Đề xuất phương án và tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải khu du lịch Hoàng Gia

CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝNƯỚC THẢI KHU DU LỊCH HOÀNG GIA CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TẠI KHU DU LỊCH HOÀNG GIA ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO KHU DU LỊCH HOÀNG GIA TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ Đề xuất công nghệ xử lý nước thải dựa vào: - Công suất trạm xử lý. - Chất lượng nước sau xử lý. - Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt. - Những quy định xả vào cống chung và vào nguồn nước. - Hiệu quả quá trình. - Diện tích đất sẵn có của công ty - Quy mô và xu hướng phát triển trong tương lai của công ty. - Yêu cầu về năng lượng, hóa chất, các thiết bị sẵn có trên thị trường. THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TẠI KHU DU LỊCH HOÀNG GIA Lưu lượng nước thải Hệ thống xử lý nước thải của Khu Du Lịch Hoàng Gia xây dựng với công suất Q = 56 m3/ngày.đêm. Tuy nhiên để đảm bảo hệ thống làm việc không bị quá tải, dự án sẽ đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải có công suất thiết kế là 60m3/ngày đêm. Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý sẽ đạt QCVN 14: 2008/BTNMT, cột A và được thải ra nguồn tiếp nhận. 4.2.2 Thành phần và tính chất nước thải Thành phần và lưu lượng nước thải là hai thông số quan trọng nhất, đóng vai trò quyết định trong việc xác định công nghệ, tính toán thiết kế các công trình đơn vị, cũng như lựa chọn thiết bị. Bảng 4.1: Thành phần tính chất nước thải Khu Du Lịch Hoàng Gia và yêu cầu sau khi xử lý Chất ô nhiễm Đơn vị Nồng độ QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A, k=1) Cặn hòa tan (TSS) mg/l 500 50 BOD5 mg/l 350 30 Nitrat ( NO3-) mg/l 75 30 Phosphat mg/l 20 6 Dầu mỡ mg/l 80 10 Tổng Coliform MPN/ 100ml 104 – 106 3.000 (Nguồn Công ty CP Đầu tư và Phát triển giải pháp Công Nghệ Số dựa vào WHO tổng hợp) Nhận xét: Bảng thành phần tính chất nước thải trước và sau xử lý cho thấy sau khi nước thải được xử lý sơ bộ tại hầm tự hoại đã cơ bản đạt chỉ tiêu nguồn tiếp nhận chỉ còn một số thông số như TSS, BOD, Phosphat, Amoni, Coliforms còn khá cao và cần tiếp tục xử lý đạt loại A - QCVN 14:2008/BTNMT trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO KHU DU LỊCH HOÀNG GIA Dựa trên việc phân tích lưu lượng, thành phần nước thải, yêu cầu mức độ xử lý, điều kiện kinh tế, kỹ thuật đề xuất 2 phương án xử lý nước thải cho Khu Du Lịch Hoàng Gia như sau: 4.3.1 Sơ Đồ công nghệ phương án 1 Nước thải Song chắn rác Bể điều hịa Thổi khí Bể tách dầu mỡ Thổi khí Aerotank Bùn tuần hồn Lắng 2 Bể nén bùn Bể Khử trùng chlorine Máy ép bùn Bồn lọc áp lực Vận chuyển, thải bỏ Mơi trường Hình 4.1 : Sơ đồ công nghệ phương án 1 Nước tuần hoàn Nước thải Song chắn rác Bể điều hòa Bể lọc sinh học ngập nước có vật liệc lọc Bể lắng 2 Bể khử trùng Môi trường Bể nén bùn Vận chuyển, thải bỏ Bể tách dầu mỡ Chlorin Máy ép bùn Sinh khối Thổi khí Bồn lọc áp lực Sơ Đồ công nghệ phương án 2 Đường khí : Đường nước : Đường bùn tuần hồn : Đường hóa chất : Đường bùn thải : Hình 4.2 : Sơ đồ công nghệ phương án TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH Các thông số tính toán thiết kế Lưu lượng nước thải trung bình theo ngày : = 60 m3/ngàyđêm Lưu lượng nước thải trung bình theogiờ: , m3/h = = = 2.5 m3/h Lưu lượng trung bình giây:, m3/s. == = 0.0007 (m3/s) = 0.7 (l/s) Lưu lượng nước thải lớn nhất ngày đêm: , m3/ngày đêm = Trong đó: Hệ số không điều hòa chung (Kc = 2.5. Bảng hệ số không điều hòa chung của nước thải sinh hoạt) Kngày = 1.15 – 1.3: Hệ số không điều hoà ngày. Chọn Kngày = 1.2 Qtb.s (l/s) 5 10 20 50 100 300 500 1000 1500 Kc max 2.5 2.1 1.9 1.7 1.6 1.55 1.5 1.47 1.44 Kc min 0.38 0.45 0.5 0.55 0.59 0.62 0.66 0.69 0.71 Bảng 4.2 . Hệ số không điều hòa chung của nước thải sinh hoạt => Kh = = = 2.08 Suy ra: = = 72m3/ngàyđêm Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giờ : , m3/h. = Suy ra: =2.52.08 =5.2 m3/h Lưu lượng max giây: , m3/s. = Suy ra: = 0.0007 2.5= 0.00175m3/s Tính toán thiết kế phương án 1: 4.4.2.1 SONG CHẮN RÁC Nhiệm vụ Song chắn rác có nhiệm vụ tách rác và các tạp chất thô có kích thước lớn ở trong nước thải, tạo điều kiện cho các công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng song chắn rác sẽ tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và hư hỏng bơm do rác gây ra. Tính toán Số khe hở của song chắn rác n = Trong đó n : Số khe hở của song chắn rác v : vận tốc nước chảy qua song chắn rác v= 0,8-1m/s , chọn v = 1m/s b : chiều rộng khe hở giữa các thanh chắn b= 16-25mm, chọn b = 20 mm = 0,02 m K : Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, K = 1,05 S : Diện tích của song chắn rác H : Chiều cao mực nước = chiều cao mực nước trong mương dẫn Hm: chiều cao xây dựng mương dẫn nước, Diện tích của song chắn rác S == 0.00175 (m2) Chiều cao mực nước à h1 == 0.009m = 9 mm Trong đó Bk : Bề rộng của mương dẫn , chọn Bk=0,2 m à n = = 11 khe Lấy 2 thành làm thanh à Số thanh n -1 = 10 ( thanh ) Chiều rộng và dài của song chắn rác Bs = d*(n - 1) + b*n * Trong đó d: Chiều dày của các thanh chắn, d = 10 mm = 0,01 m à Bs = 0,01*(11 -1) + 0,02*11 = 0,32 m Kiểm tra lại tốc độ dòng chảy ở phần mở rộng trước song chắn ứng với lưu lượng nước thải Qmax = 0.00175 m3/s. Vận tốc này không được nhỏ hơn 0,4 m/s. Vktra = = 0,6 (m/s) > 0,4(m/s) Song chắn rác làm co hẹp tiết diện ướt của dòng chảy, tạo dòng chảy rối trong mương dẫn. Để tránh hiện tượng này phải mở rộng mương dẫn một đoạn phía trước (góc mở = 25o) và phía sau song chắn rác. Chiều dài đoạn mương mở rộng phía trước song chắn rác L1 = == 0,12(m) Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác L2 = = = 0,06 (m) Chiều dài xây dựng mương dẫn để lắp đặt song chắn rác L = L1 + L2 + Ls Trong đó Ls: Chiều dài phần mương đặt song chắn rác ; Ls = 0,5 m à L = 0,12 + 0,06 + 0,5 = 0.68(m) Chiều cao của mương đặt song chắn rác H’ = hc + hbv + hmax Trong đó hbv : Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác & mực nước cao nhất, h = 0,5 m hc : Tổn thất áp lực ở song chắn rác hc = Trong đó K1: Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn ; K1 = [13]; chọn K1 = 3 g: Gia tốc trọng trường; g = 9,81 m/s2 : hệ số sức cản cục bộ của song chắn rác phụ thuộc vào thanh chắn = Hình 4.3: Tiết diện ngang các loại thanh chắn rác Trong đó Bảng 4.3: Hệ số để tính sức cản cục bộ của song chắn rác Tiết diện thanh a b c d e Hệ số 2,42 1,83 1,67 1,02 1,76 Nguồn: Bảng 3-7, Trang 116, Xử lí nước thải đô thị và công nghiệp tính toán thiết kế công trình, Lâm Minh Triết (Chủ biên-2004). : Hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh chắn, vì thanh chắn có tiết diện chữ nhật à = 2,42 : Góc nghiêng của thanh chắn so với hướng dòng chảy, = 60o à = = 0,83 à hc = = 0,13 m H’ = hc + hbv + h1= 0,13 + 0.5 + 0,009 = 0,639(m) Chiều dài của mỗi thanh lt == 0,73 ( m ) Hiệu quả xử lý qua song chắn rác: Hàm lượng chất lơ lửng (SS) và BOD5 của nước thải khi qua song chắn rác đều giảm 6% (Theo xử lý nước thải đô thị & công nghiệp, Lâm Minh Triết, 2004), còn lại: = 500 (100 – 6)% = 470 mg/l = 350 (100 – 4)% = 336 mg/l Kết quả tính toán Bảng 4.4: Số liệu thiết kế song chắn rác Thông số Đơn vị Kích thước Chiều dài mương (L) m 0.68 Bề rộng song chắn rác (Bs) m 0,32 Chiều cao mương (Hm) m 0,639 Số khe hở giữa các thanh khe 11 Chiều rộng khe hở (b) mm 20 Bề dày song chắn rác mm 10 BỂ TÁCH DẦU MỠ Chức năng Bể tách mỡ có nhiệm vụ giữ lại phần mỡ váng nổi lên trên bề mặt nước thải, đảm bảo cho công trình vi sinh hoạt động tốt. Phần mỡ nổi lên trên mặt bể sẽ theo đường ống thu mỡ chảy đến thùng chứa, sau đó được giao cho công ty môi trường đô thị thu gom và xử lý. Bể được chia thành 2 ngăn, ngăn thứ nhất có nhiệm vụ tách các hạt cặn lơ lửng và chất bẩn, ngăn thứ 2 có nhiệm vụ thu mỡ. Tính toán Theo quy chuẩn cấp thoát nước trong nhà và công trình [2], dung tích công tác bể tách mỡ được tính như sau: Wct = K*N*a*T*10-3 (m3) Trong đó: + K: hệ số không điều hoà, phụ thuộc vào loại bếp ăn và giờ hoạt động. Chọn bếp ăn hoạt động 8h, K = 1 + N: số suất ăn tại giờ cao điểm, chọn N = 480 suất. + a: lượng nước thải tính cho 1 suất ăn, phụ thuộc vào từng loại bếp ăn và trang thiết bị trong đó. Chọn a = 23 lít = 0,023 (m3) (nhà ăn dịch vụ không có máy rửa bát đĩa). + T: thời gian lưu nước thải trong ngăn thu mỡ của bể, chọn T = 1,5h. => Wct = 1*300*0,023*1,5 = 10,35 (m3) Diện tích mặt thoáng của bể Fbể =Wct *fđv = 10,35 * 0,6 = 6,21 (m2) Với fđv: diện tích mặt thoáng đơn vị. fđv= 0,6 m2/m3 dung tích công tác của bể. Chọn chiều dài và chiều rộng của bể: L * B = 3 * 2,07 (m). Chiều sâu công tác của bể Hct = Chiều sâu công tác của bể tách mỡ nằm trong phạm vi cho phép theo quy chuẩn cấp thoát nước cho nhà và công trình. Chiều cao bảo vệ (chiều cao lớp khí trên mặt váng mỡ) là 0,3m. Dung tích phần không khí Wkk = 6,21* 0,3 = 1,8 (m3) Tổng dung tích của bể tách mỡ Wbể = 10,35 + 1,8 = 12,15 (m3) Tổng chiều sâu của bể Hbể =Hct +hbv =1,67 + 0,3 = 1,97 (m) hbv: chiều cao bảo vệ, hbv = 0,3(m) Theo quy chuẩn cấp thoát nước trong nhà và công trình [2], để đủ thời gian tách được mỡ khỏi nước, ngăn thu mỡ có dung tích tối thiểu là 1250 lít. Dung tích ngăn thu mỡ W1 = 2/3 * Wbể = 2/3 * 12,15= 8,1 (m3) Dung tích ngăn thu cặn W2 = Wbể – W1 = 12,15 -8,1= 4,05 (m3) Chọn kích htước ngăn thu cặn như sau: d *r * c = 2,07 * 1,5 * 1,3 (m). Hàm lượng chất ô nhiễm qua song bể tách mỡ giảm còn - BOD giảm36%, còn lại: 336 – (336* 36%) =215,04 (mg/l) - Hàm lượng TSS giảm 60%, còn lại: 470–(470*60%) = 188(mg/l) - Hàm lượng dầu mỡ giảm 90%, còn lại: 80 – (80*90%) = 8 (mg/l) Bảng 4.5: Số liệu thiết kế bể tách mỡ STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều sâu bể m 1,97 2 Chiều dài bể m 3 3 Chiều rộng bể m 2,07 4 Chiều sâu ngăn thu cặn m 1,3 5 Chiều dài ngăn thu cặn m 2,07 6 Chiều rộng ngăn thu cặn m 1,5 BỂ ĐIỀU HÒA Nhiệm vụ Bể điều hòa giúp điều hòa lưu lượng và chất lượng nước thải nhằm giảm kích thước và chi phí các công trình phía sau. Trong bể có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và cân bằng nồng độ các chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng trong bể. Tính toán Thể tích bể điều hòa = Q* t = 5.2 * 4 = 20.08 (m3) Trong đó: + : Thể tích lý thuyết của bể điều hòa, m3 + Q: Lưu lượng theo giờ lớn nhất, m3/h + t: Thời gian lưu nước trong bể điều hòa, h (chọn t = 4 h) Thể tích bể điều hòa thực tế bằng 120% thể tích lý thuyết = 120% * = 120% * 20.08 =24.1 (m3) Kích thước bể điều hoà Chọn hình dạng bể điều hòa là hình chữ nhật, chiều sâu của bể (h) bằng 2.5m, chiều cao bảo vệ(hbv) là 0,5m Diện tích bể (m2) Chọn kích thước của bể là b x l = 2m x 4m Chọn mực nước thấp nhất (hmin) trong bể điều hòa để đảm bảo mực nước cho bơm hoạt động là 0,5m. Thể tích cần thiết V = 0,5 * 8.03 + 20.08 = 24.1 (m3) Mực nước cao nhất cách đáy bể (m) Chọn chiều cao an toàn là 0,5m. Do đó, chiều cao tổng cộng là: H = hmax + h antoàn = 3+ 0,5 = 3.5 (m) Thể tích xây dựng của bể điều hòa V = b * l * H =2 * 4* 3,5 = 28 (m3) Lượng khí cần thiết sục khí trong bể điều hòa Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi trong bể điều hòa cần cung cấp một lượng không khí thường xuyên. Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa Trong đó: + V: Thể tích bể điều hòa, m3 + : Tốc độ cấp khí trong bể điều hòa, m3/m3.h (Theo Trịnh Xuân Lai – 2000 – Thiết kế các công trình XLNT: vk = 0,01-0,015) Chọn =0,01 m3/m3.phút => = 16.8 (m3/h) Vận tốc khí trong ống chính là 10-15 m/s, chọn vống = 10 m/s Đường kính ống dẫn khí vào bể = 0,024(m) Chọn dống = 27 (mm) Đặt ống nhánh vuông góc với bể và chạy dọc theo chiều dài của bể. Chiều dài ống nhánh bằng chiều rộng của bể = 2m, khoảng cách giữa 2 ống nhánh là 0,5m. Số ống nhánh Nống (ống) Trong đó: + b: chiều rộng bể điều hòa (m) - Đường kính các lỗ trên ống nhánh 25mm, chọn - Vận tốc khí qua lỗ 520m/s, chọn = 10m/s - Diện tích 1 lỗ trên ống nhánh flỗ=1,256.10-5 - Tổng diện tích lỗ trên ống nhánh Flỗ - Số lỗ trên ống nhánh nlỗ (lỗ) - Số lỗ trên 1 ống nhánh = (lỗ) Ta chọn số lỗ là 13 Áp lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén Hc = hd + hc + hf + H Trong đó: + hd: Tổn thất áp lực cục bộ (m) + hf: Tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối (m), hf 0,5m; chọn hf = 0,4 + Tổng tổn thất hd, hc 0,4m, chọn hd + hc = 0,3 + H: chiều sâu lớp nước trong bể (m) => Hc = 0,3 + 0,4 + 3.5 = 4,2 (m) Năng suất yêu cầu của máy thổi khí không nhỏ hơn lượng khí cung cấp cho bể Áp lực của không khí Công suất của máy thổi khí (Theo hiệp hội tu nghiệp sinh hải ngoại Nhật Bản –1998– Lựa chọn, vận hành và bảo dưỡng máy bơm) Trong đó: + Pmáy : Công suất yêu cầu của máy nén khí (kW) + G: Trọng lượng của dòng không khí (kg/s) G = = 9,75.10-3 * 1,3 = 0.013 (kg/s) + R: hằng số khí, R = 8,314 KJ/Kmol.0K + T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào, T1 = 273 + 25 = 2980K + P1: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 = 1atm + P2: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = Hc + 1 = 0,46 + 1 =1,46 (atm) => (K= 1,395 đối với không khí) + e: hiệu suất của máy, chọn e = 0,7 => Pmáy = 0,96 (kW) Hiệu quả sau xử lý : Nồng độ cặn lơ lửng giảm 10%, còn lại 188– (188*10%) = 169.2 (mg/l) Nồng độ BOD5 giảm 5% , còn lại 215.04 – (215.04*5%) =204,3 (mg/l) Nồng độ NO3- giảm 5% , còn lại 75-(75*8%) = 68,2(mg/l) Bảng 4.6: Số liệu thiết kế bể điều hòa STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài (l) m 4 2 Chiều rộng (b) m 2 3 Chiều cao tổng cộng (H) m 3,5 4 Đường kính ống dẫn khí vào bể () mm 27 5 Số ống nhánh () 3 6 Số lỗ trên 1 ống nhánh () 13 7 Đường kính 1 lỗ trên ống nhánh () mm 4 4.4.2.4 BỂ AEROTANK Nhiệm vụ Nước thải sau khi qua bể điều hoà được bơm qua bể Aeroten. Tại đây, nhờ có hệ vi sinh vật có sẵn trong bể, sẽ oxy hoá hoàn toàn lượng chất hữu cơ có trong nước thải. Ngoài ra, bể Aeroten làm thoáng kéo dài có nhiệm vụ khử các hợp chất dinh dưỡng Nitơ, Phốtpho và một phần chất hữu cơ độc hại. Toàn bộ lượng bùn ở bể lắng đợt 2 được tuần hoàn lại bể Aeroten, phần còn dư cho vào bể nén bùn. Tính toán Các thông số tính toán cơ bản cho Aerotank xáo trộn hoàn toàn Nhiệt độ: t = 250C Hàm lượng BOD5 đầu vào = lượng BOD5 đầu ra của bể điều hòa: S0 = 204.3 mg/l Lượng cặn lơ lửng đầu vào: SSvào=216mg/l Đầu ra nước thải Hàm lượng BOD5 ra khỏi bể Aerotank: S £ 30 mg/l; chọn S = 20 mg/l Cặn lơ lửng: SS £ 50 mg/l; chọn SSra = 40 mg/l Các thông số vận hành Cặn hữu cơ ; a = 75% Độ tro; z = 0,2 (Tính toán hệ thống xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) Lượng bùn hoạt tính trong nước thải đầu vào; X0 = 0 Nồng độ bùn hoạt tính; X = 2.500 – 4.000 mg/l, chọn X = 2.500 mg/l Lượng bùn hoạt tính tuần hoàn là nồng độ cặn lắng ở đáy bể lắng 2, XT = 8.000 mg/l Chế độ xáo trộn hoàn toàn Thời gian lưu bùn: ngày. Chọn 10 ngày Hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0,06 ngày-1 Hệ số sản lượng bùn Y = 0,4 – 0,8 mgVSS/mgBOD5, chọn Y = 0,6 mgVSS/mg BOD5 Xác định hiệu quả xử lý Hiệu quả xử lý BOD5 Xác định thể tích bể Aerotank Thể tích bể Aerotank được xác định theo công thức: Trong đó: : Thời gian lưu bùn đối với nước thải sinh hoạt, = 5 - 15 ngày. Chọn = 10 ngày; Q : Lưu lượng trung bình ngày, Q = 60 m3/ng.đ; Y : Hệ số sản lượng bùn, Y = 0,4 - 0,8 mgVSS/mgBOD5. Chọn Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5; X : Nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính. Đối với nước thải sinh hoạt có thể lấy X = 2.500 mg/l ; Kd : Hệ số phân huỷ nội bào. Kd = 0,06 ngày-1 Thời gian lưu nước của bể: giờ = 0,27 ngày Xác định kích thước bể Aerotank Chọn chiều cao hữu ích của bể Aerotank là 2 m Chiều cao bảo vệ hbv= 0,5 m. Vậy chiều cao xây dựng của bể là: H = h + hbv = 2,0 + 0,5 = 2,5 m Chọn chiều rộng bể : B = 2.3 m Chiều dài của bể : L = 3 m Vậy kích thước của bể Aerotank là L x B x H = 3 m x 2.3 m x 2,5 m Thể tích thực của bể là: Wt = L x B x H = 3 x 2.3 x 2,5= 17.25m3 Tính lượng bùn dư thải ra mỗi ngày Hệ số sản lượng quan sát tính theo phương trình: (mg/mg) Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5 (kg/ngđ) - Tổng lượng bùn sinh ra trong 1 ngày (kg/ngđ) Tính lượng bùn dư thải ra hàng ngày (QW) từ đáy bể lắng theo đường tuần hoàn bùn => , (m3/ngđ) Trong đó: + Vr : Thể tích bể Aeroten, m3 + X : Nồng độ bùn hoạt tính trong bể, mg/l; X = 2500mg/l + Xe : Nồng độ bùn hoạt tính trong nước ra khỏi bể, mg/l, Xe = 32,5 mg/l + Xr : Nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn, được xác định như sau: Xr = (1-0,35).7000 = 4550 (mg/l) + Qe = Q = 60 (m3/ngđ) => (m3/ngđ) Xác định lưu lượng tuần hoàn (Qr) (Q+Qr)X Bể lắng II Q, X0 Qr , Xr Qw, Xr Aeroten Cân bằng sinh khối trong bể Aeroten Ta có: Q.X0 + Qr.Xr = X (Q+Qr) Trong đó: X0: nồng độ bùn hoạt tính trong nước thải đi vào bể, X0 không đáng kể. => Qr = 0,6 . 60 =36 (m3/ngđ) Kiểm tra lại tải trọng thể tích LBOD và tỉ số F/M - Tải trọng thể tích (kgBOD5/m3.ngđ) - Tỉ số F/M (ngày-1) Tính lượng không khí cần thiết - Khối lượng BOD tiêu thụ cho quá trình sinh học bùn hoạt tính MBOD = (kgBOD/ngày) - Lượng oxy cần thiết cung cấp cho bể +, (kgO2/ngđ) Trong đó: + f: Hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20: f = 0,68 => (kg02/ngđ) - Do cần duy trì lượng oxy hòa tan trong bể là 2mg/l nên lượng oxy thực tế cần sử dụng trong bể là: ,(kg O2/ngđ) Trong đó: + : Nồng độ bão hòa oxy trong nước ở 200C, = 9,08 (mg/l) + CL: Nồng độ oxy hòa tan cần duy trì trong bể khi xử lý nước thải; CL = 1,5 – 2(mg/l); chọn CL = 2mg/l + t: Nhiệt độ nước thải, t = 200C => = 19.85 (kgO2/ngđ) - Lượng không khí lý thuyết cần thiết cung cấp vào bể , (m3/ngày) Trong đó: + f: Hệ số an toàn, f = 1,5 – 2, chọn f = 1,5 + OCt : Lượng oxy thực tế sử dụng cho bể, kgO2/ngđ + OU: Công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối, OU = Ou . h (g O2/m3) Công suất hoà tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối khí tính theo gam oxy cho 1m3 không khí ở độ sâu ngập nước h = 1m. Ou = 7gO2/m3.m Bể sâu 2,5m; độ sâu ngập nước h = 2m OU = Ou * h = 7 * 2= 14(gO2/m3) => (m3/ngày)=44.31(m3/h) Chọn đĩa xốp có đường kính 100mm, diện tích F = 0.00785m2, cường độ sục khí từ 0,23 – 0,5 l/s. đĩa (chọn qkk = 0,5l/s.đĩa)= 1,8m3/h.đĩa (theo Trịnh Xuân Lai) - Số đĩa cần phân phối trong bể (đĩa) Tính đường kính ống dẫn khí - Đường kính ống dẫn khí chính (m) = 40 (mm) Trong đó: + v: Vận tốc dòng khí trong ống, chọn v=10m/s - Từ mỗi ống dẫn khí chính, chia ra làm 3 nhánh. - Đường kính mỗi ống nhánh (m) Dn = 0,023m ta chọn là 27mm - Số đĩa trên mỗi ống nhánh: (đĩa) - Khoảng cách giữa các đĩa: a = (L – n.dđĩa)/(n+1), (m) Trong đó: + dđĩa: đường kính 1 đĩa, dđĩa = 0,1m + n: số đĩa trên 1 nhánh, n = 8 đĩa. + L: chiều dài bể, L =3m. A = (3 – 8.0,1)/(8 -1)=0,314(m) = 314 mm Tính công suất máy nén khí , (kW) Trong đó: + Qkk: Lưu lượng không khí cần cung cấp, m3/s + : Hiệu suất máy bơm, chọn = 0,7 + p: Áp lực của khí nén, at. Tính bằng công thức: , (at) Với: HC = h + hd + hc + hp Trong đó: + h: Mực nước công tác của bể, m + hd: Tổn thất cục bộ do ma sát theo chiều dài đường ống dẫn khí, m + hc: Tổn thất cục bộ, m + hp: Tổn thất qua ống phân phối khí, m Chọn hd + hc + hp = 1m => HC = 2 + 1 = 3 (m) Do đó: (at) Nên: (kW) Bảng 4.7: Kích thước xây dựng bể Aeroten STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài bể (l) m 3 2 Chiều rộng bể (b) m 2.3 3 Chiều cao tổng cộng (H) m 2.5 4 Đường kính ống chính (D) mm 40 5 Đường kính ống nhánh () mm 27 6 Số đĩa phân phối Đĩa 24 7 Số ống phân phối Ống 3 Bể lắng II Chức năng Bể lắng II có nhiệm vụ giữ lại các màng VSV lại bể dưới dạng cặn lắng. Vì công suất xử lý nhỏ nên chọn bể lắng II là bể lắng đứng. Tính toán Kích thước của bể - - Diện tích mặt bằng của bể: Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải bằng 60 m3/ngày = 2.5 m3/h. : hệ số tuần hoàn, chọn = 0,75. C0 : Nồng độ bùn duy trì trong bể aerotank. C0= X/= 2000/0,7 = 2850 (g/m3), do độ tro của cặn là 0,3.5 Ct : nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn, Ct = 10000(mg/l). VL : vận tốc lắng. Với CL= ½*Ct = 5000 (g/m3). Nồng độ bùn ở bề mặt phân chia lắng. Vmax: vận tốc lắng cực đại, Vmax=7 m/h. - Diện tích tổng cộng của bể( kể cả diện tích buồn phân phối trung tâm): - Đường kính của bể: - Đường kính buồng phân phối trung tâm (m - Chiều sâu lớp nước trong bể lắng đứng II: h1= v2.t = 0,0005 . 1,5. 3600 = 2,7 (m) với t: thời gian lắng của bể lắng đứng II, t = 1,5h (điều 6.5.6 – TCXD 51 -2006) - chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng: hn = h2 + h3 = Với: h2: chiều cao lớp trung hoà, m h3: chiều cao giả định lớp cặn lắng của bể, m D: đường kính bể, m dn: đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0,3(m). a: góc nghiêng của đáy bể so với phương ngang, lấy không nhỏ hơn 500, chọn a=500 (điều 6.5.9 – TCXD 51-2006) hn= (m) - Chọn chiều cao ống trung tâm bằng ½ chiều cao vùng lắng = 2.7/2 = 1.35(m) Đường kính miệng loe ống trung tâm (d1) bằng chiều cao ống loe (h) h = d1 = 1,35.d = 1,35.0,305= 0.41 (m) - Đường kính tấm chắn hình nón d2 = 1,3 . d1 = 1,3.0,408=0,53(m) góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn với mặt phẳng ngang lấy bắng 170. - Khoảng cách từ miệng loe ống trung tâm đến tấm chặn : l= (m) Với: vk:vận tốc dòng nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm chắn, vk£15mm/s, chọn vk= 15mm/s. (theo Hoàng Huệ) - Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng: H=h1 + hn + h0 = 2,7 +1,1 +0,3 = 4,1 (m) Với h0: chiều cao an toàn, h0 = 0,3(m). Máng thu nước Máng thu nước đặt theo chu vi vành trong của bể, đường kính của máng bằng 0,8 lần đường kính của bể Dmáng =0,8.D = 0,8 . 2,39 = 1,912 (m) - Chiều dài máng thu nước (m) - Tải trọng máng thu nước trên 1m chiều dài của máng (m3/mdài.ngày) Lượng cặn tích lũy trong bể lắng - Nồng độ bùn trong bể lắng (mg/l) = 3,525 (kg/m3) - Thể tích bùn trong 1 ngày Trong đó: + K: Khối lượng bùn xả trong 1 ngày (kg/ngày) => (m3) - Chọn chu kỳ xả cặn là 2h, thể tích phần chứa bùn cần thiết (m3) Hàm lượng SS và BOD5 sau khi qua bể lắng và bể Aerotank giảm = (100 – 75%) = 169,2 x 0,3 = 42,3 mg/l = (100 – 90,2 %) = 204.3 x 0,098 = 20,02 mg/l Bảng 4.8: Kích thước xây dựng bể lắng II STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều cao tổng cộng của bể (H) m 4,1 2 Chiều cao đáy nón (hn) m 1,1 3 Đường kính bể (D) m 2.39 4 Đường kính miệng loe ống trung tâm (d1) m 0,305 5 Đường kính tấm chắn (d2) m 0,53 6 Đường kính máng thu nước (Dmáng) m 1.912 Bể khử trùng Chức năng Sau khi qua bể lắng II, nước thải đã được kiểm soát các chỉ tiêu hóa, lý và giảm được phần lớn các vi sinh vật gây bệnh có trong nước thải, nhưng vẫn chưa an toàn cho nguồn tiếp nhận. Do đó, cần có khâu khử trùng trước khi thải ra ngoài. Bể khử trùng có nhiệm vụ trộn đều hóa chất với nước thải, tạo điều kiện tiếp xúc và thời lưu đủ lâu để oxy hóa các tế bào vi sinh vật. Tính toán Đối với trạm xử lý có lưu lượng Q < 1000 m3/ngđ thì sử dụng Clorua vôi để khử trùng. Liều lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải: a = 3g/m3(đối với nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn) , (theo Trần Hiếu Nhuệ). - Lượng Clo lớn nhất cần thiết cho khử trùng nước thải (kg/h) Trong đó: + Qhmax: Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giờ, m3/h + a: Liều lượng Clo hoạt tính, g/m3 - Lượng Clo hoạt tính trung bình: (kg/h) - Thể tích hữu ích thùng đựng Clo: Với : b: nồng độ dung dịch Clorua vôi, b=2,5% p: hàm lượng Clo hoạt tính trong Clorua vôi, p = 20% - Thể tích tổng của thùng chứa: Wtc = 1,15W = 1,15.0,036= 0,0414 (m3) = 41,4 (lít). - Chọn 1 thùng 100lít có bán sẵn trên thị trường. - Lượng Clorua vôi 2,5% lớn nhất cung cấp qua bơm định lượng: qmax= - Bơm hóa chất được chọn có dãy thang điều chỉnh lưu lượng trong khoảng (0,05 – 0,3)l/p và số máy bơm được chọn là 2 bơm (1 bơm công tác, 1 bơm dự phòng). Thể tích bể V = Q . t, (m3) Trong đó: + Q: Lưu lượng nước thải theo giờ, m3/h + t: Thời gian lưu nước trong bể, h; chọn t = 30 phút = 0,5h V = 2,5 . 0,5 = 1,25 (m3) Kích thước của bể Chiều rộng của bể , (m) Trong đó: + h: Chiều cao công tác của bể, m; chọn h = 1,5m + L: Chiều dài của bể, m; chọn L = 1,2m => (m) Chiều dài thực tế của bể là : Lbể = L+ 3*dvách ngăn = 1.2+3*0.1=1.5 m Trong đó : dvách ngăn là chiều dày của vách ngăn. Chọn chiều cao bảo vệ (hbv) = 0,5m Chiều cao tổng cộng của bể H = h + hbv = 1,5 + 0,5 = 2 (m) Vách ngăn - Chiều dài vách ngăn bằng 2/3 chiều rộng của bể (m) - Chọn 3 vách ngăn trong bể. Vậy khoảng cách giữa các vách ngăn là: (m) Bảng 4.9 : Kích thước xây dựng bể khử trùng STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài của bể (L) m 1,5 2 Chiều rộng của bể (B) m 0.7 3 Chiều cao tổng cộng của bể (H) m 2 4 Chiều dài vách ngăn (B1) m 0,47 5 Khoảng cách giữa các vách ngăn (l) m 0,3 6 Số vách ngăn vách 3 BỒN LỌC ÁP LỰC Nhiệm vụ Bể lọc áp lực là bể lọc kín, quá trình lọc xảy ra nhờ lớp áp lực nước phía trên lớp vật liệu lọc. Dùng để giữ lại một phần hay toàn bộ lượng cặn có trong nước, khử các hạt mịn vô cơ hoặc hữu cơ, những cặn lơ lửng và kết tủa chưa lắng được ở công trình trước. Sử dụng các vật liệu lọc than Anthracite và cát thạch anh kết hợp với máy nén khí tạo áp lực cho nước. Tính toán Tính toán kích thước bể Chọn bể lọc áp lực 2 lớp: (1) Than Anthracite và (2) Cát thạch anh. Chọn: Chiều cao lớp cát h1 = 0.3m, cóđđường kính hiệu quả de = 0.5m, hệ số đồng nhất U = 1.4m Chiều cao lớp than Anthracite h2 = 0.5m, có đường kính hiệu quả de = 1.1m, hệ số đđồng nhất U = 1.73 Tốc đđộ lọc v = 9 m/h và số bể lọc n = 2 Bảng 4.10: Tốc độ rửa ngược bằng nước và khí đối với bể lọc cát và lọc Anthratice Vật liệu lọc Đặc tính vật liệu lọc Tốc độ rửa ngược, m3/m2phút Đường kính hiệu quả de, mm Hệ số đồng nhất U Nước Khí Cát Anthracite 0.50 0.70 1.00 1.49 2.19 1.10 1.34 2.00 1.40 1.40 1.40 1.40 1.30 1.73 1.49 1.53 0.15 0.26 0.41 0.61 0.81 0.29 0.41 0.61 0.5 0.8 1.3 2.0 2.6 0.7 1.3 2.0 Diện tích bề mặt bể lọc: Trong đđó : Qh : lưu lượng nước thải theo giờ. V : vận tốc lọc Đường kính bể lọc áp lực: Khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến miệng phễu thu nước rửa: Trong đó: HVL : chiều cao lớp vật liệu lọc E : độ giãn nở lớp vật liệu lọc khi rửa ngược, e = 0.25 ÷ 0.5, chọn e = 0.5 Chiều cao tổng cộng bể lọc áp lực: Trong đó: Hbv : chiều cao an toàn, hbv = 0.25m hthu : chiều cao phần thu nước (tính từ mặt chụp lọc đến đáy bể), hthu = 0.3m Dựa vào bảng trên và đường kính hiệu quả của cát và thanh Anthracite có thể chọn tốc độ rửa nước vn = 0.21 m3/m2phút, và tốc độ rửa khí vkhí = 0.61 m3/m2phút Rửa ngược chia làm 3 giai đoạn: Rửa khí có tốc độ vkhí = 0.61 m3/m2phút trong thời gian t = 2 phút Rửa khí và nước trong thời gian t = 4 phút Rửa ngược bằng nước trong khoảng thời gian t = 4 phút, với tốc độ vn = 0.21 m3/m2phút Lượng nước cần thiết để rửa ngược cho một bể lọc: bể Lưu lượng bơm nước rửa ngược: Lưu lượng bơm khí rửa ngược: Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc sạch (đầu chu kỳ lọc) được xác định theo công thức Hazen: Trong đó: C : hệ số nén ép, C = 600 ÷ 1200 tùy thuộc vào tính đồng nhất và sạch, chọn C = 1000 t0 : nhiệt độ nước, 0C de : đường kính hiệu quả, mm vh : tốc độ lọc, m/ngày L : chiều dày lớp vật liệu lọc Đối với lọc cát: Đối với lớp lọc Anthracite: Tổn thất áp lực qua 2 lớp vật liệu lọc: Tính máy thổi khí Áp lực cần thiết của máy thổi khí: H = 1,5 at. Công suất của máy thổi khí: Trong đó : G : Trọng lượng dòng không khí. G = Lkhí rkhí = 0,11,3 = 0,221 kg/s; R : Hằng số khí R = 8,314 KJ/K.mol oK; T1 : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1 = 273 + 25 = 298 oK; P1 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1 = 1 atm; P2 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = 1,5 atm; (K = 1,395 đối với không khí); 29,7 : Hệ số chuyển đổi; e : Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7. =0.6 Hp Chọn máy thổi khí có công suất 0.5-1 Hp. Tính bơm rửa ngược Trong bể đặt 2 bơm chìm (1 làm việc và 1 dự phòng) lưu lượng 2.5m3/h. Cột áp bơm: H = 10 m. Công suất bơm : kw =5,9 Hp Chọn bơm có công suất 6 Hp. Trong đó qb: Lưu lượng bơm, qb = 0,035 m3/s; : Khối lượng riêng của dung dịch. g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2; H: Cột áp bơm, H =10 m; : Hiệu suất chung của bơm = 0,72 – 0,93. Chọn h = 0,8. Bảng 4.11: các thông số thiết kế bể lọc áp lực STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 3 4 Đường kính bể Chiều cao bể Chiều cao lớp cát Chiều cao lớp thanh Anthracite m m m m 0.5 2 0.3 0.5 Bể chứa bùn . Chức năng Bể chứa bùn có nhiệm vụ chứa bùn hoạt tính dư từ bể lắng II. Bùn sau khi nén xuống tại bể chứa bùn được định kì bơm ra ngoài và làm phân bón cho cây xanh trong khu du lịch. Tính toán Tính lượng cặn dẫn đến bể nén bùn - Lượng bùn hoạt tính xả ra từ bể lắng II G1 = Px = 7,4 (kg/ngđ) - Lượng bùn cực đại từ bể lắng II dẫn đến bể chứa bùn là G’ = K . G1 = 1,2.7,4 = 8,88 (kg/ngđ) Với: + K: Hệ số không điều hòa tháng của bùn hoạt tính dư, K = 1,151,2. Chọn K =1,2 - Thể tích bùn từ bể lắng II đưa vào bể chứa bùn V1=(m3/ngày) Trong đó: cặn trong bể tách lắng II nồng độ cặn là 1%, tỷ trong 1,005, cặn hữu cơ 60%. Kích thước bể chứa bùn - Thể tích bể chứa bùn: W=Vbùn. t Với: t: thời gian lưu bùn trong bể, t=5 ngày. W=0,88 . 5 = 4,4 (m3). Bể chứa bùn được thiết kế dạng hình vuông trên mặt bằng, phần đáy bể được thiết kế với độ dốc 45% để tiện cho quá trình tháo bùn. Chọn kích thước bể chứa bùn: L * B * H = 2 . 2 . 2,3(m) Bảng 4.12 : Kích thước xây dựng bể chứa bùn STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài bể m 2 2 Chiều rộng bể m 2 3 Chiều cao tổng cộng của bể (H) m 2.3 Tính toán thiết kế phương án 2 : 4.4.3.1 SONG CHẮN RÁC Nhiệm vụ Song chắn rác có nhiệm vụ tách rác và các tạp chất thô có kích thước lớn ở trong nước thải, tạo điều kiện cho các công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng song chắn rác sẽ tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và hư hỏng bơm do rác gây ra. Tính toán Số khe hở của song chắn rác n = Trong đó n : Số khe hở của song chắn rác v : vận tốc nước chảy qua song chắn rác v= 0,8-1m/s , chọn v = 1m/s b : chiều rộng khe hở giữa các thanh chắn b= 16-25mm, chọn b = 20 mm = 0,02 m K : Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, K = 1,05 S : Diện tích của song chắn rác H : Chiều cao mực nước = chiều cao mực nước trong mương dẫn Hm: chiều cao xây dựng mương dẫn nước, Diện tích của song chắn rác S == 0.00175 (m2) Chiều cao mực nước à h1 == 0.009m = 9 mm Trong đó Bk : Bề rộng của mương dẫn , chọn Bk=0,2 m à n = = 11 khe Lấy 2 thành làm thanh à Số thanh n -1 = 10 ( thanh ) Chiều rộng và dài của song chắn rác Bs = d*(n - 1) + b*n * Trong đó d: Chiều dày của các thanh chắn, d = 10 mm = 0,01 m à Bs = 0,01*(11 -1) + 0,02*11 = 0,32 m Kiểm tra lại tốc độ dòng chảy ở phần mở rộng trước song chắn ứng với lưu lượng nước thải Qmax = 0.00175 m3/s. Vận tốc này không được nhỏ hơn 0,4 m/s. Vktra = = 0,6 (m/s) > 0,4(m/s) Song chắn rác làm co hẹp tiết diện ướt của dòng chảy, tạo dòng chảy rối trong mương dẫn. Để tránh hiện tượng này phải mở rộng mương dẫn một đoạn phía trước (góc mở = 25o) và phía sau song chắn rác. Chiều dài đoạn mương mở rộng phía trước song chắn rác L1 = == 0,12(m) Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác L2 = = = 0,06 (m) Chiều dài xây dựng mương dẫn để lắp đặt song chắn rác L = L1 + L2 + Ls Trong đó Ls: Chiều dài phần mương đặt song chắn rác ; Ls = 0,5 m à L = 0,12 + 0,06 + 0,5 = 0.68(m) Chiều cao của mương đặt song chắn rác H’ = hc + hbv + hmax Trong đó hbv : Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác & mực nước cao nhất, h = 0,5 m hc : Tổn thất áp lực ở song chắn rác hc = Trong đó K1: Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn ; K1 = [13]; chọn K1 = 3 g: Gia tốc trọng trường; g = 9,81 m/s2 : hệ số sức cản cục bộ của song chắn rác phụ thuộc vào thanh chắn = Hình 4.4: Tiết diện ngang các loại thanh chắn rác Trong đó Bảng 4.13: Hệ số để tính sức cản cục bộ của song chắn rác Tiết diện thanh a b c d e Hệ số 2,42 1,83 1,67 1,02 1,76 Nguồn: Bảng 3-7, Trang 116, Xử lí nước thải đô thị và công nghiệp tính toán thiết kế công trình, Lâm Minh Triết (Chủ biên-2004). : Hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh chắn, vì thanh chắn có tiết diện chữ nhật à = 2,42 : Góc nghiêng của thanh chắn so với hướng dòng chảy, = 60o à = = 0,83 à hc = = 0,13 m H’ = hc + hbv + h1= 0,13 + 0.5 + 0,009 = 0,639(m) Chiều dài của mỗi thanh lt == 0,73 ( m ) Hiệu quả xử lý qua song chắn rác: Hàm lượng chất lơ lửng (SS) và BOD5 của nước thải khi qua song chắn rác đều giảm 6% (Theo xử lý nước thải đô thị & công nghiệp, Lâm Minh Triết, 2004), còn lại: = 500 (100 – 6)% = 470 mg/l = 350 (100 – 4)% = 336 mg/l Kết quả tính toán Bảng 4.14: Số liệu thiết kế song chắn rác Thông số Đơn vị Kích thước Chiều dài mương (L) m 0.68 Bề rộng song chắn rác (Bs) m 0,32 Chiều cao mương (Hm) m 0,639 Số khe hở giữa các thanh khe 11 Chiều rộng khe hở (b) mm 20 Bề dày song chắn rác mm 10 BỂ TÁCH DẦU MỠ Chức năng Bể tách mỡ có nhiệm vụ giữ lại phần mỡ váng nổi lên trên bề mặt nước thải, đảm bảo cho công trình vi sinh hoạt động tốt. Phần mỡ nổi lên trên mặt bể sẽ theo đường ống thu mỡ chảy đến thùng chứa, sau đó được giao cho công ty môi trường đô thị thu gom và xử lý. Bể được chia thành 2 ngăn, ngăn thứ nhất có nhiệm vụ tách các hạt cặn lơ lửng và chất bẩn, ngăn thứ 2 có nhiệm vụ thu mỡ. Tính toán Theo quy chuẩn cấp thoát nước trong nhà và công trình [2], dung tích công tác bể tách mỡ được tính như sau: Wct = K*N*a*T*10-3 (m3) Trong đó: + K: hệ số không điều hoà, phụ thuộc vào loại bếp ăn và giờ hoạt động. Chọn bếp ăn hoạt động 8h, K = 1 + N: số suất ăn tại giờ cao điểm, chọn N = 480 suất. + a: lượng nước thải tính cho 1 suất ăn, phụ thuộc vào từng loại bếp ăn và trang thiết bị trong đó. Chọn a = 23 lít = 0,023 (m3) (nhà ăn dịch vụ không có máy rửa bát đĩa). + T: thời gian lưu nước thải trong ngăn thu mỡ của bể, chọn T = 1,5h. => Wct = 1*300*0,023*1,5 = 10,35 (m3) Diện tích mặt thoáng của bể Fbể =Wct *fđv = 10,35 * 0,6 = 6,21 (m2) Với fđv: diện tích mặt thoáng đơn vị. fđv= 0,6 m2/m3 dung tích công tác của bể. Chọn chiều dài và chiều rộng của bể: L * B = 3 * 2,07 (m). Chiều sâu công tác của bể Hct = Chiều sâu công tác của bể tách mỡ nằm trong phạm vi cho phép theo quy chuẩn cấp thoát nước cho nhà và công trình. Chiều cao bảo vệ (chiều cao lớp khí trên mặt váng mỡ) là 0,3m. Dung tích phần không khí Wkk = 6,21* 0,3 = 1,8 (m3) Tổng dung tích của bể tách mỡ Wbể = 10,35 + 1,8 = 12,15 (m3) Tổng chiều sâu của bể Hbể =Hct +hbv =1,67 + 0,3 = 1,97 (m) hbv: chiều cao bảo vệ, hbv = 0,3(m) Theo quy chuẩn cấp thoát nước trong nhà và công trình [2], để đủ thời gian tách được mỡ khỏi nước, ngăn thu mỡ có dung tích tối thiểu là 1250 lít. Dung tích ngăn thu mỡ W1 = 2/3 * Wbể = 2/3 * 12,15= 8,1 (m3) Dung tích ngăn thu cặn W2 = Wbể – W1 = 12,15 -8,1= 4,05 (m3) Chọn kích htước ngăn thu cặn như sau: d *r * c = 2,07 * 1,5 * 1,3 (m). Hàm lượng chất ô nhiễm qua song bể tách mỡ giảm còn - BOD giảm36%, còn lại: 336 – (336* 36%) =215,04 (mg/l) - Hàm lượng TSS giảm 60%, còn lại: 470–(470*60%) = 188(mg/l) - Hàm lượng dầu mỡ giảm 90%, còn lại: 80 – (80*90%) = 8 (mg/l) Bảng 4.15: Số liệu thiết kế bể tách mỡ STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều sâu bể m 1,97 2 Chiều dài bể m 3 3 Chiều rộng bể m 2,07 4 Chiều sâu ngăn thu cặn m 1,3 5 Chiều dài ngăn thu cặn m 2,07 6 Chiều rộng ngăn thu cặn m 1,5 BỂ ĐIỀU HÒA Nhiệm vụ Bể điều hòa giúp điều hòa lưu lượng và chất lượng nước thải nhằm giảm kích thước và chi phí các công trình phía sau. Trong bể có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và cân bằng nồng độ các chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng trong bể. Tính toán Thể tích bể điều hòa = Q* t = 5.2 * 4 = 20.08 (m3) Trong đó: + : Thể tích lý thuyết của bể điều hòa, m3 + Q: Lưu lượng theo giờ lớn nhất, m3/h + t: Thời gian lưu nước trong bể điều hòa, h (chọn t = 4 h) Thể tích bể điều hòa thực tế bằng 120% thể tích lý thuyết = 120% * = 120% * 20.08 =24.1 (m3) Kích thước bể điều hoà Chọn hình dạng bể điều hòa là hình chữ nhật, chiều sâu của bể (h) bằng 2.5m, chiều cao bảo vệ(hbv) là 0,5m Diện tích bể (m2) Chọn kích thước của bể là b x l = 2m x 4m Chọn mực nước thấp nhất (hmin) trong bể điều hòa để đảm bảo mực nước cho bơm hoạt động là 0,5m. Thể tích cần thiết V = 0,5 * 8.03 + 20.08 = 24.1 (m3) Mực nước cao nhất cách đáy bể (m) Chọn chiều cao an toàn là 0,5m. Do đó, chiều cao tổng cộng là: H = hmax + h antoàn = 3+ 0,5 = 3.5 (m) Thể tích xây dựng của bể điều hòa V = b * l * H =2 * 4* 3,5 = 28 (m3) Lượng khí cần thiết sục khí trong bể điều hòa Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi trong bể điều hòa cần cung cấp một lượng không khí thường xuyên. Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa Trong đó: + V: Thể tích bể điều hòa, m3 + : Tốc độ cấp khí trong bể điều hòa, m3/m3.h (Theo Trịnh Xuân Lai – 2000 – Thiết kế các công trình XLNT: vk = 0,01-0,015) Chọn =0,01 m3/m3.phút => = 16.8 (m3/h) Vận tốc khí trong ống chính là 10-15 m/s, chọn vống = 10 m/s Đường kính ống dẫn khí vào bể = 0,024(m) Chọn dống = 27 (mm) Đặt ống nhánh vuông góc với bể và chạy dọc theo chiều dài của bể. Chiều dài ống nhánh bằng chiều rộng của bể = 2m, khoảng cách giữa 2 ống nhánh là 0,5m. Số ống nhánh Nống (ống) Trong đó: + b: chiều rộng bể điều hòa (m) - Đường kính các lỗ trên ống nhánh 25mm, chọn - Vận tốc khí qua lỗ 520m/s, chọn = 10m/s - Diện tích 1 lỗ trên ống nhánh flỗ=1,256.10-5 - Tổng diện tích lỗ trên ống nhánh Flỗ - Số lỗ trên ống nhánh nlỗ (lỗ) - Số lỗ trên 1 ống nhánh = (lỗ) Ta chọn số lỗ là 12 Áp lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén Hc = hd + hc + hf + H Trong đó: + hd: Tổn thất áp lực cục bộ (m) + hf: Tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối (m), hf 0,5m; chọn hf = 0,4 + Tổng tổn thất hd, hc 0,4m, chọn hd + hc = 0,3 + H: chiều sâu lớp nước trong bể (m) => Hc = 0,3 + 0,4 + 3.5 = 4,2 (m) Năng suất yêu cầu của máy thổi khí không nhỏ hơn lượng khí cung cấp cho bể Áp lực của không khí Công suất của máy thổi khí (Theo hiệp hội tu nghiệp sinh hải ngoại Nhật Bản –1998– Lựa chọn, vận hành và bảo dưỡng máy bơm) Trong đó: + Pmáy : Công suất yêu cầu của máy nén khí (kW) + G: Trọng lượng của dòng không khí (kg/s) G = = 9,75.10-3 * 1,3 = 0.013 (kg/s) + R: hằng số khí, R = 8,314 KJ/Kmol.0K + T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào, T1 = 273 + 25 = 2980K + P1: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 = 1atm + P2: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = Hc + 1 = 0,46 + 1 =1,46 (atm) => (K= 1,395 đối với không khí) + e: hiệu suất của máy, chọn e = 0,7 => Pmáy = 0,96 (kW) Hiệu quả sau xử lý : Nồng độ cặn lơ lửng giảm 10%, còn lại 188– (188*10%) = 169.2 (mg/l) Nồng độ BOD5 giảm 5% , còn lại 215.04 – (215.04*5%) =204,3 (mg/l) Nồng độ NO3- giảm 5% , còn lại 75-(75*8%) = 68,2(mg/l) Bảng 4.16 : Số liệu thiết kế bể điều hòa STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài (l) m 4 2 Chiều rộng (b) m 2 3 Chiều cao tổng cộng (H) m 3,5 4 Đường kính ống dẫn khí vào bể () mm 27 5 Số ống nhánh () 3 6 Số lỗ trên 1 ống nhánh () 12 7 Đường kính 1 lỗ trên ống nhánh () mm 4 Bể Lọc Sinh Học có lớp vật liệu ngập nước Chức năng : Nước thải sau khi qua bể điều hòa đước dẫn vào bể sinh học có lớp vật liệu ngập nước . Các cặn bẩn có trong nước thải sẽ được giữ lại trên bề mặt của hạt vật liệu lọc cũng như trong các khe hở giữa các hạt vật liệu, hình thành nên một lớp màng – gọi là màng vi sinh. Oxi được cung cấp vào bể giúp vi sinh vật hấp thụ và oxi hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. Tính toán Nồng độ BOD5= 204,3 mg/l Tốc độ lọc < 3m/h dhạt = 2-5 mm Hiệu quả lọc : Trong đó : - So : Nồng độ BOD5 đnước vào bể lọc sinh học, So = 190 mg/l - S : Nồng độ BOD5 đnước ra bể lọc sinh học - F : chuẩn số : - KT = 0.2 x 1.047 T –20= 0.2 x 1.047(25 - 20)= 0.251 - T (oC): Nhiệt đđộ nước thải, T = 250C - Hvl: Chiều cao lớp vật liệu lọc, Hvl = 1.5 - 2m, Chọn Hvl =2m - B: Lưu lượng đđơn vị của không khí: 8 – 12 (m3không khí /m3nước thải). Chọn B = 10 (m3 không khí/m3nước thải - q: Tải trọng thuỷ lực (20-80 m /m .ng), chọn q = 50 (m /.ng) - α, β: Phụ thuộc vào qđơn vị của không khí vào chuẩn số F. Chọn α = 1.51, β = 0 B F α β 8 ≤ 0.662 ≤ 0.662 1.51 0.47 0.47 10 ≤ 0.85 ≤ 0.85 1.2 0.4 0.13 0.83 12 ≤ 1.06 ≤ 1.06 1.1 0.2 0.19 1.15 Nồng độ BOD ra khỏi bể lọc sinh học : => 20,4 mg/l Thể tích tổng cộng của bể lọc sinh học tiếp xúc là: 20,6 m3 Trong đó: Qtb.ngày : lưu lượng nước thải trong bình, Qtb.ngày = 60m3/ngày S0: Nồng độ CBOD đầu vào, C = 204,3 mg/l S: Nồng độ CBOD đầu ra C = 20,4 mg/l NO : Năng lực oxy hĩa của bể lọc, NO = 550 gO2/m3 ngàyđêm (Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết ) Diện tích hưu ích của bể là: Trong đó : - n : Số ngăn của bể lọc sinh học. Chọn n = 1 Chọn chiều dài của bể L = 5m, chiều rộng R = 2.1m - Chiều cao phần đáy h1 = 0.5 m - Chiều cao lớp vật liệu Hvl = 2 m - Chiều cao dành cho vật liệu dãn nở h2 = 1 m - Chiều cao phần chứa nước rửa h3 = 1 m - Chiều cao bảo vệ hbv = 0.5 m Tổng chiều cao bể lọc: H = Hvl + h1 + h2 + h3 + hbv = 2 + 0.5 + 1 + 1 + 0.5 = 5m Lượng khí cần thiết - Lưu lượng khơng khí cần cung cấp cho bể điều hòa Lk=BxQmaxh Trong đó : B: Lưu lượng đđơn vị của không khí: 8 –12 (m3 không khí /m3 nước thải). Chọn B = 10 (m3không khí /m3nước thải) Qmaxh : Lưu lượng giờ lớn nhất, Qmaxh = 5.2 m3/h => Lk=10x5.2=52 m3/h Chọn hệ thống cung cấp khí bằng ống thép phân phối khí bằng đđĩa sục khí, đđược phân bố dọc theo chiều dài bể ( L= 5m ) cách nhau 1m. Như vậy có tất cả 5 ống. Lưu lượng khí trong mỗi ống: Qống = 5.2 m3/h Trong đó : vận tốc khí trong ống 10-15 m3/h . chọn Vống = 10 m/s Đường kính ống chính : Ta chọn D= 45mm - Chọn dạng đđĩa xốp: Đường kính : d = 300 mm Diện tích bề mặt : f = 0.07 m2 Cường đđộ khí 200 l/phút.đđĩa = 3.33 l/s - Số lượng đđĩa phân phối trong bể : Mđĩa = cái - Bố trí hệ thống sục khí: Chiều rộng :B = 2.1 m Chiều dài : L =5 m Số lượng đđĩa 15 chia làm 5 hàng, mỗi hàng 3 đĩa đđược phân bố đđều cách mặt nền của bể 0.2 xác định công suất thổi khí: Trong đó : Lkhí : Lưu lượng khí cần cung cấp. Lkhí = 0.23 (m3 /s) n: Hiệu suất máy bơm: Chọn n = 75% p: Ap lực của khơng khí nén Trong đó : Hd = hd + hd + hf + H hd: Tổn thất do ma sát hc: Tổn thất cục bộ ống hd + hc ≤ 0.4 ⇒Chọn hd + hc = 0.4 hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối khí. hf ≤ 0.5⇒Chọn hf = 0.5 H: Chiều cao hữu ích của bể, H = 4.5 m ⇒Hd = 0.4 + 0.5 + 4.5 = 5.4 m Vậy công suất thổi khí là : => 13,35 KW/h - Công suất của máy thổi khí : Ntt= 1.2 xW = 1.2 x 13,35 = 16 KW/h Ta chọn 2 máy thồi khí cung cấp cho bể lọc sinh học và bể điều hòa . Bảng 4.17 : Các thông số thiết kế bể lọc sinh học STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thống kê 1 Chiều dài bể (L) (m) 5 2 Chiều rộng bể (B) (m) 2.1 3 Chiều cao bể tổng cộng (H) (m) 5 4 Chiều cao lớp vật liệu (hVL) (m) 2 Bể lắng II Chức năng Bể lắng II có nhiệm vụ giữ lại các màng VSV lại bể dưới dạng cặn lắng. Vì công suất xử lý nhỏ nên chọn bể lắng II là bể lắng đứng. Tính toán Kích thước của bể - - Diện tích mặt bằng của bể: Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải bằng 60 m3/ngày = 2.5 m3/h. : hệ số tuần hoàn, chọn = 0,75. C0 : Nồng độ bùn duy trì trong bể aerotank. C0= X/= 2000/0,7 = 2850 (g/m3), do độ tro của cặn là 0,3.5 Ct : nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn, Ct = 10000(mg/l). VL : vận tốc lắng. Với CL= ½*Ct = 5000 (g/m3). Nồng độ bùn ở bề mặt phân chia lắng. Vmax: vận tốc lắng cực đại, Vmax=7 m/h. - Diện tích tổng cộng của bể( kể cả diện tích buồn phân phối trung tâm): - Đường kính của bể: - Đường kính buồng phân phối trung tâm (m - Chiều sâu lớp nước trong bể lắng đứng II: h1= v2.t = 0,0005 . 1,5. 3600 = 2,7 (m) với t: thời gian lắng của bể lắng đứng II, t = 1,5h (điều 6.5.6 – TCXD 51 -2006) - chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng: hn = h2 + h3 = Với: h2: chiều cao lớp trung hoà, m h3: chiều cao giả định lớp cặn lắng của bể, m D: đường kính bể, m dn: đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0,3(m). a: góc nghiêng của đáy bể so với phương ngang, lấy không nhỏ hơn 500, chọn a=500 (điều 6.5.9 – TCXD 51-2006) hn= (m) - Chọn chiều cao ống trung tâm bằng ½ chiều cao vùng lắng = 2.7/2 = 1.35(m) Đường kính miệng loe ống trung tâm (d1) bằng chiều cao ống loe (h) h = d1 = 1,35.d = 1,35.0,305= 0.41 (m) - Đường kính tấm chắn hình nón d2 = 1,3 . d1 = 1,3.0,408=0,53(m) góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn với mặt phẳng ngang lấy bắng 170. - Khoảng cách từ miệng loe ống trung tâm đến tấm chặn : l= (m) Với: vk:vận tốc dòng nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm chắn, vk£15mm/s, chọn vk= 15mm/s. (theo Hoàng Huệ) - Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng: H=h1 + hn + h0 = 2,7 +1,1 +0,3 = 4,1 (m) Với h0: chiều cao an toàn, h0 = 0,3(m). Máng thu nước Máng thu nước đặt theo chu vi vành trong của bể, đường kính của máng bằng 0,8 lần đường kính của bể Dmáng =0,8.D = 0,8 . 2,39 = 1,912 (m) - Chiều dài máng thu nước (m) - Tải trọng máng thu nước trên 1m chiều dài của máng (m3/mdài.ngày) Lượng cặn tích lũy trong bể lắng - Nồng độ bùn trong bể lắng (mg/l) = 3,525 (kg/m3) - Thể tích bùn trong 1 ngày Trong đó: + K: Khối lượng bùn xả trong 1 ngày (kg/ngày) => (m3) - Chọn chu kỳ xả cặn là 2h, thể tích phần chứa bùn cần thiết (m3) Bảng 4.18: Kích thước xây dựng bể lắng II STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều cao tổng cộng của bể (H) m 4,1 2 Chiều cao đáy nón (hn) m 1,1 3 Đường kính bể (D) m 2.13 4 Đường kính miệng loe ống trung tâm (d1) m 0,22 5 Đường kính tấm chắn (d2) m 0,3 6 Đường kính máng thu nước (Dmáng) m 1.7 Bể khử trùng Chức năng Sau khi qua bể lắng II, nước thải đã được kiểm soát các chỉ tiêu hóa, lý và giảm được phần lớn các vi sinh vật gây bệnh có trong nước thải, nhưng vẫn chưa an toàn cho nguồn tiếp nhận. Do đó, cần có khâu khử trùng trước khi thải ra ngoài. Bể khử trùng có nhiệm vụ trộn đều hóa chất với nước thải, tạo điều kiện tiếp xúc và thời lưu đủ lâu để oxy hóa các tế bào vi sinh vật. Tính toán Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải Đối với trạm xử lý có lưu lượng Q < 1000 m3/ngđ thì sử dụng Clorua vôi để khử trùng. Liều lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải: a = 3g/m3(đối với nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn) , (theo Trần Hiếu Nhuệ). - Lượng Clo lớn nhất cần thiết cho khử trùng nước thải (kg/h) Trong đó: + Qhmax: Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giờ, m3/h + a: Liều lượng Clo hoạt tính, g/m3 - Lượng Clo hoạt tính trung bình: (kg/h) - Thể tích hữu ích thùng đựng Clo: Với : b: nồng độ dung dịch Clorua vôi, b=2,5% p: hàm lượng Clo hoạt tính trong Clorua vôi, p = 20% - Thể tích tổng của thùng chứa: Wtc = 1,15W = 1,15.0,036= 0,0414 (m3) = 41,4 (lít). - Chọn 1 thùng 100lít có bán sẵn trên thị trường. - Lượng Clorua vôi 2,5% lớn nhất cung cấp qua bơm định lượng: qmax= - Bơm hóa chất được chọn có dãy thang điều chỉnh lưu lượng trong khoảng (0,05 – 0,3)l/p và số máy bơm được chọn là 2 bơm (1 bơm công tác, 1 bơm dự phòng). Thể tích bể V = Q . t, (m3) Trong đó: + Q: Lưu lượng nước thải theo giờ, m3/h + t: Thời gian lưu nước trong bể, h; chọn t = 30 phút = 0,5h V = 2,5 . 0,5 = 1,25 (m3) Kích thước của bể Chiều rộng của bể , (m) Trong đó: + h: Chiều cao công tác của bể, m; chọn h = 1,5m + L: Chiều dài của bể, m; chọn L = 1,2m => (m) Chiều dài thực tế của bể là : Lbể = L+ 3*dvách ngăn = 1.2+3*0.1=1.5 m Trong đó : dvách ngăn là chiều dày của vách ngăn. Chọn chiều cao bảo vệ (hbv) = 0,5m Chiều cao tổng cộng của bể H = h + hbv = 1,5 + 0,5 = 2 (m) Vách ngăn - Chiều dài vách ngăn bằng 2/3 chiều rộng của bể (m) - Chọn 3 vách ngăn trong bể. Vậy khoảng cách giữa các vách ngăn là: (m) Bảng 4.19 : Kích thước xây dựng bể khử trùng STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài của bể (L) m 1,5 2 Chiều rộng của bể (B) m 0.7 3 Chiều cao tổng cộng của bể (H) m 2 4 Chiều dài vách ngăn (B1) m 0,47 5 Khoảng cách giữa các vách ngăn (l) m 0,3 6 Số vách ngăn vách 3 BỒN LỌC ÁP LỰC Nhiệm vụ Bể lọc áp lực là bể lọc kín, quá trình lọc xảy ra nhờ lớp áp lực nước phía trên lớp vật liệu lọc. Dùng để giữ lại một phần hay toàn bộ lượng cặn có trong nước, khử các hạt mịn vô cơ hoặc hữu cơ, những cặn lơ lửng và kết tủa chưa lắng được ở công trình trước. Sử dụng các vật liệu lọc than Anthracite và cát thạch anh kết hợp với máy nén khí tạo áp lực cho nước. Tính toán Tính toán kích thước bể Chọn bể lọc áp lực 2 lớp: (1) Than Anthracite và (2) Cát thạch anh. Chọn: Chiều cao lớp cát h1 = 0.3m, cóđđường kính hiệu quả de = 0.5m, hệ số đồng nhất U = 1.4m Chiều cao lớp than Anthracite h2 = 0.5m, có đường kính hiệu quả de = 1.1m, hệ số đđồng nhất U = 1.73 Tốc đđộ lọc v = 9 m/h và số bể lọc n = 2 Bảng 4.20 : Tốc độ rửa ngược bằng nước và khí đối với bể lọc cát và lọc Anthratice Vật liệu lọc Đặc tính vật liệu lọc Tốc độ rửa ngược, m3/m2phút Đường kính hiệu quả de, mm Hệ số đồng nhất U Nước Khí Cát Anthracite 0.50 0.70 1.00 1.49 2.19 1.10 1.34 2.00 1.40 1.40 1.40 1.40 1.30 1.73 1.49 1.53 0.15 0.26 0.41 0.61 0.81 0.29 0.41 0.61 0.5 0.8 1.3 2.0 2.6 0.7 1.3 2.0 Diện tích bề mặt bể lọc: Trong đđó : Qh : lưu lượng nước thải theo giờ. V : vận tốc lọc Đường kính bể lọc áp lực: Khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến miệng phễu thu nước rửa: Trong đó: HVL : chiều cao lớp vật liệu lọc E : độ giãn nở lớp vật liệu lọc khi rửa ngược, e = 0.25 ÷ 0.5, chọn e = 0.5 Chiều cao tổng cộng bể lọc áp lực: Trong đó: Hbv : chiều cao an toàn, hbv = 0.25m hthu : chiều cao phần thu nước (tính từ mặt chụp lọc đến đáy bể), hthu = 0.3m Dựa vào bảng trên và đường kính hiệu quả của cát và thanh Anthracite có thể chọn tốc độ rửa nước vn = 0.21 m3/m2phút, và tốc độ rửa khí vkhí = 0.61 m3/m2phút Rửa ngược chia làm 3 giai đoạn: Rửa khí có tốc độ vkhí = 0.61 m3/m2phút trong thời gian t = 2 phút Rửa khí và nước trong thời gian t = 4 phút Rửa ngược bằng nước trong khoảng thời gian t = 4 phút, với tốc độ vn = 0.21 m3/m2phút Lượng nước cần thiết để rửa ngược cho một bể lọc: bể Lưu lượng bơm nước rửa ngược: Lưu lượng bơm khí rửa ngược: Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc sạch (đầu chu kỳ lọc) được xác định theo công thức Hazen: Trong đó: C : hệ số nén ép, C = 600 ÷ 1200 tùy thuộc vào tính đồng nhất và sạch, chọn C = 1000 t0 : nhiệt độ nước, 0C de : đường kính hiệu quả, mm vh : tốc độ lọc, m/ngày L : chiều dày lớp vật liệu lọc Đối với lọc cát: Đối với lớp lọc Anthracite: Tổn thất áp lực qua 2 lớp vật liệu lọc: Tính máy thổi khí Áp lực cần thiết của máy thổi khí: H = 1,5 at. Công suất của máy thổi khí: Trong đó : G : Trọng lượng dòng không khí. G = Lkhí rkhí = 0,11,3 = 0,221 kg/s; R : Hằng số khí R = 8,314 KJ/K.mol oK; T1 : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1 = 273 + 25 = 298 oK; P1 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1 = 1 atm; P2 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = 1,5 atm; (K = 1,395 đối với không khí); 29,7 : Hệ số chuyển đổi; e : Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7. =0.6 Hp Chọn máy thổi khí có công suất 0.5-1 Hp. Tính bơm rửa ngược Trong bể đặt 2 bơm chìm (1 làm việc và 1 dự phòng) lưu lượng 2.5m3/h. Cột áp bơm: H = 10 m. Công suất bơm : kw =5,9 Hp Chọn bơm có công suất 6 Hp. Trong đó qb: Lưu lượng bơm, qb = 0,035 m3/s; : Khối lượng riêng của dung dịch. g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2; H: Cột áp bơm, H =10 m; : Hiệu suất chung của bơm = 0,72 – 0,93. Chọn h = 0,8. Bảng 4.21: các thông số thiết kế bể lọc áp lực STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 3 4 Đường kính bể Chiều cao bể Chiều cao lớp cát Chiều cao lớp thanh Anthracite m m m m 0.6 2 0.3 0.5 Bể chứa bùn . Chức năng Bể chứa bùn có nhiệm vụ chứa bùn hoạt tính dư từ bể lắng II. Bùn sau khi nén xuống tại bể chứa bùn được định kì bơm ra ngoài và làm phân bón cho cây xanh trong khu du lịch. Tính toán Tính lượng cặn dẫn đến bể nén bùn - Lượng bùn hoạt tính xả ra từ bể lắng II G1 = Px = 7,4 (kg/ngđ) - Lượng bùn cực đại từ bể lắng II dẫn đến bể chứa bùn là G’ = K . G1 = 1,2.7,4 = 8,88 (kg/ngđ) Với: + K: Hệ số không điều hòa tháng của bùn hoạt tính dư, K = 1,151,2. Chọn K =1,2 - Thể tích bùn từ bể lắng II đưa vào bể chứa bùn V1=(m3/ngày) Trong đó: cặn trong bể tách lắng II nồng độ cặn là 1%, tỷ trong 1,005, cặn hữu cơ 60%. Kích thước bể chứa bùn - Thể tích bể chứa bùn: W=Vbùn. t Với: t: thời gian lưu bùn trong bể, t=5 ngày. W=0,88 . 5 = 4,4 (m3). Bể chứa bùn được thiết kế dạng hình vuông trên mặt bằng, phần đáy bể được thiết kế với độ dốc 45% để tiện cho quá trình tháo bùn. Chọn kích thước bể chứa bùn: L * B * H = 2 . 2 . 2,3(m) Bảng 4.22 : Kích thước xây dựng bể chứa bùn STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài bể m 2 2 Chiều rộng bể m 2 3 Chiều cao tổng cộng của bể (H) m 2.3