TINH TOAN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

CHƯƠNG IV
TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
4.1Lưu lượng tính toán :
Lưu lượng trung bình ngày: Qtbngày = 700 m3/ngày.đêm
Lưu lượng nước thải trung bình giờ : Qtbh = 29,2 m3/h
Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất: Qmaxh = Qtbh . kh =29,2 .2,8 = 81,76 m3/h
Với kh : là hệ số không điều hòa giờ, lấy kh=2,8
(Theo bảng 3.2của Thầy Lâm Minh Triết, trong sách ”Hệ số không điều hòa
chung”, trang 99).
Lưu lượng trung bình giây: Qtbs = 8,11.10-3 m3/s
Lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất: Qmaxs = 0,023 m3/s
4.2 Tính toán mương dẫn nước thải (hình chữ nhật) :

Diện tích tiết diện ướt:

m2

Với V: Là vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác(v =
0,6 - 1m/s, chọn v = 0,8m/s)
Thiết kế mương dẫn nước thải có bề rộng là b = 0,5m = 500mm

Chiều sâu mực nước trong mương dẫn:
Chiều sâu xây dựng trước song chắn rác:
hx = hi + hbv = 58 + 450 = 508mm = 0,508m
Chọn hbv= 450mm

Bán kính thủy lực:
Với W: diện tích mặt cắt ướt (m2 )
P (chu vi ướt) = (0,058 + 0,5).2 = 1,116m

Hệ số sezi (C):

C=

1 y
R
n

Với n: hệ số nhám phụ thuộc vào d(đường kính thủy lực).
d = 4.R = 4.26 = 104mm<4000mm
=>Chọn n = 0,013
y: chỉ số phụ thuộc vào độ nhám, hình dạng và kích thước cống.

Độ dốc thủy lực i:

=>

4.3 SONG CHẮN RÁC :
Số lượng khe hở cần thiết của SCR

. Chọn số khe hở là 26.
Trong đó:
n : Số khe hở.
s
Qmax
: Lưu lượng giây lớn nhất của nước thải, (m3/s).

V : Vận tốc nước chảy qua các khe hở của song chắn, chọn v = 0,8 m/s.
b : Kích thước giữa các khe hở, quy phạm từ 16 – 25mm, chọn b = 20 mm.
hi: Chiều sâu lớp ở chân song chắn rác, tính bằng độ đầy nước trong mương

dẫn.
K : Hệ số tính tới khả năng thu hẹp của dòng chảy, thường lấy K = 1,05.
Bề rộng thiết kế song chắn rác.
Do ta chọn trường hợp số khe hở lớn hơn số song chắn rác nên:
Bs = d .( n − 1) + b.n = 0,01.( 26 − 1) + 0,02.26 = 0,77( m) .


Trong đó:
d : bề dầy của thanh song chắn rác, theo quy ph ạm từ 8-10mm. Ch ọn d =
0,01m.
b: khoảng cách giữa các thanh. Quy phạm từ 16-25mm. Chọn b=20mm.
4

d V2
hs = k .β .( ) 3 . a . sinα
b 2g
Tổn thất áp lực qua song chắn rác:

Trong đó:
k : Hệ số tính đến sự tổn thất áp lực do rác v ướng ở song ch ắn rác (k = 2 – 3),
chọn k = 2.
α : Góc nghiêng song chắn rác so với phương ngang, ( α = 45-90o) chọn α =600.
β : Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn, chọn loại a có β

=2,42.
Bảng 4.1. : Tiết diện và hệ số β của thanh song chắn rác
Tiết diện của thanh a

b

c

d

e

Hệ số β

1,83

1,67

1,02

0,76

2,42

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

d: Chiều dày thanh chắn rác. Chọn d=10mm
b: Khoảng cách giữa các thanh. Chọn b=20mm.

Va: Vận tốc nước qua khe. Quy phạm Va=0,6-1m/s,chọn Va=0,8m/s
Chiều dài phần mở rộng trước SCR.


Trong đó:
Bm :Bề rộng mương dẫn, Bm = 0,5m.
ϕ : Góc mở rộng trước song chắn rác, theo quy phạm ϕ =200.

