BÀI TẬP 4: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI THIẾT KẾ BỂ LẮNG CÁT ppt

TÊN SINH VIÊN: ĐOÀN HỒNG NHUNG
MSSV: 1090869
LỚP: MT0957A1
BÀI TẬP 4: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI
THIẾT KẾ BỂ LẮNG CÁT
1. SƠ ĐỒ KHỐI CÁCH TÍNH BỂ LẮNG CÁT:
Số liệu cần thiết Quy chuẩn tuân theo
Bắt đầu
Tính diện tích bề mặt
của bể lắng cát
0
max
U
QK
A
∗
=
Tính tỷ lệ dài/sâu của bể
0
*
U
v
K
H
L
=
Tính chiều dài của bể
L =
H
H
L

*
Tính chiều rộng của bể
W =
L
A
Q
max
, Kích thước nhỏ nhất
của cát d (tra bảng) → U
0

(tra bảng)→ chọn K
Chọn vận tốc chuyển
động ngang v
v = 0,24 ÷ 0,40 (m/s)
Chọn
Chọn chiều sâu công
tác của bể H
Chọn
H sâu hơn dòng chảy phía
trước nhưng không quá 1,2
lần. H thường chọn là 0,5 ÷
1,2 m
A, L

Tính lượng cát có trong Q
lưu lượng nước thải/ 1 ngày
G =
Tính khối lượng cát tích lại
trong N ngày lấy cát

G
cát
= G * ρ
c
*N
Tính thể tích cát trong N ngày
V
cát
=
Chiều sâu lớp cát trong N ngày
H
cát
=
Tính chiều sâu tổng cộng của bể
H
tổng
= H
chết
+ H + H
cát
Tính thể tích hữu dụng của bể
V
hd
= H * A
Kiểm tra thời gian lưu tồn của bể
ở Q
max
:
ở Q
min:

Kết thúc
Kiểm tra và xuất bản vẽ
Q, Giả sử lượng cát có
trong Y m
3
nước thải là
X
N (số ngày lấy cát), G,
ρ
c
G
cát
, ρ
c
V
cát
, A
H, H
chết
, H
cát
H, A
V
hd
, Q
max
, Q
min
2. ÁP DỤNG THIẾT KẾ BỂ LẮNG CÁT (NGANG) CHO NHÀ MÁY THỦY HẢI

SẢN
Bảng : Các thông số sử dụng để thiết kế bể lắng cát
STT Các thông số Đơn vị
Khoảng
cho phép
Giá trị
thiết kế
1 Lưu lượng tổng Q m
3
/ngày 1770
2 Kích thước hạt cát mm 0,25
3 Thời gian tồn lưu nước s 45 ÷ 90 60
4 Vận tốc chuyển động ngang m/s 0,24 ÷0,40 0,25
5 Lưu lượng tải đỉnh Q
max
m
3
/s 0,0389
6 Lưu lượng Q
min
m
3
/s 0,0103
7
Trọng lượng riêng của cát ρ
c
Kg/m
3
1600
8 Chiều sâu công tác của bể (H) m 0,5 ÷ 1,2 0,5

(Nguồn: Phương pháp xử lý nước thải – Lê Hoàng Việt
Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai)
Bảng tải trọng bề mặt của bể lắng cát ở 15
0
C
Đường kính hạt (mm) Tải trọng bề mặt của bể lắng cát U
0
ở 15
0
C (mm/s)
0,10 5,12
0,12 7,37
0,15 11,5
0,20 18,7
0,25 24,2
0,30 28,3
0,35 34,5
0,40 40,7
0,50 51,6
(Nguồn: Lê Hoàng Việt – Bài tập Phương pháp xử lý nước thải)
Giả sử: kích thước nhỏ nhất của hạt cát cần giữ lại là 0,25 mm
Tra bảng ta có vận tốc lắng của hạt là 24,2 mm/s => tải trọng bề mặt của bể lắng cát ở 15
o
C
là: U
0
= 0,0242 m/s
Với U
0
= 24,2 mm/s thì hệ số kinh nghiệm tính đến dòng chảy rối trong bể: K= 1,3 (theo

TCXDVN 7957:2008,Trang 52)
Ta có: Q
max
= 0,0389 (m
3
/s)
Q
min
= 0,0103 (m
3
/s)
Diện tích bề mặt của bể lắng cát:

09,2
0,0242
0,03891,3
0
max
==
U
QK
=A
∗
∗
(m
2
)
Chọn vận tốc chuyển động ngang qua bể là v = 0,25 (m/s)
Với U
0

= 24,2 mm/s vận tốc lớn nhất của nước chảy qua bể là v
max
=0,3m/s (theo TCXDVN
7957:2008, Trang 53)
Tỷ lệ dài/sâu của bể:
43,13
0242,0
25,0
3,1
0
=∗=∗=
U
v
K
H
L
Chọn chiều sâu công tác của bể H = 0,6 m (H sâu hơn dòng chảy nhưng không quá 1,2 lần)
Chiều dài bể lắng cát thiết kế: L =
mH
H
L
058,85,0*43,13* ==
Chiều rộng của bể lắng cát là: W =
m
L
A
26,0
058,8
09,2
==

- Chọn chiều sâu miệng dưới cống là 0,5 (m).
- Chọn chiều cao tránh nước mưa chảy tràn là 0,2 (m).
 Chiều cao chết H
chết
= 0,5 + 0,2 =0,7 (m).
Giả sử lượng cát trong nước thải là 0.03m
3
cát ứng với 1000 m
3
nước thải.Vậy lượng cát có
trong 1770m
3
nước thải trên một ngày là:
G =
3
0531,0
1000
03,0*1770
m=

Chọn thời gian lấy cát ra khỏi bể là 7 ngày. Giả sử hiệu suất lắng là 100%, vậy khối lượng
cát tích lại trong 7 ngày là:
G
cát
= G * ρ
c
* 7 = 0,0531* 1600 * 7 = 594,72 kg
(Trong đó: ρ
c
= 1600 kg/m

3
là trọng lượng riêng của cát)
Thể tích cát trong 7 ngày là:
V
cát
=
3
3717,0
1600
72,594
m
G
c
cát
==
ρ
Chiều sâu lớp cát trong 7 ngày:
H
cát
=
m
A
V
cát
178,0
09,2
3717,0
==
Chọn độ giảm áp của bể lắng cát là: H
hạ

= 30% độ sâu ngập nước của bể ( h = 30 ÷ 40 % H
theo_ bài giảng KTXL nước thải_Lê Hoàng Việt)
H
hạ
= 30%*H = 0,3*0,6 =0,18m
Chiều sâu hạ thấp đầu ra để bù vào độ giảm áp của bể lắng cát: H
bù
= H
hạ
= 0,18m
Chiều sâu tổng cộng của bể là:
H
tổng
= H
chết
+ H + H
cát
+ H
bù
= 0,7 +0,6 +0,178 +0,18=1,658m
Thể tích hữu dụng của bể là:
V
hd
= H*A = 0,6 * 2,09 = 1,254 m
3
Kiểm tra thời gian tồn lưu:
• ở Q
max
:

)(24,32
0389,0
254,1
max
min
s
Q
v
hd
===
θ
• ở Q
min
:

)(75,121
0103,0
254,1
min
max
s
Q
v
hd
===
θ
TheoTCVN 7957 :2008 thời gian tồn lưu nước trong bể lắng cát không nhỏ hơn 30s
=>So với tiêu chuẩn trong TCVN 7957 :2008 thì thời gian tồn lưu thỏa
Các thiết bị kèm theo khi thiết kế bể lắng cát:
 Thanh gạt đặt dưới đáy bể dùng để cào cát.

 Hố thu cát.
 Sân phơi cát.
 Lang can bảo vệ cao từ 0.8 (m) đến 1.2 (m). Giá trị chọn thiết kế là 0.8 (m).
 Sau 7 ngày lấy cát bằng máy bơm.

Để bố trí mặt bằng được đẹp hơn ta thiết kế them hố thu cát hình chóp cụt đáy hình
chữ nhật:
Vì thể tích cát là V
cát
= 0,3717m
3
nên ta sẽ thiết kế hố thu cát có thể tích V
hố thu
= 0,4 (m
3
)
+ Chọn chiều rộng miệng (đáy lớn hình chóp) của hố thu cát đúng bằng chiều rộng của bể
lắng cát:
W
mieng
= W = 0,26 m
+ Chiều dài miệng (đáy lớn hình chóp) của hố thu là: L
miệng
= 2*W
miệng
= 2*0.26 = 0,52m
+ Chọn chiều rộng đáy (đáy nhỏ hình chóp) của hố thu cát: W
day
= 0,13m
+ Chiều dài đáy (đáy nhỏ hình chóp) của hố thu cát:L

day
= 2* W
day
= 2*0,13 =0,26m
+ Chiều cao hố thu là: H
ht
=
)
nhodaylondaynhodaylonday
ht
SSSS
V
⋅⋅⋅⋅
∗++
(
3
1
=
) ( ) ( ) ( )
(( )
26,0*13,0*52,0*26,026,0*13,052,0*26,0
3
1
4,0
++
= 5,07m
Từ cao trình mực nước ở cuối song chắn rác : Z
mực nước ( cuối SCR)
= – 0,43m
Chọn chiều dài từ cuối song chắn rác đến bể lắng cát là 4m

• Cao trình mực nước đầu bể lắng cát:
Z
muc nuoc(dau be)
= Z
mực nước ( cuối SCR)
– L*i
min
= - 0,43 – 4* 0,003 = -0,442 (m)
• Cao trình đáy bể lắng cát ở đầu bể:
Z
day be (dau be)
= Z
muc nuoc (dau be)
– H = -0,442 – 0,5 = -0,942 m
• Cao trình mực nước cuối bể lắng cát là:
Z
muc nuoc (cuoi be)
= Z
muc nuoc(dau be)
– L * i
min
= -0,442 – 6,72* 0,003 = - 0,46 m
Trong đó: L = 6,72( m) là chiều dài bể lắng cát
• Cao trình đáy bể lắng cát (cuối bể):
Z
day be (cuoi bể)
= Z
muc nuoc (cuoi be)
- H
= - 0,46– 0,5

= -0,96 (m)
H
cát
H
H
chết
Hố thu cát
L
W