Đồ án: thiết kế xây dựng hệ thống sử lý nước thải sinh hoạt khu chung cư công suất 150m3ngày đêm

45 690 2
Đồ án: thiết kế xây dựng hệ thống sử lý nước thải  sinh hoạt  khu chung cư công suất 150m3ngày đêm

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

nghiệp ngày càng cao và với sự phát triển của muôn vàn các chất thải làm cho môi trường của chúng ta ngày càng xấu đi, vì vậy các cơ quan chức năng đã vào cuộc và ra những uy định yêu cầu, văn bản, điều luật bắt buộc các cá nhân tổ chức khi sản xuất kinh doanh phải tự ra giải pháp về xử lý nước thải sinh hoạt.Với sự ô nhiễm nước thải của nước ta hiện nay. Qua những môn em đã học,và sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Th.s Nguyễn Hữu Hải đã cho em những những kiến thức và kinh nhiệm giúp em có thể hoàn thành đồ án :” Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư với công suất 150m3ngày đêm ” với công nghệ mới ,hiệu quả xử lý cao làm giảm một phần nước thải nói chung và nước thải sinh hoạt nói riêng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trường Đại học Công Ngiệp HN Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Họ tên: Ngô Văn Hiệp Mã sinh viên: 0741040099 Lớp: Điện Khoá: Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử đề tài: thiết kế xây dựng hệ thống sử lý nước thải sinh hoạt khu chung cư công suất 150m3/ngày đêm Các số liệu ban đầu: - Tự chọn Nội dung phần thuyết minh tính toán: - Phân tích lựa chọn công nghệ xử lý - Tính toán thiết bị Các vẽ đồ thị: - Bản vẽ sơ đồ công nghệ đầy đủ - Bản vẽ bố trí cao trình (A3) - Bản vẽ chi tiết thiết bị chính(A3) Cán hướng dẫn ThS.Nguyễn Hữu Hải Ngày giao nhiệm vụ đồ án chuyên ngành:25/11/2015 Ngày hoàn thành đồ án chuyên ngành: Hà Nội, ngày tháng năm CÁN BỘ HƯỚNG DẪN LỜI NÓI ĐẦU Hiện nhu cầu đời sống sinh hoạt cá nhân, công ty doanh nghiệp ngày cao với phát triển muôn vàn chất thải làm cho môi trường ngày xấu đi, quan chức vào uy định yêu cầu, văn bản, điều luật bắt buộc cá nhân tổ chức sản xuất kinh doanh phải tự giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt Với ô nhiễm nước thải nước ta Qua môn em học,và hướng dẫn nhiệt tình thầy Th.s Nguyễn Hữu Hải cho em những kiến thức kinh nhiệm giúp em hoàn thành đồ án :” Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư với công suất 150m3/ngày đêm ” với công nghệ ,hiệu xử lý cao làm giảm phần nước thải nói chung nước thải sinh hoạt nói riêng Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT I Nguồn gốc nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt nước sử dụng cho mục đích ăn uống, sinh hoạt, tắm rửa, vệ sinh nhà cửa khu dân cư, công trình công cộng, sở dịch vụ Như vậy, nước thải sinh hoạt hình thành trình sinh hoạt người Một số hoạt động dịch vụ công cộng bệnh viện, trường học, nhà ăn…cũng tạo cácloại nước thải có thành phần tính chất tương tự nước thải sinh hoạt Lượng nước thải sinh hoạt khu dân cư xác định sở nước cấp Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt khu dân cư đô thị thường từ 100 đến 250 /1người/ngày (đối với nước phát triển) từ 150 đến 500 l/người/ngày (đối với nước phát triển) Tiêu chuẩn cấp nước đô thị nước ta dao động từ 120 đến 180/người/ngày Đối với khu vực nông thôn, tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt từ 50 đến 120/người/ngày Tiêu chuẩn nước thải phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước Thông thường tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt lấy 80 đến 100% tiêu chuẩn cấp nước cho mục đích Ngoài ra, lượng nước thải sinh hoạt khu dân cư phụ thuộc vào điều kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết tập quán sinh hoạt nhân dân Lượng nước thải sinh hoạt sở dịch vụ, công trình công