tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải luộc gỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC
H = h
1
+ h
s
+ h
bv
= 0,03 + 0,042 + 0,3 = 0,372 m.
Trong đó :
• h
1
: chiều sâu lớp nước qua song chắn, h
1
= 0,03m
• h
s
: tổn thất áp lực của song chắn , h
s
= 0,021m
• h
bv
: chiều sâu bảo vệ, chọn h
bv
= 0,3m.
Chọn H = 0,4m.
- Hàm lượng SS và BOD5,COD của nước thải sau khi qua song chắn rác
giảm 5%. Hàm lượng cặn lơ lửng (SS) còn lại:
SS = 250.(1 – 0,05) = 237.5 mg/l
- Hàm lượng BOD
5
còn lại :
BOD
5
= 1500.(1 – 0,05) = 1425 mg/l
- Hàm lượng COD còn lại :
COD =4000.(1 – 0,05) = 3800 mg/l
B
s
h
B
k
L
1
L
3
L
2
Hình 4.1. Sơ đồ lắp đặt song chắn rác.
Bảng 4.1. Tóm tắt kết quả tính toán song chắn rác
STT Tên thông số Đơn vò Số liệu thiết kế
SVTH: LÊ MINH HIẾU 45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC
1 Số khe hở khe 22
2 Khoảng cách giữa các khe m 0,016
3 Chiều rộng song chắn m 0,6
4 Chiều dài mương đặt song chắn m 1
5 Chiều sâu mương đặt song chắn m 0,4
6 Tổn thất áp lực qua song chắn m 0,042
4.2.2.Bể gom
Nhiệm vụ
Bể gom là nơi tập trung nước thải từ các nhà máy, có nhiệm vụ kiểm soát
dòng chảy. Giúp các công trình đơn vò phía sau không phải thiết kế âm sau trong
đất và bảo đảm lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động.
Tính toán
Thời gian lưu nước : t = 10
÷
30 phút. Chọn t = 30 phút = 0,5 h
Thể tích hố thu nước thải theo giờ lớn nhất
V = Q
max
h

×
t = 25
×
0,5 = 12.5 m
3
- Chọn chiều dài hố thu là L = 2,5 m
- Chọn chiều rộng hố thu là B = 1,5 m
- Chiều cao hữu ích của hố thu là
h
1
=
BL
V
×
=
10,38
2,5 1,5×
= 3.3m
- Chiều cao bảo vệ h
bv
= 0,5 m
- Chiều cao tổng cộng là
H = h
1
+ h
bv
= 3 + 0,5 = 3,5m
 Tính toán lựa chọn bơm:
SVTH: LÊ MINH HIẾU 46
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC
Bề thu gom gồm hai bơm chìm, hoạt động luân phiên.
Lư u lượng: Q = 25m
3
/h
Áp lực của bơm cần để chọn tại bể điều hòa:
H = H
h
+ H
t
+ H
d
 H
h
: Chiều cao hình học bơm nước, H
h
= 3,5 m
 H
t
: Tổn thất áp lực trong trạm bơm, H
t
= 2 m
 H
d
: Tổn thất dọc đường, H
d
= 1 – 3 m
 H = 7m
Công suất của bơm là:
η
ρ
xx
xgQxHx
N
10003600
=
Trong đó:

ρ
: Khối lượng riêng của nước thải, lấy
ρ
= 1000kg/ m
3

η
:Hiệu xuất của bơm,
( )
9,07,0
÷∈
η
Chọn
η
= 0,7.
kW
xx
xxx
N 68,0
7,010003600
81,91000725
==
Chọn bơm ly tâm có công suất 1 HP
Vậy chọn 2 bơm chìm có công suất 2HP, cột áp 10mH
2
O, 3 phase 380V hoạt động
luân phiên để bơm nước lên bể vớt dầu.
Nguyên tắc hoạt động: Khi mực nước trong bể cao hơn ngưỡng mực nước
lớn nhất thì bơm hoạt động, còn khi nước ở dưới ngưỡng nhỏ nhất thì bơm
không hoạt động.
Chọn ống dẫn bơm nước từ bể thu gom sang bể điều hòa ống PVC
φ
114
Bảng 4.2: Các thông thiết kế hố thu gom nước thải tập trung
SVTH: LÊ MINH HIẾU 47
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC
STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vò
1 Diện tích hố thu nước tập trung 3,75 m2
2 Thể tích hố thu nước tập trung 12.5 m
3
3 Chiều dài hố thu nứơc tập trung 2,5 m
4 Chiều rộng hố thu nước tập trung 1,5 m
5 Chiều cao hố thu nước tập trung 3,5 m
6 Thời gian lưu nước 30 phút
4.2.3 Bể vớt dầu
Nhiệm vụ
Vớt các váng dầu nổi trên bề mặt nước thải luộc gỗ.
Tính toán
Chọn thời gian lưu nước trong bể là 1giờ
V = Q
tb
h

×
t = 8.33
×
1= 8.33( m
3
)
- Chọn chiều cao làm việc H =2,5 m
- Chiều cao bảo vệ h
bv
= 0.2 m
Diện tích bể

