Bài tập môn Kỹ thuật xử lý nước thải

BÀI TẬP 6: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠ ĐỒ KHỐI CÁCH THIẾT KẾ BỂ LẮNG SƠ CẤP: Bắt đầu Xác định hiệu suất loại bỏ SS của bể lắng sơ cấp sẽ thiết kế E = Tính hàm lượng SS đầu vào Css = Csssx, Csssh : hàm lượng SS trong nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt. Qsx, Qsh: lưu lượng nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt Css, Cssra : hàm lượng SS ra sau khi lắng Từ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất lắng và SOR : để đạt được hiệu suất là E % thì lưu lượng nạp nước trên đơn vị diện tích bề mặt là: SOR m3/m2*ngày E, đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất lắng và SOR Tính diện tích bề mặt phần lắng Alắng= Tính diện tích bồn phân phối nước Aphân phối nước= 15%Alắng Q, SOR Tính đường kính bể lắng D = Số liệu cần thiết Tiêu chuẩn tuân theo Alắng Alắng Tính đường kính bồn phân phối nước d = 30 – 40% D D Tính tổng diện tích bể lắng sơ cấp Atổng = Alắng + Aphân phối nước Alắng, Aphân phối nước Tính chiều sâu của bể phần hình trụ Hb = Hhđ + Hmt Hhđ, Hmt Hhđ = 3,6 – 3,7 m Hmt = 0,5 – 0,6 m Chọn theo mô hình: 0.4m Chọn Tính thể tích nước trong phần bể V bể= Atổng * Hhđ Hhđ, Atổng Tính chiều sâu của phần nón cụt Hnóncut = Rbể, chọn Rhố : bán kính hố chứa bùn. Chọn độ dốc đáy 1 : 12 Tính thể tích tổng cộng của bể V = Vbể Vbể Tính thời gian lưu tồn nước: V, Q Tính khối lượng chất rắn trong bùn trong một ngày Sm = Q*Css*E (kg) Q, Css , E: hiệu suất loại SS của bể lắng sơ cấp E = 40 – 70% Chọn Tính khối lượng bùn trong một ngày Mbùn = Sm * Tính thể tích bùn trong 1 ngày : Vbùn = Sm Mbùn, Gbùn = 1030 kg/m3: khối lượng riêng của bùn Tính thể tích hố thu bùn : Vhố = Vbùn, N: số lần bơm bùn trong 1 ngày Tính chiều cao hố thu bùn : Hhố = Vhố, Rhố Tính hiệu suất khử BOD5, COD, SS R= (%) a,b: hằng số thực nghiệm,: thời gian lưu nước, Bảng : Giá tri hằng số thực nghiệm a,b ở t200C Tính nồng độ COD và BOD5 đầu vào: CCODvào = CBOD5vào = CCODsx, CCODsh, CBOD5sx, CBOD5sh, Qsx, Qsh Tính nồng độ COD,BOD5,SS đầu ra của bể lắng sơ cấp (mg/l) CBOD5ra = CBOD5vào * (1- RBOD5) CCODra = CCODvào * (1- RCOD) CSSra = CSSvào * (1 – RSS ) Tính vận tốc vùng lắng : v = (m/s) CBOD5vào, RBOD5, CCODvào, RCOD, CSSvào, RSS Q, Alắng Tính vận tốc giới hạn trong vùng lắng : VH= k: Hằng số phụ thuộc vào tính chất căn, :Tỷ trọng hạt, g: Gia tốc trọng trường g = 9,81m/s2,d: Đường kính tương đương của hạt,f: Hệ số ma sát, hệ số này phụ thuộc vào đặc tính bề măt của hạt và hệ số Reynol của hạt khi lắng. Kết thúc Kiểm tra và xuất bản vẽ Thiết kế bể lắng sơ cấp: Bảng : Các số liệu tham khảo để thiết kế bể lắng sơ cấp: Thông số Giá trị Khoảng biến thiên Giá trị thiết kế Thời gian lưu tồn θ (giờ) 1,5 ÷ 2,5 2 Tải nạp bề mặt SOR (m3/m2.d) 31 ÷ 50 50 Lưu lượng qua băng phân phối nước (m3/m dài.d) 124,2 ÷ 496,8 248 Hiệu suất loại SS (%) 40 ÷ 70 55 Hiệu suất loại BOD,COD (%) 30 ÷ 40 35 ( theo Bài giảng Xử Lý Nước Thải_ Lê Hoàng Việt) Css vào = test = 503,93 mg/l = 0,50393 kg/l Chọn nồng độ SS trong nước thải sau khi lắng: 350mg/l Hiệu suất của bể lắng sơ cấp cần thiết kế là: Đảm bảo được hiệu suất 30 - 40% E = Từ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất lắng và SOR để đạt được hiệu suất là 30,5% thì lưu lượng nạp nước trên đơn vị diện tích bề mặt là: 47m3/m2*ngày 61 Diện tích bề mặt phần lắng: 1,3 m2 Alắng= 1,3 m2 Ta thiết kế bể lắng hình trụ tròn: 0.195 m2 Aphân phối nước= 15%Alắng = Miệng dưới của buồng phân phối nước đặt ngay mực phân cách của lớp nước trong. Chọn chiều sâu bồn phân phối nước so với mực nước hoạt động của bể là: 0,3m Chiều cao tổng cộng của bồn phân phối nước:0.395m → buồng phân phối nước ngập 0.3m Tổng diện tích của bể lắng sơ cấp: Atổng = Alắng = 1,3m2 Chiều cao của mặt thoáng khoảng Hmt = 0,05m Tổng chiều sâu của bể (phần hình trụ): Hb = Hhđ + Hmt = 0.395 + 0,05 = 0.4m Chọn độ dốc đáy là 1:12 Chọn đường kính hố chứa bùn là: Dhố = 1m → Rhố = 0,5m Thể tích tổng cộng của bể là: V = d.r.h= 1.2 x 0.3 x 0.4 = 0.144 m3 0,056 giờ = 4 phút 0,144 Thời gian lưu tồn nước: 61 giờ Hố thu bùn: Ta có: Rhố= 0,5m Khối lượng riêng của bùn: Gbùn= 1030 kg/m3 E = 55 % = 0,55 (E = 40 – 70% ) Thời gian lấy bùn ra : t = 3 giờ Css= 503,93 mg/l = 0,50393 kg/l - Chất rắn chiếm 3% trọng lượng bùn . Khối lượng chất rắn trong bùn trong một ngày Sm = Q*Css*E = 1770* Css vào* 0,55 = 490,58 kg Khối lượng bùn trong một ngày Mbùn = Sm * = 490,58 * = 16352,7 kg . Thể tích bùn trong 1 ngày : Vbùn = m3 . Khoảng 3 tiếng bơm bỏ bùn một lần vậy 1 ngày ta bơm bỏ bùn 8 lần Thể tích hố thu bùn : Vhố = m3 . Chiều cao hố thu bùn : Hhố = m Tính hiệu suất khử BOD5, COD, SS R= (%) R: hiêu suất khử BOD5, COD, SS a,b: hằng số thực nghiệm : thời gian lưu nước Bảng : Giá tri hằng số thực nghiệm a,b ở t200c Chỉ tiêu a b Khử BOD5 0,018 0,02 Khử SS 0,0075 0,014 Hiệu suất khử BOD5, COD : RBOD5 = RCOD = % Hiệu suất khử SS : RSS = Nồng độ COD, BOD5 đầu vào là: CCODvào = = 1292,37 mg/l CBOD5vào = = 930,9 mg/l Tính nồng độ COD,BOD5,SS đầu ra của bể lắng sơ cấp (mg/l) - CBOD5ra = 930,9 * (1- 0,3534) = 601,92 (mg/l ) - CCODra = 1292,37 * (1- 0,3534) = 835,65 (mg/l) - CSSra = 503,93 * (1 – 0,573 ) = 215,18 (mg/l ) Vận tốc vùng lắng : v = = 5,43.10-4 (m/s) Vận tốc giới hạn trong vùng lắng : VH= Trong đó: k: Hằng số phụ thuộc vào tính chất căn, chọn k = 0,06 :Tỷ trọng hạt, chọn là 1,25 g: Gia tốc trọng trường g =9,81m/s2 d: Đường kính tương đương của hạt,chọn d=10-4 m f: Hệ số ma sát, hệ số này phụ thuộc vào đặc tính bề măt của hạt và hệ số Reynol của hạt khi lắng,chọn f = 0,025. Máng thu nước được bố trí sát thành bể chạy dọc theo đường kính bể. Vậy chiều dài của máng thu nước (Ln) Ln = = 3,14 * (6,9 + 2,07) = 28,17 (m) Chọn chiều rộng máng thu nước là 0,4 m,chiều sâu 0,5 m. Thể tích máng thu nước là : ( thiết kế thay thế bằng ống dẫn nước qua máng thu ) V =Ln * B * H = 28,17 * 0,4 * 0,5 = 5,634 (m3) Tải trọng thủy lực máng thu nước : b = = 62,83 (m3/m2.ngày) <125 (m3/m2.ngày) (Theo Trịnh Xuân Lai –Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải ) Ngoài ra khi thiết kế bể lắng sơ cấp cần chú ý: Đập tràn răng cưa ( tam giác hoặc hình thang ), cắt thép cho đều để đảm bảo lưu lượng nước qua các răng cưa là như nhau. Miếng cản bọt hình chữ nhật Bố trí máng thu bọt và thanh gạt bọt sao cho thanh gạt vừa chạm mặt nước. Ống co của máng thu bọt được thiết kế xéo để dễ thu bọt (tránh làm ngẹt ống khi bọt quá nhiều) và dễ sữa chữa. Bên ngoài làm thêm hố để chứa bọt.