Chương 1: Bể điều hòa

2Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA MỤC ĐÍCH Điều hòa lưu lượng MỤC ĐÍCH Điều hòa nồng độ 3 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA PHÂN LỌAI Chức năng Bể điều hòa lưu lượng, bể điều hòa nồng độ hoặc đồng thời điều hòa lưu lượng, nồng độ nước thải Chế độ hoạt động Gián đoạn theo chu kỳ, liên tục Nguyên tắc chuyển động Bể điều hòa hoạt động liên tục được chia ra: theo nguyên tắc đẩy, nguyên tắc xáo trộn (cưỡng bức và tự nhiên) 4 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA VỊ TRÍ Bể điều hòa lưu lượng: Đặt ở gần nơi tạo ra nước thải VỊ TRÍ BỂ ĐIỀU HÒA Bể điều hòa nồng độ (với lưu lượng ít hoặc không thay đổi): Đặt trong phạm vi xử lý 5Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA VỊ TRÍ BỂ ĐIỀU HÒA 1 Đặt sau bể lắng cát nếu nước thải có chứa một lượng lớn các tạp chất không tan vô cơ 2 Đặt trước bể lắng 1 nếu nước thải chứa chủ yếu là các chất bẩn không tan hữu cơ 3 Nếu trong sơ đồ có bể trộn (với hóa chất) thì nên đặt bể điều hòa trước bể trộn 6 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA THỜI GIAN ĐIỀU HÒA NỒNG ĐỘ Bể điều hòa làm việc theo nguyên tắc xáo trộn lý tưởng: thời gian lưu của tất cả các phần tử sẽ khác nhau (thay đổi từ 0 đến vô cực). Thời gian điều hòa (T): được xác định theo biểu đồ thay đổi lưu lượng và nồng độ. Bể điều hòa làm việc theo nguyên tắc đẩy lý tưởng: tất cả những phân tử chất lỏng có thời gian lưu lại như nhau. 7 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA DAO ĐỘNG THEO CHU KỲ Thời gian điều hòa T bằng chu kỳ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 140 120 100 80 60 40 20 Chu kỳ 6h Chu kỳ 6h Chu kỳ 6h Nồng độ, mg/l Giờ trong ngày Nồng độ trung bình 8 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA DAO ĐỘNG KHÔNG THEO CHU KỲ Thời gian điều hòa T bằng khỏang thời gian giữa hai giá trị tối đa. (của tích giữa lưu lượng và nồng độ). Phụ thuộc vào mức độ yêu cầu điều hòa nồng độ. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 140 120 100 80 60 40 20 Nồng độ, mg/l Giờ trong ngày Nồng độ sau khi điều hòa T = 2h Nồng độ sau khi điều hòa T = 3h 10 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA ĐIỀU HOÀ LƯU LƯỢNG Đảm bảo dung tích để điều hoà lưu lượng Không cần có hệ thống thiết bị khuấy trộn 11 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA ĐIỀU HOÀ LƯU LƯỢNG – NỒNG ĐỘ Đảm bảo dung tích để điều hoà lưu lượng và nồng độ. Phải có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo sự xáo trộn trong toàn bộ thể tích. 12 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA BỂ ĐIỀU HÒA LƯU LƯỢNG (BỂ HOẠT ĐỘNG LIÊN TỤC) 1 2 3 Làm việc theo nguyên tắc đẩy Làm việc theo nguyên tắc xáo trộn Làm việc khuấy trộn bằng cơ giới 13 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA BỂ ĐIỀU HÒA LÀM VIỆC THEO NGUYÊN TẮC ĐẨY (HÌNH CHỮ NHẬT) Kênh dẫn Nước thải Máng phân phối Tường chéo ngăn đôi Tường đứng Máng thu nước Kênh dẫn nước ra 14 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA BỂ ĐIỀU HÒA LÀM VIỆC THEO NGUYÊN TẮC ĐẨY (HÌNH TRÒN) Nước vào Nước ra Máng phân phối nước Máng thu nước 15 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA BỂ ĐIỀU HÒA LÀM VIỆC THEO NGUYÊN TẮC XÁO TRỘN Dẫn nước vào Không khí Hệ thống xả nước CẤU TẠO BỂ ĐiỀU HÒA SỤC KHÍ 16 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA ĐIỀU HÒA BẰNG CƠ GIỚI • Chi phí năng lượng lớn, tùy thuộc sức kháng của nước và tốc độ quay của máy. • Được sử dụng khi lưu lượng nước thải nhỏ 17 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA ĐIỀU HÒA VỚI TƯỜNG NGĂN Tường dọc Tường ngang 18 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA BỂ ĐIỀU HÒA TIẾP TUYẾN Nước đã điều hòa được qua các cửa sổ thu nước ở ống trung tâm và xả đi nhờ ống đặt ở đáy bể 19 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA BỂ ĐIỀU HÒA – BỂ LẮNG LY TÂM Điều hòa chất bẩn hòa tan và dễ dàng xả cặn lắng 20 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA 21 