Bài tập 4: Môn kỹ thuật xử lý nước thải thiết kế bể lắng cát

TÊN SINH VIÊN: ĐOÀN HỒNG NHUNG MSSV: 1090869 LỚP: MT0957A1 BÀI TẬP 4: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI THIẾT KẾ BỂ LẮNG CÁT SƠ ĐỒ KHỐI CÁCH TÍNH BỂ LẮNG CÁT: Bắt đầu Số liệu cần thiết Quy chuẩn tuân theo Tính diện tích bề mặt của bể lắng cát Qmax, Kích thước nhỏ nhất của cát d (tra bảng) → U0 (tra bảng)→ chọn K Tính tỷ lệ dài/sâu của bể Chọn v = 0,24 ¸ 0,40 (m/s) Chọn vận tốc chuyển động ngang v Chọn H sâu hơn dòng chảy phía trước nhưng không quá 1,2 lần. H thường chọn là 0,5 ¸ 1,2 m Tính chiều dài của bể L = Chọn chiều sâu công tác của bể H Tính chiều rộng của bể W = A, L Q, Giả sử lượng cát có trong Y m3 nước thải là X Tính lượng cát có trong Q lưu lượng nước thải/ 1 ngày G = Tính khối lượng cát tích lại trong N ngày lấy cát Gcát = G * rc *N Tính thể tích cát trong N ngày Vcát = Chiều sâu lớp cát trong N ngày Hcát = Tính chiều sâu tổng cộng của bể Htổng = Hchết + H + Hcát Tính thể tích hữu dụng của bể Vhd = H * A Kiểm tra thời gian lưu tồn của bể ở Qmax : ở Qmin: Kết thúc Kiểm tra và xuất bản vẽ N (số ngày lấy cát), G, rc Gcát, rc Vcát, A H, Hchết, Hcát H, A Vhd, Qmax, Qmin 2. ÁP DỤNG THIẾT KẾ BỂ LẮNG CÁT (NGANG) CHO NHÀ MÁY THỦY HẢI SẢN Bảng : Các thông số sử dụng để thiết kế bể lắng cát STT Các thông số Đơn vị Khoảng cho phép Giá trị thiết kế 1 Lưu lượng tổng Q m3/ngày 1770 2 Kích thước hạt cát mm 0,25 3 Thời gian tồn lưu nước s 45 ÷ 90 60 4 Vận tốc chuyển động ngang m/s 0,24 ÷0,40 0,25 5 Lưu lượng tải đỉnh Qmax m3/s 0,0389 6 Lưu lượng Qmin m3/s 0,0103 7 Trọng lượng riêng của cát rc Kg/m3 1600 8 Chiều sâu công tác của bể (H) m 0,5 ÷ 1,2 0,5 (Nguồn: Phương pháp xử lý nước thải – Lê Hoàng Việt Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai) Bảng tải trọng bề mặt của bể lắng cát ở 150C Đường kính hạt (mm) Tải trọng bề mặt của bể lắng cát U0 ở 150C (mm/s) 0,10 5,12 0,12 7,37 0,15 11,5 0,20 18,7 0,25 24,2 0,30 28,3 0,35 34,5 0,40 40,7 0,50 51,6 (Nguồn: Lê Hoàng Việt – Bài tập Phương pháp xử lý nước thải) Giả sử: kích thước nhỏ nhất của hạt cát cần giữ lại là 0,25 mm Tra bảng ta có vận tốc lắng của hạt là 24,2 mm/s => tải trọng bề mặt của bể lắng cát ở 15oC là: U0 = 0,0242 m/s Với U0 = 24,2 mm/s thì hệ số kinh nghiệm tính đến dòng chảy rối trong bể: K= 1,3 (theo TCXDVN 7957:2008,Trang 52) Ta có: Qmax = 0,0389 (m3/s) Qmin = 0,0103 (m3/s) Diện tích bề mặt của bể lắng cát: (m2) Chọn vận tốc chuyển động ngang qua bể là v = 0,25 (m/s) Với U0 = 24,2 mm/s vận tốc lớn nhất của nước chảy qua bể là vmax =0,3m/s (theo TCXDVN 7957:2008, Trang 53) Tỷ lệ dài/sâu của bể: Chọn chiều sâu công tác của bể H = 0,6 m (H sâu hơn dòng chảy nhưng không quá 1,2 lần) Chiều dài bể lắng cát thiết kế: L = Chiều rộng của bể lắng cát là: W = Chọn chiều sâu miệng dưới cống là 0,5 (m). Chọn chiều cao tránh nước mưa chảy tràn là 0,2 (m). Chiều cao chết Hchết = 0,5 + 0,2 =0,7 (m). Giả sử lượng cát trong nước thải là 0.03m3 cát ứng với 1000 m3 nước thải.Vậy lượng cát có trong 1770m3 nước thải trên một ngày là: G = Chọn thời gian lấy cát ra khỏi bể là 7 ngày. Giả sử hiệu suất lắng là 100%, vậy khối lượng cát tích lại trong 7 ngày là: Gcát= G * rc * 7 = 0,0531* 1600 * 7 = 594,72 kg (Trong đó: rc = 1600 kg/m3 là trọng lượng riêng của cát) Thể tích cát trong 7 ngày là: Vcát = Chiều sâu lớp cát trong 7 ngày: Hcát = Chọn độ giảm áp của bể lắng cát là: Hhạ= 30% độ sâu ngập nước của bể ( h = 30 ÷ 40 % H theo_ bài giảng KTXL nước thải_Lê Hoàng Việt) Hhạ = 30%*H = 0,3*0,6 =0,18m Chiều sâu hạ thấp đầu ra để bù vào độ giảm áp của bể lắng cát: Hbù = Hhạ = 0,18m Chiều sâu tổng cộng của bể là: Htổng = Hchết + H + Hcát + Hbù = 0,7 +0,6 +0,178 +0,18=1,658m Thể tích hữu dụng của bể là: Vhd = H*A = 0,6 * 2,09 = 1,254 m3 Kiểm tra thời gian tồn lưu: ở Qmax : ở Qmin : TheoTCVN 7957 :2008 thời gian tồn lưu nước trong bể lắng cát không nhỏ hơn 30s =>So với tiêu chuẩn trong TCVN 7957 :2008 thì thời gian tồn lưu thỏa Các thiết bị kèm theo khi thiết kế bể lắng cát: Thanh gạt đặt dưới đáy bể dùng để cào cát. Hố thu cát. Sân phơi cát. Lang can bảo vệ cao từ 0.8 (m) đến 1.2 (m). Giá trị chọn thiết kế là 0.8 (m). Sau 7 ngày lấy cát bằng máy bơm. Để bố trí mặt bằng được đẹp hơn ta thiết kế them hố thu cát hình chóp cụt đáy hình chữ nhật: Vì thể tích cát là Vcát = 0,3717m3 nên ta sẽ thiết kế hố thu cát có thể tích Vhố thu = 0,4 (m3) + Chọn chiều rộng miệng (đáy lớn hình chóp) của hố thu cát đúng bằng chiều rộng của bể lắng cát: Wmieng= W = 0,26 m + Chiều dài miệng (đáy lớn hình chóp) của hố thu là: Lmiệng = 2*Wmiệng = 2*0.26 = 0,52m + Chọn chiều rộng đáy (đáy nhỏ hình chóp) của hố thu cát: Wday = 0,13m + Chiều dài đáy (đáy nhỏ hình chóp) của hố thu cát:Lday = 2* Wday = 2*0,13 =0,26m + Chiều cao hố thu là: Hht = = = 5,07m Từ cao trình mực nước ở cuối song chắn rác : Zmực nước ( cuối SCR) = – 0,43m Chọn chiều dài từ cuối song chắn rác đến bể lắng cát là 4m Cao trình mực nước đầu bể lắng cát: Zmuc nuoc(dau be) = Zmực nước ( cuối SCR) – L*imin = - 0,43 – 4* 0,003 = -0,442 (m) Cao trình đáy bể lắng cát ở đầu bể: Zday be (dau be) = Zmuc nuoc (dau be) – H = -0,442 – 0,5 = -0,942 m Cao trình mực nước cuối bể lắng cát là: Zmuc nuoc (cuoi be) = Zmuc nuoc(dau be) – L * imin = -0,442 – 6,72* 0,003 = - 0,46 m Trong đó: L = 6,72( m) là chiều dài bể lắng cát Cao trình đáy bể lắng cát (cuối bể): Zday be (cuoi bể) = Zmuc nuoc (cuoi be) - H = - 0,46– 0,5 = -0,96 (m) Hcát H Hchết Hố thu cát L W