cộng phụ thuộc vào loại công trình, chức năng, số người tham gia, phục vụ Tiêu chuẩn thải nước số loại sở dịch vụ công trình công cộng nêu bảng 1.1 Bảng 1.1 Tiêu chuẩn thải nước số loại sở dịch vụ công trình công cộng Nguồn nước thải Nhà ga, sân bay Khách sạn Nhà ăn Siêu thị Bệnh viện Trường đại học Bể bơi Khu triển lãm giải trí Đơn vị tính Hành khách Khách Nhân viên phục vụ Người ăn Người làm việc Giường bệnh Nhân viên phục vụ Sinh viên Người tắm Người tham quan Lưu lượng/1ngày 7,5-15 152-212 30-45 7,5-15 26-50 743-908 19-56 56-113 19-45 15-30 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải Lượng nước thải tập trung đô thị lớn Lượng nước thải thành phố 20 vạn dân khoảng 40 đến 60 nghìn m 3/ngày Tổng lượng nước thải thành phố Hà Nội(năm 2006) gần 500.000 nghìn m 3/ngày Trong trình sinh hoạt, người xả vào hệ thống thoát nước lượng chất bẩn định, phần lớn loại cặn, chất hữu cơ, chất dinh dưỡng Ở nước ta Tiêu chuẩn TCXD51:2007 quy định lượng chất bẩn tính cho người dân xả vào hệ thống thoát nước ngày theo bảng 1.2 sau Bảng 1.2 lượng chất bẩn người ngày xả vào hệ thống thoát nước ( theo quy định cuả TCXD 51:2007) Các chất -Chất lơ lửng (SS ) - BOD nước thải chưa lắng - BOD nước thải lắng - Nitơ amôn (N-NH4) - Phốt phát (P2O5) - Clorua (Cl-) II Giá trị, g/ng.d 60/65 65 30/35 3,3 10 Thành phần đặc tính nước thải sinh hoạt Thành phần nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước, đặc điểm hệ thống thoát nước điều kiện trang thiết bị vệ sinh tham khảo theo bảng 1.3 sau Chỉ tiêu Trong khoảng Trung bình Tổng chất rắn (TS),mg/l 350-1200 720 Chất rắn hòa tan (TDS),mg/l 250-850 500 Chất rắn lơ lửng (SS),mg/l 100-350 220 BOD5, mg/l 110-400 220 Tổng nitor , mg/l 20-85 40 Nitor hữu cơ, mg/l 8-35 15 Nitor Amoni, mg/l 12-50 25 Nitor Nitrit, mg/l 0-0,1 0,05 Nitor nitrat, mg/l 0,1-0,4 0,2 Clorua, mg/l 30-100 50 Độ kiềm mgCACO3/l 50-200 100 Tổng chất béo, mg/l 50-150 100 Tổng photpho, mg/l Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải Đặc trưng nước thải sinh hoạt hàm lượng chất hữu lớn (từ 50 đến 55%),chứa nhiều vi sinh vật, có vi sinh vật gây bệnh Đồng thời nước thải có nhiều vi khuẩn phân huỷ chất hữu cơ, cần thiết cho trình chuyển hoá chất bẩn nước Trong nước thải đô thị có vi khuẩn gây bệnh phát triển, tổng số coliform từ 106đến 109 MPN/100ml, fecal coliform từ 104 đến 107 MPN/100ml Như nước thải sinh hoạt đô thị, khu dân cư sở dịch vụ, công trình công cộng có khối lượng lớn, hàm lượng chất bẩn cao, nhiều vi khuẩn gây bệnh nguồn gây ô nhiễm môi trường nước Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ I Xử lý học Xử lý học (hay gọi xử lý sơ bộ) nhằm mục đích loại bỏ tạp chất không tan (rác, cát, dầu mỡ, cặn lơ lửng, táp chất trôi nổi…) khỏi nước thải, điều hòa lưu lượng nồng độ chất ô nhiễm nước thải Các công trình xử lý học xử lý nước thải thông dụng: Song chắn rác Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải đặt miệng xả phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại tạp chất có kích thước lớn như: nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nylon, vải vụn loại rác khác, đồng thời bảo vệ công trình bơm, tránh ách tắc đường ống, mương dẫn Dựa vào khoảng cách thanh, song chắn chia thành loại: – Song chắn thô có khoảng cách từ 60 ÷ 100 mm – Song chắn mịn có khoảng cách từ 10 ÷ 25 mm Lưới lọc Lưới lọc dùng để khử chất lơ lửng có kích thước nhỏ, thu hồi thành phần quý không tan cần phải loại bỏ rác có kích thước nhỏ Kích thước mắt lưới từ 0,5 ÷ 1,0 mm Lưới lọc thường bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (hay gọi trống quay) đặt khung hình dĩa Bể lắng cát Bể lắng cát đặt sau song chắn, lưới chắn đặt trước bể điều hòa, trước bể