Tính toán các công trình thiết bị trong dây truyền xử lý nước thải tại thị xã sơn tây hà nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Khoa Môi Trường

Công nghệ xử lý nước thải
GVHD: Nguyễn Hồng Đăng
Tính toán các công trình thiết bị trong dây
truyền xử lý nước thải tại Thị xã Sơn Tây -
Hà Nội .
Nội dung
I. Dây truyền công nghệ xử lý
II. Tính toán các công trình thiết bị
I. Thành phần, tính chất của nước thải
Trên địa bàn thị xã có rất ít các đơn vị sản
xuất kinh doanh. Nguồn phát thải chủ yếu từ các hộ
gia đình, nhà hàng khách sạn các khu du lịch nghỉ
dưỡng phát thải từ các hoạt động như: tắm giặt,
nước nhà bếp, nước bể phốt thành phần đặc trưng
của loại nước thải này là nước thải sinh hoạt bao
gồm các thành phần: chất tẩy rửa, mỡ, amoni, cặn
lơ lửng, BOD5,COD, phôtpho, N, vi khuẩn…

•
Dây chuyền xử lý nước thải:
•
Lưu lượng thết kế dây truyền xử lý: Qtb= 21600m3/ngđ
•
Lưu lượng trung bình giờ: Qtb-h= Qngđ/24 = 21600/24=
900 (m3/h)
•
Lưu lượng trung bình giây: Qtb-s= Qngđ/24*3600
=21600/86400 = 0,25 m3/s = 250 l/s

•
Hệ số giờ cao điểm Kmax-h = 1,55 ( Theo bảng 2- TCVN
7957:2008)
•
Lưu lượng giờ lớn nhất: Qmax-h= Kmax-h x Qtb-h = 1,55
x 900 = 1395 m3/h
1. Song chắn rác
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
a, Số lượng khe hở SCR
n = [Qmax/ (vs*b*h)] x k0 ( Giáo trìh kỹ thuật xử lý nước thải – Lâm Vĩnh Sơn)
n= [0,25/ (0,9*0,016*0,2)] x 1,05 = 91,14 (khe) ≈ 92 khe
Trong đó:
n: số khe hở (khe)
Qmax: Lưu lượng lớn nhất của nước thải ( m3/s)
vs= 0,8÷1m/s : Tốc độ nước qua khe song chắn (m/s)
Chọn vs = 0,9 m/s ( Dựa vào mục 7.2.10 TCVN 7957:2008)
b= 16÷20 mm : Khoảng cách giữa các khe hở của SCR (m)
Chọn b= 16mm = 0,016m ( dựa vào bảng 19 TCVN 7957:2008)
k0= 1,05: Hệ số tính đến sự tích lũy rác trong hoạt động.
H = 0,1÷0,4m: Chiều sâu lớp nước SCR ( m) (…)
 Chọn h = 0,2 m
1. Song chắn rác
b, Chiều rộng của SCR
bs= S x (n-1) + b x n ( dựa vào sách kỹ thuật xử lý nước thải và nước cấp)
Trong đó: S: Bề dày thanh SCR ; S = 0,008m
Vậy bs= 0,008 x (92-1) + 0,016 x 92 = 2,2 (m)

c, Tổn thất áp lực qua song chắn rác
hs= ɛ x vmax2 /2g x K
Trong đó vmax = 0,9 m/s : Vận tốc nước ở kênh trước SCR ứng với lưu lượng
lớn nhất.
K: Hệ số tính đến hệ số tổn thất áp lực do rác mắc vào SCR K= 2÷3
Chọn K = 2 ( Theo Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị - Lâm Minh Triết)
ɛ: hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn rác
1. Song chắn rác
ɛ = β x (s/b )4/3 x sin α
β: hệ số tiết diện ngang của thanh SCR, chọn tiết diện là hình chữ nhật
( d = 0,008m  β = 2,42) ( Theo bảng 3.4 – Xử lý nước thải – tính toán
thiết kế công trình – Trường ĐH Xây dựng 1974)
α = 450 -900 : Góc nghiêng đặt SCR so với mặt phẳng ngang.
Chọn α = 600 ( Giáo trình kỹ thuật xử lý nước thải và nước cấp)
ɛ = 2,42 x (0,008/0,016 )4/3 x sin 600 = 0,83
Tổn thất qua SCR
hs = 0,83x (0,92/ 2x9,8)x2= 0,07 m = 7cm
1. Song chắn rác
d, Độ dài phần mở rộng L1.
L 1=(Bs-Bk) / tan 200 = 1,37x ( 2,2-1,5) = 0,959 (m) => L1 = 1(m)
Trong đó
Bs: Chiều rộng SCR
Bk: Chiều rộng mương dẫn
Chọn Bk = 1,5 (m)
e, Độ dài phần thu hẹp L2
L2 = 0,5 x L1 = 0,5 x 1 = 0,5 (m)
f, Chiều dài xây dựng mương đặt SCR
L= L1 + L2 + Ls = 1,21 + 0,5 + 1,5 = 3 (m)
Trong đó: Ls: Chiều dài phần mương đạt SCR, Ls = 1,5 (m)
Chọn Ls ≥ 1m ( Xử lý nước thải – PGS. TS Hoàng Huệ - trang 33)

