TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT CÁC HẠNG MỤC ĐƠN VỊ CỦA QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM I. Song chắn rác. 1. Nhiệm vụ. Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại các tạp chất có kích thước lớn( chủ yếu là rác). Đây là công trình đầu tiên trong thành phần của hệ thống xử lý nước thải. Song chắn rác có nhiệm vụ bảo vệ bơm, van đường ống, cánh khuấy… 2. Tính toán. Bảng 1-1 Thông số Đơn vị SI Phương pháp lấy rác Đơn vị Thủ công Cơ khí Kích thước song rác. + Rộng + Sâu + Khoảng cách giữa những thanh song chắn + Độ dốc so với phương thẳng đứng + Vận tốc trong mương + Tổn thất áp lực cho phép mm mm mm Độ m/s mm 5-15 25-38 25-50 30-45 0,3-0,6 150 5-15 25-38 15-75 0-30 0,6-1,0 150-600 [Type text] Page 1 Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp- tính toán thiết kế công trình- Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân. Mương dẫn Chọn hệ số giờ cao điểm k=2 - Lưu lượng giờ trung bình Q h TB = 24 200 = 8,33m 3 /h - Lưu lượng giờ lớn nhất Q h max = 16,7m 3 /h Chọn: Vận tốc nước chảy trong mương V s = 0,6 m/s Chọn bề rộng mương là 0,25m Chiều cao lớp nước trong mương: h= xBV Q s s max = …………… - Tính toán kích thước song chắn: + Chọn thamh chắn có kích thước b x d = 5x 25mm + Khoảng cách giữa các thanh w = 25mm Mối quan hệ giơax chiều rộng mương, chiều rộng thanh và khe hở như sau: B m = 5 x n + ( n +1 ) x 25 250 = 5 x n + 25n +25 ⇒ 225 = 30n ⇒ n = 7,5 ⇒ Chọn số thanh là 8 Đặt lại khoảng cách giữa các thanh: 250 = 5n + ( n + 1 ) W = 5 x 8 + 9w ⇒ w = 9 210 = 23,33 mm [Type text] Page 2 Tổng tiết diện các khe song chắn: A = ( B – b x n )h Với B: Chiều rộng mương m b: Chiều rộng thanh chắn h: Chiều cao lớp nước trong mương A = ( 0,25 – 0,005 x 8 ) x 0,031 = 0,00651 m 2 Vận tốc dòng chảy qua song chắn rác: V = A q = 00651,0 00464,0 = 0,713 m/s Với : q: lưu lượng giây lớn nhất. - Tổn thất áp lực qua song chắn: H L = 7,0 1 g vV 2 22 − = 7,0 1 81,92 6,0713,0 22 x − = 0,011 = 11 mm Bảng 1-2: Lưới chắn rác trung bình: Thông số Lưới cố định Lưới quay - Hiệu quả khử cặn lơ lửng % - Tải trọng l/m 2 p - Kích thước mắt lưới mm - Tổn thất áp lực m - Công suất motor HP 5 [Type text] Page 3 - Chiều dài trống tay quay m - Đường kính trống m Nguồn giáo trình xử lý nước thải đại học bách khoa Tp. Hồ Chí Minh, Nguyễn Phước Dân - Lưới: Chọn lưới cố định ( dạng lõm ) có kích thước mắt lưới d =0,35 mm tương ứng tải trọng 520l/pm 2 Diện tích bề mặt lưới yêu cầu: A = A l h L Q = 32 3 000.1 60 1 . /520 /7,16 m l p h pml hm = 0,54 m 2 Giả sử kích thước lưới chắn rác định hình là 0,4 x 0,65 - Tải trọng làm việc thực tế: L = 3 3 max 000.1 60 1 . 