Tính toán thiết kế các công trình đơn vị

9 CHÖÔNG 3 TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ CAÙC COÂNG TRÌNH ÑÔN VÒ 3.1 NGAÊN TIEÁP NHAÄN NÖÔÙC THAÛI Traïm bôm nöôùc thaûi cuûa Thaønh Phoá seõ bôm nöôùc thaûi theo ñöôøng oáng aùp löïc ñeán ngaên tieáp nhaän cuûa traïm xöû lyù nöôùc thaûi 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. Löu löôïng tính toaùn: Qmax – h = 4000 (m3/h) Döïa vaøo baûng 3 – 4 (XLNT CN & ÑT, Laâm Minh Trieát), choïn hai ngaên tieáp nhaän vôùi caùc thoâng soá moãi ngaên nhö sau: · Ñöôøng oáng aùp löïc töø traïm bôm ñeán moãi ngaên tieáp nhaän: à 2 oáng vôùi ñöôøng kính moãi oáng Þ = 600. · Kích thöôùc cuûa moãi ngaên tieáp nhaän nhö sau: – Chieàu roäng ngaên tieáp nhaän: A = 2800 mm; – Chieàu daøi ngaên tieáp nhaän : B = 2500 mm; – Chieàu cao töø ñaùy möông daãn ñeán möïc nöôùc cao nhaát : h1 = 900 mm ; – Chieàu cao töø ñaùy ngaên tieáp nhaän ñeán möïc nöôùc cao nhaát : H1 = 1600 mm; – Chieàu cao töø ñaùy ngaên tieáp nhaän ñeán ñaùy möông daãn nöôùc thaûi: h = 750 mm; – Chieàu roäng möông daãn nöôùc thaûi: b = 800 mm; – Toång chieàu cao ngaén tieáp nhaän : H = 2000 mm. 3.2 SONG CHAÉN RAÙC Muïc ñích : 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 trong thaønh phaàn cuûa traïm xöû lyù nöôùc thaûi. Tính toaùn : vieäc tính toaùn song chaén raùc bao 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. 3.2.1 Tính toaùn möông daãn : Möông daãn nöôùc thaûi töø ngaên tieáp nhaän ñeán song chaén raùc coù tieát dieän hình chöõ nhaät. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 10 Döïa vaøo baûng tính toaùn thuûy löïc, keát quaû tính toaùn thuyû löïc möông daãn ñöôïc ghi trong baûng 3.1: Baûng 3.1 Keát quaû tính toaùn thuyû löïc möông daãn nöôùc thaûi sau ngaên tieáp nhaän Löu löôïng tính toaùn (l/s) Thoâng soá thuyû löïc Qtb = 926 Qmax = 1111 Qmin = 500 Ñoä doác i 0,0012 0,0012 0,0012 Vaän toác v (m/s) 1,14 1,20 0,99 Ñoä ñaày h (m) 0,8 1,0 0,5 Chieàu ngang B (m) 1,0 1,0 1,0 Choïn 3 song chaén raùc (2 coâng taùc vaø 1 döï phoøng) vôùi löu löôïng tính toaùn cuûa moãi song chaén raùc laø: – Qtb = 926 : 2 = 463 (l/s) – Qmax = 1111 : 2 = 555,5 (l/s) – Qmin = 500 : 2 = 250 (l/s) Möông daãn nöôùc thaûi ôû moãi song chaén raùc coù tieát dieän vuoâng moãi caïnh B = 1200 mm öùng vôùi caùc thoâng soá thuûy löïc ôû baûng 3.2 : Baûng 3.2 Caùc thoâng soá thuyû löïc möông daãn nöôùc thaûi ôû moãi song chaén raùc Löu löôïng tính toaùn (l/s) Thoâng soá thuyû löïc Qtb = 463 Qmax = 555,5 Qmin = 250 Ñoä doác i 0,0012 0,0012 0,0012 Vaän toác v (m/s) 0,99 1,05 0,82 Ñoä ñaày h (m) 0,5 0,6 0,3 Chieàu ngang B (m) 1,0 1,0 1,0 3.2.2 Tính toaùn song chaén raùc : Chieàu saâu cuûa lôùp nöôùc ôû song chaén raùc laáy baèng ñoä ñaày tính toaùn cuûa möông daãn öùng vôùi Qmax: H1 = Qmax = 0,3 m Soá khe hôû cuûa song chaén raùc ñöôïc tính theo coâng thöùc : max 1 1,11* *1,05 116( ) * * 1,05*0,016*0,6 Qn k khe v l h = = = Trong ñoù: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 11 - N : soá khe hôû; - Qmax: Löu löôïng lôùn nhaát cuûa nöôùc thaûi, Qmax = 1,11 (m3/s) - v : Toác ñoä nöôùc chaûy qua song chaén raùc; - l : khoaûng caùch giöõa caùc khe, l = 16 mm; - k : heä soá tính ñeán möùc ñoä caûn trôû cuûa doøng chaûy do heä thoáng caøo raùc, k = 1,05. Coù hai song chaén raùc coâng taùc neân soá khe hôû laø : n1 = 116 : 2 = 58 khe Chieàu roäng cuûa song chaén raùc ñöôïc tính theo coâng thöùc : ( 1) ( * ) 0,008(58 1) (0,016*58) 1, 4sB S n l n m= - + = - + = Trong ñoù: - S : beà daøy cuûa thanh song chaén, thöôøng laáy S = 0,008. Kieåm tra laïi 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 nhoû hôn 0,4 m/s. min min min 0,5 1,19( / ) * 1, 4*0,3S Qv m s B h = = = Trong ñoù: - minQ : Löu löôïng lôùn nhaát cuûa nöôùc thaûi, minQ = 0,5 (m 3/s). Toån thaát aùp löïc qua song chaén raùc xaùc ñònh theo coâng thöùc : 2 2 max 1 (1,05)0,628* *3 0,106 2. 2*9,81S vh k m g V= = = Trong ñoù: - k : Heä soá taêng toån thaát do vöôùng maéc raùc, k = 2. - v : Toác ñoä nöôùc chaûy trong möông tröôùc song chaén raùc, v = 1,05 (m/s). - V : Heä soá toån thaát cuïc boä phuï thuoäc vaøo tieát dieän cuûa thanh ñan: 4 3 sinS b V b aæ ö= ç ÷ è ø TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 12 Vôùi: + S : Chieàu daøy cuûa thanh ñan (m). + a : Goùc nghieâng ñaët song chaén raùc. + b : Chieàu roäng cuûa khe hôû (m). 3 4 00,0081,83. sin 60 0,628 0,016 V æ öÞ = ´ =ç ÷ è ø Chieàu daøi ñoaïn ôû roäng tröôùc song chaén raùc L1: 1 0 1, 4 1 0,6 2. 20 2*0,364 S mB Bl m tg - - = = = Trong ñoù: - 200 : Goùc môû roäng. - SB : Chieàu roäng toång coäng cuûa song chaén raùc, SB = 1,4 (m). - mB : Beà roäng cuûa möông daãn, mB = 1 (m). Chieàu daøi ñoaïn thu heïp sau song chaén raùc: ( )2 10,5. 0,5 0,6 0,3l l m= = ´ = Chieàu daøi xaây döïng cuûa möông ñaët song chaén raùc: ( )1 2 0,6 0,3 1,5 2, 4SL l l l m= + + = + + = Vôùi: Sl : Chieàu daøi ñaët song chaén raùc, choïn Sl = 1,5 (quy phaïm Sl > 1 m). Chieàu cao xaây döïng möông ñaët song chaén raùc: ( )max 0,6 0,106 0,5 1, 2S BVH h h h m= + + = + + = Trong ñoù: - maxh : Möïc nöôùc cao nhaát trong möông öùng vôùi Qmax. - Sh : Toån thaát aùp löïc qua song chaén raùc. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 13 - BVh : Chieàu cao baûo veä. Khoái löôïng raùc laáy ra trong ngaøy ñeâm töø song chaén raùc: 3 1 * 8*500.000 10,9( / ) 365*1000 365*1000 lla NW m ngd= = = Trong ñoù : - a : Löôïng raùc tính cho ñaàu ngöôøi trong naêm, laáy theo ñieàu 4.1.11 – Tieâu chuaån xaây döïng TCVN – 51 – 84. vôùi chieàu roäng khe hôû cuûa caùc thanh trong khoaûng 16 – 20 mm , a laáy baèng 8 l/ng.naêm. - Nll : daân soá tính toaùn theo chaát lô löûng. Trong löôïng raùc ngaøy ñeâm ñöôïc tính theo coâng thöùc : 1 * 10,9*750 8175( / )P W G kg ngd= = = Trong ñoù: - G : khoái löôïng rieâng cuûa raùc, (ñieàu 4.1.11 – tieâu chuaån xaây döïng TCXD – 51 – 84 ) Troïng löôïng raùc trong trong giôø trong ngaøy ñeâm: 8,175* *2 0,68( / ) 24 24h h PP K T h= = = Trong ñoù: - Kh : Heä soá khoâng ñieàu hoaø giôø cuûa raùc. Laáy baèng 2. Raùc ñöôïc nghieàn nhoû ôû maùy nghieàn raùc (goàm hai maùy, trong ñoù 1 maùy coâng taùc vaø 1 döï phoøng, coâng suaát moãi maùy laø 0,68 (taán/giôø). Raùc sau khi nghieàn ñöôïc daãn ñeán beå meâtan ñeå xöû lyù cuøng vôùi buøn töôi vaø buøn hoaït tính. Löôïng nöôùc caàn cung caáp cho maùy nghieàn raùc laáy theo ñieàu 6.2.4 – tieâu chuaån xaây döïgn TCXD – 51 – 84 : 40 m3 cho 1 taán raùc. 340* 40*8,175 372( / )nQ P m ngd= = = Toång soá song chaén raùc laø 3, trong ñoù 2 coâng taùc, 1 döï phoøng. Haøm löôïng chaát lô löûng cuûa nöôùc thaûi sau khi qua song chaén raùc giaûm 4 %: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 14 ' *(100 4)% 343,75*(100 4)% 330 /tc tcC C mg l= - = - = Haøm löôïng NOS20 cuûa nöôùc thaûi sau khi qua song chaén raùc giaûm 4 %: ' *(100 4)% 218,75*(100 4)% 210 /tc tcL L mg l= - = - = 3.3 Tính toaùn beå laéng caùt ngang : Muïc ñích: beå laéng caùt ngang ñöôïc thieát keá ñeå loaïi boû caùc taïp chaát voâ cô khoâng hoøa tan nhö caùt, soûi, xæ vaù caùc vaät lieäu raén khaùc coù vaän toác laéng lôùn hôn caùc chaát höõu cô coù theå phaân huûy trong nöôùc thaûi. a) Tính toaùn thuûy löïc möông daãn nöôùc thaûi töø song chaén raùc ñeán beå laéng caùt: Tính toaùn thuûy löïc öông daãn nöôùc thaûi töø song chaén raùc ñeán beå laéng caùt döa vaøo löu löôïng lôùn nhaát vaø döïa vaøo baûng tính toaùn thuûy löïc ñeå xaùc ñònh kích thöôùc cuûa möông daãn. Baûng 3.3 Caùc thoâng soá thuyû löïc möông daãn nöôùc thaûi töø song chaén raùc ñeán beå laéng caùt Löu löôïng tính toaùn, L/s Thoâng soá thuyû löïc Qmax = 555,5 Qmin = 250 Ñoä doác i 0,0012 0,0012 Vaän toác v (m/s) 1,05 0,82 Ñoä ñaày h (m) 0,6 0,3 Chieàu ngang B (m) 1,0 1,0 b) Tính toaùn beå laéng caùt ngang: Chieàu daøi beå laéng caùt ngang : max max 0 1000* * * 1000*1,3*0,3*0,6 9,7 24,2 K v HL m U = = = Trong ñoù : - Vmax : toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa nöôùc thaûi ôû beå laéng caùt ngang öùng vôùi löu löôïng lôùn nhaát : Vmax = 0,3 m/s. - Hmax: ñoä saâu lôùp nöôùc trong beå laéng caùt ngang, coù theå laáy baèng ñoä ñaày h trong möông daãn nöôùc thaûi öùng vôùi Qmax. - U0 : Kích thöôùc thuyû löïc cuûa haït caùt, laáy theo baûng 3 – 9 (TTTK, Laâm Minh Trieát) TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 15 - K : Heä soá thöïc nghieäm tính ñeán aûnh höôûng cuûa ñaëc tính doøng chaûy cuûa nöôùc ñeán toác ñoä laéng cuûa haït caùt trong beå laéng caùt: K = 1,3 öùng vôùi U0 = 24,2 mm/s vaø K = 1,7 öùng vôùi U0 = 18,7 mm/s. Theo phöông aùn xöû lyù ñöôïc löïa chon thì caën töø beå laéng 1 seõ ñöôïc xöû lyù ôû beå meâtan baèng quaø trình sinh hoïc kò khí, do ñoù nhieäm vuï cuûa beå laéng caùt laø phaûi loaïi boû ñöôïc caùt coù côõ haït d = 0,25 mm ñeå traùnh aûnh höôûng ñeán quaù trình xöû lyù sinh hoïc kò khí. Khi ñoù, U0 = 24,2 mm/s. Dieän tích maët thoaùng F cuûa nöôùc thaûi trong beå laéng caùt nagng : 2max. 0 555,5 23 24, 2 sQF m U = = = Chieàu ngang toång coäng cuûa beå laéng caùt ngang : 23 2, 4 9,7 FB m L = = = Choïn beå laéng caùt ngang goàm 2 ñôn nguyeân,trong ñoù 1 ñôn nguyeân coâng taùc vaø 1 ñôn nguyen döï phoøng. Chieàu ngang cuûa beå laéng caùt laø : B = 2,4 m. Theå tích phaàn chöùa caën cuûa beå laéng caùt ngang ñöôïc tính theo coâng thöùc: 3* * 500.000*0,02*1 10 1000 1000 ll c N P tW m= = = Trong ñoù : - Nll : Daân soá tính toaùn theo chaát lô löûng. - P : Löôïng caùt giöõ laïi trong beå laéng caùt cho moät ngöôøi trong ngaøy ñeâm : P = 0,02 l/ng.ngñ. - T : chu kyø xaû caùt: t £ 2 ngaøy ñeâm. Chieàu cao lôùp caùt trong beå laéng caùt ngang trong moät ngaøy ñeâm : 10 0, 22 * * 9,7*2, 4*2 c c Wh m L B n = = = Chieàu cao xaây döïng cuûa beå laéng caùt ngang HXD = Hmax + hc + 0,4 = 0,6 + 0,22 + 0,4 = 1,22 m TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 16 Kieåm tra laïi tính toan vôùi ñieàu kieän vmin ³ 0,15 m/s min min min 250 0,17 / 2* * 2*2, 4*0,3*1000 Qv m s B H = = = Caùt laéng ôû beå laéng caùt ñöôïc thu gom veà hoá taäp trung ôû ñaàu beå laéng baèng thieát bò caøo cô giôùi, töù ñoù thieát bò naâng thuyû löïc seõ ñöa hoãn hôïp caùt – nöôùc ñeán saân phôi caùt. Ñeå daãn caùt ñeán saân phoái caùt baèng theáit bò naâng thuyû löïc caàn phaûi pha loaõng caùt vôùi nöôùc thaûi sau xöû lyù vôùi tæ leä 1/20 theo troïng löôïng caùt. - Nöôùc coâng taùc do maùy bôm vôùi aùp löïc 2 – 3 at; - Thôøi gian moãi laàn xaû caùt daøi 30 phuùt. - Ñoä aåm cuûa caùt: 60%. - Trong löôïng theå tích cuûa caùt : 1/5 T/m3. Löôïng nöôc coâng taùc caàn thieát cho thieát bò naâng thuyû löïc : 3*1,5*20 10*1,5*20 300 /ct CQ W m ngay= = = Haøm löôïng chaát lô löûng cuûa nöôùc thaûi sau khi qua beå laéng caùt ngang giaûm 5 %: " ' *(100 5)% 330*(100 5)% 313,5 /tc tcC C mg l= - = - = Haøm löôïng NOS20 cuûa nöôùc thaûi sau khi qua song chaén raùc giaûm 4 %: " ' *(100 5)% 210*(100 5)% 199,5 /tc tcL L mg l= - = - = 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 höõu ích cuûa saân phôi caùt : 2* *365 500.000*0,02*365 730 100* 1000*5 llN PF m h = = = Choïn saân phôi caùt goàm 4 oâ, dieän tích moãi oâ laø 730 : 4 = 183 m2. Kích thöôùc moãi oâ trong maët baèng: L * B = 19 * 10 m. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 17 3.4 Tính toaùn beå laéng I : Muïc ñích : nhieäm vuï cuûa beå laéng 1 laø loaïi boû caùc taïp chaát lô löûng coøn laïi trong nöôùc thaûi sau khi ñaõ qua caùc coâng trình xöû lyù tröôùc ñoù. Theå tích toång coäng cuûa beå laéng I: 3max * 4000*1,5 6000hW Q t m-= = = Trong ñoù: - Qmax-h : Löu löôïng lôùn nhaât giôø : Qmax-h = 4000 m3/h. - T : Thôøi gian laéng ñöôïc xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm. Choïn 2 beå, 1 coâng taùc vaø 1 beå döï phoøng, theå tích cuûa moãi beå seõ laø: 31 6000 3000( ) 2 2 WW m= = = Dieän tích cuûa moãi beå trong maët baèng: 211 1 3000 682( ) 4,4 WF m H = = = Trong ñoù: - H1 : chieàu saâu vuøng laéng cuûa beå laéng ly taâm coù theå laáy töø 1,5 – 5 (m). tyû leä giöõa ñöôøng kính D vaø chieàu saâu vuøng laéng (D :H) laáy trong khoaûng töø 6 – 12, choïn H1 = 4,4 m. Ñöôøng kính cuûa beå laéng I : 14* 4*682 29,5( ) 3,14 FD m p = = = Choïn ñöôøng kính moãi beå : D = 30 (m) Toác ñoä laéng cuûa haït caën lô löûng trong beå laéng ñöôïc tính theo coâng thöùc: 1 4, 4 0,82 / 3,6* 3,6*1,5 HU mm s t = = = TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 18 Hieäu suaát laéng cuûa chaát lô löûng trong nöôùc thaûi ôû beå laéng I phuï thuoäc vaøo toác ñoä laéng cuûa haït caën lô löûng trong nöôùc thaûi (U = 0,82 mm/s) vaø haøm löôïng ban ñaàu cuûa caùc chaát lô löûng (Ctc = 313,5mg/l) laáy theo Baûng 3 – 10 (TTTK, Laâm Minh Trieát) coù: Hieäu suaát laéng : E = 43 %. Haøm löôïng chaát lô löûng troâi theo nöôùc ra khoûi beå laéng ñôït I: " 1(100 ) 313,5*(100 43) 178,79( / ) 100 100 tcC EC mg l- -= = = Theo tieâu chuaån xaây döïng 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 beå Aeroten laøm saïch sinh hoïc hoaøn toaøn hoaëc vaøo caùc beå sinh hoïc khoâng ñöôïc vöôït qua 150 mg/l. nhö vaäy, trong tröôøng hôïp naøy noàng ñoä chaát lô löûng sau khi ra khoûi beå laéng I vöôït quaù yeâu caàu vì vaäy caàn phaûi xöû lyù tröôùc khi ñöa vaøo heä thoáng sinh hoïc ñeå xöû lyù. 3.5 Tính toaùn beå laøm thoaùng sô boä: Theå tích beå laøm thoaùng sô boä coù theå tính theo coâng thöùc sau: 3max * 4000*15 1000( ) 60 60 h t Q tW m-= = = Trong ñoù: - Qmax-h : Löu löôïng lôùn nhaât giôø : Qmax-h = 4000 m3/h. - t : Thôøi gian laøm thoaùng, thoâng thöôøng t = 10 – 20 phuùt, choïn t = 15 phuùt. Löôïng khoâng khí caàn cung caáp cho beå laøm thoaùng ñöôïc tính theo coâng thöùc: 3max * 4000*0,5 2000( )hV Q D m-= = = Trong ñoù: - D : Löu löôïng cuûa khoâng khí treân 1 m3 nöôùc thaûi, D = 0,5 m3/m3. Dieän tích beå laøm thoaùng sô boä treân maët baèng ñöôïc tính theo coâng thöùc : 22000 334( ) 6 VF m I = = = TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 19 Trong ñoù: - I : cöôøng ñoä thoåi khí treân 1 m2 beà maët beå laøm thoaùng trong khoaûng thôøi gian 1 h. I = 4 – 7 (m3/m3-h), laáy I = 6 (m3/m3-h). Chieàu cao coâng taùc cuûa beå laøm thoaùng sô boä : 1000 3( ) 334 tWH m F = = = Choïn beå laøm thoaùng sô boä goàm hai ngaên vôùi dieän tích moãi ngaên : 2334 167( ) 2 2 Ff m= = = Kích thöôùc cuûa moåi ngaên treân maët baèng: * 10 *17B L m m= Haøm löôïng chaát lô löûng sau khi thöïc hieän laøm thoaùng sô boä vaø laéng vôùi hieäu suaát E = 65 %: '' (100 ) 178,79*(100 65) 62,6( / ) 100 100 tc ll C EC mg l- -= = = Nhö vaäy, haøm löôïng chaát lô löûng troâi ra theo nöôùc ra khoûi beå laéng ñeán coâng trình xöû lyù sinh hoïc : laø 62,6 mg/l < 150mg/l, ñaït yeâu caàu. Haøm löôïng NOS20 giaûm vôøi hieäu suaát E = 35%, vaây sau khi laøm thoaùng sô boä vaø laéng, haøm löôïng NOS20 cuûa nöôùc thaûi laø: '' 1 (100 ) 199,5*(100 35) 129,7( / ) 100 100 tcL EL mg l- -= = = Theå tích ngaên chöùa caën töôi (caën ôû beå laéng ñoât I ñöôïc goïi laø caën töôi) cuûa beå laéng ly taâm ñôït I laø: " 3* * * 178,79*3334*65*8 31( ) (100 )*1000*1000* (100 95)*1000*1000*2 tc b C Q E tW m P n = = = - - Trong ñoù: - "tcC : haøm löôïng chaát lô löûng trong hoãn hôïp nöôùc thaûi sau beå laéng caùt, " tcC = 178,79 mg/l. - Q : löu löôïng trung bình giôø , Q = 3334 (m3/h). TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 20 - E : hieäu suaát laéng, E = 65 %. - T : thôøi gian tích luyõ caën, t = 8 giôø. - P : ñoä aåm cuûa caën, P = 95 % neáu xaû caën baèng töï chaûy, P = 93 % neáu xaû caën baèng maùy bôm. - n : soá beå laéng coâng taùc, n = 2 beå. 3.6 Tính toaùn beå Aeroten : Caùc thoâng soá nöôùc thaûi ñi vaøo beå aetoten: - Löu löôïng trung bình cuûa nöôùc thaûi: Q = 80.000 (m3/ng.ñ) = 3334 (m3/h) - Haøm löôïng NOS20 cuûa nöôùc thaûi vaøo beå aeroten: NOS20 = 129,7 mg/l.= 130 mg/l - Haøm löôïng chaát lô löûng cuûa nöôùc thaûi vaøo beå aeroten: C = 62,6 mg/l. - Haøm löôïng NOS20 cuûa nöôùc thaûi can ñaït sau xöû lyù: Lt = 20 mg/l. - Haøm löôïng chaát lô löûng cuûa nöôùc thaûi caàn ñaït sau xöû lyù: Cs = 18 mg/l. - Nhieät ñoä cuûa nöôùc thaûi: t = 24 0C. Giaû söû raèng chaát lô löûng trong nöôùc thaûi ñaàu ra laø chaát raén sinh hoïc (buøn hoaït tính) trong ñoù coù 80 % laø chaát deã bay hôi vaø 60 % laø chaát coù theå phaân huûy sinh hoïc. Caùc thoâng soá cô aûn ñeå tính toaùn beå aeroten: - Thôøi gian löu buøn : cq = 5 – 15 ngaøy. - Tæ soá F/M : 0,2 – 0,6 kg/kg-ngaøy; - Taûi troïng theå tích : 0,8 – 1,92 kgNOS20/m3-ngaøy; - Noàng ñoä MLSS : 2500 – 4000 mg/l; - Tyû soá theå tích beå / löu löôïng giôø : W/Q= 3 – 5 h; - Tyû soá tuaàn hoaøn buøn hoaït tính : Qth/Q = 0,25 - 1,0. 