TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LẮNG ĐỢT 1

Thuyết Minh Đồ Án Công Nghệ Xử Lý Nước Thải SVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung
4.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LẮNG ĐỢT 1
Vùng Lắng
Q = 27.149 m
3
/ngđ

= 1131,21 m
3
/h = 0,31 m
3
/s , hiệu quả lắng R = 50%.
Lượng SS còn lại sau khi qua bể lắng đợt 1 là :
180
×
50% = 90 (mg/l)
U
0
= 0,65 mm/s (Quy phạm từ 0,83 – 2,5 m/h hay 0,22 – 0,7 mm/s) (Lai, 2004).
Hệ số kể đến sự ảnh hưởng của dòng chảy rối : α = 1,82
Hàm lượng cặn lơ lửng SS = 180 mg/l, độ màu M = 25 Pt – Co.
Diện tích vùng lắng :
8,879
65,06,3
21,1131
82,1
6,3
0
=
×
=

×
=
u
Q
F
α
(m
2
)
Chọn chiều dài của bể là L = 5B
Chiều rộng của bể
13
5
8,879
===
BL
F
B
(m)
Chiều dài của bể : L = 5B = 65 (m)
Chiều cao vùng lắng

H =
4,2)32,66(
12
1
12
1
8,08,0
=×=×

L
(m)
Chọn H = 2,4 m; (Quy phạm H = 2 ÷ 3,5 m) (Diệu, 2007)
Bán kính thủy lực :
75,1
4,2226,13
4,226,13
2
=
×+
×
=
+
×
=
HB
HB
R
(m)
Vận tốc nước chảy trong bể
3
0
10.8,9
4,226,13
31,0
−
=
×
=
×

=
HB
Q
v
(m/s) = 9,8 mm/s < 16,3 mm/s (thỏa) (Diệu,
2007)
Ở t
o
= 30
0
ta có độ nhớt động học
5
108,0
−
×=
ν
m/s
GVHD: TS. Nguyễn Trung Việt
4-1
Thuyết Minh Đồ Án Công Nghệ Xử Lý Nước Thải SVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung
556
23
2
0
5
3
0
101056,0106,5
75,181,9
)10.8,9(

20002144
108,0
75,110.8,9
Re
−−−
−
−
−
<×=×=
×
=
×
=
>=
×
×
=
×
=
Rg
v
F
Rv
r
ν
Trong bể xuất hiện hiện tượng ngắn dòng cần phải lắp các vách ngăn không chịu lực dọc theo
bể để giảm trị số Re và tăng hệ số Fr
.
Lắp thêm 3 vách ngăn không chịu lực, chia bể thành 4 ngăn.
Độ dốc đáy bể 0,01 (Quy phạm 0,01 – 0,02) dốc về phía mương xả cặn.

Chiều rộng mỗi ngăn là 13/4 = 3,3 (m).
Bán kính thủy lực
97,0
4,223,3
4,23,3
2
=
×+
×
=
+
×
=
HB
HB
R
(m)
20001198
108,0
97,010.8,9
Re
5
3
0
<=
×
×
=
×
=

−
−
v
Rv
55
232
0
101001,1
97,081,9
)10.8,9(
−−
−
>×=
×
=
×
=
Rg
v
F
r
Diện tích cửa vào bể lắng
9,7
10.8,94
31,0
4
3
=
×
=

×
=
−
ν
Q
F
l
(m
2
) = 3,3
×
2,4 m
Q: Lưu lượng thiết kế
N: Số bể lắng
ν
: Vận tốc nước vào bể lắng
ν
= 9,8.10
-3
mm/s = 9,8 m/s.
Thời gian lưu nước trong bể lắng:
87,1
21,1131
4,28,879
=
×
==
Q
V
T