65,04,0 /7,16 65,04,0 m l p h x hm x Q h = = 1.07l/ phút/m 2 Bảng 1-3: Kết quả tính toán: Thông số Đơn vị Giá trị [Type text] Page 4 Mương + Rộng +Sâu - Song chắn + Bề rộng tiết diện ngang thanh + Bề dài tiết diện ngang thanh - Lưới + Kích thước mắt lưới m m mm mm mm 0,25 0,5 5 25 0,35 II. Ngăn tiếp nhận 1. Nhiệm vụ: Ngăn tiếp nhận có nhiệm vụ nhận nước thải từ mương dẫn vào 2. Tính toán: - Chọn thời gian lưu t = 20p - Lưu lượng: Q = P m 3 60 7,16 - Thể tích ngăn: V = 20 60 7,16 x = 5,57 m 3 - Chọn chiều sâu hữu ích 2m: - Chiếu cao an toàn: 0,5m. Khoảng cách từ mực nước đến khê dẫn nước vào là 500mm Chiều cao khe là 0,6m. Chiều cao từ khe lên thành bể là 0,2m Chiều cao tổng cộng: H = 2,0 + 0,5 + 0,6 + 0,2 = 3,3m [Type text] Page 5 - Chọn tiết diện ngang hình vuông: F = 2 57,5 = H V = 2,785m 2 → cạnh = 785,2 = 1,67m - Kích thước: 3,3 x 1,67 x 1,67 m x m xm - Đường kích ống dẫn nước thải vào và ra bể điều hòa: - Chọn vận tốc nước chảy trong ống là 0,9m/s (v = 0,9-1,9m/s) - Đường kính ống: - Với: Q = 0,00464 m 3 /s V = 0,9 m/s Thay vào : D = 14,39,0 00464,04 x x = 00657,0 = 0,081m Chọn ống nhựa đường kính thương mại ɸ114 áp suất 9 bar - Tổn thất dọc đường: H d = xL K Q 2 2 ( Công thức 9.43 giáo trình cơ lưu chất trường ĐHBK ) Trong đó : K = 3 2 2 ) 4 ( 4 1 2 14,3 D x D Với : D = 0,0063m n = 0,016 Tra mục lục 9,3 giáo trình cơ lưu chất trường ĐHBK Thay vào: K = 3 2 2 ) 4 081,0 ( 016,0 1 4 0081,014,3 xx x = 0,0239 = 0,024 [Type text] Page 6 Vậy: h d = 2 2 2 2 0123,0 700646,0 x K xLQ = = 0,996 ( L = 7m tổng chiều dài từ bể điều hòa đến ngăn tiếp nhận ) - Tổn thất cục bộ tại khớp nối: - H c = = g kxv 2 2 81,92 9,01,1 2 x x = 0,0454m K = 1,1 là hệ số tổn thất Tổng thất tổng cộng: H = 0,996 + 2 x 0,0454 = 1,0868m • Công suất máy bơm chìm bơm nước từ ngăn tiếp nhận đến bể điều hòa: N = η ρ x gHQ 1000 Trong đó : η: Hiệu suất máy bơm 0,8 Q: Lưu lượng nước thải m 3 /s H = Cột áp của bơm Chọn H = 8m Ta có : 8,0000.1 00464,0881,9000.1 x xxx = 0,455 kw = 0,6 Bảng 2 .Tính toán thiết kế ngăn tiếp nhận: Tên Đơn vị Giả trị [Type text] Page 7 Kích thước + Rộng + Dài + Sâu - Công suất máy bơm - Số máy bơm m m m kw Cái 1.67 1,67 3,3 0,455 3 Ghi chú : 2 máy bơm hoạt đọng luân phiên, 1 máy dự phòng III. Bể điều hòa 1. Nhiệm vụ: Bể điều hòa có ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý, nó có tác dụng điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm. Bên cạnh đó quá trình thổi khí tránh được sự lắng cặn và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý nước thải tiếp theo. 2. Tính toán: • Kích thước bể: + Chọn thừi gian lưu nước trong bể là 8h + Thể tích bể điều hòa: V = Q tb h xt = 8,35 x 8 = 66,64 m 3 + Chọn chiều cao bể là 3m + Chọn chiều cao an toàn 0,5m + Chiều cao thực: H = 3 + 0,5 = 3,5m Diện tích bể: F = 3 64,66 = H V = 22,213m 2 Vậy kích thước bể 3,5 x 4 x 5,6 m x m x m Bảng 3-1: Các dạng khuấy trộn ở bể điều hòa: [Type text] Page 8 Dạng khuấy trộn Giá trị Đơn vị