CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Chia sẻ: Nguyễn Văn Thảo | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:62

Thêm vào BST

Báo xấu

278
lượt xem 107
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên biết cách trình bày một đồ án tốt nghiệp đạt kết quả cao. Nước thải từ các khu công nghiệp được xử lý sơ bộ trước khi xả ra hệ thống thoát nước thành phố. Chất lượng nước thải đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn loại C theo TCVN 5945-1995.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI

ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÁC TÀI LIỆU TÍNH TOÁN 5.1. Lưu lượng nước thải 5.1.1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp của toàn thị xã là: Q = 27311 (m3/ng.đ). Ta lấy tròn số là 28400 (m3/ng.đ). a. Nước thải sinh hoạt  Dân số thành phố: 150000 người  Tiêu chuẩn thải nước theo quy hoạch đến năm 2020: 140 l/ng.ngđ  Lưu lượng nước thải sinh hoạt Qsh = 16952 (m3/ng.đ)  Nước thải từ các công trình công cộng: Qcc = 790 (m3/ng.đ)  Hàm lượng chất lơ lửng: Csh = 440 (mg/l) b. Nước thải sản xuất từ các khu công nghiệp QCN = 9569 (m3/ng.đ). Trong đó  KhuCN I: 7514 (m3/ng.đ)  Khu CN II: 1686 (m3/ng.đ)  Khu CN III: 369 (m3/ng.đ) Nước thải từ các khu công nghiệp được xử lý sơ bộ trước khi xả ra hệ thống thoát nước thành phố. Chất lượng nước thải đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn loại C theo TCVN 5945-1995. Ta lấy các thông số tính toán cho các công trình xử lý ở giá trị giới hạn lớn nhất: ♦ Nhu cầu oxy sinh hoá hoàn toàn của nước thải : BOD5 = 200 (mg/l) ♦ Hàm lượng chất lơ lửng: C = 220 (mg/l) ♦ Nhu cầu oxy hoá học của nước thải: COD = 400(mg/l) c. Tổng lưu lượng nước thải toàn thị xã 48 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH Q = 28400 ( m3/ng.đ) d. Điều kiện khí hậu của Thị xã  Nhiệt độ trung bình năm là: 23.8 0C.  Nhiệt độ trung bình của nước thải: 23.5 0C. e. Số liệu địa chất thuỷ văn của sông Rào Cái:  Lưu lượng trung bình nhỏ nhất của sông : Q = 13.6( m3/s)  Vận tốc trung bình của dòng chảy : v = 0,45 (m/s)  Chiều sâu trung bình của nước trong sông: HTB = 2 (m)  Hàm lượng chất lơ lửng CS = 15 (mg/l)  Nhu cầu ô xy hoá sinh: LS = BOD5 = 3 (mg/l)  Hàm lượng o xy hoà tan trong nước: DO = 05 = 6.4  COD = 20 (mg/l)  pH = 7.5 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI. 5.2. 5.2.1. Lưu luợng tính toán đặc trưng của nước thải. ♦ Lưu lượng thiết kế trạm xử lý là: Q = 28400 (m3/ng.đ) ♦ Lưu lượng trung bình giờ: Qngd 28400 Qh = = = 1183.3( m 3 / h) TB 24 24 ♦ Lưu lượng trung bình giây : tb Qh 1183.3 q stb = = = 328.7(l / s) 3 .6 3 .6 ♦ Lưu lượng giờ lớn nhất: Qhmax = 1674.88 (m3/h) ♦ Lưu lượng giây lớn nhất: max Qh 1674.88 = max qs = = 465.24 (l/s) 3,6 3,6 ♦ Lưu lượng giờ nhỏ nhất: Qhmin = 376.92 (m3/h) ♦ Lưu lượng giây nhỏ nhất: 49 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH min Qh 376.92 q smin = = = 104.7(l / s) 3.6 3.6 5.2.2. Xác định nồng độ bẩn của nước thải: a. Hàm lượng chất lơ lửng: ♦ Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt được tính: a × 1000 CSH = (mg/l) q0 Trong đó: ♦ a: Lượng chất lơ lửng của người dân thải ra trong một ngày đêm. Theo bảng 23 TCXD51-84 ta có a = 55 (g/ng - ng.