hoàn chỉnh đồ án xử lý nước thải công nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

Môn học: Đồ án xử lý nước thải đô thị
GVHD: Ths. Phạm Trung Kiên
Ks.Huỳnh Tấn Nhựt

Nhóm 10:
1. Nguyễn Thị Thanh Hằng

12127076

2. Nguyễn Phú Qúy

12127019

3. Nguyễn Hoàng Đạt

12127060

4. Huỳnh Anh Tuấn

12127269

5. Đỗ Thanh Phương

12127138

6. Nguyễn Hữu Đại
12127230

1


PHỤC LỤC

CHƯƠNG I: NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:
−
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu dân cư 350.000 người.
−
Niên hạn thiết kế t = 20 năm.
−
Tiêu chuẩn nước thải: QCVN14:2008 cột A.
1.2 NỘI DUNG THỰC HIỆN:
−
Lựa chọn sơ đồ công nghệ
−
Tính toán các công trình đơn vị
−
Quy hoạch mặt bằng trạm xử lý
−
Thiết kế chi tiết 1 công trình đơn vị do cán bộ hướng dẫn qui định.
1.3 SỐ LIỆU THIẾT KẾ:
BẢNG 1.1: Tính chất nguồn nước thải như sau:
THÔNG SỐ

SỐ LIỆU NƯỚC ĐẦU VÀO

SS, mg/l

180

pH

6.5

COD, mg/l

370

BOD5, mg/l

180

Nitơ, mg/l

9

P, mg/l

2

Dầu mỡ TV, mg/l

10

• Thuyết minh tính toán gồm:
−

Phân tích nhiệm vụ thiết kế

2


−

Tính toán các công trình đơn vị

−

Mặt bằng bố trí trạm xử lý
Mặt cắt dọc dây chuyền công nghệ xử lý
Bản vẽ chi tiết 1 công trình đơn vị

• Bản vẽ thể hiện: (bản vẽ khổ A2):
−
−

BẢNG 1.2: Mức độ xử lý so với QCVN 14:2008 ( đầu ra loại A)
STT

Thông số

Đơn vị

Đầu vào

Giới hạn

6.5

5-9

1

pH

2

BOD5

mg/l

180

30

3

SS

mg/l

180

50

4

Nitrat ( NO3-)

mg/l

9

5

5

Dầu mỡ (thực vật)

mg/l

10

10

6

Phosphat (PO4-3)

mg/l

2

6

• Mức độ cần thiết để xử lý nước thải sinh hoạt:theo QCVN 14-2008
Hàm lượng chất lơ lửng sau xử lý không vượt quá: 50 (mg/l).
−
Hàm lượng BOD5 sau xử lý không vượt quá: 30 (mg/l).

−
Hàm lượng nitrat sau xử lý không vượt quá:5 mg/l
• Mức độ cần thiết xử lý chất lơ lửng trong nước thải:
−

D= = 72,3%.
• Mức độ cần thiết xử lý BOD5 trong nước thải:
D= = 83,4%.
• Mức độ cần thiết xử lý nitrat trong nước thải:
D= = 44,5%.

CHƯƠNG II: THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
2.1 LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN

3


2.1.1 Tiêu chuẩn thoát nước:
• Tiêu chuẩn thoát nước trung bình:
Qtb= 140 (l/người.ngđ)

• Tiêu chuẩn thoát nước lớn nhất trong 1 ngày đêm:
Qmax = Kngđ x qtb = 1,23 x 140 = 172 (l/người.ngđ)

• Yêu cầu cơ bản về nước thải sau xử lý:
Chất lơ lửng: không vượt quá 50 mg/l.
BOD5 : không vượt quá 30 mg/l.
−
Nitrat: không vượt quá 5 mg/l
2.1.2 Lưu lượng nước thải sinh hoạt:

• Dân số sau 20 năm:
−
−

Dân số tính toán sau 20 năm, với tốc độ tăng trưởng là 0,0105
N= N0(1+a)n = 350000(1+0,0105)20 = 431315 (người)

- a: tốc độ gia tăng dân số là 1,05%
- N0: dân số hiện tại
- n: niên hạn thiết kê ( 20 năm)

• Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm:
60384 (m3/ngđ).

• Lưu lượng trung bình giờ:
Qtb-h = = 2516(m3/h).

• Lưu lượng trung bình giây:
Qtb-s = = 698,9 (l/s).