Khuấy trộn cơ khí Tốc độ khí nén 4-8 10-15 W/m 3 L/m 3 phút(m 3 thể tích bể) Nguồn xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. Tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết – Nguyễn Thanh Hùng – Nguyễn Phước Dân – 2001 Giả sử khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống thổi khí, lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn: Q k = R x V đh(tt) = 0,012m 3 / px66,64m 3 = 0,78m 3 / p = 0,013m 3 / s = 13,33l/ s Với : R – tốc độ khí nén ; R = 12 l/m 3 p = 0,012m 3 / p V: Thể tích thực tế bể điều hòa m 3 Bảng 3-2.Các thông số cho thiết bị khuyết tán khí: Loại khuyết tán khí Lưu lượng khí l/phút các Hiệu suất chuyển hóa O 2 tiêu chuẩn ở độ sâu 4,6m % [Type text] Page 9 - Đĩa sứ - lưới - Chụp sứ - lưới - Bản sứ - lưới - Ống plastic xốp cứng bố trí + Dạng lưới + Hai phía hai chiều dài + Một phía theo chiều dài - Ống plastic xốp mềm bố trí + Dạng lưới + Một phía theo chiều dài - Ống khoan lỗ vị trí + Dang lưới + Một phía theo chiều dài - Khuyết tán không xốp + Hai phía theo chiều dài + Một phía theo chiều dài 11 ÷ 96 14 ÷ 71 57 ÷ 142 68 ÷ 113 85 ÷ 311 57 ÷ 340 28 ÷ 198 57 ÷ 198 28 ÷ 113 57 ÷ 170 93 ÷ 283 283 ÷ 990 25 ÷ 40 27 ÷ 39 26 ÷ 33 28 ÷ 32 17 ÷ 32 13 ÷ 25 26 ÷ 36 19 ÷ 37 22 ÷ 29 15 ÷ 19 12 ÷ 23 9 ÷ 12 Nguồn xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết – Nguyễn Thanh Hùng – Nguyễn Phước Dân – 2001 Chọn hệ thống khuyết tán khí bằng đĩa đường kính đĩa là 170mm bố trí theo dạng lưới có lưu lượng khí 70l /p, vậy số đĩa khuyết tán khí: [Type text] Page 10 [...]... Giá trị tính toán bể điều hòa Tên Đơn vị Giá trị + Rộng x dài mxm 4 x 5,6 + Chi u cao m 3,5 - Thời gian lưu h 8 - Đĩa các 12 - 3 máy bơm nước thải kw 0,282 - 1 máy bơm nén khí + hệ thống phân phối khí kw 0,812 - IV Kích thước bể: Bể khuấy trộn 1 Nhiệm vụ: Sauk hi nước thải điều hòa về lưu lượng sẽ được dẫn vào bể trộn để các hạt keo lơ lửng trong nước kết hợp với hóa chất keo tụ tạo thành các bông... chuyển động xoáy của dòng nước + Chi u cao tấm chặn bằng chi u cao của bể 1m + Chi u rộng tấm chặn: 1 1 D= x 0,6 10 10 - b= = 0,06m Chi u rộng cánh khuấy:: 1 1 d k = x0,3 5 5 - bk = =0,06m Chi u dài cánh khuấy: Lk= 1 1 d k = x0,3 4 4 = 0,075m Năng lượng khuấy cần truyền vào nước: P = G2xvxµ Với: G: gradient vận tốc cho quá trình khuấy trộn V: Thể tích bể (m3) µ: Độ nhớt động lực của nước thải ở 250C (Ns/m2... áp lực theo chi u dài ống thổi khí: L hi D - - hL = f = …………… Tổn thất áp lực 4 ống nhánh là 20,56x4 = 82,24mm Trong đó: ρ : Hệ số ma sát tra theo biểu đồ trang 407 tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Lâm Minh Triết – Nguyễn Thanh Hùng – Nguyễn Phước Dân L: Chi u dài ống nhánh D: Đường kính ống nhánh Áp lực lên máy nén khí: Hm = ………………… Với 4 là độ sâu ngập nước an toàn... x 24 x 30 = 1.202,4 lít Bảng 4-1 