Ở đây ta cần tính được thời gian tháo bùn tại mỗi bể lắng để đưa ra thời gian hoạt động hợp lý của thiết bị ép bùn.. + Dung tích phần chứa cặn là:.[r]
Trang 1III.2.4 Bể lắng
Ta lựa chọn bể lắng là bể lắng đứng, tiết diện hình tròn đáy hình nón nghiêng góc
450, ở giữa có ống trung tâm
* Tính toán kích thước bể lắng
Chọn thời gian lưu nước trong bể lắng là 1,5h Chọn chiều cao của bể lắng là 3,5m Khi đó vận tốc lắng thực tế của hạt là:
33 , 2
T
H
Tuy nhiên trong thực tế, do nhiều yếu tố ảnh hưởng đế quá trình lắng như lắng chen của các hạt, chuyển động của các lớp nước hoặc do quá trình bơm hút bùn, đưa nước vào bể, mà vận tốc lắng thực tế thường thâp hơn so với vận tốc lắng lý thuyết Giả thuyết vận tốc lắng lý thuyết lớn gấp 2 lần vận tốc lắng thực tế Khi đó: vlt = 2.vtt = 2.2,33
= 4,66 (m/h)= 1,29.10-3 m/s
Trong nước thải các hạt lắng đều có dạng hình cầu và chủ yếu là các hydroxit kim loại Nhưng để tiện cho quá trình tính toán bể lắng, ta tính toán với bể Niken mà các hydroxit niken là chủ yếu Độ nhớt của môi trường bằng độ nhớt của nước, bỏ qua độ nhớt của các thành phần trong nước thải Nhiệt độ làm việc của nước thải là 200C
+ Giá trị chuẩn số Lyasenco được xác định theo công thức: [21]
3 2 0
tt h
v Ly
g
Với vlt – Vận tốc lắng lý thuyết; vlt = 1,29.10-3m/s
μ0 – Độ nhớt của môi trường lắng ở 200C; μ0 = 1,4179Ns/m2
ρ0 – khối lượng riêng của môi trường lắng; ρ0 =995,68Ns/m3
ρh – khối lượng riêng của hạt; với Ni(OH)2 ρh =996,58Ns/m2
G – gia tốc trọng trường; g = 9,81 m/s2 Thay số vào, xác định được Ly= 1,7.10-4
+ Giá trị của chuẩn số Acsimet có thể xác định được từ đồ thị thực nghiệm theo
giá trị của chuẩn số Ly Từ đồ thị II.17/tr408 “Sổ tay các quá trình và thiết bị trong công
nghệ hóa chất tập I”, xác định được Ar ~ 1.
+ Khi đó đường kính của hạt được xác định theo công thức sau (II.91/tr409 – Sổ tay các quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất tập I):
Trang 22 0
0 0
Ar
h
h
d
g
Thay số vào công thức ta xác định đươc dh = 0,368.10-4 m
+ Kiểm tra lại vận tốc lắng:
0
0
Vì Ar < 3,6; Ly < 0,0022; Re < 0,2 nên vận tốc lắng của hạt tuân theo định luật Stock
2
0 0
0
w
18
h h
Thay số xác định được w0 = 1,21.10-3m/s ~ vlt =1,217.10-3m/s
Vậy chọn vận tốc lắng lý thuyết ban đầu là hợp lý
+ Diện tích bể lắng là:
tt
Q F v
vtt – Vận tốc lắng thực tế; vtt = 2,33 m/h
=> F = 2,68 (m2)
+ Thể tích bể lắng là: V = Q.t = 6,25.1,5 = 9,375 (m3)
= 0,92 (m) => D = 1,84(m) + Diện tích ống trung tâm đưa nước và bể lắng được tính theo công thức:
q f V
V: vận tốc nước thải qua ống, chọn v = 0,015 m/s Thay số ta có f = 0,115(m2)
Trang 3Khi đó đường kính ống trung tâm là:
38 , 0 14 , 3
115 , 0
Phía cuối của ống trung tâm có 1 phần ống loe Chọn đường kính là chiều cao của phần ống loe bằng 1,35 đường kính ống trung tâm ([25]) Khi đó:
dloe = hloe = 1,35.0,38 = 0,513 (m)
chắn = 1,3.0,513 = 0,67(m)
+ Ngăn chứa bùn của bể lắng đứng có dạng hình nón, chọn đường kính đáy của đáy ngăn chứa bùn là dbùn = 0,9m
+ Chiều cao ngăn chứa bùn được tính theo công thức
0
45 2
b b
D d
Kích thước bể lắng đứng được xác định:
Chiều cao xây dựng Hxd = H + hdự trữ = 3,97 + 0,33 = 4,3 m
* Thời gian tháo bùn
Bùn từ bể lắng sẽ được bơm bùn bơm đến hệ thống máy ép bùn để xử lý Ở đây ta cần tính được thời gian tháo bùn tại mỗi bể lắng để đưa ra thời gian hoạt động hợp lý của thiết bị ép bùn
+ Dung tích phần chứa cặn là:
2 2 c
b
Trong đó:
D – đường kính bể lắng đứng; D =1,84 m
d – đường kính của ngăn chứa bùn d = 0,9 m
Trang 4hb – Chiều cao ngăn chứa bùn cặn, hb = 0,47 m Thay số vào ta được Wc = 0,72 m3
+ Chu kì xả cặn lắng là:
c
ax
W
N T
δ – Nồng độ cặn trung bình đã nén => Chọn δ = 35000 mg/l
N – Số bể lắng N = 1
Q – Lưu lượng nước thải vào bể
C – Hàm lượng cặn ra khỏi bể lắng
Cmax – hàm lượng cặn lớn nhất trong nước thải (lấy Cmax = Co)
Như vậy, thay số vào ta sẽ có chu kì xả cặn của bể lắng là: T 1 ngày
Dựa vào tính toán trên, ta có kế hoạch hoạt động cho hệ thống máy ép bùn
Nước thải trước khi đưa vào bể lắng chủ yếu chứa các hạt hydroxit kim loại và một lượng nhỏ các hạt huyền phù khó lắng Các hydroxit kim loại có kích thước lớn nên hầu như bị lắng hết ngay khi mới vào bể lắng Hiệu suất lắng các hạt này đạt 99% ( sau
25 phút) Các hạt rắn lơ lửng có kích thức nhỏ hơn nên khó lắng hơn Hiệu suất lắng đạt khoảng 85% Như vậy, sau khi qua bể lắng hàm lượng chất lơ lửng trong nước đã giảm đáng kể Thông số các chất ô nhiễm trong nước thải sau khi ra khỏi bể lắng là: