Đang tải... (xem toàn văn)
Phương án 1: Nước thải vào qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác nghiền được đưa đến sân phơi bùn cặn còn nước thải đã được tách loại các rác lớn tiếp tục được đưa đến bể lắng cát. Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cát ngang được đưa đến sân phơi cát. Nước sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể lắng ngang đợt I, tại đây các chất thô không hoà tan trong nước thải được giữ lại. Cặn lắng được đưa đến bể Mêtan còn nước sau lắng được đưa tiếp đến bể Aerôten đẩy thổi khí kéo dài Để ổn định nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerôten đẩy thổi khí kéo dài giúp xủ lý hoàn toàn BOD5 trong nước. Tuần hoàn lại một phần bùn hoạt tính về trước bể. Bùn hoạt tính sẽ được lắng ở bể lắng II và thành phần không tan được giữ ở bể lắng I. lượng bùn hoạt tính dư được đưa lên bể nén giảm dung tích, sau đó đến bể metan. Qua bể lắng ngang đợt II, hàm lượng cặn và BOD trong nước thải đã đảm bảo yêu cầu xử lý xong. Trong nước thải ra ngoài vẫn còn chứa một lượng nhất định các vi khuẩn gây hại nên ta phải khử trùng trước khi xả ra nguồn. Toàn bộ hệ thống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc. Sau các công đoạn đó nước thải được xả ra nguồn tiếp nhận. Toàn bộ lượng bùn cặn của trạm xử lý sau khi được lên men ở bể Mêtan được đưa ra máy nén bùn chân không. Bùn cặn sau đó được dùng cho mục đích nông nghiệp.
THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ Phương án thiết kế Song chắn rác Máy nghiền rác Bể lắng cát Sân phơi cát Bể làm thoang đơn gian gianr Bể điều hòa Bùn Bể lắng I đứng Máy thổi khí Bùn tuần hoàn Bể Aeroten trộn đẩy Bùn dư Bể nén bùn đứng Bể lắng II đứng Máng trộn Clo Trạm cấp Clo Hóa chất Bể mêtan Bể trộn Bể tiếp xúc Nguồn Phương án thiết kế Bơm chân không Máy nén bùn chân không & khí nén Song chắn rác Máy nghiền rác Bể lắng cát Sân phơi cát Bể làm thoáng đơn giản Bể điều hòa Bùn Bể lắng I Trạm khí nén Mương oxy Bể mêtan Bể lắng II Máng trộn Clo Trạm cấp Clo Sân phơi bùn Bể tiếp xúc Nguồn Phương án 1: - Nước thải vào qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác nghiền đưa đến sân phơi bùn cặn nước thải tách loại rác lớn tiếp tục đưa đến bể lắng cát Sau thời gian, cát lắng từ bể lắng cát ngang đưa đến sân phơi cát - Nước sau qua bể lắng cát đưa đến bể lắng ngang đợt I, chất thô không hoà tan nước thải giữ lại Cặn lắng đưa đến bể Mêtan nước sau lắng đưa tiếp đến bể Aerôten đẩy thổi khí kéo dài - Để ổn định nồng độ bùn hoạt tính bể Aerôten đẩy thổi khí kéo dài giúp xủ lý hoàn toàn BOD5 nước Tuần hoàn lại phần bùn hoạt tính trước bể - Bùn hoạt tính lắng bể lắng II thành phần không tan giữ bể lắng I lượng bùn hoạt tính dư đưa lên bể nén giảm dung tích, sau đến bể metan - Qua bể lắng ngang đợt II, hàm lượng cặn BOD nước thải đảm bảo yêu cầu xử lý xong Trong nước thải chứa lượng định vi khuẩn gây hại nên ta phải khử trùng trước xả nguồn Toàn hệ thống thực nhiệm vụ gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc Sau công đoạn nước thải xả nguồn tiếp nhận - Toàn lượng bùn cặn trạm xử lý sau lên men bể Mêtan đưa máy nén bùn chân không Bùn cặn sau dùng cho mục đích nông nghiệp Phương án 2: - Ở phương án này, nước thải qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác nghiền đưa đến sân phơi bùn cặn nước thải tác loại