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA 22 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA CÁCH TÍNH TÓAN BỂ ĐIỀU HÒA Bước 1: Đo lưu lượng nước thải từng giờ từ 0 giờ ngày hôm trước đến 0 giờ ngày hôm sau. Bước 2: Tính toán tổng lượng nước thải ra môi trường theo từng giờ. Vẽ đồ thị biểu diễn tổng lượng nước thải ra môi trường theo từng giờ và tổng lượng nước thải theo lưu lượng trung bình thải ra môi trường theo từng giờ. 23 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA CÁCH TÍNH TÓAN BỂ ĐIỀU HÒA Bước 3: xác định điểm bụng của đồ thị, vẽ đường tiếp tuyến với đồ thị tại điểm bụng, hiệu số khoảng cách thẳng đứng chiếu từ điểm bụng của đường biểu diễn tổng lượng nước thải ra môi trường theo từng giờ đến đường biểu diễn tổng lượng nước thải theo lưu lượng trung bình thải ra môi trường theo từng giờ là thể tích cần thiết của bể điều lưu 24 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA CÁCH TÍNH TÓAN BỂ ĐIỀU HÒA 25 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA CÁCH TÍNH TÓAN BỂ ĐIỀU HÒA Trong thực tế bể điều lưu thường được thiết kế lớn hơn thể tích tính toán từ 10 ÷ 20% để phòng ngừa các trường hợp không tiên đoán được của sự biến động hàng ngày của lưu lượng; trong một số hệ thống xử lý người ta có thể bơm hoàn lưu một số nước thải về bể điều lưu (mặc dù điều này không được khuyến cáo 26 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA BÀI TẬP Tiến hành đo lưu lượng nước thải của một xí nghiệp, người ta ghi nhận được các số liệu được trình bày trong bảng bên dưới; hãy xác định thể tích bể điều lưu cần thiết. 27 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA 855.36844.914.110 816.48794.214.19 777.6743.412.98 738.7269711.67 699.84655.211.56 660.96613.811.55 622.08572.412.44 583.2527.813.63 544.32478.814.32 505.44427.3151 466.56373.315.2N 427.68318.61511 388.8264.614.510 349.92212.412.59 311.04167.47.28 272.16141.54.27 233.28126.43.56 194.4113.83.75 155.52100.54.64 116.6483.95.83 77.76637.82 38.8834.99.71 000M Trung bìnhThực tế 28 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA BÀI GIẢI Vẽ đồ thị thể tích nước thải cộng dồn theo lưu lượng thực tế và theo lưu lượng trung bình. Xác định điểm bụng của đường biểu diễn thể tích cộn dồn nước thải theo lưu lượng thực tế và vẽ đường tiếp tuyến tại điểm này. Tính khoảng giữa điểm bụng và điểm chiếu của nó lên đường biểu diễn thể tích nước thải cộng dồn theo lưu lượng trung bình. Đó chính là thể tích bể điều lưu theo lý thuyết. Thể tích bể điều lưu theo thực tế là (+20%) 180000 ft3 29 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA BÀI GIẢI 31 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA BỂ ĐIỀU HÒA LÀM VIỆC THEO NGUYÊN TẮC XÁO TRỘN XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH W = Wđh + Wmin – Wđh: dung tích cần thiết điều hòa lưu lượng nước thải (xác định theo biểu đồ). – Wmin: dung tích cần thiết điều hòa nồng độ Wmin = Q.T (m3) – Q: lưu lượng trung bình của nước thải, m3/h – T: thời gian điều hòa, h 32 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA BỂ ĐIỀU HÒA LƯU LƯỢNG (BỂ HOẠT ĐỘNG GIÁN ĐỌAN) Dung tích bể điều hòa W được xác định theo công thức: å= T i iitqW Trong đó: qi: lượng nước thải ứng với thời gian ti, m3/h. ti: khoảng thời gian ứng với nồng độ Ci, ti = 1h 33 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA BỂ ĐIỀU HÒA LƯU LƯỢNG (BỂ HOẠT ĐỘNG GIÁN ĐỌAN) å = = = ni i i htT 0 , T: chu kỳ điều hòa bằng thời gian làm việc của bể. Chu kỳ điều hòa tính toán chọn theo biểu đồ thay đổi nồng độ chất bẩn trong nước thải. Đó là thời gian giữa hai giá trị nồng độ lớn nhất. 34 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU ĐiỀU HÒA BỂ ĐIỀU HÒA LƯU LƯỢNG (BỂ HOẠT ĐỘNG GIÁN ĐỌAN) Nồng độ chất bẩn trong nước ra khỏi bể được xác định theo công thức: å= T i ii TB W qCC Trong đó: CTB: nồng độ trung bình của chất bẩn trong nước thải ra khỏi bể điều hòa, mg/l. Ci: nồng độ chất bẩn trong nước thải chảy vào bể điều hòa trong các giờ thứ ti, mg/l.