Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải đô thị 1200000 dân

TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI ÑOÂ THÒ 1200000 DAÂN. I. NHIEÄM VUÏ THIEÁT KEÁ VAØ CAÙC SOÁ LIEÄU CÔ SÔÛ. · Tieâu chuaån thoaùt nöôùc q: - Tieâu chuaån thoaùt nöôùc trung bình: qtb = 220 L/ngöôøi.ngñ - Tieâu chuaån thoaùt nöôùc lôùn nhaát trong 1 ngaøy ñeâm: qmax = Kngñ ´ qtb = 1,2 ´ 220 = 264 L/ng.ngñ (Kngñ = 1,2 – 1,4) · Caùc soá lieäu thuûy vaên vaø chaát löôïng nöôùc cuûa nguoàn tieáp nhaän nöôùc thaûi – soâng Ñoàng Nai (nguoàn loaïi A) vôùi caùc soá lieäu sau: - Löu löôïng trung bình cuûa nöôùc soâng: Qs = 40 m3/s - Vaän toác doøng chaûy trung bình: Vtb = 0,5 m/s - Ñoä saâu trung bình: Htb = 32 m - Haøm löôïng chaát lô löûng trong nöôùc soâng: bs = 12 mg/L - Haøm löôïng oxy hoøa tan: Os = 4,8 mg/L - Nhu caàu oxy sinh hoùa : Ls = 4,3 mg/L - Nhieät ñoä trung bình cuûa nöôùc soâng: T = 270C · Caùc soá lieäu veà thôøi tieát, ñòa chaát thuûy vaên vaø ñòa chaát coâng trình: - Nhieät ñoä trung bình naêm cuûa khoâng khí: 250C - Höôùng gioù chuû ñaïo trong naêm: Ñoâng – Nam - Möïc nöôùc ngaàm cao nhaát ôû khu vöïc ñang xeùt: 7m - Caáu taïo ñòa chaát ôû vuøng xaây döïng traïm xöû lyù: · Yeâu caàu cô baûn veà chaát löôïng nöôùc thaûi sau khi xöû lyù xaû vaøo soâng Ñoàng Nai nhö sau: - pH: 6-9 - Chaát lô löûng: khoâng vöôït quaù 22 mg/L. - NOS20 : khoâng vöôït quaù 15 ¸ 20 mg/L - Caùc chaát nguy haïi: khoâng vöôït quaù caùc giôùi haïn cho pheùp. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO II. XAÙC ÑÒNH CAÙC THOÂNG SOÁ TÍNH TOAÙN: 1. Xaùc ñònh löu löôïng nöôùc thaûi: · Löu löôïng trung bình ngaøy ñeâm cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït (Qtb-ngñ): 264000 1000 1200000220 1000 = ´ = ´ =- NqQ tbngdtb m 3/ngñ Trong ñoù: qtb : Tieâu chuaån thoaùt nöôùc trung bình, qtb = 220 L/ngöôøi.ngñ N: Daân soá cuûa Thaønh phoá, N = 1200000 ngöôøi. · Löu löôïng trung bình giôø (Qtb-giôø): 11000 241000 1200000220 241000 = ´ ´ = ´ ´ =- NqQ tbhtb m 3/h · Löu löôïng trung bình giaây (Qtb-s): 3056 360024 1200000220 360024 = ´ ´ = ´ ´ =- NqQ tbstb L/s · Löu löôïng lôùn nhaát ngaøy ñeâm (Qmax-ngñ) 316800 1000 1200000264 1000 max max = ´ = ´ =- NqQ ngd m 3/ngñ Trong ñoù: qmax = Tieâu chuaån thoaùt nöôùc lôùn nhaát, qmax = 264 L/ngöôøi.ngñ · Löu löôïng lôùn nhaát giôø (Qmax-h): Qmax-h = Qtb-h ´ Kch = 11000 ´ 1,15 = 12650 m3/h Trong ñoù: Kch: Heä soá khoâng ñieàu hoøa chung cuûa nöôùc thaûi laáy theo quy ñònh ôû ñieàu 2.1.2 – TCXD 51-84 · Löu löôïng lôùn nhaát giaây: (Qmax-h) Qmax-s = Qtb-s ´ Kch = 3056 ´ 1,15 = 3514,4 L/s TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO BAÛNG 1: PHAÂN BOÁ LÖU LÖÔÏNG TOÅNG COÄNG CUÛA NÖÔÙC THAÛI SINH HOAÏT THEO TÖØNG GIÔØ TRONG NGAØY ÑEÂM Nöôùc thaûi sinh hoaït Caùc giôø % QSH m3 0-1 1,85 4884 1-2 1,85 4884 2-3 1,85 4884 3-4 1,85 4884 4-5 1,85 4884 5-6 4,80 12672 6-7 5,00 13200 7-8 5,00 13200 8-9 5,65 14916 9-10 5,65 14916 10-11 5,65 14916 11-12 5,25 13860 12-13 5,00 13200 13-14 5,25 13200 14-15 5,65 14916 15-16 5,65 14916 16-17 5,65 14916 17-18 4,85 12804 18-19 4,85 12804 19-20 4,85 12904 20-21 4,85 12804 21-22 3,45 9108 22-23 1,85 4884 23-24 1,85 4884 Toång coäng 100 264000 TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Theo baûng 1 (Phaân boá löu löôïng nöôùc thaûi sinh hoaït), ta coù: · Löu löôïng nöôùc thaûi lôùn nhaát theo giôø: Qmax-h = 14916 m3/h · Löu löôïng nöôùc thaûi lôùn nhaát theo giaây: 3,4243 6,3 14916 6,3 max max === - - h s QQ L/s · Löu löôïng nöôùc thaûi nhoû nhaát theo giôø: Qmin-h = 4884 m3/h · Löu löôïng nöôùc thaûi nhoû nhaát theo giaây: 1357 6,3 4884 6,3 min min === - - h s QQ L/s 2. Xaùc ñònh noàng ñoä baån cuûa nöôùc thaûi: · Haøm löôïng chaát lô löûng trong nöôùc thaûi sinh hoaït: 250 220 1000551000 = ´ = ´ = tb ss SH q n C mg/L Trong ñoù: nss = Taûi löôïng chaát lô löûng cuûa NTSH tính cho moät ngöôøi trong ngaøy ñeâm theo TCXD 51-84, nss = 55g/ng.ngñ qtb: tieâu chuaån thoaùt nöôùc, qtb = 220 L/ng.ngñ · Haøm löôïng NOS5 trong nöôùc thaûi sinh hoaït: 36,136 220 1000301000 = ´ = ´ = tb NOS SH q nL mg/L Trong ñoù: nNOS = Taûi löôïng chaát baån theo NOS5 cuûa NTSH tính cho moät ngöôøi trong ngaøy ñeâm theo TCXD 51-84, nNOS = 30 g/ng.ngñ 3. Möùc ñoä caàn thieát ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït: - Ñeå löïa choïn phöông phaùp vaø coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi thích hôïp baûo ñaûm hieäu quaû xöû lyù ñaït tieâu chuaån xaû vaøo soâng Ñoàng Nai (nguoàn loaïi A) vôùi caùc yeâu caàu cô baûn: · Haøm löôïng chaát lô löûng: khoâng vöôït quaù 22 mg/L TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO · NOS5: khoâng vöôït quaù 15 ¸ 20 mg/L - Möùc ñoä caàn thieát xöû lyù nöôùc thaûi thöôøng ñöôïc xaùc ñònh theo: · Haøm löôïng chaát lô löûng (phuïc vuï tính toaùn coâng ngheä xöû lyù cô hoïc) · Haøm löôïng NOS (phuïc vuï cho tính toaùn coâng trình vaø coâng ngheä sinh hoïc). - Möùc ñoä caàn thieát xöû lyù nöôùc thaûi theo chaát lô löûng: %2,91%100 250 22250%100 =´-=´ - = SH SH C mC D Trong ñoù: m: Haøm löôïng chaát lô löûng cuûa nöôùc thaûi sau xöû lyù cho pheùp xaû vaøo nguoàn nöôùc, m = 22mg/L CSH: Haøm löôïng chaát lô löûng trong nöôùc thaûi, CSH = 250mg/L - Möùc ñoä caàn thieát xöû lyù nöôùc thaûi theo NOS5: %90%100 36,136 1536,136%1001 =´-=´ - = SH SH L LLD Trong ñoù: L1: Haøm löôïng NOS5 cuûa nöôùc thaûi sau xöû lyù cho pheùp xaû vaøo nguoàn nöôùc, L1 = 15mg/L LSH: Haøm löôïng chaát lô löûng trong nöôùc thaûi, LSH = 250mg/L III. TÍNH TOAÙN COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI: Tính toaùn coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi bao goàm caùc noäi dung sau: § Löïa choïn sô ñoà coâng ngheä cuûa traïm xöû lyù; § Tính toaùn caùc coâng trình ñôn vò; § Tính toaùn chi phí xöû lyù. 3.1. Löïa choïn sô ñoà coâng ngheä cuûa traïm xöû lyù: Vieäc löïa choïn sô ñoà coâng ngheä cuûa traïm xöû lyù döïa vaøo caùc yeáu toá cô baûn sau: § Coâng suaát cuûa traïm xöû lyù; § Thaønh phaàn vaø ñaëc tính cuûa nöôùc thaûi TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO § Möùc ñoä caàn thieát xöû lyù nöôùc thaûi § Tieâu chuaån xaû nöôùc thaûi vaøo caùc nguoàn tieáp nhaän töông öùng § Phöông phaùp söû duïng caën § Ñieàu kieän maët baèng vaø ñaëc ñieåm ñòa chaát thuûy vaên khu vöïc xaây döïng traïm xöû lyù nöôùc thaûi § Caùc chæ tieâu kinh teá kyõ thuaät khaùc. Þ Phöông aùn xöû lyù: goàm caùc giai ñoaïn xöû lyù vaø caùc coâng trình xöû lyù ñôn vò nhö sau: Ø Xöû lyù cô hoïc: - Ngaên tieáp nhaän. - Song chaén raùc + maùy nghieàn raùc. - Beå laéng caùt + saân phôi caùt - Beå laéng ly taâm (ñôït I) Ø Xöû lyù sinh hoïc: - Aerotank (vi sinh vaät lô löûng – buøn hoaït tính) - Beå laéng ly taâm (ñôït II) Ø Xöû lyù caën: - Beå neùn buøn - Beå meâtan - Laøm raùo nöôùc ôû saân phôi buøn Ø Khöû truøng vaø xaû nöôùc thaûi sau xöû lyù ra soâng: - Khöû truøng nöôùc thaûi - Beå troän vaùch ngaên coù loã - Beå tieáp xuùc - Coâng trình xaû nöôùc thaûi sau xöû lyù ra soâng. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO SÔ ÑOÀ TÍNH TOAÙN COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI CHO HU ÑOÂ THÒ 1200000 DAÂN. Chuù thích: 1. Ngaên tieáp nhaän 2. Song chaén raùc 2’. Maùy nghieàn raùc 3. Beå laéng caùt 3’. Saân phôi caùt 4. Beå laøm thoaùng sô boä 5. Beå laéng ly taâm (ñôït I) 6. Beå Aeroten 7. Beå laéng ly taâm (ñôït II) 8. Möông troän clo vôùi nöôùc thaûi 9. Beå tieáp xuùc 10. Nguoàn tieáp nhaän 11. Beå meâtan 12. Beå chöùa khí sinh vaät 13. Noài hôi 14. Beå neùn buøn 15. Saân phôi buøn 16. Traïm khí neùn. (a). Raùc daãn vaøo maùy nghieàn raùc (b),(c) raùc ñaõ nghieàn daãn ñeán tröôùc SCR hoaëc beå meâtan (d)hoãn hôïp caùt - nöôùc (e) caën töôi (f)khí sinh vaät (g) khí ñoát (h) hôi noùng (i) Buøn hoaït tính tuaàn hoaøn (k) Buøn hoaït tính dö (l) Caën ñaõ ñöôïc leân men (m) Nöôùc taùch töø saân phôi buøn 1 2 1 2 3 3 5 7 A (6) 8 9 10 11 1 1 15 16 4 TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 3.2. Tính toaùn coâng ngheä vaø tính toaùn thuûy caùc coâng trình ñôn vò: 3.2.1 Tính toaùn ngaên tieáp nhaän nöôùc thaûi: Baûng 2: KÍCH THÖÔÙC CUÛA NGAÊN TIEÁP NHAÄN NÖÔÙC THAÛI Ñöôøng kính oáng aùp löïc, d(mm) Kích thöôùc cuûa ngaên tieáp nhaän Löu löôïng nöôùc thaûi Q (m3/h) 1 oáng 2oáng A B H H1 h h1 b 100¸200 250 150 1500 1000 1300 1000 400 400 250 250 300 200 1500 1000 1300 1000 400 500 354 400¸650 400 250 1500 1000 1300 1000 400 650 500 1000¸1400 600 300 2000 2300 2000 1600 750 750 600 1600¸2000 700 400 2000 2300 2000 1600 750 900 800 2300¸2800 800 500 2400 2300 2000 1600 750 900 800 3000¸3600 900 600 2800 2500 2000 1600 750 900 800 3600¸4200 1000 800 3000 2500 2300 1800 800 1000 900 Traïm bôm chính cuûa thaønh phoá seõ bôm nöôùc thaûi theo ñöôøng oáng aùp löïc ñeán ngaên tieáp nhaän cuûa traïm xöû lyù. Ngaên tieáp nhaän ñöôïc ñaët ôû vò trí cao ñeå nöôùc thaûi töø ñoù coù theå töï chaûy qua töøng coâng trình ñôn vò cuûa traïm xöû lyù. Döïa vaøo löu löôïng tính toaùn ñaõ ñöôïc xaùc ñònh: Qmax-h = 14916 m3/h vaø caùc soá lieäu löu löôïng nöôùc thaûi ghi ôû baûng 1, choïn 4 ngaên tieáp nhaän vôùi caùc thoâng soá ôû moãi ngaên nhö sau: · Ñöôøng oáng aùp löïc töø traïm bôm ñeán moãi ngaên tieáp nhaän: 2 oáng vôùi ñöôøng kính moãi oáng d = 800 mm · Kích thöôùc cuûa ngaên tieáp nhaän nhö sau: - A = 3000mm - B = 2500mm - H = 2300mm - H1 = 1800mm - h = 800mm - h1 = 1000mm - b = 900 mm TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 3.2.2. Tính toaùn song chaén raùc: Nhieäm vuï cuûa song chaén raùc laø giöõ laïi caùc taïp chaát coù kích thöôùc lôùn (chuû yeáu laø raùc). Ñaây laø coâng trình ñaàu tieân cuûa traïm xöû lyù nöôùc thaûi. Noäi dung tính toaùn song chaén raùc goàm caùc phaàn sau: - Tính toaùn möông daãn nöôùc thaûi töø ngaên tieáp nhaän ñeán song chaén raùc vaø möông daãn ôû moãi song chaén raùc. - Tính toaùn song chaén raùc. a) Tính toaùn möông daãn: Möông daãn nöôùc thaûi töø ngaên tieáp nhaän ñeán song chaén raùc coù tieát dieän hình chöõ nhaät coù B=1600mm, ñoä doác i = 0,0008 KEÁT QUAÛ TÍNH TOAÙN THUÛY LÖÏC MÖÔNG DAÃN NÖÔÙC THAÛI SAU NGAÊN TIEÁP NHAÄN Löu löôïng tính toaùn, L/s Thoâng soá thuûy löïc Qtb = 3056 Qmax = 4143,3 Qmin = 1357 Ñoä doác i Vaän toác v (m/s) Ñoä ñaày h (m) Chieàu ngang B (m) 0,0008 1,3 1,47 1,6 0,0008 1,38 1,88 1,6 0,0008 1,09 0,78 1,6 Choïn 5 song chaén raùc (4 coâng taùc vaø 1 döï phoøng) vôùi löu löôïng tính toaùn cuûa moãi song chaén raùc: Qtb = 3056 : 4 = 764 L/s Qmax = 4143,3 : 4 = 1035,8 L/s Qmin = 1357 :4 = 339,3 L/s Möông daãn nöôùc thaûi ôû moãi song chaén raùc coù tieát dieän vuoâng moãi caïnh B = 1400mm CAÙC THOÂNG SOÁ THUÛY LÖÏC CUÛA MÖÔNG DAÃN ÔÛ MOÃI SONG CHAÉN RAÙC Löu löôïng tính toaùn, L/s Thoâng soá thuûy löïc Qtb = 764 Qmax = 1035,8 Qmin = 339,3 Ñoä doác i Vaän toác v (m/s) Ñoä ñaày h (m) Chieàu ngang B (m) 0,0008 0,92 0,59 1,4 0,0008 1,0 0,74 1,4 0,0008 0,73 0,33 1,4 TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO b) Tính toaùn song chaén raùc: Song chaén raùc ñöôïc boá trí nghieâng 1 goùc 600 so vôùi phöông naèm ngang ñeå tieän khi coï röûa. Song chaén raùc laøm baèng theùp khoâng ræ, caùc thanh trong song chaén raùc coù tieát dieän hình troøn vôùi beà daøy 8mm, khoaûng caùch giöõa caùc khe hôû laø l = 16mm = 0,016m Chieàu saâu cuûa lôùp nöôùc ôû SCR laáy baèng ñoä ñaày tính toaùn cuûa möông daãn öùng vôùi Qmax,: h1 = hmax = 0,74 m. · Soá khe hôû cuûa song chaén raùc ñöôïc tính theo coâng thöùc: 36805,1 74,0016,01 103,4143 3 1 max =´ ´´ ´ =´ ´´ = - K hlv Qn khe Trong ñoù: n: Soá khe hôû Qmax : löu löôïng lôùn nhaát cuûa nöôùc thaûi, Qmax = 4,14 m3/s v: toác ñoä nöôùc chaûy lôùn nhaát qua song chaén raùc, v = 1,0 m/s l: Khoaûng caùch giöõa caùc khe hôû, l = 16mm = 0,016 m K: Heä soá tính ñeán möùc ñoä caûn trôû cuûa doøng chaûy do heä thoáng caøo cuûa raùc, K = 1,05 Coù 4 song chaén raùc coâng taùc neân soá khe hôû cuûa moãi song seõ laø: 92 4 368 1 ==n khe · Chieàu roäng cuûa song chaén raùc ñöôïc tính theo coâng thöùc: BS = s(n-1)+(l´n) = 0,008(92-1)+(0,016´92) = 2,2 m Trong ñoù: s: beà daøy cuûa thanh song chaén, thöôøng laáy s = 0,008 m · Kieåm tra vaän toác doøng chaûy ôû phaàn môû roäng cuûa möông tröôùc song chaén öùng vôùi Qmin ñeå khaéc phuïc khaû naêng laéng ñoïng caën khi vaän toác nhôû hôn 0,4 m/s sm hB Qv S /47,0 33,02,2 4,3 min min min =´ = ´ = Trong ñoù: Qmin: löu löôïng nhoû nhaát chaûy vaøo moãi SCR, Qmin=339,3/s=3,4m/s TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO · Toån thaát aùp löïc ôû song chaén raùc: cmmK g v hS 6,9096,0381,92 1628,0 2 2 1 2 max ==´ ´ ´=´´= x Trong ñoù: vmax: vaän toác cuûa nöôùc thaûi tröôùc song chaén öùng vôùi cheá ñoä Qmax, vmax = 1,0 m/s K1: heä soá tính ñeán söï taêng toån thaát do vöôùng maéc raùc ôû song chaén, K1 = 2¸ 3, choïn K1 = 3 x: heä soá söùc caûn cuïc boä cuûa song chaén ñöôïc xaùc ñònh theo CT: 628,060sin 016,0 008,083,1sin 0 3 4 3 4 =´÷ ø ö ç è æ´=´÷ ø ö ç è æ´= abx l s b: heä soá phuï thuoäc vaøo tieát dieän ngang cuûa thanh song chaén, choïn hình daïng tieát dieän song chaén raùc kieåu “b”, khi ñoù giaù trò b = 1,83 a: goùc nghieâng cuûa song chaén so vôùi höôùng cuûa doøng chaûy, a=600 · Chieàu daøi phaàn môû roäng tröôùc thanh chaén raùc L1: m tgtg BBL mS 1,1 202 4,12,2 2 01 = ´ - = - = j Trong ñoù: BS: chieàu roäng cuûa song chaén raùc, BS = 2,2m Bm: chieàu roäng cuûa möông daãn, Bm = 1,4 m j: goùc nghieâng choã môû roäng, thöôøng laáy j = 200. · Chieàu daøi phaàn môû roäng sau song chaén raùc: mLL 55,0 2 1,1 2 1 2 === · Chieàu daøi xaây döïng cuûa phaàn möông ñeå laép ñaët song chaén: L = L1 + L2 + LS =1,1 + 0,55 + 2 = 3,65 m Trong ñoù: LS: chieàu daøi phaàn möông ñaët SCR, LS³1m, choïn LS = 2m · Chieàu saâu xaây döïng möông ñaët song chaén: H = hmax + hS + 0,5 = 0,74 + 0,096 + 0,5 = 1,34 m TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Trong ñoù: hmax: ñoä ñaày öùng vôùi cheá ñoä Qmax, hmax = 0,74 m 0,5 = khoaûng caùch giöõa coát saøn nhaø ñaët SCR vaø möïc nöôùc cao nhaát hs: toån thaát aùp löïc ôû song chaén raùc, hs=0,096m · Khoái löôïng raùc laáy ra trong ngaøy ñeâm töø song chaén raùc: 3,26 1000365 12000008 10003651 = ´ ´ = ´ ´ = NaW m3/ngñ Trong ñoù: a: löôïng raùc tính cho ñaàu ngöôøi trong naêm, laáy theo ñieàu 4.1.11 – TCXD 51-84. Vôùi chieàu roäng khe hôû cuûa caùc thanh trong khoaûng 16¸20mm, laáy a=8 L/ng.naêm. N: soá daân cuûa thaønh phoá, N = 1200000 ngöôøi. · Troïng löôïng raùc ngaøy ñeâm ñöôïc tính theo coâng thöùc: P = W1 ´ G = 26,3 ´ 750 = 19725 kg/ngñ = 19,725 T/ngñ Trong ñoù: G:khoái löôïng rieâng cuûa raùc, G=750kg/m3 (ñieàu 4.1.11- TCXD 51-84 · Troïng löôïng raùc trong töøng giôø trong ngaøy ñeâm: hTKPP hh /644,1224 725,19 24 =´=´= Trong ñoù: Kh = heä soá khoâng ñieàu hoøa cuûa