lắng đợt Nhiệm vụ bể lắng cát loại bỏ cặn thô nặng cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, kim loại, tro tán, vụn, vỏ trứng,… để bảo vệ thiết bị khí dễ bị mài mòn, giảm cặn nặng công đoạn xử lý Bể lắng cát gồm loại: – Bể lắng cát ngang – Bể lắng cát thổi khí – Bể lắng cát ly tâm Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải Hình 3.1: Sơ đồ hoạt động bể lắng cát thông thường Bể tách dầu mỡ Các loại công trình thường ứng dụng xử lý nước thải công nghiệp, nhằm loại bỏ tạp chất có khối lượng riêng nhỏ nước Các chất bịt kín lỗ hổng hạt vật liệu lọc bể sinh học… chúng phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính bể Aerotank, gây khó khăn trình lên men cặn Bể điều hòa Bể điều hòa dùng để trì dòng thải nồng độ vào công trình xử lý ổn định, khắc phục cố vận hành dao động nồng độ lưu lượng nước thải gây nâng cao hiệu suất trình xử lý sinh học Bể điều hòa phân loại sau: – Bể điều hòa lưu lượng – Bể điều hòa nồng độ – Bể điều hòa lưu lượng nồng độ Bể lắng Dùng để tách chất không tan dạng lơ lửng nước thải theo nguyên tắc trọng lực Các bể lắng bố trí nối tiếp Quá trình lắng tốt loại bỏ đến 90 ÷ 95% lượng cặn có nước thải Vì trình quan trọng xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu hay sau xử lý sinh học Để tăng cường trình lắng ta thể thêm vào chất đông tụ sinh học Bể lắng chia làm loại: – Bể lắng ngang – Bể lắng đứng: mặt hình tròn hình vuông Trong bể lắng hình tròn nước chuyển động theo phương bán kính (radian) – Bể lắng ly tâm: mặt hình tròn Nước thải dẫn vào bể theo chiều từ tâm thành bể thu vào máng tập tring dẫn Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải Bể lọc Công trình dùng để tách phần tử lơ lửng, phân tán có nước thải với kích thước tương đối nhỏ sau bể lắng cách cho nước thải qua vật liệu lọc cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ…Bể lọc thường làm việc với hai chế độ lọc rửa lọc Quá trình lọc áp dụng cho công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng cần thu hồi số thành phần quý có nước thải Các loại bể lọc phân loại sau: – Lọc qua vách lọc – Bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt – Thiết bị lọc chậm – Thiết bị lọc nhanh II Khử trùng nước thải II.1 Khái niệm khử trùng nước thải - Nước thải nước thải sau sử dụng (cho nhu cầu sinh hoạt người nhu cầu sản xuất công nghiệp) - Khử trùng nước thải trình loại bỏ nước thải vi sinh có khả gây bệnh, hàng rào cần thiết cuối chống lại phơi nhiễm người với vi sinh gây bệnh, bao gồm virus, vi khuẩn protozoa II.2 Khử trùng clo hợp chất clo Cơ sở phương pháp khử trùng chất hóa chất sử dụng chất oxy hóa mạnh để oxy hóa men tế bào vi sinh vật tiêu diệt chúng Các hóa chất thường dùng là: halogen clo, brom; clo dioxyt; hypoclorit muối nó; ozôn… Phương pháp khử trùng hóa học có hiệu suất cao nên sử dụng rộng rãi với nhiều quy mô Clo chất oxy hóa mạnh, dạng nào, nguyên chất hay hợp chất, clo tác dụng với nước cho phân tử axit hypocloro (HOCl), hợp chất có lực khử trùng mạnh Cơ chế tác động clo: Quá trình hủy diệt vi sinh vật xảy qua hai giai đoạn: chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật, sau phản ứng với men bên tế bào phá hoại trình trao đổi chất dẫn đến diệt vong tế bào Tốc độ phản ứng trình khử trùng xác định động học trình khuếch tán chất diệt trùng qua vỏ tế bào động học trình phân hủy men tế bào Tốc độ trình khử trùng tăng nồng độ chất khử Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải trùng nhiệt độ nước tăng, tốc độ khử trùng phụ thuộc vào dạng không phân ly chất khử trùng, trình khuếch tán qua vỏ tế bào xảy nhanh trình phân ly Tốc độ trình khử trùng phụ thuộc vào hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng chất khử khác Khi nước có hàm lượng cao chất tốc độ trình khử trùng giảm đáng kể Khi cho clo tác dụng với nước, phản ứng đặc trưng xảy trình thủy phân clo, tạo thành axit hypoclorit axit clohydric : Cl2 + H2O HOCl + HCl Ở dạng phân ly ta có : Cl2 + H2O 2H+ + OCl- + ClTương tự dùng clorua vôi làm chất khử trùng ta có : Ca(OCl)2 + H2O CaO + 2HOCl 2HOCl 2H+ + 2OClKhả diệt trùng clo phụ thuộc vào hàm lượng HOCl có nước Nồng độ HOCl phụ thuộc vào lượng ion H + nước hay phụ thuộc vào pH nước Khi : pH = HOCl chiếm 99,5%, OCl- chiếm 0,5% pH = HOCl chiếm 79%, OCl- chiếm 21% pH = HOCl chiếm 25%, OCl- chiếm 75% HOCl không phân ly thành phần khử trùng nước, thành phần có giá trị cao pH thấp, điều nói lên trình dùng clo để khử trùng nước có hiệu cao tiến hành pH thấp Khi nước có mặt amoniac hợp chất có chứa nhóm amoni, chúng tác dụng với clo axit hypoclorit ion hypoclorit để sinh thành hợp chất cloramin theo phản ứng sau : NH3 + HOCl → NH2Cl + H2O monocloramine NH2Cl + HOCl → NHCl2 + H2O dicloramine NHCl2 + HOCl → NCl3 + H2O tricloramine Sản phẩm monocloramine dicloramine sinh thành tùy thuộc vào trị số pH môi trường Trị số pH cao, lượng clo kết hợp để tạo thành dicloramine thấp nồng độ monocloramine cao Hơn nữa, nhiều nghiên cứu cho thấy rằng, lực diệt trùng monocloramine thường thấp so với lực diệt trùng dicloramine khoảng từ đến lần, so với Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải clo, lực diệt trùng dicloramine lại thấp từ 20 đến 25 lần Chính điều giải thích trình khử trùng lại xảy có hiệu trị số pH môi trường thấp Để đảm bảo cho trình khử trùng đạt hiệu hoàn toàn, người ta thường tính đến lượng clo dư thích hợp nước sau trình khử trùng Trong hệ thống khử trùng có chứa amoniac hợp chất có chứa nhóm amoni, lượng clo tham gia phản ứng để tạo thành cloramine gọi clo kết hợp, tổng hàm lượng clo tự dạng Cl2, HOCl ClO-, lượng Clo kết hợp gọi clo hoạt tính khử trùng, khả diệt trùng clo tự clo kết hợp khác mà lượng clo dư cần thiết để đảm bảo khử trùng triệt để dược đánh giá mức khác III Xử lý cặn nước thải Đặc tính cặn phương pháp xử lý Thành phần - Màng vi sinh vật - Rác nghiền nhỏ: lượng rác nghiền nhỏ xử lý với cặn trở lại song chắn rác - Các loại cặn bể tiếp xúc, cặn không xử lý chung mà đem sân phơi bùn, nén cặn, … - Các chất hữu cặn chiếm 60-80% chất hữu tổng cộng - Thành phần hoá học cặn nước thải Loại cặn Chất ko tro 1.Cặn tươi 72-90 2.Bùn hoạt tính 65-75 3.Màng vi sinh 65-95 N 2-3 3.4 5.5 P2O5 0.6-1.7 2.3 3.1 K2O 0.2 0.4 - Chất béo HC 14-17 20-30 2.6 4-7 - E.coli 107-108 4.106-3.107 - Phương pháp xử lý - Xử lý cặn hiệu bàng phương pháp lên men kỵ khí với tham gia VSV kỵ khí - Quá trình sinh hoá kỵ khí cặn hữu phức tạp: + Các chất hữu (C)� acid béo + Biogas (CO2, CH4, H2) + Các chất hữu (N) � NH3, N2 + Chất hữu (S) � H2S - Sau lên men, tính chất cặn thay đổi V thay đổi (không tan � chất tan + khí) - Quá trình lên men kỵ khí gồm giai đoạn + Giai đoạn lên men acid 10 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 ρ= GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải S0 − S 246.4 − 15 = = 0.32 g / g.d θ × X 0.241 × 3000 Tải trọng thể tích: L= S Q 246.4 × 150 × 10 −3 = = 0.75 kgBOD5 / m d V 49 ( ) •Lượng Oxi cần thiết Lượng oxi cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn: Q × (S − S ) 4.57( N − N ) − 1.42 × Px + = f 1000 150 × ( 246.4 − 15) 4.57(45 − 6) − 1.42 × 10.76 + = 34.3(kgO2 / d ) 0.7 × 1000 1000 OC = No Amoni đầu vào =45mg/l, N Amoni đầu =6mg/l Lượng oxi cần điều kiện thực T = 200C OC t = OC × C S 20 C 20 − C L × 1 9.08 × = 34.3 × × = 62.8( kg / d ) (T − 20 ) α 9.08 − 0.7 1.024 α : Hệ số điều chỉnh lượng ôxy ngấm vào nước thải (do ảnh hưởng hàm lựơng