(giờ)
Vùng phân phối nước vào
Đặt tấm phân phối cách cửa đưa nước vào là l = 1,5 m (Quy phạm từ 1,5 ÷ 2,5 m).
Hàng lỗ cuối cùng của vách phân phối cao hơn mức cặn 0,3 m.
Diện tích công tác vách phân phối:
93,6)3,04,2(3,3)3,0(
=−×=−×=
on
HbF
(m
2
)
GVHD: TS. Nguyễn Trung Việt
4-2
Thuyết Minh Đồ Án Công Nghệ Xử Lý Nước Thải SVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung
Đảm bảo phân phối đều nước từ mương chung vào 4 cửa. Cánh cửa thu 2,5 m. Đặt tấm chắn
khoan lỗ
φ
= 100 mm (Quy phạm d
lỗ
= 50- 150 mm). Phân phối đều nước trên toàn mặt cắt
ngang của những ngăn của bể lắng.
Vận tốc qua lỗ từ 0,2 ÷ 0,3 (m/s), chọn vận tốc qua lỗ là v
lỗ
= 0,25 (m/s). Tổng diện tích lỗ cần
thiết trên tường chắn là:
24,1
25,0
31,0
===

∑
v
Q
f
l
(m
2
)
Tổng số lỗ cần thiết là:
160
4
)1,0(
24,1
2
=
×
==
∑
π
f
f
n
l
(lỗ)
Số lỗ ở tại mỗi ngăn là:
40
4
160
=
lỗ.

Ở vách ngăn phân phối bố trí thành 8 hàng dọc và 7 hàng ngang.
Khoảng cách giữa trục lỗ theo hàng dọc là (2,3 – 0,3) : 7 = 0,3 m
Khoảng cách giữa các trục lỗ theo hàng ngang là 3,3 : 8 = 0,4125 m
Phù hợp với quy phạm khoảng cách giữa tâm các lỗ là từ 0,25 ÷ 0,45 m (Diệu, 2007)
Máng thu nước
Chọn tải trọng thu nước bề mặt a = 2 l/s.m, (Quy phạm tải trọng yêu cầu 1,5 ÷ 3 l/s.m).
Chiều dài mép máng:
155
./102
/31,0
33
3
=
×
==
−
msm
sm
a
Q
L
(m)
Điều kiện:
7,39
1065,04,25
31,0
5
155
3

0
=
×××
=
××
>=
−
uH
Q
mL
m (thỏa)
Chiều dài máng thu: 155/2 = 77,5 (m)
Chiều dài máng thu một bể: 77,5/4 = 19,4 (m)
Khoảng cách các tâm máng: 1,6 m < 1,5
×
H = 1,5
×
2,4 = 3,6 (m)
Số máng cần cho mỗi ngăn: 3,6/1,6 = 2 (máng)
Chiều dài một máng: 19,4/2 = 9,7 (m)

Vận tốc nước đi vào máng thu
4
103,5
1554,2
2
31,0
2
−
×=

××
=
××
=
ππ
ν
LH
Q
mt
(m/s) < 6,5.10
-4
(thỏa)
Chọn tấm xẻ khe hình chữ V, góc đáy 90
o
để điều chỉnh cao độ mép máng.
Lưu lượng nước qua một khe chữ V góc đáy 90
o
GVHD: TS. Nguyễn Trung Việt
4-3
Thuyết Minh Đồ Án Công Nghệ Xử Lý Nước Thải SVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung
q
o
= 1,4.h
5/2
Chiều cao mực nước chữ V
q
o
=
2/5
3

4,1
5
102
5
h
a
×=
×
=
−

→
h = 0,038 m = 3,8 cm < 5cm đạt yêu cầu.
Lưu lượng nước vào một máng
0194,07,9102
3
1
=××=
−
máng
Q
(m
3
/s)
Chọn tốc độ trong máng thu v
m
= 0,6 m/s (Dung, 2005)
Tiết diện của máng thu
15,02,0)(03,0
6,0

00194,0
2
1
×====
m
Q
F
máng
ν
m.
Vùng xả cặn
Hàm lượng cặn cao nhất trong nước nguồn
M
C
= M
o
+ KA + 0,25M + B
M
o
: Hàm lượng cặn lớn nhất trong nước nguồn (g/m
3
)
A: Liều lượng phèn cho vào nước (g/m
3
)
K: Hệ số tính đến chuyển trọng lượng phèn thành trong lượng cặn lắng trong bể
K = 1 đối với phèn nhôm kỹ thuật
M: Độ màu của nước tính bằng độ
B: Lượng cặn không tan trong vôi hoặc các chất kiềm hóa khác khi kiềm hóa nước (g/m
3

).
M
C
= 180 +0,25
×
25 = 186,25 (g/m
3
)
Nồng độ trung bình cặn đã nén sau 24 giờ là 30.000 (g/m
3
) (bảng 6.2, Lai, 2004)
Thể tích vùng chứa nén cặn của bể xả cặn bằng thủy lực, thể tích vùng chứa cặn xác định theo
công thức:

C
C
C
N
mMQT
W
δ
×
−××
=
)(
Trong đó:
T: Thời gian làm việc giữa 2 lần xả cặn (h), (quy phạm 6 ÷ 24 h), khi xả cặn bể vẫn làm việc
bình thường
Q: Lưu lượng nước đưa vào bể (m
3

/h)
N: Số lượng bể lắng
m: Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi lắng 8 ÷ 12 mg/l, chọn m = 10 mg/l
C
δ
: Nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt.
40
000.304
)1025,186(21,113124
=
×
−××
=
C
W
(m
3
)
Diện tích mặt bằng một bể lắng là
95,219
4
8,879
4
===
F
f
b
(m
2
)

GVHD: TS. Nguyễn Trung Việt
4-4
Thuyết Minh Đồ Án Công Nghệ Xử Lý Nước Thải SVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung
Chiều cao trung bình của vùng chứa nén cặn là
2,0
95,219
40
===
b
C
C
f
W
H
(m)
Chiều cao trung bình của bể lắng
H
b
= H
o
+ H
C
= 2,4 + 0, 2 = 2,6 (m)
Chiều cao xây dựng bể bao gồm cả chiều cao bảo vệ 0,5 m
H
xd
= 2,6 + 0,5 = 3,1(m)
Tổng chiều dài bể lắng kể cả hai ngăn phân phối và thu nước
L
b

= 65 + 2,5 + 2 = 69,5 (m)
Thể tích 1 bể lắng
W
b
= L
b
×
H
b
×
B = 69,5
×
2,6
×
13 = 2.349 (m
3
)
Lượng nước tính bằng % mất đi khi xả cặn ở một bể là
100
×
×
×
=
TQ
WK
P
CP


K

P
: Hệ số pha loãng khi xả cặn bằng thủy lực K = 1,5.
%9,0100
24
4
21,1131
405,1
100
=×
×
×
=×
×
×
=
TQ
WK
P
CP
Hệ thống xả cặn bằng máng đục lỗ ở hai bên và đặt dọc theo trục mỗi ngăn, thời gian xả cặn
quy định t = 8 ÷ 10 phút. Tốc độ nước chảy ở cuối máng không nhỏ hơn 1m/s.
Lưu lượng cặn ở một bể
07,0
6010
40
=
×
==
−
t

W
q
C
bc
(m
3
/s)
Diện tích của máng xả cặn, chọn v
m
= 1,5 m/s
045,0
5,1
07,0
==
m
F
(m
2
) = 0,3
×
0,15 m
Tốc độ nước qua lỗ = 1,5 m/s, chọn d
lỗ
= 25 mm, (Quy phạm d
lỗ
≥ 25 mm).
4
22
1019,4
4

025,014,3
4
−
×=
×
=
×
=
d
f
l
π
(m
2
)
Tổng diện tích lỗ trên một máng xả cặn
l
f
∑
=
045,0
5,1
07,0
==
−
lô
bc
v
q
(m

2
)
GVHD: TS. Nguyễn Trung Việt
4-5