raùc, Kh=2 Raùc ñöôïc nghieàn nhoû ôû maùy nghieàn raùc (goàm 3 maùy, trong ñoù 2 coâng taùc vaø 1 döï phoøng, coâng suaát moãi maùy:0,8T/h) vaø sau ñoù daãn ñeán beå meâtan ñeå xöû lyù cuøng vôùi buøn töôi vaø buøn hoaït tính dö. · Löôïng nöôùc caàn cung caáp cho maùy nghieàn raùc laáy theo ñieàu 6.2.4 - TCXD 51-84: 40m3 cho 1 taán raùc. Qn = 40P = 40 ´ 19,725 = 789 m3/ngñ Quanh song chaén raùc cô giôùi ñaõ choïn coù boá trí loái ñi laïi coù chieàu roäng 1,2 m; coøn ôû phía tröôùc song chaén raùc 1,5m (ñieàu 4.1.15 – TCXD 51-84) · Haøm löôïng chaát lô löûng (CSH) vaø NOS5 (LSH) cuûa nöôùc thaûi sau khi qua song chaén raùc giaûm 4 %, coøn laïi: lmgCC SHSH /240100 )4100(250 100 )4100( = - = - = lmglmgLL SHSH /131/9,130100 )4100(36,136 100 )4100( »= - = - = TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 3.2.3 Tính toaùn Beå laéng caùt ngang: Beå laéng caùt ngang ñöôïc thieát keát ñeå loaïi boû caùc taïp chaát voâ cô khoâng hoøa tan nhö caùt, soûi, xæ, vaø caùc vaät lieäu raén khaùc coù vaän toác laéng lôùn hôn caùc chaát höõu cô coù theå phaân huûy trong nöôùc thaûi. Vai troø cuûa beå laéng caùt laø baûo veä caùc thieát bò maùy moùc khoûi bò maøi moøn, giaûm söï laéng ñoïng caùcvaät lieäu naëng ñoïng trong oáng, keânh möông daãn…, giaûm soá laàn suùc röûa caùc beå phaân huûy caën do tích tuï quaù nhieàu caùt. Beå laéng caùt ngang ñöôïc thieát keá ñeå duy trì vaän toác chuyeån ñoäng ngang cuûa doøng chaûy laø 0,3m/s vaø cuõng cung caáp ñuû thôøi gian löu nöôùc ñeå caùc haït caùt laéng ñeán ñaùy beå. Caùc haït caùt coù kích thöôùc d³0,21mm(coù khi d³0,15mm) ñöôïc giöõ laïi trong beå laéng caùt ngang. a) Tính toaùn thuûy löïc: möông daãn nöôùc thaûi töø song chaén raùc ñeán beå laéng caùt: döïa vaøo löu löôïng lôùn nhaát vaø döïa vaøo baûng tính toaùn thuûy löïc ñeå xaùc ñònh kích thöôùc cuûa möông daãn. KEÁT QUAÛ TÍNH TOAÙN THUÛY LÖÏC MÖÔNG DAÃN NÖÔÙC THAÛI ÑEÁN BEÅ LAÉNG CAÙT. Löu löôïng tính toaùn, L/s Thoâng soá thuûy löïc Qtb = 3056 Qmax = 4143,3 Qmin = 1357 Ñoä doác i Vaän toác v (m/s) Ñoä ñaày h (m) Chieàu ngang B (m) 0,0008 1,3 1,47 1,6 0,0008 1,38 1,88 1,6 0,0008 1,09 0,78 1,6 b) Tính toaùn beå laéng caùt ngang: Baûng 3: QUAN HEÄ GIÖÕA KÍCH THÖÔÙC THUÛY LÖÏC U0 VAØ ÑÖÔØNG KÍNH CUÛA HAÏT CAÙT Ñöôøng kính haït d,mm 0,1 0,12 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,5 Kích thöôùc thuûy löïc U0, mm/s 5,12 7,37 11,5 18,7 24,2 28,3 34,5 40,7 51,6 Theo phöông aùn ñang xeùt, caën töø beå laéng ñôït I seõ ñöôïc xöû lyù ôû beå meâtan baèng quaù trình sinh hoïc kî khí, do ñoù nhieäm vuï cuûa beå laéng caùt laø phaûi loaïi boû ñöôïc caùt coù côõ haït d=0,25mm ñeå traùnh aûnh höôûng ñeán quaù trình xöû lyù sinh hoïc kò khí. Khi ñoù U0=24,2 mm/s TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO · Chieàu daøi beå laéng caùt ngang ñöôïc tính theo coâng thöùc: m U HvK L 3,30 2,24 88,13,03,110001000 0 maxmax = ´´´ = ´´´ = Trong ñoù: vmax: toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa nöôùc thaûi ôû beå laéng caùt ngang öùng vôùi löu löôïng lôùn nhaát, vmax=0,3m/s (ñieàu 6.3.4 – TCXD 51-84) Hmax: ñoä saâu lôùp nöôùc trong beå laéng caùt ngang, coù theå laáy ñoä ñaày h trong möông daãn öùng vôùi Qmax, Hmax=1,88m U0: kích thöôùc thuûy löïc cuûa haït caùt, laáy theo baûng 3 K: heä soá thöïc nghieäm tinh ñeán aûnh höôûng caûu ñaëc tính doøng chaûy cuûa nöôùc ñeán toác ñoä laéng cuûa haït caùt trong beå laéng caùt. K=1,3 öùng vôùi U0=24,2mm/s vaø K=1,7 öùng vôùi U0=18,7 mm/s (ñieàu 6.3.3 – TCXD 51-84). · Dieän tích maët thoaùng F cuûa nöôùc thaûi trong beå laéng caùt ngang: 2 0 max 2,171 2,24 3,4143 m U QF === · Chieàu ngang toång coäng cuûa beå laéng caùt ngang: mm L FB 7,565,5 3,30 2,171 »=== Choïn beå laéng caùt ngang goàm 3 ñôn nguyeân, trong ñoù 2 ñôn nguyeân coâng taùc vaø 1 ñôn nguyeân döï phoøng. · Chieàu ngang moãi ñôn nguyeân: mBb 85,2 2 7,5 2 === · Theå tích phaàn chöùa caën cuûa beå laéng caùt ngang: 24 2 102,01200000 1000 = ´´ = ´´ = tPNWC m 3/ngñ Trong ñoù: N: soá daân cuûa thaønh phoá P: löôïng caùt giöõ laïi trong beå laéng caùt ngang cho 1 ngöôøi trong ngaøy ñeâm (ñieàu 6.3.5 – TCXD 51-84), P=0,02 L/ng.ngñ öùng vôùi heä thoáng thoaùt nöôùc rieâng hoaøn toaøn. t: chu kì xaû caùt, t £ 2 ngaøy ñeâm (ñeå traùnh söï phaân huûy cuûa caën), choïn t =1 ngaøy TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO · Chieàu cao lôùp caùt trong beå laéng caùt ngang trong moät ngaøy ñeâm: m nbL W h Cc 14,0285,23,30 24 = ´´ = ´´ = · Chieàu cao xaây döïng beå laéng caùt ngang: HXD = Hmax + hc + Hbv = 1,88 + 0,14 + 0,4 = 2,42 m Trong ñoù: Hbv = chieàu cao vuøng baûo veä cuûa beå laéng caùt ngang hoaëc khoaûng caùch töø möïc nöôùc ñeán thaønh beå, Hbv = 0,4 m · Kieåm tra laïi tính toaùn vôùi ñieàu kieän vmin ³ 0,15m/s smsm Hb Qv /15,0/3,0 78,085,22 357,1 2 min min min >=´´ = ´´ = Trong ñoù: Hmin=ñoä saâu lôùp nöôùc öùng vôùi Qmin (baèng ñoä ñaày h öùng vôùi Qmin), Hmin=0,78m Ñeå duy trì toác ñoä chaûy cuûa nöôùc ñöôïc oån ñònh trong beå laéng caùt ngang, ngöôøi ta xaây döïng moät ñaäp traøn ñænh roäng khoâng coù gôø ñaùy ôû cöûa ra. · Ñoä cheânh coát giöõa ñaùy beå laéng caùt ngang vaø ngöôõng traøn P: )(2,4 135,1 78,035,188,1 1 3 2 3 2 3 2 min 3 2 max m K hKh P q q = - ´- = - ´- = Trong ñoù: Kq: tyû soá cuûa löu löôïng lôùn nhaát vaø trung bình. 35,1 3056 3,4143max === tb q q qK hmax , hmin: chieàu saâu möùc nöôùc trong beå öùng vôùi qmax, qmin vaø toác ñoä chaûy v = 0,3m/s · Chieàu roäng ñaäp traøn: ( ) ( ) m hPgm qbd 7,0 88,12,481,9235,0 143,4 2 2 3 2 3 max max = +´´ = +´ = Trong ñoù: m = heä soá löu löôïng ñaäp traøn, m = 0,35 – 0,38 Caùt laéng ôû beå laéng caùt ñöôïc gom veà hoá taäp trung ôû ñaàu beå baèng thieát bò caøo caùt cô giôùi, töø ñoù thieát bò naâng thuûy löïc seõ ñöa hoãn hôïp caùt-nöôùc ñeán saân phôi caùt. Ñeå daãn caùt ñeán saân phôi caùt baèng thieát bò naâng thuûy löïc, caàn pha loaõng caùt vôùi nöôùc thaûi sau xöû lyù vôùi tæ leä 1:20 theo troïng löôïng caùt. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO - Nöôùc coâng taùc do maùy bôm vôùi aùp löïc 2-3at; - Thôøi gian moãi laàn xaû caùt daøi 30 phuùt; - Ñoä aåm cuûa caùt: 60% - Troïng löôïng theå tích cuûa caùt: 1,5T/m3 · Löôïng nöôùc coâng taùc caàn thieát cho thieát bò naâng thuyû löïc: Qct = Wc ´ 1,5 ´ 20 = 24´1,5´20 = 720 m3/ngaøy Caùt laáy ra khoûi beå laéng caùt coù chöùa moät löôïng nöôùc ñaùng keå, do ñoù caàn laøm raùo nöôùc trong caùt ñeå deã daøng vaän chuyeån ñi nôi khaùc. Quaù trình laøm raùo nöôùc ñöôïc tieán haønh ôû saân phôi caùt. · Haøm löôïng chaát lô löûng (C’)vaø NOS5 (L’)cuûa nöôùc thaûi sau khi qua beå laéng caùt giaûm 5% vaø coøn laïi: LmgCC SHSH /228100 )5100(240 100 )5100(' =-= - = LmgLL SHSH /45,124100 )5100(131 100 )5100(' =-= - = c) Tính toaùn saân phôi caùt: Nhieäm vuï cuûa saân phôi caùt laø laøm raùo nöôùc trong hoãn hôïp caùt-nöôùc ñeå deã daøng vaän chuyeån caùt ñi nôi khaùc. · Dieän tích höu ích cuûa saân phôi caùt ñöôïc tính theo coâng thöùc: 21752 51000 36502,01200000 1000 365 m h PNF = ´ ´´ = ´ ´´ = Trong ñoù: H= chieàu cao lôùp buøn caùt trong naêm, h = 4-5m/naêm (khi laáy caùt ñaõ phôi theo chu kyø) Choïn saân phôi caùt goàm 8 oâ, dieän tích moãi oâ: 1752:8 = 219 m2 Kích thöùôc moãi oâ trong maët baèng: L ´ B= 25 ´ 8,76 (m) 3.2.4 Tính toaùn beå laéng ly taâm (ñôït I): Nhieäm vuï cuûa beå laéng ñôït I