1) Xaùc ñònh noàng ñoä NOS5 cuûa nöôùc thaûi ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa beå aeroten: 0 05 20 *0,68 *0,68 130*0,68 88,4( / )aNOS NOS L mg l= = = = 5 20 *0,68 *0,68 20*0,68 13,6( / ) e e tNOS NOS L mg l= = = = 2) Tính noàng ñoä NOS5 hoaø tan cuûa nöôùc ôû ñaàu ra : NOS5 (ra) = NOS20 (hoaø tan trong nöôùc ñaàu ra + NOS5 cuûa chaát lô löûng ñaàu ra. · NOS5 cuûa chaát lô löûng ñaàu ra : - Phaàn coù khaû naêng phaân huyû sinh hoïc cuûa chaát raén sinh hoïc ôû ñaàu ra laø : 0,6 * 18 mg/l =10,8 mg/l; - NOS hoaøn toaøn cuûa chaát raén coù khaû naêng phaàn huyû sinh hoïc ôû ñaàu ra laø: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 21 0,6 * 18 mg/l * 1,42 mgO2/l tieâu thuï/mg teá baøo bò oxy hoaù = 15,3 mg/l - NOS5 cuûa chaát lô löûng ôû ñaàu ra laø: 15,3 mg/l * 0,68 = 10,4 mg/l; · NOS5 hoaø tan trong nöôùc ôû ñaàu ra : 5 5 13,6 / 10, 4 / 13,6 10,4 3, 2 / ht ht mg l NOS mg l NOS mg l = + Þ = - = 3) Xaùc ñònh hieäu quaû xöû lyù E: Hieäu quaû xöû lyù : *100a t a L LE L - = Hieäu quaû xöû lyù tính theo NOS5 hoaø tan: 88, 4 3,2 *100 96, 4% 88, 4ht E -= = Hieäu quaû xöû lyù tính theo toång coäng: 88,4 13,6 *100 85,61% 88, 4tc E -= = 4) Xaùc ñònh theå tích beå aeroten: Theå tích beå aeroten ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: ( ) ( ) . . . 1 . a t c d c Q Y L L W X K q q - = + Trong ñoù: - Q : Löu löôïng nöôùc thaûi, Q = 80.000 (m3/ngaøy). - La : Haøm löôïng NOS5 ñaàu vaøo, La = 88,4 (mg/l). - Lt : Haøm löôïng NOS5 ñaàu ra, Lt = 3,2 (mg/l). - X : Noàng ñoä buøn hoaït tính caàn thieát duy trì trong beå, X = 3500 (mg/l). - Y : Heä soásaûn löôïng buøn, Y = 0,4 – 0,8 (mg VSS/mg BOD5), choïn Y = 0,6 TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 22 - Kd : Soá phaân huûy noäi baøo, Kd = 0,06 (1/ngaøy). - cq : Thôøi gian löu buøn hoaït tính trong beå (tuoåi cuûa caën), cq = 10 (ngaøy). ( ) ( ) ( ) 380.000 0,6 88, 4 3, 2 10 7303 3500 1 0,06 10 W m ´ ´ - ´ Þ = = ´ + ´ 5) Tính toaùn löôïng buøn dö thaûi boû moãi ngaøy: Heä soá saûn löôïng quan sat tính theo coâng thöùc: 0,6 0,375 1 * 1 0,06*10obs d c YY K q = = = + + Löôïng sinh khoái gia taêng moãi ngaøy tính theo MLVSS: 3 * *( ) 0,375*80.000*(88, 4 3, 2) 2556 / 10 / 1000 obs a t X Y Q L LP kg ngay g kg - - = = = Löôïng taêng sinh khoái toång coäng : ( ) 2556 3195( / ) 0,8 0,8 X X SS PP kg ngay= = = Löôïng buøn thaûi boû moãi ngaøy = löôïng taêng sinh khoái toång coäng tính theo MLSS – haøm löôïng chaát lô löûng coøn laïi trong doøng ra = 3195 – (80.000*18*10-3) = 1755 (kg/ngaøy) 6) Xaùc ñònh löu löôïng buøn thaûi: Giaû xöû buøn dö ñöôïc thaûi boû (daãn ñeán beå neùn buøn) töø ñöôøng oáng daãn buøn tuaàn hoaøn. Qth = Q vaø haøm löôïng chaát raén lô löûng deã bay hôi (VSS) trong buøn ôû ñaàu ra chieám 80% haøm löôïng chaát raén lô löûng (SS). Khi ñoù löu löôïng buøn dö thaûi boû ñöôïc tính theo coâng thöùc sau: . . .c b Ra Ra W X Q X Q X q = + 3. . . 7303*3500 (10*80.000*14, 4) 401( / ) . 3500*10 Ra Ra c b c W X Q XQ m ngay X q q - - Þ = = = Trong ñoù: - Qb : Löu löôïng buøn xaû ra(m3/ngaøy). TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 23 - W : Theå tích beå aerotank, W = 7303 (m3) - X : Noàng ñoä buøn hoaït tính trong beå, X = 3500 (mg/l) - XRa : Noàng ñoä buøn tuaàn hoaøn, XRa = 18 x 0,8 = 14,4 (mg/l) - QRa : Löu löôïng nöôùc ñi ra sau xöû lyù, xem nhö löôïng nöôùc theo buøn khoâng ñaùng keå, QRa = Q = 80.000 (m3/ngaøy) - θC : Thôøi gian löu buøn, θC = 10 (ngaøy) 7) Xaùc ñònh tyû soá tuaàn hoaøn baèng caùch phöôøng trình caàn baèng vaät chaát : Caân baèng vaát chaát cho beå aeroten: ( )0. .th th thQ X Q X Q Q X+ = + Trong ñoù: - Q : löu löôïng nöôùc thaûi; - Qth : löu löôïng buøn hoaït tính tuaàn hoaøn; - X0 : noàng ñoä VSS trong nöôùc thaûi daãn vaøo beå aeroten; - X : noàng ñoä VSS ôû beå aeroten, X = 3500 mg/l; - Xth : Noàng ñoä VS Strong buøn hoaït tính, Xth = 8000 mg/l. Giaù trò X0 thöôøng raát nhoû soù vôùi X vaø Xth, do ñoù trong phöông trình caân baèng vaát chaát coù theå boû qua ñaïi löôïng Q.X0. nhö vaäy: ( ).th th thQ X Q Q X= + Chia hai veá cuûa phöông trình cho Q vaø ñaët tyû soá Qht/Q = a : . . 3500 0,78 8000 3500 th th X X X Xhay X X a a a = + = = = - - 8) Xaùc ñònh thôøi gian löu nöôùc cuûa beå aeroten: ( ) ( ) ( ) ( ) W q 3 3 m 7303= × 24 h ngaøy = × 24 = 2,2 h 80.000Q m ngaøy 9) Xaùc ñònh löôïng oxy caáp cho beå aeroten theo NOS20: Khoái löôïng NOS20 caàn xöû lyù moãi ngaøy: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 24 33, 2130 *80.000*10 10024( / ) 0,68 G kg ngay-æ ö= - =ç ÷ è ø Tính löôïng oxy theo yeâu caàu: M = G – (1,42 * PX) = 10.024 – (1,42 * 2556) = 6395 (kg/ngaøy) Tính theå tích khoâng khí theo yeâu caàu: Giaû xöû hieäu quaû vaän chuyeån oxy cuûa thieát bò thoåi khí laø 8%, heä soá an toaøn khi söû duïng trong thöïc teá laø 2. Löôïng khoâng khí yeâu caàu theo lyù thuyeát (giaû xöû khoâng khí chöùa 23,2% O2 theo troïng löôïng vaø trong löôïng rieâng cuûa khoâng khí ôû 200C laø 0,0118 kN/m3 = 1,18 kg/m3) laø: 36395 23360( / ) 1,18*0,232 m ngay= Löôïng khoâng khí yeâu caàu vôùi hieäu quaû vaän chuyeån 8 % seõ baèng: 3 323360 292000( / ) 203( / ) 0,08 m ngay m phut= = Löôïng khoâng khí thieát keá ñeå choïn maùy neùn khí laø: 3 3203*2 406( / ) 6,8( / )m phut m s= = Aùp löïc vaø coâng suaát cuûa heä thoáng neùn khí : Khí phaân phoái vaøo beå baèng caùc oáng khoan loã ñaët doïc theo caùc haønh lang, vaän toác khí ra khoûi loã laø 5 – 10 m/s. Aùp löïc caàn thieát cho heä thoáng khí neùn xaùc ñònh theo coâng thöùc: HCT = hd + hC + hf + H Trong ñoù: - hd : Toån thaát aùp löïc theo chieàu daøi oáng daãn. - hC : Toån thaát cuïc boä - hf : Toån thaát qua thieát bò phaân phoái khí. - H : Chieàu saâu höõu ích cuûa beå. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 25 Toång toån thaát hd vaø hc thöôøng khoâng vöôït quaù 0.4 m; toån thaát hf khoâng quaù 0.5m; vaäy aùp löïc caàn thieát laø: 0, 4 0,5 4 4,9ctH m= + + = Aùp löïc khoâng khí: 10,33 10,33 4,9 1,474 10,33 10,33 ctHP at+ += = = Coâng suaát maùy neùn khí : 0,29 0,2934.400*( 1)* 34.400*(1,474 1)*9, 4 472 102* 102*0,8 P qN kW h - - = = = Trong ñoù: - q : löu löôïng khoâng khí, q = 9,4 (m3/s). - h : hieäu suaát maùy neùn khí, h = 0,7 – 0,9 , choïn h = 0,8. Ñeå söû duïng thuaän tieän, choïn 4 maùy neùn khí söû duïng rieâng leû cho hai ñôn nguyeân, moãi ñôn nguyeân söû duïng 2 maùy, moãi maùy coù coâng suaát 118 kW. Kieåm tra caùc chæ tieâu vaän haønh cuûa beå Aerotank Tyû soá khoái löôïng chaát neàn treân khoái löôïng buøn hoaït tính F/M: 88,4 0, 25 . 0,1 3500 aLF M Xq æ ö = = = ç ÷´ è ø 1 ngaøy Taûi troïng theå tích: ( )3. 88, 4 80.000 *10 0,937595 aL Q W -´= = 35KgNOS m .ngaøy Caû hai giaù trò naøy ñeàu naèm trong giôùi haïn cho pheùp ñoái vôùi aeroten xaùo troän hoaøn toaøn. 10) Xaùc ñònh kích thöôùc beå aeroten: Dieän tích aeroten treân maët baèng: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 26 27303 1826( ) 4 WF m H = = = Trong ñoù: - H : chieàu cao coâng taùc cuûa beå aeroten; Toång chieàu daøi caùc haønh lang cuûa beå aeroten: 1826 228, 25( ) 8 FL mb= = = Trong ñoù: - b : chieàu roäng cuûa beå aeroten, choïn b = 8 m. choïn aeroten goàm 2 ñôn nguyeân, moãi ñôn nguyeân goàm 4 haønh lang, nhö vaäy chieàu daøi moãi haønh lang: 228,25 28,5 * 2*4 Ll m N n = = = Trong ñoù: - N : soá ñôn nguyeân, N = 2. - n : soá haønh lang trong moåi ñôn nguyeân, n = 4. Chieàu cao xaây döïng beå aeroten: 4 0, 4 4, 4XDH m= + = 3.7 Tính toaùn beå laéng ñôït 2 : Muïc ñích : Beå laéng ñôït II laøm nhieäm vuï laéng hoãn hôïp nöôùc – buøn töø beå aeroten daãn ñeán vaø buøn laéng ôû beå laéng ñôït II ñöôïc goïi laø buøn hoaït tính. Soá lieäu tính toaùn beå laéng ñôït II : · 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 NOS20 sau xöû lyù (15 mg/l) laø 12 mg/l. Theå tích beå laéng ñôït II : TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 27 3max * 4000*2 8000hW Q t m-= = = Trong ñoù: - Qmax-h : Löu löôïng lôùn nhaât giôø : Qmax-h = 4000 m3/h. - t : Thôøi gian laéng. Choïn 2 beå coâng taùc, theå tích cuûa moãi beå seõ laø: 31 8000 4000( ) 2 2 WW m= = = Choïn ñöôøng kính beå laéng ñôït II baèng ñöôøng kính beå laéng ñôït I (D = 30 m). do ñoù, Dieän tích cuûa moãi beå trong maët baèng laø : 2 2 2 1 * 3,14*(30) 706,5( ) 4 4 DF mp= = = Chieàu saâu cuûa beå laéng ñôït II : 11 1 4000 5,7( ) 706,5 WH m F = = = Chieàu cao xaây döïng beå laéng ñôït II: 1 5,7 0,3 0,5 0,3 6,8( )XD th b bvH H h h h m= + + + = + + + = Trong ñoù: - hth : chieàu cao lôùp trung hoøa, hth = 0,3 m. - hb : chieàu cao lôùp buøn trong beå laéng, hb = 0,5 m. - hbv : chieàu cao baûo veä, hbv = 0,3 m. Theå tích ngaên chöùa buøn cuûa beå laéng ñôït II : ( ) ( ) ( ) ( ) 3* *100* 160 12 *3334*100*2 82, 2( ) 100 *1000*1000* 100 99, 4 *1000*1000*2 b tr TB h b C C Q t W m P n -- -= = = - - Trong ñoù : TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 28 - bC : haøm löôïng buøn hoaït tính trong nöôùc ra khoûi aeroten,(g/m 3) coù theå laáy nhö sau: vôùi xöû lyù sinh hoïc hoaøn toaøn, öùng vôùi NOS20 sau xöû lyù laø 15, 20, 25 mg/l thì bC töông öùng laø 160, 200, 220 g/m3. - trC : haøm löôïng chaát lô löûng troâi theo nöôùc ra khoûi beå laéng ñôït II, trC = 12 mg/l. - TB hQ - : löu löôïng trung bình giôø cuûa nöôùc thaûi, TB hQ - = 3334 (m 3/h). - t : thôøi gian tích luyû buøn hoaït tính trong beå, t = 2 h. - n : soá beå laéng coâng taùc, n = 2. - P : ñoä aåm cuûa buøn hoaït tính. 3.8 Tính toaùn beå neùn buøn : Muïc ñích : 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 huyû kò khí ôû beå Meâtan. Löôïng buøn hoaït tính dö coù theå xaùc ñònh döïa vaøo coâng thöùc : ( ). (1,3 62,6) 12 69,38d ll trB C C mg la= - = ´ - = Trong ñoù: - a : Heä soá laáy baèng 1,25 – 1,35, vôùi vieäc xöû lyù hoaøn toaøn choïn a = 1,3. - Cll : Haøm löôïng chaát lô löûng cuûa nöôùc thaûi sau beå laéng ñôït 1, Cll = 62,6 (mg/l). - Ctr : Haøm löôïng buøn hoaït tính troâi theo nöôùc ra khoûi beå laéng ñôït 2, Ctr = 12 (mg/l). Haøm löôïng buøn hoaït tính lôùn nhaát : ( ).max . 1,15 69,38 80 /d dB k B mg l= = ´ = Trong ñoù: - k : heä soá khoâng ñieàu hoøa thaùng cuûa buøn hoaït tính dö , k = 1,15 – 1,2 choïn k = 1,15. Löu löôïng buøn hoaït tính dö lôùn nhaát giôø daãn vaøo beå neùn buøn hoaït tính: ( )3.maxmax (1 ) (1 0,6768)*80.000*80 21,524* 24*4000 d d P Q Bq m h C - ´ ´ - = = = Trong ñoù: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 29 - Q : löu löôïng nöôùc trung bình ngaøy ñeâm, Q = 80.000 (m3/ng.