• Lưu lượng lớn nhất ngày đêm:
Qmax-ngđ = = 74186,2(m3/ngđ).

• Lưu lượng lớn nhất giờ:
Qmax-h = = 3091,1(m3/h).

• Lưu lượng lớn nhất giây:
4

Qmax-s = = 858,6 (l/s).
BẢNG 2.1: Phân bố lưu lượng tổng cộng nước thải sinh hoạt theo từng giờ ngày đêm.
Các giờ
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
Tổng cộng

Nước thải sinh hoạt

% Qsh
m3
2,1
1268,06
2,1
1268,06
2,1
1268,06
2,1
1268,06
2,1
1268,06
4,88
2946,74
5,16
3115,81
5,3
3200,35
5,12
3091,66
5,12
3091,66
5,12
3091,66
5,06
3055,43
4,82
2910,51
5,06
3055,43

5,12
3091,66
5,12
3091,66
5,12
3091,66
5,09
3073,55
4,96
2995,05
4,96
2995,05
4,96
2995,05
4,27
2578,4
2,16
1304,29
2,1
1268,06
100
60384

Theo bảng 2.1, ta có:

• Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giờ:
Qmax-h = 3115,81 (m3/h).

• Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giây:
Qmax-s = 865,5 (l/s).

5


• Lưu lượng nước thải nhỏ nhất theo giờ:
Qmin-h = 1268,06 (m3/h).

• Lưu lượng nước thải nhỏ nhất theo giây:
Qmin-s = 352,24(l/s)
Nồng độ bẩn của nước thải:

- Hàm lượng chất lơ lửng: SS = 180 mg/l
- Hàm lượng BOD5 = 180 mg/l
- Hàm lượng COD = 370 mg/l
- Hàm lượng nitơ = 9 mg/l
- Chất lượng nước thải sau xử lý đảm bảo chất lượng nước thải theo cột B của
QCVN 14:2008

 Chất lơ lửng SS : 50 mg/l
 BOD5 :
 COD :

30 mg/l
50 mg/l

2.2.3 Lựa chọn công nghệ xử lý

6


PHƯƠNG ÁN 1

Nước thải

Song chắn rác tinh

Xe thu gôm

Bể Lắng cát

Máy thổi khí

Nước bùn

Hồ thu bùn

Sân phơi bùn

Bể điều hòa

Bể lắng 1

Bể lọc sinh học
cao tải

Bể lắng ly tâm

Khử trùng
7


Công trình xả

Nước thải
Cần xử lý
BOD
COD
SS
N

Đầu vào
180
370
180
9

BOD
COD
SS
N

176.4
362.6
171
9

BOD
COD
SS
N

167.6

344.5
162.5
9

BOD
COD
SS
N

160.9
337.6
162.5
9

BOD
COD
SS
N

144.8
303.84
81.25
9

BOD
COD
SS
N

14.48

45.6
12.2
4.5

Tên thiết bị

Hiệu suất
2%
2%
5%
0%

Đầu ra
176.4
362.6
171
9

Bể lắng cát ngang

5%
5%
5%
0%

167.6
344.5
162.5
9

Bể điều hòa

4%
2%
0%
0%

160.9
337.6
162.5
9

Bể lắng ngang

10%
10%
50%
0%

144.8
303.84
81.25
9

90%
85%
85%
50%

14.48

45.6
12.2
4.5

0%
0%
0%
0%

14.48
45.6
12.2
4.5

Song chắn rác

Bể lọc sinh học
cao tải và bể lắng
ly tâm

Khử trùng

Công trình xả

8


Nước thải
Cần xử lý
BOD

COD
SS
N

Đầu vào
180
370
180
9

BOD
COD
SS
N

176.4
362.6
171
9

BOD
COD
SS
N

167.6
344.5
162.5
9

BOD
COD
SS
N

160.9
337.6
162.5
9

BOD
COD
SS
N

144.8
303.84
81.25
9

BOD
COD
SS
N

21.72
60.77
105.63
5.85

BOD
COD
SS
N

19.55
54.7
21.1
5.85

Tên thiết bị

Hiệu suất
2%
2%
5%
0%

Đầu ra
176.4
362.6
171
9

Bể lắng cát
ngang

5%
5%
5%

0%

167.6
344.5
162.5
9

Bể điều hòa

4%
2%
0%
0%

160.9
337.6
162.5
9

Bể lắng 1 ngang

10%
10%
50%
0%

144.8
303.84
81.25
9

Bể Arotank

85%
80%
-30%
35%

21.72
60.77
105.63
5.85

Bể lắng 2

75%
70%
25%
0%

19.55
54.7
21.1
5.85

Hồ sinh học

75%
70%
25%

80%

4.9
16.41
15.8
1.17

Song chắn rác

Công trình xả

PHƯƠNG ÁN 2
Nước thải

Xechắn
thu gôm
Song
rác tinh

Bể Lắng cát

Bể điều
Máy
thổihòa
khí

Nước
bùn1
Bể lắng

Bể
Hồaerotank
thu bùn

Bể lắng 2
Sân phơi bùn

Hồ sinh học

Công trình xả
9


CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
3. PHƯƠNG ÁN 1
10


3.1 NGĂN TIẾP NHẬN
Nước thải sẽ được bơm theo đường ống áp lực đến ngăn tiếp nhận. Ngăn tiếp nhận
phải được đặt ở trên cao để nước thải có thể tự chảy qua các công trình đơn vị. Kích
thước ngăn tiếp nhận phụ thuộc vào lưu lượng tính toán của trạm xử lý.
BẢNG 3.1. Kích thước của ngăn tiếp nhận nước thải
Lưu lượng
nước thải
Q (m3/h)
100 -200
250
400 - 650
1000 - 1400

1600 - 2000
2300 - 2800
3000 - 3600
3800 - 4000

Đường kính
ống áp lực d
(mm)
1 ống
2 ống
250
150
300
200
400
250
600
300
700
400
800
500
900
600
1000
800

Kích thước của ngăn tiếp nhận (mm)
A
1500

1500
1500
2000
2000
2400
2800
3000

B
1000
1000
1000
2300
2300
2300
2500
2500

H
1300
1300
1300
2000
2000
2000
2000
2300

H1
1000

1000
1000
1600
1600
1600
1600
1800

h
400
400
400
750
750
750
750
800

h1
400
500
650
750
900
900
900
1000

b
250

354
500
600
800
800
800
900

Dựa vào lưu lượng giờ lớn nhất ta có số liệu ngăn tiếp nhận như sau:
d = 900 mm, A = 2800 mm, B = 2500 mm, H = 2000 mm, H 1 = 1600, h = 750 mm, h 1 =
900 mm, b = 800 mm

Vngăn tiếp nhận = AxBxH = 2,8 x 2,5 x 2 = 14 m2
3.2 SONG CHẮN RÁC
3.2.1 Tính toán mương dẫn
Mương dẫn từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có các thông số thủy lực như sau:
BẢNG 3.2 Bảng tính toán thủy lực mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận
Thông số thuỷ lực
Độ dốc (i)
Vận tốc (v-m/s)
Độ đầy (h-m)
Chiều ngang (B-m)

Qtb= 698,9
0,001
1,02
0,46
1,25

Lưu lượng tính toán, L/s

Qmax= 858,6
0,001
1,06
0,52
1,25

Qmin= 352,24
0,001
0,82
0,27
1,25

• Tiết diện ướt của mương dẫn
11


Wngăn tiếp nhận = Qstb x v = 0,7 x 0,8 = 0,56 m3
Trong đó:
Qhtb là lưu lượng trung bình theo giây (m3/h)
−
v là vận tốc chảy qua song chắn rác (0,6 < v < 1 m/s)
+ Thiết kê mương dẫn với chiều rộng là Bm = 1 m
• Chu vi ướt của mương dẫn:
−

P = (Bm x h1) x 2 = (1 x 0,9) x 2 = 1,8 m
+ Vậy bán kính thủy lực của mương dẫn là:
R = = = 0,31 m
• Độ dốc của mương dẫn tính theo công thức Pavlovski:

imương = =

= 0,001

Trong đó:
C là hệ số Sezi
R là bán kính thủy lực (m)

−
−

Tính C:

C = Ry = (0,31)0,52 = 45,3

• n là hệ số độ nhám phụ thuộc vào vật liệu làm ống, chọn mương
bằng bê tông n= 0,012
• y chỉ số mũ phụ thuộc vào độ nhám, bán kính thủy lực

y = = 0,52
+ Chọn 3 song chắn rác, 2 công tác và 1 dự phòng.
+ Lưu lượng tính toán của mỗi song chắn rác:
Qmax = 858,6 : 2 = 429,3 (l/s)
Qmin = 352,24 : 2 = 176,12 (l/s)
Qtb = 698,9 : 2 = 349,45 (l/s)
BẢNG 3.3: tính toán thủy lực mương dẫn nước thải của mỗi song chắn rác:
Thông số thuỷ lực
Độ dốc (i)