rác lớn tiếp tục đưa đến bể lắng cát Sau thời gian, cát lắng từ bể lắng cát đứng đưa đến sân phơi cát - Nước sau qua bể lắng cát đưa đến bể lắng ngang đợt I, chất thô không hoà tan nước thải giữ lại Cặn lắng đưa đến bể Mêtan nước sau lắng đưa tiếp đến mương oxy - Bùn hoạt tính lắng bể lắng II thành phần không tan giữ bể lắng I Một phần nước tuần hoàn trở lại biofin cao tải - Sau nước qua mương oxy để xử lý hoàn toàn Nito photpho nước - Qua bể lắng ngang đợt II, hàm lượng cặn BOD nước thải đảm bảo yêu cầu xử lý xong Trong nước thải chứa lượng định vi khuẩn gây hại nên ta phải khử trùng trước xả nguồn Toàn hệ thống thực nhiệm vụ gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc Sau công đoạn nước thải xả nguồn tiếp nhận - Toàn lượng bùn cặn trạm xử lý sau lên men bể Mê tan đưa sân phơi bùn Bùn cặn sau dùng cho mục đích nông nghiệp - Phương án 2: Mương oxy chịu sư cố lưu lượng thay đổi đột ngột lại cần cần diện tích mặt lớn, lượng cung cấp nhiều so với Bể Aerotank - Phương án 1: Bể sinh học Aerotank đẩy dùng trạm xử lý nước thải có công suất lớn 10000 m3/ngđ Ở đây, bùn hoạt tính tiếp xúc dần với nước thải theo chiều dài công trình, thời gian thổi kéo dài giúp hiệu xử lý cao Bùn hoạt tính phục hồi ngăn tái sinh Dễ vận hành bảo dưỡng Kết luận: Tính toán theo phương án dùng bể sinh học Aerotank đẩy thổi khí kéo dài có mức độ làm cao chi phí đầu tư ban đầu thấp Bảng: giá trị thông số ô nhiễm QCVN 14:2008 Yêu cầu Mức độ xử lý cần xử lí TT Chỉ tiêu Gía trị Đơn vị Nhiệt độ 23 C - pH - - BOD5 850 mg/l Có COD 1100 mg/l Có TS 450 mg/l Có SS 350 mg/l Có N-NH4 35 mg/l Có - Chọn tồn lưu lượng cho trình tính toán là: 10000(m3/ngàyđ) Lưu lượng trung bình ngày: = 10000(m3/ngàyđ) - Lưu lượng trung bình = 10000/24 = 416,67 (m3/h) - Lưu lượng trung bình giây: = (416,67*1000)/3600 =115,74 (m3/s) - Hệ sô không điều hòa theo bảng TC 7957 có Ko max = 1,57, Ko = 0,62 Lưu lượng lớn nhất: = × = 1,57 * 416,67 = 654,17 (m3/h) - Lưu lượng nhỏ nhất: = × = 0,62 * 416,67 = 258,33 (m3/h) - Lưu lượng giây lớn nhất: = / (60*60) = 654,17 /3600 = 0,182(m3/s) = 182(l/s) - Lưu lượng giây nhỏ nhất: = / (60*60) = 258,33 /3600 = 0,072 (m3/s) = 72(l/s) TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC TRONG CÔNG TRÌNH Ngăn tiếp nhận - Dựa vào lưu lượng nước thải lớn q maxh = 654,17 m3/h ta chọn bơm hoạt động bơm dự phòng chọn kính thước theo bảng P3.1 (Xử lý nước thải-Trần Đức Hạ) : Bảng kích thước ngăn tiếp nhận Đường kính Kích thước ngăn tiếp nhận Q (m3/h) ống áp lực (2 ống) 400-650 250 A B H H1 h h1 b l l1 1500 1000 1300 1000 400 650 500 600 800 Song chắn rác Bảng 1: Kích thước thông gió thủy lực máng dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận Tra bảng 34 (131_Bảng tra thủy lực thoát nước) Các thông số tính Lưu lượng tính toán toán =116 =182 =72 Độ dốc 1 Chiều ngang 0,8 0,8 0,8 Tốc độ v (m/s) 0,62 0,72 0,54 Độ đầy 0,3 0,4 0,2 - Chiều sâu lớp nước song chắn rác lấy h1 = hmax = 0,45 m - Số lượng khe hở song chắn rác (khe) n= = = 33,17(khe) Chọn n = 33 khe Trong : q : lưu lượng nước thải tính toán (m3/s) b : chiều rộng khe hở đan (m) b = 0,016 m - - h1 : chiều sâu lớp nước song chắn rác, vtt : vận tốc trung bình qua khe hở, theo tiêu chuẩn 7957-2008, v tt = 0,8 – 1.0 m/s , vtt = 0,8 m/s kz : hệ số nén dòng thiết bị vớt rác, lấy 1,05 Chiều rộng toàn thiết bị chắn rác : Bs = d ( n + 1) + bn ( m ) Trong : d chiều dày song chắn, chọn d = 0,008 m Bs = 0,008( 33 +1 ) + 0,016.34 = 0,816 (m) Kiểm tra vận tốc: vm = = = 0,4411 m/s > 0,4m/s (Kết thỏa mãn yêu cầu) - Tổn thất áp lực Hs = ξ Trong : vmax : tốc độ chuyển động nước thải trước song chắn ứng với lưu lượng lớn nhất, vmax = 0,72 m/s K : hệ số tính đến tăng tổn thất vướng mắc rác song chắn lấy K=3 - - ξ : hệ số sức cản cục song chắn, tính theo công thức ξ= β.