210
5,2
25
m
H
V
F
===
- Chiều dài bể L = 6 m
- Chiều rộng bể L = 1,7 m
Chia bể làm 3 buồng bằng các vách ngăn hướng dòng theo phương thẳng đứng.
Ngăn 1
Chiều dài L
1
= 2 m, ngăn này có chức năng giữ lại các hạt dầu còn lại sau khi
qua ngăn 1.
Ngăn 2
SVTH: LÊ MINH HIẾU 48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC
Chiều dài L
2
= 2 m, ngăn này có chức năng giữ lại các hạt dầu còn lại sau khi
qua ngăn 1.
Ngăn 3
Chiều dài L
3
= 2m. Nước qua hai ngăn đầu vào ngăn 3 và được chuyển đến bể
điều hòa.
Thể tích bể sau khi chọn lại kích thước
V = 6
×
1,7
×
2 = 20,4 (m
3
)
Chọn mực nước thấp nhất trong bể là 0,5 m
Thể tích cần thiết của bể
V
ct
= 0,5
×
10 + 20,4 = 25,4(m
3
)
Mực nước cao nhất trong bể

m
F
h
ct
5,2
10
4,25
V
===

Bảng 4.3: các thông số thiết kế bể vớt dầu
STT Tên thông số
Ký
hiệu
Kích
thước
Đơn vò
1 Chiều dài bể L 6 m
2 Chiều rộng bể B 1,7 m
3 Chiều cao bể H 3,5 m
4 Thể tích bể V 26 m
3
SVTH: LÊ MINH HIẾU 49
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC
5 Mực nước thấp nhất 0,5 m
6 Mực nước cao nhất trong bể 2,5 m
4.2.4. Bể điều hòa
Nhiệm vụ
Xây dựng bể điều hòa để điều hòa về lưu lượng và tải lượng ô nhiễm nhằm
kiểm soát và giảm thiểu sự dao động về tính chất nước thải, tạo điều kiện tối ưu cho
các công trình xử lí phía sau., nồng độ và nhiệt độ, tạo điều kiện tối ưu cho các quy
trình xử lý về sau.
Trong bể có tiến hành sục khí để xáo trộn đều nước thải và tránh sự lắng của
các chất bẩn xảy ra trong bể, cung cấp ôxy vào nước thải nhằm tránh sinh mùi hôi
thối tại đây và làm giảm khoảng 20 -30% hàm lượng COD, BOD có trong nước thải.
Việc sử dụng bể điều hòa trong quá trình xử lý mang lại một số thuận lợi sau:
•Ổn đònh lưu lượng và nồng độ các chất đi vào công trình xử lý sinh học. Tăng
cường hiệu quả xử lý nước thải của công trình xử lý sinh học phía sau, như giảm thiểu
hoặc loại bỏ hiện tượng gây sốc do tăng tải trọng đột ngột, pha loãng các chất gây ức
chế cho quá trình xử lý sinh học, ổn đònh pH của nước thải mà không cần tiêu tốn
nhiều hóa chất.
•Giúp cho nước thải cấp vào các bể sinh học được liên tục trong thời gian không
có nước thải đổ về trạm xử lý.
•Nâng cao hiệu quả lắng cặn ở các bể lắng vì duy trì được tải trọng chất rắn
vào các bể lắng là không đổi.
Tính toán
Chọn thời gian lưu nước trong bể là: t = 4h.
- Thể tích cần thiết của bể là:
.60425max,
3
mxhxtQV
ct
===

- Kích thước của bể điều hòa được thiết kế như sau:
SVTH: LÊ MINH HIẾU 50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC
• Chiều dài L = 4,5 m
• Chiều rộng B = 3,3 m
• Chiều cao công tác H = 4,0 m
• Chiều cao bảo vệ H
bv
= 0,5 m
• Thể tích thực của bể V = 75m
3
 Tính toán lượng khí cần để xáo trộn trong bể.
Trong bể điều hòa ta sử dụng hệ thống khuấy trộn bằng bằng khí nén. Nhiệt độ
của khí nén trong bình cao hơn so với nhiệt độ của môi trường nên việc dùng khí nén
để khuấy trộn trong bể hòa có thể nâng nhiệt độ của nước thải lên khoảng vài độ C,
ngoài ra còn có những ưu điểm như:
•Tăng lượng ôxy hòa tan trong nước thải
•Ôxy hóa một phần chất thải ở dạng hữu cơ trong nước thải (làm giảm tải lượng
BOD, COD cho các công trình sinh học phía sau)
Đối với bể điều hoà, nếu dùng hệ thống sục khí thì lượng khí cần từ 0,01 ÷
0,015 m
3
khí/m
3
dung tích bể trong một phút (0,6 ÷ 0,9 m
3
khí/m
3
bể.giờ). Chọn I = 0,8
m
3
khí/m
3
bể.giờ [2].
- Lượng khí nén cần thiết cho xáo trộn trong bể:
./48608,0
3
hmVIQ
ctkhi
=×=×=

- Lượng khí nén cần để chọn máy thổi khí:
./96482
3
hmQfQ
khict
=×=×=
=0,03m
3
/s.
Chọn thiết bò khuếch tán khí dạng đóa có đường kính 220mm, cường độ sục khí
10m
3
/h.đóa.
- Số đóa phân phối khí:

dia
Q
n
ct
10
10
96
10
≈==
SVTH: LÊ MINH HIẾU 51
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC
Chọn số đóa phân phối là 12 đóa. Chọn số ống nhánh dẫn khí là 4 ống, trên mỗi
ống đặt 3 đóa phân phối khí.
 Tính toán ống dẫn khí.
Bể có một ống chính dẫn khí nén đi từ máy nén khí đến bể rồi phân thành 4
ống nhánh được bố trí dọc theo chiều dài của bể.
Vận tốc khí trong ống chính v
ống
= 10 – 15 m/s.[2]. Chọn v
ống
= 10 m/s.
- Đường kính ống chính:
.061,0
3600
1
14,3/10
/9644
3
m
s
h
sm
hm
v
Q
D
ong
=⋅
×
×
=
×
×
=
π
Chọn ống chính có D = 63mm.
- Đường kính ống nhánh :
.03,0
3600
1
14,3/104
/9644
3
m
s
h
sm
hm
v
q
d
ong
=⋅
××
×
=
×
×
=
π
Chọn ống nhánh
mm34
φ
.
 Tính toán máy thổi khí.
- Áp lực cần thiết của máy thổi khí:
H
m
= h
l
+ h
d
+ H = 0,4 + 0,5 + 4 =4,9 (m) = 0,49 at.
Trong đó:
• h
l
: Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển (gồm tổn thất áp lực do
ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn và tổn thất cục bộ qua máy thổi khí,
các phụ tùng nối ống như tê, cút, van một chiều, thiết bò chống
ồn,. . .),h
1
= 0,4m.[2 ]
• h
d
: Tổn thất qua lỗ phân phối khí, h
d
= 0,5m.[2]
• H : Độ sâu ngậm nước của ống khuếch tán khí, H = 4m.[2]
- Công suất của máy thổi khí:
SVTH: LÊ MINH HIẾU 52
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC









−








×
××
××
=
1
7,29
283,0
1
2
P
P
eN
TRG
P
m
[2]
Trong đó:
•
m
P
: Công suất yêu cầu của máy thổi khí,
kW

•
G
: Trọng lượng của dòng không khí,
skg
khik
xQG
ρ
=
= 1,3x0,03 = 0,039(kg/s)
Với: +
k
ρ
: Khối lượng riêng không khí,
3,1
=
k
ρ
kg/m
3
.
+
khi
Q
: lượng khí thổi cần thiết,
ct
Q
= 0,03m
3
/s.
•
R
: Hằng số khí,
314,8
=
R

KkmolkJ
o
.
•
T
: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào, T = 289
o
K
•
1
P
: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào,
atP 1
1
=
•
2
P
: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra
2
P
= H
m
+ 1 = 0,49 + 1 = 1,49 (atm)
•
283,0
1
=
−
=
K
K
N
(đối với không khí
395,1
=
K
)
• 29,7 : Hệ số chuyển đổi
•
e
: Hiệu suất của máy từ 0,7 – 0,8, chọn e = 0,7
96,11
1
49,1
7,0283,07,29
298314,8039,0
283,0
=








−






×
××
××
=⇒
m
P

( )
kW
Chọn công suất máy thổi khí:
m
P
= 2,2 KW , áp lực 3m theo phụ lục. Sử dụng
2 máy thổi khí, hoạt động luân phiên.
 Tính bơm từ bể điều hoà sang bể keo tụ
Chọn 2 máy bơm nhúng chìm bố trí trong bể, 2 bơm hoạt động luân phiên.
SVTH: LÊ MINH HIẾU 53
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC
- Lưu lượng mỗi máy bơm : Q = 8.33
hm
3
. Cột áp: H = 9-10 m.
- Công suất bơm:
η
ρ
000.1
33.8 Hg
N
×××
=
Trong đó:
•
−
ρ
Khối lượng riêng nước thải, lấy
000.1
=
ρ

3
mkg
•
−
η
Hiệu suất chung của bơm (0,72 – 0,93), chọn
8,0
=
η
.
)(3.0
36008.01000
1081.9100033,8
kW
x
N
=
××
××
=

Chọn bơm có công suất: 0,75 KW theo phụ lục 4.
Bảng 4.4. Tóm tắt kết quả tính toán bể điều hòa
STT Thông số Đơn vò Kích thước
1 Chiều dài m 4,5
2 Chiều rộng m 3,7
3 Chiều cao m 4,0
4 Chiều cao bảo vệ m 0,5
5 Thể tích thực của bể m
3
75

4.2.5.Bể keo tụ tạo bông
4.2.5.1.Bể keo tụ
Tính toán
Chọn thời gian lưu nước trong bể: t=5phút=0,008h
Thể tích cần thiết của bể là:
V
ct
= Q
max
h
x t = 25x0,008=2 m
3
SVTH: LÊ MINH HIẾU 54

Xem chi tiết: tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải luộc gỗ