ñ). - Cd : haøm löôïng buøn hoaït tính dö phuï thuoäc vaøo ñaëc tính cuûa buøn, Cd = 4000 mg/l. - qmax : haøm löôïng buøn hoaït tính dö lôùn nhaát (m3/h). - P : phaàn traêm löôïng buøn hoaït tính tuaàn hoaøn veà aeroten, P = 67,68 % Dieän tích beå neùn buøn ly taâm : 2max 1 0 21,5 72 0,3 qF m q = = = Trong ñoù: - q0 : taûi troïng tính toaøn 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 neùn. Ñöôøng kính cuûa beå neùn buøn : 14* 4*72 9,6( ) * 3,14*1 FD m np = = = Trong ñoù: - F1 : dieän tích beå neùn buøn. - n: soá beå neùn buøn hoaït ñoäng, n = 1. Chieàu cao coâng taùc cuûa beå neùn buøn : 0 * 0,3*10 3H q t m= = = Trong ñoù : - t : thôøi gian neùn buøn, t = 10h. chieàu cao toång coäng cuûa beå neùn buøn: 1 2 3 3 0,4 0,3 1 4,7tcH H h h h m= + + + = + + + = Trong ñoù : - Htc : chieàu cao toång coäng cuûa beå laéng. - h1 : khoaûng caùch töø möïc nöôùc ñeán thaùnh beå, h1 = 0,4 m. - h2 : chieàu cao lôùp buøn vaø laép ñaët thieát bò gaït buøn ôû ñaùy: h2 = 0,3m. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 30 - h3 : chieàu cao tính töø ñaùy ñeán möïc buøn, h3 = 1 m. Toác ñoä quay cuûa heä thoáng thanh gaït buøn laø 0,75 – 4 (1/h) Ñoä nghieâng cuûa 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 thuyû tónh 0,5 – 1,0 m. 3.9 Tính toaùn beå meâtan : Muïc ñích : beå Meâtan ñöôïc thieát keá nhaèm muïc ñích xöû lyù sinh hoïc caùc loaïi caën. a. Xaùc ñònh löôïng caën daãn ñeán beå meâtan: Löôïng caën töôi töø beå laéng ñôït 1, vôùi ñoä aåm 95 % ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: ( ) ( ) ( ) ( ) 313,5" 3tc C mg l × 80.000 × 65×1,1C *Q * E*KW = = = 358,6 m ngaøy 100 - P *1000*1000 100 -95 ×1000 ×1000 Trong ñoù: - K : Heä soá tính ñeán söï taêng löôïng caën do côõ haït lô löûng lôùn, theo quy phaïm K = 1,1 – 1,2. - "tcC : Haøm löôïng chaát lô löûng daãn ñeán beå laéng ñôït I, " tcC = 313,5 (mg/l). - E : Hieäu suaát laéng cuûa beå laéng ñôït 1, E = 65 %. - CP : Ñoä aåm cuûa caën töôi, CP = 95 %. Löôïng buøn hoaït tính dö sau khi neùn ôû beå neùn buøn: ( ) ( ) ( ) 3313,5* 100 65 *1, 2 100*12 *80.000*50 177,3( / ) (100 97,3)*1000*1000*100 m ng aé ù é ù- -ë û ë û= = - " tc tr b C . 100 - E . -100C *Q *50 W = 100 -P *1000 *1000 *100 Trong ñoù: - a : Heä soá tính ñeán söï taêng khoâng ñieàu hoøa cuûa buøn hoaït tính trong quaù trình laøm saïch,a = 1,15 – 1,25. choïn a = 1,2. - "tcC : Haøm löôïng buøn hoaït tính theo beå laéng ñôït 2, " tcC = 12 (mg/l) - P : Ñoä aåm cuûa buøn hoaït tính, P = 97,3 % TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 31 Löôïng raùc ôû song chaén raùc : (löôïng 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 tính theo coâng thöùc sau: 11 2 100 100 804 13,3( / ) 100 100 94r PW W T ngd P - - = = = - - Löôïng caën toång coäng daãn ñeán beå meâtan laø: 3358,6 177,3 13,3 549,2( / )c b rW W W W m ngd= + + = + + = Ñoä aåm trung bình cuûa hoãn hôïp caën ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: ( )17,93 4,8 0,8100. 1 100 1 95,72 % 549, 2 K K K HH C B RP W + + + +æ öæ ö= - = - =ç ÷ ç ÷è ø è ø Trong ñoù: - HHP : Ñoä aåm trung bình cuûa caën (%). - KC : Löôïng chaát khoâ trong caën töôi: ( ) ( ) ( )100 358,6 100 95 17,93100 100 C C K W P C - ´ - = = = 3m ngaøy - KB : Löôïng chaát khoâ trong buøn hoaït tính dö : ( ) ( ) ( )100 177,3 100 97,3 4,8100 100 b b K W P B - - = = = 3m ngaøy - KR : Löôïng chaát khoâ trong raùc nghieàn vôùi ñoä aåm P = 94% ( ) ( ) ( )100 13,3 100 94 0,8100 100 r K W P R - - = = = 3m ngaøy b. Tính toaùn beå meâtan: Khi ñoä aåm cuûa hoãn hôïp caën lôùn hôn 94 %, toát nhaát laø choïn cheá ñoä leân men aám: t = 33 – 35 0C. Dung tích beå Meâtan ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: ( )3.100 549,2 100 549210M WW m d ´ = = = TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 32 Trong ñoù: - W : Theå tích cuûa hoãn hôïp caën. - d : Lieàu löôïng caën taûi ngaøy ñeâm, % lieàu löôïng caën taûi laáy theo Baûng 3.2. Baûng 3.2 Lieàu löôïng caën taûi ngaøy ñeâm vaøo beå Meâtan Ñoä aåm caën taûi % Cheá ñoä Leân Men 92 93 94 95 96 AÁm 7 8 9 10 12 Noùng 16 18 20 22 24 Nguoàn: Xöû lyù nöôùc thaûi, Laâm minh Trieát, 1974. Kích thöôùc cuûa beå Meâtan Kích thöôùc cô baûn cuûa beå Metan (Laâm Minh Trieát, 1974) ñöôïc trình baøy trong Baûng . Baûng 3. Kích thöôùc cô baûn cuûa beå Meâtan Ñoä aåm caën taûi % Ñöôøng kính m Theå tích Höõu ích m3 h1 H h2 10 500 1,45 5,00 1,70 12,5 1000 1,90 6,50 2,15 15 1600 2,35 7,50 2,60 17,5 2500 2,50 8,50 3,05 20 4000 2,90 10,60 3,50 Nguoàn: Xöû lyù nöôùc thaûi, Laâm Minh Trieát, 1974. Dung tích cuûa beå Meâtan laø 5492 (m3), choïn 2 beå Meâtan vaø moät beå döï tröõ cho töông lai, dung tích moãi beå laø : w = WM/2 = 5492 : 2 = 2746 (m3). Döïa vaøo baûng choïn kích thöôùc beå meâtan: - Ñöôøng kính beå D = 17,5 (m). - h1 = 2,5 (m). - H = 8,5 (m). - h2 = 3,03 (m). Chieàu cao toång coäng cuûa beå Meâtan: ( )1 2 2,5 8,50 3,03 14MH h H h m= + + = + + = c. Xaùc ñònh löôïng khí ñoát : Löôïng khí ñoát thu ñöôïc trong quaù trình leân men caën ñöôïc tính theo coâng thöùc: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 33 ( ).100 a n dy -= 3m kg chaát khoâng tro Trong ñoù: - a : Khaû naêng leân men lôùn nhaát cuûa chaát khoâng tro trong caën taûi (%). Ñoái vôùi hoãn hôïp buøn hoaït tính, a ñöôïc theo tæ leä trung bình soá hoïc cuûa caùc caáu töû xaùo troän theo chaát khoâng tro vaø ñöôïc tính theo coâng thöùc: ( ) ( ) ( ) ( )0 0 0 0 0 0 53 44 53 12,8 0,58 44 3,3 % 51, 2 % 12,8 0,58 3,3 C R B a C R B + + + + ´ = = = + + + + Trong ñoù: + C0 : Löôïng chaát khoâng tro cuûa caën töôi: ( )( ) ( ) ( ) ( )0 100 100 17,93 100 5 100 25 12,8 100.100 100 100 K e eC A TC - - - - = = = ´ taán ngaøy Vôùi: Ae : Ñoä aåm haùo nöôùc öùng vôùi caën töôi, Ae = 5 – 6 %. Te : Ñoä tro cuûa chaát khoâ tuyeät ñoái öùng vôùi caën töôi, Te = 25 %. + R0 : Löôïng chaát khoâng tro cuûa raùc nghieàn: ( )( ) ( )( ) ( )0 100 100 0,8 100 4 100 24 0,58 100.100 100 100 K r rR A TR - - - - = = = ´ taán ngaøy Vôùi: Ar : Ñoä aåm haùo nöôùc öùng cuûa raùc nghieàn, Ar = 4 %. Tr : Ñoä tro cuûa chaát khoâ tuyeät ñoái trong raùc nghieàn, Tr = 24 %. + B0 : Löôïng chaát khoâng tro cuûa buøn hoaït tính dö: ( )( ) ( )( ) ( )0 100 100 4,8 100 6 100 27 3,3 100 100 100 100 K b bB A TB - - - - = = = ´ ´ taán ngaøy Vôùi: Ab : Ñoä aåm haùo nöôùc vôùi buøn hoaït tính dö, Ab = 6%. Tb : Ñoä tro cuûa chaát khoâ tuyeät ñoái öùng vôùi buøn hoaït tính dö, Tb = 27 %. - n : Heä soá phuï thuoäc vaøo ñoä aåm cuûa caën vaø cheá ñoä leân men coù theå laáy theo Baûng 3.4. Baûng 3.4 Heä soá n phuï thuoäc vaøo cheá ñoä leân men vaø ñoä aåm TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 34 Ñoä aåm cuûa caën % Nhieät ñoä Leân Men (0C) 92 93 94 95 96 33 – 35 1,22 1,05 0,98 0,72 0,56 53 – 55 0,53 0,45 0,46 0,31 0,24 Nguoàn: Xöû lyù nöôùc thaûi, Laâm minh Trieát, 1974. - d : Lieàu löôïng caën taûi ngaøy ñeâm, d = 12 %. Nhö vaäy, löôïng khí ñoát thu ñöôïc: ( ). 51, 2 0,63 12 0, 44100 100 a n dy - - ´Þ = = = 3m kg chaát khoâng tro Löôïng khí ñoát toång coäng: ( ) ( ) ( )0 0 0 .1000 0, 44 12,8 0,58 3,3 .1000 7339, 2KW y C R B= ´ + + = + + = 3m ngaøy 3.10 Tính toaùn coâng trình laøm raùo nöôùc caën : Muïc ñích : caën sau khi leân men ôû beå meâtan soù 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. 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): 3549,2 20 569,2( / )tc txW W W m ng= + = + = Trong ñoù : - W : löôïng caën töø beå meâtan; - Wtx: löôïng buøn töø beå tieáp xuùc : 3* 0,04*500.000 20( / ) 1000 1000tx a NW m ng= = = Dieän tích höõu ích cuûa saân phôi buøn ñöôïc tính theo coâng thöùc: 21 0 *365 569, 2*365 31478,5( ) * 2*3,3 tcWF m q n = = = TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 35 Saân phôi buøn ñöôïc chia thaønh nhieàu oâ, choïn kích thöôùc moãi oâ : 50m* 60m = 3000 m2. soá oâ laø : 31478,5 10,5( ) 3000 n o= = Choïn n = 11 (oâ) Dieän tích phuï cuûa saân phôi buøn : ñöôøng saù, möông , maùng : 22 1* 0, 25*31478,5 7870( )F k F m= = = Dieän tích toång coäng cuûa saân phôi buøn : 21 2 31478,5 7870 39349( )F F F m= + = + = Löôïng buøn phôi töø ñoä aåm 96% ñeán ñoä aåm 75% trong moät naêm laø: 31 2 100 100 96*365* 569, 2*365* 33241,3( ) 100 100 75P tc PW W m P - - = = = - - Chu kyø xaû buøn vaøo saân phôi buøn dao ñoäng töø 20 – 30 ngaøy. chu kyø naøy phuï thuoäc chuû yeáu nhieàu yeáu toá nhö: - Tính chaát cuûa buøn daãn vaøo saân phôi buøn; - Khaû naêng thaám cuûa ñaát; - Muøa naêng möa trong naêm. Buøn ñaõ khoâ sau khi phôi ñöôïc thu gom vaø vaän chueåyn ñi nôi khaùc. Vieäc thu gom buøn ñöôïc thöïc hieän baèng maùy xuùc coù gaøu vaø ñoå vaøo xe töï ñoå roøi chôû ñi. Vôùi maùy xuùc coù coâng suaát 45(m3/h) thì thôøi gian laøm vieäc cuûa maùy xuùc moãi naêm seõ laø : 33241,3 738,7( ) 45 T h= = Nöôùc buøn ôû saân phôi buøn theo heä thoáng ruùt nöôùc vaø ñöôïc daãn trôû laïi traïm xöû lyù nöôùc thaûi. 3.11 Tính toaùn khöû truøng nöôùc thaûi – tính toaùn beå tieáp xuùc : a) Khöû truøng nöôùc thaûi baèng Clo: Löôïng Clo hoaït tính caàn thieát ñeå khöû truøng nöôùc thaûi ñöôïc tính theo coâng thöùc: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 36 * 1000a a QY = Trong ñoù : - Ya : löôïng Clo caàn thieát ñeå khöû truøng, (kg/h); - Q : löu löôïng tính toaùn cuûa nöôùc thaûi. - a : lieàu löôïng hoaït tính : + nöôùc thaûi sau khi xöû lyù cô hoïc : a = 10 (g/m3) + nöôùc thaûi sau khi xöû lyù sinh hoïc hoaøn toaøn : a = 3 (g/m3) + nöôùc thaûi sau khi xöû lyù sinh hoïc khoâng hoaøn toaøn : a = 5 (g/m3) Choïn a = 3 (g/m3) Öùng vôùi töøng löu löôïng tính toaùn : maxmax * 3*4000 12( / ) 1000 1000 h a h a QY kg h-- - = = = * 3*3334 10( / ) 1000 1000 TB h a TB h a QY kg h-- - = = = maxmax * 3*1800 5,4( / ) 1000 1000 h a h a QY 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. Ñeå ñöa löôïng Clo vaøo nöôùc thaûi trong giôùi haïn : 5,4 – 12 (kg/h), coù theå choïn mua Clorator cuûa nöôùc ngoaøi : 2 Clorator vôùi coâng suaát moãi clorator : 20,50 – 82,00 kg/h. Ñeå phuïc vuï cho 2 Clorator caàn trang bò theâm hai 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. Ñoái vôùi tröôøng hôïp ñang xeùt söû duïng thuøng chöùa Clo coù caùc ñaëc tính kyõ thuaät nhö sau: - Dung tích 800 L vaø chöùa 1000 kg Clo. - Ñöôøng kính thuøng D = 816 mm. - Chieàu daøi cuûa thuøng: L = 1870 mm. - Chieàu daøy cuûa thuøng : d = 10 mm. Löôïng Clo laáy ra moãi giôø töø 1 m2 dieän tích maët beân cuûa thuøng chöùa : 3 kg/h. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 37 Dieän tích maët beân cuûa thuøng chöùa theo kích thöôùc ñaõ choïn: 2( * )* * 3,14*816*0,8*1870 3,83S D V L mp= = = Nhö vaäy löôïng Clo coù theå laáy ra moãi giôø ôû thuøng chöùa ñaõ choïn laø: 3,83*3 11,5( / )q kg h= = Soá löôïng thuøng chöùa Clo caàn thieát laø : 10 0,84 11,5 a TB hYn q - -= = = Choïn n = 1. vaø choïn theâm moät thuøng chöùa ñeå döï phoøng. Soá thuøng chöùa clo caàn döï tröõ cho nhu caàu söû duïng trong thôøi gian moät thaùng ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : *24*30 10*24*30 7, 2( ) 1000 a TB hYN thung q - -= = = Soá thuøng chöùa naøy caát giöõ trong kho. Kho ñöôïc boá trí trong cuøng traïm Clorator coù töôøng ngaên ñoäc laäp. Ñeå vaän chuyeån caùc thuøng chöùa clo töø vò trí naøy sang vò trí kia thöôøng duøng loaïi xe chuyeân duøng. Löu löôïng clo lôùn nhaát trong moãi giôø ñöôïc tính theo coâng thöùc. 3maxmax * *100 9*4000*100 30( / ) *1000*1000 0,12*1000*1000 ha Qq m h b -= = = Trong ñoù : - a : lieàu löôïng Clo hoaït tính, a = 9 g/m3. - b : noàng ñoä clo hoaït tính trong nöôùc Clo, b = 0,12 %. Löôïng nöôùc toång coâng caàn thieát cho nhu caàu cuûa traïm Clorator ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc. 3max (1000 ) 12*(1000*0,1 350) 5, 4( / ) 1000 1000n Y p qQ m h+ += = = Trong ñoù : TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 38 - q : löu löôïng nöôùc caàn thieát ñeå laøm boác hôi Clo. Khi tính toaùn sô boä laáy baèng 300 – 400 lit/kg. choïn q = 350 l/kg. - p : löu löôïng nöôùc caàn thieát ñeá hoøa tan 1 g Clo. Nöôùc Clo töø clortor ñöôïc daãn ñeán möông xaùo troän baèng loaïi ñöôøng oáng cao su meàm nhieàu lôùp, ñöôøng kính oáng 60 – 70 mm vôùi vaän toác 1,5 m/s. b) Tính toaùn maùng troän (maùng troän vaùch ngaên coù loã): Ñeå xaùo troän nöôùc thaûi vôùi Clo coù theå söû duïng baát kyø loaïi maùng troän naøo. Thôøi gian xaùo troän 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 hai hoaëc ba ngaên vôùi caùc loã coù ñöôøng kính d = 20 – 100 mm. Soá loã trong moãi ngaên ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : max2 2 4* 4*1,11 184 * * 3,14*(0,08) *1, 2 Qn d vp = = = (loã) Trong ñoù: - Qmax : löu löôïng nöôùc thaûi lôùn nhaát, Qmax = 1,11 (m3/s) - d : ñöôøng kính loã, d = 80 mm = 0,08 m. - v : toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa nöôùc qua loã, v = 1,2 m/s. Choïn soá loã theo chieàu ñöùng : nñ = 9 haøng . Choïn soá loã theo chieàu ngang : nn = 22 haøng. Khoaûng caùch giöõa taâm caùc loã theo chieàu ngang laáy baèng 2d = 2 * 0,08 = 0,16 m. Khoaûng caùch giöõa hai loã ngoaøi cuøng ñeán caùc thaønh trong cuûa maùng troän theo chieàu ngang laáy baèng d = 0,08. Chieàu ngang maùng troän: 2 ( 1) 2 2*0,08*(22 1) 2*0,08 3, 2( )nB d n d m= - + = - + = 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 = 0,08 m. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 39 Chieàu cao lôùp nöôùc tröôùc vaùch ngaên thöù nhaát: 1 2* ( 1) 2*0,08(9 1) 0,08 1,2( )dH d n d m= - + = - + = Chieàu cao cuûa lôùp nöôùc tröôùc vaùch ngaên thöù hai: 2 1 1, 2 0,19 1, 29( )H H h m= + = + = Trong ñoù : - h : toån thaát aùp löïc qua caùc loã cuûa vaùch ngaên thöù hai, ñöôïc tính theo coâng thöùc : 2 2 2 2 (1,2) 0,19( ). *2 (0,62) *2*9,81 vh m gm = = = Khoaûng caùch a giöõa taâm caùc loã theo chieàu ñöùng cuûa vaùch ngaên thöù hai ñöôïc tính theo coâng thöùc : 2 2 ( 1) 1, 29 0,14 0,14( ) 1 9 1 d d H a n b H ba m n = - + - - Þ = = = - - Trong ñoù : - b : khoaûng caùch töø taâm loã cuûa haøng ngang döôùi cuøng ôû vaùch ngaên thöù nhaát ñeán maùng troän, choïn b = 1,75 * d = 1,75 * 0,08 = 0,14 (m). Khoaûng caùch giöõa caùc vaùch ngaên ñöôïc tính theo coâng thöùc : l = 1,5 B = 1,5 * 3,2 = 4,8 (m) Chieàu daøi toång coäng cuûa maùng troän vôùi hai vaùch ngaên coù loã. 3. 2 3*4,8 2*0, 2 14,8( )L l md= + = + = Chieàu daøi xaây döïng cuûa maùng troän ñöôïc tính theo coâng thöùc : 2 1, 29 0,31 2,6( )dpH H H m= + = + = Thôøi gian nöôùc löu laïi trong maùng troän ñöôïc tính theo coâng thöùc sau : 1 max * * 1, 2*3, 2*14,8 51,2( ) 1,11 H B Lt s Q = = = TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO 40 c) Tính toaùn beå tieáp xuùc : 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 : 18030 30 24 *60 0,5*60 Lt v = - = - = (phuùt) Trong ñoù : - L : chieàu daøi möông daãn töø beå tieáp xuùc ra soâng, L = 180 m. - v : toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa nöôùc trong möông daãn nöôùc thaûi töø beå tieáp xuùc ra ñeán bôø soâng, v = 0,5 m/s. Theå tích höõu ích cuûa beå tieáp xuùc: 3 max 24* 4000* 1600( ) 60 W Q t m= = = Choïn 4 beå tieáp xuùc vaø theå tích moãi beå : 3 1 1600 400( ) 4 4 WW m= = = Dieän tích moãi beà trong maët baèng ñöôïc tính theo coäng thöùc : 21 1 1 400 88,9 4,5 WF m H = = = Trong ñoù : - H : chieàu cao coâng taùc cuûa beå tieáp xuùc : H = 2,5 – 5,5 m , choïn H = 4,5m. Ñöôøng kính cuûa beå tieáp xuùc : 14* 4*88,9 10,6( ) 3,14 FD m 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 41 d) 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 moät 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 thì choïn coâng trình xaû nöôùc thaûi giöõa loøng soâng ñeå tính toaùn thieát keá. Keát quaû tính toaùn thuûy löïc vaø toån thaát aùp löïc cuûa ñöôøng oáng xaû ñöôïcv trình baøy trong baûng sau: Baûng 3.6 Keát quaû tính toaùn thuûy löïc ñöôøng oáng xaû nöôùc thaûi ra giöõa loøng soâng. Toån thaát cuïc boä Ñoaïn oáng Qmax (m3/s) L (m) D (mm) V (m/s) I (mm/m) Toån thaát H = i*L (m) xå 2* 2* V g xå Toån thaát toång coäng (m) A – B 1,155 16 1000 2,88 8,0 1,28 - - 1,28 B - C 1,155 20 1000 2,88 8,0 1,60 19,5 8,24 9,84 Heä soá söùc khaùng cuïc boä cuûa hong xaû coù theå laáy nhö sau: · Heä soá söùc khaùng loái vaøo hong xaû: Vx =0,5; · Heä soá söùc khaùng choã ra cuûa hoïng xaû : 2,0Rx = ; · Heä soá söùc khaùng choã phaân doøng : 0,75Px = ; · heä soá söùc khaùng cuûa moät hoïng xaû: 3,25x = ; choïn 4 hoïng xaû: Heä soá söùc khaùng cuïc boä cuûa 6 hoïng xaû laø : 4*3, 25 13x = =å . Khoaûng caùch giöõa caùc taâm cuûa hoïng xaû laáy baèng 2,5m. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO