BÀI TẬP 3: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI THIẾT KẾ SONG CHẮN RÁC pot

TÊN SINH VIÊN: ĐOÀN HỒNG NHUNG
MSSV: 1090869
LỚP: MT0957A1
BÀI TẬP 3: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI
THIẾT KẾ SONG CHẮN RÁC
1. SƠ ĐỒ KHỐI CÁCH TÍNH SONG CHẮN RÁC:
Số liệu cần thiết Quy chuẩn tuân theo

1
Bắt đầu
Tính tổng diện tích các khe
hở phần ngập nước
s
v
Q
A
max
=
Q
max,
chọn v
khe
(hay v
s
)
v
s
= 0,3 ÷ 0,6 m/s
Tính tổng chiều rộng các khe
H
A

B =
Chọn H (chiều sâu
ngập nước của kênh
dẫn nơi đặt SCR)
Tính số thanh sắt cần sử dụng
1−








=
khe
b
B
F
Kích thước nhỏ nhất
của rác, tự do chọn
b
khe
phù hợp
b
khe
= 2,54 ÷ 5,08 cm
Tính tổng chiều rộng lọt lòng
của kênh
( )

CFBB
SCR
×+=
C (chiều dầy các
thanh sắt)
C = 0,51 ÷ 1,52 cm
Tính chiều dài đoạn mở rộng

20tan2
1
kênhSCR
BB
L
−
=
 chiều dài đoạn thu hẹp:
L
3
= (0,5 ÷ 1)L
1
α = 20
o
, B
kênh
Tính chiều dài đoạn mở rộng

20tan2
1
kênhSCR
BB

L
−
=
 chiều dài đoạn thu hẹp:
L
3
= (0,5 ÷ 1)L
1
Tính chiều dài đoạn kênh đặt
song chắn rác L
2
.Tính chiều
dài thanh sắt cần mua
2
Chọn chiều dài bản
sắt
Độ nghiêng của SCR
với trục thẳng đứng
30
o
÷ 45
o
Tính độ giảm áp của dòng chảy
qua SCR









−
=
g
vv
h
khe
l
27,0
1
2
2
v
khe
, g, v (vận tốc ở
kênh dẫn trước SCR)
với
HB
Q
v
SCR
×
=
max
Dựa vào số liệu giảm áp chọn
chiều sâu hạ thấp đáy kênh để bù
lại độ giảm áp gây ra
Kết thúc
(kiểm tra và xuất bản vẽ kỹ thuật)

2. ÁP DỤNG CHO SỐ LIỆU CỦA NHÀ MÁY THỦY HẢI SẢN:
• Các thông số đầu vào
Bảng : Các thông số thiết kế.
Chất ô nhiễm Đơn vị tính Nồng độ chất ô nhiễm QCVN
11 : 2008/BTNMT
( cột B)
pH - 7,15
5,5 − 9
BOD
5
mg/l 980
50
COD mg/l 1350
80
SS mg/l 480
100
Tổng Nitơ mg/l 72,8
60
N-NH
3
mg/l 1,5
20
Dầu mỡ mg/l 48,3
20
Coliform 100MPN/100ml 480.000
5.000
 Tính toán và thiết kế kênh dẫn nước thải :
• Các thông số của nhà máy:
- Q
sinh hoạt

= 170 m
3
/ngày
- Q
sản xuất
= 1600 m
3
/ngày
 Q
tổng
= Q
sinh hoạt
+ Q
sản xuất
= 170 + 1600 =1770m
3
Số giờ xả thải của nhà máy là 24 giờ nên ta có lưu lượng xả thải trung bình của nhà
máy là:
hm
ngàyh
ngàym
Q
XTTB
/75,73
/24
/1770
3
3
==

≈
0,0205m
3
/s = 20,5 l/s
Lưu lượng nước thải trong nhà máy thải ra không điều hòa nên ta cần xác định hệ số
không điều hòa chung K
o
. Khi thiết kế các hệ thống trước bể điều lưu cần thiết kế theo
lưu lượng lớn nhất.
Tra bảng hệ số không điều hòa chung K
o
( bảng 2 TCXDVN 7957:2008 ) như sau:
Dùng phương pháp nội suy ứng với lưu lượng Q
XTTB
= 20,486 l/s ta được:
K
max
= 1,897 và K
min
= 0.501
Từ hệ số không điều hòa chung K
o
tính được:
Q
max
= Q
XTTB
* K
max
= 0,0205 m

3
/ s * 1,897 = 0,0389 m
3
/s
3
Q
min
= Q
XTTB
* K
min
= 0,0205 m
3
/ s * 0,501 = 0,0103 m
3
/s
Tốc độ dòng chảy trong kênh khoảng 0.7 ÷ 1 m/s . Chọn giá trị v = 0,7 m/s làm giá trị
thiết kế kênh dẫn, ứng với lưu lượng Q
max
= 0,0389 m
3
/s ta tìm
2.Thiết kế kênh dẫn nước thải:
• Diện tích mặt cắt ướt của kênh A :
2
3
max
056,0
/7,0
/0389,0

m
sm
sm
v
Q
A ===
+Do nhà máy có lưu lương trung bình khá nhỏ nên chọn chiều sâu ngập nước trong
kênh H
ngn
= 0,2 m.
+ Chọn cao trình ngay mặt đất làm cos chuẩn là 0,0
+ Chọn chiều cao chết từ mặt nước lên mặt đất là H
chết
= 0,3 m
+ Chọn chiều cao chống nước mưa chảy tràn là H
ct
= 0,2 m
• Chiều cao tổng cộng cần xây dựng của kênh dẫn nước thải
H
tổng
= H
ngn
+ H
chết
+ H
ct
= 0,2 + 0,3 + 0,2 = 0,7(m)
• Tính được chiều rộng kênh dẫn trước nơi đặt song chắn rác:

m

m
m
H
A
W
ngn
t
28,0
2,0
056,0
2
===
= 280mm
Độ dốc thủy lực (i
min
) của kênh dẫn chọn theo điều 3.39 – TCXDVN 51-2008
D = 200 mm , i
min
= 0,005
D = 300 mm , i
min
= 0,0033
Với chiều rộng kênh là 0,28m thì ta chọn độ dốc i
min
là 0,0033
• Cao trình mực nước ở đầu kênh dẫn: Z
mực nước(đầu kênh dẫn)
= – H
chết
= – 0,3 m

• Cao trình đáy ở đầu kênh dẫn : Z
đáy kênh (đầu kênh dẫn)
= – (H
ngn
+ H
chết
)
= – (0,2 + 0,3) = – 0,5 m
+ Chọn chiều dài kênh dẫn : L = 30 m
• Cao trình mực nước ở cuối kênh dẫn ( trước song chắn rác) :
Z
mực nước (cuối kênh dẫn)
= Z
mực nước(đầu kênh dẫn)
- L.i
min

= –0,3 – 30* 0,0033 = – 0,399 m
• Cao trình đáy kênh dẫn ở cuối kênh ( trước song chắn rác) :
Z
đáy kênh (cuối kênh dẫn)
= Z
mực nước (cuối kênh dẫn)
– H
ngn
= – 0,399 – 0,2 = – 0,599 m
 Thiết kế song chắn rác:
Song chắn rác được đặt ở kênh trước khi nước thải vào trạm xử lý. Hai bên tường kênh
phải chừa một khe hở đủ để dể dàng lắp đặt và thay thế song chắn rác
Giả sử rác của nhà máy có kích thước nhỏ nhất là 3cm. Do nước thải của nhà máy

không chứa nhiều rác nên chọn lượng rác có trong nước thải < 0,1 m
3
/ngày và dùng phương
pháp cào rác thủ công ( ngày cào 2 – 3 lần ).
4
Bảng 4: Các thông số thiết kế song chắn rác
(Nguồn: Phương pháp xử lý nước thải – Lê Hoàng Việt
Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai)
Tổng lưu lượng nước thải của nhà máy là 1770m
3
/ngày.
Ta có lưu lượng lớn nhất : Q
max
= 0,0389 m
3
/s và Q
min
= 0,0103 m
3
/s
• Tổng diện tích phần khe hở ngập nước của SCR:
Vận tốc nước qua khe của SCR v
s
= 0,31 ÷ 0,62 m/s vậy ta chọn v
s
= 0,5m/s
2
3
max
0778,0

/5,0
/0389,0
m
sm
sm
v
Q
A
s
khe
===

Chọn chiều sâu ngập nước của kênh dẫn nước thải nơi đặt song chắn rác:H
ngn
= 0,2m
• Tổng chiều rộng các khe của SCR:
STT Các thông số thiết kế Đơn vị
Khoảng
cho phép
Giá trị
thiết kế
1 Lưu lượng nước thải m
3
/ngày 1770
2 Kích thước rác cm 2 ÷ 6 3
3 Chiều rộng khe SCR cm 2,54 ÷ 5,08 2,5
4 Vận tốc nước qua SCR m/s 0,31 ÷ 0,62 0,5
5 Độ nghiêng SCR theo
trục thẳng đứng
độ 30 ÷ 45 45

6 Bề dày thanh cm 0,51 ÷ 1,52 1
5
W
khe
=
ngn
khe
H
A
=
m389,0
2,0
0778,0
=
Do kích thướt rác nhỏ nhất là 3 cm nên chọn chiều rộng mỗi khe: B = 2,5 cm = 0,025
m
• Tổng số khe: N =
B
W
khe
=
56,15
025,0
389,0
=
khe
≈
16 khe
• Vậy tổng số thanh sắt sử dụng là: F = N – 1 = 16 – 1= 15 thanh
Bề dầy thanh sắt C = 0,51 ÷ 1,52 cm vậy ta chọn C = 1 cm = 0,01m

• Chiều rộng lọt lòng của kênh dẫn đặt song chắn rác:
W
kênh
= W
khe
+ F * C = 0,389 +15*0,01 = 0,539 m
Ta nhận thấy chiều rộng kênh dẫn nơi đặt song chắn rác lớn hơn chiều rộng kênh dẫn trước song
chắn rác (W
kênh
>W
t
) => Phải mở rộng kênh .Tránh hiện tượng chảy rối ta phải mở rộng kênh dần
theo góc α = 20
0
.
• Chiều dài đoạn kênh mở rộng là:
L
mr
=
°∗
−
20tan2
WW
tkênh
=
m356,0
20tan*2
28,0539,0
=
°

−
Để tăng vận tốc ( từ 0,5 m/s trở lại 0,7 m/s ) sau khi qua song chắn rác thì thu hẹp
đoạn kênh đặt song chắn rác lại một đoạn là: L
th
= L
mr
= 0,356 m
Để nước tự chảy trong kênh dẫn ta hạ thấp đáy kênh dọc theo chiều dài kênh. Chọn
khoảng cách từ đầu kênh dẫn đến vị trí đặt song chắn rác là: L
SCR
= 2m
 Độ hạ thấp đáy kênh từ đầu kênh dẫn đến vị trí đặt song chắn rác là:
h
hạ
= L
SCR
*i
min
= 2*0,0033 = 0,0066 m
- Chọn góc nghiêng của song chắn rác so với phương thẳng đứng là β = 45
o
- Chọn chiều cao khỏi thành mương dẫn là: h
t
= 0,3m (tính tại đầu cong song chắn
rác).
- Khoảng cách từ song chắn rác đến sàn hứng rác là: L
1
= 0,08(m).
- Chọn bàn cào rác có răng dài 0,03m  Chọn khoảng cách từ song chắn rác đến sàn
chắn rác là 0,05m

- Chiều dài đoạn song chắn rác nhô lên khỏi thành kênh dẫn tính đến đầu đoạn uốn
cong là: L
2
= h
t
*tan45
o
= 0,3 * 1 = 0,3m
- Chọn góc uốn cong của song chắn rác là 90
o
.
 Chiều dài đoạn uốn cong của song chắn rác (tính đến thành kênh): L
2
= 0,3(m).
Chọn khoảng hở từ đầu thanh sắt đến thành kênh là: h
hở
= 0,1 (m).
- Chiều dài đoạn uốn cong là: L
3
= L
2
– h
hở
* tan45
o
= 0,3 – 0,1*1 = 0,2 (m).
- Chiều dài đoạn kênh dẫn từ vị trí đặt song chắn rác tính đến miệng kênh dẫn:
L
4
= (H

tổng
+h
hạ
)* tan45
o
= ( 0,7 + 0,0066)*1 = 0,7066 m
Để được dễ dàng trong quá trình cào rác
- Chọn chiều dài sàn hứng rác là L
shr
= 1,5(m) (phải có nhiều lỗ nhỏ hơn kích thước rác.)
6
- Chọn khoảng cách từ đoạn mở rộng đến song chắn rác là L
5
= 0,4(m)
- Chọn khoảng cách từ đoạn thu hẹp đến song chắn rác là L
6
= 0,4(m)
• Tổng chiều dài đoạn kênh nơi đặt song chắn rác là:
L
tổng
= L
mr
+ L
th
+ L
1
+ L
4
+ L
5

+ L
6
+ L
shr
= 0,356 + 0,356 + 0,08 + 0,7066 + 0,4 + 0,4 + 1,5 = 3,7986 m
• Chiều dài thanh sắt làm song chắn rác là:
L
ts
= (h
hạ
+H
tổng
+h
t
)/cos45
o
+ L
3
/sin45
o
= (0,0066 + 0,7+ 0,3)/
2
2
+ 0,2/
2
2
= 0,853m
• Diện tích mặt cắt ướt ngay trước song chắn rác:
A = H
ngn

* W
kênh
= 0,2* 0,539 = 0,1078m
2
• Vận tốc dòng chảy ngay trước song chắn rác:
v =
max
Q
A
=
sm/36,0
1078,0
0389,0
=
• Độ giảm áp của dòng chảy qua song chắn rác khi song chắn rác còn sạch là:
h =
1
0,7
2 2
s
V v
2g
 
−
 ÷
 
=
1
0,7









∗
−
81,92
36,05,0
22
= 0,0087 (m)
= 0,87 (cm) <15,24cm (TCVN 7957:2008)
 Khi song chắn rác đã bị bám rác thì tổn thất áp lực so với độ giảm áp khi SCR còn sạch là
tăng gấp 3 lần.Vậy: sau song chắn rác ta phải hạ đáy kênh xuống một đoạn :
h
hạ đáy
= 0,0087*3 = 0,0261 (m)
để bù lại độ giảm áp khi nước chảy qua song chắn rác
• Cao trình mực nước ở cuối song chắn rác:
Z
mực nước ( cuối SCR)
= Z
mực nước (cuối kênh dẫn)
– L. i
min
– h
hạ đáy

= – 0,399 – 3,7986 *0,0033 – 0,0261 = – 0,438m
• Cao trình đáy kênh ở cuối song chắn rác:
Z
đáy kênh (cuối SCR)
= Z
mực nước ( cuối SCR)
– H
ngn
= – 0,438– 0,2 = – 0,638m
 Lưu ý khi thiết kế song chắn rác:
- Chọn vật liệu làm song chắn rác là loại thép không rỉ.
- Bảng hứng rác phải đục lỗ và các lỗ này phải nhỏ hơn kích thước rác.
- Không thiết kế các thanh sắt ngang trên song chắn rác để việc cào rác được dễ dàng.
- Khoảng cách giữa lưới chắn rác và song chắn rác phải lớn hơn chiều dài của răng bàn
cào.
7

8
H = 0,1m
L
2.1
L
2.2
L
B2
L
2.4
L
2.3
0,2m

- 0,3m
Cos 0
L
S1
:
L
S2:
β = 45
o
L
mr
L
5
L
4
α = 20
o
L
6
L
th
W
kênh
Cos 0
H
ngn
= 0,2 m
0,2m
0,3m
L

5
L
4
L
3
L
shr
L
6
β = 45
o