( sin α = 2,42 ( sin 600 = 0,83 Trong đó: β : hệ số phụ thuộc tiết diện ngang song chắn rác, với tiết diện hình chữ nhật, tra bảng β = 2,42; S : chiều dày thanh, S= 0,008 m b : chiều rộng khe hở , b= 0,016 m α : góc nghiêng so với mặt phẳng ngang, α = 600 Vậy: hs = 0,83 = 0,066 ( m) Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác : L1 = = = 0,04 (m) Chiều dài ngăn mở rộng sau song chắn rác là: L2 = = = 0,02 (m) Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác là: L= L1+L2+Ls = 0,04+ 0,02+1,5 = 1,56(m) Trong đó: Ls chiều dài cần thiết ô đăt song chắn rác, chọn ls = 1,5 m Chiều sâu đặt mương chắn rác : H = hmax +hs + 0,5 = 0,45 +0,066 + 0,5= 1,016(m) Lượng rác lấy từ song chắn : Wr = = = 2,6 (m3/ ngđ) Trong đó: a : lượng rác tính cho đầu người năm, theo bảng 3,1, lấy rác giới với khoảng cách khe hở b= 16 cm lấy a= m3/ng năm; Ntt : Dân số tính toán theo chất lơ lửng, Ntt =121250 người - Với dung trọng rác 750kg/m3, trọng lượng rác là: P= 750.2,6= 1950 ( kg/ngđ ) = 1,95 ( tấn/ngđ ) - Lượng rác ngày đêm: P1 = = 1,5 = 0,13 ( tấn/h) Trong : Kh : hệ số không điều hòa giờ, lấy Kh = 1,5 - Rác nghiền nhỏ máy nghiền: 40 m3 cho rác (theo tiêu chuẩn xây dựng TCXDVN 51:2006 lấy Kh = 1,5 ) Q = 40.P = 40.1,95 = 78 m3/ngày Tổng số song chắn rác 2, có công tác, dự phòng Bể lắng cát: - Chọn thời gian lưu bể lắng cát ngang t = phút = 60s - v : Vận tốc bể lắng nằm khoảng 0,15 - 0,3 (m/s), chọn v = 0,3 (m/s) - Chiều dài bể lắng cát tính theo công thức 3.13 SGT-ts.Trần Đức Hạ: L = = = 9,75 (m) - Trong đó: K : hệ số phụ thuộc vào kiểu bể lắng, lấy K = 1,3 U0 : độ thô thủy lực hạt cát, lấy U0 = 24 mm/s v : vận tốc nước bể, v = 0,3 m/s h : chiều cao công tác bể lắng cát ngang, H = 0,25 – 1m (mục 8.3.4.a TCVN 7957), chọn H = 0,6 m Chọn bể lắng cát gồm đơn nguyên, đơn nguyên công tác đơn nguyên dự phòng, ta có kích thước đơn nguyên: Diện tích ướt bể lắng cát: W = = = 0,61 (m3) - Chiều rộng đơn nguyên : B = = = 1,01 (m) Chọn B = 1,0 m - Thể tích phần lắng bể lắng cát xác định theo công thức 3.17 (sách xử lý nước thải đô thị - ts.Trần Đức Hạ) Wc = Trong đó: P : lượng cát giữ lại bể tính theo đầu người, lấy P = 0,02 l/người.ngày N : dân số tính toán theo chất lơ lửng, Ntt = 1212150 người T : chu kì thải cát, lấy T = ngày đêm Wc = = 2,4 (m3) - Chiều cao lớp cát bể lắng: hc = = = 0,23 m - Chiều cao xây dựng bể lắng cát ngang: HXD = h + hc + hbv = 0,6 + 0,23 + 0,5 = 1,33 (m) Chọn H = 1,4 m - Trong đó: hv : chiều cao bảo vệ, lấy hbv = 0,5 m Kiểm tra vận tốc: vm = = = 0,156 m/s > 0,15 m/s (Kết thỏa mãn yêu cầu) Tính toán sân phơi cát: - Nhiệm vụ sân phơi cát làm nước hỗn hợp bùn cát, xây - - - dựng gần vị trí bể lắng cát Diện tích hữu ích sân phơi cát: F = = = 174 (m2) Trong đó: hc : chiều cao lớp bùn cát năm, lấy hc = m/năm Chọn sân phơi cát gồm ô, kích thước ô mặt bằng: 9m x 10m Diện tích sân phơi cát: 10 x = 180 m2 Lắng đứng 1: Độ lớn thủy lực: Uo = – w Trong đó: : hệ số kể tới ảnh hưởng nhiệt độ nước độ nhớt lấy theo bảng 31(TCVN 957:2008) Ở 25oC =0,9 Chọn H1 = 3,5 m, theo bảng 34 (TCVN 7957:2008) =1,25 w thành phần thẳng đứng tốc độ nước thải bể lấy theo bảng 32 Chọn vận tốc lắng v= 0,5 mm/s.→w = K: hệ số phụ thuộc loại bể lắng cấu tạo thiết bị phân phối thu nước Với bể lắng đứng K = 0,35 t: thời gian lắng hình trụ theo bảng 33 (TCVN 7957:2008) Với C= 260 (mg/), E=45%, n= 0,25 t = 660s - Vậy ta có: Uo= – = 1,65(mm/s) (m3/h) Chọn bể lắng đứng, Qbe = 104,167 (m3/h) Bán kính bể lắng đứng: R= = = (m) - Lấy R= m → Chọn D = m - Vận tốc nước ống trung tâm ( theo TCVN 7957:2008) không lớn - 30mm/s Lấy v=30mm/s=0,03m/s Đường kính ống trung tâm: Dống= = = 1,1 (m) - Lấy Dống = 1,1 m - Theo TCVN 7957:2008 - Chọn chiều dài ống trung tâm chiều cao tính toán vùng lắng = 3,5m có - miệng phễu hắt cố định phía Đường kính chiều cao phễu lấy 1,5 đường kính trung tâm: d=1,5Dống = 1,65 m Đường kính hắt 1,3 đường kính miệng phểu dth=1,3.1,65 = 2,1 m Góc nghiêng bề mặt hắt với mặt phẳng ngang 17o Chiều cao từ mặt hắt đến bề mặt lớp cặn 0,3m Chọn đường kính đáy nhỏ hình nón cụt: dn = m Chiều cao phần hình nón bể lắng đứng: h= h2+h3 = ().tg=().tg50 = 4,2 (m) h2 : chiều cao lớp trung hòa, m h3 : chiều cao giả định lớp cặn lắng bể (m) D : đường kính bể lắng(m) dn : đường kính đáy nhỏ hình nón cụt: dn = m C0 = 4mg/l: nồng độ oxy hòa tan cần thiết phải trì aeroten (Lấy theo TCVN38/2011) - Thay số vào (*), t = 9,8 (h) Thời gian cấp khí cho ngăn aeroten: ta = t – tts = 21,8 – 7,8 = 14 (h) Thể tích aeroten - Thể tích ngăn aeroten Wa Wa = ta(1+R)Qtb = 14.(1+0,25).625 = 10940 m3 - Thể tích ngăn tái sinh Wts = tts R Qtb = 7,8.0,25.625 = 1220 m3 - Tổng thể tích aeroten W = Wa + Wts = 10940 + 1220 = 12160 m3 - Chọn H = m => F = 2432 m2 Chọn bể (theo mục 8.16.15 – TCVN 7957:2008) F1 bể = 2432/6 = 406 m2 Do tỉ số Wts/W = 1220/12160 = 10 % chọn hành lang Kính thước bể BxLxH: m x 51 m x m Lưu lượng không khí đơn vị D Trong đó: z : lưu lượng oxy đơn vị tính mg để xử lý 1mg BOD 5, xử lý sinh học hoàn toàn => z = 1,1 mg oxy/mg BOD5 K1:hệ số kể đến thiết bị nạp khí, chọn thiết bị nạp khí tạo bọt khí cỡ nhỏ lấy theo tỉ số diện tích vùng nạp khí diện tích aeroten f/F = 10940/12160 = 0,9 => K1 = 2,28 (bảng 47 TCVN7957:2008_trang 67) K2: hệ số phụ thuộc vào độ sâu đặt thiết bị phân phối khí H = m => K2 =2,92 (bang 48 TCVN7957:2008_trang 67) n1: hệ số xét tới ảnh hưởng nhiệt độ nước thải n1 = 1+ 0,02(Ttb – 20) = 1,1 Ttb: nhiệt độ trung bình nước thải tháng mùa hè, Ttb = 25 n2: hệ số xét tới quan hệ tốc độ hòa tan oxy vào hỗn hợp nước bùn với tốc độ hòa tan oxy nước sạch, nước sinh hoạt chất hoạt động bề mặt, n2=0,85 Cp: Độ hòa tan oxy không khí nước CT: độ hòa tan oxy không khí vào nước phụ thuộc vào nhiệt độ áp suất, CT =8,02mg/l (Bảng P.2.2 – Giáo trình XLNT Đô thị - Trang 317) h = m Cp= 9,97 mg/l C: Nồng độ trung bình oxy aeroten, lấy C = 2mg/l - Thay số: D = 7,54 m3 kk/m3 nước thải - Lưu lượng nước thải theo Qh = 625 m3/h - Lượng oxi cần thiết cho 1h = Qh.D = 4712,5 (m3 oxi/giờ) Lượng khí cần cấp cho bể Vkhí = 4712,5 /21% = 22440 m3 kk/h Giả thiết hiệu chuyển hóa oxy vào nước đạt 8% Wkhí = 22440/0,08 = 280500 m3 Chọn đĩa phân phối khí EDI bọt khô => lưu lượng khí: 26 m3/h Số đĩa bể : Wkhí/26.6 = 1800 đĩa Đường kính đĩa : 0,127 m Số đĩa hành lang : 360 đĩa Bố chí hàng đĩa theo chiều rộng hành lang Chiều dài hành lang có 180 đĩa Bể lắng đứng 2: - Tải trọng thủy lực bề mặt tính theo công thức: (m3/m2.h) Trong đó: Ks: Hệ số sử dụng dung tích bể, Ks = 0,35(đối với bể lắng đứng) at: Nồng độ bùn hoạt tính sau khỏi bể lắng1 không 10, at = 15 mg/l a : Nồng độ bùn hoạt tính bể Aerôten không 15g/l, ta chọn a = g/l Ia : Chỉ số bùn(thường từ 100-200ml/g), lấy I = 100 ml/g H : Chiều cao lớp nước bể lắng H =3m Thay số vào công thức ta có: q = 0,96 (m3/m2.h) Thể tích vùng lắng: (m3) Diện tích vùng lắng: (m2) Đường kính bể lắng: Chọn bể, F = 38,67 (m2) => Chiều cao lắng: H = = 2,8 (m) Chọn H = m Theo TCVN-7957 vận tốc ống trung tâm không lớn 30mm/s, chọn v=30mm/s=0,03m/s Đường kính ống trung tâm: - - Lấy Dống = m - Theo TCVN 7957:2008 - Chọn chiều dài ống trung tâm chiều cao tính toán vùng lắng = m có miệng phễu hắt cố định phía Đường kính chiều cao phễu lấy 1,5 đường kính trung tâm: d=1,5Dống = 1,5 m Đường kính hắt 1,3 đường kính miệng phểu dth=1,3.1,5 = 1,95 m Góc nghiêng bề mặt hắt với mặt phẳng ngang 17o Chiều cao từ mặt hắt đến bề mặt lớp cặn 0,3m Chọn đường kính đáy nhỏ hình nón cụt: dn = m Chiều cao phần hình nón bể lắng đứng: - h= h2+h3 = ().tg=().tg50 = 3,6 (m) h2 : chiều cao lớp trung hòa, m h3 : chiều cao giả định lớp cặn lắng bể (m) D : đường kính bể lắng(m) dn : đường kính đáy nhỏ hình nón cụt: dn = m - góc nghiêng đáy bể so với phương ngang lấy không nhỏ 50 (theo TCVN 7957:2008) Chọn =50o o - Chiều cao tổng cộng bể lắng đứng: H = H1 + h + h4= + 3,6 + 0,5= 7,1 (m) h4 chiều cao bảo vệ Lấy h4 = 0,5 (m) - Thời gian lắng: 1,5 Hàm lượng BOD5 đầu 30 mg/l - Hàm lượng cặn lơ lửng nước thải sau bể lắng đứng là: C = (mg/l) (tra bảng 36 TCVN7957:2008 trang_47) - - Khử trùng nước thải: Sau giai đoạn xử lý học, sinh học song song với việc làm giảm nồng độ chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn quy định số lượng vi trùng giảm đáng kể đến 90-95% Tuy nhiên lượng vi trùng cao theo nguyên tắc bảo vệ vệ sinh nguồn nước cần thực giai đoạn khử trùng nước thải Để khử trùng nước thải sử dụng biện pháp Clo hóa, ozon hóa, khử trùng tia hồng ngoại UV… Thì khử trùng nước thải clo phương pháp đơn giản, rẻ tiền hiệu cao Phản ứng thủy phân Clo nước thải xảy sau: Cl2 + H2O HCl + HOCl - HOCl axit yếu, không bền dễ phân hủy thành HCl Oxi nguyên tử: HOCl HCl + O - Hoặc phân li thành H+ OClHOCl H+ OCl- - HOCl , H+ OCl-là chất oxi hóa mạnh có khả tiêu diệt vi trùng - Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải Ya = Trong đó: Ya: Lượng Clo hoạt tính cần để khử trùng nước thải, kg/h Q: Lưu lượng tính toán nước thải, m3/h a: Liều lượng hoạt tính lấy theo mục 8.28.3 TCVN 7957:2008 (a=3g/m3) + Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải ứng với Qh,max = 625 (m3/h) Ya,max,h = = 1,875 (kg/h) + Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải ứng với Qh,TB = 416,67 (m3/h) Ya,TB,h = = 1,25 (kg/h) + Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải ứng với - Qh,min = 175 (m3/h) Ya,min,h = = 0,525 (kg/h) Chọn clorator (1 làm việc, dự phòng) với đặc tính sau: Công suất theo clo hơi: 1,28 8,1 kg/h - Áp lực nước trước Ejector: - Trọng lượng: 37,5 kg Lưu lượng nước: 7,2 m3/h Để phục vụ cho Clorator chọn Balon chứa Clo thép Số balon