cặn, chất hoạt động bề mặt), α = 0,6 ÷ 0,94 Chọn α = 0,7 Cs=9.08 mg/l Nồng độ bão hòa oxi nước 200 C CL = mg/l Nồng độ oxi trì bể aerotank •Lưu lượng không khí cần cấp cho trình: Nếu áp dụng hệ thống phân phối khí kiểu thiết bị bọt khí mịn Bảng: Công suất hòa tan ôxi vào nước thiết bị phân phối bọt khí nhỏ mịn Điều kiện thí nghiệm Nước T = 20oC Điều kiện tối ưu Điều kiện trung bình Ou = grO2/m3.m Ou = grO2/m3.m 12 10 Nước thải T = 20oC, α = 0.7 8.5 31 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải Công suất hòa tan oxi: Ou = gO2/m3.m Lượng không khí cần thiết Qkhi = OC t 62.8 × 1000 = = 2565.6( m / d ) Ou × h × 3.5 H: Độ sâu ngập lỗ phun H = 3.5 m Vậy lưu lượng không khí thiết kế để chọn máy thổi khí (hệ số an toàn sử dụng thiết kế thực tế 1,5) Qkk = 1.5 x 2565.6=3848.4 (m3/d) = 160.35 (m3/h) = 2672.5(l/ phút) •Tính số đĩa phân phối khí Khí phân phối vào bể đĩa phân phối ∅ 150, 140 l/phút Số đĩa cần phân phối bể là: n= Qkk 2672.5 = = 19.1(cái) 150 140 Chọn số lượng đĩa 20 đĩa, chia làm hàng, hàng đĩa phân phối cách sàn bể 0.2m tâm đĩa cách 0.6m cho bể Trụ đỡ đặt đĩa kế trụ một, kích thước trụ đỡ 0.2m x 0.2m x 0.2m •Tính đường ống dẫn khí vào bể − Đường ống dẫn khí Vận tốc đường ống dẫn khí là: voc = 10m/s Đường kính ống D = × Qkk × 160.35 = = 0.0750m = 75.3( mm ) v oc × π 10 × 3.14 × 3600 Chọn loại ống kẽm ∅75, ống nhánh đưa khí vào đĩa sử dụng ống PVC∅34 •Tính chọn máy thổi khí Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén xác định theo công thức: 32 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải Hht = Hd + Hc ΣHf+ H Trong đó: Hd : Tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều dài đường ống dẫn (m); Hc : Tổn thất cục (m); L, D Chiều dài đường kính ống dẫn (m) V: Vận tốc chuyển động không khí ống 10-15m/s Chọn 10m/s γ: Tỷ trọng không khí ≈1.3 kg/m3 Σξ: Hệ số sức cản thủy lực cục tra theo sách thủy lực λ: Hệ số nhám ống dẫn Tổng tổn thất Hd Hc thường không 0,4m H : chiều sâu hữu ích bể (m), H = 3.1m Hf : Tổn thất qua đĩa phân phối khí, m; Hf=12inH2O=0.3mH2O Do áp lực cần thiết là: Hht = 0,4 + 18x0.3 + 3.1 =8.9 mH2O =0.879 atm Chọn Hht = 0.88 atm •Công suất máy thổi khí tính theo công thức G.R.T  P2  Pw = 29.7.n.e  P1  n    − 1, kw   Trong đó: Pw : Công suất máy thổi khí, kw; G : Khối lượng không khí mà hệ thống cung cấp đơn vị thời gian, kg/s; G =OCt = 62.8 kg/d=7.268 x 10-4 kg/s R : Hằng số khí lý tưởng, R = 8,314; 33 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải T : Nhiệt độ tuyệt đối không khí, T = 20 + 273 = 293oK; P1 : Áp suất tuyệt đối không đầu vào, P1= 1atm; P2 : Áp suất đầu ra, P2 = Hth + = 1.8 atm; n= k − 1.395 − = = 0.283 k 1.395 k : Hệ số không khí, k = 1,395 e : Hiệu suất máy thổi khí 0.7 - 0.8, chọn e = 0,7 Vậy công suất máy thổi khí: 7.268 × 10 −4 × 8.314 × 293  1.8  Pw =   29.7 × 0.283 × 0.7   0.283  − 1 = 0.0599( kw)  Chọn máy thổi khí Pw = 0.06kw •Tính đường kính ống dẫn bùn vào bể Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn: Db = × Qr × 4.7 = = 0.033m π × vb 3.14 × 1.5 × 3600 → Đường kính ống tuần hoàn bùn DN50 Trong đó: Qr: lượng bùn tuần hoàn (m3/h) vb: Vận tốc bùn chảy ống điều kiện bơm (v b = 1-2 m/s) Chọn vb = 1.5 m/s Đường ống dẫn bùn dư: D= 4Qw × 0.000014 = = 0.008m vπ 1× 3.14 Chọn ống DN50 Trong đó: Qw: Lưu lượng bùn dư (Qw =1.2 m3/ngày = 0.000014 m3/s) v: Vận tốc bùn ống Cho v = 1m/s e Tính toán bể lắng Diện tích mặt bể lắng 34 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 S= GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải Q(1 + α )C 6.25(1 + 0.75) × 4286 = = 13.47( m ) CtVL 10000 × 0.348 Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải 150 m3/ngày = 6.25 m3/h α: Hệ số tuần hoàn 0.75 X: Nồng độ bùn hoạt tính bể aerotent.