1. Song chắn rác
h, chiều cao xây dựng đặt SCR
H = hi+hs+hbv = 1,25+0,07+0,5 = 1,82 (m)
Trong đó : hmax: chiều cao độ dày ứng với Qmax
hs: Tổn thất áp lực qua SCR.
hbv = 0,5(m) Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt
SCR và mức nước cao nhất.
( Mục 8.2.5 TCVN 7957:2008)
2. Bể lắng sơ cấp
Thể tích tổng cộng của bể lắng 1
W= Qmax-h x t = 1485 x 1,5 = 2227,5 (m3)
Trong đó Qmax-h: Lưu lượng giờ lớn nhất
T: thời gian lắng; t = 1,5 h
Diện tích bể:
F =
H1: Chiều sâu vùng lắng H = 1,5÷5 (m)
Đường kính bể lắng li tâm
D=
)(8,23
14,3
5,44544
m
F
=
×
=
×
π
)(5,445
5

5,2227
2
1
m
H
W
==
2. Bể lắng sơ cấp
Chiều cao xây dựng của bể lắng:
Hxd= H+h1+h2+h3= 4+0,3+0,4+0,3 = 5 (m)
Trong đó: H: Chiều cao công tác của bể lắng ly tâm
h1: Chiều cao lớp trung hòa
h2: Khoảng cách từ mực nước đến thành bể
h3: chiều cao phần chứa cặn
Tốc độ lắng của hạt cặn lơ lửng:
U=
)(925,0
5,16,3
5
6,3
1
mm
t
H
=
×
=
×
3. Bể tách dầu mỡ
•

d= 0,008 cm
•
T =20 oC
•
Ρ d = 0,87 g/cm3s
•
Ρn = 1g/cm3
•
Độ nhớt của nước thải μ =0,01 g/cm3
Dữ liệu giáo trình trình xử lý nước thải Lê Anh Tuấn
3. Bể tách dầu mỡ
•
Tốc độ nổi lên của hạt dầu
Umin =
Vtt = 10 Umin = 0,00465 m/s ( tỉ số vận tốc dòng
chảy ngang trong bể và vận tốc tối thiểu Vtt/Umin
= 10)
scmd
dn
/0465,0
01,0
87,01
.)008,0.(
18
981
.
18
981
22
=

−
=
−
µ
ρρ
3. Bể tách dầu mỡ
Mặt cắt ướt của bể thu dầu

W =
Chọn w = 54 m2
Thanh gạt dầu thường có chiều rộng 1,2 – 1,5 m
Chiều rộng bể thu dầu lấy là 6m. 4 ngăn chiều sâu
công
2
76,53
00456,0.86400
21600
m
Vtt
Q
==
3. Bể tách dầu mỡ
chiều sâu công tác bể là:
H =
Chọn h = 2,3 m
Chiều dài
L =
Dung tích của bể thu dầu
•
G = B.L.H = 24. 35. 2,3

= 1932 m3
m
B
w
25,2
4.6
54
==
m
B
Vtt
5,343,2.10.5,1.
==
α
4. Bể điều hòa
Thể tích bể điều hòa:
W = Qmax-h x t
Trong đó Qmax: Lưu lượng lớn nhất
của nước thải;
t: thời gian lưu nước trong bể, t = 3h
W= 1395 x 3 = 4185 (m3)
Chiều cao chứa nước bằng chiều cao
công tác; H = 4m (TCVN 7957:2008)
Chiều cao bảo vệ: Hbv = 0,5m
Tổng chiều cao xây dựng:
Hxd = H+ Hbv = 4+ 0,5 = 4,5m
4. Bể điều hòa
Diện tích bề mặt :
F =
Chiều rộng của bể: B= 10 m