laø loaïi boû caùc taïp chaát lô löûng coøn laïi trong thaûi sau khi ñaõ qua caùc coâng trình xöû lyù tröôùc ñoù. ÔÛ ñaây caùc chaát lô löûng coù tyû troïng lôùn hôn tyû troïng cuûa nöôùc seõ laéng xuoáng ñaùy, caùc chaát coù tyû troïng nheï hôn seõ noåi leân maët nöôùc vaø seõ ñöôïc thieát bò gaït caën taäp trung ñeán hoá ga ñaët ôû beân ngoaøi beå. Haøm löôïng chaát lô löûng ñôït I caàn ñaït £ 150mg/L TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO · Theå tích toång coäng cuûa beå laéng ñôït I ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: W = Qmax-h ´ t = 14916 ´ 1,5 = 22374 m3 Trong ñoù: Qmax-h: löu löôïng lôùn nhaát giôø, Qmax-h = 14916 m3/h t: thôøi gian laéng ñoái vôùi beå laéng ñôït I coù theå laáy baèng 1,5h. · Choïn 6 beå coâng taùc vaø 1 beå döï phoøng, theå tích cuûa moãi beå : 3 1 37296 22374 6 mWW === · Dieän tích cuûa moãi beå trong maët baèng: 2 1 1 1 5,8474,4 3729 m H WF === Trong ñoù: H1: chieàu saâu vuøng laéng cuûa beå laéng ly taâm coù theå laáy töø 1,5 ñeán 5,0m. Tæ leä giöõa ñöôøng kính D vaø chieàu saâu vuøng laéng (D:H1) laáy trong khoaûng töø 6 ñeán 12 (TCXD 51-84), choïn H1 = 4,4 m · Ñöôøng kính cuûa beå laéng li taâm ñöôïc tính theo coâng thöùc: mmFD 3386,32 14,3 5,84744 1 »=´== p · Chieàu cao xaây döïng cuûa beå laéng ñôït I: Hxd = H + h1 + h2 +h3 = 4 + 0,3 + 0,4 + 0,3 = 5m Trong ñoù H: Chieàu cao coâng taùc cuûa beå laéng ly taâm, H=4m h1: chieàu cao lôùp trung hoøa, h1=0,3m h2: khoaûng caùch töø möïc nöôùc ñeán thaønh beå, choïn h2=0,4m h3: chieàu cao phaàn chöùa caën, h3=0,3m · Toác ñoä laéng cuûa haït caën lô löûng trong beå laéng: smm t HU /82,0 5,16,3 4,4 6,3 1 = ´ = ´ = TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Vôùi haøm löôïng chaát lô löûng Cll = 228 mg/l vaø U = 0,82mm/s thì hieäu suaát laéng E1 = 43%. · Haøm löôïng chaát lô löûng troâi theo nöôùc ra khoûi beå laéng ñôït I ñöôïc tính theo coâng thöùc: Lmg EC C SH /130 100 )43100(228 100 )100( " 1 ' = - = - = Trong ñoù: C’SH: haøm löôïng chaát lô löûng trong nöôùc thaûi daãn ñeán beå laøm thoaùng, C’SH=228 mg/L Theo TCXD 51-84, ñieàu 6.5.3 quy ñònh raèng: Noàng ñoä chaát lô löûng trong nöôùc thaûi ôû beå laéng ñôït I ñöa vaøo Aeroten laøm saïch sinh hoïc hoaøn toaøn hoaëc vaøo caùc beå loïc sinh hoïc khoâng ñöôïc vöôït quaù 150 mg/L Trong tröôøng hôïp ñang xeùt thì noàng ñoä chaát lô löûng troâi theo nöôùc ra khoûi beå laéng ñeán coâng trình xöû lyù sinh hoïc 130 mg/L < 150 mg/L, ñaït yeâu caàu qui ñònh. · Haøm löôïng NOS5 giaûm vôùi hieäu suaát E1=35%, vaäy sau khi laéng, haøm löôïng NOS5 cuûa nöôùc thaûi: Lmg EL L SH /90,80 100 )35100(45,124 100 )100( " 2 ' = - = - = Trong ñoù: L’SH: haøm löôïng NOS5 trong hoãn hôïp nöôùc thaûi daãn ñeán beå laøm thoaùng. · Theå tích ngaên chöùa caën töôi (caën ôû beå laéng ñôït I ñöôïc goïi laø caën töôi) cuûa beå laéng ly taâm ñôït I ñöôïc tính theo coâng thöùc: 3 ' 75,37 610001000)95100( 8435,14437228 10001000)100( m nP tEQCW SHb =´´´- ´´´ = ´´´- ´´´ = Trong ñoù: C’SH: haøm löôïng chaát lô löûng trong nöôùc thaûi sau beå laéng caùt, C’SH=228 mg/L Q: löu löôïng trung bình giôø trong 8 giôø laøm vieäc cuûa 1 ca (laáy trung bình coäng löu löôïng trong 8h ñoù) töø 8h ñeán 16h (baûng 1), Q=14437,5m3/h E: hieäu suaát laéng (E = 43%) TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO t: thôøi gian tích luõy caën, t = 8h P: ñoä aåm cuûa caën töôi. P=95% neáu xaû caën baèng töï chaûy P=93% neáu xaû caën baèng maùy bôm. n: soá beå laéng coâng taùc, n=6 3.2.5 Tính toaùn AEROTEN: Nöôùc thaûi sau xöû lyù ôû beå laéng ñôït I ñöôïc daãn ñeán coâng trình xöû lyù sinh hoïc: Aeroten – Quaù trình buøn hoaït tính vi sinh vaät lô löûng Aeroten ñöôïc tính toaùn thieát keá khoâng coù beå taùi sinh vì giaù trò NOS5=80,9 mg/L daãn vaøo Aeroten <150mg/L vaø trong thaønh phaàn cuûa nöôùc thaûi khoâng coù caùc chaát ñoäc haïi vöôït tieâu chuaån qui ñònh (ñieàu 6.15.3 – TCXD 51-84) Tính toaùn thieát keá Aeroten caên cöù vaøo caùc yeáu toá sau: - Thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi - Nhu caàu oxy caàn cho quaù trình oxy hoùa sinh hoïc (NOS5) - Möùc ñoä xöû lyù nöôùc thaûi; - Hieäu quaû söû duïng khoâng khí (ñieàu 6.15.2 – TCXD 51-84) Noäi dung tính toaùn Aeroten goàm caùc phaàn sau: - Xaùc ñònh löôïng khoâng khí caàn thieát cung caáp cho Aeroten - Choïn kieåu beå vaø xaùc ñònh kích thöôùc beå - Choïn kieåu vaø tính toaùn thieát bò khueách taùn khoâng khí; a) Xaùc ñònh löu löôïng khoâng khí cung caáp cho Aeroten: · Löu löôïng khoâng khí ñi qua 1 m3 nöôùc thaûi caàn xöû lyù (löu löôïng rieâng cuûa khoâng khí) khi xöû lyù sinh hoïc hieáu khí ôû Aeroten: 90.2 414 89,8022 = ´ ´ = ´ = HK LD a m3/m3 nöôùc thaûi Trong ñoù: La: NOS5 cuûa nöôùc thaûi daãn vaøo aeroten, LmgLLa /89,80" == TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO K: heä soá söû duïng khoâng khí, K = 6¸7g/m4 khi söû duïng thieát bò khueách taùn khoâng khí laø ñöôøng oáng chaâm loã; K = 14¸18 g/m4 khi söû duïng taám plastic xoáp. Choïn K=14g/m4. H: Chieàu saâu coâng taùc cuûa aeroten, H = 4m · Thôøi gian caàn thieát thoåi khoâng khí vaøo Aeroten: h IK Lt a 75,2 2,414 89,8022 = ´ ´ = ´ = Trong ñoù: I: cöôøng ñoä thoåi khoâng khí, I phuï thuoäc vaøo haøm löôïng NOS5 cuûa nöôùc thaûi daãn vaøo aeroten vaø NOS5 sau khi xöû lyù. Choïn I=4,2m3/m2.h · Löôïng khoâng khí thoåi vaøo Aeroten trong 1 ñôn vò thôøi gian (giôø): V = D ´ Q = 2,90 ´ 11000 = 31900 m3/h Trong ñoù: Q: löu löôïng nöôùc thaûi, m3/h. Neáu Kch cuûa nöôùc thaûi chaûy vaøo aerten £ 1.25 thì Q laáy baèng löu löôïng trung bình giôø cuûa nöôùc thaûi trong ngaøy ñeâm, töùc Q = 11000m3/h. Trong tröôøng hôïp Kch > 1,25 khi ñoù Q laáy baèng löu löôïng trung bình cuûa nöôùc thaûi chaûy vaøo Aeroten nhöõng giôø lôùn nhaát. b) Xaùc ñònh kích thöôùc Aeroten: · Dieän tích Aeroten ñöôïc tính theo coâng thöùc: 224,7595 2,4 31900 m I VF === · Theå tích Aeroten ñöôïc tính theo coâng thöùc: W = F ´ H = 7595,24 ´ 4 = 30381 m3 Trong ñoù: H=chieàu cao cuûa aeroten, H=4m · Chieàu daøi caùc haønh lang cuûa Aeroten: m b FL 4,949 8 24,7595 === Trong ñoù: b=chieàu ngang moãi haønh lang cuûa aeroten, laáy b=2H=8m TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Choïn Aeroten goàm 6 ñôn nguyeân, 4 haønh lang cho 1 ñôn nguyeân, chieàu daøi moãi haønh lang: m Nn Ll 40 64 4,949 = ´ = ´ = Trong ñoù: n: Soá haønh lang trong 1 ñôn nguyeân, n=4 N: Soá ñôn nguyeân, N=6 · Chieàu cao xaây döïng beå Aeroten: Hxd = H + Hbv = 4 + 0,4 = 4,4 m Trong ñoù: H: chieàu cao coâng taùcbeå aeroten Hbv: Chieàu cao baûo veä, Hbv=0,4m c) Tính toaùn thieát bò khueách taùn khoâng khí Choïn loaïi thieát bò khueách taùn khí vôùi taám xoáp coù kích thöôùc moãi taám 300´300mm. Nhö vaäy, soá löôïng taám xoáp khueách taùn khoâng khí caàn thieát ñöôïc tính theo coâng thöùc: 4834 60110 100031900 60' 1000 = ´ ´ = ´ ´ = D VN X TAÁM Trong ñoù: NX: soá löôïng taám xoáp; D’: löu löôïng rieâng cuûa khoâng khí. Khi choïn taám xoáp, D’=80¸120L/phuùt. Choïn D’=110L/phuùt · Soá löôïng taám xoáp n1 trong moät haønh lang: 201 64 4834 1 =´ = ´ = Nn Nn X TAÁM Caùc taám xoáp ñöôïc boá trí thaønh moät haøng töø moät phía cuûa haønh lang. Caùc taám xoáp coù kích thöôùc 300´300´40mm ñöôïc ñaët treân raûng döôùi ñaùy cuûa aeroten. Trong caùc aeroten coù thieát keá oáng xaû caïn beå vaø coù boä phaän xaû nöôùc thaûi khoûi thieát bò khueách taùn khoâng khí. d) Tính toaùn löôïng buøn hoaït tính tuaàn hoaøn: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Töø thöïc nghieäm vaø kinh nghieäm quaûn lyù ôû caùc traïm xöû lyù nöôùc thaûi cho thaáy löôïng buøn hoaït tính tuaàn hoaøn chieám 40-70% toång löôïng buøn hoaït tính sinh ra coù theå tính theo coâng thöùc: %77,66100 )24005800( )1302400(100 )( )( =´ - - =´ - - = hhth llhh CC CCP Trong ñoù: Chh: noàng ñoä buøn hoaït tính trong hoãn hôïp nöôùc-buøn chaûy töø aeroten ñeán beå laéng ñôït II, Chh=2000¸3000mg/L, laáy Chh=2400mg/L Cll: noàng ñoä chaát lô löûng trong nöôùc thaûi chaûy vaøo aeroten, Cll=130mg/L; Cth: Noàng ñoä buøn hoaït tính tuaàn hoaøn, Cth=5000 ¸ 6000 mg/L, laáy Cth = 5800mg/L Noùi moät caùch khaùc, vôùi P = 66,77%, löu löôïng trung bình cuûa hoãn hôïp buøn hoaït tính tuaàn hoaøn seõ laø: sLhmQPQ htbth /2,2040/7,7344100 1100077,66 100 3 == ´ = ´ = - 3.2.6 Tính toaùn beå laéng ly taâm ñôït II: Beå laéng ñôït I laøm nhieäm vuï laéng hoãn hôïp nöôùc-buøn töø beå aeroten daãn ñeán vaø buøn laéng ôû ñaây ñöôïc goïi laø buøn hoaït tính. Soá lieäu tính toaùn beå laéng ñôït II laáy theo ñieàu 6.5.6 vaø 6.5.7 – TCXD 51-84: - Thôøi gian laéng öùng vôùi Qmax vaø vôùi xöû lyù sinh hoïc hoaøn toaøn, t=2h - Haøm löôïng chaát lô löûng troâi theo nöôùc ra khoûi beå laéng ñôït II öùng vôùi NOS5 sau xöû lyù (15mg/L) laø 12 mg/L; · Theå tích cuûa beå laéng ñôït II ñöôïc tính theo coâng thöùc: W = Qmax-h ´ t = 14916 ´ 2 = 29832 m3 · Choïn 8 beå laéng ñôït II laøm vieäc song song, khi ñoù theå tích cuûa moãi beå: 3 1 37298 29832 8 mWW === TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Choïn ñöôøng kính cuûa beå laéng ñôït II cuõng baèng ñöôøng kính cuûa beå laéng ñôït I: D=33m. Do ñoù dieän tích cuûa moãi beå ñöôïc tính töø coâng thöùc: 2 22 1 1 855 4 3314,3 4 4 mDF FD = ´ == = p p · Chieàu saâu vuøng laéng cuûa beå laéng ñôït II: m F WH 36,4 855 3729 1 1 1 === · Chieàu cao xaây döïng beå laéng ñôït II: Hxd = H1 + hth + hb + hbv = 4,36 + 0,3 + 0,5 + 0,4 = 5,56m Trong ñoù: hth: chieàu cao lôùp trung hoøa, hth = 0,3m hb : chieàu cao lôùp buøn trong beå laéng, hb = 0,5 m hbv: chieàu cao baûo veä, hbv = 0,4m · Theå tích ngaên chöùa buøn cuûa beå laéng ñôït II ñöôïc tính theo coâng thöùc: ( ) ( ) ( ) ( ) 383,67 8100010004,99100 21001100012160 10001000100 100 m nP tQCC W htbtrbb =´´´- ´´´- = ´´´- ´´´- = - Trong ñoù: Cb : haøm löôïng buøn hoaït tính trong nöôùc ra khoûi aeroten, g/m3. Coù theå laáy nhö sau: Vôùi xöû lyù sinh hoïc hoaøn toaøn öùng vôùi NOS5 sau xöû lyù laø 15, 20, 25 mg/L thì Cb töông öùng laø 160, 200, 220 g/m3. Vaäy: Cb = 160 g/m3 Ctr: haøm löôïng chaát lô löûng troâi theo nöôùc ra khoûi beå laéng ñôït II, Ctr=12mg/L; t : thôøi gian tích luõy buøn hoaït tính trong beå, t = 2h P: Ñoä aåm cuûa buøn hoaït tính, P = 99,4% Qtb-h: löu löôïng trung bình giôø cuûa nöôùc thaûi, Qtb-h=11000 m3/h TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Vieäc xaû buøn hoaït tính khoûi beå laéng ñôït II ñöôïc thöïc hieän baèng aùp löïc thuûy tónh 0,9¸1,2m vaø ñöôøng oáng daãn buøn f = 200mm (ñieàu 6.5.8 - TCXD 51-84) 3.2.7 Tính toaùn Beå neùn buøn: Buøn hoaït tính töø beå laéng ñôït II coù ñoä aåm cao: 99,4%¸99,7%. Moät phaàn lôùn loaïi buøn naøy ñöôïc daãn trôû laïi aeroten (loaïi buøn naøy ñöôïc goïi laø buøn hoaït tính tuaàn hoaøn), phaàn buøn coøn laïi ñöôïc goïi laø buøn hoaït tính dö ñöôïc daãn vaøo beå neùn buøn. Nhieäm vuï cuûa beå neùn buøn laø laøm giaûm ñoä aåm cuûa buøn hoaït tính dö baèng caùch laéng (neùn) cô hoïc ñeå ñaït ñoä aåm thích hôïp (94%¸96%) phuïc vuï cho vieäc xöû lyù buøn baèng quaù trình phaân huûy kò khí ôû beå meâtan. ÔÛ phöông aùn naøy, choïn phöông phaùp neùn buøn baèng troïng löïc. Neùn buøn baèng phöông phaùp troïng löïc thöôøng ñöôïc thöïc hieän trong caùc beå neùn buøn coù hình daïng gaàn gioáng nhö beå laéng ñöùng hoaëc beå laéng ly taâm. Tính toaùn beå neùn buøn ly taâm: · Haøm löôïng buøn hoaït tính dö coù theå xaùc ñònh theo coâng thöùc: Bd = (a ´ Cll) – Ctr = (1,3 ´ 79,8)-12 = 91,74 mg/L Trong ñoù: Bd: haøm löôïng buøn hoaït tính dö, mg/L a: heä soá tính toaùn laáy baèng 1,3 (khi aeroten xöû lyù ôû möùc ñoä hoaøn toaøn) vaø baèng 1,1 (khi aeroten xöû lyù khoâng hoaøn toaøn); Cll: haøm löôïng chaát lô löûng troâi theo nöôùc ra khoûi beå laéng ñôït I; Ctr: haøm löôïng buøn hoaït tính troâi theo nöôùc ra khoûi beå laéng ñôït II, Ctr = 12mg/L · Löôïng taêng buøn hoaït tính dö lôùn nhaát (Bd-max) ñöôïc tính theo coâng thöùc: Bd-max = K ´ Bd = 1,2 ´ 91,74 = 110,1 mg/L Trong ñoù: K = heä soá buøn taêng tröôûng khoâng ñieàu hoøa thaùng, choïn K=1,15-1,20. · Löôïng buøn hoaït tính dö lôùn nhaát giôø ñöôïc tính theo coâng thöùc: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO ( ) ( ) hm C QBP q d d /61,100 400024 2640001,1106677,01 24 1 3max max =´ ´´- = ´ ´´- = - Trong ñoù: qmax: löôïng buøn hoaït tính dö lôùn nhaát, m3/h P: phaàn traêm löôïng buøn hoaït tính tuaàn hoaøn veà aeroten, P= 66,77% Q:löu löôïng trung bình ngaøy ñeâm cuûa nöôùc thaûi, Q = 264000m3/ngñ Cd: noàng ñoä buøn hoaït tính dö phuï thuoäc vaøo ñaëc tính cuûa buøn (ñieàu 6.10.3 – TCXD 51-84), Cd = 4000mg/L Vôùi ñoä aåm cuûa buøn hoaït tính töø beå laéng ñôït II laø 99,4% vaø vôùi beå neùn buøn ly taâm ñöôïc choïn, ñoä aåm cuûa buøn hoaït tính sau khi neùn ñaït 97,3%. · Dieän tích cuûa beå neùn buøn ly taâm: 22 0 max 1 4,33536,3353,0 61,100 mm q qF »=== Trong ñoù: q0: taûi troïng tính toaùn leân dieän tích maët thoaùng cuûa beå neùn buøn, m3/m2.h vaø ñöôïc löïa choïn phuï thuoäc vaøo noàng ñoä buøn hoaït tính daãn vaøo beå meâtan nhö sau: - q0 = 0,5 m3/m2.h öùng vôùi noàng ñoä cuûa buøn hoaït tính trong khoaûng 1500¸3000 mg/L; - q0 = 0,3 m3/m2.h öùng vôùi noàng ñoä cuûa buøn hoaït tính trong khoaûng 5000¸8000 mg/L; Trong tröôøng hôïp ñang xeùt, buøn hoaït tính ñöôïc daãn töø beå laéng ñôït II öùng vôùi Cd = 4000mg/L, choïn q0 = 0,3 m3/m2.h. · Ñöôøng kính cuûa beå neùn buøn ly taâm ñöôïc tính theo coâng thöùc: m n FD 34,10 414,3 4,33544 1 = ´ ´ = ´ = p Trong ñoù: F1: dieän tích cuûa beå neùn buøn, F1=335,4m2 n: soá beå neùn buøn ñöôïc choïn (khoâng nhoû hôn 2), choïn n=4 · Chieàu cao coâng taùc cuûa vuøng neùn buøn: H = q0 ´ t = 0,3 ´ 11 = 3,3 m TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Trong ñoù: t = thôøi gian neùn buøn. Ñoái vôùi beå neùn buøn ly taâm, vôùi Cd=4000mg/L, ta coù t = 9 – 11h, choïn t = 11h · Chieàu cao toång coäng cuûa beå neùn buøn ly taâm: Htc = H + h1 + h2 + h3 = 3,3 + 0,4 + 0,3 + 1 = 5m Trong ñoù: Htc: chieàu cao toång coäng cuûa beå neùn buøn ly taâm, m; h1: khoaûch caùch töø möïc nöôùc ñeán thaønh beå, h1 = 0,4 m; h2: chieàu cao lôùp buøn vaø laép ñaët thieát bò gaït buøn ôû ñaùy: - Khi duøng heä thoáng thanh gaït buøn, h2=0,3m - Khi duøng bôm huùt buøn, h2 = 0,7 m h3: chieàu cao tính töø ñaùy beå ñeán möùc buøn, h3=1,0m Toác ñoä quay cuûa heä thoáng thanh gaït laø 0,75-4h-1 Ñoä nghieâng ôû ñaùy beå neùn buøn tính töø thaønh beå ñeán hoá thu buøn: - Khi duøng heä thoáng thanh gaït: i = 0,01; - Khi duøng bôm buøn: i = 0,003; Buøn ñaõ neùn ñöôïc xaû ñònh kì döôùi aùp löïc thuûy tónh 0,5-1,0m Beå neùn buøn ñöôïc thieát keá vaø laép ñaët ôû vò trí töông ñoái cao ñeå cho nöôùc sau khi taùch buøn coù theå daãn töï chaûy trôû laïi aeroten ñeå tieáp tuïc xöû lyù moät laàn nöõa. 3.2.8 Tính toaùn Beå meâtan: Beå meâtan ñöôïc thieát keá ñeå xöû lyù sinh hoïc kò khí caùc loaïi caën sau ñaây: - Caën töôi töø beå laéng ñôït I; - Buøn hoaït tính dö sau khi ñaõ neùn; - Raùc ñaõ nghieàn nhoû. Noäi dung tính toaùn beå meâtan goàm: - Xaùc ñònh löôïng caën daãn ñeán beå meâtan - Tính toaùn beå meâtan - Xaùc ñònh löôïng khí ñoát; a) Xaùc ñònh löôïng caën daãn ñeán beå meâtan: · Löôïng caën töôi töø beå laéng ñôït I: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO ( ) ( ) 42,5691000100095100 1,143264000228 10001000100 = ´´- ´´´ = ´´- ´´´ = P KEQC W llC m 3/ngñ Trong ñoù: Cll: haøm löôïng chaát lô löûng trong nöôùc thaûi daãn ñeán beå laéng ñôït I, Cll = 228mg/L Q: haøm löôïng ngaøy ñeâm cuûa nöôùc thaûi, Q=264000 m3/ngñ E: hieäu suaát laéng khoâng laøm thoaùng sô boä, E = 43% K: Heä soá tính ñeán khaû naêng taêng löôïng caën do coù côõ haït lô löûng lôùn, K = 1,1 – 1,2 ; choïn K = 1,1 P: Ñoä aåm cuûa caën töôi, P=95% · Löôïng buøn hoaït tính dö (100% daãn ñeán beå neùn buøn) sau khi ôû beå neùn buøn ly taâm ñöôïc tính theo coâng thöùc: ( )[ ] ( ) ( )[ ] ( ) ngdmW P QCECW b trll b /53,1407 100100010003,97100 100264000121002,143100228 10010001000100 100100100 3= ´´´- ´´´-´- = ´´´- ´´-- = a Trong ñoù: a: heä soá tính ñeán khaû naêng taêng tröôûng khoâng ñieàu hoøa cuûa buøn hoaït tính trong quaù trình xöû lyù sinh hoïc, a = 1,1¸1,2 (laáy a=1,2) P: Ñoä aåm cuûa buøn hoaït tính sau khi neùn, P = 97,3% Ctr: haøm löôïng buøn hoaït tính troâi theo nöôùc ra khoûi beå laéng ñôït II, Ctr = 12mg/L Cll: haøm löôïng chaát lô löûng cuûa nöôùc thaûi daãn vaøo beå aeroten, Cll=79,8 mg/L · Löôïng raùc ôû song chaén raùc: Raùc ñöôïc giöõ laïi ôû song chaén raùc ñöôïc nghieàn nhoû qua maùy nghieàn raùc vôùi ñoä aåm ban ñaàu cuûa raùc P1 = 80% ñeán ñoä aåm sau khi nghieàn P2 = 94- 95 %. Löôïng raùc sau khi nghieàn nhoû ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: 75,65 94100 80100725,19 100 100 2 1 1 =- - ´= - - ´= P PWWr T/ngñ » 65,75 m3/ngñ TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Trong ñoù: W1: löôïng raùc trong ngaøy ñeâm, W1= 19,725 T/ngñ P1: ñoä aåm ban ñaàu cuûa raùc, P1=80% P2: ñoä aåm cuûa raùc sau khi nghieàn nhoû, P2 = 94-95%. · Löôïng caën toång coäng daãn ñeán beå meâtan: W = Wc + Wb + Wr = 569,42 + 1407,53 + 65,75 = 2042,7 m3/ngñ · Ñoä aåm trung bình cuûa hoãn hôïp caën ñöôïc tính theo coâng thöùc: %55,96 7,2042 95,338471,2811001100 =ú û ù ê ë é ++ -´=úû ù êë é ++-´= W RBCP KKKhh Trong ñoù: CK: löôïng chaát khoâ trong caën töôi vôùi ñoä aåm P = 95% ( ) ( ) 471,28 100 9510042,569 100 100 = -´ = - = PWC cK m 3/ngñ BK: löôïng chaát khoâ trong buøn hoaït tính dö vôùi ñoä aåm P = 97,3% ( ) ( ) 38 100 3,9710053,1407 100 100 = -´ = - = PWB bK m 3/ngñ RK: löôïng chaát khoâ trong raùc sau khi ñaõ nghieàn vôùi ñoä aåm P=94% ( ) ( ) 95,3 100 9410075,65 100 100 = -´ = - = PWR rK m 3/ngñ c) Tính toaùn beå meâtan: Khi ñoä aåm cuûa hoãn hôïp caën Phh > 94%, choïn cheá ñoä leân men aám vôùi t=30 – 350C. Choïn t = 330C · Dung tích cuûa beå meâtan ñöôïc tính theo coâng thöùc: 33 1927175,19270 6,10 1007,2042100 mm d WWm »= ´ = ´ = Trong ñoù: W: löôïng caën toång coäng daãn ñeán beå meâtan, W=1336 m3/ngñ d: lieàu löôïng caën ngaøy ñeâm daãn vaøo beå meâtan(%), phuï thuoäc vaøo cheá ñoä leân men vaø ñoä aåm cuûa caën (ñieàu 6.18.3 – TCXD 51-84), laáy d=10,6% TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO · Choïn 6 beå meâtan coâng taùc (1 beå döï phoøng) vôùi dung tích moãi beå: W1 = 19271 : 6 =3212 m3 Kích thöôùc cô baûn cuûa beå meâtan phuï thuoäc vaøo dung tích beå. Baûng 4: KÍCH THÖÔÙC THIEÁT KEÁ MAÃU CUÛA BEÅ MEÂTAN Chieàu cao thieát keá (m) Ñöôøng kính D (m) Dung tích beå (m3) h1 H h2 10 12,5 15 17,5 20 500 1000 1600 2500 4000 1,45 1,9 2,35 2,5 2,9 5,00 6,5 7,5 8,5 10,6 1,7 2,15 2,6 3,03 3,5 Kích thöôùc cuûa beå meâtan (laáy theo kích thöôùc thieát keá maãu – loaïi 4000m3) nhö sau: Ø D = 20 m Ø h1 = 2,9m Ø H = 10,6 Ø h2 = 3,5 c) Tính toaùn löôïng khí ñoát: Trong quaù trình xöû lyù sinh hoïc kò khí ôû beå meâtan coù saûn sinh moät löôïng khí ñoát chuû yeáu laø khí CH4 vaø moät ít CO2. Khaû naêng leân men lôùn nhaát cuûa caùc chaát höõu cô trong caën daãn vaøo beå meâtan, phuï thuoäc vaøo thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa caën: chaát beùo, hydrocacbon, protein…vaø ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: a = (0,92B + 0,62H + 0,34P)´100% ÔÛ ñaây: B = haøm löôïng chaát beùo TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO H = haøm löôïng hydro cacbon P = haøm löôïng protein. Trong tính toaùn ôû treân, do khoâng coù ñieàu kieän xeùt nghieäm haøm löôïng caùc chaát trong thaønh phaàn cuûa hoãn hôïp caën-buøn, vì vaäy trò soá a cuûa hoãn hôïp caën-buøn daãn vaøo beå meâtan ñöôïc tính theo coâng thöùc: ( ) 000 000 4453 BRC BRCa ++ ++ = Trong ñoù: C0, R0, B0 = töông öùng laø löôïng chaát khoâng tro cuûa caën töôi, raùc vaø buøn hoaït tính dö, ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: v Löôïng chaát khoâng tro trong caën töôi, C0: 29,20 100 25100 100 5100471,28 100 100 100 100 0 = - ´ - ´= - ´ - ´= cck TACC T/ngñ Trong ñoù: Ck : löôïng chaát khoâ trong caën töôi, Ck = 28,471 T/ngñ; Ac : ñoä aåm haùo nöôùc cuûa caën töôi, Ac = 5% Tc : Tyû leä ñoä tro trong caën töôi, Tc = 25% v Löôïng chaát khoâng tro trong raùc ñaõ nghieàn: 9,2 100 24100 100 410095,3 100 100 100 100 0 = - ´ - ´= - ´ - ´= rrk TARR T/ngñ Trong ñoù: Rk : löôïng chaát khoâ trong caën töôi, Rk = 3,95 T/ngñ; Ar : ñoä aåm haùo nöôùc cuûa caën töôi, Ar = 4% Tr : Tyû leä ñoä tro trong caën töôi, Tr = 24% v Löôïng chaát khoâng tro trong buøn hoaït tính dö: 08,26 100 27100 100 610038 100 100 100 100 0 = - ´ - ´= - ´ - ´= bbk TABB T/ngñ Trong ñoù: Bk : löôïng chaát khoâ trong caën töôi, Bk =38 T/ngñ; Ab : ñoä aåm haùo nöôùc cuûa caën töôi, Ab = 6% Tb : Tyû leä ñoä tro trong caën töôi, Tb = 27% TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG X NH .IN FO ( ) ( ) %24,48 08,269,229,20 08,26449,229,20534453 000 000 = ++ ´++ = ++ ++ = BRC BRC a Baûng 5: Heä soá n öùng vôùi ñoä aåm cuûa caën Giaù trò cuûa heä soá n öùng vôùi cheá ñoä aåm cuûa caën daãn vaøo beå(%) Nhieät ñoä leân men (0C) 93 94 95 96 97 33 1,05 0,89 0,72 0,56 0,4 53 0,455 0,385 0,31 0,24 0,17 Baûng 6: Lieàu löôïng caën ngaøy ñeâm daãn vaøo beå meâtan, % Vôùi ñoä aåm cuûa hoãn hôïp caën, % Cheá ñoä leân men 93 94 95 96 97 AÁm 330C Noùng 530C 7 14 8 16 9 18 10 20 11 22 · Löôïng khí ñoát ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: ( ) kgmnday /432,0 100 6,1048,024,48 100 3= ´- = - = Trong ñoù: y: löôïng khí ñoát thu ñöôïc, m3/kg chaát khoâng tro; a: Khaû naêng leân men lôùn nhaát cuûa chaát khoâng tro trong hoãn hôïp caën daãn vaøo beå meâtan, % d: lieàu löôïng caën ngaøy ñeâm daãn vaøo beå meâtan, d=9,6% (baûng 6) n: heä soá phuï thuoäc vaøo ñoä aåm cuûa caën vaø cheá ñoä leân men laáy theo baûng 5 (ñieàu 6.18.3 - TCXD 51-84). Trong tröôøng hôïp ñang xeùt, vôùi ñoä aåm hoãn hôïp caën – buøn laø Phh = 96,55% vaø choïn cheá ñoä leân men aám, do ñoù n = 0,48 · Löôïng khí ñoát toång coäng ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO K = y(C0 + R0 + B0)1000 = 0,432(20,29 + 2,9 + 26,08)1000 = 21284,64 T/ngñ Khí ñoát (khí meâtan) ñöôïc taïo ra coù ñoä aåm lôùn, coù khaû naêng aên moøn thieát bò, vì vaäy maïng löôùi daãn khí ñoát, beå chöùa khí ñoát ñöôïc thieát keá, löïa choïn loaïi ñöôøng oáng vaø vaät lieäu chòu ñöôïc khaû naêng aên moøn cuûa chuùng. Trong traïm xöû lyù, khí ñoát ñöôïc söû duïng laøm nhieân lieäu cho noài hôi ñeå phuïc vuï cho vieäc haâm noùng caën, chaïy moät soá ñoäng cô vaø phuïc vuï nhu caàu sinh hoaït. 3.2.9 Tính toaùn coâng trình laøm raùo nöôùc trong caën: Caën sau khi leân men ôû beå meâtan (keå caû caën töø beå tieáp xuùc) coù ñoä aåm cao caàn laøm raùo nöôùc trong caën ñeå ñaït ñeán ñoä aåm caàn thieát thuaän lôïi cho vaän chuyeån vaø xöû lyù tieáp theo. Laøm raùo nöôùc coù theå ñöôïc thöïc hieän ôû saân phôi buøn, thieát bò laøm raùo nöôùc baèng cô hoïc (thieát bò loïc eùp, maùy eùp baèng taûi, maùy loïc troáng, maùy li taâm buøn..)hoaëc baèng phöông phaùp nhieät Löïa choïn phöông phaùp ñeå laøm raùo nöôùc trong caën phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá: maët baèng, ñieàu kieän ñaát ñai, ñòa chaát thuûy vaên, kinh teá xaõ hoäi… Trong phöông aùn ñang xeùt, choïn saân phôi buøn ñeå thöïc hieän quaù trình laøm raùo nöôùc trong caën. Nhieäm vuï cuûa saân phôi buøn laø laøm giaûm ñoä aåm cuûa buøn xuoáng coøn 75% - 80%. a) Tính toaùn saân phôi buøn: · Löôïng caën toång coäng daãn ñeán saân phôi buøn bao goàm caën töø beå meâtan vaø caën töø beå tieáp xuùc (khöû truøng sau khi laéng ôû beå laéng ñôït II): Wtc = W + Wtx = 2042,6 + 60 = 2102,7 m3/ngñ Trong ñoù: W: Löôïng caën töø beå meâtan, W = 2042,7 m3/ngñ Wtx: löôïng buøn ôû beå tieáp xuùc, ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: 60 1000 120000005,0 1000 = ´ = ´ = NaWtx m3/ngñ ÔÛ ñaây: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO a = tieâu chuaån buøn laéng ôû beå tieáp xuùc (khi duøng Clo ñeå khöû truøng) tính cho moät ngöôøi trong ngaøy ñeâm coù theå laáy nhö sau: - Khi xöû lyù sinh hoïc: a = 0,08 – 0,16 L/ng.ngñ - Xöû lyù sinh hoïc ôû aeroten: a = 0,03 – 0,06 L/ng.ngñ - Xöû lyù sinh hoïc ôû biophin: a = 0,05 – 0,10 L/ng.ngñ Choïn a = 0,05 L/ng.ngñ N: daân soá thaønh phoá, N = 1200000 ngöôøi. · Dieän tích höõu ích cuûa saân phôi buøn ñöôïc tính theo coâng thöùc: 22 0 1 1162867,1162853,32 3657,2102365 mm nq WF tc »= ´ ´ = ´ ´ = Trong ñoù: q0: taûi troïng caën leân saân phôi buøn. Trong tröôøng hôïp ñang xeùt vôùi caën töôi, raùc vaø buøn hoaït tính ñaõ leân men vaø vôùi neàn nhaân taïo coù heä thoáng ruùt nöôùc, choïn q0 = 2,0 m3/m2.naêm n: Heä soá phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän khí haäu, taïm thôøi coù theå laáy: - Ñoái vôùi caùc tænh phía Baéc: n = 2,2 ¸ 2,8; - Ñoái vôùi caùc tænh mieàn Trung: n = 2,8 ¸ 3,4; - Ñoái vôùi caùc tænh phía Nam: n = 3,0 ¸ 4,2 (caàn löu yù ñeán 6 thaùng muøa möa, khi ñoù caàn coù bieän phaùp ruùt nöôùc nhanh). Choïn n = 3,3. · Saân phôi buøn ñöôïc chia laøm nhieàu oâ. Choïn kích thöôùc moãi oâ: 52m´70m = 3640 m2. Soá oâ seõ laø: 32 3640 116286 ==n · Dieän tích phuï cuûa saân phôi buøn: ñöôøng saù, möông, maùng ñöôïc tính toaùn theo coâng thöùc sau: F2 = k ´ F1 = 0,3 ´ 116286 = 34856 m2 Trong ñoù: k = heä soá tính ñeán dieän tích phuï, k = 0,2¸0,4. Choïn k = 0,3 · Dieän tích toång coäng cuûa saân phôi buøn: F = F1 + F2 = 116286 + 34856 = 151142 m2 TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO · Löôïng buøn phôi töø ñoä aåm 96% ñeán ñoä aåm 75% trong 1 naêm: ( ) ( ) ( ) ( ) 3 2 1 123849 75100 961003657,2102 100 100 365 m P PWW tcp =- - ´´= - - ´´= Trong ñoù: P1: ñoä aåm trung bình cuûa caën khi leân men ôû beå meâtan, P1 = 96¸97%, choïn P1 = 96%. P2: ñoä aåm sau khi phôi, P2 = 75 ¸ 80%, choïn P2 = 75% Chu kì xaû buøn vaøo saân phôi buøn dao ñoäng töø 20 – 30 ngaøy. Chu kì naøy phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá: - Tính chaát cuûa buøn daãn vaøo saân phôi buøn - Khaû naêng thaám cuûa ñaát; - Muøa naéng, möa trong naêm. Buøn ñaõ khoâ (ñeán ñoä aåm 75 – 80%) ñöôïc thu gom vaø vaän chuyeån ñi nôi khaùc. Vieäc thu gom buøn ñöôïc thöïc hieän baèng maùy xuùc coù gaøu vaø ñoå vaøo xe töï ñoå roài chôû ñi. · Vôùi maùy xuùc coù coâng suaát 45 m3/h thì thôøi gian laøm vieäc cuûa maùy xuùc moãi naêm seõ laø: h W T p 2,2752 45 123849 45 === Nöôùc buøn ôû saân phôi buøn theo heä thoáng ruùt nöôùc vaø ñöôïc daãn trôû laïi traïm xöû lyù nöôùc thaûi. 3.2.10 Tính toaùn khöû truøng nöôùc thaûi – Tính toaùn beå tieáp xuùc: a) Khöû truøng nöôùc thaûi baèng Clo: Sau caùc giai ñoaïn xöû lyù cô hoïc, sinh hoïc… song song vôùi vieäc laøm giaûm noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm ñaït tieâu chuaån qui ñònh thì soá löôïng vi truøng cuõng giaûm ñaùng keå ñeán 90-95%. Tuy nhieân, löôïng vi truøng vaãn coøn cao vaø theo nguyeân taéc baûo veä veä sinh nguoàn nöôùc caàn thöïc hieän giai ñoaïn khöû truøng nöôùc thaûi. Ñeå thöïc hieän khöû truøng nöôùc thaûi, coù theå söû duïng caùc bieän phaùp nhö clo hoùa, ozon, khöû truøng baèng tia hoàng ngoaïi UV. ÔÛ ñaây, chæ duøng phöông phaùp khöû truøng baèng clo vì phöông phaùp naøy töông ñoái ñôn giaûn, reû tieàn vaø TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO hieäu quaû chaáp nhaän ñöôïc. Phaûn öùng thuûy phaân giöõa Clo vaø nöôùc thaûi xaûy ra nhö sau: Cl2 + H2O HCl + HOCl Axit hypocloric HOCl raát yeáu, khoâng beàn vaø deã daøng phaân huyû thaønh oxy nguyeân töû HOCl HCL + O hoaëc coù theå phaân ly thaønh H+ vaø OCl- : HOCL H+ + OCl- Caû HOCl, OCl- vaø O laø caùc chaát oxy hoùa maïnh coù khaû naêng tieâu dieät vi truøng. · Löôïng Clo hoaït tính caàn thieát ñeå khöû truøng nöôùc thaûi ñöôïc tính theo coâng thöùc: 1000 QaYa ´ = Trong ñoù: Ya: Löôïng Clo hoaït tính caàn ñeå khöû truøng nöôùc thaûi, kg/h; Q: Löu löôïng tính toaùn cuûa nöôùc thaûi: Qmax-h = 14916 m3/h Qtb-h =11000 m3/h Qmin-h = 4884 m3/h a: Lieàu löôïng hoaït tính laáy theo ñieàu 6.20.3 – TCXD 51-84, laáy a=3g/m3 ÖÙng vôùi töøng löu löôïng tính toaùn, xaùc ñònh ñöôïc Clo hoaït tính töông öùng caàn thieát ñeå khöû truøng: 75,44 1000 149163 1000 max .max. = ´ = ´ = -hha QaY kg/h 33 1000 110003 1000.. = ´ = ´ = -htbhtba QaY kg/h 652,14 1000 48843 1000 min .min. = ´ = ´ = -hha QaY kg/h Ñeå ñònh löôïng Clo, xaùo troän Clo hôi vôùi nöôùc coâng taùc, ñieàu cheá Clo nöôùc thöôøng öùng duïng thieát bò khöû truøng – goïi laø Clorator chaân khoâng. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Ñeå ñöa löôïng Clo vaøo nöôùc thaûi trong giôùi haïn nhö ñaõ tính: 14,652 – 44,75 kg/h, coù theå choïn mua clorator cuûa nöôùc ngoaøi: 2 Clorator vôùi coâng suaát moãi clorator: 20,5 – 82 kg/h. (1 coâng taùc vaø 1 döï phoøng) Ñeå phuïc vuï cho 2 Clorator, caàn trang bò 2 bình chöùa (baloâng) trung gian baèng theùp ñeå tieáp nhaän clo nöôùc. Töø ñoù clo nöôùc chuyeån thaønh clo hôi vaø ñöôïc daãn vaøo clorator. Ñeå chöùa Clo nöôùc phuïc vuï cho traïm khöû truøng, thöôøng söû duïng caùc thuøng chöùa. Ñaëc tính kyõ thuaät cuûa thuøng chöùa Clo coù theå laáy ôû baûng 7: Baûng 7: Ñaëc tính kyõ thuaät cuûa thuøng chöùa Clo Dung tích thuùng chöùa Clo Kích thöôùc (mm) Troïng löôïng Lit Kg D L d Kg 312 400 500 800 1000 500 500 625 1000 1250 640 820 746 816 970 1800 1070 1600 1870 1925 9 10 10 10 12 390 438 543 660 970 ÔÛ traïm khöû truøng, söû duïng thuøng chöùa Clo coù caùc ñaëc tính kyõ thuaät: - Dung tích 1000L vaø chöùa 1250 kgClo - Ñöôøng kính thuøng: D = 970mm - Chieàu daøi cuûa thuøng : L = 1925 mm - Chieàu daøy thuøng chöùa: d = 12mm Löôïng Clo laáy ra moãi giôø töø 1m2 dieän tích maët beân cuûa thuøng chöùa:3kg/h · Dieän tích maët beân cuûa thuøng chöùa theo kích thöôùc ñaõ choïn: S = (pD) ´ 0,8L = 3,14 ´ 970 ´ 0,8 ´ 1925 = 4690532mm2 = 4,691m2 · Nhö vaäy, löôïng Clo coù theå laáy ra moãi giôø ôû thuøng chöùa ñaõ choïn: q = 4,691 ´ 3 = 14,073 kg/h · Soá löôïng thuøng chöùa clo caàn thieát: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 23,2 073,14 33.. »=== q Y n htba thuøng Choïn theâm moät thuøng chöùa döï phoøng Vieäc kieåm tra löôïng Clo ôû caùc thuøng chöùa trong quaù trình khöû truøng coù yù nghóa quan troïng vaø ñöôïc thöïc hieän baèng loaïi caân chuyeân duøng. Khi ñoù, caùc thuøng chöùa Clo ñöôïc ñaët treân caân vaø söï thay ñoåi löôïng Clo trong thuøng chöùa Clo ñöôïc phaûn aùnh qua maët caân chöõ soá. Soá thuøng chöùa Clo caàn döï tröõ cho nhu caàu söû duïng trong thôøi gian moät thaùng ñöôïc tính theo coâng thöùc: 19 1250 3024333024.. =´´= ´´ = q Y N htba thuøng Trong ñoù: q = troïng löôïng clo trong thuøng chöùa, q = 1250kg Soá thuøng chöùa naøy ñöôïc caát giöõ trong kho. Kho ñöôïc boá trí trong cuøng traïm clorator coù töôøng ngaên ñoäc laäp. Ñeå vaän chuyeån caùc thuùng chöùa Clo töø vò trí naøy ñeán vò trí kia thöôøng duøng loaïi xe chuyeân duøng. · Löu löôïng Clo lôùn nhaát trong moãi giôø ñöôïc tính theo coâng thöùc: hm b Qa q h /87,111 1000100012,0 100149169 10001000 100 3max max =´´ ´´ = ´´ ´´ = - Trong ñoù: a: lieàu löôïng Clo hoaït tính, a = 9 g/m3 b: noàng ñoä Clo hoaït tính trong nöôùc Clo(%), phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä, t = 20 – 250C, b = 0,15 – 0,12%. Choïn b = 0,12% · Löôïng nöôùc toång coäng caàn thieát cho nhu caàu cuûa traïm Clorator ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: ( ) ( ) hmqYQn /42,601000 3501100075,44 1000 1000 3max =+´´= + = r Trong ñoù: q: löu löôïng nöôùc caàn thieát ñeå laøm boác hôi Clo. Khi tính toaùn sô boä, laáy baèng 300 – 400 l/kg. Choïn q = 350 l/kg r: löôïng nöôùc caàn thieát ñeå hoøa tan 1g Clo, L/g (1 lit nöôùc cho 1g Clo), r phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä cuûa nöôùc thaûi nhö sau: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO t0C r (L/g) 15 20 25 30 0,5 0,66 1,00 1,24 Vôùi nhieät ñoä cuûa nöôùc thaûi 250C, r = 1,0 L/g; Nöôùc Clo töø clorator ñöôïc daãn ñeán möông xaùo troän baèng loaïi ñöôøng oáng cao su meàm nhieàu nöôùc, ñöôøng kính oáng 60 – 70mm vôùi vaän toác 1,5m/s b) Tính toaùn maùng troän (maùng troän vaùch ngaên coù loã) Ñeå xaùo troän nöôùc thaûi vôùi Clo coù theå söû duïng baát kì loaïi maùng troän naøo (ñieàu 6.20.4 – TCXD 51-84). Thôøi gian xaùo troän nhanh caàn thöïc hieän nhanh trong voøng 1-2 phuùt. Trong phöông aùn ñang xeùt, choïn maùng troän vaùch ngaên coù loã. Maùng naøy thöôøng goàm 2 hoaëc 3 ngaên vôùi caùc loã coù ñöôøng kính d = 20 – 100mm. · Soá loã trong moãi ngaên ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: ( ) 687 2,108,014,3 143,444 22 max = ´´ ´ = ´ = - vd Qn s p loã Trong ñoù: Qmax-h: löu löôïng nöôùc thaûi lôùn nhaát theo giaây, Qmax-h = 4,143 m3/s d: ñöôøng kính loã, d = 80mm = 0,08m v: toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa nöôùc qua loã, v = 1,2 m/s Choïn soá haøng loã theo chieàu ñöùng, nñ = 24 haøng vaø soá haøng loã theo chieàu ngang: nn = 34 haøng. Khoaûng caùch giöõa taâm caùc loã theo chieàu ngang laáy baèng 2d = 2 ´ 0,08 = 0,16m Khoaûng caùch giöõa 2 loã ngoaøi cuøng ñeán caùc thaønh trong cuûa maùng troän theo chieàu ngang laáy baèng d = 0,08m · Chieàu ngang maùng troän seõ laø: B = 2d(nn – 1) + 2d = 2 ´ 0,08 (34 – 1) + 2´0,08 = 5,84 TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Khoaûng caùch giöõa taâm caùc loã theo chieàu ñöùng cuûa vaùch ngaên thöù nhaát (tính töø cuoái maùng troän) cuõng laáy baèng 2d. Khoaûng caùch töø taâm loã cuûa haøng ngang döôùi cuøng ñeán ñaùy maùng troän laáy baèng d = 0,08m · Chieàu cao lôùp nöôùc tröôùc vaùch ngaên thöù nhaát: H1 = 2d (nñ – 1) + d = 2 ´ 0,08 (24 – 1) + 0,08 = 3,76m · Toån thaát aùp löïc qua caùc loã cuûa vaùch ngaên thöù hai, ñöôïc tính theo coâng thöùc sau: ( ) ( ) m g vh 19,0 81,9262,0 2,1 2 2 2 2 2 = ´´ = ´ = m · Chieàu cao lôùp nöôùc tröôùc vaùch ngaên thöù hai: H2 = H1 + h = 3,76 + 0,19 = 3,95 m · Khoaûng caùch a giöõa taâm caùc loã theo chieàu ñöùng cuûa vaùch ngaên thöù hai ñöôïc tính theo coâng thöùc: H2 = a(nñ – 1) + b Töø ñoù ruùt ra: m n bHa d 166,0 124 14,095,3 1 2 = - - = - - = Trong ñoù: b = khoaûng caùch töø taâm loã cuûa haøng ngang döôùi cuøng ôû vaùch ngaên thöù nhaát ñeán ñaùy maùng troän, choïn b = 1,75d = 1,75´0,08=0,14m · Khoaûng caùch giöõa caùc vaùch ngaên ñöôïc tính theo coâng thöùc: l = 1,5B = 1,5 ´ 5,84 = 8,76 m · Chieàu daøi toång coäng cuûa maùng troän vôùi 2 vaùch ngaên coù loã: L = 3l + 2d = 3´8,76 + 2´0,2 = 26,68 m · Chieàu cao xaây döïng cuûa maùng troän: H = H2 + Hdp = 3,95 + 0,35 = 4,3m Trong ñoù: Hdp = chieàu cao döï phoøng tính töø taâm daõy loã ngang treân cuøng cuûa vaùch ngaên thöù hai ñeán meùp treân cuøng cuûa maùng troän, Hdp = 0,35m · Thôøi gian nöôùc löu laïi trong maùng troän: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 36,24,141 143,4 68,2684,576,3 max 1 == ´´ = ´´ = - s Q LBHt s phuùt c) Tính toaùn beå tieáp xuùc: Beå tieáp xuùc ñöôïc thieát keá gioáng nhö beå laéng nhöng khoâng coù thieát bò gom buøn nhaèm ñeå thöïc hieän quaù trình tieáp xuùc giöõa clo vaø nöôùc thaûi sau khi xöû lyù ôû beå laéng ñôït II. Choïn beå tieáp xuùc daïng beå laéng ñöùng ñeå tính toaùn thieát keá. Thôøi gian tieáp xuùc giöõa Clo vaø nöôùc thaûi laø 30 phuùt keå caû thôøi gian tieáp xuùc ôû möông daãn nöôùc töø beå laéng tieáp xuùc ra soâng. · Thôøi gian tieáp xuùc rieâng trong beå tieáp xuùc: 24 605,0 18030 60 30 = ´ -= ´ -= v Lt phuùt Trong ñoù: L: Chieàu daøi möông daãn töø beå tieáp xuùc ra ñeán soâng, L = 180m v: Toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa nöôùc trong möông daãn nöôùc thaûi töø beå tieáp xuùc ra ñeán bôø soâng, v = 0,5m/s · Theå tích höõu ích cuûa beå tieáp xuùc: 3 max 4,596660 2414916 mtQW h =´=´= - · Choïn 10 beå tieáp xuùc vaø theå tích moãi beå khi ñoù seõ laø: 3 1 64,59610 4,5966 10 mWW === · Dieän tích moãi beå trong maët baèng ñöôïc tính theo coâng thöùc: 2 1 1 1 5.1085,5 64,596 m H WF === Trong ñoù: H1 = Chieàu cao coâng taùc cuûa beå tieáp xuùc, H1 = 2,5 – 5,5m. Choïn H1 = 5,5m · Ñöôøng kính beå tieáp xuùc: mFD 76,11 14,3 5,10844 1 =´== p Ñoä aåm cuûa buøn laéng ôû beå tieáp xuùc khoaûng 96%. Buøn töø beå tieáp xuùc ñöôïc daãn ñeán saân phôi buøn ñeå laøm raùo nöôùc trong buøn. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 3.2.11 Tính toaùn coâng trình xaû nöôùc thaûi sau xöû lyù vaøo soâng: Nöôùc thaûi sau khi qua beå tieáp xuùc ñöôïc daãn ra soâng theo möông hôû vôùi 1 ñoaïn daøi 180m. Möông daãn naøy keát thuùc ôû hoá ga bôø soâng vaø töø ñoù xaû tröïc tieáp vaøo loøng soâng. Nhieäm vuï chính cuûa coâng trình xaû nöôùc thaûi ra soâng laø laøm sao ñeå khaû naêng xaùo troän pha loaõng giöõa nöôùc thaûi sau xöû lyù vaø nöôùc soâng laø cao nhaát. Phuï thuoäc vaøo hình daïng vaø caáu taïo cuûa ñoaïn soâng-nôi xaû nöôùc thaûi maø löïa choïn coâng trình xaû nöôùc thaûi: Xaû giöõa loøng soâng Xaû ngay caïnh bôø soâng Trong phöông aùn ñang xeùt, choïn coâng trình xaû nöôùc thaûi giöõa loøng soâng ñeå deã tính toaùn thieát keá. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO