (mg/mg)

- Tuổi của bùn, c

θ

= 50 ngày

- Tỷ lệ MLVSS/MLSS của bùn trong bể UASB là 0,75 [16]

- Nước thải đi từ dưới lên với vận tốc v = 0,6 – 0,9 (m/h) [16]

Chọn v = 0,6 m/h

- Hiệu quả khử COD nhìn chung đạt 75% [4] Chọn hiệu quả khử COD là 70% và hiệu quả khử BOD là 75% cho an toàn để thiết bị hoạt động lâu dài Hiệu quả khử SS chọn 40% [16]

- Bùn nuôi cấy ban đầu lấy từ bùn của bể phân hủy kị khí trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt cho vào bể với hàm lượng CSS = 30 kgSS/m3.[16]

- Lượng bùn phân hủy kị khí cho vào ban đầu có TS = 5% [16]

BOD

−

% ; 40%

v r SS

v

SS SS E

G V a

V H F

(m)

- Tổng chiều cao của bể là: H = H1 + H2 +H3

Trong đó: H1 : Là chiều cao phần xử lý yếm khí, H1 = 5,3m

H2 : Là chiều cao vùng lắng , chọn H2 = 1,2m [7]

H3 : Chiều cao dự trữ, H3 = 0,5m [7]

Suy ra : H = 5,3+1,2+0,5 = 7,0m

Hệ thống UASB được chia làm 4 đơn nguyên, diện tích của mỗi đơn nguyên:

1

278704

F = ≈

(m2)Chọn kích thước của mỗi đơn nguyên: L x B x H = 10m x 7,0m x 7,0m

- Lưu lượng nước vào mỗi đơn nguyên :

lang lang

100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

Tấm hướng dòng được đặt nghiêng 600 so với phương ngang và cách tấm chắn

khí 150mm như hình 4.1

Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở từ 10 – 30 cm [16] Chọn mỗi bên nhô ra 30 cm = 300 mm

ab

c

H2 +H3

Tấm chắn khí

Tấm hướng dòng

Hình 4.1 Tấm chắn khí và tấm hướng dòng trong UASB [7].

 Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể (TS = 5%)

V = dung tích phần xử lý yếm khí, m3

TS = hàm lượng chất rắn trong bùn nuôi cấy ban đầu, %

 Lượng sinh khối (bùn) hình thành mỗi ngày

 Tính lượng khí mêtan sinh ra mỗi ngày

- Lượng khí CH4 tạo thành trong quá trình xử lý nước thải bằng UASB:

Trong đó: 4

CH

V

= thể tích khí CH4 sinh ra ở điều kiện tiêu chuẩn (00C, 1atm);

Q = lưu lượng bùn vào bể kị khí, m3/ngày;

Px = lượng sinh khối hình thành mỗi ngày, kgVS/ngày;

0,35 = hệ số chuyển đổi lý thuyết lượng khí mêtan sản sinh từ 1kg COD

chuyển hóa hoàn toàn thành khí mêtan và CO2, m3 CH4/kg COD.Hàm lượng khí CH4 sinh ra chiếm khoảng 70% tổng lượng khí sinh ra [16], điều

đó có nghĩa rằng tổng lượng khí sinh ra từ bể UASB trong một ngày là:

2129

0, 7 0, 7

CH k

v

Q D

×

×

=π4

(m)Với vk là vận tốc khí đi trong ống, vk=15-20 (m/s) [17], chọn vk=20 (m/s)

Khi đó:

4 2129

0,0393,14 20 3600 24

 Tính hệ thống phân phối nước

Nước thải cần xử lý đi vào bể UASB đi từ dưới lên thông qua các ống phân phối nước vào Yêu cầu việc cấp nước vào bể phải bảo đảm sự phân phối đều nước trên tiết diện ngang của bể Trên đường cấp nước chính phải bố trí van 1chiều để tránh hiện tượng nước thải chảy ngược trở lại khi bơm không hoạt động

- Tính đường kính ống dẫn nước chính của bơm nước thải:

4000

0,1720,785 86400 0,785 2

Q D

100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

4000

0, 099

0, 785 4 86400 0, 785 1,5

n n

n

Q D

ω

(m) = 99 (mm)Chọn ống PVC có Dn = 100 mm

Từ 1 ống nhánh này chia làm 4 ống nhánh nhỏ để phân phối đều nước thải trong mỗi đơn nguyên

nn nn

nn

Q D

ω

(m) = 50 (mm) Chọn ống PVC có Dnn = 50 mm

Máng thu nước được thiết kế theo nguyên tắc thu nước của máng lắng, thiết kế

2 máng thu nước đặt giữa bể chạy dọc theo chiều rộng bể Chọn chiều rộng máng là 200mm Máng được làm bằng thép không rỉ dạng tấm răng cưa, dày 5mm, cao 260mm, dài 7m Trên một mặt được cắt thành hình răng cưa (dạng hình thang cân) có chiều cao 60mm, vát đỉnh 40mm, khoảng cách giữa 2 răng cưa là 120mm [16]

Tỷ lệ chất dinh dưỡng cần cung cấp cho quá trình hoạt động và phát triển của vi sinh vật trong bể UASB là COD : N : P = 350 : 5 : 1 và sự có mặt một lượng nhỏ

CC

(mg/l)

Tuy nhiên, trong nước thải đầu vào có chứa một lượng tổng nitơ và tổng photpho lần lượt là 100 (mg/l) và 8 (mg/l) Do đó, không cần bổ sung dinh dưỡng cho

bể UASB

- Lượng nitơ dư sau bể UASB: Ndư = 100 – 15,75 = 84,25 (mg/l)

- Lượng photpho dư sau bể UASB: Pdư = 8 – 3,15 = 4,85 (mg/l)

Bảng 4.13 Tổng hợp các thông số thiết kế bể UASB

Kích thước mỗi đơn nguyên

Lượng sinh khối sinh ra mỗi ngày Px kgVS/ngày 106

Lượng khí CH4 sinh ra mỗi ngày VCH4 m3/ngày 1490Lượng bùn dư hình thành mỗi ngày Qw m3/ngày 4,7

Bảng 4.14 Đặc trưng dòng thải sau khi qua bể UASB

đầu vào

Nước thải đầu ra

100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

IV.1.7 Bể SBR

Các giai đoạn hoạt động diễn ra trong một ngăn bể bao gồm: làm đầy nước thải, thổi khí, để lắng tĩnh, xả nước thải và xả bùn dư Các ngăn bể hoạt động lệch pha để đảm bảo cho việc cung cấp nước thải lên trạm xử lý nước thải liên tục

Công trình SBR hoạt động gián đoạn, có chu kỳ Các quá trình trộn nước thải với bùn, lắng bùn cặn diễn ra gần giống điều kiện lý tưởng nên hiệu quả xử lý nước thải cao BOD của nước thải sau xử lý thường thấp hơn 50 mg/l, hàm lượng cặn lơ lửng từ 10 đến 45 mg/l và N-NH3 khoảng từ 0,3 đến 12 mg/l Bể aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ làm việc không cần bể lắng đợt hai [6]

 Chỉ tiêu chất lượng nước thải đầu vào:

- Lưu lượng nước thải 4000m3/ngày

- Hàm lượng BOD5 = 247 mg/l

- Hàm lượng cặn lơ lửng SS = 160 mg/l

- Hàm lượng chất hữu cơ bay hơi trong cặn lơ lửng là 160 x 0,75 = 120 mg/l

- Nhiệt độ trung bình nước thải 200C

- Chọn 60% thể tích bể chứa nước trong tháo đi mỗi ngày [7]

- Chiều sâu công tác của bể 4,5m, tường dự trữ cao 0,3m, lỗ ống phân phối khí đặt trên đáy 0,3m [7]

- Xả cặn thực hiện sau mỗi chu kỳ

- Hàm lượng BOD5 đầu ra 50mg/l (loại B), SS = 25 mg/l, trong đó 65% là cặn hữu cơ BOD21 [6]

- BOD5 = 0,68 BOD21

- BOD21 trong tế bào bằng 1,42 nồng độ tế bào đã chết

- Trong nước thải có đủ dinh dưỡng cần thiết cho tế bào phát triển

1 Số lượng bể và chu kỳ phân đoạn thời gian làm việc

Trong nhà máy bố trí 4 bể SBR làm việc kế tiếp nhau Chu kỳ phân đoạn thời gian làm việc của từng bể như sau:

Xả cặn dư trong thời gian chờ hoặc thời gian lắng hoặc thời gian tháo nước trong

2 Xác định hiệu quả xử lý của bể theo BOD 5

5

0 0

247 50

247

r BOD

S S E

S

(%)

3 Xác định nồng độ BOD 5 hòa tan trong nước đã xử lý

BOD5 đầu ra = BOD5 hòa tan + BOD5 chứa trong cặn lơ lửng

Suy ra: BOD5 hòa tan = BOD5 đầu ra – BOD5 chứa trong cặn lơ lửng

BOD5 chứa trong 25 mg/l cặn lơ lửng đầu ra:

- Cặn hữu cơ: 65% x 25mg/l = 16,25 mg/l = BOD21

- BOD21 bị oxy hóa thành cặn : 1,42 x 16,25 = 23 mg/l

- Lượng BOD5 trong cặn lơ lửng : 0,68 x 23 = 15,64 mg/l

- Lượng BOD5 hòa tan : 50 – 15,64 = 34,36 mg/l

100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

m ng

F X M

=

 

 ÷

  hay

0

QS X

F V M

Q = lưu lượng nước thải Q = 4000 (m3/ngày)

S0 = nồng độ BOD5 đầu vào S0 = 247 (mg/l)

X = nồng độ bùn hoạt tính, mg/lF/M = 0,11 (kgBOD5/kg bùn ngày)

- Nồng độ bùn hoạt tính cần duy trì trong bể:

x 3897.10-3 = 7794 (kg)

6 Thể tích bùn choán chỗ sau khi cô đặc đến 8000mg/l hay 8 kg/m 3 , tỷ trọng bùn 1,02

Giả sử bể SBR hoạt động liên tục và lượng bùn cặn sinh ra ở mỗi chu kỳ là như nhau Vì thời gian xả cặn là sau một chu kỳ (12 giờ) và hiệu suất xả cặn 75% (đối với chu kỳ đầu tiên) nên lượng bùn cặn tối đa trong bể là:

v h F

h = 60% x H = 0,6 x 4,5 = 2,7 (m)

Phần nước trong dự trữ dưới ống thoát nước để khỏi kéo cặn ra là:

hdự trử = 2,9 – 2,7 = 0,2 m

8 Tính lượng oxy cần thiết để khử BOD 5

- Lượng oxy cần thiết ở điều kiện tiêu chuẩn:

0 0

f = hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang BOD21 f = 0,68

Px = lượng bùn hoạt tính sinh ra trong ngày, kg

0

4000 247 34,36 10

1, 42 527 5020,68

100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

C = nồng độ oxy duy trì trong bể khi làm thoáng, C = 2mg/l

9 Tính lượng không khí cần thiết

Áp dụng hệ thống phân phối khí có bọt khí kích thước trung bình với hệ số giảm năng suất hòa tan oxy α

do ảnh hưởng của cặn và các chất hoạt động bề mặt, lấy α

= 0,8 Công suất hòa tan oxy của thiết bị OU = 5,5 gO2/m3 khí tính đối với 1m sâu [7]

- Lượng không khí cần thiết: [7]

- Kiểm tra chỉ tiêu cấp khí:

+ Lưu lượng cấp khí cho 1m3 nước thải:

C =

í 27922

74000

kh

Q

(m3/m3)+ Lưu lượng khí cần để khử 1kg BOD5: [7]

BOD

kh k

Q q

(m3 khí/1kg BOD5)

10.Cấu tạo dàn ống phân phối khí

Trong mỗi bể đặt 2 dàn ống xương cá, cách nhau a/2= 13,6/2 = 6,8m và cách thành bể 6,8/2 = 3,4m Dàn ống xương cá gồm ống chính và các ống nhánh dài 0,8m đặt vuông góc với ống chính cách nhau 0,3m Đáy ống khoan lỗ D5, cách nhau 10cm

m s v

ω = Tốc độ trung bình của khí chuyển động trong ống dẫn,

ω = 15 – 25 m/s Chọn ω = 15 m/s [17]

Suy ra : D=

0,08

0,08 0,785 15 =

×

(m) = 80 mm

Vậy để dẫn khí nén ta chọn ống dẫn khí bằng ống tráng kẽm bình thường có đường kính D = 80 mm

D1=

1 1

q0,785×ω

=

0,04 0,785 18 ×

= 0,052 m(Với ω1 = vận tốc khí đi trong ống dẫn thường từ 15 – 25 m/s, chọn ω1 = 18 m/s)

Quy chuẩn, chọn ống dẫn khí có đường kính là D1 = 50 mm

Kiểm tra lại vận tốc khí trong mỗi dàn: