Bài tập 5: Môn kỹ thuật xử lý nước thải thiết kế bể điều lưu

TÊN SV: ĐOÀN HỒNG NHUNG MSSV:1090869 LỚP :MT0957A1 BÀI TẬP 5: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI THIẾT KẾ BỂ ĐIỀU LƯU 1. SƠ ĐỒ KHỐI CÁCH TÍNH BỂ ĐIỀU LƯU: Bắt đầu Tính lưu lượng trung bình Qtb = (m3) là tổng thể tích nước thải thải ra trong 24 giờ Lập bảng tính lưu lượng thực tế cộng dồn và lưu lượng trung bình cộng dồn Lưu lượng nước thải trong mỗi giờ Qi, lưu lượng trung bình Qtb Vẽ đồ thị biểu diễn tổng thể tích nước thải theo giờ Q thực tế cộng dồn và Qtb cộng dồn Trường hợp 1 đường biểu diễn Q thực tế cộng dồn nằm 1 bên đường của Qtb cộng dồn Xác định điểm bụng, vẽ tiếp tuyến song song với đường Qtb cộng dồn, từ điểm bụng vẽ đường thẳng song song trục tung cắt đường thẳng Qtb cộng dồn tại 1 điểm và cắt tiếp tuyến tại 1 điểm chiếu 2 điểm đó vào trục tung ta được điểm A và B Trường hợp 2 đường biểu diễn Q thực tế cộng dồn nằm 2 bên đường của Qtb cộng dồn Xác định 2 điểm bụng, vẽ 2 tiếp tuyến song song với đường Qtb cộng dồn, vẽ đường thẳng bất kì song song trục tung cắt 2 đường tiếp tuyến tại 2 điểm,chiếu 2 điểm đó vào trục tung ta được điểm A và B Số liệu cần thiết Quy chuẩn tuân theo Tính thề tích phần chứa nước của bể điều lưu V = A – B Tính thể tích hữu dụng thực tế của bể điều lưu Vhd = V +20%*V A, B Tính thề tích phần chứa nước của bể điều lưu V Tính diện tích bề mặt của bể điều lưu A = Vhđ, Chọn chiều sâu hoạt động của bể hhđ Tính thể tích xây dựng bể: Vxd = A* (hhđ +Hchết) A, hhđ Chọn cao trình miệng cống h và chiều cao tránh nước mưa chảy tràn hct → Hchết = h + hct Tính chiều rộng bể: W = A, Chọn chiều dài bể bằng 2 lần chiều rộng bể : L = 2W Tính chiều dài bể: L = 2W Tính lượng không khí cần thiết để cung cấp cho bể: Vkk =Vhd * 0,015 Chiều rộng bể W Thể tích hữu dụng của bể Vhd Tính lượng oxy cần cung cấp của máy khuấy: Moxy = Thể tích không khí cần thiết cung cấp cho bể Vkk Tính công suất máy khuấy: P = Moxy, chọn hiệu suất cung cấp khí của máy khuấy Hk Tính Công suất máy bơm: N = Q: lưu lượng nước trung bình trong ngày,H: cột áp của bơm,ρ: khối lượng riêng của chất lỏng,g, η: hiệu suất của bơm mH2O (H = Hhút + Hđẩy + )Với : tổn thất các van, khóa, uốn của đường ống, η = 0,73 ÷ 0,93 Tính công suất thực tế của bơm: Ntt = 1,5 * N Bố trí các bơm và máy khuấy cho phù hợp Kết thúc Kiểm tra và xuất bản vẽ 2. ÁP DỤNG THIẾT KẾ BỂ ĐIỀU LƯU CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY HẢI SẢN Do lượng nước thải từ nhà máy thải ra không đồng đều tại các thời điểm khác nhau nhưng hệ thống xử lý sinh học phía sau thì hoạt động 24/24 và cần cung cấp một lượng nước thải ổn định để tránh hiện tượng ‘shock’ do lưu lượng không ổn định. Vì vậy ta cần thiết kế bể điều lưu để điều hoà lưu lượng một cách ổn định các dưỡng chất cần thiết cho hệ thống sinh học phía sau. Bảng. Các thông số sử dụng thiết kế bể điều lưu STT Các thông số Đơn vị Khoảng cho phép Giá trị thiết kế 1 Lưu lượng nước thải m3/day 1770 2 Lượng khí cung cấp (Mk) m3/m3*phut 0,015 3 Hiệu suất cung cấp khí (Hk) kgO2/hp*h 0,544÷1,089 1 4 Chiều cao tránh mưa chảy tràn (H1) m 0,2 5 Chiều sâu hoạt động của bể (H) m 3 (Nguồn: Phương pháp xử lý nước thải – Lê Hoàng Việt Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai) Số giờ xả thải của nhà máy là 24 giờ nên ta có lưu lượng xả thải trung bình của nhà máy là: Bảng. Lưu lượng nước thải của nhà máy đo được trong 24 giờ Giờ đo Lưu lượng nước thải đo được Lưu lượng thực tế cộng dồn Lưu lượng trung bình cộng dồn (m3/h) 0 0 0 0 1 45 45 73,75 2 48 93 147,5 3 57 150 221,25 4 60 210 295 5 90 300 368,75 6 94 394 442,5 7 98 492 516,25 8 150 642 590 9 76 718 663,75 10 70 788 737,5 11 85 873 811,25 12 95 968 885 13 85 1053 958,75 14 85 1138 1032,5 15 75 1213 1106,25 16 60 1273 1180 17 100 1373 1253,75 18 75 1448 1327,5 19 80 1528 1401,25 20 71 1599 1475 21 60 1659 1548,75 22 61 1720 1622,5 23 50 1770 1696,25 24 0 1770 1770 Dựa vào bảng trên ta có đồ thị biễu diễn tổng thể tích nước thải theo giờ như sau: A B Từ đồ thị trên ta xác định được : A = 860 m3 ; B = 660m3 Vậy: Thể tích phần chứa nước của bể điều lưu là: V = A – B = 860 – 660 = 200m3 Thể tích hữu dụng thực tế của bể điều lưu là thể tích tính toán cộng thêm 20% để phòng ngừa các biến động lưu lượng do thời vụ sản xuất → Vhd = V +20%*V = 200 + 0,2*200 = 240m3. Chọn độ cao tránh nước mưa chảy tràn là: hct = 0,2 (m). Gọi h1 là cao trình miệng cống, chọn h = 0,5(m). Chúng ta cần phải cộng thêm vào chiều sâu của bể điều lưu một đoạn Hchết = h + 0,2 = 0,5 +0,2 = 0,7 m để bù vào cao trình và nổi lên 0,2m để tránh nước mưa chảy tràn vào bể. Chọn chiều sâu hoạt động của bể là: hhđ = 3 (m). Diện tích bề mặt của bể điều lưu là: A = Thể tích xây dựng bể là: Vxd = A* (hhđ +Hchết) = 80*(3 + 0,7) = 296m3 Ta thiết kế bể điều lưu hình chữ nhật. Chọn chiều dài bể bằng 2 lần chiều rộng bể : L = 2W Ta có: A = L*W → W = → Chiều dài bể L =2W =2*6,32 =12,64m Trong bể điều lưu ta sẽ gắn thêm các máy khuấy để duy trì chất rắn ở trạng thái lơ lững và cung cấp một lượng không khí là 0,015m3/ m3. phút cho bể để tránh việc các chất hữu cơ phân hủy trong điều kiện yếm khí sinh mùi hôi. Với thể tích hữu dụng của bể là 240m3, lượng không khí cần thiết để cung cấp cho bể là: Vkk =Vhd * 0,015 = 240 * 0,015 = 3,6 m3/phút = 216 m3/h Ở điều kiện tiêu chuẩn 1m3 không khí nặng 1,2kg và oxy chiếm 23% khối lượng. Vậy máy khuấy cần phải có khả năng cung cấp một lượng oxy là: Moxy = 216*1,2*0,23 = 59,616 kgO2/h Chọn hiệu suất cung cấp khí của máy khuấy đảo bề mặt vận tốc thấp là : Hk = 1kgO2/hp*h. Công suất máy khuấy là: P = hp Ta chọn 3 máy khuấy mỗi máy có công suất 20hp phân bố đều trên bề mặt bể và được đặt neo cố định trên phao nổi để đảm bảo máy khuấy hoạt động tốt khi mực nước thay đổi. Ở bể điều lưu ta đặt 2 bơm chìm (1 bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng) Công suất máy bơm: N = = = 1,76 kW Trong đó : Q: lưu lượng nước trung bình trong ngày , m3/ngày. H: cột áp của bơm, mH2O (H = Hhút + Hđẩy + = 0,5 + 5,0 + 1,5 = 7m. Với : tổn thất các van, khóa, uốn của đường ống, chọn = 1,5m) ρ: khối lượng riêng của chất lỏng Nước: ρ = 1000kg/m3 Bùn: ρ = 1006 kg/m3 g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 η: hiệu suất của bơm, η = 0,73 ÷ 0,93 chọn η = 0.8 Công suất thực tế của bơm : Ntt = 1,5 * N = 1,5 * 1,76 = 2,64 kW = 3,54hp ( vì 1kW = 1,34 hp) Chọn máy bơm 4hp. Đặt 2 bơm 4 hp ,1 bơm làm việc,1 bơm dự phòng. Ta còn gắn thêm van điều áp ở máy bơm để tránh hiện tượng máy chạy hết công suất gây thiếu hụt nước trong bể điều lưu. Các máy khuấy được đặt trên các phao nổi, khoảng cách giữa cánh khuấy và đáy bể phải có một khoảng cách an toàn tránh sự va đập giữa cánh khuấy và đáy bể làm hư hỏng cánh khuấy. Ngoài ra nên lắp thêm các thiết bị khác: hệ thống để nước chảy tràn khi bơm bị hỏng; thiết bị lấy các chất rắn nổi, các chất dầu mỡ bám hay bọt bám vào các thành bể; các vòi phun nước rửa các bọt, dầu mỡ bám vào các thành bể; đáy bể nên lắp hệ thống thoát nước để có thể tháo cạn nước khi cần thiết… Chọn chiều dài từ bể lắng cát đến bể điều lưu: L =3 m Cao trình mực nước ở đầu bể điều lưu: Zmuc nuoc (dau be dieu luu) = Zmuc nuoc (cuoi be lang cat) – L*imin = - 0,46 – 3*0,003 = - 0,469 m Cao trình đáy bể điều lưu ở đầu bể: Zday be (dau be dieu luu) = Zmuc nuoc (dau be dieu luu) – hhđ = - 0,469 – 3 = -3,469 m Cao trình mực nước ở cuối bể điều lưu Zmuc nuoc (cuoi be dieu luu) = Zmuc nuoc (dau be dieu luu) – L*imin = - 0,469 – 12,64*0,003 = - 0,507 m Trong đó: L = 12,64(m) là chiều dài bể điều lưu Cao trình đáy bể điều lưu ở cuối bể: Zday be (dau be dieu luu) = Zmuc nuoc (cuoi be dieu luu) – hhđ = - 0,507 – 3 = - 3,507m hhđ Hchết 0,2m