Đang tải... (xem toàn văn)
TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Phương án 1 Bảng 4.1: Thông số đầu vào Số TT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Kết quả TCVN(5945 – 2005 ) loại B 1 Mùi, màu - Màu trắng đục, mùi hôi. Không khó chịu 2 pH - 4,5 – 5,5 5,5 – 9 3 BOD 5 Mg/l 906 50 4 COD Mg/l 1256 80 5 NH 3 Mg/l 116 10 6 SS Mg/l 130 100 Lưu lượng thiết kế Q tb = 500m 3 /ng.đ = 21m 3 /h = 0,006m 3 /s Lưu lượng lớn nhất: Q max = 21 m 3 /h × K ch =21m 3 /h × 2,95 = 61,95 m 3 /h = 52 L/s Trong đó: K ch = hệ số không điều hòa chung của nước thải lấy theo điều 2.1.2 TCXD 51- 84 Bảng 4.2: Hệ số không điều hòa chung Q tb (L/s) 5 15 30 50 100 200 300 500 800 1250 K ch 3 2,5 2 1,8 1,6 1,4 1,35 1,25 1,2 1,15 4.1 SONG CHẮN RÁC Bảng 4.3: Các thông số tính toán cho song chắn rác Thông số Giá trị Kích thước song chắn Rộng, mm 5,08 – 15,24 Dày, mm 25,4 – 38,1 Khe hở giữa các thanh, mm 15-75 Độ dốc theo phương đứng, độ 15 - 45 Tốc độ dòng chảy trong mương đặt song chắn rác, m/s 0,3-0,609 Chiều sâu của lớp nước ở song chắn rác h = H 1 = 0,5m Tính chiều rộng các thanh chắn và chiều rộng kênh dẫn nước thải Vận tốc nước trong mương: chọn v = 0,5 m/s Chọn kích thước phần mương đặt SCR: B x H = 0,5m x 0,5m Chiều cao lớp nước trong mương: m msm,hs hm Bv Q h h 069,0 5,0/50/3600 /95,61 3600 3 max = ×× = ×× = (4.1) Kích thước song chắn rác + Kích thước thanh: rộng x dày = b x d = 0,015m x 0,025m + Kích thước khe hở giữa các thanh: w = 0,05 m + Giả sử song chắn rác có n khe hở, m = n-1 thanh b)(nw nB ×−+×= 1 ( ) 15150500 ×−+×= nn n=7,9 ⇒ Số khe hở n=8. Số thanh là 7 + Khoảng cách giữa các khe có thể điều chỉnh w=49,4 mm Tổng tiết diện các khe hbmBA )( −= 69)715500( ××−= = 27255mm 2 = 0,027 m 2 Vận tốc dòng chảy qua song chắn sm hsm hm A q V /64,0 /3600027,0 /95,61 2 3 = × == (4.2) Tổn thất áp lực qua song chắn m g vV h L 012,0 81,92 5,064,0 7,0 1 27,0 1 2222 = × − ×= − ×= =12mm<150mm (4.3) Trong đó: V: Vận tốc dòng chảy qua song chắn v: vận tốc nước thải trong mương Chiều cao của song chắn: m H H SC 58,0 60sin 5,0 60sin 00 === (4.4) L SCR = )(29,0 3 5,0 60 0 m tg H == (4.5) Chiều dài phần mở rộng trước song chắn L 1 = )(69 202 450500 2 0 mm tgtg WB = − = − ϕ (4.6) Trong đó: B: Chiều rộng của song chắn rác W: Chiều rộng mương dẫn nước tới và ra khỏi song chắn rác. Chọn B =450mm ϕ : Góc nghiêng chỗ mở rộng Chiều dài phần thu hẹp sau song chắn L 2 = )(35 2 69 2 1 mm L == Chiều dài xây dựng phần mương để đặt song chắn rác: L = L 1 + L 2 + L s = 69 + 35 + 1500 =1604(mm) Trong đó: L s : Chiều dài phần mương đặt song chắn rác, L s = 1,5m Mương xây bằng bêtông cốt thép có chiều dày là 100mm Bảng 4.4: Thông số thiết kế song chắn rác Thông số Chiều rộng song chắn, m 0,5 Chiều cao song chắn, m 0,58 Bề rộng thanh, mm 15 Bề dày thanh, mm 25 Khe hở giữa các thanh, mm 49,4 Góc nghiêng đặt song chắn so với phương thẳng đứng, độ 60 4.2 BỂ BẪY MỦ CAO SU Thông số đầu vào Lưu lượng: Q tb = 500m 3 /ng.đ = 21m 3 /h = 0,006m 3 /s Chọn thời gian lưu nước trong bể: t= 12h Thể tích bể V = Q max ×t (4.7) V = 21m 3 /h ×12h= 252m 3 Chọn chiều sâu hữu ích h = 4m, chiều cao an toàn = 0,5m + Chiều sâu tổng cộng: H = 4m + 0,5m = 4,5m Chọn bể bẫy mủ có tiết diện ngang là hình chữ nhật trên mặt bằng + Diện tích mặt bằng của bể bẫy mủ F = 2 3 63 4 252 m m m h V == (4.8) Kích thước hầm bơm: A×B×H = 15m×4,5m×4m Để tăng khả năng lưu nước trong bể và khả năng giữ cao su lại trong bể ta thiết kế thêm những tấm chắn từ mặt nước xuống khoảng 2m. Bảng 4.5: Thông số thiết kế bẫy cao su Thông số Chiều rộng bể, m 4,5 Chiều cao bể, m 4,5 Chiều dài bể, m 15 Thể tích bể, m 3 303,75 4.3 HẦM BƠM TIẾP NHẬN Thông số đầu vào Lưu lương: Q tb = 500m 3 /ng.đ = 21m 3 /h = 0,006m 3 /s Thể tích hầm bơm tiếp nhận V = Q max ×t Trong đó: t: thời gian lưu nước. Chọn t = 20phút V = 61,95m 3 /h ×20phut× phut h 60 1 = 20,65m 3 Chọn chiều sâu hữu ích h = 3m, chiều cao an toàn = 0,5m - Chiều sâu tổng cộng: H = 3m + 0,5m = 3,5m - Chọn hầm bơm có tiết diện ngang là hình chữ nhật trên mặt bằng Diện tích mặt bằng của hầm bơm F = 2 3 88,6 3 65,20 m m m h V == Kích thước hầm bơm: A×B×H = 3m×2,5m×3m Bảng 4.6: Thông số thiết kế hầm tiếp nhận Thông số Chiều rộng bể, m 2,5 Chiều cao bể, m 3,5 Chiều dài bể, m 3 Thể tích bể, m 3 26,25 Hàm lượng chất lơ lửng SS và BOD 5 của nước thải sau khi qua song chắn rác, bể bẫy mủ, hầm tiếp nhận giảm 4%, còn lại: SS = SS ’ × (100-4)% =130×(100 -4)% = 124,8mg/l BOD 5 = BOD ’ 5 × (100-5)% = 906×(100-5)% = 869,76 mg/l ( tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp- Lâm Minh Triết chủ biên) Bơm nước ở hầm bơm qua bể điều hòa H = h 1 + h 2 Trong đó: h 1 : chiều cao cột nước trong bể; h 1 = 3,5m h 2 : tổn thất cục bộ qua các chỗ nối, đột mở, đột thu, tổn thất qua lớp bùn, . h 2 = 2 – 3m H 2 O. Chọn h 2 = 2m ⇒ H = 2 +3,5 = 5,5m ρ = 1000kg/m 3 : Khối lượng riêng của nước thải η = 0,8: hiệu suất làm việc của máy bơm η ρ 1000 gHQ N = (4.9) kW smmkgmngàym N 4,0 2436008,01000 /81,9/10005,5/500 233 = ××× ××× =⇒ Chọn bơm chìm : Hãng sản xuất Model Công suất Dòng điện Lưu lượng MATRA SMX120T 0,9kW 400V – 50Hz 24 m 3 /h 4.4 BỂ ĐIỀU HÒA Bảng 4.7: Thông số đầu vào bể điều hòa Số TT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Kết quả TCVN(5945 – 2005 ) loại B 1 Mùi, màu - Màu trắng đục, mùi hôi. Không khó chịu 2 pH - 4,5 – 5,5 5,5 – 9 3 BOD 5 Mg/l 869,76 50 4 COD Mg/l 1256 80 5 NH 3 Mg/l 116 10 6 SS Mg/l 124,8 100 Lưu lương: Q tb = 500m 3 /ng.đ = 21m 3 /h = 0,006m 3 /s Kích thước bể điều hòa - Chọn thời gian lưu nước trong bể điều hòa: t =4h - Thể tích bể điều hòa: V b = Q tb ×t = 21m 3 /h×4h = 84m 3 - Chọn chiều sâu hữu ích của bể: h = 4m - Chiều cao bảo vệ: 0,5m - Chiều cao tổng cộng: H = 4m +0,5m = 4,5m - Diện tích bề mặt bể điều hòa: A = 2 3 21 4 84 m m m H V == Thiết kế bể điều hòa hình chữ nhật - Chọn kích thước bể là: Dài × Rộng = 6m × 4m Thể tích thực tế của bể điều hòa: V đh = 3 96446 mmmm =×× Thời gian lưu nước thực tế tại bể: h hm m Q V t đh 6,4 /21 96 3 3 === (4.10) Thể tích xây dựng 3 1085,446 mmmmV xd =××= Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa - Lưu lượng không khí cần cung cấp cho bể điều hòa q kk = Q giờ TB × a (4.11) Trong đó : Q giờ TB : Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ Q giờ TB = 21m 3 /giờ a : Lưu lượng không khí cấp cho bể điều hòa a = 3,74 m 3 khí/m 3 nước thải (theo W.Wesley Eckenfelder, Industrial Water Pollution Control, 1989) q kk = 21 × 3,74 = 78,54 (m 3 /giờ) - Khí được cung cấp bằng hệ thống ống PVC có đục lỗ, gồm 4 ống nhánh đặt dọc theo chiều dài bể (6m), 2 ống gần tường cách tường 1m các ống còn lại cách nhau 2m. Đường ống chính - Chọn vận tốc trong ống chính: v =15m/s - Đường kính ống chính: D = 043,0 360014,3/15 4/54,78 4 3 = ×× × = × × sm hm v q kk π = 43mm (4.12) - Chọn ống Ф50mm - Kiểm tra vận tốc trong ống chính: v = 360005,014,3 454,78 4 22 ×× × = × × D q kk π = 11,12 m/s Đường ống nhánh - Lưu lượng khí trong mỗi ống nhánh q = 64,19 4 54,78 4 == kk q (m 3 /giờ) - Vận tốc khí trong ống 10 – 15 m/s. Chọn v = 10 m/s. - Đường kính ống dẫn khí d n = 3600vπ q4 ×× × = 360010π 64,194 ×× × = 0,026 (m) = 26 (mm) - Chọn ống φ = 30 (mm) - Đường kính các lỗ 2 – 5 mm. Chọn d l = 4 mm = 0,004 m. - Vận tốc khí qua lỗ 5 – 20 m/s. Chọn v l = 15 m/s. - Lưu lượng khí qua một lỗ q l = v l × 4 dπ 2 l × = 15 × 4 0,004 2 × π × 3600 = 0,678 m 3 /giờ - Số lỗ trên một ống N = l q q = 678,0 64,19 = 28,9 (lỗ) - Chọn 32 lỗ. - Số lỗ trên 1m dài ống n = 12 N = 4 32 = 8(lỗ/m ống) Áp lực và công suất của hệ thống thổi khí (Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết) Áp lực cần thiết cho hệ thống thổi khí H ct = h d + h c + h f + H Trong đó: h d = Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn (m) h c = Tổn thất cục bộ (m) h f = Tổn thất qua thiết bị phân phối (m) H = Chiều sâu hữu ích của bể, H = 3m Tổng tổn thất h d và h c thường không vượt quá 0,4m; Tổn thất h f không quá 0,5m. Do đó áp lực cần thiết sẽ là: H ct = 0,4 + 0,5 +3 = 3,9m Áp lực không khí là atm H p ct 38,1 33,10 9,333,10 33,10 33,10 2 = + = + = (4.13) Công suất của máy thổi khí P máy = ne GRT 7,29 1 − 1 283,0 1 2 p p (4.14) Trong đó: P máy : Công suất yêu cầu của máy nén khí , kW G: lượng không khí mà hệ thống cung cấp trong một giây (kg/s) Q = Lưu lượng không khí Q = 78,54m 3 /giờ = 0,022 m 3 /s ρ = khối lượng riêng của không khí, ρ = 1,2 kg/m 3 G = Q × ρ =0,022m 3 /s ×1,2 kg/m 3 = 0,0264kg/s R : hằng số khí , R = 8,314 KJ/K.mol 0 K T 1 : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T 1 = 273 + 25 = 298 0 K p 1 : áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P 1 = 1 atm p 2 : áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra, p 2 = 1,38 atm n= K K 1− = 0,283 ( K = 1,395 đối với không khí ) [...]... =10 ngày c ( tra bảng 6-1, sách Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, TS Trịnh Xuân Lai) - Hệ số phân hủy nội bào:Kd.= 0,055 (tra bảng 5-1, sách Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, TS Trịnh Xuân Lai) - Hệ số sản lượng tối đa ( tỷ số giữa tế bào tạo thành với lượng chất nền được tiêu thụ ) Y= 0,5 (tra bảng 5-1, sách Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, TS Trịnh... Các thông số vận hành: - Lượng bùn hoạt tính trong nước thải đầu vào X0 =0 Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi hay bùn hoạt tính được duy trì trong bể Aerotank: 2500 – 4000 mg/l, chọn X = 3500 mg/l (tra bảng 6-1, sách Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, TS Trịnh Xuân Lai) - Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn( tính theo chất rắn lơ lửng) 10000mg/l hay 8000mg/l - Thời gian lưu của bùn hoạt tính. .. lửng đạt 90% và khử dầu mỡ đạt 85% - Hàm lượng COD qua lưới chắn rác và bể tuyển nổi giảm 50% và BOD 5 giảm 36% (Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết) - Vì trong quá trình vận hành không thể đạt được ở hiệu suất tối ưu nên hàm lượng COD qua lưới chắn rác và bể tuyển nổi giảm khoảng 30% và BOD5 giảm 20% - Chọn thời gian lưu nước trong bể tuyển nổi là 30... dựa vào (bảng 7.1 trang 112 tài liệu “ tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải của TS Trịnh Xuân Lai “ Ou =7grO2/m3.m) Bể sâu 4,5 m, độ sâu ngập nước là 4 m Công suất hòa tan của thiết bị : OU = Ou × h = 7 × 4= 28 ( grO2/m3) Lượng không khí cần thiết tính theo công thức: QK = OCt f 343 × 2 = = 24500( m3 / ngày)= 0,284 m3 /s −3 OU 28 × 10 (4.33) ( với f hệ số an toàn chọn f= 2) Tính. .. chất nền sau khi qua bể aerotank và bể lắng, mg/l Xo,X, Xr, Xe: lượng bùn hoạt tính trong nước thải đầu vào, nồng độ chất rắn bay hơi trong bể Aerotank, nồng độ bùn tuần hoàn và nồng độ bùn sau khi qua bể lắng đợt II, mg/l Phương trình cân bằng vật chất đối với bể lắng đợt 2 ( Q + Qr ) × X = Qe × X e + Qw × X r + Qr × X r (4.28) Xả bùn dư hàng ngày vào các công trình xử lý bùn θc = Qw = VX Qw X... 2 đĩa rd 200l / phut - Để dễ dàng bố trí các đĩa trên các ông nhánh ta chọn số đĩa phân phối là 88 đĩa Số đĩa trên một nhánh n= N d 88 = = 8 đĩa/ nhánh 11 11 - Trên ống nhánh , 2 đĩa ở 2 đầu nhánh cách thành bể 0,4m - Khoảng cách giữa các đĩa là : y = L − 2 × b 5000 − 2 × 0, 4 = = 0, 6m n −1 8 −1 Tính và chọn máy thổi Áp lực cần thiết của máy thổi khí tính theo mH2O Hm = h1 + hd + H Trong đó:... Đơn vị Số liệu thiết kế 1 Chiều rộng m 5 2 Chiều dài m 11 3 Chiều cao cột nước m 4 4 Chiều cao tổng m 4,5 5 Thể tích thực m3 247,5 Q, S0, X0 Beå Aerotank Beå laéng 2 Q, Xr, S Qe, S, Xe Qw, Xw Hình : sơ đồ làm việc của hệ thống Trong đó: Q, Qr,Qw,Qe: Lưu lượng nước đầu vào, lưu lượng bùn tuần hoàn, lưu lượng bùn xả và lưu lượng nước đầu ra, m3/ngày S0,S: Nồng độ chất nền (tính theo BOD5) ở đầu vào và. .. 4.12: Các thông số thiết kế bể tuyển nổi (4.24) TT Đơn vị Giá trị Lưu lượng nước, Q m3/h 21 Đường kính, D m 2,5 Chiều cao, H m 4,2 Đường kính m 1,5 Chiều cao m 2 Kích thước bể tuyển nổi Ống trung tâm • Tính toán máy nén khí - Tương tự bể điều hòa, áp lực cần thiết sẽ là: Hct = 0,4 + 0,5 +4,2 = 5,1m • Áp lực không khí là p2 = 10,33 + H ct 10,33 + 5,1 = = 1,494atm 10,33 10,33 • Công suất của máy nén khí tính. .. 0,283 ÷ − 1 = 16,12kW 1 (4.34) Chọn Pmáy = 17 kW Tính toán đường ống dẫn nước thải vào bể Vận tốc nước thải trong ống ở bể Aerotank cần được duy trì trong khoảng 0,8 – 1 m/s, chọn vận tốc là 1m/s Đường kính các ống vào và ra là: D= 4×Q 4 × 0, 006 = = 0, 087 m = 87 mm π ×v π ×1 Chọn đường kính ống: Φ 90mm Tính đường ống dẫn bùn tuần hoàn Lưu lượng bùn tuần hoàn: Qr = 390... tăng lên trong bể Xác định lưu lượng tuần hoàn theo phương trình cân bằng khối lượng bùn hoạt tính đi vào và đi ra bể Q.X0 + Qr.Xr = (Q + Qr).X Q.X0 + Qr.Xr = Q.X + Qr X Qr(Xr – X) = Q.( X - X0) α= Qr X 3500 = = = 0, 78 Q X r − X 8000 − 3500 (4.29) Trong đó: α : Tỷ lệ tuần hoàn Q: lưu lượng nước thải đi vào công trình xử lý(m3/ngày.đêm) Q= 500(m3/ngày.đêm) Qr : lưu lượng hỗn hợp bùn tuần hoàn lại (m3/ngày.đêm) . không điều hòa chung Q tb (L/s) 5 15 30 50 10 0 200 300 500 800 12 50 K ch 3 2,5 2 1, 8 1, 6 1, 4 1, 35 1, 25 1, 2 1, 15 4 .1 SONG CHẮN RÁC . )1( 3 ,1 − = (4 .15 ) lmg Plml /8 ,12 4 )15 ,0(/6 ,16 3 ,1 03,0 −× = Vậy P = 2,346 atm kPaPp p P 62 ,13 6 )13 46,2(35 ,10 1 )1( 35 ,10 1