Bể lắng ly tâm; cách tính toán

Bể lắng ly tâm

Nhiệm vụ của bể lắng li tâm là loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước sau
khi đã qua các công trình xử lý trước đó. Ở đây các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ
trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất có tỷ trọng nhẹ hơn sẽ nổi lên trên mặt nước
và sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt bên ngoài bể.
 Kích thước bể lắng:
Thể tích tổng cộng của bể lắng được xác định theo công thức:
W = Qmax.h × t = 620 × 1,5 = 930 m3
Trong đó:
Qmaxh: lưu lượng lớn nhất giờ, Qmaxh = 620 m3/h.
t: thời gian lắng đối với bể lắng có thể lấy bằng 1,5 h.
Diện tích của mỗi bể trong mặt bằng:
F1 =

W1 930
=
H1
3

= 310 (m2)

Trong đó:
H1: chiều sâu vùng lắng của bể lắng ly tâm (1,5 – 5,0 m). Tỉ lệ giữa đường
kính D và chiều sâu vùng lắng (D : H) lấy trong khoảng 6 – 12 [10], chọn H 1 = 3
m.
Đường kính của bể lắng li tâm được tính theo công thức:
D=

4F1
=

π

4 × 310
≈ 20 m
π

Kiểm tra tỉ lệ:
D 20
=
= 6,67
H
3

(Thỏa mãn trong khoảng 6 -12 [10]).

Chiều cao xây dựng của bể lắng ly tâm:
Hxd = H + h1 + h2 + h3 = 3 + 0,3 + 0,4 + 0,8 = 4,5 m
Trong đó:


H: là chiều cao công tác của bể lắng ly tâm, H = 3 m.
h1: chiều cao lớp nước trung hòa, chọn h1 = 0,3 m.
h2: khoảng cách từ mực nước đến thành bể, chọn h2 = 0,4 m.
h3: chiều cao phần chứa cặn, h3 = 0,8 m.
Tốc độ lắng của hạt cặn lơ lửng trong bể lắng:
U=

H1
3
=

= 0,56 mm/s
3,6 × t 3,6 × 1,5

Hàm lượng chất lơ lửng SS = 60 mg/l và U = 0,56 mm/s thì hiệu suất lắng E1 =
80%.
Hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước ra khỏi bể lắng được tính theo công thức:
C '' =

'
C SH
(100 − E1 ) 60 × ( 100 - 80)
=
= 12 mg/l
100
100

Trong đó:
C’SH: hàm lượng chất lơ lửng trong nước vào bể lắng, C’SH = 60 mg/l.
Thể tích ngăn chứa cặn tươi của bể lắng ly tâm được tính theo công thức:
'
C SH
×Q×E× t
60 × 620 × 80 × 12
Wb =
=
= 7,14 m 3
(100 - P) × 1000 × 1000 × n (100 - 95) × 1000 × 1000 × 1

Trong đó:
C’SH: hàm lượng chất lơ lửng trong nước, C’SH = 60 mg/l.

Q: lưu lượng trung bình theo giờ (m3/h).
E: hiệu suất lắng (E = 80%).
t: thời gian tích lũy cặn, t = 12 h.
P: độ ẩm của cặn tươi.
• P = 95% nếu xả cặn bằng tự chảy.
• P = 93% nếu xả cặn bằng bơm.
n: số bể lắng công tác, n = 1.
Chiều cao ống trung tâm:
Htt = 60%H = 0,6 × 3 = 1,8 (m)


Đường kính ống trung tâm:
d = 15%D = 0,15 × 20 = 3 (m)
Đường kính phần loe ống trung tâm:
Dloe = 1,35 × d = 1,35 × 3 ≈ 4,05 (m)
 Tính toán máng thu nước
Tải trọng máng tràn (A).
A=

Q ngđ
πDn

=

14.875
= 236,9 m 3 /m.ngày
π × 20 × 1

Trong đó:
Qngđ: Lưu lượng nước vào hệ thống trong ngày đêm, Qngđ = 14.875 m3/ngày

D: Đường kính bể lắng, D = 20 m.
n: Số đơn nguyên bể lắng.
Đường kính máng thu nước (Dmáng).
Dmáng = 0,9 × D = 0,9 × 20 = 18 (m)
Trong đó:
D: Đường kính bể lắng I, D = 20 m.
Chiều dài máng thu nước (L)
L = π × D máng = π × 18 = 56,52 m

Trong đó:
Dmáng: Đường kính máng thu nước, Dmáng = 18 m.
 Thiết kế răng cưa thu nước
Nếu mép máng xây không đặt thật phẳng và nằm ngang để cho một số chỗ nào đó
mép máng nhô lên hoặc thấp xuống 1mm thì lưu lượng thu vào máng ở đó sẽ chênh lệch
từ 10 – 15% so với định mức. Vì vậy cần cho máng thu nước có gắn thêm máng răng
cưa, để phân bố lượng nước đều vào trong máng thu, vì máng thu đặt sát thành bê tông
nên máng răng cưa chỉ gắn mặt trong của máng thu.
Máng răng cưa xẻ khe thu nước hình chữ V, góc 90o.
-

Chiều dài Lmáng = 56,52.


-

Chiều cao 150 mm.

-

Bề dày 3 mm.

-

Tấm xẻ khe hình chữ V.

-

Chiều cao 75 mm.

-

Bề rộng khe 150 mm.

-

Khoảng cách giữa các khe 250 mm.

-

Khe dịch chuyển: chiều rộng 10 mm, chiều cao 50 mm, hai khe cách nhau 30 mm.
Lưu lượng nước thảy qua 1 khe:
qk =

Q 14875
=
= 65,8 m 3 /khe.ngày
n
226

Chiều sâu ngập nước của khe:

5
θ
2
8 × C d × 2g × tan( ) × h ng
2
qk =
15

Trong đó:
Cd: hệ số chảy tràn. Chọn Cd = 0,6.
θ: góc răng cưa (θ = 90o)
h ng = (

2

qk

8
θ
× C d × 2g × tan( )
15
2
= 0,049 m < 0,075 m

)5 = (

65,8
8
× 0,6 × 2 × 9,81 × tan45o × 3600 × 24
15

 Tính toán thanh gạt nước thu váng nổi
Tốc độ quay thanh gạc (ω)
ω = 0,02 ÷ 0,05 vòng/phút
ω = 0,03 vòng/phút

Chọn

[13].

Đường kính thiết bị ngăn váng nổi = đường kính làm việc của thanh gạt
= 0,9 × Dmáng = 16,2 m
Thiết kế 2 thanh gạt, vật liệu làm thanh gạt là cao su 2,5 mm.

2

)5


 Tính máng thu váng nổi:
L=

Trên bề mặt bể đặt máng thu chiều dài

16,2 − 3,3
= 6,6 m
2

.Vật liệu làm bằng

inox 2.5 mm. (16,2 : Đường kính thiết bị ngăn ván nổi (m). 3: đường kính ống trung tâm
m)
Chiều rộng máng thu 400mm, chiều sâu máng 400 mm, máng có đục lỗ đặt ống
dẫn đến sân phơi bùn, đường kính ống DN = 100 mm.
Bảng P1.8: Thông số thiết kế bể lắng.
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Thông số
Đường kính bể
Đường kính ống trung tâm
Chiều cao xây dựng bể
Chiều cao ống trung tâm
Thời gian lưu nước
Đường kính máng thu nước
Chiều dài máng thu nước
Đường kính thiết bị thu váng nổi
Chiều dài máng thu váng nổi
Thể tích bùn cặn
Thời gian xả bùn

Đơn vị
m
m
m
m
h
m
m
m
m
m3
h

Giá trị
20
3
4,5
1,8
1,5
18
56,52
16,2
6,6
7,14
12