đ) ♦ q0: Tiêu chuẩn thải nước của khu vực là như nhau : q0 = 140 (l/người - ng.đ) a × 1000 55 × 1000 = = 392.85 (mg/l) C = 140 q0 SH - Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sản xuất: CCNI= CCNII = CCNiII = 220 (mg/l) - Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải được tính: Σ(C × Q sh ) + Σ(C CN × QCN ) sh C hh = (mg / l ). ΣQsh + ΣQCN (17741 × 440) + (9569 × 220) Chh = =349 (mg/l) 28400 Vậy Chh = 349 (mg/l). b. Hàm lượng BOD5 của nước thải: Hàm lượng BOD5 của nước thải sinh hoạt được tính: a0 × 1000 LSH = (mg/l) q0 Trong đó: ♦ a0 : lượng BOD5 một người thải ra trong một ngày đêm. Theo bảng 23-20 TCXD51-84 ta có L0 = 35 g/người - ngđ (Tính theo nước thải đã lắng sơ bộ). ♦ q0 : tiêu chuẩn thải nước của khu vực. 50 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH a 0 × 1000 35 × 1000 = = 250(mg / l ) LSH = qI0 140 Nước thải sản xuất: Hàm lượng BOD5 của nước thải công nghiệp Là: LCN = 200 mg/l Hàm lượng BOD trong hỗn hợp nước thải được tính: ( LSH × QSH + ( LCN × QCN ) LHH = Q SH + Q CN 17741 × 250 + 200 × 9569) L HH = = 223.56(mg / l ). 28400 Vậy: LHH = 223.56 (mg/l) 5.2.3. Dân số tương đương. Dân số tương đương tính theo chất lơ lửng được tính theo công thức: C CN × QCN 220 × 9569 = = 38276 (người) Ntđ = SH 55 a0 NTT = Nthực + Ntd = 150000 + 38276 = 188276 (người) Dân số tương đương theo BOD5 được tính theo công thức: LHH × QCN 200 × 9569 = 54680 (người) Ntđ= = a0 35 ♦ Dân số tính toán:  Dân số toàn thành phố: N = 150000 (người)  Dân số tính toán theo chất lơ lửng: NTT = Nthực + Ntd = 150000 + 38276 = 188276 (người) NTT = 188300 (người) Lấy tròn:  Dân số tính toán theo BOD5 : NTT = Nthực + Ntd = 150000 + 54680 = 204680 (người) Lấy tròn NTT = 204700 (người 5.2.4. Mức độ cần thiết làm sạch của nước thải. 51 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH Để lựa chọn phương án xử lý thích hợp và đảm bảo nước thải khi xả ra nguồn đạt các yêu cầu vệ sinh ta cần tiến hành xác định mức độ cần thiết làm sạch. Nước thải sau khi xử lý được xả vào sông Rào Cái nên ta cần xét tới khả năng tự làm sạch của sông. a. Mức độ xáo trộn và pha loãng: Để tính toán lưu lượng nước sông tham gia vào quá trình pha loãng ta xác định hệ số xáo trộn a. Theo V.A.Frôlốp và I.D.Rodzille thì hệ số xáo trộn a được tính theo công thức: 3 1 − e −α L Q a= 3 1 + e −α L q Trong đó: ♦ α : Hệ số tính toán đến các yếu tố thuỷ lực trong quá trình xáo trộn được tính toán theo công thức: E α = ϕ .ξ .3 q ♦ ϕ : Hệ số tính toán đến độ khúc khuỷ của sông: L ϕ= Lo  L: Khoảng cách từ cống xả đến điểm tính toán theo lạch sông.  