Bs: Bề rộng SCR, Bs=0,77m.
l2 =

Chiều dài phần mở rộng sau SCR:
Chiều sâu xây dựng mương đặt SCR:

l1 0,37
=
= 0,185m
2
2

Trong đó:hbv: Chiều cao bảo vệ của SCR,chọn hbv=0,5m.
• Chiều dài xây dựng mương đặt SCR:

Trong đó:
ls: Chiều dài phần mương đặt SCR.
ls= La+1m

Ta có:
=>ls=0,353+1=1,353m

Hình 4.1. Song chắn rác


• Hiệu quả xử lý của SCR:
Bs

(Theo Lâm Minh Triết, “Xử lý nước thải đô thị và công nghi ệp”,2001)
Lượng SS còn lại sau khi qua SCR:
SSra=640 – (640.0,04)=614,4 mg/l.
Lượng BOD còn lại sau khi qua SCR:
BODra=2300-(2300.0,05)= 2185mg/l
Lượng COD còn lại sau khi qua SCR:
CODra=4000-(4000.0,05)= 3800mg/l
Bảng 4.2. : Tóm tắt các thông số thiết kế song chắn rác
Tên thông số

Ký hiệu

Đơn vị

Số lượng

Góc nghiêng

α

Độ

60

Góc mở rộng trước SCR

ϕ

Độ

20

Số khe hở SCR

n

khe

26

Bề rộng khe hở

b

mm

20

Bề rộng 1 thanh chắn

D

mm

10

Chiều rộng toàn bộ SCR

Bs

mm

770

Chiều dài mở rộng trước
l1
SCR

mm

370

Chiều dài mở rộng sau
l2
SCR

mm

185

Chiều dài xây dựng SCR

L

mm

1,908

Chiều sâu xây
mương sau SCR

H

mm

0,612

thanh

25

dựng

Số lượng thanh trong
SCR


4.4 BỂ TIẾP NHẬN :
• Thể tích bể tiếp nhận:

L

H

Trong đó:

t: thời gian lưu nước trong bể tiếp nhận, chọn t=30 phút.
h
Qmax
: lưu lượng lớn nhất theo h.

• Chọn độ sâu lưu nước Hh.ích=2m.

B

Độ sâu xây dựng H=2+0,5=2,5m
• Diện tích mặt thoáng của bể:
Hình 4.2 Bể tiếp nhận

Chọn :

Chiều rộng bể B= 3m
 Chiều dài L= 7m
• Thể tích thực của bể :
V = L . B .H =7.3.2,5= 52.5m3
• Đường kính ống dẫn nước đến bể điều hòa:

Chọn đường kính ống là 140mm
Với v: Vận tốc nước trong ống, chọn = 1,5m/s
Bảng 4.3. : Tóm tắt các thông số thiết kế bể tiếp nhận
Tên thông số

Kí
hiệu

Đơn vị

Giá trị

Chiều cao xây dựng

H

m

2,5

Chiều dài bể

L

m

7

Bề rộng bể

B

m

3

mm

140

Đường kính ống dr
dẫn nước ra khỏi
bể


Ống phân phối khí
B

4.5 BỂ ĐIỀU HÒA :

Hình 4.3Cấu tạo bể điều hòa

• HThời gian lưu nước trong bể điều hòa từ 4-8h,
Chọn thời gian lưu là t=4h.
Thể tích bể điều hòa:
Wdh=Qhmax.t= 81,76.4=327,04 m3
• Kích thước bể:
Chọn hình dạng bể điều hòa là hình chữ nhật
chiều cao bể H= 4m.

Diện tích bể:
Chọn kích thước bể L x B = 10 x 8,5 (m)
Chọn chiều cao an toàn là 0,5m.
Vậy chiều cao tổng cộng của bể là Hxd=4,5m.
• Lưu lượng khí cần cấp trong bể điều hòa.
Lượng không khí cần cấp trong bể :
Qkk=Vk . W.