Qtb= 349,45

0,001

Lưu lượng tính toán, L/s
Qmax= 429,3
0,001

Qmin= 176,12
0,001
12


Vận tốc (v-m/s)
Độ đầy (h-m)
Chiều ngang Bm (m)

0,85
0,41
1

0,9
0,48
1

0,69
0,25
1

3.2.2. Tính toán song chắn rác
• Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy ứng với Qmax :

h1 = hmax = 0,48 (m)
• Số khe hở của song chắn rác:
=130
• Số khe hở của mỗi song chắn rác là: 130 : 2 = 65
Trong đó:
n: số khe hở.
Qmax: lưu lượng lớn nhất của nước thải (m3/s).Qmax= 0.858,6 m3/s
−
v: tốc độ nước lớn nhất chảy qua khe (m/s).v = 0.48 m/s
−
l: khoảng cách giữa các khe hở (m).l = 0.016 m
−
K: Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, K= 1,05
• Chiều rộng của mỗi song chắn rác
−
−

Bs = s(n-1)+(l x n) = 0,008(65-1)+(0,016x65) = 1,6 (m)
Trong đó:
s: bề dày của thanh song chắn, thường lấy s = 0,008 (m)
• Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn ứng với
Qmin để khắc phục khả năng lắng đọng cặn khi vận tốc nhỏ hơn 0,4 m/s.
−

Trong đó:
Qmin là lưu lượng vào nhỏ nhất của mỗi song chắn rác
• Tổn thất áp lực của song chắn rác:
−

Trong đó:

13


−

−

K1: hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướn mắc rác ở song chắn, K1= 23, chọn
K1= 2.5.
: hệ số sức cản cục bộ của song chắn rác xác định theo công thức:

= 0,83
α: góc nghiêng của song chắn rác so với hướng dòng chảy , α = 60º
• Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác L1:
−

Trong đó:
−
Bs: chiều rộng của song chắn rác.
−
Bm: chiều rộng của mương dẫn.
−
: góc nghiêng chỗ mở rộng, thường chọn là 200

• Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác L2:
• Chiều dài xây dựng mương để đặt song chắc rác:
L = L1 + L2 + Ls = 0,82 + 0,41 + 1,5 = 2,73 (m)
Trong đó: - Ls Chiều dài phần mương đặt song chắn rác, Ls = 1,5 (m)

• Chiều sâu xây dựng mương:
H = hmax + hs + 0,5 = 0,48 + 0,02 + 0,5 = 1 (m)
Trong đó:
−
hs: tổn thất áp lực ở song chắn rác, hs= 0,02 (m)
−
0,5: khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất
• Khối lượng rác lấy ra trong ngày đêm từ song chắn rác:

= 9,45 (m3/ngđ)
Trong đó:
−

a: lượng rác tính cho đầu người trong năm, lấy theo điều 4.1.11 – TCXD 5184. Với chiều rộng khe hở của các thanh trong khoảng 16-20mm, lấy a = 8

L/ng.năm.
N: số dân của thành phố, N = 350000 người
• Trọng lượng rác ngày đêm được tính theo công thức:
−

14


P = Wt x G = 9,45 x 750 = 7087,5 (kg/ngđ)
Trong đó:
G: khối lượng riêng của rác, G = 750 kg/m3 (điều 4.1.11-TCXD 51-84).
• Hàm lượng SS, BOD, COD sau khi qua song chắn rác:
−

Css= 180 x 95% = 171 (mg/l).

CBOD5= 180 x 98% = 176,4 (mg/l)
CCOD= 370 x 98% = 362,6 (mg/l)

3.3 BỂ LẮNG CÁT NGANG.
3.3.1 Tính toán mương dẫn nước thải từ song chắn rác đến bể lắng cát ngang.
BẢNG 3.4: Tính toán thủy lực mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận
Thông số thuỷ lực
Độ dốc (i)
Vận tốc (v-m/s)
Độ đầy (h-m)
Chiều ngang (B-m)

Qtb= 698,9
0,001
1,02
0,46
1,25

Lưu lượng tính toán, L/s
Qmax= 858,6
0,001
1,06
0,52
1,25

Qmin= 352,24
0,001
0,82
0,27
1,25

3.3.2 Tính toán bể lắng cát ngang
• Chiều dài của bể lắng cát ngang được tính theo công thức như sau:

L= = = 8,38 m
Trong đó :
−

K là hệ số thực nghiệm tính đến ảnh hưởng của đặc tính dòng chảy của nước đến
tốc độ lắng của hạt cát trong bể lắng cát ngang ( theo bảng 1 điều 7.32 TCXD
51-2008 ) ta chọn kích thước hạt nhỏ nhất cần giữ lại là 0,25 mm , nên K= 1,3.

15


−

vmax là tốc độ chuyển động của nước thải ở bể lắng cát ngang ứng với lưu lượng
lớn nhất ( lấy theo bảng điều 7.32 TCXD 51-2008) nên ta chọn v = 0,3 mm/s.

−

Hmax là độ sâu lớp nước trong bể lắng cát ngang , có thể lấy bằng độ dày h của
mương dẫn nước thải được tính ở trên ứng với Qmax. Vậy Hmax = 0,52 m.
U0 là kích thước thủy lực của hạt cát, được lấy theo bảng 3 điều 7.32 TCXD 512008. Ứng với đường kính hạt ta chọn là 0,2 mm , vậy U0= 24,2 mm/s.

−

• Diện tích mặt thoáng F của nước thải trong bể lắng cát ngang được tính như sau:
F= = = 35,48 m2

• Chiều ngang tổng cộng của bể lắng cát ngang:
B = = = 4,23 m.
+ Chọn bể lắng cát ngang gồm 3 đơn nguyên, trong đó 2 đơn nguyên hoạt động và 1
đơn nguyên dự phòng.
16


• Chiều ngang của mỗi đơn nguyên là :
b = = = 2,115.
• Thể tích phần chứa cặn của bể lắng cát được tính theo công thức :
Wc = = = 10,34 m3
Trong đó :
−

Nll là dân số tính toán theo chất lơ lửng.
Nll = N + = 350000 + 167218 = 517218 người
• Dân số tương đương theo chất lơ lửng.

= = = 167218 người
 Ta có : C là hàm lượng cặn chất lơ lửng trong nước thải , C = 180 mg/l.
 Q là lưu lượng trung bình ngày đêm của nước thải : Q = 60384 m3/ ngđ.
 nll là tải lượng chất rắn lơ lửng của nước thải sinh hoạt cho 1 ngày trong
1 ngày đêm ( theo điều 7.7 TCXD 51-2008) .nll= 65 g/người.ngày

P là lượng cát giữ lại trong bể lắng cát cho một người trong 1 ngày đêm ( theo
điều 7.34 TCXD 51-2008) đối với hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn : P =
0,02 l/người/ngày.
−
t là chu kì xả cát. t 2 ngày đêm ( để tránh sự phân hủy cặn cát), ta chọn t = 1
ngày đêm.

• Chiều cao của lớp cát trong bể lắng cát 1 ngày đêm được tính như sau:
−

hc= = = 0,29 m.
• Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang.
17


Hxd = Hmax+Hc+ Hm = 0,52 + 0,29+ 0,4 = 1,21 m
Trong đó:
Hm là khoảng cách từ mực đến thành bể , Hm = 0,4 m
• Kiểm tra tính toán với điều kiện : vmin 0,15 m/s
−

Vmin = = = 0,31 0,15 m/s
Trong đó :
−

Hmin là độ sâu lớp nước ứng với Qmin.s( bằng độ dày h ứng với Qmin.s) ,
Hmin = 0,27m

Cát lắng ở bể lắng cát được gom về hố tập trung cát với góc nghiêng 600so với
phương ngang ở đầu bể bằng thiết bị cào cát cơ giới , từ đó thiết bị nâng thủy lực sẽ đưa
hỗn hợp cát và nước ra sân phơi cát.
Để dẫn cát ra sân phơi cát bằng thiết bị nâng thủy lực , cần pha loãng cát với nước
thải sau xử lí với tỷ lệ 1:20 theo trọng lượng cát.






•

Nước công tác do máy bơm với áp lực 2 -3 at
Thời gian mỗi lần xả cát 30 phút.
Độ ẩm của cát là : 60 %
Trọng lượng thể tích của cát : 1,5T/m3
Lượng nước công tác cần thiết cho thiết bị nâng thủy lực được tính như sau:

Qct = Wc = 10,34 = 310,2 m3
Cát lấy ra từ bể lắng cát có chứa 1 lượng nước đáng kể , nên chúng ta cần tách nước
ra ( làm ráo cát) để dễ vận chuyển đi nơi khác, công việc này được thực hiện ở sân phơi
cát.
Hàm lượng chất lở lửng , NOS20 sau khi qua bỏ lắng cát ngang giảm được 5% , hàm
lượng còn lại là:

 TSS còn là : 162,45
 NOS20 còn là : 167,58 mg/l .
Công suất của máy bơm nước công tác:

N = = = 0,13 kW
• Công suất thực tế là : 0,13 1,5 = 0,195 KW
18


• Đường kính của ống :
D = = = 0,94 mm .
3.3.3 Tính sân phơi cát:
Nhiệm vụ của sân phơi cát là làm ráo nước trong cát , để dễ vận chuyển đi nơi khác.

• Diện tích hữu ích của sân phơi cát được tính theo công thức:
F = = = 755,14 m2
Trong đó :
−

h là chiều cao lớp bùn cát trong năm , h = 4-5m/năm ( khi lấy cát khô theo chu kỳ)

chọn sân phơi gồm có 4 ô, diện tích mỗi ô là 755,14 / 4= 188,785 m2
kích thước của mỗi ô là : L B = 20m 9,5m

3.4 BỂ ĐIỀU HÒA
3.4.1 Tính toán bể điều hòa
Dựa vào bảng dùng nước theo từng ngày ta chọn thời gian lưu nước là 8h

• Thể tích cần thiết của bể
V = Qhtb x 8h = = 2516 x 8h = 20128 m3
• Thể tích thực của bể điều hòa
Vtt = 20128 x 1,2 = 24153,6 m3
• Diện tích bể điều hòa
S = = 4025,6 m2
Trong đó:
h là chiều cao hữu ích của bể h = 6 m, chiều cao bảo vệ 0,5 m
• Ta chọn 2 bể điều hòa để xây dựng, 1 công tác và 1 dự phòng
−

Kích thước mỗi bể là 64m x 64m x 6,5m
Dạng khuấy trộn

Giá trị

Đơn vị

Khuấy trộn cơ khí
Tốc độ khí nén

4÷8
10 ÷ 15

W/m3 thể tích bể
l/m3 thể tích bể.phút

19


Chọn khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống khí nén

• Lượng không khí cần thiết cho khuấy trộn
Qkhí = R x Vtt = 0,012 m3 khí / m3.phút x 24153,6 m3 = 289,85 m3/phút
Trong đó:
−
−

R là tốc độ khí nén
Vtt là thể tích thực của bể điều hòa

Chọn ống nhựa PVC có khoan lỗ đường kính 5 mm cách nhau 3 – 6cm, bố trí dọc
theo chiều dài của bể, các lỗ trên ống nhánh nằm dưới mặt ống, các ống nhánh nằm trên
giá đỡ cao từ 6 – 10 cm so với đáy bể. (TCXDVN 51- 2008 điều 7.44)
Chọn ống dẫn khí chính PVC có đường kính d = 400 mm

• Vận tốc trong ống dẫn khí chính:
Vo = = = 38,46 m/s ( thỏa TCXDVN 51-2008 điều 6.4)
• Lưu lượng khí qua mỗi ống nhánh
qo = = 0,2415 m3/s = 869,4 m3/h
Chọn đường kính ống nhánh Ø = 160 mm

• Vận tốc khí trong ống nhánh:
Vnhánh = = =12,02 m/s

• Vận tốc khí qua mỗi lỗ: 5 – 20 m/s, chọn vlỗ = 20 m/s
• Lưu lượng khí qua mỗi lỗ :
qlỗ = x 20 = 0,0004 = 1,44 m3/h
• Số lỗ trên ống nhánh:
N = qo/qlỗ = = 603,75, chọn 604 lỗ
3.4.2 Tính toán khí nén
• Áp lực cho hệ thống khí nén được xác định theo công thức
HT = hd + hc + hf + H = 0,4 + 0,5 + 6,4 = 7,3 m
20


Trong đó:
HT : Áp lực cần thiết cho hệ thống thổi khí;
hd, hc : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn và tổn

−
−

thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh, (m). Tổng tổn thất do hd và hc không
quá 0,4 m;
−

hf : Tổn thất qua các lỗ phân phối, không vượt quá 0,5 m;
−
H : Độ ngập sâu của ống sục khí.
• Áp suất không khí theo atmosphere
p = (10,33 + HT) / 10,33 = (10,33 + 7,3) /10,33 = 1,71 atm

• Công suất yêu cầu của máy nén khí
P = ( – 1) x qk = = 200 kW
−

: Hiệu suất của máy nén khí (0,7 ÷ 0,9), chọn

= 0,74

Sử dụng 4 máy nén khí hiệu HSC FRECON 50 D
3.4.3 Tính bơm từ bể điều hòa sang các công trình đơn vị phía sau
• Công suất trên trục bơm: N = (kW)
Trong đó:
Q - Năng suất bơm (m3/s)
−
ρ - Khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3)
−
g - Gia tốc trọng trường (m/s2)
−
H - áp suất toàn phần của bơm (m)
−
η - Hiệu suất của bơm.
+ Tính H:
H = + ho
−

Trong đó:
P1 - Áp suất tại đầu ống hút, P1 = 1 at (N/m2)
−
P2 - Áp suất tại đầu ống đẩy, P2 = 1 at (N/m2)
−
hm - Áp suất tiêu tốn để thắng trở lực
+ Tính ho:
ho =
−

Trong đó:
21


∆P - Áp suất toàn phần cần thiết để thắng trở lực

−

ΔP= ΔPđ + ΔPm +ΔPH +ΔPt +ΔPk+ ΔPc (N/m2)
Với:

•
•
•
•
•
•

ΔPđ - Áp suất cần thiết để tạo vận tốc cho dòng chảy ra khỏi ống đẩy (N/m2)

ΔPm - Áp suất để khắc phục trở lực ma sát trên đường ống dẫn (N/m2)
ΔPH - Áp suất để khắc phục áp suất thuỷ tĩnh (N/m2)
ΔPc- Áp suất để thắng trở lực cục bộ (N/m2)
ΔPt - Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực trong (N/m2)
ΔPk - Áp suất bổ sung cuối đường ống dẫn (N/m2)
Tính ΔPđ:

∆Pđ = = = 1130,2 (N/m2)

• ρ - Khối lượng riêng của nước thải ở 25oC, ρ = 1004,6 kg/m3
• ω - Tốc độ của nước thải đi trong ống, chọn ω = 1,5 m/s.
Tính ΔPm:

∆Pm = λ = 0,014× × = 205,5 (N/m2)

Trong đó:

• L: chiều dài toàn bộ hệ thống ống dẫn lỏng, chọn L = 10 m
• λ: Hệ số ma sát phụ thuộc chuẩn số Re
= - 2lg + ]
Re = = = 1,3.106 > 4000
Với:
µ - độ nhớt của nước thải ở 25oC, µ = 0,897.10-3 Ns/m2
ξ - độ nhám tuyệt đối, chọn loại ống thép mới không hàn ξ = 0,06 ÷ 0,1 mm
chọn ξ = 0,1 mm = 0,1.10-3 m
= - 2lg + ] = 8,6

=> λ = 0,014

• dtd đường kính tương đương của ống dẫn

dtd = = = 0,77m = 700mm
22


Tính ΔPc:

ΔPc = ξ ρ = 9,46 × × 1004,6 = 10691 N/m2

ξ: Hệ số trở lực cục bộ cuả toàn bộ đường ống, ξ = Σξi

- Chọn ống thép mới tốt, ξ1 = 0,5
- Chọn 2 van tiêu chuẩn ξ2 = 4,1
-

Hệ số trở lực khuỷu: 2 khuỷu 450 tạo thành sao cho a/b =1 => ξ3 = 0,38
=> ξ = ξ1 + 2ξ2 + 2ξ3 =0,5+ 2.4,1 + 2.0,38=9,46
Tính ΔPH:

ΔPH = H.ρ.g = 5×1004,6×9,81= 49275,63 N/m2

H: chiều cao từ đầu ống hút đến điểm cao nhất, chọn chiều cao H = 5 m
Vậy:

ΔP = 1130,2 + 205,5 + 10691 + 49275,63 = 61302,33 N/m2

=> Áp suất toàn phần của bơm: H = h0 = 6,22 m

23

• Công suất yêu cầu trên trục bơm: N = = = 59 Kw
Hiệu suất bơm, gồm 3 phần :

- η0: Hiệu suất thể tích có tính đến hao hụt chất lỏng do rò rỉ, chọn η0 = 0,9
- ηtl: Hiệu suất thuỷ lực do ma sát và tạo dòng xoáy, chọn ηtl = 0,85
- ηck: Hiệu suất cơ khí, ma sát ở ổ bi, ổ lót trục; chọn ηck = 0,95
Vậy : η = 0,9.0,85.0,95 = 0,726
3.5 TÍNH TOÁN BỂ LẮNG 1 ( bể lắng ngang)
Tính theo tiêu chuẩn TCXD 51-2008

• Chiều dài của bể lắng ngang được tính theo công thức.
L== = 52,92 m
Trong đó :
−

V là vận tốc lắng trung bình của hạt lơ lửng đối với bể lắng ngang và ly tâm ;
v =5÷10 mm/s, chọn v = 8 mm/s.

−

−

H là chiều sâu tính toán của vùng lắng(từ mặt trên của lớp trung hòa đến mặt
thoáng của bể) m( tính theo TCXD 51-2008điều 7.53) , H= 1,5 -3,0 m; phụ
thuộc vào công suất của trạm, trong nhiều trường hợp có thể lấy đến 4 m,
chọn H=3,8 m.
K là hệ số phụ thuộc vào kiểu lắng, có thể lấy K=0,5 đối với bể lắng ngang,

−

K=0,4 đối với bể lắng ly tâm, K=0,3 đối với bể lắng đứng, K = 0,5.
U0 là độ thô thủy lực của hạt cặn lơ lửng , có thể tính bằng công thức:
U0 = – = = 1,149 mm/s

+ t là thời gian lắng xác định bằng thực nghiệm, khi thiếu kết quả thực nghiệm ta có
thể lấy theo bảng TCXD51-2008. Đó là thời gian của nước thải ở trong bình hình
trụ với chiều cao của lớp nước h đạt hiệu quả lắng bằng hiệu quả tính toán . Với
n= 0,25, hiệu quả lắng 50% và nồng độ của chất lơ lững 171 mg/L, t =1190s.
+ là hệ số tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ của nước thải đối với độ nhớt (theo bảng
TCXD 51-2008) ứng với t =200C , ta có = 1.
+ là thành phần thẳng đứng của tốc độ nước thải lấy theo bảng 3, = 0,04 mm/s.
24


+ n là hệ số phụ thuộc vào tính chất của chất lơ lửng, có thể lấy sơ bộ như sau.
n= 0,25 đối với chất lơ lửng của chất thải có khả năng dính kết;
n=0,24 đối với chất khoáng của hệ phân tán , có khối lượng riêng 2÷3 g/m3
n=0,5÷0,6 đối với hạt cặn nặng có khối lượng riêng 5÷6 g/m3 ;

−
−
−

chọn n = 0,25.

+ là trị số tính toán đối với bể lắng phụ thuộc vào chiều cao của bể lắng H và kiểu
bể lắng, lấy theo bảng 7.12 (TCXD 51-2008) điều 7.53
Đối với H=3,8 , = 1,39 theo bể lắng ngang.

• Diện tích tiết diện ướt của bể lắng ngang được tính theo công thức:

S= = = 108,19.m2
Trong đó:
: lưu lượng giây lớn nhất của nước thải,
= 865,5 (l/s) = 865,5.10-3m3/s
−
V : tốc độ tính toán trung bình của nước thải. V= 8 mm/s = 8.10-3 m/s
• Chiều ngang tổng cộng của bể lắng sẽ là:
−

B= = = 28,47 m

• Số ngăn trong bể được xác định bằng công thức:
N = = = 4,745 5 ngăn.
Trong đó :
−

b là chiều ngang của mỗi ngăn của bể lắng, b= 6÷9m, ta chọn b = 6 m

Chọn bể lắng ngang gồm 5 đơn nguyên, và khi đó chiều ngang tổng cộng thực tế
của bể lắng được tính B= 6.

• Thời gian lắng trực tiếp ứng với kích thước đã tính toán và được chọn như sau:
t= = = 1,84 ( h )
Trong đó :
−
−

W là thể tích bể theo kích thước chọn,
W= L= 52,9228,473,8 = 5725,2 m3
là lưu lượng lớn nhất giờ, = 3115,81 (m3/h).

25