(X = 3000 mg/l) Ct: Nồng độ bùn hoạt tính tuần hòan Ct = 10000 mg/l vL: Vận tốc lắng bề mặt phân chia (m/h) ứng với nồng độ CL vL = vmax e − KCL 10 −6 Trong : VL m/h vận tốc lắng bề mặt phân chia ứng với nồng độ CL CL =0.5 Ct =0.5 x 10000 = 5000 g/m3 Xác định vận tốc lắng theo công thức thực nghiệm −6 V L = Vmax e − KC L 10 = 7.e 600×5000×10 = 0.348m / h Vmax = 7m/h, K = 600 Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm: ) Trong đó: V: Tốc độ chuyển động nước thải ống trung tâm, lấy không lớn 30 (mm/s) (điều 6.5.9 TCXD-51-84) Chọn Vtt = 20 (mm/s) = 0,02 (m/s) Diện tích bể kể buồng phân phối trung tâm: S bể = S + s = 13.47 + 0.152 = 13.62 m2 Đường kính bể Đường kính ống trung tâm 35 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 d= GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải 4s × 0.15 = = 0.44(m) Chọn d =0.5m π 3.14 Tải trọng thủy lực: Vận tốc nước lên bể: Máng thu nước đặt vòng tròn có đường kính 0.8 đường kính bể Đường kính máng thu nước: Dmáng = 0.8 x 4.2 = 3.36 (m) Chiều dài máng thu nước: L = 3.14 x 3.36 = 10.55 (m) Tải trọng thu nước mét chiều dài máng: Xác định chiều cao bể: Chiều cao tính toán vùng lắng bể lắng đứng: htt = V.t = 0.0005 x 1.5 x 3600 = 2.7 (m) Trong đó: t: Thời gian lắng, t = 1,5 (điều 6.5.6 TCXD-51-84) V: Tốc độ chuyển động nước thải bể lắng đứng V = 0,0005 (m/s) (điều 6.5.6 TCXD-51-84) Chiều cao phần hình nón bể lắng đứng xác định: hn = h2 + h3 = Dbe − d tgα Trong đó: h2: Chiều cao lớp trung hòa (m) h3: Chiều cao giả định lớp cặn lắng bể Dbể: Đường kính bể lắng, Dbể = 4.2 (m) d: Đường kính đáy nhỏ hình nón cụt, lấy d = 1.2 m α : Góc ngang đáy bể lắng so với phương ngang, α không nhỏ 50 0, 36 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải chọn α = 50o Chiều cao ống trung tâm lấy chiều cao tính toán vùng lắng 2.7m Đường kính phần loe ống trung tâm lấy chiều cao phần ống loe 1,35 đường đường kính ống trung tâm: D1 = hl = 1,35Dtt= 1,35 x 0.5 = 0.7 (m) Đường kính chắn: lấy 1,3 đường kính miệng loe bằng: Dc = 1,3 D1 = 1,3 x 0.7 = 0.9 (m) Góc nghiêng bề mặt chắn so với mặt phẳng ngang lấy 17o Chiều cao tổng cộng bể lắng đứng là: H = htt + hn + hbv = htt + (h2 + h3) + hbv = 2.7 + 1.7 + 0.3 = 4.7 (m) Trong đó: hbv: Khoảng cách từ mặt nước đến thành bể, hbv = 0,3 (m) Kiểm tra lại thời gian lắng nước Thể tích phần lắng: Thời gian lắng: Thể tích phần bùn: Vb = F x hn x 1/3= 13.62 x 1.7 x1/3= 7.7 (m3) Thời gian lưu bùn: Trong đó: Vbùn : Thể tích phần chứa bùn (Vbùn = 7.7 m3) Qr : Lưu lượng bùn tuần hoàn: Qr = αQ = 0,75 x 150m3/ngày = 112.5m3/ngày ≈ 4.7 m3/giờ Qw: Lượng bùn xả (Qw = 1.2 m3/ngày = 0.05 m3/h) 37 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải Với Q = 1.6 (l/s), ống dẫn nước từ bể lắng sang bể tiếp xúc DN100 Bảng 3.6: Các thông số thiết kế kích thước bể lắng TT Thông số Lưu lượng trung bình Qtb Thể tích hữu ích Va Kích thước (mặt hình tròn) Đường kính D Sâu tổng cộng, H Ống trung tâm Đường kính, d Chiều cao, h Đơn vị m3/h m3 Giá trị 6.25 44.5 M M 4.2 4.7 M M 0.5 2.7 f Bể khử trùng Quá trình khử trùng để tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh có nước thải trước thải môi trường Hóa chất thường sử dụng chlorine Khử trùng nước thải Clo: Clo đưa vào bể khử trùng máy sục khí Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải tính theo công thức: (Xử lý nước thải đô thị công nghiệp,Tính toán thiết kế công trìnhLâm Minh Triết) Ya = a × Q × 6.25 = = 0.019( kg / h) 1000 1000 Trong đó: Q: Lưu lượng tính toán nước thải, Q = 6.25 (m3/h) a: Liều lượng Clo hoạt tính Clo nước lấy theo điều 6.20.3-TCXD-51-84, nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn, a = 3g/m3 Vậy lượng Clo dùng cho 1ngày là: m = 0,45 (kg/ng) = 13.68 (kg/tháng) 38 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải Dung tích bình Clo: P: Trọng lượng riêng Clo Chọn thùng chứa V = m3 Tính toán bể khử trùng: Thể tích hữu ích bể tiếp xúc tính theo công thức: Trong đó: Q: Lưu lượng tính toán nước thải, Q=6.25 (m3/h) t: Thời gian lưu nước, chọn t = 30 phút (TCVN 51-84) Chọn chiều cao lớp nước bể: H = 1.5 (m) Chiều cao bảo vệ: hbv= 0.5 (m) Diện tích bề mặt: Kích thước bể: F = B x L = 1m x 2.1m Chọn diện tích ngăn theo mặt bằng: F1 = B x L1 = x 0.8 = 0.8 (m2) Số ngăn bể tiếp xúc: Chọn ngăn Giữa ngăn có bố trí vách ngăn không chịu lực xây gạch, độ dày δ=110mm Chiều dài thực tế bể: Ltt = L + (n – 1) δ = 2.1 + (3 – 1)0.11 = 2.32 (m) Bảng 3.7: Các thông số thiết kế kích thước bể khử trùng TT Thông số Lưu lượng trung bình Qtb Thời gian lưu nước, t Thể tích hữu ích Va Đơn vị m3/h h m3 Giá trị 6.25 0.5 3.125 39 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 Kích thước (mặt hình chữ nhật) Rộng, B Dài, L Sâu tổng cộng, H Lượng clo hoạt tính cần thiết, Mtb GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải m m m kg/ngày 2.1 0.45 g Bể chứa bùn: Sau lượng bùn tuần hoàn bể Aerotank, lượng bùn hoạt tính lại từ bể lắng nhỏ (Qw = 1.35m3/ngày) sử dụng bể chứa bùn để chứa lượng bùn dư Bể chứa bùn bố trí van xả nước tách bùn theo chiều cao bể Bể chứa bùn có dạng hình vuông Đáy bể thiết kế với độ dốc 45% để thuận lợi cho trình tháo bùn Chọn thời gian lưu bùn là: t = ngày Thể tích bể chứa bùn: V = t.Qw = x 1.35 = 9.45 (m3) Chọn kích thước bể: L x B x H = 1.8m x 1.8m x 3m Chọn kích thước đáy bể: a x a = 0.5m x 0.5m Chiều cao bào vệ: hbv = 0.3m Chiều cao độ dốc đáy bể gây ra: hđ = 2/2 x 0.45 = 0.5 (m) Chiều cao xây dựng bể chứa bùn: Hxd = H + hbv + hđ = + 0.3 + 0.5 = 3.8 (m) Tỷ trọng cặn: 1.005 (tấn/m3) (Trịnh Xuân Lai - 2000) Giả sử nồng độ bùn sau ép là: 2% Khối lượng bùn khô sinh ngày: M = 1.005 x 1.2 x 2% = 0.024 (tấn/ngày) = 24 (kg/ngày) Khối lượng bùn sinh ngày: 24 x = 48 (kg) Lượng polymer sử dụng: kg/tấn bùn Khối lượng polymer lần sử dụng : 48 x x 10-3 = 0.24 (kg) Nồng độ polymer sử dụng: 0.1% Lượng nước sử dụng: 40 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 0.24 × GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải (100 − 0.1) = 240(l ) = 0.24(m3 ) 0.1 Lưu lượng bùn thải: Qw = 1.2m3/ngày Chọn vận tốc bùn chảy ống: v = 0.5 (m/s) Chọn D = 50 (mm) Bảng 3.8: Các thông số thiết kế kích thước bể chứa bùn TT Thông số Tổng thể tích cặn, Qw Thời gian lưu, t Thể tích hữu ích Va Kích thước (mặt hình vuông) Cạnh, A Sâu tổng cộng, H Đơn vị m3/d day m3 Giá trị 1.35 9.45 m m 1.8 3.8 II.2 Điều khiển hệ thống plc-s7 200 simens Chương trình nạp vào plc điều khiển hệ thống 41 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải 42 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải 43 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải 44 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải 45 [...]... XỬ LÝ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 16 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải I Quy trình xử lý nước thải Nước thải sinh hoạt của khu dân cư chủ yếu phát sinh từ hai nguồn chính: hoạt động dịch vụ ăn uống và quá trình sinh hoạt của người dân và công nhân viên Do đó để lắp đặt và vận hành tốt hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Khu chung cư cần phải khảo sát và phân tích hai nguồn phát sinh. .. đưa vể trạm xử lý Tại hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Khu dân cư, để bảo vệ thiết bị và toàn bộ hệ thống đường ống công nghệ phía sau, song chắn rác thô được lắp đặt trong hố để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn ra khỏi nước thải, kế tiếp nước thải đi vào thiết bị tách mỡ, tại thiết bị này, các thành phần rắn có trong nước thải sẽ lắng xuống đáy thiết bị Các chất dầu mỡ, chất hoạt động bề mặt... phát sinh nước thải đã nêu ở trên như sau: • Nước thải trong hoạt động sản xuất có đặc điểm là chứa nhiều dầu mỡ, chất hoạt động bề mặt, các chất lơ lửng, đặc biệt có chứa nhiều cặn rác thực phẩm từ quá trình chế biến thức ăn công nghiệp và quá trình vệ sinh vật dụng Nước thải sinh hoạt phát sinh từ quá trình sinh hoạt, vệ sinh của người dân và công nhân viên chứa nhiều các hợp chất hữu cơ, nước thải và... Nguyễn Hữu Hải Là công trình xử lý sinh học bước đầu của hệ thống xử lý nước thải, trong đó các tác nhân gây ô nhiễm được phân hủy bởi các vi sinh vật dưới điều kiện kỵ khí Sự chuyển hóa sinh học xảy ra theo các hướng sau: Chuyển hoá các chất hữu cơ thành khí sinh học và các sản phẩm hữu cơ đơn giản hơn - Giảm một phần N, P do vi sinh vật sử dụng để xây dựng tế bào Theo tiêu chuẩn thiết kế (TCXD – 51 –... hòa, hệ thống phân phối khí sẽ hòa trộn đồng đều nước thải trên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể sinh ra mùi khó chịu, đồng thời có chức năng điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải đầu vào Từ bể điều hòa, nước thải sinh hoạt đã xáo trộn sẽ được bơm qua bể phân hủy sinh học trong điều kiện thiếu oxy – bể Anoxic Quá trình này nhằm loại bỏ một phần các chất hữu cơ trong nước thải đồng... xử lý Phần bùn dư từ bể lắng sinh học sẽ được bơm về bể phân huỷ bùn Tại bể phân huỷ bùn xảy ra quá trình phân hủy bùn kỵ khí; bùn sẽ được tách nước, phần nước sau khi tách bùn sẽ chảy về hố gom để xử lý Phần bùn lắng sẽ được phân huỷ kỵ khí và định kỳ được hút bỏ 20 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 II GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải Xây dựng hệ thống điều khiển 2.1 Tính toán thiết kế xây dựng hệ thống a Bể gom nước. .. thải và chất thải của các nhà vệ sinh, nhà tắm chứa hàm lượng chất rắn rất cao, nhiều Nitơ và Phốtpho Đồng thời trong nước thải cũng chứa rất nhiều các vi sinh vật gây bệnh • Sơ đồ quy trình xử lý • 17 Nguyễn Ngọc Nam-điện 2-k7 GVHD: th.s Nguyễn Hữu Hải Thuyết minh hoạt động: Nước thải từ Block phát sinh theo mạng lưới thoát nước chảy vào hố thu và các thiết bị tách mỡ riêng lẽ của từng khu trước khi... xây dựng tế bào Theo tiêu chuẩn thiết kế (TCXD – 51 – 84), lưu lượng nước thải sinh hoạt 69 m3/ngđ và 103,5 m3/ngđ, chọn bể tự hoại ba ngăn để xử lý sơ bộ nước thải sinh hoạt 3.1 Thể tích tính toán chung của 1 bể tự hoại: Lấy không nhỏ hơn lưu lượng nước thải trung bình trong 1 ÷ 2 ngày đêm (Điều 7.32 – TCXD – 51 -84), chọn 2 ngày đêm để tính toán, khi đó: W1 = W2 = 1 Q x 2 ngày = 69 x 2 = 138 m3 W3... gom nước thải •Tính toán kích thước hố gom: Lưu lượng nước thải trung bình giờ được tính: Qtb.h = Qtb.d 150 = = 6.25( m 3 / h) 24 24 Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất là: ( Qmax h = k × Qtb.h = 1.5 × 6.25 = 9.375(m 3 / h) = 2.6 × 10 −3 m 3 / s ) Trong đó: Hệ số không điều hòa ngày của nước thải sinh hoạt của khu dân cư lấy Kng = 1.15 – 1.3 tùy theo đặc điểm của từng đô thị Hệ số không điều hòa chung lấy... điều hòa kỵ khí Cbv = 0,5m • Tính bơm nước thải sang bể sinh học thiếu khí Công suất của bơm được tính như sau (24) N= Qtb H ρ g , ( Kw) 1000.η Trong đó: Qtb : Lưu lượng nước thải trung bình giờ ( m3/giờ) H: Độ cao cột nước của bơm (m) η: Hiệu suất của bơm (η = 0,6 ÷ 0,9) chọn η = 0,8 ρ: Khối lượng riêng của nước thải, lấy ρ ≈ 1000 kg/m3 Trên đường ống bơm nước thải từ bể điều hòa sang bể lắng 1 có:

Ngày đăng: 30/03/2016, 18:16

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan