CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ, VẬN HÀNH, BẢOTRÌ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ, VẬN HÀNH, BẢOTRÌ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4.1 Song chắn rác  Chức năng Song chắn rác có nhiệm vụ tách các loại rác và tạp chất thô có kích thư

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ, VẬN HÀNH, BẢO

TRÌ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4.1 Song chắn rác

 Chức năng

Song chắn rác có nhiệm vụ tách các loại rác và tạp chất thô có kích thước lớntrong nước thải trước khi đưa nước thải vào các công trình xử lý nước thải tránh được cáchiện tượng tắc ngẽn đường ống, mương dẫn và gây hỏng máy bơm Đây là bước quantrọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nướcthải

Chọn song chắn rác làm sạch bằng thủ công, lượng rác này sau khi được thu gom

sẽ mang đến nơi xử lý theo đúng quy định

(Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007).

 Đường kính ống dẫn nước vào mương

D=√4× Q s max

π × v =√4× 5,66 x10−3

π ×1 =0,085 m=85mm

 Chọn ống nhựa Bình Minh PVC ∅90 (90x2,9mm) Trong đó: v: Tốc độ nước trong ống, Tốc độ nước trong ống lấy trong khoảng 0,8

– 1,2 (m/s) Chọn v = 1 m/s (Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007).

Kiểm tra lại vận tốc trong ống

v= 4×Q s max

D t2× π = 4× 5,66 x 10

−3 0,092× π =0,94 (m/s)

 Kích thước mương đặt song chắn rác

Chọn tốc độ dòng chảy trong mương v = 0,3 m/s Giả sử độ sâu đáy ống cuối cùngcủa mạng lưới thoát nước thải là H = 0,7m Chọn kích thước mương: rộng x sâu = Bs x H

= 0,4m x 1m Vậy chiều cao lớp nước trong mương là:

Giả sử song chắn rác có n thanh, vậy số khe hở m = n + 1

Mối quan hệ giữa chiều rộng mương, chiều rộng thanh và khe hở như sau:

Bs = n x b + (n + 1) x w

400 = n x 15 + (n + 1) x 45

 n = 5,9Nếu chọn số thanh là n = 6 có thể hiệu chỉnh khoảng cách giữa các thanh là:

Vận tốc dòng chảy qua song chắn:

V = Q s max

A =5,66 x10

−3 0,0155 =0,365(m/s)

Tổn thất áp lực qua song chắn rác:

+ Bs: Chiều rộng mương đặt song chắn rác, Bs = 0,4m+ Bm: Chiều rộng mương dẫn nước vào, chọn Bm = 0,3m+ φ: Góc ngiêng, chỗ mở rộng cửa buồng đặt song chắn rác, thường φ=

hs: Tổn thất áp lực qua song chắn rác (m)

v: Vận tốc dòng thải trước song chắn rác với Qmax, chọn v = 0,6m/s

K1: Hệ số tính toán đến trở lực do song chắn bị bít kín bởi dòng thải, K1 = 1 – 3, chọn K1 = 3

β là hệ số phụ thuộc vào tiếc diện ngang của thanh song chắn chọn hình dạng tiết diện song chắn rác theo kiểu “a”,khi đó giá trị β = 2,42

α là góc ngiêng song chắn so với mặt phẳng ngang α = 60o

s: chiều rộng thanh chắn rác, s = 8 mm

l: khoảng cách giữa các thanh chắn, l = 16 mm ( l = 16 – 25 mm )

Chiều sâu xây dựng mương đặt song chắn rác

H = h + hs + h’ = 0,05 + 0,05 + 0,5 = 0,6 m

Trong đó:

h: Chiều cao lớp nước trong mương (m)

h’: Khoảng cách giữa các cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất, chọn

Trong đó: v: Tốc độ nước trong ống, Tốc độ nước trong ống lấy trong khoảng 0,7 – 1,5 (m/s) Chọn v = 1m/s (Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007)

Kiểm tra lại vận tốc trong ống

v= 4×Q s max

D t2× π = 4× 5,66x 10

−3 0,0842 2× π =1,02( m s)

 Thỏa yêu cầu về vận tốcSau khi qua song chắn rác, hàm lượng SS và BOD5, COD có trong nước thải giảm 4%

Hình 4.1 Hình dạng song chắn rác và tiết diện thanh chắn

Bảng 4.2 Thông số xây dựng song chắn rác

Chiều dài đoạn mở rộng trước SCR L1 m 0,14

Chiều dài đoạn thu hẹp sau SCR L2 m 0,07

4.2 Hố thu gom

 Chức năng

Hầm tiếp nhận nước thải tập trung toàn bộ nước thải từ các phân xưởng sản xuấtcủa nhà máy bao gồm cả nước thải sinh hoạt Trong hố thu gom, sử dụng 2 bơm chìmhoạt động luân phiên để bơm nước thải đến bể điều hòa để đảm bảo lưu lượng tối thiểucho bơm hoạt động an toàn

H = h + hbv = 2 + 0,5 = 2,5 (m)Chọn tiết diện ngang là hình vuông

Kích thước hầm tiếp nhận hình vuông được chọn như sau: B x L x H = 2m x 2,5m

x 2,5m

 V = 2x2,5x2,5 = 12,5 m3

 Chọn bơm nước thải

Bố trí 2 bơm chìm hoạt động luân phiên

Lưu lượng bơm:

Q b =Q h max =20,375 m3

h =5,66 x 10

−3m3/s

Chọn 2 bơm chìm hoạt động luân phiên

Đường ống dẫn nước thải sang bể điều hòa

 Thỏa yêu cầu về vận tốcCột áp bơm: H = 8 – 10m, chọn H = 8 m

 Công suất bơm:

N= Q × ρ × g× H 1000 ×η = 0,0056 ×1000 × 9,81× 8 1000 ×0,8 =0,55 KW Trong đó:

 η: Hiệu suất chung của bơm từ 0,71 – 0,93; chọn η = 0,8

 ρ: Khối lượng riêng của nước ờ nhiệt độ từ 5 – 40oC, ρ = 1 kg/dm3

 g = 9,81: Gia tốc trọng trường (m/s2)

Chọn máy bơm chìm nước thải Tsurumi 100B42.2 (Công suất 2,2KW)

Bảng 4.3 Thông số xây dựng bể thu gom

Cái

m3/phútmkW

2 (hoạt động luân phiên)

0,3396100,7

4.3 Bể điều hòa

 Chức năng

Ổn định lưu lượng và nồng độ các chất đi vào công trình xử lý sinh học

Tăng cường hiệu quả xử lý nước thải của công trình xử lý sinh học phía sau nhưgiảm thiểu hoặc loại bỏ hiện tượng gây sốc do tăng tải trọng đột ngột, pha loãng các chấtgây ức chế cho quá trình xử lý sinh học, ổn định pH của nước thải mà không cần tốnnhiều hóa chất

Giúp cho nước thải cấp vào các bể sinh học được liên tục

Tách dầu mỡ ra khỏi nước thải nhờ cơ chế tuyển nổi và phân tách bằng tỷ trọng

 Tính toán

 Thể tích bể điều hòa

V =Q max ×t=20,375 ×5=101,875 m3 102m3

Trong đó: t là thời gian lưu nước trong bể điều hòa, t = 4 – 8h, chọn t = 5h

(Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007)

 Chiều cao bể điều hòa

Kích thước của bể điều hòa được chọn như sau: L x B x H = 5,5m x 5m x 4m

 Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa

R: Tốc độ nén khí, nằm trong khoảng 10 – 15 (l/m3.phút) Chọn R = 12 (l/m3.phút)

= 0,012 (m3/m3.phút) (Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007)

Thiết bị khuếch tán khí

Bảng 4.4 Các thông số cho thiết bị khuếch tán khí

Loại khuếch tán khí – cách bố trí Lưu lượng khí

(l/phút.cái)

Hiệu suất chuyển hóa oxy tiêu chuẩn ở độ sâu 4,6m (%)

Ống plastic xốp cứng, bố trí:

-Dạng lưới-Hai phía theo chiều dài (dòng chảy xoán 2 bên)

-Một phía theo theo chiều dài (dòng chảy xoán 1

Ống khoan lỗ, bố trí:

-Dạng lưới-Một phía theo chiều dài 28 – 11357 - 170 22 – 2915 – 19

Khuếch tán không xốp:

-2 phía theo chiều dài-1 phía theo chiều dài 283 - 99093 – 283 12 – 239 -12

(Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007).

Chọn thiết bị cấp khí bằng đĩa SSI bố trí theo diện tích có lưu lượng khí (5 m3/h)

Bảng 4.5 Thông số kỹ thuật đĩa SSI

Diện tich hoạt động bề mặt 0.0375m2

 Số đĩa phân phối cấp khí cần thiết

n d=Q5kh= 73,445 =14,688 đĩa

Chọn n = 15 đĩa

– Từ ống chính chia thành 5 ống nhánh, số đĩa trên mỗi ống nhánh là 3 đĩa

– Theo chiều dài bể L = 5,5 m, bố trí khoảng cách giữa các ống nhánh là 1.25m.– Trên mỗi ống nhánh bố trí các đĩa phân phối khí như sau: khoảng cách giữa 2 đĩaphân phối ngoài cùng đến thành bể là 1 m; khoảng cách giữa các đĩa phân phối là

1 m

 Bố trí hệ thống cấp khí

Khí từ máy nén khí theo đường kính ống khí chính chạy dọc theo chiều dài bể Từống chính chia thành 5 ống nhánh, mỗi nhánh bố trí 3 đĩa Các ống nhánh đặt theo chiềudài bể.

vch: Tốc độ khí trong ống dẫn khí chính, trong khoảng 10 – 15 (m/s) Chọn vch = 12

m/s (Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007).

+ vnh: Tốc độ khí trong ống nhánh, trong khoảng 10 – 15 (m/s) Chọn

vnh = 12 m/s

+ Q kh nh: Lượng khí trong ống nhánh, Qkh nh = Qkh/5 = 0,02/5= 0,004 m3/s

 Tính toán máy thổi khí

Áp lực cần thiết cho hệ thống thổi khí

+ hf: Tổn thất qua lỗ phân phối khí hf ≤ 0,5m Chọn hf = 0,5m

+ H: Độ ngập sâu miệng vòi phun của ống phân phối khí, lấy bằngchiều cao hữu ích của bể điều hòa H = 4m

Công suất máy thổi khí

N= 34400 ×(P0,29 −1)× Q k

102 × η = 34400×(1,51

0,29−1)×0,02

102 ×0,8 =1,07 kW

Trong đó:

+ Qk: Lưu lượng không khí, Qk = 0,08 (m3/s) = 4,8 (m3/phút)

+ η: Hiệu suất máy thổi khí, nằm trong khoảng 0,7 – 0,9 Chọn η = 0,8+ P: Áp suất của không khí ra, lấy 760 mmHg = 10,33mH2O

P=1+10,33H ct =1+ 5,310,33=1,51atm

 Chọn máy thổi khí Shinmaywa ARH50SP (Công suất 2.2.KW)

 Tính toán đường ống dẫn nước sang bể lắng 1

D ch=√4×Q s tb

π × v =√4×3,472 x10−3

π × 0,5 =0,1m=100 mm Trong đó: v là vận tốc nước thải trong ống v = 0,3 – 0,7 (m/s) Chọn v = 0,5 m/s.

 Thỏa yêu câu về vận tốc

 Chọn bơm nước thải

Bố trí 2 bơm chìm hoạt động luân phiên

Lưu lượng bơm:

+ η: Hiệu suất chung của bơm từ 0,71 – 0,93; chọn η = 0,8

+ ρ: Khối lượng riêng của nước ờ nhiệt độ từ 5 – 40oC, ρ = 1kg/dm3

g = 9,81: Gia tốc trọng trường (m/s2)

Bảng 4.6 Thông số xây dựng bể điều hòa

6021515

 Hiệu quả BOD5, COD sau khi qua bể điều hòa đạt 5%

Bảng 4.7 Hiệu quả xử lý và nồng độ đầu ra

Thông số Hiệu suất (%) Đầu vào (mg/l) Đầu ra (mg/l)

Trong khoảng Đặc trưng

Tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày 32 ÷ 48

Chiều cao lớp trung hòa hth = 0,2 m

Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m

Đường kính đáy bể = 0,3 mChiều cao tổng cộng của bể lắng ly tâm đợt 1:

Htc = H + hb + hth + hbv = 3 + 0,7 + 0,2 + 0,3 = 4,2 m

Chiều cao ống trung tâm:

Vậy các giá trị đã chọn ở trên là thích hợp

 Thể tích ngăn chứa nước:

Vi khuẩn 50 – 60

(Nguồn: George Tchobanoglous, Franklin Louis Burton, Wastewater engineering: treatment, disposal, and reuse, Metcalf & Eddy, McGraw-Hill, 1991).

Bảng 4.10 Các thông số xử lý sau khi ra khỏi bể lắng

Thông số Hiệu suất (%) Đầu vào (mg/l) Đầu ra (mg/l)

- Chọn ống nhựa Bình Minh PVC ∅90 x2,9mm để bơm nước về bể chứa

Lưu lượng bơm:

Trong đó: SS : hàm lượng cặn lơ lửng, SS =225,89 mg/l = 225,89 g/m3.

Q tbngày: lưu lượng nước thải trung bình ngày, Q tbngày = 300 m3/ngày

E : hiệu quả xử lý cặn lơ lửng, E = 60%

Vậy: Mtươi=225,89(g/m3)x(300m3/ngày)x0,6 = 40660,2gSS/ngày = 40,66 kgSS/ngày

- Bùn tươi của nước thải có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm = 95%)

Tỉ số VSS : SS = 0,75 và khối lượng riêng bùn tươi 1,053 kg/l

Vậy lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là:

Qb= 0,05 ×1,05340,66 =772,27l/ngày = 0,77 m3/ngày

Lượng bùn tươi có khả năng phân huỷ sinh học:

Mtươi(VSS) = 40,66 x 0,75 = 30,5 kgVSS/ngày

 Tính toán đường ống xả bùn và bơm bùn:

Thể tích bùn xả trong 1 ngày là Vbùn = 0,77 m3/ngày Chọn xả bùn không liên tục, thời gian xả bùn cho 1 chu kỳ là 30 phút

Lượng bùn xả ra trong mỗi chu kỳ:

Q= V t b= 0,7730×60 =0,00042 m3/s

Vận tốc bùn chảy trong ống vb = 0,3 – 0,5 m/s Chọn vận tốc bùn là vb = 0,5 m/s.Đường kính ống xả bùn:

d b=√4 ×V '

π × v b=√4×0,00042

3,14× 0,5 =0,03m=30mm

Dựa vào catalogue ống nhựa PVC của Bình Minh, chọn ∅34×2,0

Kiểm tra lại vận tốc trong ống xả bùn:

- Q: lưu lượng bùn xả ra trong 1 chu kỳ, Q = 0,0002 m3/s

- Ha: chiều cao cột áp, Ha = 8 m

- ρ: khối lượng riêng của nước, kg/m3

- η: hiệu suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93, chọn η = 0,8

Công suất bơm thực (lấy bằng 120% công suất tính toán):

Bơm trục vít hiệu Nova Rotors - Series MN ( Công suất 0,45 kW)

Bảng 4.11 Các thông số tính toán cho bể lắng li tâm

Sau các bể xử lý cơ học hiệu suất xử lý N = 10 – 25% (Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007).

Trong bể UASB để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý yếm khí phải duy trì được tình trạng cần bằng giá trị pH của hỗn hợp nước thải từ 6,6 – 7,6 và phải có tỷ lệ chất dinh dưỡng N, P theo COD là COD : N : P = 350 : 5 : 1.

 Lượng N, P cần thiết phải cho vào nước thải khi vào bể UASB

N= 5×2324,6

350 =33,2mg/l

P= 1×2324,6

350 =6,64 mg/lNồng độ N, P có trong nước thải khi phân tích là Ntổng = 228,48 mg/l, Ptổng = 78,4 mg/l Như vậy trước khi nước thải vào bể UASB ta có thể không thêm vào các chất dinh dưỡng

N, P trên đường ống

 Hàm lượng COD, BOD được xử lý

Thực nghiệm trên mô hình pilot bể UASB ( Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007) được kết quả

sau: Ở tải trọng thể tích hữu cơ của bùn hoạt tính Lo = 5 kgCOD/m3.ngày, hiệu quả khử COD đạt 65% và BOD5 đạt 80% Hiệu quả khử SS ở UASB là 25%

Bảng 4.12 Các thông số tính toán sau khi ra khỏi lắng 1 Thông số Hiệu suất (%) Đầu vào (mg/l) Đầu ra (mg/l)

Lượng COD cần xử lý trong 1 ngày:

G =(CODvào– CODra) x Qtb

ngày = (1590,03–556,51) x 10-3 x 300 = 310,06 kgCOD/ngàyThể tích gồm 2 phần chính:

- Phần thể tích mà các hạt lơ lửng sau khi tách khí đi vào hay thể tích phần lắng

- Phần thể tích mà ở đó diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ hay thể tích phần xử

lý kỵ khí

Bảng 4.13 Các thông số thiết kế cho bể UASB

Tải trọng bề mặt phần lắng khí: m3/m2.ngày

- Đối với bùn dạng bông (chưa tạo hạt) 12

- Nước thải đậm đặc (COD ≥3000mg/l) 5 - 7 hoặc >10

Phễu tách khí - cặn:

- Diện tích bề mặt khe hở giữa các phễu

- Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm

(Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007)

Bảng 4.14 Số liệu thống kê quản lý kỹ thuật bể UASB

Nguồn nước thải Hàm lượng COD đầu

vào (mg/l)

Thời gian lưu nước (h)

Tải trọng COD (kgCOD/m 3 ngày)

Hiệu quả khử COD (%)

Nước thải sinh hoạt 500 - 800 4 – 10 4 - 10 70 - 75

V = G L

0

= 310,064 =77,51 m3Chọn tải trọng COD L0 =4 (kgCOD/m3.ngày)

Tốc độ nước đi lên trong bể: v = 0,6 – 0,9 (m/h) để đảm bảo bùn trong bể được duy trì ở trạng thái lơ lửng Chọn v = 0,6 (m/h)

(Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007).

Chọn chiều cao của phễu thu khí (phần lắng để tách khí) H2 = 1,3m Trong đó:

H2 : chiều cao vùng lắng Chiều cao vùng lắng phải lớn hơn 1,0 m, chọn chiều

cao vùng lắng là 1,3 m (Nguồn: Tịnh Xuân Lai, 2009).

Chọn chiều cao bảo vệ H3 = 0,5m

Chiều cao tổng cộng của bể:

12,5 =8,46 hthỏat=4−12h (Nguồn: Tịnh Xuân Lai, 2009).

 Tính chi tiết bể UASB

Nước thải trước khi vào ngăn lắng sẽ được tách khí bằng các tấm chắn khí Các tấm chắn khí này được đặt nghiêng một góc so với phương ngang từ 45o – 65o Tổng chiều cao của toàn bộ ngăn lắng Hnglắng (kể cả chiều cao vùng lắng) và chiều cao dự trữ chiếm trên 30% tổng chiều cao bể Chọn góc nghiêng giữa tấm chắn với phương ngang là 50o thì ta có:

Vậy các thông số thiết kế đã đạt yêu cầu

Thời gian lưu nước trong ngăn lắng, thời gian này phải lớn hơn 1h: (Nguồn: Trịnh Xuân Lai, 2009).

Chọn khe hở giữa tấm chắn và tấm hướng dòng là như nhau Tổng diện tích các khe hở

này chiếm 15 – 20% tổng diện tích bể (Nguồn: Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, 2002)

Chọn Fkhe = 0,15 Fbể Trong bể có 4 khe hở, vì vậy diện tích mỗi khe là:

 Diện tích 1 khe hở được tính như sau:

- Chọn khoảng cách giữa 2 mép tấm hướng dòng là 0,5m

- Khoảng cách từ đỉnh tam giác của tấm hướng dòng đến tấm chắn 1:

d= b khe

sin 45o= 0,17

sin 45o =0,7 m=700mm

- Chiều dài tấm hướng dòng: 4,7m

- Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở từ 10 ÷ 20 cm (Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007) Chọn mỗi bên nhô ra 15 cm.

- Như vậy, chiều rộng của tấm hướng dòng là:

D = 2 x d + 2 x 150 = 2 x 700 + 2 x 150 = 1780 mm

Máng thu nước

Trong bể bố trí 1 máng thu nước Bố trí máng thu nước kết hợp máng răng cưa đặt ở tâm

bể và dọc theo chiều rộng bể Máng thu nước được tạo độ dốc để dẫn nước thải về cuối

bể rồi theo ống dẫn theo cơ chế tự chảy, chảy sang bể SBR

Máng thu nước tiết diện hình chữ nhật: b x h, với b = 2h

2

Trong đó:

+ Q h tb: Lưu lượng vào máng

v: Vận tốc nước chảy trong máng: 0,6 ÷ 0,7 m/s ( Nguyễn Ngọc Dung - Xử lí

nước cấp, NXB Xây Dựng, 1999 )

+ Chọn v = 0,6 m/s

 Chiều cao của máng

Chọn chiều cao h = 100mm Chiều rộng b = 120mm, chiều dài của máng bằng chiều rộng

bể UASB, và bằng 4,7 m

Máng răng cưa

Có 2 máng răng cưa đặt vào 1 máng thu nước Máng tràn gồm nhiều răng cưa hình chữa V

 Thanh răng cưa

- Chiều cao một răng cưa: 60mm

- Chiều dài đoạn vát đỉnh răng cưa: 40mm

- Chiều cao cả thanh: 260mm

Suy ra n = 45 răng cưa, tổng số răng cưa trên 1 máng: N = 90 răng cưa

Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe

Q khe = Q

n=3600 × 2× 9012,5 =1,9×10

−5m3/s.khe Trong đó: n là số khe

 H = 0,015m= 15 mm (đạt yêu cầu)

Tính lượng khí sinh ra và ống thu khí:

 Lượng khí sinh ra trong bể

Vkhí = vkhí x G = 0,5 x 310,06 = 155,03 (m3/ngày)

Trong đó:

+ G: Nồng độ COD đã xử lý

vkhí: Thể tích khí (CH4, CO2, khí khác) sinh ra đối với 1kgCOD bị khử là 0,5m3 (Nguồn:

Lâm Minh Triết, 2007).

)

 Lượng khí CH 4 sinh ra

VCH4 = 0,35 x G x (1 - H) = 0,35 x 310,06 x (1 – 0,6) = 43,41 (m3/ngày)

Trong đó:

+ VCH4: Thể tích khí CH4 sinh ra 1kgCOD được loại bỏ là 0,35m3 khí CH4.

+ H: Hiệu suất khí CH4 hòa tan vào nước H = 50 – 60% Chọn H = 60%

(Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007)

Khối lượng bùn sinh ra trong một ngày:

Mbùn = 0,1 kgVSS/kgCOD loại bỏ x 310,06 kgVSS/kgCOD loại bỏ/ngày = 31,006 kgVSS/ngày.Thể tích của bùn sinh ra trong một ngày

V bùn=M bùn

P = 31,006260 =0,11m

3/ngày

Trong đó:

1m3 bùn tương đương 260 kgVSS (Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007).

 Lượng bùn sinh ra trong một tháng: 0,11 x 30 = 3,3 m3/tháng

 Chiều cao bùn trong một tháng:

Chọn ống PVC ϕ21 x 3 mm, suy ra đường kính trong Dt = 21 – 2x3 = 15 (mm)

Kiểm tra lại vận tốc trong ống

D nh2 × π = 4× 0,000120,0152× 2π ≈ 1(m s )

 Thỏa yêu cầu về vận tốc

Hai ống nhánh thu bùn có đường kính ϕ7 có đục lỗ Sau đó các ống thu bùn nhánh sẽđược dẫn vào 1 ống thu bùn chính có đường kính ϕ10 mm Bùn được xả định kỳ 2

tháng/lần nhờ áp lực thủy tĩnh của nước trong bể Ống thu bùn đặt dọc theo chiều rộng

bể, cách đáy bể 0,5m

Công suất máy bơm bùn:

N= Q × ρ × g× H a

1000 η = 0,00006 ×1000 × 9,81× 8 1000 × 0,8 =0,006 kW Trong đó:

- Q: lưu lượng bùn xả ra trong 1 chu kỳ, Q = 0,00006 m3/s

- Ha: chiều cao cột áp, Ha = 8 m

- ρ: khối lượng riêng của nước, kg/m3

- η: hiệu suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93, chọn η = 0,8

Công suất bơm thực (lấy bằng 120% công suất tính toán):

 Bơm trục vít hiệu Nova Rotors - Series MN ( Công suất 0,45 kW)

Tính toán hệ thống phân phối nước vào bể UASB

Vận tốc nước chảy trong đường ống chính dao động từ 0,8 – 1,2 m/s (Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007) Chọn vống = 1 m/s

 Thỏa yêu cầu về vận tốc

Từ ống chính phân ra 3 ống nhánh, vận tốc trong ống nhánh dao động từ 0,8 – 1,2 m/s

(Nguồn: Lâm Minh Triết, 2007) Chọn v1 = 1m/s

Lưu lượng nước vào một ống nhánh

Q1=Q h tb

3 = 12,53 =4,2m

3/h

 Đường kính ống nhánh

 Thỏa yêu cầu về vận tốc

Chọn cách phân phối nước vào trong bể bằng hệ thống ống đục lỗ Mỗi lỗ phân phối cóđường kính d = 10 mm Để đảm bảo nước dâng trong bể vào khoảng 0,6 – 0,9 m/h thìvận tốc nước ra khỏi lỗ là 1,5 – 2,5 m/s Chọn v = 2m/s

Lưu lượng nước qua một lỗ

Ống dẫn nước vào và ra bể UASB

 Ống dẫn nước vào bể UASB

Kiểm tra lại vận tốc trong ống

v= 4×Q1

D t2× π=

4 ×12,5

0,0542× π ×3600 =1,52( m s )

 Thỏa yêu cầu về vận tốc

 Ống dẫn nước thải sang mương oxi hoá

Vận tốc nước chảy trong ống vr = 0,1 – 0,5 (m/s) (chất lỏng tự chảy) Chọn vr = 0,3 m/s

D r=√ 4 ×Q h tb

π ×V r ×3600=√ 4×12,5

π × 0,3×3600 =0,12m=120 mm

Kiểm tra lại vận tốc trong ống

Khi mở van, cần điều chỉnh sao cho bùn ra từ từ để đảm bảo thu được bùn gần giốngnhau trong bể vì nếu mở quá lớn thì nước sẽ thoát ra ngoài nhiều hơn Thể tích mẫuthường lấy 500 – 1000ml

Đặt 4 van lấy mẫu, các van đặt cách nhau 1,6m Chọn ống và van lấy mẫu bằng nhựaPVC cứng ϕ27 x 1,8mm

Bảng 4.15 Các thông số xây dựng bể UASB

4.6 Mương Oxy Hoá

Thông số đầu vào:

Q = 300 m3/ngày

(Nguồn: TS.Trinh Xuân Lai, 2009)

Dung tích mương oxy hoá cần thiết để khử BOD ( Thể tích vùng hiếu khí )

ρ n :t ố c độ oxy hoá NH 4+4¿t hà nhNO3−¿ ¿¿

X n :nồng độbùnhoạt t í nhđố i v ớ i vi k huẩ noxy hoá NH 44+ ¿ ¿

P n = K (N) K

n ∗N K= μ N

- e0,098(T-15) : hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ tại ToC, e0,098(25-15) =2,66

- Hệ số hiệu chỉnh pH [1 – 0,833(7,2 – 7,02)] = 0,85 đối với pH = 7,02

=> μ n=0,45∗( 190

1,3+190)∗( 2

2+1,3)∗2,66∗0,85=0,61 (ngày-1)Tốc độ sử dụng NH4+ của vi khuẩn nitrat hoá

P x =Q∗Y b(S O −S)∗10−3=300∗0,407∗(140,07−90)∗10−3=6,19(kg/ngà y d)