Giá trị tính toán công trình Thông số Đơn vị Giá trị + Đường kính m O,6 +Chi u cao m 1,3 - Thời gian lưu p 2 - Turbin 4 cánh cái 1 + Đường kính cánh khuấy m 0,3 + Chi u rộng cánh khuấy m 0,06 + Chi u dài cánh khuấy m 0,075 Bình chưá NaOH cái 1 - - Kích thước bể [Type text] Page 19 + Dung tích l 10 + lưu lượng bơm l.h 0,011 - Thiết bị tự động châm NaOH cái 1 - Bơm định... có thể điều chỉnh vận tốc khuấy theo ý muốn, thể tích bể nhỏ nhưng tốn điện năng và đòi hỏi quản lý tốt 2 Tính toán - Thể tích bể: V = t.Qtbp= 2 phút [Type text] 8,33 60 = 0,3 m3 Page 16 → - - 0,6 2 x 4 Chọn bể trộn có đường kính 0,6m Tiết diện 3,14 = 0,2826 Chi u sâu mực nước 1m Chi u cao an toàn 0,3m Chi u cao tổng cộng H = 1+ 0,3 = 1,3m Dùng cánh khuấy turbin 4 cánh hướng dòng lên trên Đường kính... nhánh: A= 0,003333m 3 / s = 6m / s 5,555.10-4 ⇒ 4xA 3,14 d= = ………… Giả sử trạn khí đặt ở độ cao mực nước biển( Pt = 760 mmHg ) = 10,33m cột nước Nhiệt độ mùa nóng nhất 360C, hiệu suất máy thổi khí η = 0,7 + Xác định tăng nhiệt độ trong quá trình nén khí: T1 η Δ =  p  n   2  − 1    p1     Giáo trình XLNT ĐHBK Nguyễn Phước Dân Trong đó: [Type text] Page 11 T1: Nhiệt độ không khí xung quanh... máy thổi khí, η = 0,65 – 0,8 p1: Áp suất tuyệt đối đầu vào m cột nước p2: Áp suất tuyệt đối đầu ra m cột nước n : Hệ số n = ( k- 1)/k = 0,283 đối với không khí Thay vào ta có: Δt = (36 + 273)  10,33 + 4,5    0,7  10,33   0 , 28 3  − 1   = 480C + Nhiệt độ không khí ở đầu máy thổi khí là: t= 36 + 48 = 840C Số Reynolds được tính theo hai công thức sau NR = 1528q s µd Trong đó: Qs : Lưu lượng... lượng riêng của không khí ở áp suất 145kpa và nhiệt độ 700C γ = 0,284 p RT Với: p: áp suất kp3 R: Hằng số khí kĩ thuật R = 8,314kJ/kmol0R T: nhiệt độ koC Thay vào công thức ta có: γ= 0,284 ………… [Type text] Page 13 + Cột áp vận tốc hi Hi = 5,22 v2γa Với: hi: Cột áp vận tốc mm V: tốc độ khí nén m/s γ a : Trọng lượng riêng của không khí ở điều kiện đang xét hi = 5,22 x………………… + Tổn thất áp lực theo chi u dài... theo chi u dài ống thổi khí: Hl = f L h1 D = …………… Với f: 0,0325 chọn theo biểu đồ L: Chi u dài tổng của ống từ máy thổi khí đến bể điều hòa - Đối với ống nhánh: 1528q s µd NR = Với: Qs: Lưu lượng khí trong ống nhánh( l/s)1,134l/s dưới áp suất và nhiệt độ đang vận hành d : Đường kính ống dẫn 27mm µ : 205.10-4centipoises Tính: NR = ……………… Xác định lưu lượng khí trong onhs bằng biểu thức: p1V1 p 2V2 = T1... động cơ: [Type text] Page 17 P 0,243 = µ 0,8 - N= = 0,31 kw = 0,413 Hp Với hiệu suất động cơ là 0,8 Số vòng quay của cánh khuấy: 1 3 1  P   3 243  5  =  1,08 x0,35 x1000    kd p     k  - n= = 1,357 vòng / giây = 82 vòng /phút Với: P: Năng lượng khuấy trộn K: Hệ số sức cản của nước phụ thuộc kiểu cánh khuấy đối với cánh khuấy turbin 4 cánh K = 1,08 Lượng phèn sử dụng: 200m 3 kg = ngày ngày