CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
Sử dụng loại lưới là những dây thép đan với nhau , chiều rộng mắt lưới không
lớn hơn 5 mm.
Hiệu quả khử SS = 4%. Hàm lượng chất lơ lửng qua lưới chắn còn lại là:
SS
1
= SS (100% - 4%) = 150 x 96% = 144 (mg/l).
Tổn thất áp lực qua lưới:
( )
).(106
5,0
105,3
81,926,0
1
)2(
1
4
3
2
1
mx
x
x
xxA
Q
x
xgCx
h
−
−
=
=
=
Trong đó:
• C: hệ số lưu lượng xả qua lưới ( C =0,6 đối với lưới sạch).
• Q: lưu lượng qua lưới (m
3
/s).
• A: diện tích hiệu quả của lưới (m
2
), lấy = 50% diện tích tấm lưới.
• g: Gia tốc trọng trường (m/s
2
).
6.4. BỂ ĐIỀU HÒA:
6.4.1. Chức năng:
Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và tải lượng ô nhiễm trong nước
thải nhằm kiểm soát hoặc giảm thiểu sự dao động về tính chất của nước thải, tạo
điều kiện tối ưu cho quá trình cho các quá trình xử lý về sau. Việc sử dụng bể điều
hòa trong quá trình xử lý mang lại một số thuận lợi như sau:
Tăng cường hiệu quả xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học vì bể điều
hòa có khả năng giảm thiểu hoặc loại bỏ hiện tượng vi sinh vật bò sốc do tải
trọng đột ngột tăng cao, pha loãng các chất gây ức chế cho quá trình xử lý sinh
học, ổn đònh pH của nước thải mà không phải tiêu tốn nhiều hóa chất.
Nâng cao hiệu quả lắng cặn ở các bể lắng vì duy trì được tải trọng chất rắn
vào các bể lắng là không đổi.
Giúp cho việc cấp nước vào các bể sinh học được liên tục trong khoảng thời
gian không có nước thải đổ về trạm xử lý.
Bên trong bể điều hòa thường được bố trí các thiết bò khuấy trộn hoặc cấp khí
nhằm tạo ra sự xáo trộn đều các chất ô nhiễm trong toàn bộ thể tích nước thải,
tránh việc lắng cặn trong bể. Ngoài ra nó cũng giúp cho việc oxy hóa một phần các
79
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
chất bẫn hữu cơ. Nhưng đối với nước thải nhiễm dầu hóa dẻo DOP, do mùi của
nước thải gây khó thở, nên bể điều hòa này chỉ dử dụng đề điều hòa một phần nào
chất lượng nước, không dùng xáo trộn trong bể.
6.4.2. Tính toán kích thước bể điều hòa:
Để xác đònh chính xác dung tích của bể điều hòa, ta cần có các số liệu về độ
biến thiên lưu lượng nước thải theo từng khoảng thời gian trong ngày, lưu lượng
trung bình của ngày. Ở đây, do không có điều kiện để điều tra cụ thể về độ biến
thiên lưu lượng nước thải của nhà máy theo từng khoảng thời gian trong ngày nên
ta chỉ có thể tính thể tích của bể điều hòa một cách gần đúng như sau:
_ Thể tích bể điều hòa:
W = Q
h
TB
x t
đh
= 4,2 x 5 = 21 (m
3
).
Trong đó:
♦ Q
h
TB
: Lưu lượng giờ trung bình của nước thải, 20m
3
/h.
♦ t
đh
: thời gian lưu nước trong bể điều hòa, lấy bằng 5 h.
_ Chọn kích thước bể điều hòa: Dài x rộng x chiều cao mặt nước = 5,25 x 2 x 2 (m).
Chiều cao dự trữ trên mặt nước: 0,3 m.
6.5. BỂ CHỨA DẦU ĐÃ TÁCH:
V
be
= B x L x H = 1,5 x 3,0 x 2,3 = 10,35 (m
3
).
6.6. BỂ LỌC KỴ KHÍ:
Theo số liệu nghiên cứu, với đầu vào là 2000 mgCOD/l, thì khi chạy mô hình
động với lưu lượng là 18 l/ngày, tương ứng với thời gian lưu nước trong mô hình là
16 giờ, đầu ra còn 900 mg COD/l. Như vậy bể lọc kỵ khí được thiết kế như sau:
Với Q
tb
h
= 4,2 m
3
/h, t = 16 giờ:
)(2,67162,4
3
mxxtQV
h
tb
be
===
Do mô hình được làm hai bậc, nên với thể tích bể như trên được chia làm 2 bể có
kích thước bằng nhau.
80
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
V
1
= V
be
/2=67,2/2=33,6 (m
3
).
Chiều cao của mực nước là H
nước
= H + h
1
+ h
2
= 2 + 0,8 + 0,7 + 1,2= 4,7m
Trong đó:
• H :là chiều cao lớp vật liệu lọc, chọn H = 2m.
• h
1
: Chiều cao của khối bùn lơ lửng dưới lớp lọc, h
1
=0,8 m.
• h
2
: Chiều cao từ mặt trên của vật liệu lọc đến lưới chắn trên, h
2
= 0,7 m.
• h
3
: Chiều cao từ lưới chắn trên đến máng thu nước, h
3
=1,2m.
• h
3
: Chiều cao bảo vệ, h
3
= 0,5m.
Chiều cao xây dựng cuả bể:
H
xd
= H
nước
+ h
bv
= 4,7 + 0,5 = 5,2 (m).
Vậy diện tích cần thiết của một bể lọc là:
)(15,7
7,4
6,33
2
m
H
V
F
nuoc
be
===
Vậy F = B xL = 2,68 x 2,68 = 7,18 (m
2
).
Thể tích của tầng vật liệu lọc là : V
lọc
= B x L x H
1
= 2,68 x 2,68 x 2 = 14,36 (m
3
).
Vận tốc nước dâng trong bể:
)./(6,0
15,7
2,4
hm
F
Q
v
h
tb
===
Đểà giữ lớp bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ nước dâng trong bể phải trong khoảng
0.6 ÷ 0.9 m/h, vậy thiết kế đạt tiêu chuẩn.
Ta có khối lượng riêng của xơ dừa là
ρ
= 31,88 kg/m
3
.
Vậy khối lượng xơ dừa cần cho một bể lọc kỵ khí là :
M
1
= V
lọc
x
ρ
=14,36 x 31,88 =458 (kg).
Khối lượng xơ dưà cần cho 2 bể là:
M
KK
= M
1
x 2 = 458 x 2 = 916 (kg).
Hệ thống phân phối nước
81
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
_ Vận tốc nước chảy trong đường ống chính dao động từ 0,8 ÷2 m/s. Chọn v
ống
=
1m/s. Đường kính ống chính sẽ là:
ống
=
ống
TB
h
xvx
xQ
π
3600
4
=
114,33600
2,44
xx
x
≈ 0,038(m)
+ Chọn ống chính là ống thép có đường kính =40 (mm).
+ Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống :
V
ống
=
π
xxD
xQ
ống
3600)(
4
2
=
14,33600)1040(
2,44
23
xxx
x
−
= 0,93(m/s).
Nước từ ống chính sẽ được chia làm hai ống nhánh (Lưu lượng nước trên ống chính
phân bố đều cho các ống nhánh). Ở mỗi ống nhánh, ta bố trí 3 vò trí phân phối
nước. Ở mỗi vò trí, đục 2 lỗ có đường kính d
lỗ
= 8 mm. Vận tốc nước trong ống
nhánh dao động từ 1,5÷2,5 (m/s). Chọn v
nhánh
= 1,5m/s.
+ Đường kính ống nhánh :
nhánh
=
nhánh
TB
h
xvxx
xQ
π
36002
4
=
5,114,336002
2,44
xxx
x
≈ 0,022 (m) = 22 (mm).
Chọn ống nhánh phân phối cũng là ống thép với
nhánh
=22mm.
+ Kiểm tra lại vận tốc trong ống nhánh:
V
nhánh
=
πφ
xxx
xQ
nhánh
TB
h
3600)(2
4
2
=
14,33600)022,0(2
2,44
2
xxx
x
= 1,54 (m/s)
+ Các ống nhánh và vò trí phân phối được bố trí để phân phối nước đều trên toàn
diện tích bể như hình 6.4.
82
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
Hình 6.8.1 : Sơ đồ tính toán ống phân phối nước bể UASB
Tính lượng khí
_ Thể khí sinh ra đối với 1 kg COD được loại bỏ là : 0,5m
3
(“Design Of Anerobic
Process For The Treatment Of Industrial And Municipal Wastes” – Joseph F.
Malina) . Vậy tổng thể tích khí sinh ra trong 1 ngày là:
Q
khí
= 0.5 x Q
ng
TB
x
1000
9002000
−
= 0.5 x 100 x
1000
9002000
−
= 55 (m
3
/ ngày)
_ Thể tích khí CH
4
sinh ra đối với 1 kg COD được loại bỏ là : 0.35 m
3
. Vậy thể
tích khí CH
4
sinh ra là:
Q
khí
= 0.35 x Q
ng
TB
x
1000
9002000
−
= 0.35 x 100 x
1000
9002000
−
= 38,5 (m
3
/ ngày)
Ống thu bùn
Ống thu bùn có đường kính 40 mm có đục lỗ, d
lỗ
= 10mm. Bùn được xả nhờ áp lực
thủy tónh theo đònh kỳ từ 2-3 tháng. Ống thu bùn được đặt dọc theo chiều dài bể,
cách đáy bể 0,35m.
Theo nghiên cứu thì với nồng độ đầu vào sau lắng tách dầu là 2.000 mgCOD/l, thì
sau khi qua kỵ khí 2 bậc với lưu lượng là 18 l/h (so với mô hình thí nghiệm), thì
nồng độ COD giảm còn 900 mg COD /l. Như vậy, với thiết kế như trên (dựa vào số
liệu nghiên cứu), thì nồng độ COD sau kỵ khí cũng còn 900 mgCOD/l, được cho
vào bể lọc hiếu khí.
6.7. BỂ LỌC HIẾU KHÍ:
Dựa kết quả nghiên cứu ở phần trên, thì với nồng độ đầu vào hiếu khí 900 mg
COD/l ứng với thời gian lưu là 8 giờ, bể hiếu khí sẽ được thiết kế như sau:
83
2680
26
80
Ống nhánh
Ống chính
Phân phối nước
67
0
670
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
Thể tích bể hiếu khí:
)(6,3382,4 mxxtQV
tbbe
===
Chiều cao mực nước:
H
nước
= H + h
1
+ h
2
+ h
3
= 2 + 0,8 + 0,7 + 1,2 =4,7 (m).
Trong đó:
• H: Chọn chiều cao lớp vật liệu lọc, H =2 m.
• h
1
:Chọn chiều cao từ đáy đến lưới chắn bên dưới, øh
1
= 0,8m.
• h
2
: Chọn chiều cao từ lớp vật liệu đến lưới chắn trên, h
2
=0,7m.
• h
3
: Chiều cao từ lưới chắn trên đến máng thu nước, h
3
=1,2 m
• Chiều cao bảo vệ là h
4
= 0,3 m.
Chiều cao xây dựng cuả bể:
H
xd
= H
nước
+ h
bv
= 4,7 + 0,3 = 5,0 (m).
Diện tích cần thiết của bể lọc:
)(15,7
7,4
6,33
m
H
V
F
nuoc
be
===
F = B x L = 2,68 x 2,68 = 7,18 (m
2
)
Tải trọng thủy lực:
)./(14
15,7
100
23
ngaymm
F
Q
q
ngay
===
Tải trọng thủy lực cho phép của bể lọc sinh học q=9,4 – 37 m
3
/m
2
.ngày,
thì q
tt
=14 m
3
/m
2
.ngày đạt tiêu chuẩn cho phép.
Thể tích lớp vật liệu lọc:
V
loc
= B x L x H = 2,68 x 2,68 = 14,36 (m
3
).
Ta có khối lượng riêng của xơ dừa là
ρ
= 31,88 kg/m
3
.
Khối lượng của xơ dừa trong bể hiếu khí:
M
HK
=
ρ
x V
loc
= 31,88 x 14,36 = 458 (kg).
84
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
Tổng khối lượng xơ dừa dùng trong hệ thống xử lý:
M = M
HK
+ M
KK
= 458 + 574 = 1032 (kg).
Lưu lượng đơn vò không khí (m
3
không khí/m
3
nước thải) được quy đònh trong
khoảng B = 8 – 12 m
3
không khí/m
3
nước thải.
• Tính hệ thống ống phân phối nước lọc:
Chọn phương pháp cấp nước và khí kết hợp từ dưới đáy lên.
Do bể hiếu khí có kích thước bằng bể kỵ khí nên thiết kế mạng lưới phân phối nước
giống như trong bể kỵ khí.
_ Vận tốc nước chảy trong đường ống chính dao động từ 0,8 ÷2 m/s. Chọn v
ống
=
1m/s. Đường kính ống chính sẽ là:
ống
=
ống
TB
h
xvx
xQ
π
3600
4
=
114,33600
2,44
xx
x
≈ 0,038(m)
+ Chọn ống chính là ống thép có đường kính =40 (mm).
+ Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống :
V
ống
=
π
xxD
xQ
ống
3600)(
4
2
=
14,33600)1040(
2,44
23
xxx
x
−
= 0,93(m/s).
Nước từ ống chính sẽ được chia làm hai ống nhánh (Lưu lượng nước trên ống chính
phân bố đều cho các ống nhánh). Ở mỗi ống nhánh, ta bố trí 3 vò trí phân phối
nước. Ở mỗi vò trí, đục 2 lỗ có đường kính d
lỗ
= 8 mm. Vận tốc nước trong ống
nhánh dao động từ 1,5÷2,5 (m/s). Chọn v
nhánh
= 1,5m/s.
+ Đường kính ống nhánh :
nhánh
=
nhánh
TB
h
xvxx
xQ
π
36002
4
=
5,114,336002
2,44
xxx
x
≈ 0,022 (m) = 22 (mm).
Chọn ống nhánh phân phối cũng là ống thép với
nhánh
=22mm.
+ Kiểm tra lại vận tốc trong ống nhánh:
V
nhánh
=
πφ
xxx
xQ
nhánh
TB
h
3600)(2
4
2
=
14,33600)022,0(2
2,44
2
xxx
x
= 1,54 (m/s)
+ Các ống nhánh và vò trí phân phối được bố trí để phân phối nước đều trên toàn
diện tích bể như hình 6.4.
85
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
Hình 6.9 1 : Sơ đồ tính toán ống phân phối nước bể hiếu khí
Tính lượng không khí cần thiết để cung cấp vào bể:
Lưu lượng đơn vò không khí (m
3
không khí/m
3
nước thải) được quy đònh trong
khoảng B = 8 – 12 m
3
không khí/m
3
nước thải.
Chọn B = 10 m
3
không khí/m
3
nước thải. Vậy lượng không khí dùng trong một ngày
là Q
khí
= 10 x 100 = 1000 m
3
không khí/ngày.
Chọn thiết bò phân phối có dạng đóa xốp, đường kính 170mm , diện tích bề mặt F
đóa
= 0,02 m
2
. Cường độ khí : 200 lít/ph.đóa
Chọn hệ số an toàn là f=1,5; vậy lượng khí cần thực là:
Q
khí
= 1000 x 1,5 =1500 m
3
không khí/ngày = 0,0174 (m
3
/s) = 1,042 (m
3
/phút).
Số đóa cần phân phối trong bể là:
3
10
6024200
1500
)./(200
)/(
x
xxdiaphl
phlQ
N
kk
==
= 6 (đóa).
Đóa phân phối khí được phân bố giống như hệ thống phân phối nước, nhưng được
phân bố so le.
Tính toán các thiết bò phụ cho bể aerotank
_ Tính toán máy nén khí :
86
2680
26
80
Ống nhánh
Ống chính
Phân phối nước
67
0
670
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
p lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén được xác đònh theo công thức:
H
d
= h
d
+ h
c
+ h
f
+ H
Trong đó:
♦ h
d
, h
c
: Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn và
tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh (m). Tổng tổn thất do h
d
và
h
c
không vượt quá 0,4m.
♦ h
f
: Tổn thất qua các đóa phân phối (m), giá trò này không vượt quá 0,5m.
♦ H : Độ ngập sâu của đóa phân phối. Giá trò này xem như là chiều cao ngập
nước của bể aerotank, H = 4,7m.
Vậy áp lực cần thiết là:
H
d
= 0,4 + 0,5 + 4,7 = 5,6(m)
p lực của máy nén khí tính theo Atmotphe:
P
m
=
1210,
H
d
=
12,10
6,5
= 0,553 (atm)
Công suất của máy nén khí tính theo quá trình nén đoạn nhiệt
N =
−
1
729
2830
1
21
.
p
p
e.n.,
T.R.G
(kW).
Trong đó:
♦ G : Trọng lượng dòng khí (kg/s)
G=Q
khí
x ρ
khí
=
360024
500.1
x
x 1,3 = 0.023 kg/s.
♦ R : Hằng số khí, R= 8,314 KJ/K.mol
o
K.
♦ T
1
: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào: T
1
=273+26=299
o
K.
♦ P
1
: Áp lực tuyệt đối của không khí đầu vào : 1atm.
♦ P
2
: Áp lực tuyệt đối của không khí đầu ra : P
2
= P
m
+ 1 = 1,484 (atm).
87
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
♦ n =
K
K 1
−
=0.283 (K=1.395 đối với không khí).
♦ 29,7 : Hệ số chuyển đổi.
♦ e :Hiệu suất của máy, e = 0.7 ÷ 0,8, chọn e = 0,8.
Vậy công suất của máy nén khí sẽ là:
N =
−
1
1
484,1
8,0283,07,29
299.314,8023,0
283,0
xx
x
≈ 1,005 (kW).
_ Tính toán đường ống dẫn khí :
+ Tính toán đường ống chính:
Vận tốc khí trong ống chính : v
ốngchính
= 10 ÷ 15 (m/s). Chọn v
ốngchính
=
12 m/s.
Lưu lượng khí cần cung cấp :
Q
kk
= 1500 (m
3
/ngày) = 0,017 (m
3
/s).
Đường kính ống phân phối chính :
D
ốngchính
=
π
v
Q
kk
4
=
14,312
017,04
x
x
= 0,043 m
Chọn loại ống thép ΓOCT có đường kính trong D
ốngchính
= 43 mm, dày
4,5 mm. Kiểm tra lại vận tốc khí trong ống chính:
v
ốngchính
=
π
2
4
)D(
Q
ốngchính
k
k
=
14,3)043,0(
017,04
2
x
x
= 11,7(m/s)
(vận tốc này nằm trong khoảng cho phép).
+ Tính toán đường ống nhánh
Từ ống chính ta phân ra làm 2 ống nhánh. Lưu lượng qua mỗi nhánh
là : Q’
kk
=
2
kk
Q
=
2
017,0
= 0,0085 (m
3
/s)
Vận tốc khí qua mỗi ống nhánh 10 ÷ 15(m/s). Chọn v
ốngnhánh
= 12 m/s
Đường kính ống nhánh :
88
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét