Tính toán các công trình đơn vị

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 5.1 CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO: Trong một ngày, nhà máy chỉ hoạt động 16h chia làm 2 ca. Sau khi qua bể điều hòa các công trình làm việc 24/24 và bể điều hòa sục khí 24/24. Chọn hệ số không điều hòa của nhà máy Kmax = 2,5; Kmin = 0,4. Nước thải thu từ nhà máy có đặc trưng sau: Bảng 5.1 Đặc tính nước thải đầu vào và tiêu chuẩn thải Thông số Giá trị đầu vào (mg/l) Tải lượng (kg/ngày) QCVN 11:2008/BTNMT CỘT B (mg/l) Chất rắn lơ lửng SS 153,5 44,98 100 COD 1173 343,69 80 BOD5 999 292,71 50 Tổng nitơ (N) 100,5 29,45 60 Tổng Phospho 88,5 25,93 20 Lưu lượng thiết kế cho song chắn rác, hầm bơm tiếp nhận, bể điều hòa: Lưu lượng thiết kế cho các công trình sau bể điều hòa: 5.2 SONG CHẮN RÁC: 5.2.1 Nhiệm vụ: Song chắn rác có nhiệm vụ tách các loại rác và tạp chất thô có kích thước lớn trong nước thải trước khi đưa nước thải vào các công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng song chắn rác vào trong các công trình xử lý nước thải tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và gây hỏng hóc bơm. 5.2.2 Tính toán: Bảng 5.2 Các thông số thiết kế song chắn rác. Thông số Làm sạch thủ công Kích thước song chắn: Rộng, mm 5-15 Dày, mm 25-38 Khe hở giữa các thanh, mm 25-50 Độ dốc theo phương đứng, độ 30-45 Tốc độ dòng chảy trong mương đặt song chắn rác, m/s 0,3-0,6 Tổn thất áp lực cho phép, mm 150 Kích thước mương đặt song chắn Chọn tốc độ dòng chảy trong mương v = 0,3 m/s. Giả sử độ sâu đáy ống cuối cùng của mạng lưới thoát nước bẩn là H = 0,7m. Chọn kích thước mương: rộng x sâu = 0,4m x 0,7m. Vậy chiều cao lớp nước trong mương là: Chọn kích thước thanh rộng x dày = b x d = 5mm x 25mm và khe hở giữa các thanh w = 25mm. Giả sử song chắn rác có n thanh, vậy số khe hở m = n + 1. Mối quan hệ giữa chiều rộng mương, chiều rộng thanh và khe hở như sau: Bs = n x b + (n + 1) x w 400 = n x 5 + (n + 1) x 25 n =12,5 Nếu cho n =12 có thể hiệu chỉnh 400 = 12 x 5 + (12 + 1) x w w =26mm Tổn thất áp lực: Tổng diện tích các khe song chắn, A: A = (Bs – bn) x h = (0,4 – 0,005 x 12) x 0,1 = 0,034 (m2) Trong đó: Bs = Chiều rộng mương đặt song chắn rác, m b = Chiều rộng thanh song chắn, m n = Số thanh h = Chiều cao lớp nước trong mương, m Vận tốc dòng chảy qua song chắn: Tổn thất áp lực qua song chắn: Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác. Trong đó: Bs = Chiều rộng mương đặt song chắn rác, Bs = 0,4m Bm = Chiều rộng mương dẫn nước vào, chọn Bm = 0,3m ᵠ = Góc nghiêng, chỗ mở rộng cửa buồn đặt song chắn rác, thường ᵠ =200. Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác: L2 = 0,5 x L1 = 0,5 x 0,14 = 0,07 (m) Góc hẹp so với phương ngang: Trong đó: β = Góc thu hẹp so với phương ngang Bh = Chiều rộng sau thu hẹp, chọn Bh = 0,3m Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác: L = L1 + Ls + L2 = 0,14 + 1,5 + 0,07 = 1,71(m) Trong đó: Ls = Chiều dài mương đặt song chắn rác, chọn Ls = 1,5m. HÌnh 5.1 Sơ đồ lắp đặt song chắn rác Chiều sâu xây dựng mương đặt song chắn rác: H = h + hs + h’ = 0,1 + 0,005 + 0,5 = 0,605 (m) ≈ 0,6 (m) Trong đó: h’ = Khoảng cách giữa các cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất, chọn h’ = 0,5m (Điều 7.25 TCXDVN51-2008) Chiều dài song chắn: Hàm lượng SS và BOD5: Hàm lượng SS và BOD5 của nước thải sau khi qua song chắn rác giảm 4% (trang 118 “ Lâm Minh Triết”) SS’ = SS x (1 – 0,04) = 153,5 x (1 – 0,04) = 147,36 (mg/l) BOD5 = BOD5 x (1 – 0,04) = 999 x (1 – 0,04) = 959 (mg/l) Bảng 5.3 Các thông số xây dựng song chắn rác: Thông số Ký hiệu Đơn vị Kích thước Số khe n+1 Khe 13 Số thanh song chắn n Thanh 12 Chiều rộng thanh đan hình chữ nhật. b mm 5 Khoảng cách giữa các song chắn w mm 25 Chiều dài song chắn lsc m 0,7 Góc nghiêng SCR độ 60 Chiều rộng mương trước khi mở rộng Bm m 0,3 Chiều rộng mương đặt SCR Bs m 0,4 Chiều rộng mương sau khi thu hẹp Bh m 0,3 Chiều dài đoạn mở rộng trước SCR L1 m 0,14 Chiều dài mương đặt SCR Ls m 1,5 Chiều dài đoạn thu hẹp sau SCR L2 m 0,07 Góc mở rộng ᵠ độ 20 Góc thu hẹp β độ 36 Chiều dài xây dựng L m 1,71 Chiều sâu xây dựng H m 0,6 5.3 LƯỚI CHẮN RÁC: 5.3.1 Nhiệm vụ: Nước từ hố thu đã được loại bỏ rác có kích thước lớn bằng các song chắn rác thô. Để bảo vệ bơm phía sau đồng thời loại bỏ một phần cặn lơ lững cũng như COD, ta dung lưới chắn rác tinh. 5.3.2 Tính toán: Bảng 5.4 Các thông số thiết kế lưới chắn rác: Thông số Lưới cố định Lưới quay Hiệu quả khử cặn lơ lửng, % 5-25 5-25 Tải trọng, L/m2.phút 400-1200 600-4600 Kích thước mắt lưới, mm 0,2-1,2 0,25-1,5 Tổn thất áp lực, m 1,2-2,1 0,8-1,4 Công suất motor, HP - 0,5-3 Chiều dài trống quay, m - 1,2-3,7 Đường kính trống, m - 0,9-1,5 (Nguồn: Bảng 10-5 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp của Lâm Minh Triết) Chọn lưới chắn rác tinh: Chọn lưới chắn rác tinh theo catalogue của hãng Shin Maywa, model 90s. Lưu lượng tối đa: Q = 53 (m3/h) Diện tích bề mặt lưới: BxL = 900mmx905mm Diện tích bề mặt lưới yêu cầu: Chọn lưới cố định (dạng lõm) có kích thước mắt lưới d = 0,35mm ứng với tải trọng LA = 700(L/m2.phút), đạt hiệu quả xử lý cạn lơ lững E = 15% (trang 447 xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết). Số lưới chắn rác: (lưới) Chọn n = 2 (lưới) Tải trọng làm việc thực tế: Hàm lượng SS và BOD5: Hàm lượng SS cử nước thải sau khi qua LCR giảm 15% (Trang 447 xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết) SS’ = SS x (1 – 0,15) = 147,36 (1 – 0,15) = 125,256 (mg/l) 5.4 BỂ THU GOM: 5.4.1 Nhiệm vụ: Bể thu gom nước thải tập trung toàn bộ nước thải từ các phân xưởng sản xuất của công ty bao gồm cả nước thải sinh hoạt và để đảm bảo lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động an toàn. Trong bể thu gom, Sử dụng 2 bơm chìm hoạt động luân phiên để bơm nước thải đến bể điều hòa. 5.4.2 Tính toán: Thời gian lưu t = 10-30 phút. Chọn t =20 phút Thể tích bể thu gom: Chọn chiều sâu hữu ích h = 2,3m, chiều cao an toàn lấy bằng chiều sâu đáy ống cuối cùng hbv = 0,7m, vậy tổng chiều sâu: H = h + hbv = 2,3 + 0,7 = 3(m) Diện tích bề mặt: Chọn tiết diện ngang là hình vuông Kích thước bể thu gom được chọn như sau: B x L x H = 2,6m x 2,6m x 3m Chọn bơm nước thải lên lưới chắn rác: Bố trí 2 bơm chìm hoạt động luân phiên. Lưu lượng bơm: Cột áp bơm: H = 8-10 m, chọn H = 8m Công suất bơm: Chọn N =1,3 (KW) Trong đó: η = Hiệu Suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93; chọn η = 0,8 Chọn bơm 2 bơm chìm của hãng Tsurumi hoạt động luận phiên model KRS2-D4/B4 Đường ống dẫn nước thải sang bể điều hòa: Chọn ống uPVC Bình Minh 110 mm. Trong đó: v = Tốc độ nước trong ống. Tốc nước trong ống hút lấy trong khoảng 0,7 – 1,5 (m/s). Chọn v = 1,5 (m/s). Kiểm tra lại vận tốc ống: (thỏa) Bảng 5.5 Các thông số xây dựng bể thu gom: Thông số Ký hiệu Đơn vị Kích thước Chiều sâu H m 3 Chiều rộng B m 2,6 Chiều dài L m 2,6 Bơm chìm Tsurumi Model Số lượng Lưu lượng Cột áp Công suất KRS2-D4/B4 n Q H N Cái m3/phút m kw 2 (hoạt động luân phiên) 1 15 3,7 5.5 BỂ ĐIỀU HÒA: 5.5.1 Nhiệm vụ: Do tính chất nước thải thay đổi theo từng giờ sản xuất và phụ thuộc vào từng loại nước thải của từng công đoạn. Vì vậy cần thiết xây dựng bể điều hòa để điều hòa lưu lượng, nồng độ và nhiệt độ, tạo điều kiện tối ưu cho các công trình phía sau: Thu gom và điều hòa về lưu lượng và thành phần các chất ô nhiễm như: COD, BOD, SS, pH… Đồng thời các máy làm thoáng cung cấp oxy vào nước thải nhằm tránh sinh ra mùi hôi thối tại đây. Tách dầu, mở ra khỏi nước thải nhờ cơ chế tuyển nổi và phân tách bằng tỷ trọng. 5.5.2 Tính toán: Thể tích bể điều hòa: Trong đó: t = Thời gian lưu nước, lấy t =8h (trang 450 xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết) Chiều cao bể điều hòa: Hb = H + hbv = 5 + 0,5 = 5,5 (m) Trong đó: H: Chiều sâu lớp nước, H ≥ 1,5m. Chọn H = 5(m) hbv : Chiều cao bảo vệ. Chọn hbv = 0,5 (m). Diện tích mặt bằng: Chọn tiết diện ngang hình chữ nhật. Kích thước của bể điều hòa được chọn như sau: L x B x H = 10m x 7,5m x 5,5m. Thể tích thực của bể: Vthực = L x B x H = 10 x 7,5 x 5,5 = 412,5 (m3) 5.5.2.1 Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa: Bảng 5.6 Các dạng khấy trộn của bể điều hòa. Dạng khuấy trộn Giá trị Đơn vị Khuấy trộn cơ khí 4-8 W/m2 thể tích bể Tốc độ nén khí 10-15 L/m3.phút (Nguồn: bảng 9-7 xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết) Chọn kiểu khuấy trộn bằng khí nén. Lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn: Trong đó: R: Tốc độ nén khí, nằm trong khoảng 10-15 (L/m3.phút). Chọn R = 12 (L/m3.phút) = 0,012 (m3/m3.phút) (Trang 418 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết) Thiết bị khuếch tán khí: Bảng 5.7 Các thông số cho thiết bị khuếch tán khí. Loại khuếch tán khí – cách bố trí Lưu lượng khí (L/phút.cái) Hiệu suất chuyển hóa oxy tiêu chuẩn ở độ sâu 4,6 m (%) Đĩa sứ - lưới 11-96 25-40 Chụp sứ - lưới 14-71 27-39 Bản sứ - Lưới 57-142 26-33 -Ống plastic xốp cứng, bố trí: -Dạng lưới -Hai phía theo chiều dài (dòng chảy xoắn 2 bên) -Một phía theo chiều dài (dòng chảy xoán 1 bên) 68-113 85-311 57-340 28-32 17-28 13-25 Ống plastic mềm, bố trí: -Dạng lưới. -Một phía theo chiều dài. 28-198 57-198 26-36 19-37 Ống khoang lỗ, bố trí: -Dạng lưới -Một phía theo chiều dài 28-113 57-170 22-29 15-19 Khuếch tán không xốp: -2 phía theo chiều dài. -1 phía theo chiều dài. 93-283 283-990 12-23 9-12 (Nguồn: xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết) Chọn thiết bị cấp khí bằng đĩa SSI bố trí theo diện tích có lưu lượng khi 90 (l/phút). Số đĩa phân phối khí cần thiết: (đĩa) Chọn n =48 đĩa Bố trí hệ thống cấp khí: Khí từ máy nén khí theo đường kính ống khí chính chạy dọc theo chiều dài bể. Từ ống chính chia thành 6 ống nhánh, mỗi ống nhánh bố trí 8 đĩa. Đường kính ống dẫn khí chính: Chọn ống bình minh HDPE ϕ = 90 mm. Trong đó: vch: Tốc độ khí trong ống dẫn khí chính, trong khoảng 10-15 (m/s) (trang 107 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết). Chọn vch = 15 (m/s). Kiểm tra lại vận tốc: (thỏa) Đường kính ống dẫn khí nhánh: Chọn ống bình minh HDPE ϕ = 34 (mm). Trong đó: Vnh :Tốc độ khí trong ống dẫn khí nhánh, trong khoảng 10-15 (m/s). (trang 107 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp). Chọn vnh = 10 (m/s). : Lượng khí trong ống nhánh, Kiểm tra lại vận tốc: (thỏa) Trụ đỡ: Các ống được đặt trên trụ đỡ ở độ cao 20cm so với đáy bể. Trụ đỡ: đặt ở giữa 2 đĩa kế nhau, như vậy 8 đĩa sẽ có 7 trụ đỡ. Kích thước trụ đỡ: D x R x C = 0,2m x 0,2m x 0,2m. 5.5.2.2 Tính toán máy thổi khí: Áp lực cần thiết cho hệ thống thổi khí: Hct = hd + hc + hf + H = 0,4 + 0,4 + 0,5 + 5 = 6,3 (m) Trong đó: hd: Tổn thất do ma sát trong dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn và hd≤ 0,4m. Chọn hd = 0,4m. hc: Tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh hc ≤ 0,4m. Chọn hc = 0,4m. hf: Tổn thất qua lỗ phân phối khí hf ≤ 0,5m. Lấy hf = 0,5m. H: Độ ngập sâu miệng vòi phun của ống phân phối khí, lấy bằng chiều cao hữu ích của bể điều hòa H = 5m. Công suất máy thổi khí: Trong đó: Qkhí: Lưu lượng không khí. Qkhí = 0,075 (m3/s) = 4,5 (m3/phút). η: Hiệu suất của máy thổi khí, nằm trong khoảng 0,7-0,9 (Trang 148 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết). Chọn η = 0,8. P: Áp suất của không khí ra, lấy 760 mmHg = 10,33 mH2O. Chọn máy thổi khí: Bố trí 2 máy thổi khí hoạt động luân phiên. Chọn máy thổi khí theo catalogue của hãng Taiko, có các thông số sau: Model : SSR – 100 Y132S – 4. Lưu lượng khí: Qkhí = 6,08 (m3/phút). Áp suất: P = 24,5 (kPa). Công suất: N = 5,5 KW. Số vòng quay: 1450 (vòng/phút) 5.5.2.3 Tính toán đường ống dẫn nước sang keo tụ tạo bông: Chọn ống Bình Minh uPVC 100 (mm) Trong đó: v: Vận tốc nước thải trong ống. v = 0,3-0,7(m/s) (Điều 4.1.25 TCXD). Chọn v = 0,5 (m/s). Bảng 5.8: Thông số xây dựng bể điều hòa: Thông số Ký hiệu Đơn vị Kích thước Chiều sâu H m 5,5 Chiều rộng B m 7,5 Chiều dài L m 10 Thể tích bể V m3 412,5 Hệ thống thổi khí: đĩa phân phối khí Ống dẫn chính Ống nhánh Số ống nhánh Số đĩa D d nđĩa m m (HPDE) 90 (HPDE) 34 6 48 Máy thổi khí: Model Số lượng Lưu lượng khí Áp suất Công suất Số vòng quay n Qkhí P N Cái m3/phút kPa kW vòng/phút TAIKO SSR – 100 Y132S – 4 2( hoạt động luân phiên) 6,08 24,5 5,5 1450 5.6 BỂ KEO TỤ TẠO BÔNG: 5.6.1 Nhiệm vụ: Trong hệ thống keo tụ chia 2 cụm bể chính là bể keo tụ (hay còn gọi bể trộn nhanh) và bể tạo bông. Bể keo tụ (Gồm bể trộn phèn và bể điều chỉnh pH). Lưu lượng nước thải sau bể điều hòa là lưu lượng trung bình, đã được đồng nhất về mặt nồng độ. Bể trộn cơ khí kiểm soát quá trình khuấy trộn tốt hơn bể trộn thủy lực, thời gian lưu nước ngắn hơn và chiếm diện tích nhỏ hơn. 5.6.2 Tính Toán: Thông số thiết kế: Lưu lượng: Qtb = 12,5 (m3/h)=0,21 (m3/phút) Cường độ khuấy trộn: G = (500~1000 S-1) Thời gian lưu nước: t = (30~120 S); thời gian lưu nước là 100 s. 5.6.2.1 Tính toán bể keo tụ: Thể tích bể trộn nhanh: Vtn = 0,21×100÷60=0,35 ( m3) Chọn kiểu bể vuông có cạnh là a = 0,59 (m); chọn thông số thiết kế a = 0,6 (m). Chiều cao H = 1 (m) Chiều cao an toàn chọn Hat= 0,5 (m) Bảng 5.9: hệ số sức cản của nước theo cấu tạo cánh khuấy: Các loại cánh khuấy K Cánh khuấy chân vịt 3 cánh 0,32 Cánh khuấy chân vịt 2 cánh 1,00 Turbin 6 cánh phẳng đầu vuông 6,30 Turbin 4 cánh nghiêng 450 1,08 Turbin kiểu quạt 6 cánh 1,65 Turbin 6 cánh đầu tròn cong 4,80 Cánh khuấy gắn 2-6 cánh dọc trục 1,7 Đường kính cánh khuấy nhỏ hơn ½ chiều rộng bể bể trộn do đó chọn: D = 0,3 (m) Cánh khuấy đặt cách đáy một khoản h=D  h = D = 0,3 (m) Chiều rộng bản cánh khuấy: a = 1/5D= 0,06 (m) Chiều dài bản cánh khuấy: b = 1/4D =0,075 (m) Chọn loại cánh khuấy gắn 2-6 cánh dọc trục K = 1,7 Cường độ khuấy trộn G = 800 (s-1) Công suất môtơ khuấy tính theo công thức sau: P=G2Vµ= 8002×0,35×0,0009= 201,6 (J/s) Trong đó: P: năng lượng cần thiết ( J/s) G: trọng lượng riêng của nước V: thể tích khuấy trộn µ: độ nhớt của chất lỏng được khuấy ở nhiệt độ bình thường giả sử t=250, ta có: µ=0,0009 Giả sử hiệu suất động cơ là 80%, vậy công suất motor cần chọn là: Pc=201,6÷0,8= 252 (J/s) = 0,252 (kw) Chọn motor có công suất P = 0,5 (kw) Xác định số vòng quay của cánh khuấy: Trong đó: Ρ: Khối lượng riêng chất lỏng. (kg/m3) D: Đường kính cánh khuấy. (m) n: Số vòng quay. (vòng/s) K: Hệ số sức cản của nước tra theo bảng Vậy ta chọn mua motor có sông suất là 0,5 (kw). Cánh khuấy và trục đặt gia công tại các xưởng cơ khí. 5.6.2.2 Tính toán bể phản ứng Tính toán kích thước bể Giả sử hiệu quả của quá trình cần đạt được giá trị gradien tốc độ trung bình 50 – 55s-1 trong thời gian 45 (phút) Dung tích bể phản ứng chọn theo kiểu bể phản ứng cơ khí: V = Qngàytb86400 × 45× 60 = 30086400 × 45 × 60 = 6,25(m3) Xây dựng bể với kích thước chiều rộng R = 1,5(m), chiều sâu H = 1(m), ta có: Chiều dài của bể phản ứng: L = VR×H = 6,251,5×1 = 4.16(m) ≈ 4,2(m) Theo chiều dài của bể chia làm 3 buồng bằng các vách ngăn hướng dòng nước theo phương thẳng đứng, khoảng cách giữa các vách ngăn ở buồng thứ nhất 1.5m, buồng thứ hai 1.5m, buồng thứ ba 2m. Dung tích các buồng: Buồng 1: V = 1m × 1,5m × 1.5m = 2,25(m3) Buồng 2: V = 1m × 1,5m × 1.5m = 2,25(m3) Buồng 3: V = 1m × 1,5m × 2m = 3(m3) Cường độ khuấy trộn trong các buồng dự kiến đạt các giá trị gradien tốc độ 100-80s-1, 70-50s-1, 40-30s-1. Cấu tạo guồng khuấy gồm trục quay và bốn cánh đặt đối xứng qua trục. Theo quy định tiết diện ngang của cánh khuấy phải đạt < 20% so với diện tích ngang bể phản ứng nên diện tích bản cánh khuấy cần đạt: Fb = 20% × 1,5 = 0.3(m2) Diện tích 1 cánh khuấy là: Fc = 0.34 = 0.075(m2), chọn kích thước cánh khuấy b × l = 10(cm) × 50(cm) Bản cánh đặt ở các khoảng cách tính từ mép ngoài đến tâm trục quay R1 = 0,6m; R2 = 0,1m Chọn tốc độ quay của guồng khuấy: sử dụng bộ truyền động trục vít với một động cơ điện kéo chung ba guồng khuấy. Tốc độ quay cơ bản lấy 6 vòng/phút ở buồng đầu tiên, 5 vòng/phút ở buồng thứ hai và 4 vòng/phút ở buồng cuối cùng. Tính kiểm tra các chỉ tiêu khuấy trộn cơ bản Buồng phản ứng thứ nhất Dung tích 2,25(m3), thời gian lưu nước lại 900s, tốc độ quay của guồng khuấy 6 vòng/phút. Tốc độ chuyển động tương đối của các bản cánh khuấy so với nước: v1 = n×2π×R1×0,7560 = 6×2π×0,6×0,7560 = 0,283(m/s) v2 = n×2π×R2×0,7560 = 6×2π×0,1×0,7560 = 0,047(m/s) Năng lượng cần để quay cánh khuấy: N = 51CbF(v13 + v23) Trong đó: Cb = 1,2 (tỷ lệ kích thước cánh khuấy l/b = 50/1 = 5) F = 0,15m2, tiết diện bản cánh khuấy đối xứng N = 51 × 1,2 × 0,15 × (0,2833 + 0,0473) = 0,21(W) Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước trong buồng: ω = NV = 0,212,25 = 0,093(W/m3) Giá trị gradien tốc độ: G = 10ωµ = 100.0930.801×10-3 = 108(s-1) Trong đó: µ = 0.801×10-3kg.m2/s là độ nhớt động lực của nước ở 30oC Giá trị P: P = 108 × 900 = 97200 Giá trị gradien tốc độ quá lớn so với dự kiến. Giảm tốc độ quay của guồng khuấy xuống còn 5.5 vòng/phút. Tính lại các chỉ tiêu cơ bản: v1 = n×2π×R1×0,7560 = 5,5×2π×0,6×0,7560 = 0.26(m/s) v2 = n×2π×R2×0,7560 = 5,5×2π×0,1×0,7560 = 0.043(m/s) N = 51 × 1,2 × 0,15 × (0,263 + 0,0433) = 0,162(W) ω = NV = 0.1622,25 = 0,072(W/m3) G = 10ωµ = 100,0720,801×10-3 = 95s-1 P = 95 × 900 = 85500 (giá trị tối ưu P = 40000 – 200000) Buồng phản ứng thứ hai Từ giá trị vận tốc ở buồng thứ nhất ta chọn lại giá trị vận tốc cho buồng thứ hai là 4,2 Các chỉ tiêu cơ bản: v1 = n×2π×R1×0,7560 = 4,2×2π×0,6×0,7560 = 0.198 (m/s) v2 = n×2π×R2×0,7560 = 4,2×2π×0.1×0,7560 = 0.033(m/s) N = 51 × 1.2 × 0.15 × (0.1983 + 0.0333) = 0.0716(W) ω = NV = 0.07162,25 = 0.032(W/m3) G = 10ωµ = 100.0320.801×10-3 = 63(s-1) P = 63 × 900 = 56700 (giá trị tối ưu P = 40000 – 200000) Buồng phản ứng thứ 3 Từ giá trị vận tốc ở buồng thứ hai ta chọn lại giá trị vận tốc cho buồng thứ ba là 3,7 Các chỉ tiêu cơ bản: v1 = n×2π×R1×0,7560 = 3,7×2π×0,6×0,7560 = 0.174(m/s) v2 = n×2π×R2×0,7560 = 3,7×2π×0,1×0,7560 = 0.029(m/s) N = 51 × 1.2 × 0.15 × (0.1743 + 0.0293) = 0.0486(W) ω = NV = 0.04863 = 0.0162(W/m3) G = 10ωµ = 100.01620.801×10-3 = 45s-1 P = 45 × 900 = 40500 (giá trị tối ưu P = 40000 – 200000) Ống dẫn sang bể lắng 1: Lấy tốc độ 0,5 (m/s) Đường kính ống dẫn: D = 4×Qπ×v×3600 = 4×12,5π×0,5×3600 = 0,094m = 94(mm), chọn ống Ø = 100(mm) Hàm lượng N, P: Hiệu suất xử lý N = 10-60%, P = 65-95% (Nguồn: Trang 29- Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp- Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân) 5.6.2.3 Tính toán hóa chất và thiết bị chứa: Bảng 5.10: Liều lượng chất keo tụ ứng với các liều lượng khác nhau của các tạp chất nước thải. Nồng độ tạp chất trong nước thải (mg/l) Liều lượng các chất keo tụ khan 1-100 101-200 201-400 401-600 601-800 801-1000 1001-1400 1401-1800 1801-2200 2201-2500 25-35 30-45 40-60 45-70 55-80 60-90 65-105 75-115 80-125 90-130 (Hoàng Văn Huê, 2002, thoát nước, tập 2, xử lý nước thải, NXB khoa học và kỹ thuật) + Tính toán phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O Vì lượng cặn trước khi vào bể keo tụ tạo bông là 125,256 (mg/l) nên lượng phèn nhôm không chứa nước cần là 35 (mg/l). Sử dụng phèn nhôm có hàm lượng Al2O3 15%, vậy Al2(SO4)3 chiếm 51.4% . Lượng phèn cần thiết là: Mp = 35g/m3×300m3/ngày51.4% = 20428 (g/ngày) = 20,4(kg/ngày) Theo tiêu chuẩn TCXD – 33 : 2006 ta lấy nồng độ phèn trong bể hòa trộn trong khoảng 10 – 17%, chọn bh = 17%. Lượng phèn cần pha chế để đạt nồng độ 17% là: Mphènthô×51.4%Mphènthô+1(kgnước) = 17% suy ra Mphènthô = 0.494kg cho 1 lít nước Nồng độ phèn trong bể tiêu thụ phèn là bt = 7% Dung tích bể hòa trộn: Wh = Q×n×Pp10000×bh×γ = 12,5×168×3510000×17×1 = 0.43(m3) Trong đó: Q: lưu lượng nước xử lý, m3/h n: thời gian giữa 2 lần hòa tan phèn, h, chọn n = 7 ngày = 168h Pp: liều lượng phèn dự tính cho vào nước, g/m3, chọn Pp = 35g/m3 bh: nồng độ dung dịch phèn trong thùng hòa trộn, %, chọn bh = 17% γ: khối lượng riêng của dung dịch, γ = 1 tấn/m3 Chọn kích thước bể L × W × H = 1m × 0.7m × 0.7m Dung tích bể tiêu thụ: Wt = Wh×bhbt = 0.43×177 = 1 (m3) Chọn kích thước bể L × W × H = 2m × 0.8m × 0.8m Lưu lượng bơm định lượng từ bể tiêu thụ vào bể trộn của cụm bể keo tụ tạo bông là: Qb = Vt = 1m3168h = 6×10-3 (m3/h) = 6 (L/h) Chọn bơm định lượng lưu lượng: DOSEURO TYPE D-050N-30 + Tính toán polime trợ keo tụ Chọn Polime Vichemfloc 62414-Anion Lượng polime châm vào: 2 (mg/l) = 2 (g/m3) Lượng polime cần thiết 1 ngày là: Mp = 2 (g/m3) × 300 (m3/ngày) = 600 (g/ngày) = 0.6 (kg/ngày) Chọn thùng hòa trộn polime với kích thước D × H = 1m × 1m Thể tích bể hòa trộn polime: Vb = π4 × D2 × H = π4 × 12 × 1 = 0.785 (m3) Lưu lượng bơm định lượng polime là: Qb = Vt = 0.785m324h = 0.032 (m3/h) = 32 (L/h) Chọn bơm định lượng lưu lượng: DOSEURO TYPE D-050N-50 + Tính toán dung dich acid H2SO4 Lưu lượng thiết kế: Q = 12,5 (m3/h) pHvào max = 9 pHtrung hòa = 7 K = 0.000005 (mol/L) Khối lượng phân tử H2SO4 = 98 (g/mol) Nồng độ dung dịch H2SO4 = 98% Trọng lượng riêng của dung dịch ρ = 1.84 (tấn/m3) Liều lượng châm vào = 0.000005×98×12,5×10098×1.84 = 3,4×10-3 (L/h) Thời gian lưu = 1 năm Thể tích cần thiết của bể chứa = 3,4×10-3 × 24 × 365 = 30 (lít) Chọn kích thước thùng chứa D × H = 30cm × 50cm Chọn bơm định lượng lưu lượng: DOSEURO TYPE A-125N-6 + Tính toán dung dich NaOH Lưu lượng thiết kế: Q = 12,5 (m3/h) pHvào min = 5.5 pHtrung hòa = 7 K = 0.00001 (mol/L) Khối lượng phân tử NaOH = 40 (g/mol) Nồng độ dung dịch NaOH = 20% Trọng lượng riêng của dung dịch ρ = 1.53 (tấn/m3) Liều lượng châm vào = 0.00001×40×12,5×10020×1.53 = 0.016 (L/h) Thời gian lưu = 1 năm Thể tích cần thiết của bể chứa = 0.016 × 24 × 365 = 140 (lít) Chọn kích thước thùng chứa D × H = 50cm × 80cm Chọn bơm định lượng lưu lượng: DOSEURO TYPE A-125N-6 Bảng 5.11: Thông số xây dựng bể keo tụ tạo bông: Thông số Giá trị Bể trộn B x L x H Thời gian lưu nước Cánh khuấy 2-6 cánh dọc trục Đường kính Số vòng quay 0,6m x 0,6m x 1,5m 100s 0,3 219 (vòng/phút) Bể tạo bông Thời gian lưu Ngăn phản ứng 1 B x L x H Thể tích ngăn 1 Vận tốc khuấy Ngăn phản ứng 2 B x L x H Thể tích ngăn 2 Vận tốc khuấy Ngăn phản ứng 3 B x L x H Thể tích ngăn 3 Vận tốc khuấy 45 phút 1,5m x 1,5m x 1m 2,25 (m3) 5,5 (vòng/phút) 1,5m x 1,5m x 1m 2,25 (m3) 4,2 (vòng/phút) 1,5m x 2m x 1m 3 (m3) 3,7 (vòng/phút) Hóa chất Lượng phèn tiêu thụ (nồng độ 51,4%) Polimer trợ keo tụ Lượng H2SO4 để trung hòa Lượng NaOH để trung hòa 41 (lít/ngày) 2 (g/m3 nước thải) 0,0816 (lít/ngày) 0,384 (lít/ngày) 5.7 BỂ LẮNG 1: 5.7.1 Nhiệm vụ: Dùng để tách các chất lơ lửng có khả năng lắng được dưới tác dụng của trọng lực 5.7.2 Tính toán: Chọn bể lắng đợt 1 có dạng hình tròn trên mặt bằng, nước thải vào từ tâm và thu nước theo chu vi (bể lắng đứng). Bảng 5.12: Các thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng đứng. Thông số Giá trị Trong khoảng Đặc trưng Thời gian lưu nước, giờ 1,5-2,5 2 Tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày 32-48 + Lưu lượng trung bình 32-48 +Lưu lượng cao điểm 80-120 Tải trọng máng tràn, m3/m2.ngày 125-500 Ống trung tâm: +Đường kính 15-20%D +Chiều cao 55-60%H Chiều sâu H của bể lắng, m 3-4,6 3,7 Đường kính D của bể lắng, m 3-60 12-45 Độ dốc đáy, mm/m 62-167 83 Tốc độ thanh gạt bùn, vòng/phút 0,02-0,05 0,03 (Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp_Lâm Minh Triết) Lưu lượng nước thải xử lý QngàyTB = 300 m3/ngày. Tổng chiều cao vùng lắng h1 = 3,5m ( Chọn theo bảng 4-4 , Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải_Trịnh Xuân Lai ) Tải trọng bề mặt v0 = 40 m3/m2.ngày Diện tích bề mặt cần thiết của bể lắng: Đường kính bể lắng được xác định bằng công thức: Chọn Db = 3,5(m) Đường kính ống trung tâm: Đường kính buồng phân phối trung tâm : dtt = (15-20%).Dbể ( theo Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải_Trịnh Xuân Lai). Chọn dtt = 20% Dbể. dtt =3,5´20% = 0,7 m. Ống loe: Đường kính ống loe: d’ = 1,35´ dtt = 1,35 x 0,7 = 0,95 (m) Chiều cao ống loe (h’= 0,2 ¸ 0,5 m) . Chọn h’= 0,3 m. Tấm chắn: Đường kính tấm chắn d’’= 1,3 ´ d’ = 1,3 x 0,95 = 1,24 (m) Chiều cao từ ống loe đến tấm chắn (h’’ = 0,2 ¸ 0,5 m) . Chọn h’’ = 0,3 m. Tính lại diện tích bề mặt cần thiết của bể lắng: A = = = 9,62 (m2). Xác định lại tải trọng bề mặt của bể theo QgiờTB U0TB = = = 31,19 (m3/m2.ngày) Giá trị này nằm gần trong khoảng cho phép 32 – 48 (m3/m2.ngày) Chiều cao phần chóp đáy bể: Bể lắng có dạng hình trụ có đổ thêm bê tông dưới đáy bể để tạo độ dốc 20%. Hố thu gom bùn đặt ở chính giữa bể và có thể tích nhỏ vì cặn sẽ được tháo ra liên tục , đường kính hố thu gom bùn lấy bằng 20% đường kính bể. dtb = 0,7(m) hc = x 0,2 = 1,75 x 0,2 = 0,35 m. Chiều cao dự trữ trên mặt thoáng: hdt = 0,5 m. Chiều cao tổng cộng của toàn bể: Hb = h1 + hdt = 3,5 + 0,5 = 4 m Thể tích phần công tác của bể: Vct = ´ h1 = ´ 3,5 = 33,67 m3 Thể tích tổng cộng của bể: Vc = Hb = ´ 4 = 38,48 m3 Thời gian lưu nước trong bể lắng: T = = = 2,7 giờ Vận tốc giới hạn trong vùng lắng VH = Trong đó : k: Hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn , chọn k=0,06 (tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải_Trịnh Xuân Lai) r : tỷ trọng hạt , chọn r = 1,25 (tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải _Trịnh Xuân Lai). g: gia tốc trọng trường , g= 9,81 d: đường kính tương đương của hạt , chọn d= 10-4 m. (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải_Trịnh Xuân Lai) f: hệ số ma sát , hệ số này phụ thuộc vào đặc tính bề mặt của hạt và hệ số Reynold của hạt khi lắng , chọn f=0,025 (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải_Trịnh Xuân Lai) VH = = 0,0686 m/s Vận tốc nước chảy trong vùng lắng ứng với Qhtb Vmax = = = 0,00036 (m/s) Ta thấy rằng Vmax < VH Þ Điều kiện đặt ra để kiểm tra thoả mãn. Máng thu nước: Máng thu nước sau lắng được bố trí sát thành ngoài bể và ôm theo chu vi bể . Máng răng cưa được neo chặt vào thành trong bể nhằm điều chỉnh chế độ chảy lượng nước tràn qua để vào máng thu. Máng răng cưa có khe tạo góc 900 với các thông số: Thanh răng cưa: Chiều cao răng cưa :50mm Chiều dài định vát đỉnh răng cưa :50mm Chiều cao cả thanh :250mm Khoảng cách giữa 2 răng kế tiếp :100mm Vậy trên thành máng dài 4m có 40 răng mỗi bên. Khe dịch chuyển: Cách nhau :300mm Bề rộng khe :12mm Chiều cao :150mm Tổng chiều dài máng răng cưa L = p ´ Dbể = 3,14 ´ 3,5 = 11 m Tải trọng thuỷ lực của máng thu Utl = = = 27,27 m3/ngày Xác định hiệu quả khử BOD5 và SS R= Trong đó t: thời gian lưu nước , t= 2,7 giờ a,b : các hằng số thực nghiệm ( Chọn theo bảng 4-5 Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải_ Trịnh Xuân Lai).