L = 2000 m  L0: Khoảng cách từ cống xả đến điểm tính toán theo đường thẳng. L0 = 1600 m. 2000 = 1,25 → ϕ= 1600  ξ : Hệ số phụ thuộc vào vị trí xả nước thải.( ξ =1,5 (với vị trí cống xả đặt ở xa bờ).  E: Hệ số dòng chảy rối. Ta coi như suốt dọc đường từ cống xả đến điểm tính toán, sông có chiều sâu và vận tốc thay đổi không đáng kể. Do vậy E được tính theo công thức: 52 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH 0,45 × 2,5 v TB .H TB = 0,005625 E= = 200 200 VTB: Vận tốc trung bình của sông (v = 0,45 m/s) H: Chiều sâu trung bình của nước trong sông Rào Cái (H = 2 m) ♦ q: Lưu lượng trung bình giây của nước thải q = 0,329 (m3/s). Từ đó ta có: 0,005625 α = 1,25 × 1,5 × 3 = 0,483 0,329 Vậy: 3 1 − e −0, 483 2000 a= = 0,911 13.6 3 × e − 0, 483 2000 1+ 0,329 Số lần pha loãng nước thải với nước sông được tính: aQ + q 0,911 × 13.6 + 0,329 = 39 (lần) n= = q 0,329 b. Mức độ cần thiết làm sạch theo chất lơ lửng: Hàm lượng chất lơ lửng cho phép của nước thải khi xả vào nguồn được tính: Q + 1) + b S m = p(a q Trong đó: ♦ a = 0,911 ♦ q = 0,329 (m3/s) ♦ Q = 13.6 (m3/s) ♦ p = 1 mg/l: hàm lượng chất lơ lửng tăng cho phép trong nước nguồn - đối với nguồn loại I (Bảng 47-20 TCVN 51-84). ♦ bS = 15 mg/l: hàm lượng chất lơ lửng trong nước sông trước khi xả nước thải vào. Từ đó ta có lượng chất lơ lửng cho phép sau khi xả nước thêm vào nguồn:  0.911 × 13.9  + 1 + 15 = 54.49 (mg/l) m = 1×   0,329  Mức độ cần thiết làm sạch theo chất lơ lửng được tính theo công thức: 53 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH C HH − m 349 − 52,49 × 100% = × 100% = 84,95% D= C HH 349 c. Mức độ cần thiết làm sạch theo BOD5 của hỗn hợp nước thải và nước nguồn: ♦ NOS của nước thải sau khi xử lý vào nguồn không được vượt quá giá trị nêu ra trong ″Nguyên tắc vệ sinh khi xả nước thải ra sông ” . Theo phụ lục 1- 20TCXD 51-84 thì nước thải sau khi hoà trộn với nước sông BOD5 của sông không được vượt quá 4mg/l hay BOD5 không vượt quá 4mg/l (Lcf = 4mg/l) (đối với nguồn loại I). ♦ BOD5 của nước thải cần đạt sau khi xử lý (LT) được tính theo: a × Q  L cf L  − k1t − L s  + −cf 1t LT = k q  10  10 Trong đó:  a = 0,911  q =0,329 (m3/s)  Q =13.6 (m3/s).  Ls = 3 mg/l  K1 : hằng số tốc độ nhu cầu ôxy của hỗn hợp nước thải và nước nguồn ở 200C thì K1(200C) = 0,1. Với nước sông ở 23.80C thì K1(23.80C)= K1(200C)× 1,047T-20 ⇒ K1(23.80C) = 0,1× 1,04723.8-20 = 0,119  t: thời gian dòng chảy từ vị trí xả đến điểm tính toán tính theo ngày đêm. 2000 L t= = = 0,00514 (ng.đ) v tb .86400 0,45× 86400 Từ đó ta có: 0,911 × 13.6   4 4  −0,119×0,00514 − 3  + −0,119×0, 00514 = 41.87(mgl) LT = 0,329  10  10 Theo tiêu chuẩn 188 – 1996 quy định nồng độ giới hạn cho phép BOD5 khi xả nước thải vào nguồn loại A là 20 (mg/l) nên phải lấy lượng BOD cần xử lý là 20 (mg/l) do đó mức độ cần thiết làm sạch theo BOD5 được tính theo công thức: L HH − L T 223.56 − 20 × 100% = × 100% = 91,05% D= L HH 223.56 54 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH d. Mức độ cần thiết làm sạch theo lượng ôxy hoà tan trong nước nguồn: ♦ Việc xác định mức độ cần thiết làm sạch theo lượng oxy hoà tan dựa vào sự hấp thụ oxy hoà tan trong nước nguồn bởi vị trí cống xả. Với điều kiện nếu lượng oxy trong nước sông giảm không nhỏ hơn 4mg/l trong vòng 2 ngày đêm đầu thì không giảm trong những ngày tiếp theo. ♦ Khi đó hàm lượng cho phép của nước thải theo BOD5 (LT) được tính: a.Q 4 (O S − 0,4.L S − 4) − LT = q × 0.55 0,4 Ta có:  a = 0,911  Os = 6.4 mg/l  Q = 13.6 m3/s  Ls = 3 mg/l  q = 0,329 m3/s 0,911 × 13.6 ( 6.4 − 0,4 × 3 − 4) − 4 = 74.89 (mg/l) LT = 0,55 × 0,329 0,55 Mức độ cần thiết làm sạch theo lượng ôxy hòa tan được tính: LHH − LT 223.56 − 74.89 × 100% = × 100% = 66.5% D= LHH 223.56 5.3. CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ VÀ SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ. 5.3.1. Chọn phương án xử lý. ♦ Các thông số cần thiết:  Theo BOD5 : D = 91,05%  Theo DO : D = 66.5%  Theo C : D = 84.95 % ♦ Công suất trạm : Q =28400 m3/ng.đ Để đảm bảo vệ sinh nguồn nước, ta quyết định chọn phương pháp xử lý sinh học hoàn toàn theo điều kiện nhân tạo. Xử lý nước thải với mức độ làm sạch theo BOD5 với D = 91,05%. 5.3.2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ. Sơ đồ và các công trình xử lý thành phần trong trạm xử lý nước thải phụ thuộc vào các yếu tố sau: 55 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH Mức độ cần thiết làm sạch nước thải, điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn, các yếu tố địa phương và các tính toán kinh tế kỹ thuật của khu vực. Ta chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ như sau: Sơ đồ I Sơ đồ II 5.4 TÍNH TOÁN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ VÀ THUỶ LỰC PHƯƠNG ÁN I. 56 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH 5.4.1.NGĂN TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI. - Nước thải của thành phố được bơm từ ngăn thu nước thải trong trạm bơm lên ngăn tiếp nhận nước thải theo đường hai ống áp. Ngăn tiếp nhận được bố trí ở vị trí cao để từ đó nước thải có thể tự chảy qua các công trình của trạm xử lý. - Lưu lượng tính toán: + lưu lượng trung bình giờ: QhTB = 1208,3 (m3/h) + Lưu lượng giờ max : Qhmax = 1771 (m3/h) + Lưu lượng trung bình giây: qsTB = 336 (l/s). + Lưu lượng giây max: qsmax = 492 (l/s) + Lưu lượng giây min: qsmin = 130 (l/s) Dựa vào lưu lượng giờ max : Qhmax = 1771 (m3/h), tra bảng 9.1 _ giáo trình XLNT (trang 333) ta có kích thước của ngăn tiếp nhận được lấy như sau: A B H H1 h H1 b l l1 D 2000 2300 2000 1600 750 900 600 1000 1200 500 m Æ c ¾t i i - ii t m Æ c ¾t i - i t 800 1300 800 1600 2300 mÆ b » n g t ii 1000 i i 800 ii ii hình 5.1- Ngăn tiếp nhận 5.4.2. Song chắn rác. 57 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH Nước thải được dẫn đến từ ngăn tiếp nhận đến các công trình tiếp theo bằng mương có tiết diện hình chữ nhật. Bảng 5.1 - Kết quả tính toán thủy lực của mương. Lưu lượng tính toán (l/s) Thông số tính toán qtb= 336 qmax = 492 qmin = 130 Độ dốc i 0.012 0.012 0.012 Chiều ngang B (mm) 800 800 800 Tốc độ v(m/s) 0,92 0,98 0,7 Độ đầy h(m) 0,5 0,63 0.23 Nước từ mương dân này được dân đến song chắn rác bằng 2 mương độc lập nhau kế quả mương dẫn nước vào song chăn rác là: Bảng 5.2 - Kết quả tính toán thủy lực của mương dẫn vào song chăn rác. Lưu lượng tính toán (l/s) Thông số tính toán qtb= 168 qmax = 246 qmin = 65 Độ dốc i 0.0014 0.0014 0.0014 Chiều ngang B (mm) 600 600 600 Tốc độ v(m/s) 0,8 0,88 0,63 Độ đầy h(m) 0,35 0,47 0.17 Chọn hai song chắn rác làm việc, một song dự phòng. Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng chiều sâu lớp nước trong mương dẫn ứng với vận tốc max. h1 = hmax = 0,47 (m) - Số khe hở ở song chắn rác được tính: q max n= × k0 v × b × h1 Trong đó: 58 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH k0 = 1,05 - hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy, cào rác bằng cơ giới. n: Số khe hở qmax = 246 l/s = 0,246 m3/l - lưu lượng giây lớn nhất của nước thải). v - tốc độ nước chảy qua song chắn rác (0,8 ÷ 1 m/s); chọn v = 0.9 (m/s). b = 0,016 m - khoảng cách giữa các khe hở của song chắn. 0,246 × 1,05 = 38 (khe) N= 0,9 × 0,016× 0.47 - Chiều rộng mỗi song chắn được tính theo công thức: Bs = S( n1 + 1) + b.n1 Trong đó: S - Chiều dày thanh song chắn = 0,008 (m) Vậy Bs = 0,008× (38 + 1) + 0,016× 38 = 0,92 (m). Kiểm tra lại vận tốc dòng chảy tại vị trí mở rộng của mương trước song chắn ứng với lưu lượng nước thải nhỏ nhất nhằm tránh sự lắng cặn tại đó. Vận tốc này phải > 0,4 m/s. Với qmin =65 l/s = 0,065 m3/s. q min 0,065 v min = = = 0,42 (m/s) 0,92× 0,18 Bs .h min Với hmin = 0,17 m. Kết quả trên thoả mãn yêu cầu tránh lắng cặn. - Tổn thất áp lực qua song chắn: 2 V max hs = ξ ×k 2g Trong đó: Vmax = 0,88 m/s, vận tốc nước ở kênh trước song chắn ứng với lưu lượng lớn nhất. k - hệ số tính đến hệ số tổn thất áp lực do vướng mắc rác ở song chắn. k = 3,36.Vs - 1,32 , ở đây ta lấy sơ bộ =3 ξ - hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn, phụ thuộc vào loại song chắn (hình dáng, tiết diện, cách đặt song chắn). 59 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH 4 S ξ = β ( ) 3 × sin α b Với: β = 1,79 - Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn theo bảng 3.4″ Xử lý nước thải- tính toán thiết kế công trình -Trường đại học xây dựng 1974” với tiết diện elip α = 600 - góc nghiêng của song chắn so với mặt phẳng nằm ngang. 4 ⇒ ζ= 1,79 0,008 sin600 = 0,629 3    0,016 Tổn thất qua song chắn rác: 0,9 2 × 3 = 0,078 (m) = 7,8 (cm) hs = 0,629 × 2 × 9,81 - Chiều cao xây dựng đặt song chắn rác: HXD = hmax + hs + hbv = 0,47 + 0,078 + 0,352 = 0,9 (m) Với hbv = 0,352 - Chiều cao bảo vệ. - Độ dài phần mở rộng l1 được tính: Bs − B m l1 = (m) 2.tgϕ Với Bm - Chiều rộng mương dẫn, Bm = 0,6 m. Bs - chiều rộng thanh chắn, Bs = 0,92 (m) ϕ - Góc mở rộng của mương; ϕ = 20 0 0,92 − 0.6 l1 = = 0,44 (m) 2.0,364 - Độ dài phần thu hẹp l2 được tính theo cấu tạo: l2 = 0,5× l1 = 0,5 × 0,44= 0,22 m - Chiều dài đoạn mương mở rộng chọn theo cấu tạo l = 1,84m.Vậy chiều dài mương chắn rác là: lXD = l1 + l + l2 = 0,44 + 1,84 + 0,22 =2,5 (m) 60 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH Hình 5.2: Sơ đồ song chắn rác - Lượng rác lấy ra từ song chắn được tính: a.N TT Wr = 365× 1000 Trong đó: a - Lượng rác tính theo đầu người trong 1 năm, theo bảng 17-20TCN 51-84 với b = 0,016 (m) có a = 6 l/người/năm. Ntt - Dân số tính toán theo chất lơ lửng Ntt = 162000 (người). 8 × 162000 Wr = = 3,55 (m3/ngày - đêm). 365 × 1000 Với dung trọng rác là 750 kg/m3 thì trọng lượng rác trong ngày sẽ là: P = 750 × 3,55 = 2662,5 (kg/ngđ) = 2,6625 (T/ngđ) Lượng rác trong từng giờ trong ngày đêm: P 2,6625 × 2 = 0,22 (T/h) Kh= P1 = 24 24 - Kh = 2 : Hệ số không điều hoà giờ - Rác được nghiền nhỏ để dẫn tiếp (ngược lại song chắn rác. Chọn máy nghiền A-3 có công suất 0,25 (T/h). Cần 1 máy làm việc và 1 máy dự phòng. - Lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác là 10 m3/1T rác Q = 10. P = 10× 2,663 = 26,63 (m3/ngđ) 5.4.3. Bể lắng cát ngang. Bể lắng cát ngang được xây dựng để tách các hợp phần không tan vô cơ chủ yếu là cát ra khỏi nước thải. Bể lắng cát ngang phải đảm bảo vận tốc chuyển động của nước là 0,15 m/s ≤ v ≤ 0,3 m/s và thời gian lưu nước trong bể là 30” ≤ t ≤ 60” (Điều 6.3 20 TCN51- 84). 61 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH Việc tính toán bể lắng cát ngang khí được thực hiện theo chỉ dẫn ở mục 6.3- 20TCN 51-84. Mương dẫn nước thải vào bể có tiết diện hình chữ nhật. Kết quả tính toán thuỷ lực mương dẫn nước vào bể. Bảng 5.2 - Kết quả tính toán thủy lực của mương. Lưu lượng tính toán (l/s) Thông số tính toán qtb= 366 qmax = 492 qmin = 130 Độ dốc i 0,0012 0,0012 0,0012 Chiều ngang B (mm) 800 800 800 Tốc độ v(m/s) 0,92 0,98 0,70 Độ đầy h(m) 0,50 0,63 0,23 - Chiều dài của bể lắng cát ngang: 1000 h tt .v . L = k. (m). u0 Trong đó: htt - Chiều sâu tính toán của bể lắng cát htt = 0,6 (m) (tiêu chuẩn 0,5 ÷ 1,2 m) u0 - Độ thô thuỷ lực của hạt cát (mm/s). Với điều kiện bể lắng cát giữ lại các hạt cát có đường kính lớn hơn 0,25 mm. Theo bảng 24- 20TCN51-84, ta có u0 = 18,7 mm/s. K - Hệ số lấy theo bảng 24- 20TCN51-84, với bể lắng cát ngang K = 1,7. 0V - Vận tốc dòng chảy trong bể ứng với qsmax : v = 0,3 m/s. 1000 0,6.0,3 . L = 1,7. = 16,4(m). 18,7 Ta xây bể có chiều dài L = 16,5 m - Diện tích tiết diện ướt của bể , ω (m2) được tính: 62 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH q max ω= n.v qsmax - Lưu lượng tính toán lớn nhất của nước thải; q smax = 492 l/s = 0,492 m3/s. v - Vận tốc dòng chảy trong bể ứng với lưu lượng lớn nhất; v = 0,3 m/s. n - Số đơn nguyên công tác, n = 2. 0,492 Vậy ω = = 0,82(m2 ). 0,3 × 2 - Chiều rộng của bể: ω 0,82 = = 1,36 (m) B= h 0,6 - Kiểm tra lại theo diện tích mặt thoáng của bể: qmax Ftho¸ ng = (m2 ) u Trong đó: u - Tốc độ lắng trung bình của hạt cát và được tính theo công thức: 2 u = u0 − w 2 Với w là thành phần vận tốc chảy rối theo phương thẳng đứng. w = 0,05. vmax = 0,05× 0,3 = 0,015 (m/s). u0 - Vận tốc lắng tĩnh, u0 = 18,7 (mm/s). u = (18,7.10−3 ) 2 − 0,0152 = 0,0112 m / s). ( 0,492 F= = 44(m2 ) Vậy 0,0112 F 44 B= = = 1,34( m) + Chiều ngang của bể là: 2 ×16,5 n.L Ta thấy chiều ngang bể tính theo hai cách gần như nhau. Vậy thông số kích thước chiều cao lớp nước công tác đã chọn là hợp lý. B=1,4 m 2 1 1 - MƯƠNG DẪN N ƯỚC VÀO 2 - MƯƠNG DẪN N ƯỚC RA 3 3 - HỐ T HU C ẶN 1400 1400 4 - MƯƠNG PHÂN PHỐI 1 2 5 - MƯƠNG THU N ƯỚC 63 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải 5 4 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H 16,5 m Hình 5.3 : B ể lắng c át ngang
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH Xây bể lắng cát gồm 2 ngăn công tác và một ngăn dự phòng, kích thước mỗi ngăn là: L = 16,5 (m) và B = 1,4 (m). - Kiểm tra chế độ làm việc của bể tương ứng với lưu lượng nhỏ nhất. qsmin = 130(l/s) = 0,13 (m3/s). qmin Vmin = (m/s). n.B.hmin Với hmin là chiều sâu lớp nước trong bể ứng với lưu lượng nước thải nhỏ nhất. (Lấy bằng chiều sâu lớp nước nhỏ nhất trong mương dẫn). Hmin = 0,23m. 0,13 = 0,20 (m/s) > 0,15 (m/s). Vmin = 2 ×1,4 × 0,23 Đảm bảo yêu cầu về vận tốc tránh lắng cặn. - Thời gian nước lưu lại trong bể ứng với qmax: L 16,5 t= = = 55(s) > 30(s). V 0,3 Đảm bảo yêu cầu về thời gian lưu nước trong bể. - Thể tích phần cặn lắng của bể: P.N tt .t Wc = (m3). 1000 Trong đó: P: Lượng cát thải tính theo tiêu chuẩn theo đầu người trong một ngày đêm giữ lại trong bể; P = 0,02 (l/ng-ngđ) Ntt : Dân số tính toán theo chất lơ lửng; Ntt = 162000 (người). T: Chu kỳ thải cát, để tránh thối cặn gây mùi khó chịu ta chọn chu kỳ T = 1 ngày. 0,02.1620001 . = 3,24 (m3) WC = 1000 64 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH - Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát: WC 3,24 hc = = = 0,07 (m). L .B.n 16,5 × 1,4 × 2 - Chiều cao xây dựng của bể: HXD = htt+ hc+ hbv (m). Trong đó: htt - Chiều cao công tác của bể lắng cát; htt = 0,6 (m). hc - Chiều cao lớp cặn trong bể; hc = 0,07 (m). hbv - Chiều cao bảo vệ; hbv = 0,43 (m). Vậy HXD = 0,6 + 0,07 +0,43 = 1,1 (m). Để đưa cát ra khỏi bể, dùng thiết bị cào cát cơ giới về hố tập chung và dùng thiết bị nâng thủy lực đưa cát về sân phơi cát. Để vận chuyển bằng thủy lực 1 m3 cặn cát ra khỏi bể cần 20 m3 nước. ⇒ Lượng nước cần dùng cho thiết bị nâng thủy lực trong một ngày là: Q = Wc . 20 = 3,24 × 20 = 64,8 (m3/ngđ). 5.4.4. Sân phơi cát. Sân phơi cát có nhiệm vụ làm ráo nước trong hỗn hợp nước cát. Thường sân phơi cát được xây dựng gần bể lắng cát, chung quanh được đắp đất cao. Nước thu từ sân phơi cát được dẫn trở về trước bể lắng cát. - Diện tích sân phơi cát được tính theo công thức: P.N tt . 365 F= (m2). 1000h . Trong đó: P: Lượng cát thải tính theo tiêu chuẩn theo đầu người trong một ngày đêm giữ lại trong bể; P = 0,02 (l/ng-ngđ) h: chiều cao lớp cát đã phơi khô trong một năm, lấy h = 5 (m/năm) Ntt : dân số tính toán theo hàm lượng chất lơ lửng; NTT = 162000 0,02.16200365 . ⇒ = 326,5 (m2) F= 10005 . Chọn sân phơi cát gồm hai ô với kích thước mỗi ô là 9m × 18,5m. 65 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH 3 ghi chó è n g d Én c ¸ t t õ s©n ph ¬ i c ¸ t 1 1 m- ¬ n g ph ©n ph è i c ¸ t 2 è n g t h u n - í c t õ s©n ph ¬ i c ¸ t 3 2 Hình 5.4 – Sơ đồ sân phơi cát 5.4.5. bể làm thoáng sơ bộ. - Khi không có bể là thoáng sơ bộ thì hàm lượng chất lơ lửng theo nước trôi ra khỏi bể lắng đợt I là: C HH (100 − E1 ) 320 × (100 − 51) C1 = = = 156,8 (mg/l). 100 100 Trong đó: Chh: Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải ban  đầu; Chh = 320(mg/l) E1 : hiệu suất của bể lắng ngang đợt 1; E1 = 51 %.  Ta thấy: C1 = 156,8 mg/l > 150 mg/l. Mà theo điêu 6.5.3 – 20TCN 51 – 84 quy định thì hàm lượng cặn khi đến các công trình xử lý sinh học (aerôten,biôphin) phải có hàm lượng < 150 mg/l. Như vậy ta phải tiến hành làm thoang sơ bộ. - Thể tích bể làm thoáng sơ bộ được xác định theo công thức: QMAX × T 1771 × 15 = 2 WT = = 443 m . 60 60 Trong đó T- thời gian thổi khí , T = 10 – 20 phút. 66 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H
ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ XÃ HÀ TĨNH Lưu lượng không khí cần cung cấp cho bể làm thoáng được xác định - theo lưu lượng riêng của không khí: g hi c hó 1 m- ¬ n g d Én n - í c v µo 2 1 t - ê n g c h ¾n 1 m- ¬ n g t Ëp t r u n g n - í c v µo bÓ l ¾n g n g an g ®î t i 1 3 HÌNH 5.5. SƠ ĐỒ BỂ LÀM THOÁNG SƠ BỘ V = D × QMAX = 0,5 × 1771= 886 m3/h Trong đó: D-Lưu lượng riêng của không khí Trên một m3 nước thải, D = 0,5 m3/ m3. Diện tích bể làm thoáng sơ bộ trên mặt bằng được xác định: - 866 V = 173 m2. F= = I 5 I – Cường độ thổi lên 1 m2 mặt nước trong một giờ, I = 4 – 7 m3/ m3. Chiều cao công tác của bể làm thoáng sơ bộ: - V 443 = H= = 2,6 (m). F 173 Để hợp khối công trình này với bể lắng ngang ta xây dựng bể làm thoáng với kính thước như sau: B × L × H =6,5 × 13,5 × 2,6m 5.4.6. Tính toán bể lắng ngang đợt I. Bể lắng ngang được dùng để giữ lại các tạp chất thô không tan trong nước thải. Việc tính toán bể lắng ngang đợt I được tiến hành theo chỉ dẫn điều 6.5-20TCN-51-84 - Chiều dài bể lắng ngang được tính: 67 Giáo viên hướng dẫn: Đặng Minh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Minh _ Lớp 44H