cần thiết cho trạm: n = = = 2,5 (chiếc) chọn n = Trong đó: S: Lượng clo lấy từ balon điều kiện bình thường Chọn S = 0,5kg/h Trong trạm khử trùng ta dùng Balon có W = 40 lit chứa 50kg Clo, chiều dài thùng L 1390 mm - Số Balon cần thiết dự trữ cho nhu cầu Clo tháng là: N = = = 18 balon 3,5 kg/cm3 Tính toán máng trộn (máng trộn vách ngăn có lỗ) - Chọn máng trộn vách ngăn có lỗ để tính toán thiết kế Máng thướng gồm - ngăn với lỗ có d = 20 - 100mm Số lỗ ngăn xác định theo công thức: n = = = 32 (lỗ) Trong đó: : Lưu lượng nước thải lớn (m3/s) : Đường kính lỗ (m) : Tốc độ nước chuyển động qua lỗ (m/s) - Chọn máng trộn có số hàng lỗ theo chiều đứng n đ = hàng lỗ, hàng lỗ theo chiều ngang nn = hàng lỗ Khoảng cách tâm lỗ theo chiều ngang lấy 2d = 2.= 0,18 (m) - - Khoảng cách lỗ đến thành máng theo chiều ngang lấy 1,5d = 0,135 (m) Chiều ngang máng trộn là: B = 2d.(nn – 1) + 3d = 2.0,09.( - 1) + 3.0,09 = 1,53 (m) Khoảng cách tâm lỗ theo chiều đứng vách ngăn thứ nhất( tính từ cuối máng trộn) lấy 2d Khoảng cách từ tâm lỗ hàng ngang đến đáy máng trộn lấy 1,5d = 0,135 m Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ nhất: H1 = 2d.(nd – 1) + 1,5d = 2.0,09.(4 – 1) + 0,135 = 0,675 (m) Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ 2: H2 = H + h Trong đó: h tổn thất áp lực qua lỗ vách ngăn thứ 2, tính theo công thức: h = = = 0,12 (m) Trong đó: : hệ số lưu lượng = 0,62 (CT 7.14_Xử lí nước thải đô thị-Trần Đức Hạ) - - H2 = 0,675 + 0,12 = 0,795 (m) Khoảng cách a tâm lỗ theo chiều đứng vách ngăn thứ 2: H2 = a(nd – 1) + b a = =0,205 (m) Trong đó: b : Khoảng cách từ tâm lỗ hàng ngang vách ngăn thứ đến đáy máng trộn, chọn b = 2d = 2.0,09 = 0,18 (m) Khoảng cách vách ngăn: l = 1,5B = 1,5.1,53 = 2,295 (m) (CT 7.15_Xử lí nước thải đô thị-Trần Đức Hạ) - Chiều dài tổng cộng máng trộn với vách ngăn có lỗ: L = 3l + = 3.2,295 + 2.0,2 = 7,285 (m) - Chiều cao xây dựng máng trộn: H = H2 + Hdp = 0,795 + 0,35 = 1,145 (m) Trong đó: Hdp: chiều cao dự phòng tính từ tâm dãy lỗ ngang vách ngăn thứ đến mép máng trộn, Hdp = 0,35m - Thời gian nước lưu lại máng trộn: t= = = 41 (s) = 0,68 (phút) Tính toán bể tiếp xúc: - Thời gian tiếp xúc Clo với nước thải bể tiếp xúc máng dẫn sông yêu cầu 30 phút Như thời gian tiếp xúc riêng bể tiếp xúc (CT 7.18_Xử lí nước thải đô thị_Trần Đức Hạ) t = 30 - = 30 - = 25,83 (phút) Trong : : tổng chiều dài máng dẫn nước thải từ máng trộn đến bể tiếp xúc từ bể tiếp xúc đến cống xả nước thải nguồn, m : Vận tốc dòng chảy máng dẫn, không nhỏ 0,5 m/s - Thể tích hữu ích bể (CT 7.19_Xử lí nước thải đô thị_Trần Đức Hạ) Wbể tx = Q.t = = 180 (m3) Chọn bể tiếp xúc Diện tích bể tiếp xúc: F1 = = = 45 (m2) Trong đó: H1: Chiều cao công tác bể, H1 = 2,5-5,5m =>Chọn H1 = 4m Mỗi bể tiếp xúc ngang có thông số sau: H = (m3) - Thể tích ngăn bùn cặn bể tiếp xúc Wb = = = 3,6 (m3) (CT 7.20-Xử lí nước thải đô thị-Trần Đức Hạ) Trong đó: a: Tiêu chuẩn cặn lắng bể tiếp xúc, (l/ng.ngđ) Tra bảng 7.4-Sách xử lý nước thải đô thị-Trần Đức Hạ Ntt: Dân số tính toán theo BOD Ntt = N + = 120000 + = 120214(người); T: Thời gian lưu bùn cặ bể tiếp xúc, chọn từ đến ngày T=1 ngày Bể nén bùn đứng - Bùn hoạt tính dư với độ ẩm p = 99,4% tử bể lắng đợt hai dẫn bể nén bùn độ ẩm bùn sau khí nén phải đạt p= 96% trước dẫn vào bể metan Thời gian nén bùn t = 10 ÷12h Để thích hợp cho trình chế biến cặn bể metan Nhiệm vụ bể nén bùn làm giảm độ ẩm bùn hoạt tính dư - 25% lượng bùn hoạt tính từ ngăn lắng tuần hoàn trở lại - 75% lại đc dẫn đến bể nén bùn - Độ tăng sinh khối bùn S = 0,8.C1 + 0,3.La (8.16.12 TCVN7957:2008) S = 0,8.143 + 0,3.30 = 225 mg/l Trong đó: C1 : hàm lượng cặn lơ lửng vào aeroten (mg/l) - - La : hàm lượng BOD5 đầu vào (mg/l) Hàm lượng bùn hoạt tính dư lớn nhất: Smax = S.K = 225.1,3 = 292,5 mg/l Hàm lượng bùn hoạt tính dư lớn dẫn đến bể nén bùn: q = 0,75.