Với: Vkk=0,015m3/m3.phút.
(Theo Trịnh Xuân Lai, “Tính toán thiết kế các công trình xử lý n ước th ải”, 2000)
W: Thể tích bể điều hòa.
=> Qkk= 0,015.327,04= 4,9 (m3/phút)
Chọn hệ thống dẫn khí bằng thép không gỉ có đục lổ, hệ th ống gồm n=3
nhánh đặt song song theo chiều dài của bể,cách chi ều dài thành b ể m ỗi bên
100 cm,cách chiều rộng mỗi bên 20 cm.
Gọi R là khoảng cách giữa 2 ống nhánh,R được tính:

L


Bán kính phân phối khí của một ống nhánh: r=R/2= 1,625(m)

Đường kính ống dẫn khí chính:
Với v : Là vận tốc khí trong ống v =10-15m/s, chọn là 10m/s (Theo Lâm
Minh Triết, “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp”).
=>Chọn ống D= 0,1m = 100mm

Lưu lượng khí trong mỗi ống nhánh :

Đường kính ống nhánh :
=> chọn ống d= 0,06m = 60mm
Chọn đường kính lỗ trên ống d=5mm=0,005m (thuộc khoảng 2-5mm).
Chọn vận tốc khi qua mỗi lỗ Vlỗ=10m/s ( theo quy phạm 5-20m/s).
Lưu lượng khí qua một lỗ:

Số lỗ trên một ống nhánh:

lỗ, => Chọn Nl = 136 lỗ

Đục 136 lỗ đường kính 0,005m trên 1 ống nhánh.
• Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén :
Hc = hd+ hc + hf + H
Trong đó:
hc: Tổn thất áp lực cục bộ.
hf : Tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối hf ≤ 0,5 , chọn hf = 0,4m.
hd : Tổn thất dọc đường.
Tổng tổn thất hd+hc≤ 0,4m , chọn hd+hc= 0,2m.


H: chiều sâu áp lực trong bể.
=>Hc=0,4+0,2+4= 4,6 m.
• Công suất máy nén khí.

Trong đó:
Qkk : lưu lượng không khí cần cấp (m3/phút)
η : Hiệu suất máy nén khí, chọn η = 0,7 (70%)
p : áp lực khí nén (atm).

• Hiệu quả xử lý của bể điều hòa.
CODra giảm 5%
CODra= 3800 - (3800.5%)= 3610(mg/l)
BOD giảm 5%
BODra=2185-(2185.5%)= 2075,75(mg/l)
Bảng 4.4. : Tóm tắt các thông số thiết kế bể điều hòa
Tên thông số

Ký hiệu

Giá trị

Chiều dài

L

10m

Chiều rộng

B

8,5m

Chiều cao xây dựng

Hxd

4,5m

Đường kính ống sục khí chính

D

100mm

Đường kính ống sục khí phụ

d

60mm

Số ống

n

3 ống

Đường kính lỗ sục khí

dl

5mm


Số lỗ trên 1 ống nhánh

Nl

136 lỗ

Áp lực cần cho hệ thống khí nén

Hc

4,6m

Công suất cần cho hệ thống khí N
nén

4,48 Kw/h

4.6 BỂ KEO TỤ TẠO BÔNG :
Bể keo tu tạo bông có tác dụng làm giảm hàm l ượng SS và Ca cho n ước th ải,
để an toàn cho hệ thống trước khi bước vào các quá trình x ử lý sinh h ọc ti ếp
theo. Hiệu suất khử N và P của bể là :
N giảm 20%, còn lại : Nra = 200 – (200.0,2) = 160 mg/l
P giảm 10%, còn lại : Pra = 35 – (35.0,1) = 31,5 mg/l

Thể tích bể :
Trong đó :
t : Thời gian lưu nước,t= 30-60 phút,chọn t= 60phút
Để quá trình keo tụ tạo bông được xảy ra tốt và Gradien gi ảm từ đầu đến cu ối
bể ta chia bể làm 3 buồng, mỗi buồng có thể tích là:

Chọn bể hình vuông B x L x H = 2,5x2,5x1,56
Chọn loại cánh khuấy là cánh guồng gồm một trục quay và 4 bản cánh đ ặt đ ối
xứng.
Đường kính cánh cách mặt nước và đáy : Dc= 0,3m
Đuờng kính cánh guồng : Dg= H – 2.0,3 =1,56 – 0,6 = 0,96m
Cánh guồng cách 2 mép tường một khoảng = (2,5-0,96-0,1)/2= 0,72m
Chọn chiều rộng bản : 0,1 m
Diện tích bản cánh khuấy : f = 0,1.0,96 = 0,096m2
Tổng diện tích 4 bản : Fc= 4.f = 4.0,096 = 0,384m2
Bán kính bản cánh khuấy :
R1 = Dg/2 = 0,96/2 = 0,48m


R2 = 0,48 - 0,2 = 0,28m
• Bể phản ứng thứ nhất :
Chọn số vòng quay cánh khuấy n1=140 v/ph

Năng lượng cần thiết cho bể :N1= 51 . Cd .f . v3
Trong đó:
Cd: hằng số kể đến khoảng cách của nước với kích thước cánh khu ấy, được
chọn dựa vào tỉ số di động giữa chiều dài/chiều rộng: 0,96/0,1 = 9,6
Tỉ số di động

Cd

5

1,2

20

1,5

>20

1,9

Dùng phương pháp nội suy => Cd = 1,3
Diện tích bản cánh khuấy đối xứng: f = 2.0,096 = 0,192m2
Vận tốc tuơng đối của cánh khuấy so với nước :

v = 0,75.( 2.π .R.

n
)
60

Do 2 bản cánh khuấy ứng với 2 bán kính R1 và R2 nên :

Năng lượng cần thiết cho bể:

Năng lượng cho việc tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước thải:


Gradien vận tốc :
Với µ : độ nhớt nước thải, µ =0,0092 (to=25oC)
• Bể phản ứng thứ hai:
Chọn số vòng quay cánh khuấy : n2= 40(v/ph)
Vận tốc tương đối của cánh khuấy so với nước:

v = 0,75.( 2.π .R.

n
)
60

Do 2 bản cánh khuấy ứng với 2 bán kính R1 và R2 nên :

Năng lượng cần thiết cho bể:

Năng lượng cho việc tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước thải:

Gradien vận tốc :
• Bể phản ứng thứ ba:
Chọn số vòng quay cánh khuấy : n3= 5(v/ph)
Vận tốc tương đối của cánh khuấy so với nước:

v = 0,75.( 2.π .R.

Do 2 bản cánh khuấy ứng với 2 bán kính R1 và R2nên :

n
)
60


Năng lượng cần thiết cho bể:

Năng lượng cho việc tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước thải:

Gradien vận tốc :
Bảng 4.5. : Tóm tắt các thông số thiết kế bể keo tụ tạo bông.
Tên thông số

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị

Thể tích toàn bể

V

m3

29,17

Thể tích mỡi buồng phản ứng

Vi

m3

9,72

Kích thước

LxBxH

m

2,5x2,5x1,56

m

0,3

m

0,96

m

0,52

Đường kính cánh cách mặt

nước và đáy
Đường kính cánh guồng

Dg

Cánh guồng cách 2 mép tường
1 khoảng
Chiều rộng bản

b

m

0,1

Diện tích bản cánh khuấy

f

m2

0,096

Diện tích 4 cánh khuấy

FC

m2

0,384

Bán kính bản cánh khuấy

R1

m

0,48


R2

0,28

4.7 BỂ LẮNG I: Chọn bể lắng đứng
Thời gian lưu nước trong bể từ 1,5-2,5h.Chọn thời gian lưu t=1,5h
Thể tích bể :
Chiều cao phần công tác :
Với: v là vận tốc nước dâng,lấy từ 0,45-0,5mm/s, chọn v= 0,5 mm/s
Tiết diện phần công tác của bể :

Tiết diện ống trung tâm :
Với: vo là vận tốc nước chảy ở ống trung tâm, chọn vo= 0,03(m/s)
Tiết diện tổng cộng của bể lắng : F = FCT + f=16,22+0,27= 16,49m2

Đường kính bể:

Đường kính ống trung tâm :
Đường kính miệng loe của ống trung tâm lấy bằng 1,35 ĐK ống trung tâm:
dl=1,35.d=1,35.0,6= 0,81m

Đường kính tấm chắn dòng lấy bằng 1,3 ĐK miệng loe:
dcd=1,3.dl=1,3.0,81= 1,053m
Thể tích phần chứa cặn của bể lắng:

Thiết kế bể có độ dốc 20o, chiều cao của phần hình chóp đáy bể:

Thể tích phần hình chóp :


Vớihk: là khoảng cách từ miệng ống loe đến tấm chắn dòng, h k = 0,250,5
Chọn hk= 0,4m
R : bán kính bể lắng(m)
Thể tích phần chứa bùn còn lại :Vtrụ=Vc-Vch=12,54 – 2,2= 10,34m3

Chiều cao phần chứa bùn hình trụ :
 Chọn Htru = 0,64m
Tổng chiều cao xây dựng bể lắng :
Hxd = HCT + h’ + hk + hbv + Htru + Hch=2,7+0,3+0,4+0,5+0,64+0,46= 5m
Với h’ : chiều cao lớp nước trung hoà,chọn h’=0,3(m)
• Kiểm tra tải trọng bề mặt :
Thể tích phần lắng :

Tải trọng bề mặt của bể :

• Máng thu nước :
Máng thu nước sau lắng được bố trí sát trong thành bể và ôm sát theo chu vi
bể,máng thu nước được đặt cách tâm từ 3/4-4/5 bán kính bể,ch ọn khoảng
cách từ tâm bể đến máng bằng 4/5 bán kính bể.

Đường kính máng thu :

Bề rộng máng :

m , Chọn dm = 4m


Chọn chiều cao máng : hm= 0,3m
• Tính lượng bùn sinh ra :
Lượng bùn sinh ra mỗi ngày : G=e.Css.10-6.QTBngay.1000
Với e : hiệu suất xử lý của bể đối với chất rắn lơ lửng,e = 40 - 70%.
Chọn e= 60%
Css: hàm lượng SS đầu vào bể,Css= 614,4 mg/l
-

G = 60%.614,4.10-6.700.1000 = 258,048 kg/ngày

• Thể tích cặn rắn sinh ra mỗi ngày :
m3/ngày
Chọn: Khối lượng riêng của bùn = 1020 kg/m3
Nồng độ cặn rắn trong bùn = 5%(do độ ẩm là 95%)
• Hiệu quả xử lý của bể lắng I( theo XLNT-Hoàng Huệ)
SSra giảm 60% :
 SSra= 614,4 - (614,4.0,6) = 245,76 mg/l
CODra giảm 40% :
 CODra= 3610 - (3610.0,4)= 2166mg/l
BOD giảm 20% :
 BODra=2075,75 -(2075,75.0,2)= 1660,6mg/l
Bảng 4.6. : Tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng I.
Tên thông số

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị

Thời gian lưu nước

t

Giờ

1,5

Thể tích bể

V

m3

43,8

Đường kính bể

D

m

4,6

Đường kính ống trung tâm

d

m

0,6

Chiều cao xây dựng

Hxd

m

5

Đường kính máng thu nước

dm

m

4


Bề rộng máng

bm

m

0,3

Chiều cao máng

hm

m

0,3

Lượng bùn sinh ra mỗi ngày

G

Kg/ngày

258,048

Thể tích cặn sinh ra mỗi ngày

VC

m3/ngày

5,06

4.8 BỂ UASB :
Lưu lượng: Q = 700 (m3/ngày.đêm).
CODvào = 2166mg/l

BODvào = 1660,6mg/l
Chọn hiệu suất xử lý COD, BOD của bể UASB là E= 70%, ESS = 10%.
Chất lượng nước thải sau khi nước ra khỏi bể UASB:
CODra = 2166 – (2166.0,7) = 649,8mg/l
BODra = 1660,6– (1660,6.0,7) = 498,18mg/l
SSra

= 245,76 – (245,76.0,1) = 221,184mg/l

Hiệu quả xử lý N và P :
Tỷ lệ BOD : N : P tốt nhất trong bể là 350 : 5 : 1
Nồng độ COD bị khử : 2166.0,7 = 1516,2 mg/l

Nồng độ N bị khử tương ứng :

Nồng độ P bị khử tương ứng :
⇒ Nra = 160 – 21,66 = 138,34 mg/l
⇒ Pra = 31,5 – 4,332 = 27,168 mg/l
• Tính toán kích thước bể
- Lượng COD cần khử trong 1 ngày:


(kg/ngày).
- Tải trọng khử COD của bể UASB từ 8 – 10 (kgCOD/m 3.ngày), chọn a = 10
(kgCOD/m3.ngày). (Bảng 12 –. Trịnh Xuân Lai,“Tính toán thiết kế các công trình
Xử lý Nước Thải”).