Đối với BOD5 thì a= 0,018 và b= 0,020 ; đối với SS thì a= 0,0075 và b= 0,014 R BOD = = 37,5% RSS = = 59,6% Hàm lượng SS, BOD5, COD: Lượng bùn khô sinh ra mỗi ngày G= ´300´ 10-6 ´ 300 ´1000 G= 53,64 kg/ngày Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày Vbùn = Trong đó : G: lượng bùn sinh ra mỗi ngày , G= 53,64 kg/ngày C: Hàm lượng chất rắn trong bùn nằm trong khoảng 40-120 g/L = 40-120 kg/m3, lấy trung bình C= 80 kg/m3 Vbùn = = 0,67 (m3/ngày) Chọn bơm bùn Ebara: DWO 150, H = 9,5m; Q = 6 (m3/h), P = 1,1 (kw) Bảng 5.13: Các thông số xây dựng bể lắng 1. Thông số Ký hiệu Đơn vị Kích thước Đường kính bể lắng 1 Db m 3,5 Đường kính ống trung tâm dtt m 0,7 Đường kính ống loe d’ m 0,95 Chiều cao ống loe h’ m 0,3 Đường kính tấm chắn d’’ m 1,24 Chiều cao từ ống loe đến tấm chắn h’’ m 0,3 Chiều cao phần chóp đáy bể hc m 0,35 Chiều cao dự trữ trên mặt thoáng hdt m 0,5 Tổng chiều cao vùng lắng h1 m 3,5 Chiều cao tổng cộng của bể Hb m 4 Thời gian lưu nước t giờ 2,7 Tổng chiều dài máng răng cưa L m 11 Lượng bùn sinh ra mỗi ngày G Kg/ngày 53,46 Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày V m3/ngày 0,67 Đường kính hố thu bùn dtb m 0,7 5.8 Bể UASB: 5.8.1 Nhiệm vụ: Từ bể lắng 1 nước thải được bơm về bể kị khí UASB. Nhiệm vụ của quá trình xử lý nước thải qua bể UASB là nhờ vào sự hoạt động phân hủy của các vi sinh vật kị khí biến đổi chất hữu cơ thành các dạng khí sinh học. Chính các chất hữu cơ tồn tại trong nước thải là các chất dinh dưỡng cho vi sinh vật. Quá trình này thường được áp dụng trong điều kiện nước thải có nồng độ BOD, COD cao. Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào các yếu tố môi trường như nhiệt độ, pH,… Các yếu tố sinh vật như: số lượng và khả năng hoạt động phân hủy của quần thể vi sinh vật có trong bể. Việc làm giảm bớt nồng độ ô nhiễm hữu cơ ở bể UASB giúp cho bể hiếu khí (Aerotank) hoạt động hiệu quả hơn vì nồng độ COD đã giảm nhiều, hiệu quả xử lý COD từ 60-80%. Những ưu điểm nổi bật của UASB: Ít tiêu hao năng lượng trong quá trình hoạt động. Giá thành vận hành thấp Tự sản sinh năng lượng có thể thu hồi sử dụng dưới dạng biogas. Sản sinh ít bùn. Sự duy trì sinh khối trong các hệ thống xử lý kị khí với tỷ lệ cao cho phép vận hành hệ thống xử lý ở các dạng hữu cơ cao nên làm giảm đáng kể khối tích các công trình. Nhu cần sử dụng dinh dưỡng bổ sung ít hơn so với hệ thống xử lý hiếu khí. Sự phát triển của vi sinh vật trong bể thường qua 3 giai đoạn: Giai đoạn 1: Nhóm vi sinh vật tự nhiên có trong nước thải thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ như monosacarit, amino axit để tạo ra các ngồn thức ăn và năng lượng cho các vi sinh vật hoạt động. Giai đoạn 2: Nhóm vi khuẩn tạo men axit biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các axit hữu cơ thường là axit acetic, nhóm vi khuẩn yếm khí tạo axit là nhóm vi khuẩn axit focmo. Giai đoạn 3: Nhóm vi khuẩn tạo mêtan chuyển hóa hydro và axit acetic thành khí mêtan và cacbonic. Nhóm vị khuẩn này gọi tên là mêtan focmo. Vai trò quan trọng của nhóm vi khuẩn mêtan focmo là tiêu thụ hydro và axit acetic, chúng tăng trưởng rất chậm và quá trình xử lý yếm khí chất thải được thực hiện khí mêtan và cacbonic thoát khỏi hỗn hợp. 5.8.2 Tính toán: 5.8.2.1 Kích thước bể UASB: Sau các bể xử lý cơ học hiệu suất xử lý N = 10-25% (Trang 29: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp- Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân). Chọn hiệu suất xử lý N = 25%. Tổng N’ = 50,25 x (1-0,25) = 37,7 (mg/l) Hỗn hợp nước thải sau khi qua các công trình xử lý sơ bộ để đến bể UASB đạt được các tính chất sau: COD = 703,8( mg/l) BOD = 614 (mg/l) SS = 50 (mg/l) Tổng N = 37,7 (mg/l) Tổng P = 13,3 (mg/l) Q = 300 (m3/ngày) = 12,5 (m3/h). Trong bể UASB để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý yếm khí phải duy trì được tình trạng cân bằng thì giá trị pH của hỗn hợp nước thải từ 6,6-7,6 (phải duy trì độ kiềm đủ khoảng 1000-1500 mg/l để ngăn cản pH xuống dưới mức 6,2) và phải có tỷ lệ chất dinh dưỡng N, P theo COD là COD : N : P = 350 : 5 : 1. Lượng N, P cần thiết phải cho vào nước thải khi vào bể UASB: Nồng độ N, P có trong nước thải khi phân tích là Ntổng = 100,5 mg/l, Ptổng = 88,5 mg/l. Như vậy trước khi nước thải vào bể UASB ta có thể không thêm vào các chất dinh dưỡng N, P trên đường ống. Hàm lượng N, P còn lại sau khi qua bể UASB: N’ = 37,7 – 10 = 27,7 (mg/l) P’ = 13,3 – 2 = 11,3 (mg/l) Kích thước bể: Hiệu suất xử lý của UASB: Lượng COD cần xử lý trong 1 ngày: Thể tích bể gồm 2 phần chính: Phần thể tích mà các hạt cặn lơ lửng sau khi tách khí đi vào hay thể tích phần lắng. Phần thể tích mà ở đó diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ hay thể tích phần xử lý kị khí. Bảng 5.14: Các thông số thiết kế cho bể UASB. Thông số Đơn vị Giá trị Tải trọng bề mặt phần lắng M3/m2.ngày Xử lý chất hữu cơ hòa tan 72 Xử lý nước thải có cặn lơ lửng 24-30 Đối với bùn dạng bông (chưa tạo hạt) 12 Chiều cao bể m Nước thải loãng 3-5 Nước thải đậm đặc (COD≥3000 mg/l) 5-7 hoặc ≥10 Phễu tách khí cặn Vách nghiêng phễu thu khí độ 45-60 Diện tích bề mặt khe hở giữa các phễu thu khí ≥15-20% diện tích bề mặt bể Chiều cao phễu thu khí m 1,5-2 Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở cm 10-20 Thời gian lưu bùn ngày 35-100 Bảng: Số liệu thống kê quản lý kỹ thuật bể UASB Nguồn nước thải Hàm lượng COD đầu vào (mg/l) Thời gian lưu nước (h) Tải trọng COD (kgCOD/m3 ngày Hiệu quả khử COD (%) Nước thải sinh hoạt 500-800 4-10 4-10 70-75 Nước thải nhà máy rượu 20000 5-10 14-15 60 NTXN chế biến bột khoai tây 4500-7000 5-10 8-9 75-80 NTXN chế biến sữa 3000-3400 5-10 12 80 NT nhà máy hóa chất hữu cơ tổng hợp 18000 5-10 7-9 90 NTXN chế biến rau quả 8300 5-10 18 55 NT nhà máy giấy các loại 7700 5-10 12 80 NTXN chế biến hải sản 2300-3000 5-10 8-10 75-80 Nguồn: Phó giáo sư tiến sĩ Trần Văn Huệ, Thoát nước. Tải trọng khử COD: Chọn L = 4 (kgCOD/m3.ngày) Dung tích xử lý yếm khí cần: Chọn V = 40 (m3) Tốc độ nước đi lên trong bể: v = 0,6-0,9 (m/h) để đảm bảo bùn trong bể được duy trì ở trạng thái lơ lửng. Chọn v = 0,8 (m/h). Diện tích bề mặt bể: Chọn bể có tiết diện hình vuông. Vậy kích thước tiết diện bể: a x a: 4m x 4m. Chiều cao phần xử lý yếm khí: Chọn chiều cao của phễu thu khí H2 = 2m (∈ 1,5-2m) Chọn Chiều cao bảo vệ H3 = 0,5 m Chiều cao tổng thể của bể Hb Hbể = H1 + H2 + H3 = 2,5 + 2 + 0,5 = 5m Thể tích thực của bể: Vb = F x Hb = 4 x 4 x 5 = 80 (m3) Thể tích công tác của bể: Vct = F x Hct = 4 x 4 x (2,5 + 2) = 72 (m3) Thời gian lưu nước: thỏa ∈ 5-10 (h) 5.8.2.2 Tính chi tiết bể UASB: Nước thải trước khi vào ngăn lắng sẽ được tách khí bằng các tấm chắn khí. Các tấm chắn khí này được đặt nghiêng một góc so với phương ngang một góc lớn hơn 550. Chọn góc nghiêng 600. Vì chiều dài bể nhỏ (A = 4m), nên ta đặt trong bể 1 tấm hướng dòng và 4 tấm chắn khí dọc theo chiều rộng của bể. Các tấm chắn khí và hướng dòng được đặt sao cho khoảng cách giữa 2 tấm chắn khí nằm cùng phía là bằng nhau và bằng khoảng cách giữa tấm chắn khí và tấm hướng dòng. Các tấm chắn khí và tấm hướng dòng được bố trí như hình vẽ. Chọn khe hở giữa các tấm chắn và tấm hướng dòng là như nhau. Tổng diện tích các khe hở này chiếm 15-20% tổng diện tích bể (theo sách “giáo trình công nghệ xử lý nước thải” của Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga). Chọn Fkhe = 0,16 Fbể. Diện tích 1 khe hở được tính như sau: Chiều dài khe bằng chiều rộng bể và bằng 4(m). Bề rộng một khe hở: Tính chiều cao ngăn lắng Nước trước khi vào ngăn lắng sẽ được tách khí bằng các tấm chắn khí đặt nghiêng so với phương ngang một góc từ 45 ÷ 600. Chọn góc này là 600 HL + H3 HL = 3,5 – 0,5 = 3m > 2m Tổng chiều cao ngăn lắng và cao dự trữ của ngăn lắng (H3) chiếm trên 30% chiều cao bể. HL+H3HTC×100= > 30% (thỏa) Thời gian lưu nước trong ngăn lắng (tlắng ≥ 1h) ≥ 1(h) (thỏa). Thời gian lưu nước trong bể (HRT = 4-12 h): (Thỏa) 5.8.2.3 Tấm chắn khí và tấm hướng dòng: Tấm chắn khí: Tính tấm chắn khí 1 Chiều dài l1 = a = 4 m Chiều rộng Tính tấm chắn khí 2 Chiều dài l2 = a = 4 m Chọn ∆l = 0,4 m Chiều rộng b2: Tấm hướng dòng: Là một tấm inox dày 3mm được chắn dọc ở giữa. Tấm hướng dòng cũng được đặt nghiêng so với phương ngang một góc 600 và cách tấm chắn khí dưới là bkhe= 160mm. Chiều dài ahd = 4m. Khoảng cách từ đỉnh tam giác của tấm hướng dòng đến tấm chắn dưới: Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở từ 10-20 cm. Chọn mỗi bên nhô ra 150mm. Chiều rộng tấm hướng dòng: D = 2 x d + 2 x 150 = 2 x 185 + 2 x 150 = 670 (mm). 5.8.2.4 Máng thu nước: Trong bể bố trí 1 máng thu nước. Bố trí máng thu nước kết hợp với máng răng cưa đặt ở tâm bể và dọc theo chiều rộng bể. Máng thu nước được tạo độ dốc để dẫn nước thải về cuối bể rồi theo ống dẫn theo cơ chế tự chảy, chảy sang bể Aerotank. Máng thu nước tiết diện hình chữ nhật: d x r với b = 2h. Độ dốc i = 2% Độ nhám lòng máng: n = 0,014. Diện tích ước của máng: Trong đó: Q: Lưu lượng vào máng: v: Vận tốc nước chảy trong máng: v = 0,1-0,4 (m/s). Chọn vận tốc nước chảy trong máng là 0,2 (m/s). Chiều cao của máng: Chọn chiều cao h =150(mm). Chiều rộng b = 2h = 300(mm). Trong đó: hm: Độ đầy của máng lấy bằng 0,7 lần chiều cao của máng: 0,7h. b: Bề rộng của máng bằng 2 lần chiều cao máng: b=2h. Máng răng cưa: Có 2 máng răng cưa đặt vào 1 máng thu nước. Chiều cao tổng cộng máng thu và máng răng cưa đầu bể là 250mm, Độ thấp cuối bể là: 4000 x 2% = 80 (mm). Máng răng cưa có khe tạo góc 900 với các thông số: Thanh răng cưa: Chiều cao răng cưa :50mm Chiều dài định vát đỉnh răng cưa :50mm Chiều cao cả thanh :250mm Khoảng cách giữa 2 răng kế tiếp :100mm Vậy trên thành máng dài 4m có 40 răng mỗi bên. Khe dịch chuyển: Cách nhau :300mm Bề rộng khe :12mm Chiều cao :150mm 5.8.2.5 Thu khí: Lượng khí sinh ra trong bể: Vkhí = vkhí x G = 0,5 x 166 = 83 (m3/ngày) Trong đó: G: nồng độ COD đã xử lý. vkhí: Thể tích khí sinh ra đối với 1kgCOD bị khử là 0,5m3 (theo Joseph F. Malina, “Design of Anaerobic Process for the Treatment of Induatual and municipal”). Lượng khí CH4 sinh ra: VCH4 = 0,7 x Vkhí = 0,7 x 83 = 58,1 (m3/ngày) Thể tích khí CH4 sinh ra 1kg COD được loại bỏ là 0,35(m3) (CH4 chiếm 70% tổng lượng khí sinh ra) (theo Joseph F. Manila, “ Design of Anaerobic Process for the Treatment of Induatual and municipal). Tính ống thu khí: Trong đó: Vkhí: Thể tích khí sinh ra từ bể UASB. v: Vận tốc khí di chuyển trong ống < 15(m/s). Chọn vận tốc khí chạy trong ống v = 10(m/s). → chọn ống dẫn khí là ống thép không gỉ có đường kính ϕ = 21(mm). 5.8.2.6 Lấy mẫu: Lấy mẫu là để kiểm tra tính chất, chất lượng bùn, hệ vi sinh theo chiều cao của bể, kiểm tra nồng độ kiềm, độ dinh dưỡng của bể… Việc lấy mẫu bùn theo chiều cao và kiểm tra định kỳ là công việc rất cần thiết nhằm đảm bảo hiệu quả xử lý của bể như thiết kế. Dọc theo chiều cao của bể ta đặt các van lấy mẫu. Với các mẫu thu được ở cùng một van, ta có thể ước đoán lượng bùn ở độ cao đặt van tương ứng. Dựa vào kết quả đo đạc và quan sát chất lượng bùn, từ đó có những điều chỉnh thích hợp giúp hệ thống vận hành ở chế độ tốt nhất. Trong điều kiện ổn định, tải trọng của bùn gần như không đổi, do đó mật độ bùn tăng lên đều đặn. Việc lấy mẫu nên thực hiện đều đặn hàng ngày. Khi mở van, cần điều chỉnh sao cho bùn ra từ từ để đảm bảo thu được lượng bùn đặc trưng giống trong bể, vì nếu mở quá lớn thì nước sẽ thoát ra nhiều hơn. Thể tích lấy mẫu thường lấy là 500-1000 ml. Chiều cao mực nước trong bể 4,5m. Do đó dọc theo bể đặt 5 van lấy mẫu, các van đặt cách nhau 0,7m. Van dưới cùng cách đáy 1m. Chọn ống và van lấy mẫu bằng nhựa PVC cứng ϕ 27 mm. 5.8.2.6 Tính lượng bùn sinh ra: Thực nghiệm trên mô hình Pilot theo (Nguồn: Lâm Minh Triết_Nguyễn Thanh Hùng_ Nguyễn Phước Dân: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp). Rút ra: Hệ số phân hủy nội bào: kd = 0,025 ngày-1 Hàm lượng cơ chất: Y = 0,04 kgVSS/kgCOD. Thời gian lưu bùn: θc = 35-100 ngày. Chọn 80 ngày. Tỷ lệ hàm lượng vi sinh trong bùn: MLVSS:MLSS = 0,75. Lượng bùn sinh ra: Trong đó: ΔS: Lượng COD đã xử lý. Lượng bùn dư bơm ra mỗi ngày: Trong đó: Px: Lượng sinh khối sinh ra mỗi ngày, (kgVSS/ngày). Css: Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể UASB, (kgSS/m3). Css =30-37,5(kgSS/m3) (Nguồn: Lâm Minh Triết_ Nguyễn Thanh Hùng_ Nguyễn Phước Dân: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp). Chọn Css = 30 (kgSS/m3). Lượng Bùn sinh ra trong 1 tháng: Vbùn = 0,1(m3/ngày) x 30 (ngày) = 3 (m3) Chiều cao bùn trong 1 tháng: Chọn thời gian xả bùn 1-3 tháng/lần. Chọn thời gian xả bùn 2 tháng xả một lần. Ống thu bùn: Thể tích bùn sinh ra trong 2 tháng: V = Vbùn x 2 = 3(m3) x 2 = 6 (m3) Chọn thời gian xả bùn là 30 phút Lưu lượng bùn xả Chọn ống xả bùn bằng thép, bùn được bơm ra với vận tốc khoảng 1-2 m/s. Chọn vb = 1 m/s Đường kính ống chính thu bùn: Chọn ống uPVC ∅75 Đường kính ống nhánh thu bùn: (2 ống nhánh) Chọn ống uPVC ∅49 2 ống thu bùn nhánh có đường kính ϕ49mm có đục lỗ, dlỗ =20mm. Cách đáy bể 1000mm. Sau đó các ống thu bùn nhánh sẽ được dẫn vào 1 ống thu bùn chính có đường kính ϕ75 mm. Ở mỗi vị trí đục lỗ, các lỗ cách nhau 100mm. Bùn được xả định kỳ 2 tháng/lần nhờ áp lực thủy tĩnh của nước trong bể. Ống thu bùn đặt dọc theo chiều rộng của bể và cách vách 1000mm. 5.8.2.7 Tính toán hệ thống phân phối nước vào bể UASB: Bảng 5.15: Vận tốc dòng khí và nước trong ống: Tên dòng V (m/s) Khí khi thông gió tự nhiên 2-4 Khí trong ống dẫn của quạt 4-15 Khí trong ống đẩy của máy nén 15-25 Chất lỏng tự chảy 0,1-0,5 Chất lỏng trong ống hút của bơm 0,8-2 Chất lỏng trong đẩy của bơm 1,5-2,5 (Nguồn “Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất T1”, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật Hà Nội, 1999). Vận tốc nước chảy trong đường ống chính dao động từ 0,8 ÷ 2 m/s. Chọn Vống = 1,5 m/s. Đường kính ống chính là : ∅ = Chọn ống uPVC Bình Minh ∅60mm. Từ ống chính phân ra 2 ống nhánh ( ống nhánh cấp 1) một dao động từ 0,7 ÷ 1,5 m/s. Chọn V1 = 1 (m/s) Lưu lượng nước vào một ống nhánh (ống nhánh cấp 1): Đường kính ống nhánh cấp 1: ∅1 = Chọn ống nhánh loại uPVC Bình Minh ¯134mm. Mỗi ống nhánh cấp 1 có 4 đầu phân phối nước. 5.8.2.8 Ống dẫn nước vào và ra bể UASB: Ống dẫn nước vào bể UASB Chọn ống uPVC Bình Minh ∅60mm. Vận tốc nước chảy trong ống chính dao động từ 0,8-2 (m/s) (chất lỏng trong ống đẩy của bơm). Chọn vận tốc chảy trong ống vào bể UASB (hay ống chính) vv= 1,5 (m/s). Ống dẫn nước thải sang bể Aerotank: Vận tốc nước chảy trong ống vr = 0,1-0,5 (m/s) (chất lỏng tự chảy). Chọn vr = 0,5 (m/s) Chọn ống uPVC, ϕ 100 mm. 5.8.2.9 Chọn bơm: Chọn bơm nước thải vào bể UASB: Chọn bơm ly tâm của hãng EBARA loại CMB0,75M. H = 10,4(m), Q = 13,2(m3/h), P =0,55Kw Chọn bơm bùn: (bơm bùn qua bể chứa bùn) Chọn 1 bơm trục ngang của hãng SPCO loại HM16-10. Q = 12(m3/h), H = 11,5(m), P = 1,1kw Hàm lượng SS, BOD5 và COD: Hàm lượng BOD5 qua bể UASB giảm 80%: BOD5’ = BOD5 x (1-0,8) = 614 x (1-0,8) = 123 (mg/l) COD = 150 (mg/l) SS = 50 (mg/l) Bảng 5.16: Các thông số xây dựng bể UASB: Thông số Đơn vị Giá trị Chiều cao bể m 5 Bể hình vuông có chiều dài cạnh m 4 Thể tích xây dựng bể UASB m3 80 Số tấm Chắn khí n = 4 Số tấm hướng dòng n = 1 Ống thu khí mm ∅ = 21 Ống thu bùn dư mm ∅=75 Số máng thu nước n = 1 Ống phân phối nước chính Mm ∅=60 Ống nhánh phân phối nước mm n = 4, ∅=34 Số máng răng cưa Máng n = 2 5.9 BỂ AEROTANK: 5.9.1 Nhiệm vụ: Hiệu quả xử lý của bể Aerotank đạt từ 75-90% và phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ, pH, nồng độ oxy, lượng bùn… Nước thải sau khi qua bể Aerotank các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học bị loại bỏ hoàn toàn. Chất hữu cơ còn lại là chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Trong nguồn nước các chất này cũng bị phân hủy rất chậm nên có thể xả ra nguồn mà không gây tác hại. Nước thải được đưa vào bể Aerotank để tiến hành xử lý sinh học. Sau thời gian lưu nước nhất định, nước được đưa sang bể lắng 2 để lắng các bông bùn hoạt tính. Một phần bùn được tuần hoàn trở lại bể Aerotank, phần bùn dư được xả ra ngoài. Hình: sơ đồ làm việc của bể Aerotank và bể lắng 2. 5.9.2 Tính toán: Thông số đầu vào Lưu lượng trung bình Q = 300 (m3/ngày đêm) SS = 50 (mg/l) Hàm lượng COD ở đầu vào = 150 (mg/L) Hàm lượng BOD ở đầu vào = 123 (mg/L) Tổng N = 27,7 (mg/l) Tổng P = 13,3 (mg/l) Tỉ lệ BOD5 : COD = 0,82 Nhiệt độ trong bể 250C Bảng 5.17: Các thông số cơ bản khi thiết kế Aerotank kiểu xáo trộn hoàn toàn. Thông số Ký hiệu Đơn vị Khoảng giá trị Thời gian lưu θc Ngày 5-15 Tỷ số F/M Kg/kg.ngày 0,2-0,6 Tải trọng thể tích La kgBOD5/ngày 0,8-1,92 Nồng độ MLSS X mg/l 2500-4000 Tỷ số thể tích: Lưu lượng giờ W/Q H 3-5 Tỷ số tuần hoàn bùn hoạt tính Qth/Q 0,25-1 Hệ số sản lượng bùn Y mgVSS/mgBOD5 0,4-0,8 Lượng không khí cần cung cấp q Lít/m3.phút 20-40 (Nguồn: Trang 143- Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp- Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân) Áp dụng các điều kiện sau để tính toán quá trình bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn Giả sử kết quả thực nghiệm tìm được các thông số động học như sau: Ks = 50 mg/l; Y = 0,5 mgVSS/mgBOD5; kd = 0,07 ngày-1 Tỉ số MLVSS : MLSS = 0,8 Hàm lượng bùn tuần hoàn: Cu = 8000 mgSS/L Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aerotank: MLVSS = 3000 mg/L Thời gian lưu bùn trung bình: c = 10 ngày Nước thải cao su có chứa đầy đủ lượng chất dinh dưỡng nitow, photpho và các chất vi lượng khác. Nước thải sau lắng II chứa 25 mg/L cặn sinh học, trong đó có 65% cặn dễ phân hủy sinh học. BOD5 : BODL = 0,68 BOD5 sau lắng II còn lại 20 mg/L Dựa vào tỷ số BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1 và thành phần N, P của nước thải ta có: Lượng N, P cần thiết phải cho vào nước thải khi vào bể AEROTANK: Nồng độ N, P có trong nước thải trước khi vào bể aerotank là Ntổng = 64,9 (mg/l), Ptổng = 86,4(mg/l). Như vậy trước khi nước thải vào bể aerotank ta có thể không thêm vào các chất dinh dưỡng N, P trên đường ống. Hàm lượng N, P còn lại sau khi qua bể AEROTANK: N’ = 27,7 – 6,15 = 21,55 (mg/l) P’ = 11,3 – 1,23 = 10,07 (mg/l) Xác định BOD5 hòa tan sau lắng II theo mối quan hệ sau: Tổng BOD5 = BOD5 hòa tan đi ra từ bể Aerotank + BOD5 của cặn lơ lửng ở đầu ra Xác định BOD5 của cặn lơ lửng ở đầu ra: Hàm lượng cặn sinh học dễ phân hủy: 0,65×25mg/L = 16,3 (mg/L) BODL của cặn lơ lững dễ phân hủy sinh học của nước thải sau lắng II: 16,3 mg/L ×1,42 (mgO2 tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hóa) = 23,15 (mg/L) BOD5 của cặn lơ lửng của nước thải sau bể lắng II: Lss = 23,15mg/L × 0,68 = 15,74 (mg/L) BOD5 hòa tan của nước thải sau lắng II: 20 = C + 15,74 → C = 4,26 (mg/L) Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan: Hiệu quả xử lý tính theo tổng cộng: Hàm lượng COD của nước thải sau xử lý hiếu khí: CODra = (1 ECOD) × CODvào = (10,7) × 150 (mg/L) = 45(mg/L) Hàm lượng SS của nước thải sau xử lý hiếu khí: SS ra = (1 ESS ) × SSra = (10,7)×50 (mg/L) = 15(mg/L) Tính thể tích của bể: Thể tích bể Aerotank được tính theo hai công thức sau: Trong đó: c: thời gian lưu bùn Q: lưu lượng nước thải Y: hệ số sản lượng tế bào So: BOD5 nước thải vào bể Aerotank S: nồng độ BOD5 sau lắng II X: hàm lượng tế bào trong bể Kd: hệ số phân hủy nội bào. Thay vào phương trình trên, xác định được thể tích bê Aerotank Thời gian lưu nước trong bể Aerotank: Bảng 5.18: Giá trị đặc trưng cho kích thước bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn được thể hiện trong bảng: Thông số Giá trị Chiều cao hữu ích, m 3 ÷ 4,6 Chiều cao bảo vệ, m 0,3 ÷ 0,6 Khoảng cách từ đáy đến đầu khuếch tán khí, m 0,45 ÷ 0,75 Tỉ số rộng:sâu (W : H) 1:1 ÷ 2,2:1 (Nguồn: Trang 429-Xử lí nước thải đô thị và công nghiệp - Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân) Chọn chiều cao hữu ích H = 3 (m), chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 (m) Vậy chiều cao tổng cộng là: HTC = 3 m + 0,5 m = 3,5 (m) Chọn tỉ số B : H = 1 : 1, vậy chiều rộng bể là: B = H x 1 = 3 x 1 = 3 (m) Chiều dài L của bể: Lượng bùn dư thải ra mỗi ngày: Hệ số sản lượng bùn quan sát: Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày theo VSS: Px(VSS) = Yobs ´ Q ´ (S0 – S) = 0,2941 300(m3/ngày) ´(123 4,26)(g/m3) ´ 10-3 (kg/g) = 10,5 (kgVSS/ngày) Tổng lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày theo SS Px(SS)= = 13,1 (kgSS/ngày) Lượng bùn dư cần xử lý mỗi ngày: Lượng bùn dư cần xử lý = Tổng lượng bùn – Lượng SS trôi ra khỏi lắng II Mdư(VSS) = 10,5 (kgVSS/ngày) – 300 (m3/ngày) × 25 (g/m3) × 10-3(kg/g) = 3 (kgVSS/ngày) Lượng bùn dư có khả năng phân hủy sinh học can xử lý: Mdư(SS) = 3 (kgSS/ngày) × 0,8 = 2,4 (kgVSS/ngày) Lưu lượng bùn dư cần xử lý: Trong đó: Qe: Lưu lượng nước đưa ra ngồi từ bể lắng đợt II ( lượng nước thải ra khỏi hệ thống).Xem như lượng nước thất thất do tuần hoàn bùn là không đáng kể nên Qe = Q = 1500m3/ngày Xe: Nồng độ chất rắn bay hơi ở đầu ra của hệ thống Xr nồng động chất rắn bay hơi có trong bùn hoạt tính tuần hoàn Dựa vào cân bằng sinh khối quanh bể Aerotank, xác định tỉ lệ bùn tuần hoàn dựa trên phương trình can bằng sinh khối: QX0 + Qr Xu = (Q + Qr)X Trong đó: X0: hàm lượng căn lơ lửng đầu vào, mg/L Q: lưu lượng vào bể, m3/ngày Qr: lưu lượng bùn tuần hoàn, m3/ngày Xu: hàm lượng SS của lớp bùn lắng hoặc bùn tuần hoàn, mg/L X: hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aerotank, mgMLSS/L Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aerotank: MLSS = MLVSS/0,8 = (3000 mgVSS/L)/0,8 = 3750 mgSS/L Giả sử Xo = 0 và Qr = Q, chia hai vế cho Q, biểu thức trên có thể khai triển như sau: Trong đó: α = hệ số tuần hoàn, α = Q/Qr Vậy lượng bùn tuần hoàn: Qr = α x Q = 0,88 × 300 (m3/ngày) = 264 (m3/ngày) = 11 (m3/h) Tải trọng chất hữu cơ được làm sạch trên một đơn vị thể tích bể Kiểm tra tải trọng thể tích LBOD và tỉ số F/M Tải trọng thể tích: LBOD Î (0,8 ÷1,9) Tỉ số F/M: Kiểm tra giá trị của tốc độ sử dụng chất nền (BOD5) của 1 gram bùn hoạt tính trong một ngày: Giả sử BOD5 = 0,68 BODL, vậy khối lượng BODL tiêu thụ trong quá trình sinh học bùn hoạt tính là: Nhu cầu Oxy cho quá trình: Giả sử rằng không khí có 23,2% trọng lượng O2 và khối lượng riêng không khí là 1,2 kg/m3. Vậy lượng không khí lí thuyết cho quá trình là: Tính lượng khí nằm cần thiết cho quá trình bùn hoạt tính, biết rằng hiệu suất chuyển hóa oxygen của thiết bị khuếch tán khí là E = 9%, hệ số an toàn f = 2 để tích công suất thiết kế thực tế của máy thổi khí. (Trang 433-Xử lí nước thải đô thị và công nghiệp - Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân) Kiểm tra lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn: q Î ( 20 ÷ 40) L/m3.phút Như vậy lượng khí cấp cho quá trình bùn hoạt tính cũng đủ cho nhu cầu xáo trộn hoàn toàn. Lưu lượng cần thiết của máy thổi khí: Số đĩa cần thiết lắp cho bể: Mđ = (cái). Chọn 10 (cái) Tính toán hệ thống cấp khí Tổn thất áp lực máy thối khí : Hm = (h1 + h2 + h)f = ( 0,2 m + 0,2 m + 3 m ) × 1,2 = 4,08 (mH2O) Trong đó: h1 = 0,2: Tổn thất áp lực do vận chuyển trên đường ống h2 = 0,2: Tổn thất áp lực khí qua các thiết bị co, tê, van, cút … h = 3: độ cao mực nước trong bể xử lý f = 1.2: hệ số an toàn Công suất thực tế của máy thổi khí Trong đó: G: trọng lượng của không khí, kg/s; G = Qkkđk = 0,035 (m3/s) × 1,2 (kg/m3) = 0,042 (kg/s) R: hằng số chất khí; T1: nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào; T1 = 273 + 25 = 298 K P1: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào: P1 = 1 (atm) P2: Ap suất tuyệt đối của không khí đầu ra: P2 = Pm + Pkq = 0,4 atm + 1 atm = 1,4 (atm) k: số mũ đoạn nhiệt; ( đối với không khí) : hiệu suất máy, chọn = 0,7 Vậy: Máy thổi khí đựơc chọn theo các thông số: Áp lực máy Hm = 0,4 atm = 40,53 (kPa) Công suất N = 1,81 (kW) Lưu lượng Qm = 2,1 (m3/phút) Chọn máy thổi khí: Máy thổi khí : TAIKO Model: SSR-80Y132S-4 Số lượng: 2 (hoạt động luân phiên) Lưu lượng khí: 3,5 (m3/phút) Áp suất: 44,1 (kPa) Công suất: 5,5 (kW) Số vòng quay: 1450 (vòng/phút) Ống cấp khí cho bể được thiết kế bằng ống sắt tráng kẽm bao gồm 1 ống cấp khí chính và 2 ống cấp khí nhánh. Vận tốc khí chuyển động trong ống chính từ 10 ÷ 15 m/s. Chọn V = 15 m/s - Đường kính ống cấp khí chính xác định theo công thức: chọn ống sắt tráng kẽm (STK) cấp khí chính ∅60 Đường kính ống cấp khí nhánh (Chọn 2 ống nhánh): Chọn ống STK cấp khí nhánh có ∅42 Tính ống dẫn nước sang bể lắng II Chọn ống uPVC ∅100 Tính toán đường ống dẫn bùn tuần hoàn Chọn vận tốc bùn trong ống: vb = 1 (m/s) Đường kính ống Chọn ống uPVC ∅63 Bơm bùn tuần hoàn Lưu lượng bùn tuần hoàn: Qr = 11 (m3/h) = 0,003 (m3/s) Áp dụng phương Bernulli cho mặt cắt ướt tại mặt thống của bể lắng II và mực nước tại mặt thống của bể Aerotank Ta có cột áp của bơm: , mH2O Trong đó: chênh lệch độ cao giữa đáy bể lắng II và mực nước bể Aerotank tổng tổn thất áp lực trong ống; chọn = 4,3 (mH2O) Ta có = 0,7 mH2O Hb = 0,7 mH2O + 4,3 mH2O = 5 mH2O Công suất bơm: Bơm được chọn theo 2 thông số: Q = 11 (m3/h) H = 5( mH2O) N = 0,21 (kW) Chọn 2 bơm trục ngang (hoạt động luân phiên) của hãng Ebara model DWO 200M với các thông số sau: Công suất: 1,5 (kW) Lưu lượng: 24(m3/h) Cột áp: 10,5 (mH2O) Bảng 5.19: Các thông số xây dựng bể Aerotank: Thông số Ký hiệu Đơn vị Kích thước Chiều cao H m 3,5 Chiều rộng B m 3 Chiều dài L m 4 Hệ thống dẫn khí Ống dẫn chính Số lượng ống nhánh Ống nhánh Khoảng cách giữa các nhánh Bố trí cách biên D n D’ a a’ mm ống mm m m 60 2 42 1,5 0,75 Hệ thống đĩa phân phối Tổng số đĩa Số đĩa trên mỗi nhánh Khoảng cách giữa các đĩa Bố trí cách biên Nd D’ b b’ Đĩa m m m 10 5 0,8 0,4 Máy thổi khí Model Số lượng Lưu lượng khí Áp suất Công suất Số vòng quay n Qkhí P N Cái m3/phút kPa kW vòng/phút TAIKO SSR-150 Y132S-4 2(hoạt động luân phiên) 3,5 44,1 5,5 1450 5.10 BỂ LẮNG 2: 5.10.1 Nhiệm Vụ: Bể lắng 2 có nhiệm vụ lắng và tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải. Bùn sau khi lắng có hàm lượng SS = 8000 (mg/l), Một phần sẽ tuần hoàn lại bể Aerotank để giữ ổn định mật độ cao VSV tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ, đồng thời ổn định nồng độ MLSS = 2000 (mg/l). Các thiết bị trong bể lắng gồm ống trung tâm phân phối nước, hệ thống gạt bùn – moto giảm tốc và máng răng cưa thu nước. Độ ẩm bùn hoạt tính giao động trong khoảng 98,5-99,5%. 5.10.2 Tính toán: Chọn bể lắng đứng Diện tích mặt bằng của bể lắng: Trong đó: α: hệ số tuần hoàn C0: hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aerotank, C0 = MLSS = 3750 (mgSS/L) Ct: hàm lượng bùn tuần hoàn, Ct = Cu = 8000 (mgSS/l) VL: vận tốc lắng của bể phân chia ứng với nồng độ Ct Trong đó: Vmax = 7 (m/h) CL = Ct/2 = ( 8000 mgSS/l )/2 = 4000 (mgSS/l) K = 600 Diện tích phần lắng của bể: Tính cả diện tích cả buồng phân phối trung tâm Sbể = 1,1×S = 1,1×17,35(m2) = 19,1 (m2) Đường kính bể lắng: ≈ 5 (m) Đường kính ống trung tâm: d = 20%D = 0,2 × 5 (m) = 1 (m) Diện tích buồng phân phối trung tâm: Diện tích vùng lắng: SL = Sbể – f = 19,1 (m2) – 0,79 (m2) = 18,31 (m2) Tải trọng thủy lực: Vận tốc đi lên của dòng nước trong bể: Với diện tích này bể có thể làm việc với lưu lượng giờ cao điểm: Q = abảngS Gấp n = 600/300 = 2 lần lưu lượng giờ bình thường Tải trọng bùn: Xác định chiều cao bể Chọn chiều cao bể: H = 4 m, chiều cao dự trữ trên mặt thoáng: h1 = 0,3m. Chiều cao cột nước trong bể: H – h1 = 4 m – 0,3 m = 3,7 m. Trong đó: Chiều cao phần nước trong: h2 = 1,5 m Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 5% về tâm Chiều cao chứa bùn phần hình trụ: h4 = H – h1 – h2 – h3 = 4 m – 0,3 m – 1,5 m – 0,125 m = 2,075 (m) Thể tích phần chứa bùn: Vb = S×h4 = 19,1 (m2) × 2,075 (m) = 39,6 (m3) Đường kính ống loe: d’ = 1,35d = 1,35 × 1 m = 1,35 (m) Chọn chiều cao ống loe: h = 0,3 (m) Î (0,2 ÷ 0,5) m Đường kính tấm chắn: d’’ = 1,3d’ = 1,3 × 1,35 m = 1,8 (m) Chọn chiều cao từ ống loe đến tấm chắn: h’’ = 0,3 m Î (0,2 ÷ 0,5) m Nồng độ bùn trung bình trong bể: Lượng bùn chứa trong bể lắng: Gbn = VbCtb = 39,6 (m3) × 6 (kg/m3) = 238 (kg) Lượng bùn cần thiết trong bể Aerotank: GA = VrC0 = 35 (m3) × 3750 (g/m3) × 10 - 3 (kg/g) = 131 (kg) Nếu phải tháo khô bể Aerotank để sửa, sau đó hoạt động lại thì bùn từ bể lắng đủ cấp để hoạt động ngay. Không cần có thời gian khởi động để tích lũy cặn nữa. Thời gian lưu nước trong bể lắng Thể tích bể lắng: VL = SbểH = 19,1 (m2) × 3,7 (m) = 70,67 (m3) Nước đi vào bể lắng: QL = (1 +α )Q = (1 + 0,88) × 12,5 (m3/h) = 23,5 (m3/h) Thời gian lắng: Trong đó: Thời gian lắng phần lắng nước trong: Thời gian cô đặc cặn: Tính toán máng thu nước Chọn máng thu nước gắn thêm răng cưa để phân bố nước đều vào máng thu. Máng răng cưa hình chữ V góc 900 và đặt xung quanh máng thu nước. Do máng thu nước đặt sát thành bể nên máng răng cưa chỉ gắn mặt trong của máng thu. Chọn máng răng cưa làm bằng thép không rỉ bề dày br=3mm. Chiều cao máng thu : H = 0,3 m Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính bằng 0,8 đường kính bể Dmáng = 0,8 × 5 m = 4 (m) Chiều dài máng thu nước: Lmáng = πDmng = π × 4 m = 12,6 (m) Tải trọng thu nước trên 1 m chiều dài máng: Máng tràn gồm nhiều răng cưa hình chữ V. Công thức tính lưu lượng qua mỗi răng hình chữ V góc trong 900C với các thông số sau: Thanh răng cưa: Chiều cao răng cưa :50mm Chiều dài định vát đỉnh răng cưa :50mm Chiều cao cả thanh :250mm Khoảng cách giữa 2 răng kế tiếp :100mm Vậy trên thành máng dài 4m có 40 răng mỗi bên. Khe dịch chuyển: Cách nhau :300mm Bề rộng khe :12mm Chiều cao :150mm Chọn bơm bùn Ebara: DWO 150, H = 9,5m; Q = 6 (m3/h), P = 1,1 (kw) Bảng 5.20: Thông số xây dựng bể lắng 2. Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Đường kính bể D m 5 Chiều cao bể H m 4 Thể tích xây dựng bể V m3 78,5 Chiều cao bảo vệ hbv m 0,3 Chiều cao phần chóp đáy m 0,125 Ống trung tâm: Đường kính ống trung tâm Đường kính ống loe Chiều cao ống loe Đường kính tấm chắn Chiều cao từ ống loe đến tấm chắn Dtt d’ h d’’ h’’ m m m m m 1 1,35 0,3 1,8 0,3 Đường kính máng thu nước Dmáng m 4 Chiều dài máng thu nước L m 12,6 Chiều cao chứa bùn phần hình trụ hbùn m 2,075 Thể tích phần chứa bùn Vbùn m3 39.6 5.11 BỂ KHỬ TRÙNG: 5.11.1 Nhiệm vụ: Nước thải sau bể lắng bùn vẫn chứa một lượng 105-106 vi sinh vật. Do đó, khử trùng là giai đoạn cuối cùng trong giai đoạn xử lý trước khi ra khỏi nguồn tiếp nhận. Khử trùng nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh. Là giai đoạn không thể thiếu trong quá trình xử lý nước thải. Thông thường, chỉ một phần hóa chất khử trùng được dung để phá hủy tế bào vi khuẩn, còn lại sẽ dung để oxy hóa các chất hữu cơ và gây phản ứng cùng với nhiều hợp chất tạo khoáng khác nhau có trong nước thải. Để thực hiện khử trùng nước thải, có thể có các biện pháp như: Clo, ozon, tia UV… Ở đây ta chọn khử trùng bằng Clo vì: Phương pháp khử trùng bằng Clo là phương pháp đơn giản, rẽ tiền và hiệu quả khử vi khuẩn cao 98-99,9%, và oxy hóa các chất hữu cơ và đẩy nhanh các quá trình làm sạch nước thải. Các chất khử trùng có nguồn gốc Clo: Clo nguyên chất được hóa lỏng, khi sử dụng clo bốc thành hơi rồi mới hòa tan vào nước. Canxi hypoclorit Ca(OCl)2 là sản phẩm quá trình làm bảo hòa dung dịch vôi sữa bằng clo hơi. Clo dioxit ClO2 dùng để khử trùng nước có chứa phenol và có hàm lượng chất hữu cơ cao do phản ứng không tạo ra clophenol. Nước Javel, thường dùng cho trạm xử lý có công suất nhỏ. 5.11.2 Tính Toán: Bảng 5.21: Các thông số thiết kế cho bể khử trùng Chlorine: Thông số Giá trị Tốc độ dòng chảy, m/phút Thời gian tiếp xúc, phút Tỷ số: Dài/rộng, L/W Số bể tiếp xúc, (1 hoạt động, 1 dự phòng) ≥2-4,5 15-30 ≥10:1 ≥2 Nguồn: Trang 468- Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp-Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân. Thời gian tiếp xúc riêng trong bể khử trùng: Trong đó: T: Thời gian tiếp xúc của clo với nước thải tính cả thời gian chảy từ bể tiếp xúc đến miệng xả của nguồn nước. Chọn T = 30 (phút). L: Chiều dài mương dẫn từ bể tiếp xúc ra đến nguồn tiếp nhận, L = 60 (m). v: Vận tốc chảy của nước trong mương dẫn. Chọn v = 0,5 (m/s) = 30 (m/phút). (Nguồn: Trang 177-Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp-Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân). Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc: Điện tích bể tiếp xúc: Trong đó: H: Chiều sâu hữu ích của bể tiếp xúc. Chọn H = 1(m). N: Số bể tiếp xúc. Chọn N = 1. Chiều rộng bể: Chọn tỷ số L:B = 25:1 Chiều dài tổng cộng bể: Chiều sâu xây dựng bể lắng: Trong đó: Hbv: Chiều cao bảo vệ. Chọn Hbv = 0,5 (m) Hthành: Khoảng cách từ Hbv tới Hxd: Chọn Hthành = 0,2 (m) Chiều dài mỗi ngăn: Để giảm chiều dài xây dựng, có thể chia thành các ngăn chảy theo hướng ziczắc. Trong đó: n: Số ngăn của bể. Chọn n = 5 ngăn: Diện tích khe hở của vách ngăn: Trong đó: v1: Tốc độ dòng chảy trong bể. Chọn v1 = 1 (m/phút). Kích thước khe hở: Chọn chiều cao khe hở của vách ngăn bằng chiều cao bể: H’=H=1(m). Chiều rồng khe hở: Bảng 5.22: Liều lượng Chlorine cho vào khử trùng: Nước thải Liều lượng (mg/l) Nước thải sinh hoạt đã lắng sơ bộ 5-10 Nước thải kết tủa bằng hóa chất 3-10 Nước thải sau bể xử lý sinh học 3-10 Nước thải sau xử lý bùn hoạt tính 2-8 Nước thải sau lọc cát 1-5 (Nguồn: Trang 467-Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp-Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân) Tính lượng Chlor sử dụng trong bể: Lượng Chlor hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải: Trong đó: α: Nồng độ Chlor hoạt tính theo yêu cầu. α = 5(g/m3) Lượng Chlor tiêu thụ trong 1 ngày: Đường ống xả nước thải: Nước thải được xả ra nguồn tiếp nhận bằng ống Bình Minh uPVC 150(mm) Bảng 5.23: Các thông số xây dựng bể khử trùng: Thông số Đơn vị Giá trị Chiều cao xây dựng bể m 1,5 Chiều rộng bể m 0,5 Số ngăn trong bể m 5 Chiều dài ngăn m 2,3 Khe hở: Chiều cao Chiều rộng m m 1 0,2 5.12 BỂ CHỨA BÙN: 5.12.1 Nhiệm vụ: Tiếp nhận bùn dư từ bể lắng bùn sinh học. Bùn từ đáy bể lắng đứng được đưa vào hố thu bùn có 2 ngăn, một phần bùn trong bể sẽ được bơm tuần hoàn lại bể Aerotank nhằm duy trì nồng độ bùn hoạt tính trong bể, phần bùn dư được đưa qua bể nén bùn. 5.12.2 Tính toán: Kích thước ngăn chứa bùn dư (ngăn thứ nhất): Lưu lượng bùn vào bể chứa bùn là lượng bùn tươi từ bể lắng 1,2: Thể tích ngăn chứa bùn dư: t: Thời gian lưu bùn. Chọn t = 24h Ngoài lượng bùn dư từ bể tuyển nổi ,lắng 2 và lắng 3 thì ngăn chứa bùn phải đủ lớn để chứa lượng bùn dư xả ra từ bể UASB trong 2 tháng: Thể tích tổng cộng của ngăn: Chiều cao tổng cộng ngăn chứa bùn: Trong đó: H: Chiều cao ngăn chứa bùn. Chọn H = 2(m) hbv: Chiều cao bảo vệ. Chọn hbv = 0,5 (m) Diện tích bề mặt bể: Chọn diện tích dáy là hình vuông có cạnh a = 2(m). Thể tích ngăn chứa bùn tuần hoàn (ngăn thứ 2): Lưu lượng vào ngăn chứa bùn tuần hoàn: Thể tích ngăn chứa bùn tuần hoàn: t: Thời gian lưu trong ngăn chứa bùn tuần hoàn. Chọn t = 30(phút) Chọn chiều dài và chiều cao ngăn thứ 2 bằng chiều rộng và chiều cao ngăn thứ 1. L = 2m, H =2m, Htc =2,5m Chiều rộng ngăn chứa bùn tuần hoàn: Chọn B = 1,5(m) Kích thước xây dựng ngăn chứa bùn tuần hoàn: LxBxH =2m x1,5m x 2,5m Tính toán đường ống và bơm bùn dư qua bể nén bùn: Cứ 1 ngày thì bùn dư từ ngăn 1 được bơm qua bể nén bùn để xử lý. Và bơm trong vòng 30(phút) Lưu lượng bùn Qd = 1,37(m3/ngày) Lưu lượng bơm Qbơm = 1,37 x 2 = 2,74 (m3/ngày) Công suất bơm: Trong đó: η: Hiệu suất chung của bơm, η = 0,7-0,9. Chọn η = 0,8 Qbơm: Lưu lượng bơm. Qbơm = Qd = 1,37 (m3/ngày) H: Cột áp bơm ρ: Khối lượng riêng của bùn. ρ = 1008(kg/m3) Công suất thực tế: Chọn bơm bùn Ebara: DWO 150, H = 9,5m; Q = 6 (m3/h), P = 1,1 (kw) Tính toán đường ống dẫn bùn dư: Đường kính ống dẫn bùn dư: Chọn ống Bình Minh uPVC ϕ 50(mm) Trong đó: v: Vận tốc bùn trong ống. v = 0,5(m/s) Bảng 5.24: Các thông số xây dựng bể chứa bùn: Thông số Đơn vị Giá trị Ngăn thứ 1: Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Thể tích ngăn 1 m m m m3 2 2 2,5 10 Ngăn thứ 2: Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Thể tích ngăn 2 m m m m3 2 1,5 2,5 7,5 Thể tích tổng cộng bể chứa bùn m3 17,5 5.13 BỂ NÉN BÙN: 5.13.1 Nhiệm vụ Tại đây bùn dư từ bể thu bùn được nén bằng trọng lực nhằm giảm thể tích bùn. Bùn hoạt tính ở bể lắng 2 có độ ẩm 99-99,3%, vì vậy cần phải thực hiện nén bùn ở bể nén bùn để giảm độ ẩm còn khoảng 95-97%. 5.13.2 Tính toán: Bảng 5.25: các thông số thiết kế bể nén bùn trọng lực: Thông số thiết kế Tải trọng chất rắn (kg/m2.ngày) Nồng độ bùn sau nén (%) Cặn tươi Cặn tươi đã kiềm hóa bằng vôi Cặn tươi + bùn từ bể lọc sinh học Cặn tươi + bùn từ bể bùn hoạt tính Bùn từ bể lọc sinh học Bùn hoạt tính dư Bùn xử lý bậc cao + vôi 98-146 98-122 49-59 29-49 39-49 24-29 293 8-10 7-12 7-9 4-7 7-9 2,5-3 12-15 (Nguồn: Trang 393-Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp- Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân) Lượng bùn chuyển vào bể nén bùn trong một ngày: Khối lượng bông bùn hoạt tính từ bể chứa bùn chuyển tới bể nén bùn: Khối lượng cặn từ bể chứa bùn chuyển tới bể nén bùn: Trong đó: Vhh: Hỗn hợp nước và bùn xả tới bể nén bùn = lượng bùn dư từ bể chứa bùn dư chuyển tới. Vhh = Qd = 1,37 (m3/ngày) ρ: Khối lượng riêng của nước, ρ = 1000(kg/m3) Sbùn: Tỷ trọng bùn so với nước, Sbùn = 1,005 Ps: Nổng độ cặn tính theo cặn khô, %. Ps = 0,8-2,5%. Chọn Ps = 1%. Lượng bùn cực đại dẫn tới bể nén bùn: Trong đó: k: Hệ số không điều hòa tháng của bùn hoạt tính dư và lượng bùn xả ra từ bể UASB 2 tháng 1 lần (k = 1,15-1,2). Chọn k = 1,2. Kích thước bể nén bùn: Diện tích bề mặt của bể nén bùn: Trong đó: Ub: Tải trọng bùn trong bể nén, Ub = 25-34 (kg/m2.ngày). Chọn Ub = 25 (kg/m2.ngày) Diện tích bể nén bùn tính luôn phần ống trung tâm: Đường kính bể nén bùn: Chiều cao phần lắng của bể: Chọn HL = 2,5 (m) Trong đó: t: Thời gian lưu trong bể nén bùn. Chọn t = 12h v: Vận tốc bùn dân. v = 0,05(m/s) Đường kính ống trung tâm: Chiều cao ống trung tâm: Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn: Chọn Htc = 3,5 (m) Trong đó: H: Chiều cao hữu ích. H > HL. Chọn H = 3(m) Hđáy: Chiều cao độ dốc đáy, nghiêng 15% hướng tâm Hbv: Chiều cao dự trữ hay chiều cao an toàn. Chọn Hbv = 0,3(m) Thể tích xây dựng bể nén bùn: Lượng bùn thải ra từ bể nén bùn: Trong đó: q: Lưu lượng bùn thải trước khi nén, q = 1,37 (m3/ngày) p1: Độ ẩm của bùn trước khi nén, p1 = 98% p2: Độ ẩm của bùn sau khi nén, p2 = 95% Lưu lượng nước tuần hoàn lại bể điều hòa: Tính máng thu nước: Bố trí máng thu nước theo chu vi bên trong bể, có đường kính bằng 0,8 lần đường kính bể: Chiều dài máng thu nước: hmáng: Chiều cao máng thu nước. Chọn hmáng = 200(mm) Chọn bề dày máng thu nước: 10(mm) Tải trọng máng tràn trên 1m chiều dài: Máng răng cưa: Như đã chọn phần trên. Đường ống dẫn nước tách bùn tuần hoàn lại bể thu gom: Đường kính ống Chọn ống bình minh uPVC ϕ 21(mm) Trong đó: v: Vận tốc nước trong ống tự chảy. Chọn v =1 (m/s). Tính bơm và đường ống dẫn bùn vào máy ép bùn: Đường kính ống dẫn bùn: Chọn ống bình minh uPVC ϕ 21(mm) Trong đó: v: Vận tốc bùn trong ống. Chọn v =0,5 (m/s). Công suất bơm: Trong đó: Qbt: lưu lượng bùn Qbt = 0,55(m3/ngày) H: Cột áp bơm. Chọn H =10(m) η: Hiệu suất bơm 0,7-0,9. Chọn η = 0,8 Công suất thực tế của bơm: Chọn bơm bùn Ebara: DWO 150, H = 9,5m; Q = 6 (m3/h), P = 1,1 (kw) Kiểm tra thời gian lưu cặn trong bể nén bùn: Trong đó: t: Thời gian lưu cặn trong bể nén bùn, t = 0,5-20(ngày) Vbùn: Thể tích vùng chứa bùn trong bể nén bùn Qbùn: Lưu lượng bùn rút ra hằng ngày, Qbùn = 0,55(m3/ngày) Bảng 5.26: Các thông số xây dựng bể nén bùn Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Đường kính bể D m 1,6 Thể tích xây dựng Vxd m3 7 Chiều cao tổng cộng Htc m 3,5 Đường kính ống tâm D m 0,32 Chiều cao ống trung tâm H m 1,5 Thời gian lưu t Ngày 9,1 5.14 MÁY ÉP BÙN BĂNG TẢI: 5.14.1 Nhiệm vụ: Cặn sau khi qua bể nén bùn có nồng độ từ 3-8% cần đưa qua thiết bị làm khô cặn để giảm độ ẩm xuống còn 70-80%, tức là tăng nồng độ cặn khô từ 20-30% với mục đích: Giảm lượng vận chuyển ra bải thải. Cặn khô dễ đưa đi chôn lấp hay cải tạo đất có hiệu quả cao hơn cặn ướt. Giảm thể tích nước có thể ngấm vào nước ngầm ở bãi chộn lấp. Nước từ máy ép bùn và nước rửa máy ép bùn được dẫn về bể thu gom. 5.14.2 Tính toán: Bảng Catologue của thiết bị máy ép lọc băng tải: Tính toán chiều rộng băng tải: Khối lượng bùn đi vào bể nén bùn từ các bể lắng 1, 2: Chiều rộng băng tải: Trong đó: Máy ép làm việc lien tục: 5(h/ngày) Nồng độ bùn trước ép: 5% Nồng độ bùn sau ép: 30% Chọn máy FB 500 có chiều rộng băng tải 500 mm, năng suất 30 (kg/m.h) Nước tách bùn: Phương trình cân bằng vật chất đối với lượng rắn: Lượng rắn đầu vào = lượng rắn trong bánh bùn + lượng rắn trong dung dịch sau ép Trong đó: S: lưu lượng bánh bùn sinh ra (m3/ngày) F: lưu lượng nước thải sau ép (m3/ngày) Tỉ trọng của bánh bùn và nước thải sau ép lần lượt là 1,07 và 1,01 Giả sử nồng độ chất rắn trong dung dịch sau ép là 0,0009% Mặt khác: Lượng bùn cần ép = lưu lượng bánh bùn sinh ra + lưu lượng nước thải sau ép Từ (1) và (2) ta được: S = 0,17 (m3/ngày), F =0,38(m3/ngày) Vậy lưu lượng nước tách bùn sau ép F =0,38 (m3/ngày) Nước tách bùn này được dẫn về bể thu gom với đường ống Bình Minh uPVC ϕ21(mm)