Chiều dài của bề: L = 17 m
Kích thước của bể: L:B:H = 17:10: 4,5
Thể tích thực 1,2 x V = 1,2 x 4185 = 5022 m3
)(25,1046
4
4185
2
m
H
W
==
5.Bể Arotank
Thể tích bể:
Trong đó:
Q: lưu lượng nước thải, Q = 21600 m3/d
Y: hệ số sản lượng bùn Y = 0,6 mg VSS/mg BOD5
So: hàm lượng BOD5 nước thải đầu vào
S: hàm lượng BOD5 nước thải đầu ra
X: nồng độ bùn hoạt tính, X = 3000
Kd : hệ số phân hủy nội bào , Kd =0,06 ngày -1
ϴ = 10: thời gian lưu bùn trong công trình ( ngày)
)(12150
)1006,01(3000
)50500(106,021600
)1(
)(
3
0
m
kX

SSYQ
V
d
=
×+×
−×××
=
×+×
−××
=
θ
θ
5. Bể Aerotank
Chiều cao hữu ích của bể là: 6m
Chiều cao bảo vệ của bể: 0,5m
h = hi + hbv= 6 + 0,5 = 6,5 m
chia bể arotank làm 2 ngăn bằng nhau
diện tích bề mặt 1 ngăn
Chọn 2 đơn nguyên, kích thước mỗi
ngăn, đơn nguyên là
L1 x B1 x H1 : 40x 23,4 x 6,5
Thể tích thực của tòan bể arotank
V thực = 2 (L1 x B1 x H1) =( 40x 23,4 x
6,5) = 12168 m3
5,6
6075
==
vl
V
V

V
5. Bể Aerotank
Thời gian lưu nước trong bể:
T = V/ Qtb-ng = (12150/ 21600)* 24 = 13,5 (h)
Chiều cao xây dựng của bể:
Chọn chiều cao hữu ích của bể là hhi = 6m
Chiều cao bảo vệ của bể làhbv = 0,5m
H = hhi+ hbv = 6 + 0,5 = 6,5 m
Diện tích bề mặt bể:
Chia bể làm 2 ngăn, nên ta có:
F = V/ H = 6075/6,5 = 934,6 m2
Chọn chiều dài L: 60m
=> Chiều rộng: B = 31,2 m
5. Bể Aerotank
Thể tích thực của bể:
Vtt = 2(L1 xB1 xH1) = 2( 60x31,2x6,5) = 24336 m3
* Lưu lượng cặn dư xả hàng ngày:
-
Hệ số tạo cặn từ BOD5:
Yb = Y/ 1+(Kd x ϴc) = 0,6/ 1+( 0,06x10) = 0,375
-
Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5:
Px =Yb x Qx (S0 – S) x 10-3 = 0,375 x 21600x ( 500 -50)x 10-3 = 3645
kg/ngđ
Tổng cặn lơ lửng sinh ra theo độ tro của cặn: Z = 0,3
Pxl=
ngđkg
Z
P
x

/5207
3,01
3645
1
=
−
=
−
5. Bể Aerotank
Lượng cặn dư hàng ngày phải xả:
Với SSra = 100 mg/l
Lượng bùn xả ra hàng ngày Q xả từ đáy bể lắng theo
đường tuần hoàn cặn:
ϴc = V*X/ (Q xả* Ct) + (Q ra * C ra)
10= 12150* 3000/( Q xả * 8000) +(21600* 100)
=> Q xả = 185,6 m3/ngđ
ngđkgSSQPP
raxlx
/3047)10(
3
=××−=
−
5. Bể Aerotank
•
Hệ số tuần hoàn α – bỏ qua lượng bùn hoạt tính
( Q+Qt) * X= Qt *Ct
α= ( Qt/Q) = 0,6
Lượng bùn tuần hoàn: qt = 0,6
⇒
Q = 0,6 * 900 = 540 m3/h

•
Lượng oxi cần thiết:
-
Lượng oxi cần thiết trong điều kiện tiêu chuẩn:
OCo = [Q* ( S0 –S)/ F ]- 1,42 Px=[ 21600*(500-50) / (0,68*100)]- 1,42
* 3645 = 9118 kgO2/ng
1,42: Là số oxi tiêu thụ trong 1 tế bào
5. Bể Aerotank
-
Lượng oxi cần trong điều kiện thực:
OCt = (OCo* Cf)/ ( Cs- Cl) = (9118* 9,08)/ 9,08-2)= 11694 kg/ng
Cs Nồng độ bão hòa oxi trong nước: Cs = 9,08 mg/l
Cl Nồng độ oxi duy trì trong bể Aerotank, Cl = 2mg/l
-
Tính toán máy cấp khí:
Qkk = Vbể * a= 12150 * 0,012 = 145,8 (m3/ph)
Trong đó a: lưu lượng khí xáo trộn, a = 0,01 – 0,015 m3/ m3ph. => Chọn a =
0,012
Chọn ống khuếch tán khí plastic xốp cứng bố trí 2 phía theo chiều dài, có
lưu lượng khí: 250l/ph. Cái
Vậy số ống khuếch tán khí: