TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ TIẾP XÚC

4.8 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ TIẾP XÚC
4.8.1 Khử Trùng Nước Thải Bằng Clo
Sau các giai đoạn xử lý: cơ học, sinh học…, song song với việc làm giảm nồng độ các chất ô
nhiễm đạt tiêu chuẩn quy định thì số lượng vi trùng cũng giảm đáng kể. Tuy nhiên thì lượng vi
trùng vẫn còn cao và theo nguyên tắc bảo vệ vệ sinh nguồn nước là cần giai đoạn thực hiện khử
trùng nước thải.
Để thực hiện việc khử trùng nước thải, ta có thể sử dụng các biện pháp như: Clo hóa, ozone
hóa, khử trùng bằng tia UV….Ở đây ta chọn khử trùng bằng phương pháp Clo hóa vì phương
pháp này rẻ tiền, đơn giản và hiệu quả có thể chấp nhận được.
Lượng Clo cần thiết để khử trùng
4,3
100024
149.273
1000
=
×
×
=
×
=
Qa
Y
a
(kg/h)
Trong đó:
Y
a
: Lượng Clo hoạt tính cần để khử trùng, (kg/h)
a: Hàm lượng Clo để khử trùng lấy đơn vị nước thải là 3 mg/l (Triết và cộng sự, 2006)
Ta sử dụng 2 Clorator (1 công tác và một dự phòng) và cần hai bình chứa trung gian bằng thép
để tiếp nhận Clo nước.

Ở trạm khử trùng chứa Clo có đặc tính kỹ thuật như sau:
Dung tích là 400 lít và có chứa 500 kg Clo
Đường kính thùng là D = 820 mm
Chiều dài thùng là L = 1070 mm
Chiều dày của thùng là
δ
= 10 mm
Lượng Clo lấy ra mỗi giờ từ 1 m
2
diện tích mặt bên của thùng chứa là 3kg/h (Triết và cộng sự,
2006).
Diện tích mặt bên của thùng chứa
S = (
D
×
π
)
×
0,8
×
L = 3,14
×
820
×
0,8
×
1070 = 2,2 (m
2
)
Lượng Clo có thể lấy ra trong 1 h

q = 2,2
×
3 = 6,6 (kg/h)
Số lượng thùng chứa Clo cần là:
5,0
6,6
4,3
===
q
Y
n
a
Ta chọn một thùng chứa và một thùng dự phòng.
Số thùng chứa Clo dự trữ cho nhu cầu dùng Clo trong một tháng
89,4
500
30244,3
500
3024
=
××
=
××
=
a
Y
N
(thùng)
≈
5 thùng

Số thùng chứa Clo được cất giữ trong kho, kho được bố trí trong cùng trạm Cloratơ có từng
ngăn độc lập.
Lưu lượng nước Clo trong mỗi giờ
26,2
241000100015,0
100149.273
10001000
100
=
×××
××
=
××
××
=
b
Qa
q
(m
3
/h)
b: Nồng độ Clo hoạt tính trong nước Clo (%), phụ thuộc vào nhiệt độ, chọn b = 0,15%
Lượng nước tổng cộng cho nhu cầu của trạm Clorator
Q
n
=
4,5
1000
)35024,11000(4,3
1000

)1000(
=
+××
=
+×
ha
qY
ρ
(m
3
)
Trong đó:
Q
h
: Lưu lượng nước cần thiết để làm bốc hơi Clo, q
h
= 350 l/kg
ρ
: Lưu lượng nước cần thiết để hòa tan 1g Clo,
24,1
=
ρ
l nước/g Clo ở 30
0
C (Triết và cộng
sự, 2006).
Nước Clo từ Clorator được dẫn đến máng xáo trộn bằng loại đường ống cao su mềm nhiều lớp,
đường kính ống là 60 – 70 mm với vận tốc 1,5 m/s.
4.8.2 Tính Toán Máng Trộn Vách Ngăn Có Lỗ
Chọn máng với 3 ngăn chứa nước. Đường kính lỗ d = 50 mm.

Số lỗ trong mỗi ngăn
134
2,105,0
314,044
22
=
××
×
=
×
=
ππ
vd
Q
n
(lỗ)
Với Q: lưu lượng nước thải trung bình, m
3
/s
v: tốc độ chuyển động của nước qua lỗ, v = 1,2 m/s
Chọn số hàng lỗ theo chiều đứng n
đ
= 12 hàng và số hàng lỗ theo chiều ngang n
n
= 20 hàng.
Khoảng cách giữa các tâm lỗ theo chiều ngang bằng 2d = 2
×
0,05 = 0,1 m.
Khoảng cách giữa 2 lỗ ngoài cùng đến thành trong của máng trộn theo chiều ngang lấy bằng d
= 0,05 m.

Chiều ngang máng trộn
( )
205,0212005,022)1(2
=×+−×=+−=
dndB
n
(m)
Khoảng cách giữa tâm các lỗ theo chiều đứng của vách ngăn thứ nhất (tính từ cuối máng trộn)
cũng lấy 2d. Khoảng cách từ tâm lỗ hàng ngang cuối cùng đến đáy máng trộn lấy bằng d.
Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ nhất
( ) ( )
15,105,011205,0212
1
=+−×=+−=
dndH
đ
(m)
Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ hai
hHH
+=
12
h: tổn thất áp lực qua các lỗ của vách ngăn thứ hai
19,0
81,9262,0
2,1
2
2
2
2
2

=
××
=
×
=
g
v
h
µ
(m)
Với µ là hệ số lưu lượng, µ = 0,62
Vậy H
2
= 1,15 + 0,19 = 1,34 (m)
Khoảng cách a giữa các tâm lỗ theo chiều đứng của vách ngăn thứ hai
( )
12,0
112
08,034,1
1
1
2
2
=
−
−
=
−
−
=→+−=

đ
đ
n
bH
abnaH
(m)
Với b là khoảng cách từ tâm lỗ của hàng ngang dưới cùng ở vách ngăn thứ nhất đến đáy máng
trộn, b = 1,6d = 1,6
×
0,05 = 0,08 (m).
Khoảng cách giữa các vách ngăn
325,15,1
=×==
Bl
(m)
Chiều dài tổng cộng của máng trộn với 2 vách ngăn
4,92,023323
=×+×=+=
δ
lL
(m)
Với δ là chiều dày của vách ngăn, δ = 0,2 m
Chiều cao xây dựng của máng trộn
7,136,034,1
2
=+=+=
a
hHH
(m)
h

a
: chiều cao an toàn, chọn h
a
= 0,36 m
Thời gian lưu nước trong máng trộn
69
313,0
4,9215,1
1
=
××
=
××
=
Q
LBH
t
giây = 1,15 phút
4.8.3 Tính Toán Bể Tiếp Xúc
Ta chọn bể tiếp xúc dạng bể lắng đứng nhưng không có thiết bị thu gom bùn. Thời gian tiếp
xúc giữa Clo và nước thải là 30 phút kể cả thời gian tiếp xúc ở mương dẫn nước từ bể lắng tiếp
xúc ra sông.
Trong quá trình khử trùng bằng Clo ở bể tiếp xúc có thể xảy ra quá trình keo tụ một phần các
hạt lơ lửng nhỏ bé và lắng ở bể, vì vậy tốc độ chuyển động của nước trong bể tiếp xúc phải
được tính sao cho khả năng trôi theo nước của chất lơ lửng là nhỏ nhất. Tốc độ chuyển động
không lớn hơn tốc độ chuyển động của nước trong bể lắng đợt 2.
Thời gian tiếp xúc riêng trong bể tiếp xúc
24
605,0
180

30
60
30
=
×
−=
×
−=
v
L
t
(phút)
L: chiều dài mương dẫn từ bể tiếp xúc đến sông, chọn L = 180 m
v: vận tốc nước chảy trong mương dẫn từ bể tiếp xúc ra sông, v = 0,5 m/s.
Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc
W = Q
×
t = 1131
×
24/60 = 453 (m
3
)
Chọn 3 bể tiếp xúc với thể tích mỗi bể là
W
n
=
151
3
453
=

(m
3
)
Diện tích mỗi bể
3,50
3
151
===
n
n
n
H
W
F
(m
2
)
H
n
: Chiều cao công tác của bể tiếp xúc, H
n
= 3 m.
Đường kính bể tiếp xúc
8
3,5044
=
×
==
ππ
F

D
(m)
Lượng bùn sinh ra ở bể tiếp xúc
85,12
1000
000.25705,0
1000
=
×
=
×
=
Na
W
tx
(m
3
/ngđ)
Trong đó:
a: tiêu chuẩn bùn lắng ở bể tiếp xúc tính cho một người trong một ngày đêm theo xử lý sinh học
ở bể thổi khí là 0,05 l/người.ngđ.
N: dân số tính toán của quận, người.
Độ ẩm cặn lắng ở bể tiếp xúc khoảng 96%. Lượng cặn này sẽ được dẫn đến sân phơi bùn để
làm ráo nước.
4.8.4 Tính Toán Công Trình Xả Nước Thải Sau Xử Lý Vào Sông
Nước thải sau khi qua bể tiếp xúc được dẫn ra sông theo mương hở với 1 đoạn dài 180 m.
Mương dẫn này kết thúc ở hố ga bờ sông và từ đó xả trực tiếp vào sông. Ta chọn phương án xả
nước ngay cạnh bờ sông.
Ứng với lưu lượng tính toán ta có các thông số thiết kế mương xả theo Bảng 4.13.
Bảng 4.13 Các thông số tính toán mương xả

Thông số tính toán
Giá trị ứng với lưu lượng
Q
tb
= 0,31 m
3
/s
Độ dốc thủy lực i 1
Chiều rộng mương dẫn B (m) 1
Độ đầy h/H (m) 0,4
Vận tốc u
m
(m/s) 0,84
Hệ số sức kháng cục bộ của họng xả:
Hệ số sức kháng lối vào họng xả ξ
v
= 0,5
Hệ số sức kháng chỗ ra họng xả ξ
r
= 2
Hệ số sức kháng chỗ phân dòng ξ
p
= 0,75
Hệ số sức kháng của 1 họng xả ξ = 3,25
Tính toán ống dẫn nước vào bể tiếp xúc
Lưu lượng nước vào 1 bể tiếp xúc
105,0
9
31,0
1

==
b
Q
(m
3
/s) = 105 l/s.
Bố trí ống dẫn nước vào bể tiếp xúc với đường kính 300 mm, với vận tốc 1,39 m/s.
Bảng 4.14 Các thông số thiết kế trạm khử trùng nước thải
STT Thông số Đơn vị Giá trị
01 Lưu lượng tính toán m
3
/ngđ 27.149
02 Lượng Clo cần thiết kg/h 3,4
03 Số Clorator đơn nguyên 2
04 Lưu lượng nước Clo/h m
3
/h 2,26
05 Lượng nước tổng cộng m
3
/h 5,4
06 Số ngăn máng trộn ngăn 3
07 Số lỗ mỗi ngăn lỗ 134
08 Số hàng lỗ chiều đứng hàng 12
09 Số lỗ chiều ngang hàng 20
10 Chiều ngang máng trộn m 2
11 Chiều dài máng trộn m 9,4
12 Chiều cao lớp nước trước vách 1 m 1,15
13 Chiều cao lớp nước trước vách 2 m 1,34
14 Chiều cao xây dựng m 1,7
15 HRT của máng phút 1,15

16 Thời gian tiếp xúc ở bể tiếp xúc phút 24
17 Thể tích bể tiếp xúc m
3
453
18 Số bể đơn nguyên 3
19 Diện tích mỗi bể m
2
50,3
20 Chiều cao bể tiếp xúc m 3
21 Đường kính bể m 8
22 Lượng bùn sinh ra 12,85