- Thể tích phần xử lý kỵ khí của bể:
- Diện tích cần thiết của bể:

F=

TB
Qngay

v

Trong đó:
v: Tốc độ nước dâng trong bể v = 0,6 - 0,9 (m/h), để giữ cho lớp bùn
hoạt tính ở trạng thái lơ lửng. Chọn v = 0,8 (m/h).
(Trang 195-Trịnh Xuân Lai, “Tính Toán Thiết Kế Các Công Trình X ử lý N ước
Thải”).

⇒
- Chiều cao xây dựng bể : Hxd = H + H1 + Hbv
Trong đó:
H: Chiều cao công tác phần yếm khí của bể, m.

H1: Chiều cao vùng lắng, để đảm bảo không gian an toàn cho bùn l ắng
xuống phía dưới thì Hl>1m. Chọn Hl= 1,5m
Hbv: chiều cao bảo vệ. Chọn Hbv = 0,3m
⇒Hxd = 2,9 + 1,5 + 0,3 = 4,7m
- Thể tích thực bể UASB :
Chọn kích thước bể: L × B × H = 6,1(m) × 6,1 (m) × 4,7(m).
t=

- Thời gian lưu nước trong bể :

F .( H + H 1 )
.24

TB
Qngay


Trong đó:
QTBngay : Lưu lượng nước thải, QTBngay = 700 (m3/ngày).
F : Diện tích bề mặt cần thiết của bể, F= 36,5 (m2)
H : Chiều cao phần xử lý yếm khí, H= 2,9 (m).
H1: Chiều cao vùng lắng, H1= 1,5 (m).

=>
Với t = 5,5 (h) nằm trong khoảng cho phép 4 -10 (h).
• Tính máng thu nước
Máng thu nước làm bằng bê tông, được thiết kế theo nguyên tắc máng thu của
bể lắng, thiết kế 2 máng thu nước đặt giữa bể chạy dọc theo chiều dài bể.
Máng thu nước được tạo độ dốc để dẫn nước thải về cu ối bể rồi theo ống
dẫn theo cơ chế tự chảy (Chọn độ dốc bằng 1%) , chảy sang Aerotank.
- Chọn kích thước máng thu: l × b × h = 5 (m) × 0,3 (m) × 0,2(m).

- Tải trọng thủy lực qua máng:

(m3/m dài.ngày).

• Máng răng cưa
- Chiều cao răng cưa : 50 (mm)
- Chiều dài đoạn vát đỉnh răng cưa : 40 (mm)
- Chiều cao cả thanh : 250 (mm)
• Khe dịch chuyển
- Cách nhau : 450 (mm)
- Bề rộng khe :12 (mm)

- Chiều cao :150 (mm)
Máng bê tông cốt thép dày 65 (mm), có lắp đặt máng răng c ưa thép không g ỉ,
được đặt dọc bể, giữa các tấm chắn khí. Máng có độ dốc 1% để nước ch ảy d ễ
dàng về phần cuối máng.


60

130

250

50

40

50

450

450

50

khe dòch chuyeå
n

Hình 4.4. Máng răng cưa
• Tính lượng khí và bùn sinh ra
▪ Tính lượng khí sinh ra trong bể

- Thể tích khí sinh ra đối với 1 kg COD được loại bỏ là: 0,5m3/kgCODloạibỏ
- Tổng thể tích khí sinh ra trong 1 ngày:
Qkhí = 0,5m3/kgCODloạibỏ . khối lượng CODloạibỏ/ngày.
Qkhí = 0,5 . QTBngay . (CODvào – CODra)
= 0,5 . 700 . (2166 – 649,8) . 10-3 = 530,76 m3/ngày.
- Thành phần khí CH4 sinh ra chiếm 70% tổng lượng khí sinh ra:
QCH

4

= 70%. 530,76 = 371,532 m3/ngày.

▪ Tính toán đường ống thu khí:

Dkhí =

4.Qkhí
v khí .π

Trong đó:
Qkhí : Tổng lượng khí sinh ra, Qkhí = 530,76 (m3/ngày).
vkhí : Vận tốc khí chạy trong ống v = 8 – 10 (m/s). Chọn vkhí= 8 (m/s)

⇒
⇒ Chọn Dkhí = 30 (mm)
Chọn ống thu khí là ống sắt tráng kẽm có đường kính 30mm.
Bể được chia làm 3 ngăn theo chiều dọc bể, trong b ể đặt 3 ph ểu thu khí có
chiều cao 1,5(m) , vách nghiêng phểu thu khí 55 o, đoạn nhô ra của tấm chắn
khí nằm bên dưới khe hở là 40 (cm). Trong b ể UASB bố trí các tấm h ướng
dòng và tấm chắn khí, các tấm này đặt song song với nhau và nghiêng so v ới

0
phương ngang một góc α ≥ 55 . Chọn khe hở giữa các tấm chắn khí và giữa
tấm chắn khí với tấm hướng dòng là như nhau.


▪ Tính lượng bùn sinh ra
- Lượng sinh khối bùn sinh ra mỗi ngày :

P =

Q.Y .( CODvao − CODra )
1 + k d .θ c

Trong đó:
Y: hệ số sản lượng tế bào, Y = 0,04 (gVS/gCOD).
kd: hệ số phân hủy nội bào, chọn kd = 0,025 (ngày-1).
θc: tuổi bùn trong bể UASB, chọn c = 60 (ngày).

⇒

(kgVS/ngày).

- Lượng bùn sinh ra mỗi ngày:

Trong đó:
0,75: tỷ lệ MLVS:MLSS
Css: lượng bùn nuôi cấy ban đầu trong bể, Css = 30 (kgSS/m3).
- Thời gian xả bùn từ 1 – 3 tháng một lần, Chọn t = 1 tháng/lần.
- Bùn xả nhờ bơm thông qua 2 ống thép tráng kẽm 50 đặt cách đáy 0,2(m).
• Hệ thống phân phối nước trong bể

- Lưu lượng nước thải vào bể UASB Q = 700 (m3/ngày)
- Vận tốc nước chảy trong ống chính vchính = 0,8–2(m/s), chọn vchính = 1 (m/s).

- Đường kính ống chính :
Chọn ống PVC có đường kính 100mm.
- Chọn 8 ống nhánh để phân phối nước vào bể.

- Đường kính ống nhánh:
Chọn Dnhánh= 40 (mm).
Vớiv: vận tốc nước chảy trong ống nhánh v = 0,8–2 (m/s)


Chọn vnhánh= 1 (m/s).
Chọn 8 ống nhánh bằng PVC có đường kính 30 để dẫn nước phân phối
trong bể UASB.
- Trong bể đặt 8 điểm đưa nước vào, diện tích trung bình cho 1 đi ểm phân
phối:
a=

5.5
= 3,125
8
(m2/điểm), nằm trong quy phạm 2 – 5 m2/điểm.

Chọn lỗ phân phối nước có đường kính d lỗ = 10mm, vận tốc nước qua lỗ
là vlỗ = 1,5m/s
⇒ Lưu lượng nước qua 1 lỗ là :

q lo =

v.π .d lo2 1,5.3600.3,14.0,012
=
= 0,425m 3 / h
4
4

Số lỗ trên mỗi ống :

lỗ, Chọn N = 9 (lỗ)

Bảng 4.7. Tóm tắt các thông số thiết kế bể UASB
STT Tên thông số

Ký hiệu Đơn vị

Giá trị

1

Thể tích bể

Vb

m3

171,55

2

Chiều dài bể

L

m

6,1

3

Chiều rộng bể

B

m

6,1

4

Chiều cao xử lý yếm khí

H

m

2,9

5

Chiều cao xây dựng bể

Hxd

m

4,7

6

Chiều cao phần lắng

H1

m

1,5

7

Vận tốc nước dâng

v

m/s

0,8

8

Thời gian lưu nước

t

giờ

5,5

9

Đường kính ống dẫn nước Dchính
chính

mm

100

10

Đường kính ống dẫn nước Dnhánh
nhánh

mm

40


11

Số lỗ trên mỗi ống nhánh

N

lỗ

9

4.9 BỂ CHUYỂN TIẾP :
Tạo điều kiện cho vi sinh vật thích nghi dần khi chuyển từ môi tr ường k ị khí
của bể UASB sang môi trường hiếu khí của Aerotank.
• Kích thước bể :
- Chọn thời gian lưu nước trong bể là t = 1,5h.

- Thể tích bể :
- Chọn chiều cao hữu ích của bể H = 2m

⇒ Diện tích mặt thoáng bể :
⇒ Chọn : Chiều dài bể : L = 5,5m
Chiều rộng bể : B = 4m
- Chiều cao xây dựng bể là : Hxd = H + Hbv = 2 + 0,3 = 2,3m
Với Hbv : chiều cao bảo vệ của bể, chọn Hbv = 0,3m
• Đường kính ống dẫn nước vào :
Nước vào dạng tự chảy, chọn vận tốc nước chảy trong ống là v = 0,8 (m/s).
⇒ Đường kính ống dẫn nước vào :

, chọn Dvao = 120(mm)
Bảng 4.8. Tóm tắt các thông số thiết kế bể chuyển tiếp
Tên thông số

Ký hiệu Đơn vị

Thể tích bể

V

m3

Giá trị
43,75


Chiều dài bể

L

m

5,5

Chiều rộng bể

B

m

4

Chiều cao hữu ích bể

H

m

2

Chiều cao xây dựng bể

Hxd

m

2,3

Đường kính ống dẫn nước vào

Dvao

mm

120

4.10BỂ KHỬ NITRAT
• Tính kích thước bể :
-Tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn Nitrat hóa trong ĐK vận hành b ể ổn
định :
 N 
DO  0,098 .( T −15 )
.
µ N = µ N max .
.( e
).[1 − 0,833.( 7,2 − pH ) ]



 K N + N   K O2 + DO 

Trong đó :
T : nhiệt độ nước thải thấp nhất vào mùa đông, T = 18oC
µ N max = 0,45 ngày-1 ở 15oC; K = 0,28
N

( Bảng 5-3, Trịnh Xuân Lai - trang 79, “ Tính toán thiết kế các công trình
xử lý nước thải”)
N : Nồng độ Nitơ đầu vào bể, N = 138,34 mg/l
DO : Nồng độ oxi trong nước thải, chọn DO = 2mg/l
KO2 = 1,3 mg/l ; Chọn pH = 8.

=>
- Tốc độ sử dụng NH4+ của vi khuẩn Nitrat hóa :

mgNH4/mgbun.ngay
Trong đó :


ngày-1 , Với YN : hệ số động học của bùn hoạt tính,
Chọn YN = 0,16 ; (Theo bảng 5-4, Trịnh Xuân Lai - trang 80, “ Tính toán
thiết kế các công trình xử lý nước thải”)
KN : Hệ số động học , Chọn KN = 1,5. (bảng 5-4)
Nra : Nồng độ Nitơ đầu ra, Nra = 0,4mg/l

- Thời gian lưu :
⇒ θ CN = 5,95 ngày. Vậy tuổi của bùn là 6 ngày.

Với Kd = 0,04 ngày-1.
- Thành phần hoạt tính của vi khuẩn Nitrat hóa trong bùn : X N = f N . X

(Theo CT trang 82 - Trịnh Xuân Lai , “ Tính toán thiết kế các công trình xử lý
nước thải”)
X : Nồng độ bùn hoạt tính, X = 3500 mg/l
⇒ XN = 0,071.3500 = 248,5mg/l
- Thời gian cần thiết để Nitrat hóa tính theo công thức 5-19 :

ngày = 16,56h
⇒ Thể tích bể :
Chọn chiều cao bể : H = 5m, Hxd = 5+0,5 = 5,5m .Với Hbv = 0,5m
Suy ra :

Chiều dài bể : L = 12,5m
Chiều rộng bể : B = 8m

• Tính toán đường ống dẫn nước vào bể :