= 0,75 = 15,25 (m3) ( CT4.42 Xủ lý nước thải-Trần Đức Hạ) Trong đó: Smax : bùn hoạt tính dư lơn (m3) 0,75 : phần trăm bùn dư dẫn đến bể nén bùn đứng Q : lưu lượng nước thải (m3/ngđ) C : nồng độ bùn hoạt tính dư trước nén (mg/l) Chọn C = 6000g/m3 - Diện tích hữu ích bể nén bùn đc xác định theo công thức: F1 = = = 42,36 (m2) Trong đó: q lưu lượng bùn hoạt tính dư lớn dẫn vào bể nén bùn v1 tốc độ chảy chất lỏng vùng lắng bể nén bùn kiểu lắng đứng(lấy theo bảng 50,mục 8.19.3 TCVN 7957:2008) - Diện tích ống trung tâm bể nén bùn F2 = = = 0,14 (m2) Trong đó: v2 : Vận tốc chuyển động bùn ống trung tâm, v = 30mm/s ( chọn từ 28÷30mm/s) - Diện tích tổng cộng bể nén bùn F = F1 + F2 = 42,36 + 0,14 = 42,5 (m2) Chọn F = 45 (m2) - Chọn bể nén bùn đứng Đường kính bể nén bùn: D = = = 7,6 (m) Do = = = 0,42 (m), chọn Do = 0,5 m - Đường kính phần loe ống trung tâm: d1 = 1,35.Do = 1,35.0,5 = 0,675 (m) chọn = 0,68 m - Chiều cao phần lắng bể nén bùn: h1 = v1.t.3600 = 0,0001.12.3600 = 3,6 (m) Trong đó: t : Thời gian lắng bùn, chọn t = 10 h - Chiều cao phần hình nón với góc nghiêng 45 o với đường kính bể D = 9,8m, đường kính đáy bể d = 1m h2 = tan 45o = tan 45o = 3,3 (m) - Chiều cao bùn hoạt tính nén bể: hb = h2 – h3 – hth (m) Trong đó: h3 : Khoảng cách từ đáy ống loe tới chắn, h3 = 0,5m.( chọn 0.25÷0.5) hth : Chiều cao lớp nước trung hòa, hth = 0,3m hb = 3,3 – 0,5 – 0,3 = 2,5 (m) - Chiều cao tổng cộng bể nén bùn H = h1 + h2 + hbv + hb = 3,6 + 3,3 + 0,5 = 7,4 (m) Trong đó: hbv : Chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0,5m Kết luận: Kích thước bể nén bùn D 7,6 Do 0,5 d1 0,68 dc 0,89 h1 3,6 h2 3,3 hbv 0,5 hb 2,5 H 7,4 10 Tính toán bể metan Xác định lượng cặn dẫn đến bể metan: Lượng cặn tươi từ bể lắng đợt I: - Wc = = = 28,08 (m3/ngđ) Trong đó: C0 : Hàm lượng chất lơ lửng nước thải dấn đến bể lắng đợt I: 260 mg/l Q: Lưu lượng ngày đêm hỗn hợp nước thải, 10000 m3/ng.đ E: Hiệu suất lắng, 45% T: Thời gian tích lũy cặn, T = ngày, n: Số lần xả cặn ngày: lần K: Hệ số tính đến khả tăng lượng cặn có cỡ hạt lơ lửng lớn, K = 1,1 – 1,2; chọn K = 1,2 P: Độ ẩm cặn tươi, P = 95% - Lượng bùn hoạt tính dư (75% dẫn đến bể nén bùn) sau nén bể nén bùn tính toán theo công thức: Wb = = = 24,07 ( m3/ngđ) Trong đó: - : hệ số tính đến khả tăng trưởng không điều hòa bùn hoạt tính trình xử lý sinh học = 1,1 – 1,2 ( lấy =1,2) : Độ ẩm bùn hoạt tính sua nén, P = 98% ( theo SGK/125) : hàm lượng bùn hoạt tính trôi theo nước khỏi bể lắng đợt 2: 30,2 mg/l :hàm lượng chất lơ lửng vào aeroten: 143 mg/l Lượng rác song chắn rác nghiền nhỏ qua máy nghiền rác với độ ẩm ban đầu rác P1 = 80% đến độ ẩm sau nghiền P2 = 95% Lượng rác sau nghiền nhỏ xác định theo công thức: Wr = W1 = 2,6 = 10,4 T/ngđ = 10,4 (m3/ngđ) Trong đó: W1: Lượng rác ngày đêm, 2,6 T/ngđ P1: Độ ẩm ban đầu rác, 80% P2: Độ ẩm rác sau nghiền nhỏ, 94 – 95% - Lượng cặn tổng cộng dẫn đến bể metan : W = Wc + Wb + Wr = 62,55 m3/ngđ Độ ẩm trung bình hỗn hợp cặn tính theo công thức: Phh = 100.(1- ) = 100 (1 - ) = 96,16% Trong đó: : Lượng chất khô cặn tươi với độ ẩm P = 95 % Ck = = = 1,404 (m3/ngđ) : Lượng chất khô bùn hoạt tính dư với độ ẩm P = 98% Bk = = = 0,48 (m3/ngđ) :Lượng chất khô rác sau nghiền với độ ẩm P = 94% Rk = = = 0,52 (m3/ngđ) Tính toán bể mêtan - Khi độ ẩm hỗn hợp cặn P hh > 94% chọn chế độ lên men ấm với t = 30 – 35oC Chọn t = 33 oC Dung tích bể metan tính theo công thức sau đây: Wm = = = 625,5 (m3) Trong đó: W: lượng cặn tổng cộng dẫn đến bể metan,W =/ngđ d : liều lượng cặn ngày đêm dẫn vào bể metan 10%, phụ thuộc vào chế độ lên men độ ẩm cặn, lấy theo bảng 53 TCVN 7957 (chọn chế độ lên men ấm) Kích thước bể metan chọn theo bảng P3.7-322 (Xử lý nước thải-Trần Đức Hạ) Chọn bể, D =12,5 m; h1 = 2,15 m; hct = 6,5 m; h2 = 1,9 m - Tính toán lượng khí đốt - Lượng khí đốt xác định theo mục 8.26.4/TCVN 7957 y = = = 0,45(m3/kg) Trong đó: y: lượng khí đốt thu được, m3/kg chất không tro; a: khả lên men lớn chất không tro hỗn hợp cặn tính theo công thức: a = = = 52,63 % Trong đó: : tương ứng lượng chất không tro cặn tươi, rác bùn hoạt tính dư, xác định sau; 53 giá trị thực nghiệm a ứng với cặn tươi rác nghiền; 44 giá trị thực nghiệm a ứng với bùn hoạt tính dư - Lượng chất không tro cặn tươi, Co Co = = = 7,41 (T/ngđ) Trong đó: Ck: lượng chất khô cặn tươi, Ck= 10,4 T/ngđ; : độ ẩm háo nước cặn tươi, 5%; : tỷ lệ tro cặn tươi, 25% - Lượng chất không tro rác nghiền: Ro = = = 0,37 (T/ngđ) Trong đó: Rk : lượng chất khô rác nghiền, Rk = 0,52 T/ngđ; : độ ẩm háo nước rác nghiền, 5%; : tỷ lệ tro rác nghiền, 25% - Lượng chất không tro bùn hoạt tính dư: Bo = Bk = = 0,33 (T/ngđ) Trong đó: Bk: lượng chất khô bùn hoạt tính dư, Bk = 0,48 T/ngđ; : độ ẩm háo nước bùn hoạt tính dư, 6%; : tỷ lệ tro bùn hoạt tính dư, 27% - Lượng khí đốt tổng cộng xác định theo công thức: K = y(Co+Ro+Bo ).1000 = 0,5263( 7,41 + 0,37 + 0,33).1000 = 4268 (m3/ngđ) 11 Máy nén bùn chân không - Wmetan: lượng bùn từ bể metan = 52,11 m3/ngđ - Wtiepxuc: lượng bùn từ bể tiếp xúc = 3,6 m3/ngđ - Độ ẩm giảm từ P1 = 96,54 % xuống P2 = 80% - Lượng cặn cần làm khô W = Wmetan+ Wtiepxuc = 52,11+3,6 = 55,71 m3/ngđ = 2,3 m3/h - Thể tích cặn làm khô Wk = 9,6 m3/h - - Diện tích công tác lọc chân không tính theo công thức: F = = = m2 Trong đó: t: thời gian làm việc lọc chân không ngày đêm 20h q: công suất lọc chân không, theo bảng 4.8(130-Xử lý nước thảiTrần Đức Hạ) chọn q = 20kgcặn khô/m2 mặt lọc.h Đặc tính kỹ thuật lọc chân không chọn theo bảng P4.1 (Xử lý nước thải-Trần Đức Hạ) Loại ATA-750 Công suất ép hàm lượng bùn (1-2,5)% m3 bùn ướt/h Kg bùn khô/h 1-3,2 10-80 Chiều rộng băng tải lọc (mm) 750 - Chọn thiết bị lọc chân không công tác, thiết bị dự phòng với mặt lọc 10m Để hút lượng không khí 0,5 m3/phút bề mặt lớp lọc với độ chân không - 50%-60% cho thiết bị lọc cần bơm chân không với công suất: W1 = 0,5.10 = m3/phút Để cung cấp lượng không khí nén 0,1 m3/phút 1m3 bề mặt thiết bị lóc với áp suấy 0,4-0,5 at cần có loại bơm chân công suất: W2 = 0,1.10 = m3/phút ... bể metan = 52,11 m3/ngđ - Wtiepxuc: lượng bùn từ bể tiếp xúc = 3,6 m3/ngđ - Độ ẩm giảm từ P1 = 96,54 % xu ng P2 = 80% - Lượng cặn cần làm khô W = Wmetan+ Wtiepxuc = 52,11+3,6 = 55,71 m3/ngđ =