Đồ án Thiết kế hệ thống thoát nước thành phố Cao Lãnh
Do các máy bơm trong trạm bơm nước thải phải được hoạt động luân phiên để đảm bảo độ bền của các máy bơm. Theo tính toán ở trên thì trạm bơm nước thải có 3 bơm . Trong giờ dùng nước nhiều nhất có 2 bơm cùng hoạt động. Do vậy ta phải trang bị máy biến tần để có thể điều chỉnh 3 bơm nước thải. Vì mỗi biến tần điều khiển tối đa được 4 bơm nên ta sẽ chọn 1 biến tần cho trạm bơm cấp 3.
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế hệ thống thoát nước thành phố Cao Lãnh, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
lùc 1 (m3) cÆn c¸t ra khái bÓ cÇn 20 (m3) níc. Lîng níc cÇn dïng cho thiÕt bÞ n©ng thñy lùc trong mét ngµy lµ:
Q = Wc ´ 20 = 1,3 ´ 20 = 26 (m3/ng®)
ChiÒu cao x©y dùng bÓ
HXD = Htt+ hc+ hbv
= 0,8 + 0,4 + 0,07= 1,3 (m)
trong ®ã:
Htt – chiÒu cao tÝnh to¸n cña bÓ l¾ng c¸t, Htt = 0,8 (m)
hbv – chiÒu cao b¶o vÖ, hbv = 0,4 (m)
hc – chiÒu cao líp cÆn trong bÓ, hc = 0,07 (m)
Nh vËy 2 bÓ l¾ng c¸t cã kÝch thíc: L x B x H=12 x 0,8 x 1,3 (m)
TÝnh to¸n s©n ph¬i c¸t
S©n ph¬i c¸t cã nhiÖm vô lµm r¸o níc trong hçn hîp níc c¸t. Thêng s©n ph¬i c¸t ®îc x©y dùng gÇn bÓ l¾ng c¸t, chung quanh ®îc ®¾p ®Êt cao. Níc thu tõ s©n ph¬i c¸t ®îc dÉn trë vÒ tríc bÓ l¾ng c¸t. S¬ ®å s©n ph¬i c¸t ®îc thÓ hiÖn nh h×nh vÏ.
I
I
1
2
3
4
MÆt c¾t A-A
Ra s©n ph¬i c¸t.
1. èng dÉn c¸t tõ bÓ l¾ng
2. Mêg ph©n phèi
3. èng dÉn D200 ®Ó tiªu níc
4. Hai líp nhùa lãt s©n
MÆt b»ng s©n ph¬i c¸t
Ra s©n ph¬i c¸t
DiÖn tÝch s©n ph¬i c¸t ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
F=
trong ®ã:
P : Lîng c¸t tÝnh theo ®Çu ngêi trong mét ngµy ®ªm, P = 0,02 (l/ng - ng®)
h : ChiÒu cao líp c¸t trong mét n¨m, h = 5 (m/n¨m)
NTT : D©n sè tÝnh to¸n theo chÊt l¬ löng, Ntt = 65023(ngêi)
Do ®ã: F= = 95 (m2)
ThiÕt kÕ s©n ph¬i c¸t gåm 2 « víi kÝch thíc mçi « lµ 10m ´ 4,8m, s¬ ®å nh h×nh trªn.
TÝnh to¸n bÓ l¾ng ®øng ®ît I
Níc th¶i sau khi qua bÓ l¾ng c¸t ngang chuyÓn ®éng vßng ®îc dÉ ®Õn bÓ l¾ng ®øng ®ît I ®ît l¾ng c¸c t¹p chÊt ph©n t¸n nhá díi d¹ng cÆn l¾ng xuèng ®¸y hoÆc næi trªn mÆt níc.
S¬ ®å bÓ l¾ng ®îc minh ho¹ nh h×nh vÏ nh sau.
Ghi chó:
h1 : chiÒu cao phÇn l¾ng
h2 : chiÒu cao líp cÆn
h3 : chiÒu cao líp níc trung hoµ
h4 : kho¶ng c¸ch b¶o vÖ
D : ®êng kÝnh bÓ l¾ng ®øng
d : ®êng kÝnh ®¸y bÓ.
1: èng trung t©m
2: èng x¶ cÆn
3 : èng dÉn níc vµo
3
1
2
Hµm lîng chÊt l¬ löng tr«i theo níc ra khái bÓ l¾ng ®ît I ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
C1 =
trong ®ã:
Chh : Hµm lîng chÊt l¬ löng ban ®Çu, Chh = 356,4 (mg/l)
E1 : HiÖu suÊt l¾ng tÝnh b»ng % phô thuéc vµo Chh vµ tèc ®é l¾ng cña h¹t cÆn, theo gi¸o tr×nh XLNT§T-PGS.TS TrÇn §øc H¹ th× ®èi víi bÓ l¾ng ®øng hiÖu xuÊt l¾ng cña bÓ l¾ng ®øng thÊp,kho¶ng 45-48%,ta lÊy E1 = 45%
Do ®ã: C1 = = 196,02 (mg/l)
V× C1 > 150 (mg/l) nªn ®Ó ®¶m b¶o cho c¸c c«ng tr×nh ë phÝa sau ho¹t ®éng ®îc hiÖu qu¶ ta ph¶i dïng bÓ ®«ng tô sinh vËt ®Ó t¨ng cêng hiÖu suÊt l¾ng cho bÓ l¾ng ®øng ®ît I.
§Ó chÊt lîng bïn ho¹t tÝnh kh«ng bÞ ¶nh hëng, ta chØ tuÇn hoµn 50% bïn ho¹t tÝnh tõ bÓ Aeroten ®Õn bÓ ®«ng tô sinhh häc. Do ®ã 50% lu lîng níc vµo bÓ l¾ng ®øng th«ng thêng vµ 50% vµo bÓ l¾ng ®øng kÕt hîp ng¨n ®«ng tô sinh häc.
TÝnh to¸n bÓ l¾ng ®øng ®ît 1
ThiÕt kÕ 2 bÓ l¾ng ®øng ®ît 1 th«ng thêng : diÖn tÝch tiÕt diÖn ít cña èng trung t©m ®îc tÝnh to¸n theo c«ng thøc sau:
f = .
trong ®ã:
qmax : Lu lîng níc th¶i tÝnh to¸n lín nhÊt, qmax = =0,0975 (m3/s)
V1 : Tèc ®é chuyÓn ®éng cña níc th¶i trong èng trung t©m, lÊy V1 = 0,03 (m/s)
Do ®ã: f = = 3,25 (m2).
DiÖn tÝch tiÕt diÖn ít cña bÓ l¾ng trong mÆt b»ng:
F =
trong ®ã:
qmax : Lu lîng níc th¶i tÝnh to¸n lín nhÊt, qmax = 0,0975 (m3/s)
V2 : Tèc ®é chuyÓn ®éng dßng ch¶y trong vïng c«ng t¸c , lÊy V2 = 0,7 (mm/s) (trang 82 GT-XLNTDT)
Do ®ã: F = = 139 (m2)
Chän 2 bÓ, diÖn tÝch mÆt b»ng cña mçi bÓ lµ:
F1 = = = 70 (m2)
§êng kÝnh mçi bÓ l¾ng sÏ lµ:
D = = ~ 9 (m)
§êng kÝnh èng trung t©m: d = = = 2 (m)
ChiÒu cao tæng céng cña bÓ l¾ng ®øng lµ:
H = h1 +h2+h3 + h4 = 3,78 + 3,5+ 0,4 = 7,68 lÊy = 8 (m)
Trong ®ã:
ChiÒu cao líp níc trong bÓ l¾ng ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
h1 = V2 ´ t
trong ®ã:
t : Thêi gian l¾ng, tra theo b¶ng 33-TCVN 7957:2008,vµ ®iÒu kiÖn t 1,5g víi bÓ l¾ng ®ît I ,nªn t = 1,5 (giê)
V2 : vËn tèc vïng l¾ng lÊy kh«ng V2 > 0.0007m/s (T82 -XLNT§T-PGS.TS TrÇn §øc H¹)
Do ®ã: h1= 0,0007´ 1,5 ´ 3600 = 3,78 (m)
h2 + h3 lµ chiÒu cao phÇn h×nh nãn cña bÓ l¾ng. ta cã:
a : Gãc nghiªng ë ®¸y, thiÕt kÕ víi a= 450
D : §êng kÝnh bÓ l¾ng ®øng,d: ®êng kÝnh èng trung t©m
h2 + h3 =´ tg450 =´ tg450 = 3,5 (m)
h4 = 0,4 m lµ chiÒu cao b¶o vÖ cña bÓ
TÝnh bÓ ®«ng tô sinh vËt : (theo gi¸o tr×nh XLNT§T-PGS.TS TrÇn §øc H¹)
BÓ ®«ng tô sinh vËt thùc chÊt lµ bÓ l¾ng ®øng ®ît I, trong ®ã bè trÝ ng¨n lµm tho¸ng s¬ bé cã sö dông bïn ho¹t tÝnh tuÇn hoµn ,trong qu¸ tr×nh nµy t¹o nªn bïn mµng sinh vËt cã kh¶ n¨ng hÊp thô vµ oxy ho¸ c¸c chÊt h÷u c¬ (bÓ ®«ng tô sinh vËt).
Thêi gian lµm tho¸ng 20 (phót).
ThÓ tÝch mÆt b»ng cña bÓ :
®«ng tô sinh häc øng víi 50% lu lîng tÝnh to¸n lµ (tÝnh cho mét nöa sè bÓ l¾ng):
W1 =
trong ®ã:
Q : Lu lîng tÝnh to¸n giê lín nhÊt, Q = 701,93 (m3/h)
t1 : Thêi gian l¾ng, t1 = 1,5 (giê)
Do ®ã: W1 =´ 701,93´ 1,5 = 526 (m3)
ThÓ tÝch ng¨n ®«ng tô sinh vËt:
W2 =
trong ®ã:
Q : Lu lîng tÝnh to¸n giê lín nhÊt, Q = 701,93 (m3/h)
t2 : Thêi gian lµm tho¸ng, t 2 = 20 (phót)
Do ®ã: W2 = ´ 701,93´ = 116 (m3)
DiÖn tÝch ng¨n ®«ng tô sinh vËt trªn mÆt b»ng:
F2 =
trong ®ã:
h : ChiÒu cao ng¨n ®«ng tô sinh vËt(lÊy b»ng chiÒu cao bÓ l¾ng), ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
h = V ´ t = 0,0008´ 1,5´ 3600 = 4,6(m) (theo trang 90 gi¸o tr×nh XLNT§T-PGS.TS TrÇn §øc H¹.)
Do ®ã: F2 = = 25(m2)
DiÖn tÝch phÇn l¾ng cu¶ bÓ ®«ng tô sinh häc:
Fl = = =114,7 (m2)
DiÖn tÝch tæng céng sÏ lµ:
F = F1+ F2 = 114,7 + 25 = 139,7 (m2)
Chän 2 bÓ, diÖn tÝch mçi bÓ trªn mÆt b»ng lµ:
f' = ~ 70 (m2)
§êng kÝnh bÓ ®«ng tô ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
D = = ~ 9 (m)
DiÖn tÝch mét ng¨n ®«ng tô sÏ lµ:
F mét ng¨n = = = 12,5 (m2)
ThiÕt kÕ ng¨n ®«ng tô cã h×nh vu«ng trªn mÆt b»ng, kÝch thíc mçi c¹nh lµ 3,5(m):
BÓ ®«ng tô cã kÝch thíc lµ :D=9 (m),h = 4,6(m)
50% lu lîng níc th¶i cßn l¹i ®îc dÉn vµo 2 bÓ l¾ng ®øng.
ChÊt lîng níc sau khi ra khái bÓ ®«ng tô sinh vËt vµ bÓ l¾ng cã nh÷ng thay ®æi sau:
Hµm lîng chÊt l¬ löng sau c¸c bÓ l¾ng thuÇn tuý víi hiÖu suÊt l¾ng ®· lÊy nh trªn b»ng 45% lµ:
C1 = = 196,02 (mg/l)
Sau bÓ ®«ng tô sinh häc tÝnh to¸n víi hiÖu suÊt gi÷ l¹i c¸c chÊt l¬ löng 70% lµ:
C2= = 103,94 (mg/l)
VËy dßng ch¶y chung cã hµm lîng chÊt l¬ löng nh sau:
C = = 149,7(mg/l)
®¶m b¶o ®iÒu kiÖn xö lý cña c«ng tr×nh sau bÓ l¾ng lµm viÖc
Nh vËy, hiÖu suÊt l¾ng trung b×nh lµ:
E = = 58 (%)
BOD5 sau bÓ l¾ng ®øng thuÇn tuý gi¶m 20% nªn lîng cßn l¹i lµ:
BOD5' = 268,65- = 214,92 (mg/l)
BOD5 sau bÓ ®«ng tô sinh häc gi¶m 30%:
BOD5'' = 268,65- = 188,1 (mg/l)
VËy dßng ch¶y chung cã hµm lîng BOD lµ:
BODl = =201,5 (mg/l)
Theo tiªu chuÈn cÊp khÝ cho bÓ ®«ng tô sinh häc theo lu lîng lµ 0,5 (m3 khÝ/m3chÊt láng), lîng kh«ng khÝ cÇn cÊp cho 2 bÓ lµ:
V = 0,5´ ´ Q = 0,5´ ´ 701,93 = 175,5 (m3/h)
Lîng bïn ho¹t tÝnh cÇn cung cÊp cho bÓ ®«ng tô lÊy b»ng 50% lîng bïn ho¹t tÝnh d.
TÝnh bÓ Aeroten trén
Aeroten trén lµ c«ng tr×nh xö lý hiÕu khÝ níc th¶i b»ng bïn ho¹t tÝnh, trong ®ã t¹i mäi thêi ®iÓm vµ vÞ trÝ, níc th¶i ®îc hoµ trén ®Ò víi bïn.
Lu lîng níc tÝnh to¸n: Do hÖ sè kh«ng ®iÒu hoµ Kch =1,6 >1,25 nªn ta lÊy lu lîng níc th¶i trung b×nh 3 giê lín nhÊt trong thêi gian lµm tho¸ng ®Ó tÝnh to¸n, ®ã lµ vµo c¸c giê 15 ®Õn 17 giê: Qtt = 584,6(m3/h).
ViÖc tÝnh to¸n bÓ Aeroten dùa theo môc 8-16 vµ phô lôc A b¶ng A.2;A.3;A.4;A.5-TCVN 7957-2008.
Tríc khi vµo bÓ Aeroten, hµm lîng cÆn l¬ löng vµ hµm lîng BOD nh sau:
C = 149,7 (mg/l);
La = 201,5 (mg/l)
Hµm lîng BOD5 ®Çu ra Cx¶ Ccp =Cbxkqxkf = : 45 (mg/l) .
Víi : Cx¶ : nång ®é chÊt « nhiÔm cho phÐp .
Cb: nång ®é tèi ®a chÊt « nhiÔm cho phÐp x¶ vµo lu vùc s«ng ®èi víi
nguån lo¹i 2.
kq ;kf : c¸c hÖ sè phô thuéc vµo lu lîng níc s«ng vµ níc th¶i.
Thêi gian lµm tho¸ng níc th¶i ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
tAe = x
trong ®ã:
La: Hµm lîng BOD cña níc th¶i tríc khi vµo bÓ aeroten, La = 201,5 (mg/l)
Lt : Hµm lîng BOD cña níc th¶i sau khi ra khái aeroten, Lt = 45 (mg/l)
a : LiÒu lîng bïn ho¹t ho¸ chÊt kh«, a = 3(g/l)
tr : §é tro cña bïn ho¹t tÝnh, lÊy tr = 0,3
r : Tèc ®é oxy ho¸ mgBOD/g chÊt kh«ng tro, r = 24 (g/l) r phô thuéc vµo hµm lîng BOD cña níc th¶i tríc vµ sau khi lµm s¹ch
(LÊy theo môc 8.16.4-8.16.5 vµ b¶ng 46 TCVN7957:2008)
T: nhiÖt ®é trung b×nh cña hçn hîp níc th¶i vÒ mïa ®«ng
Do ®ã: tAe 3 (giê)
ThÓ tÝch bÓ l¾ng ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
W = Q ´ tAe
trong ®ã:
Q : lu lîng níc th¶i tÝnh to¸n, theo lý luËn ë trªn cã Q = 584,6 (m3/h)
Do ®ã: W = 584,6 ´ 3 = 1754 (m3)
Chän chiÒu cao líp níc trong bÓ aeroten trén Hln = 4(m). DiÖn tÝch cña bÓ aeroten lµ:
FAe= =458,5 (m2)
X©y dùng 2 bÓ aeroten, h×nh ch÷ nhËt, diÖn tÝch mçi bÓ lµ:
F1bÓ = = 219,25 (m2)
Chän kÝch thíc cña bÓ aeroten trén B ´ L = 14 ´ 16
ChiÒu cao cña bÓ
H = Hln + hbv
trong ®ã:
Hln : ChiÒu cao líp níc trong bÓ, Hln = 4 (m)
hbv : ChiÒu cao b¶o vÖ, hbv= 0,5 (m)
Þ H = 4 + 0,5 = 4,5 (m)
KÝch thíc cña 1 bÓ B ´ L ´ H = 14 ´ 16´ 4,5.
TÝnh to¸n hÖ thèng ph©n phèi níc vµo bÓ Aeroten
Níc tõ kªnh dÉn tíi ng¨n ph©n phèi níc cña aeroten. DiÖn tÝch ng¨n ph©n phèi ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
Q = v ´ B ´ H (1)
trong ®ã:
Q : Lu lîng níc th¶i, Q = 584,6 (m3/h) = 0,1624 (m3/s)
v : VËn tèc níc ch¶y vµo ng¨n ph©n phèi, v = 0,11(m/s)
B, H : ChiÒu réng vµ chiÒu s©u cña ng¨n ph©n phèi
Tõ (1) ta cã: B ´ H = = 1,5 (m2)
Chän B = 1,5 (m) Þ H = 1 (m)
§é t¨ng sinh khèi cña bïn
Pr = 0,8´C + 0,3´La
trong ®ã:
C : Hµm lîng chÊt l¬ löng cña níc th¶i tríc khi vµo bÓ aeroten
C = 149,7(mg/l)
La : Hµm lîng BOD tríc khi vµo bÓ aeroten
La = 201,5 (mg/l)
Þ
Pr = 0,8 ´149,7 + 0,3 ´201,5 = 180,2 (mg/l)
TÝnh to¸n cÊp khÝ cho Aeroten trén
Lu lîng kh«ng khÝ ®¬n vÞ tÝnh b»ng m3 ®Ó lµm s¹ch 1m3 níc th¶i ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (8.16.13 -TCVN 7957:2008)
(m3/m3)
trong ®ã:
z : Lîng «xy ®¬n vÞ tÝnh b»ng mg ®Ó gi¶m 1mg BOD, z = 0,9 (víi bÓ Aer«ten lµm s¹ch kh«ng hoµn toµn)
k1: HÖ sè kÓ ®Õn kiÓu thiÕt bÞ n¹p khÝ, víi thiÕt bÞ n¹p khÝ t¹o bät cì nhá lÊy theo tû sè gi÷a vïng n¹p khÝ vµ diÖn tÝch Aerten, k1 = 1,47 (víi f/F = 0,1 vµ Imax = 10 m3/m2.h)
k2: HÖ sè kÓ ®Õn chiÒu s©u ®Æt thiÕt bÞ, víi Hln = 4 (m) vµ 3,5 (m3/m2-h), K2 = 2,52
(lÊy theo b¶ng 47;48-8.16.13-TCVN 7957:2008)
n1: HÖ sè kÓ ®Õn ¶nh hëng cña nhiÖt ®é níc th¶i
n1 = 1 + 0,02´ (ttb - 20) = 1 + 0,02´ (22 - 20) = 1,04
Víi ttb = 220C lµ nhiÖt ®é trung b×nh trong th¸ng vÒ mïa hÌ
n2: HÖ sè kÓ ®Õn sù thay ®æi tèc ®é hoµ tan «xy trong níc th¶i so víi trong níc s¹ch, lÊy s¬ bé n2 = 0,8
Cp: §é hoµ tan «xy cña kh«ng khÝ vµo trong níc tuú thuéc vµo chiÒu s©u líp níc trong bÓ. §îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
Cp =
CT: §é hoµ tan cña oxy kh«ng khÝ vµo níc phô thuéc vµo nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt. (Theo b¶ng P 2.2. : Xö lý níc th¶i ®« thÞ-PGS.TS TrÇn §øc H¹), víi T = 220C Þ CT = 8,5 (mg/l)
= 10,15 (mg/l)
C : Nång ®é trung b×nh cña oxy trong Aeroten (mg/l) C = 2 (mg/l)
Do ®ã: = 5,6(m3K/m3níc th¶i)
Cêng ®é n¹p khÝ yªu cÇu
= = 7,5 (m3/m2)
Ta cã : Imin = 3,5 (m3/m2-h) < I = 7,5 (m3/m2-h)< Imax = 10 (m3/m2-h) ®¶m b¶o yªu cÇu thiÕt kÕ.
Lu lîng kh«ng khÝ cÇn thæi vµo Aer«ten trong mét ®¬n vÞ thêi gian lµ:
V = D´Qh = 7,5 ´ 584,6 = 4365 (m3/h)
Lu lîng kh«ng khÝ cÇn cÊp trong ngµy lµ: 24 ´ 4365 = 104760 (m3/ng®).
nhiÖt ®é trung b×nh n¨m cña kh«ng khÝ lµ 270C,
khèi lîng riªng cña kh«ng khÝ ë nhiÖt dé nµy lµ 1,18 (kg/m3) nªn lîng ¤xy cÇn cÊp trong ngµy lµ QkhÝ = 1,18´ 104760=123617(kg).
Lîng «xy cÇn cung cÊp trong 1 giê lµ OCt = 5150 kg-k2/h
Dïng thiÕt bÞ cÊp khÝ cho bÓ Aeroten lµ èng ph©n phèi trªn ®ã cã g¾n c¸c ®Üa xèp.
Dïng ®Üa xèp cã ®êng kÝnh 0,6 (m), diÖn tÝch bÒ mÆt f = 0,07 (m2), cêng ®é khÝ tõ 0,7 ®Õn 1,4 l/s.®Üa (TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh xö lý níc th¶i, TrÞnh Xu©n Lai - NXBXD 2000)
nªn lÊy cêng ®é khÝ lµ 1 (l/s). VËy sè ®Üa cÇn thiÕt lµ:
N® = = 1430 (®Üa)
C¸c ®Üa ®îc g¾n lªn trªn c¸c èng dÉn khÝ ®Æt ngang díi ®¸y bÓ.
TÝnh to¸n bÓ l¾ng ®øng ®ît II
TÝnh to¸n bÓ l¾ng ®øng ®ît II t¬ng tù nh tÝnh to¸n bÓ l¾ng ®øng ®ît I.
DiÖn tÝch èng trung t©m ®îc x¸c ®Þnh theo lu lîng gi©y tèi ®a bao gåm c¶ níc th¶i vµ bïn tuÇn hoµn.Thêi gian lu níc trong bÓ l¾ng ®øng ®ît II sau Aeroten xö lý sinh häc ®Õn 80% lÊy b»ng 1,0 (h)(
), vËn tèc l¾ng lÊy b»ng 5 (mm/s).(b¶ng 35 TCVN 7957:2008)
f =
Trong ®ã:
QLII : Lu lîng níc th¶i tÝnh to¸n, QLII = 0,1624 (m3/s)
V1 : Tèc ®é chuyÓn ®éng cña níc th¶i trong èng trung t©m, lÊy V1 = 0,03 (m/s)
Do ®ã: f = = 5,4(m2)
Dung tÝch cña bÓ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
W = QLII ´ t
Trong ®ã:
QLII : Lu lîng níc th¶i tÝnh to¸n, QLII = 0,1624 (m3/s)
t : Thêi gian lu níc trong bÓ, t = 2 (giê)
Do ®ã: W = 0,1624´ 2´ 3600 = 1169,28 (m3)
ChiÒu cao c«ng t¸c cña bÓ
hLII = V ´ t
Trong ®ã:
V : VËn tèc níc d©ng trong bÓ l¾ng, lÊy V = 0,5 (mm/s)
t : Thêi gian lu níc, t = 2 (giê)
Do ®ã: hLII = 0,0005´ 2´ 3600 = 3,6 (m)
DiÖn tÝch h÷u Ých bÓ l¾ng ®ît II:
FLII == = 324,8 (m2)
VËy tæng diÖn tÝch bÓ lµ F = 324,8 + 5,4 = 330,2 (m2)
ThiÕt kÕ 2 bÓ l¾ng ®Ó dÔ hîp khèi víi bÓ Aeroten, kÝch thíc mçi bÓ lµ:
F1bÓ = = 165,1 (m2)
KÝch thíc bÓ lµ: BxL=14x12 (m)
TÝnh to¸n bÓ nÐn bïn ®øng
Theo quy ph¹m Ýt nhÊt ph¶i cã hai bÓ nÐn bïn lµm viÖc ®ång thêi, c¨n cø vµo lu lîng níc th¶i, ta ®i tÝnh to¸n thiÕt kÕ bÓ nÐn bïn ®øng.
1
2
4
3
hbv
1 - èng trung t©m h1
2 - èng x¶ cÆn
3 - MiÖng loe
4 - Sµn c«ng t¸c
h2
Nång ®é bïn ho¹t tÝnh d ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc cña Karpinski A.A nh sau:
Xt = a ´ (SS)1 - Nra
trong ®ã:
Xt : Nång ®é bïn ho¹t tÝnh d, (mg/l)
a : HÖ sè , lÊy b»ng 1,2 khi xö lý kh«ng hoµn toµn
(SS)1 : Hµm lîng c¸c chÊt l¬ löng cña níc th¶i sau l¾ng ®ît I vµ ®«ng tô sinh häc = 149,7 (mg/l)
Nra : Hµm lîng bïn ho¹t tÝnh tr«i theo níc th¶i ra khái bÓ l¾ng ®ît II, lÊy =60 (mg/l)
Do ®ã: Xt = 1,2´ 149,7 - 60 = 119,64 (mg/l)
Lîng t¨ng bïn ho¹t tÝnh lín nhÊt:
Xmax = k ´ Xt = 1,2´ 119,64 = 143,6 (mg/l)
trong ®ã:
k : HÖ sè kh«ng ®iÒu hoµ th¸ng cña sù t¨ng bïn ho¹t tÝnh, k=1,15¸1,2.
Cã 50% lîng bïn ho¹t tÝnh d ®îc ®a vµo bÓ ®«ng tô sinh häc vµ 50% lîng bïn cßn l¹i ®îc ®a vµo bÓ nÐn bïn. Lîng bïn ho¹t tÝnh d lín nhÊt dÉn vµo bÓ nÐn bïn ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau:
qmax =
trong ®ã:
Q : lu lîng níc th¶i = 9500 (m3/ng®)
C : Nång ®é bïn ho¹t tÝnh d, víi ®é Èm 95% th× C = 6000 (g/m3)
Do ®ã: qmax = = 4,74 (m3/h)
DiÖn tÝch bÓ nÐn bïn ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
F1 =
trong ®ã:
qmax : Lu lîng bïn ho¹t tÝnh d lín nhÊt, qmax = 4,74 (m3/h)
V1 : Tèc ®é chuyÓn ®éng cña bïn tõ díi lªn trªn, V1 = 0,1 (mm/s)
Do ®ã: F1 = = 13,17 (m2)
DiÖn tÝch èng trung t©m:
F2 =
trong ®ã:
V2 : VËn tèc chuyÓn ®éng cña bïn trong èng trung t©m, V2 = 28 (mm/s)
Do ®ã: F2 = = 0,047(m2)
DiÖn tÝch tæng céng cña bÓ nÐn bïn ®øng:
F = F1 + F2 = 13,17 + 0,047 = 13,22 (m2)
Cã hai bÓ nÐn bïn ®øng, diÖn tÝch mçi bÓ lµ:
f = ==6,61 (m2)
§êng kÝnh bÓ nÐn bïn ®øng:
D == ~ 3 (m)
§êng kÝnh èng trung t©m:
d == ~ 0,3 (m)
§êng kÝnh phÇn loe cña èng trung t©m:
dloe = 1,35´d = 1,35´ 0,3 = 0,4 (m)
§êng kÝnh tÊm ch¾n (xem h×nh vÏ):
dc = 1,3´ dloe = 1,3´ 0,4 = 0,52 (m)
ChiÒu cao phÇn l¾ng cña bÓ nÐn bïn:
h1 = V1 ´ t ´ 3600
trong ®ã:
t : Thêi gian nÐn bïn, lÊy t = 3 (h)
Vt : tèc ®é l¾ng BNB ®øng Vt< 0,2(mm/s)(lÊy theo b¶ng 4.5. trang 125 gi¸o tr×nh XLNT§T –thÇy TrÇn §øc H¹)
Do ®ã: h1 = 0,00015 ´ 3´ 3600 = 1,62 (m)
ChiÒu cao h×nh nãn víi gãc nghiªng 450 , ®êng kÝnh bÓ 3 (m) vµ ®êng kÝnh ®¸y bÓ 0,2 (m) lµ:
h2 = - x
= 1,4 (m)
ChiÒu cao bïn ho¹t tÝnh ®· nÐn ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
hb = h2 - h3 - hth x
trong ®ã:
h3 : Kho¶ng c¸ch tõ ®¸y èng loe ®Õn t©m ch¾n, lÊy h3 = 0,3 (m)
hth : ChiÒu cao líp trung hoµ, hth = 0,3 (m)
Do ®ã: hb = 1,4- 0,3 - 0,3 = 0,8 (m)
ChiÒu cao tæng céng cña bÓ nÐn bïn:
H = h1 + h2 + hbv = 1,08 + 1,4 + 0,3 = 3,32 (m)
ThiÕt kÕ bÓ cã H=3,5(m)
BÓ Mªtan
C¸c lo¹i cÆn dÉn ®Õn bÓ mªtan bao gåm :
CÆn tõ bÓ l¾ng ®ît I
R¸c ®· nghiÒn tõ song ch¾n r¸c
Bïn ho¹t tÝnh d sau khi nÐn
9.1 CÆn t¬i tõ bÓ l¾ng ®ît I
CÆn t¬i tõ bÓ l¾ng ®ît I víi ®é Èm p = 95% ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
WC =
trong ®ã:
Q : Lu lîng níc tÝnh to¸n ngµy ®ªm, Q = 9500 (m3/ng.®)
Chh : Hµm lîng cÆn l¬ löng trong hçn hîp níc th¶i, Chh = 356,4(mg/l)
E : HiÖu suÊt tõ bÓ l¾ng ®ît I cã kÓ ®Õn ®«ng tô sinh häc, E = 60%
K : HÖ sè tÝnh ®Õn sù t¨ng lîng cÆn do cì h¹t l¬ löng lín, K = 1,1
P : §é Èm cña cÆn P = 95%
gc : Dung träng cña cÆn l¾ng, lÊygc =1
Do ®ã: WC =
Þ WC = 44,7 (m3/ng®)
9.2 Lîng bïn ho¹t tÝnh d sau khi nÐn ë bÓ nÐn bïn
Lîng bïn nµy ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
Wb =
trong ®ã:
a: HÖ sè tÝnh sù t¨ng kh«ng ®iÒu hoµ cña bïn ho¹t tÝnh trong qu¸ tr×nh lµm s¹ch,a =1,2
b : Hµm lîng bïn tr«i ra khái bÓ l¾ng ®ît II, b = 60 (mg/ l)
P : §é Èm cña bïn ho¹t tÝnh P =95%
Q : Lu lîng níc th¶i dÉn ®Õn bÓ nÐn bïn, Q= 9500 (m3/ng®)
C¸c th«ng sè kh¸c ®· xÐt ë trªn
Do ®ã: Wb =
Þ Wb = 21,1 (m3/ng®)
9.3 Lîng r¸c ®· nghiÒn
Lîng r¸c ®· ®îc nghiÒn nhá tõ ®é Èm P1 = 80% ®Õn ®é Èm P2 = 95% ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
WR = W1 ´
W1 : Lîng r¸c lÊy khái m¸y nghiÒn víi ®é Èm ban ®Çu P = 80% ®· tÝnh to¸n ë phÇn tríc, W1 = 0,9 (m3/ng®)
Do ®ã: WR = 0,9´ = 3,6 (m3/ng®)
ThÓ tÝch tæng hîp cña hçn hîp cÆn:
W = Wc + Wb +WR=44,7 + 21,1 + 3,6 = 69,4 (m3)
§é Èm trung b×nh cña hçn hîp cÆn ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
Phh =100´
trong ®ã:
Ck : Lîng chÊt kh« trong cÆn t¬i:
Ck= == 2,235 (tÊn/ng®)
Bk : Lîng chÊt kh« trong bïn ho¹t tÝnh:
Bk= == 1,055 (tÊn/ng®)
Rk : Lîng chÊt kh« trong r¸c nghiÒn:
Rk= == 0,18 (tÊn/ng®)
Do ®ã: Phh =100%´ ()= 95 %
V× ®é Èm cña hçn hîp lín h¬n 94% lªn ta chän chÕ ®é lªn men Êm, t = 33 ¸ 350C.
Dung tÝch bÓ Mªtan ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
WM =
trong ®ã:
d : LiÒu lîng cÆn t¶i ngµy ®ªm, tra b¶ng 53 môc 8.26.3 TCVN 7957:2008 lÊy d = 9%
Do ®ã: WM = » 771,1 (m3)
Chän 2 bÓ Mªtan, thÓ tÝch mét bÓ lµ:
10
11
V = = 358,6 (m3)
H×nh díi ®©y tr×nh bµy s¬ ®å cña bÓ Mªtan.
èng dÉn cÆn t¬i vµ bïn ho¹t tÝnh
èng x¶ cÆn lªn men D250
èng th¸o c¹n bÓ
èng dÉn h¬i nãng
èng dÉn khÝ ®èt
èng trµn
bª t«ng
g¹ch
xØ
líp phñ mÒm
m¸y trén kiÓu ch©n vÞt
2
S¬ ®å bÓ mª tan
Theo b¶ng 3.8 / TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh xö lý níc th¶i - L©m Minh TriÕt, 1973/ ta chän 2 bÓ Mª tan ®Þnh h×nh cã kÝch thíc nh b¶ng sau:
§êng kÝnh m
ThÓ tÝch h÷u Ých
ChiÒu cao, m
h1
H
h2
10
500
1,45
5
1,7
S©n ph¬i bïn
CÆn sau khi ®· lªn men ë bÓ Mªtan vµ cÆn tõ bÓ tiÕp xóc ®îc dÉn ®Õn s©n ph¬i bïn ®Ó lµm r¸o níc hoÆc lµm kh« ®Õn ®é Èm cÇn thiÕt. S¬ ®å s©n ph¬i bïn cÆn ®îc tr×nh bÇy trong h×nh díi ®©y.
CÆn sau khi lªn men ë bÓ Mªtan vµ cÆn tõ bÓ tiÕp xóc ®îc dÉn ®Õn s©n ph¬i bïn ®Ó lµm r¸o cÆn ®Õn ®é Èm cÇn thiÕt.
ThÓ tÝch cÆn tõ bÓ tiÕp xóc ®îc tÝnh:
W0 = (m3/ng®)
trong ®ã:
a : Lîng cÆn l¾ng trong bÓ tiÕp xóc, a = 0,03 (l/ng.ng®)
NTT : d©n sè tÝnh to¸n theo chÊt l¬ löng, NTT= 65023 (ngêi)
Do ®ã: W0 = = 1,95 (m3/ng®)
S¬ ®å s©n ph¬i bïn nh h×nh vÏ.
S¬ ®å s©n ph¬i bïn: 1-MiÖng x¶ bïn, 2-èng thu níc, 3-Bê ng¨n, 4-èng ph©n phèi bïn, 5-§êng ®i xuèng,6-M¸ng x¶ bïn, 7-èng dÉn níc tho¸t
ThÓ tÝch tæng céng cña cÆn dÉn ®Õn s©n ph¬i bïn:
Wch = W + W0
trong ®ã:
W : ThÓ tÝch cÆn tõ bÓ Mª tan, W = 69,4 (m3)
W0 : ThÓ tÝch cÆn tõ bÓ tiÕp xóc W0 = 1,95 (m3)
Do ®ã: Wch = 69,4 + 1,95 = 71,35 ( m3/ng®)
DiÖn tÝch h÷u Ých cña s©n ph¬i bïn ®îc tÝnh:
F1 = (m2)
trong ®ã:
q0: T¶i träng lªn s©n ph¬i bïn, Theo b¶ng 4.6 Gi¸o tr×nh ( Xö lý níc th¶i ®« thÞ - PGS.TS TrÇn §øc H¹). Víi nÒn nh©n t¹o cã hÖ thèng rót níc khi lµm kh« cÆn vµ bïn ho¹t tÝnh lªn men ta cã q0= 2,5 (m3/m2.n¨m)
n: HÖ sè kÓ ®Õn ®iÒu kiÖn khÝ hËu n = 2
Do ®ã: F1 == 5209 (m2)
Chän s©n ph¬i bïn chia ra lµm 8 « Þ DiÖn tÝch mçi « 652 (m2)
Chän kÝch thíc mçi « 22m ´ 30m.
DiÖn tÝch phôc vô cña sµn s©n ph¬i bïn (bao gåm ®êng x¸, m¬ng m¸ng,..) ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
F2 = D´F1 = 0,2´ 5209 = 1041,8 ( m2)
(ë ®©y D lµ hÖ sè kÓ ®Õn diÖn tÝch phô, lÊy b»ng 0,2 ¸ 0,4)
DiÖn tÝch tæng céng cña s©n ph¬i bïn:
F = F1 + F2 = 5096,13+ 1019,23 = 6250,8 (m2)
Lîng cÆn ph¬i ®Õn ®é Èm 80% trong mét n¨m sÏ lµ:
W =71,35 ´ 365´ 0,2» 52085,5 (m3)
Tr¹m khö trïng
Tr¹m khö trïng cã t¸c dông khö trïng triÖt ®Ó c¸c vi khuÈn g©y bÖnh mµ chóng ta cha thÓ xö lý ®îc trong c¸c c«ng tr×nh xö lý c¬ häc, sinh häc tríc khi x¶ ra s«ng. §Ó khö trïng níc th¶i, ta dïng ph¬ng ph¸p Clorua ho¸ b»ng Clo h¬i.
ViÖc tÝnh to¸n tr¹m khö trïng theo ®iÒu 8.28 TCVN 7957:2008
Qu¸ tr×nh ph¶n øng gi÷a Clo vµ níc th¶i x¶y ra nh sau:
Cl2 + H2O = HCl + HOCl
Axit hypoclord mét phÇn bÞ ion hãa.
HOCl vµ ®Æc biÖt ion OCl- víi nång ®é x¸c ®Þnh sÏ t¹o ®iÒu kiÖn oxy ho¸ m¹nh cã kh¶ n¨ng tiªu diÖt vi khuÈn.
Lîng Clo ho¹t tÝnh cÇn thiÕt ®Ó khö trïng ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
y =
trong ®ã:
Q: Lu lîng ®Æc trng cña níc th¶i (m3/h)
a : LiÒu lîng Clo ho¹t tÝnh, khi lµm s¹ch sinh häc hoµn toµn, a = 3 (g/m3), lÊy theo ®iÒu 8.28.3
øng víi lu lîng ®Æc trng max,tb, min ta cã lîng Clo ho¹t tÝnh cÇn thiÕt nh sau:
y max = = = 2,1 (kg/h)
y tb = = = 1,183 (kg/h)
y min = = ~ 0,4(kg/h)
§Ó ®Þnh lîng Clo ,x¸o trén Clo h¬i víi níc c«ng t¸c, ®iÒu chÕ vµ vËn chuyÓn ®Õn n¬i sö dông ta dïng Clorat¬ ch©n kh«ng kiÓu LONHI-100.
Theo b¶ng 3.10 - / TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh xö lý níc th¶i - L©m Minh TriÕt, 1973/ ta chän mét Clorat¬ LONHI -100 lo¹i PC-3 lµm viÖc vµ mét Clorat¬ dù phßng cã c¸c ®Æc tÝnh kü thuËt nh sau:
C«ng suÊt theo Clo h¬i : 0,40 ¸2,05 (kg/h)
Lo¹i lu lîng kÕ : PC -3
¸p lùc níc tríc ejector : 2,5 (kg/cm3)
Träng lîng :37,5 (kg)
Lu lîng níc : 2 (m3/h )
§Ó phôc vô cho 2 Clorat¬ chän 3 ban l«ng trung gian b»ng thÐp ®Ó tiÕp nhËn Clo níc ®Ó chuyÓn thµnh Clo h¬i vµ dÉn ®Õn Clorat¬. Trong tr¹m khö trïng ta dïng c¸c thïng chøa Clo cã dung tÝch 512 lÝt vµ chøa 500 kg Clo.
§êng kÝnh thïng chøa lµ D = 0,64 (m).
ChiÒu dµi thïng L = 1,8 (m).
Lîng Clo lÊy ra tõ 1 (m2) bÒ mÆt bªn thïng chøa theo quy ph¹m lµ 3 (kg/h).
BÒ mÆt bªn thïng chøa Clo lµ 3,6 (m2). Nh vËy lîng Clo lÊy ra tõ mét thïng chøa lµ:
qc = 3,6´ 3 = 10,8 (kg/h)
Sè thïng chøa Clo cÇn thiÕt trong mét giê lµ: N = = =0,11 (thïng)
Chän hai thïng chøa c«ng t¸c vµ mét dù phßng.
Sè thïng chøa Clo cÇn thiÕt dù tr÷ cho nhu cÇu Clo trong mét th¸ng sÏ lµ:
N = = = 1,7 (thïng) lÊy =2 (thïng)
trong ®ã:
q : Träng lîng Clo trong thïng chøa, kg
Lu lîng níc Clo lín nhÊt ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
qmax=
trong ®ã:
b: Nång ®é Clo ho¹t tÝnh trong níc, lÊy b»ng ®é hoµ tan cña Clo trong níc cña ejector, phô thuéc vµo nhiÖt ®é, b = 0,15%
a : LiÒu lîng Clo ho¹t tÝnh, khi lµm s¹ch sinh häc hoµn toµn, a = 3 (g/m3),
Do ®ã: qmax= = 1,4 (m3/h)
Lîng níc tæng céng cÇn cho nhu cÇu cña tr¹m Clorator ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
Q =
trong ®ã:
V1: §é hoµ tan Clo trong níc phô thuéc vµo nhiÖt ®é níc th¶i, víi nhiÖt ®é níc th¶i t = 260C ta cã V1= 1 (l/g). ( Theo b¶ng 3.11- / TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh xö lý níc th¶i - L©m Minh TriÕt, 1973/)
V2: Lu lîng níc cÇn thiÕt ®Ó bèc h¬i Clo, s¬ bé lÊy V2 = 300 (l/kg)
Do ®ã: Q = = 2,132 (m3/h)
Níc Clo ®îc dÉn ra m¸ng trén b»ng èng cao su mÒm nhiÒu líp, ®êng kÝnh èng 70 (mm) víi tèc ®é 1,5 (m/s).
TÝnh to¸n m¸ng trén
§Ó x¸o trén nuíc th¶i víi Clo, do lu lîng tr¹m nhá h¬n 400 (l/s), nªn ta dïng m¸ng trén kiÓu lîn víi thêi gian x¸o trén ®îc thùc hiÖn trong vßng 1 ¸ 2 phót.
KÝch thíc c¬ b¶n cña m¸ng trén kiÓu lîn theo b¶ng 4.8 - / TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh xö lý níc th¶i - L©m Minh TriÕt, 1973/ ta cã c¸c kÝch thíc c¬ b¶n nh sau:
KÝch thíc c¬ b¶n cña m¸ng trén
Lu lîng l/s
KÝch thíc
BÒ réng khe
L
l
b
h1
h2
thø 1
thø 2
thø 3
thø 4
130 ¸ 200
3500
2730
600
700
1030
550
450
380
330
DiÖn tÝch tiÕt diÖn cña m¸ng trén:
f =
trong ®ã:
qmax: Lu lîng níc th¶i lín nhÊt, qmax = 0,195 (m3/s)
V : Tèc ®é cña níc chuyÓn ®éng qua lç V = 1 (m/s)
Do ®ã: f = = 0,195 (m2)
ChiÒu s©u líp níc sau m¸ng trén:
H = == 0,325 (m)
Tæn thÊt ¸p lùc qua mçi khe hë ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
h = a ´
trong ®ã:
V1 : Tèc ®é chuyÓn ®éng cña níc qua khe lîn, V1 = 1 (m/s)
a : HÖ sè phô thuéc c¸ch bè trÝ chç lîn, bè trÝ thuËn chiÒu dßng níc nªn lÊy a =2,5
Do ®ã: h = 2,5 ´ = 0,127 (m)
DiÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña mçi khe:
fK = = = 0,195 (m2)
ChiÒu s©u líp níc tríc c¸c khe lîn:
Tríc khe thø nhÊt
H1 = = = 0,35 (m)
Tríc khe thø hai
H2 = = = 0,42 (m)
Tríc khe thø ba
H3 = = = 0,5 (m)
Tríc khe thø t
H4 = = = 0,58 (m)
TÝnh to¸n bÓ tiÕp xóc
NhiÖm vô cña bÓ tiÕp xóc lµ nh»m thùc hiÖn qu¸ tr×nh tiÕp xóc gi÷a Clo vµ níc th¶i. Dùa vµo c«ng suÊt tr¹m, ta sö dông bÓ tiÕp xóc kiÓu ly t©m.
BÓ tiÕp xóc ly t©m ®îc thiÕt kÕ gièng nh bÓ l¾ng ®ît I kh«ng cã thiÕt bÞ vÐt bïn. Níc th¶i sau khi ®îc xö lý ë bÓ tiÕp xóc ®îc dÉn ra tíi giÕng bê hå theo m¬ng dÉn dµi 250 (m) víi tèc ®é dßng ch¶y 0,8 (m/s).
Thêi gian tiÕp xóc cña clo víi níc th¶i trong bÓ tiÕp xóc vµ trong m¸ng dÉn ra hå lµ 30 phót.
Thêi gian tiÕp xóc riªng trong bÓ tiÕp xóc lµ:
t = 30 - = 30 - = 24,8 (phót)
trong ®ã:
l : ChiÒu dµi m¸ng dÉn tõ bÓ tiÕp xóc tíi giÕng x¶, l = 250 (m)
V : VËn tèc dßng ch¶y trong m¸ng dÉn, v = 0,8 (m/s)
S¬ ®å cÊu t¹o cña bÓ tiÕp xóc ngang nh h×nh díi ®©y.
ThÓ tÝch h÷u Ých cña bÓ tiÕp xóc lµ:
W = Qhmax ´ t = 701,93´ » 290 (m3)
Chän 2 bÓ, thÓ tÝch cña mçi bÓ lµ:
W1 = = 145 (m3)
DiÖn tÝch cña bÓ tiÕp xóc trªn mÆt b»ng:
F = = = 58 (m2)
trong ®ã:
H1: chiÒu cao c«ng t¸c cña bÓ, thiÕt kÕ H = 2,5 (m)
ChiÒu réng bÓ chän b = 3,0
ChiÒu dµi bÓ:
= 19 (m)
CÆn trong hè tiÕp xóc cã ®é Èm p = 96% ®îc b¬m ra ph©n ph¬i bïn:
trong ®ã:
a: Lîng cÆn l¾ng trong bÓ tiÕp xóc, theo 6.20.7 - 20 TCN 51-84 th× a = 0,05 l/Ng
NTT: D©n sè tÝnh to¸n theo BOD5, NTT = 70023 (ngêi)
= 3,5 (m3/ng®)
BÓ tiÕp xóc ngang t¬ng tù nh bÓ l¾ng ngang nhng kh«ng cã hÖ thèng g¹t cÆn, vÐt bïn.
VËy kÝch thíc bÓ: H ´ L ´ b= 2,5 ´ 19 ´ 3 (m3)
Trong trêng hîp sö dông biÕn tÇn tù ®éng ho¸ ch©m clo ta cã khö trïng cã kÝch thíc t¬ng øng lµ H x b x L = 2,5x13x9
ThiÕt bÞ ®o lu lîng
§Ó ®¶m b¶o cho c¸c c«ng tr×nh xö lý níc ho¹t ®éng ®¹t hiÖu qu¶, ta cÇn biÕt lu lîng níc th¶i ch¶y vµo tõng c«ng tr×nh vµ sù dao ®éng lu lîng theo c¸c giê trong ngµy.
§Ó x¸c ®Þnh lu lîng níc ta dïng m¸ng Pac -san (S¬ ®å trang sau)
KÝch thíc m¸ng ®îc ®Þnh h×nh theo tiªu chuÈn vµ ®îc chän tuú thuéc vµo lu lîng níc.
Víi gi¸ trÞ lu lîng tÝnh to¸n cña tr¹m lµ: qmax= 195 (l/s)
qtb = 109,56 (l/s)
qmin = 36,4 (l/s
S¬ ®å m¸ng pac - san
B
l1
l2
l3
A
W
E
Ngêi ta ®· tÝnh to¸n kÝch thíc m¸ng theo tiªu chuÈn vµ lËp thµnh c¸c b¶ng / TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh xö lý níc th¶i - L©m Minh TriÕt, 1973/. Chän m¸ng Pac-san cã kÝch thíc
Kh¶ n¨ng vËn chuyÓn lín nhÊt : 500 (l/s)
Kh¶ n¨ng vËn chuyÓn nhá nhÊt : 5 (l/s)
b = 30cm L1 =135 cm L2 = 60 cm
L3 =90 cm A = 84 cm B =60 cm C =22,5 cm
tÝnh to¸n c¸c c«ng tr×nh xö lý níc th¶i ph¬ng ¸n II
C¸c c«ng tr×nh trong s¬ ®å d©y chuyÒn c«ng nghÖ ph¬ng ¸n II bao gåm:
Song ch¾n r¸c BÓ Biophin cao t¶i
BÓ l¾ng c¸t ngang chuyÓn ®éng vßng Tr¹m khÝ nÐn
BÓ l¾ng ®øng ®ît I M¸y nghiÒn r¸c
BÓ l¾ng ®øng ®ît II Khö trïng vµ m¸ng trén
S©n ph¬i bïn cÆn BÓ tiÕp xóc BÓ chøa khÝ ®èt S©n ph¬i c¸t
Trong sè c¸c c«ng tr×nh trªn, c¸c c«ng tr×nh tÝnh to¸n gièng víi ph¬ng ¸n I bao gåm:
Ä Song ch¾n r¸c Ä BÓ tiÕp xóc ngang
BÓ l¾ng c¸t ngang chuÓn ®éng vßng Ä S©n ph¬i c¸t
Khö trïng vµ m¸ng trén Ä S©n ph¬i bïn cÆn
BÓ l¾ng ®øng ®ît I
Sau ®©y ta ®i tÝnh to¸n c¸c c«ng tr×nh cßn l¹i trong s¬ ®å d©y chuyÒn c«ng nghÖ.
TÝnh to¸n bÓ Biophin cao t¶i
NhËn thÊy chÊt lîng níc th¶i ch¶y vµo bÓ ®¶m b¶o ®Ó tÝnh to¸n theo quy ph¹m.
TÝnh to¸n bÓ läc sinh häc cao t¶i dùa vµo ®iÒu: 8.15 TCVN 7957:2008
X¸c ®Þnh hÖ sè k: lµ hÖ sè phô thuéc vµo nhiÖt dé trung b×nh vÒ mïa ®«ng cña níc th¶i hoÆc nhiÖt ®é trung b×nh n¨m cña kh«ng khÝ.
Ta cã k = = = 4,48
trong ®ã:
La: BOD cña níc th¶i ®a vµo bÓ La= 201,5 (mg/l)
Lt: BOD cña níc th¶i ®· ®îc lµm s¹ch Lt =45 (mg/l)
(Víi k ®· cã Tra b¶ng 44 TCVN 7957:2008)
víi nhiÖt ®é trung b×nh níc th¶i vÒ mïa ®«ng 20oC vµ ko=4,18 ta cã c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n nh sau:
Khi lu lîng kh«ng khÝ vµo bÓ B = 10 (m3/m3 níc) chiÒu cao c«ng t¸c H= 2 (m) T(C0)=200.
T¶i träng thñy lùc: q0= 20 ( m3/m2.ng®) tra b¶ng ta cã k1 = 5,08
V× k0 < k1 nªn kh«ng cÇn tuÇn hoµn l¹i níc th¶i.
Díi ®©y lµ s¬ ®å cÊu t¹o cña BÓ Bioiphin cao t¶i.
BÓ biophin cao t¶i
mÆt c¾t a-a
mÆt b»ng
Líp vËt liÖu läc cao 300 cm
Líp bª t«ng ®ôc lç dµy 8 cm
Líp bª t«ng t¹o dèc
Líp bª t«ng cèt thÐp dµy 20 cm
Líp bª t«ng g¹ch vì dµy 20 cm
èng dÉn níc vµo bÓ D300
Líp bª t«ng ®ôc lç
BxB=1000x1000
Líp vËt liÖu läc
èng ph¶n lùc ®ôc lç D200
DiÖn tÝch cña bÓ Biophin:
F = (m2)
trong ®ã:
Q: Lu lîng níc th¶i Q = 9500 (m3/ng®)
q0: T¶i träng thñy lùc trªn bÒ mÆt bÓ läc, q0 = 20 (m3/m2 ngµy ®)
Do ®ã: F = = 475 (m2)
Chän sè bÓ c«ng t¸c lµ 2 bÓ, n = 2. DiÖn tÝch mçi bÓ lµ:
f = = = 237,5 (m2)
BÓ h×nh trßn, ®êng kÝnh bÓ lµ:
D = = = 17,4 (m)
ThÓ tÝch tæng céng VLL cña bÓ:
W = H ´F = 2´ 475 = 950 (m3)
trong ®ã:
H: ChiÒu cao c«ng t¸c cña bÓ, H= 2 (m)
Tõ c¸c sè liÖu tÝnh to¸n ë trªn ta quyÕt ®Þnh thiÕt kÕ bÓ Biophin víi trêng hîp
B=10 (m3/m2.ng®)
H=2,0 (m)
F= 475 (m2)
W=950 (m3)
Víi lý do:
Kh«ng ph¶i tuÇn hoµn níc th¶i
Lîng kh«ng khÝ cÊp vµo nhá
ChiÒu cao c«ng tr×nh nhá
DiÖn tÝch c«ng tr×nh nhá
TÝnh to¸n hÖ thèng tíi ph¶n lùc
§iÒu kiÖn quan träng ®Ó Biophin lµm viÖc b×nh thêng lµ níc th¶i ph¶i ®îc ph©n phèi ®Òu trªn bÒ mÆt líp vËt liÖu läc. §èi víi Biophin cã d¹ng h×nh trßn trªn mÆt b»ng ta thiÕt kÕ hÖ thèng ph©n phèi khÝ b»ng hÖ thèng tíi ph¶n lùc.
Lu lîng níc tíi tÝnh cho 1 bÓ Biofin ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
q =
trong ®ã:
n : Sè bÓ, n = 2
qtt :Lu lîng níc th¶i tÝnh to¸n, qtb = 109,96 (l/s)
Do ®ã lîng tÝnh cho 1 bÓ lµ: q = = 55 (l/s) = 0,055 (m3/s)
§êng kÝnh cña hÖ thèng tíi: ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau:
DT= D - 200 = 17400 – 200 = 17200 (mm)
trong ®ã:
200 (mm) : Kho¶ng c¸ch gi÷a ®Çu èng tíi vµ thµnh bÓ.
Chän trong mét bÓ Biofin cã 4 èng ph©n phèi, ®êng kÝnh èng lµ:
D« =
trong ®ã:
V : VËn tèc chuyÓn ®éng cña níc trong èng, lÊy V = 1 (m/s)
q : Lu lîng tÝnh to¸n cho mét bÓ, q = 0,055 (m3/s)
Do ®ã: D« = = 0,132 (m) theo quy ph¹m lÊy ≥ 200 (mm) nªn lÊy D«:200(mm)
Sè lç trªn èng tíi ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
m = = = 100 (lç)
Kho¶ng c¸ch tõ mét lç bÊt kú ri c¸ch t©m trôc cña hÖ thèng tíi ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
ri =
trong ®ã:
i : Sè thø tù cña lç c¸ch trôc cña hÖ thèng tíi
m : Sè lç trªn hÖ thèng tíi, m = 100 (lç)
r1 = = 860 (mm)
Sè vßng quay cña hÖ thèng trong 1 phót ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
n =
trong ®ã:
d : §êng kÝnh lç 10-15mm, lu lîng nhá nªn ta lÊy d =10 (mm)
q' : Lu lîng trung b×nh cña 1 èng tíi, cã tÊt c¶ 4 èng nªn q' = = 13,75 (l/s)
Do ®ã: n = = 2,78 (vßng/phót)
¸p lùc cÇn thiÕt cho hÖ thèng tíi ph¶n lùc lµ:
h= q' 2 ´ ()
trong ®ã:
k : M« ®un lu lîng, theo b¶ng (theo b¶ng 6.22. gi¸o tr×nh XLNT§T-PGS.TS TrÇn §øc H¹.) ta cã øng víi D« = 200, k = 300
Do ®ã: h = 13,752´() » 0,5 (m)
®¶m b¶o hÖ thèng tíi quay ®îc víi h³ 0,5 (m)
TÝnh to¸n bÓ l¾ng ®øng ®ît II
TÝnh to¸n bÓ l¾ng ®øng ®ît II t¬ng tù nh tÝnh to¸n bÓ l¾ng ®øng ®ît I.
DiÖn tÝch èng trung t©m ®îc x¸c ®Þnh theo lu lîng gi©y tèi ®a bao gåm c¶ níc th¶i vµ bïn tuÇn hoµn.
Lîng níc ®i vµo bÓ l¾ng:
QLII = 0,10996 (m3/s) lÊy = 0,11 (m3/s)
f =
trong ®ã:
QLII : Lu lîng níc th¶i tÝnh to¸n, QLII = 0,11 (m3/s)
V1 : Tèc ®é chuyÓn ®éng cña níc th¶i trong èng trung t©m, lÊy V1 = 0,03 (m/s)
Do ®ã: f = = 3,7 (m2)
Dung tÝch cña bÓ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
W = QLII ´ t
trong ®ã:
QLII : Lu lîng níc th¶i tÝnh to¸n, QLII = 0,11 (m3/s)
t : Thêi gian lu níc trong bÓ, t = 1,5 (giê)
Do ®ã: W = 0,11´ 1,5 ´ 3600 = 594 (m3)
ChiÒu cao c«ng t¸c cña bÓ
hLII = V ´ t
trong ®ã:
V : VËn tèc níc d©ng trong bÓ l¾ng, lÊy V = 0,5 (mm/s)
t : Thêi gian lu níc, t = 1,5 (giê)
Do ®ã: hLII = 0,0005´ 1,5 ´ 3600 = 2,7 (m)
ThiÕt kÕ bÓ cã chiÒu s©u c«ng t¸c 2,7 (m)
(Tra b¶ng 35,¸p dông c¸c môc 8.5.9-8.5.11- TCVN 7957:2008)
DiÖn tÝch h÷u Ých bÓ l¾ng ®ît II:
FLII == = 220 (m2)
VËy tæng diÖn tÝch bÓ lµ F = 220 + 3,7 = 223,7 (m2)
ThiÕt kÕ 4 bÓ l¾ng h×nh trßn, kÝch thíc mçi bÓ lµ:
F1bÓ = = 55,925 (m2)
§êng kÝnh mçi bÓ lµ: D = = = 8,5 (m)
ThiÕt kÕ 4 bÓ cã ®êng kÝnh 8,5 (m).
Kh¸i to¸n kinh tÕ hai Ph¬ng ¸n
V.I PH¦¥NG ¸n I
1. Gi¸ thµnh x©y dùng c«ng tr×nh
C¬ së tÝnh to¸n kinh tÕ dùa vµo c¸c tµi liÖu hiÖn hµnh vÒ ®Þnh møc dù to¸n cÊp tho¸t níc /Ban hµnh theo quyÕt ®Þnh sè 411/BXD ngµy 29/6/1996 cña Bé X©y Dùng/
Theo tÝnh to¸n s¬ bé gi¸ thµnh x©y dùng c¸c c«ng tr×nh tÝnh theo khèi lîng x©y l¾p trong tr¹m xö lý lµ:
Víi c«ng tr×nh ®¬n gi¶n (c«ng tr×nh c¬ häc), ®¬n gi¸ lµ 1.500.000 (®ång/m3)
Víi c«ng tr×nh phøc t¹p (c«ng tr×nh sinh häc), ®¬n gi¸ lµ 2.000.000 (®ång/m3)
Víi c«ng tr×nh s©n ph¬i c¸t, s©n ph¬i bïn, ®¬n gi¸ lµ 70.000 (®ång/m2)
Gi¸ thµnh thiÕt bÞ tÝnh b»ng 20% gi¸ thµnh x©y dùng c«ng tr×nh.
Gi¸ thµnh x©y dùng c«ng tr×nh bao gåm nhiÒu môc, s¬ bé cã thÓ thèng kª nh b¶ng sau:
TT
Tªn c«ng tr×nh
Khèi lîng m3
Gi¸ XD 1000®
Gi¸ thiÕt bÞ 1000®
Tæng gi¸ thµnh 1000®
1
Ng¨n tiÕp nhËn
4,75
7125
7125
2
Song ch¾n r¸c
1,94
2915
583
3498
3
BÓ l¾ng c¸t ngang C§V
6,70
10050
2010
12060
4
BÓ l¾ng ®øng ®ît I
42,82
64230
12846
77076
5
BÓ ®«ng tô sinh häc
43,27
86540
17308
103848
6
BÓ Aeroten
284,59
569180
113836
683016
7
BÓ l¾ng ®ît II
215,75
431500
86300
517800
7
BÓ nÐn bïn ®øng
13,30
19950
3990
23940
8
M¸ng trén
2,80
4200
4200
9
BÓ tiÕp xóc ly t©m
16,61
24915
4983
29898
11
BÓ mª tan
24,04
36060
7212
43272
12
S©n ph¬i c¸t
100,00
7000
7000
14
S©n ph¬i bïn
4600,00
322000
322000
15
Tr¹m khö trïng
50,00
75000
15000
90000
16
Tr¹m khÝ nÐn
35,00
52500
10500
63000
Tæng céng
1987733
Mét tû chÝn tr¨m t¸m m¬i bÈy triÖu, bÈy tr¨m ba ba ngµn ®ång ch½n.
Tæng gi¸ thµnh lµ: Exd = 1.987.733.000 (®ång)
2. Chi phÝ qu¶n lý vµ l¬ng c«ng nh©n trong mét n¨m
Sè c«ng nh©n tr¹m xö lý níc th¶i: 20 (ngêi)
Møc l¬ng c«ng nh©n 800.000 (®ång/ ngêi.th¸ng)
Chi phÝ l¬ng c«ng nh©n:
L= 12´20´800.000 = 192 (triÖu/ n¨m)
§iÖn ch¹y m¸y
trong ®ã:
Q: lu lîng tr¹m b¬m, Q = 387,5 (m3/h)
H0: ¸p lùc b¬m, xö lý b»ng ph¬ng ph¸p sinh häc trªn bÓ Aeroten lÊy s¬ bé tæng tæn thÊt gi÷a c¸c c«ng tr×nh lµ 4,0 céng víi ¸p lùc dù tr÷ 1,0 m ®Ó níc ch¶y ra cèng x¶ ra nguån tiÕp nhËn Þ s¬ bé chän H0 = 5,0 (m)
T : Thêi gian ho¹t ®éng trong ngµy, T= 24 (giê)
a : Gi¸ ®iÖn, a = 1500 (®/KWh)
hb : HiÖu suÊt b¬m hb = 0,8
h®c : HiÖu suÊt ®éng c¬ h®c = 0,65
= 130.234.257.164 (®ång)
» 130,2 triÖu ®ång
§iÖn th¾p s¸ng
E2 = 0,02´E1 = 2,6 (triÖu ®ång)
KhÊu hao tµi s¶n cè ®Þnh
Ek = 0,04´Exd= 0,04´1.987,733 = 79,509 (triÖu)
Chi phÝ söa ch÷a
Esc = 0,05´Exd = 99,387 (triÖu)
Chi phÝ ho¸ chÊt 1 n¨m
Lîng clo cÇn ®Ó khö trïng trong mét n¨m
VTB = 1,1625´ 24´ 365 = 10183,5 (kg/n¨m)
Gi¸ tiÒn 1 kg Clo lµ 4500 ®
Tæng sè tiÒn chi phÝ cho ho¸ chÊt lµ:
Khc = 10183,5´ 4500 = 45,83 ( triÖu ®ång)
Vëy tæng chi phÝ qu¶n lý lµ:
E= E1+ E2+ Ek+Eh+Khc = 314,126 (triÖu)
3. Gi¸ thµnh qu¶n lý
g = = = 92,54 (®/m3)
4. Gi¸ thµnh ®Çu t XD
V= = = 585,575 (®/m3)
5 gi¸ thµnh xö lý
X= V+g = 585,575+92,54 = 678,115 (®ång)
Gi¸ thµnh tÝnh cho 1 m3 níc th¶i lµ:
= = = 0,07 (®ång/m3)
v.ii. ph¬ng ¸n II
Gi¸ thµnh x©y dùng c«ng tr×nh
Gi¸ thµnh x©y dùng c«ng tr×nh bao gåm nhiÒu môc, s¬ bé cã thÓ thèng kª nh b¶ng sau:
TT
Tªn c«ng tr×nh
Khèi lîng m3
Gi¸ XD 1000®
Gi¸ thiÕt bÞ 1000®
Tæng gi¸ thµnh 1000®
1
Ng¨n tiÕp nhËn
4,75
7125
7125
2
Song ch¾n r¸c
1,94
2915
583
3498
3
BÓ l¾ng c¸t ngang C§V
6,70
10050
2010
12060
4
BÓ l¾ng ®øng ®ît I
42,82
64230
12846
77076
5
BÓ ®«ng tô sinh häc
43,27
86540
17308
103848
5
BÓ Biophin cao t¶i
165,76
248640
49728
298368
6
BÓ l¾ng ®øng ®ît II
392,50
785000
157000
942000
7
M¸ng trén
42,82
64230
12846
77076
8
BÓ tiÕp xóc ly t©m
2,80
4200
4200
9
S©n ph¬i c¸t
56,55
84824
16965
101789
10
S©n ph¬i bïn
100,00
7000
7000
11
Tr¹m khö trïng
4600,00
322000
322000
12
Tr¹m khÝ nÐn
50,00
75000
15000
90000
Tæng céng
1684839
Mét tû s¸u tr¨m t¸m t triÖu, t¸m tr¨m ba chÝn ngµn ®ång ch½n.
Tæng gi¸ thµnh lµ: 1.684.839.000 (®ång).
Tæng chi phÝ lµ: Exd = 1.684.839.000 (triÖu).
2. Chi phÝ qu¶n lý vµ l¬ng c«ng nh©n trong mét n¨m
Sè c«ng nh©n tr¹m xö lý níc th¶i: 20 (ngêi)
Møc l¬ng c«ng nh©n 800.000 (®ång/ ngêi.th¸ng)
Chi phÝ l¬ng c«ng nh©n:
L= 12´20´800.000 = 192 (triÖu/ n¨m)
§iÖn ch¹y m¸y
Trong ®ã:
Q: lu lîng tr¹m b¬m, Q = 387,5 (m3/h)
H0: ¸p lùc b¬m, s¬ bé lÊy H0 = 11,5 (m)
T : Thêi gian ho¹t ®éng trong ngµy, T= 24 (giê)
a : Gi¸ ®iÖn, a = 1500 (®/KWh)
hb: HiÖu suÊt b¬m hb = 0,8
h®c: HiÖu suÊt ®éng c¬ h®c = 0,65
299.538.791,478 (®ång) » 299,5 (triÖu)
§iÖn th¾p s¸ng
E2 = 0,02´E1 = 5,99 (triÖu ®ång)
KhÊu hao tµi s¶n cè ®Þnh
Ek = 0,04´Exd= 0,04´1.684,839 = 67,4 (triÖu)
Chi phÝ söa ch÷a
Esc = 0,05´Exd = 84,24 (triÖu)
Chi phÝ ho¸ chÊt 1 n¨m
Lîng clo cÇn ®Ó khö trïng trong mét n¨m
VTB = 1,1625´ 24´ 365 = 10183,5 (kg/n¨m)
Gi¸ tiÒn 1 kg Clo lµ 4500 ®
Tæng sè tiÒn chi phÝ cho ho¸ chÊt lµ:
Khc = 10183,5´ 4500 = 45,83 ( triÖu ®ång)
VËy tæng chi phÝ qu¶n lý lµ:
E= E1+ E2+ Ek+Eh+Khc = 502,96 (triÖu)
3. Gi¸ thµnh qu¶n lý
g = = = 148,17 (®/m3)
4. Gi¸ thµnh ®Çu t XD
V= = = 496,344 (®/m3)
5. gi¸ thµnh xö lý
X= V+g = 496,344 + 148,17 = 644,514 (®ång)
Gi¸ thµnh tÝnh cho 1 m3 níc th¶i lµ:
= = = 0,0693 (®ång/m3)
NhËn xÐt: Dùa vµo tÝnh to¸n kinh tÕ s¬ bé vµ qua thuyÕt minh ho¹t ®éng cña s¬ ®å tr¹m xö lý ta lùa chän ph¬ng ¸n II ®Ó thiÕt kÕ tr¹m xö lý.
H¬n n÷a, c«ng suÊt c«ng tr×nh tr¹m xö lý thuéc lo¹i nhá võa, do ®ã ë ®©y ta sö dông bÓ Biophin lµ hîp lý.
ch¬ng vI: thiÕt kÕ tr¹m b¬m níc th¶i
(tr¹m b¬m tho¸t níc chÝnh)
X¸c ®Þnh c«ng suÊt cña tr¹m b¬m:
C¸c sè liÖu ®Ó thiÕt kÕ tr¹m b¬m (Theo b¶ng II.2 - Phô lôc)
Qhmax = 7,42% Qng.® = 701,93 m3/h
Qhmin = 1,39% Qng.® = 131,7 m3/h
QhTB = 4,17% Qng.® = 395 m3/h
Cao tr×nh mÆt ®Êt n¬i ®Æt tr¹m b¬m: 5,29 m
Cao tr×nh mùc níc ngÇm cao nhÊt: 0,85 m
Cao tr×nh mùc níc ngÇm thÊp nhÊt: -0,21 m
Cao tr×nh ®¸y èng x¶ níc tíi tr¹m b¬m: -1,65 m
Chän c«ng suÊt tr¹m h¬m b»ng lu lîng giê th¶i níc lín nhÊt:
QTr = Qhmax = 701,93 m3/h = 195 l/s
Lu lîng mçi b¬m:
k: HÖ sè gi¶m lu lîng khi c¸c b¬m lµm viÖc ®ång thêi. Víi n = 2, ta cã k = 0,9
2. X¸c ®Þnh dung tÝch bÓ thu:
+ BÓ thu cã nhiÖm vô ®iÒu hßa gi÷a chÕ ®é th¶i níc vµ chÕ ®é b¬m. BÓ thu cÇn tháa m·n ®iÒu kiÖn:
5' x Qbmax £ WbÓ £ 50% Qhmax
+ Dung tÝch bÓ thu ®îc x¸c ®Þnh dùa vµo biÓu ®å tÝch lòy níc giê. BiÓu ®å tÝch lòy níc giê ®îc x©y dùng theo 3 sè liÖu Qhmax , Qhmin , QhTB. Dù kiÕn sö dông lo¹i b¬m ch×m EMU tù ®éng ®iÒu chØnh, sè lÇn ®ãng më b¬m tù ®éng mét giê lµ 3 lÇn.
+ Theo biÓu ®å tÝch lòy níc giê ta cã:
Wb = 0,47% Qng.® = 0,47% x 9466,11= 44,5 m3
KiÓm tra ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña bÓ, ta cã:
50% Qhmax = 0,5 x 701,93 = 350,97 m3
+ Theo ®iÒu kiÖn: 5' Qhmax £ Wb £ 50% Qhmax ta chän dung tÝch bÓ thu:
Wb = 5' Qhmax = 58,5 m3
+ BÓ thu ®îc thiÕt kÕ d¹ng h×nh trßn trªn mÆt b»ng.
+ Chän ®êng kÝnh bÓ thu D = 8
DiÖn tÝch mÆt b»ng bÓ thu:
ChiÒu s©u bÓ thu:
+ Trong ng¨n thu cã ®Æt song ch¾n r¸c c¬ giíi (Xem tÝnh to¸n ë phÇn 1 - Ch¬ng IV):
(m2)
Mực nước cao nhất trong ngăn thu lấy bằng cốt đáy ống dẫn vào ngăn thu.
Cao độ mặt đất nơi xây dựng trạm bơm: Zmđ = 5,29 m
Cốt đáy cống dẫn nước vào ngăn thu: Zđc = -1,65 m
Chiều cao mực nước cao nhất trong cống: h = 0,416 m
Cốt đáy ngăn thu Z = -1,65 + 0,416 –1,2= -2,434m
Mức dừng bơm : Zd = -2,434 m
Mức khởi động bơm 1: Z1 = -2,1m
Mức khởi động bơm 2: Z2 = -1,234 m
Cốt đáy hố thu cặn : Z = -2,434 - 0,7 = -3,134m
Bể được xây dựng bằng bê tông cốt thép dày 25 cm.
Đáy có độ dốc 5% về phía hố thu cặn.
Hố thu cặn có độ sâu 0,7m.
3. X¸c ®Þnh ¸p lùc c«ng t¸c cña m¸y b¬m:
+ Cét ¸p toµn phÇn cña m¸y b¬m ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
H = H®h + hh + h®
Trong ®ã:
H®h: ChiÒu cao b¬m níc ®Þa h×nh, lÊy b»ng ®é chªnh lÖch gi÷a cao tr×nh mùc níc cao nhÊt ë tr¹m xö lý (Ng¨n tiÕp nhËn) vµ cao tr×nh mÐp trªn hè thu cÆn.
hh, h®: Tæn thÊt ¸p lùc trªn ®êng èng hót vµ trªn ®êng èng ®Èy cña b¬m.
hdt - Tổn thất áp lực dự trữ hdt = 1m.
X¸c ®Þnh H®h:
Cao tr×nh mùc níc cao nhÊt trªn tr¹m xö lý: " 6,58
Cao tr×nh mÐp trªn hè thu cÆn: " -1,734
H®h = 6,58 – (-1,734) = 8,314 m
Xác định hđ:
Lu lîng mçi èng lµ:
Dùng 2 ống đẩy bằng thép đưa nước về trạm xử lý với lưu lượng, với lưu lượng mỗi ống là: 97,5l/s (ống đẩy là ống thép)
Theo bảng 93 – “Bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới MLTN” ta có số liệu sau:
D = 300mm ; V = 1,25m/s; 1000i = 5
Hh = hdd + hcb =
hdd - Tổn thất dọc đường theo chiều dài hdd = iL
L - Chiều dài ống đẩy L= 300m
hcb: Tổn thất cục bộ :
1van: = 1
1côn mở: = 0,25
5 cút: = 2,5
1 van một chiều: = 2
1 tê: = 1
Htp = 8,314 + 2,04 + 1 = 11,354m
Lấy tròn là 11 m.
4. Chän m¸y b¬m:
Sö dông lo¹i b¬m ch×m EMU
Víi Q = 108,33 l/s
H = 12 m
Theo Catalogue " Sæ tay M¸y b¬m " – Nhµ xuÊt b¶n X©y Dùng – Th¹c sü Lª Dung – Gi¶ng viªn trêng §¹i Häc X©y Dùng viÕt:
Chän lo¹i KRT K 250 – 370.., p = 18 KW; §éng c¬ KRTK 250-370/266 U, P=24KW ; n = 960 v/ph
5. X¸c ®Þnh ®iÓm lµm viÖc cña tæ b¬m:
+ X©y dùng ®êng ®Æc tÝnh èng:
Víi h1 = 2,04
Q1 = 108,33 l/s
+ Cho c¸c gi¸ trÞ cña Q2 ta sÏ t×m ®îc c¸c gi¸ trÞ cña h2 t¬ng øng, tõ ®ã ta
lËp ®îc ®êng ®Æc tÝnh èng: (H« = H®h + h2)
Bảng tính toán tổn thất áp lực trên đường ống
Q2ống
Q1ống
Hđh
S
S x Q2
Hô=Hđh+S.Q2
l/s
l/s
m
0.0001738
m
10
5
8.314
0.0001738
0.004
8.318
20
10
8.314
0.0001738
0.017
8.331
40
20
8.314
0.0001738
0.070
8.384
60
30
8.314
0.0001738
0.156
8.470
80
40
8.314
0.0001738
0.278
8.592
100
50
8.314
0.0001738
0.435
8.749
120
60
8.314
0.0001738
0.626
8.940
160
80
8.314
0.0001738
1.113
9.427
180
90
8.314
0.0001738
1.408
9.722
200
100
8.314
0.0001738
1.738
10.052
220
110
8.314
0.0001738
2.103
10.417
240
120
8.314
0.0001738
2.503
10.817
260
130
8.314
0.0001738
2.938
11.252
280
140
8.314
0.0001738
3.407
11.721
6. TÝnh to¸n èng ®Èy khi cã sù cè:
+ Khi cã sù cè èng ®Èy ph¶i ®¶m b¶o viÖc dån níc kh«ng díi 70% lu lîng tÝnh to¸n (khi tr¹m b¬m cã cèng x¶ sù cè)
+ Lu lîng cÇn t¶i khi cã sù cè lµ:
Qsc = 70% x Qtx = 70% x195= 136,5 l/s
+ V× vËy ®Ó ®¶m b¶o an toµn th× c¸c èng ®Èy ph¶i nèi víi nhau bëi c¸c èng nh¸nh.
§Æt:
m: Sè lîng èng ®Èy song song; m = 2
n: Sè ®o¹n èng chia nhá
s: Søc kh¸ng cña hÖ thèng khi lµm viÖc b×nh thêng
S : Søc kh¸ng cña hÖ thèng khi cã sù cè
S0: Søc kh¸ng cña mét ®o¹n èng
+ Ta cã:
Khi kh«ng cã h háng tæn thÊt ¸p lùc trªn èng ®Èy lµ:
Khi h háng t¹i mét ®o¹n nµo ®ã th× tæn thÊt ¸p lùc trªn hÖ thèng lµ:
+ §Ó hÖ thèng lµm viÖc b×nh thêng ta cÇn cã h = hsc
Hay:
VËy ta cã:
Suy ra n = 3
VËy sè ®o¹n cÇn chia nhá n = 3 Þ Sè ®o¹n nèi chung b»ng 2 víi chiÒu dµi l = 300Þ Cø c¸ch 100 m ®Æt mét ®o¹n nèi chung.
7. Cèng x¶ sù cè :
Cèng x¶ sù cè ®Æt cuèi ®o¹n èng tho¸t níc chÝnh tríc tr¹m b¬m nèi tõ giÕng th¨m s¸t tr¹m b¬m råi x¶ ra s«ng.
§êng kÝnh èng x¶ sù cè ®îc lÊy b»ng ®o¹n cèng dån níc th¶i ®Õn tr¹m xö lý.
D = 600 mm; i = 0,0014
CHƯƠNG VII: TỰ ĐỘNG HÓA TRONG TRẠM BƠM NƯỚC THẢI.
Tổng quan về vấn đề.
Hiện nay, việc tự động hóa trong trạm bơm nước thải là rất phổ biến .Việc điều khiển hoạt động của bơm bằng tay gặp không ít khó khăn và phức tạp vì số lần đóng ngắt bơm trong một ngày là tương đối nhiều, thêm vào đó là sự thải nước không điều hòa của các đối tượng thải nước vào mạng lưới.Với lý do đó hệ thống điều khiển hoạt động của trạm bơm nước thải bằng điện tử được ưu tiên lưa chọn, nhờ sự linh hoạt trong vận hành,bảo dưỡng ,các thiết bị như đầu đo mực nước (Water level sensor), hay PLC ( programable logic controller ) được rất nhiều hãng sản xuất. Việc sử dụng các thiết bị điện tử này trong việc tự động hóa điều khiển trong trạm bơm không những giúp việc vận hành dễ dàng, linh hoạt mà còn giúp tiết kiệm năng lượng một cách đáng kể.
Hệ thống này có thể phù hợp với mọi loại công suất của trạm bơm và các chế độ hoạt động khác nhau của bơm. Trên cơ sở phân tích chế độ làm việc của các máy bơm và các thông số cơ bản của máy trong tính toán thiết kế và trong kết quả tính toán thuỷ lực mạng lưới mà ta có thể chọn lựa hình thức điều khiển của biến tần là: Điều khiển theo mực nước.
Lựa chọn thiết bị cho hệ thống.
Đầu đo mực nước. (Water level sensor)
Cảm biến mức nước được chế tạo trên nguyên lý: tụ C cùng 1 điện trở R đưa vào mạch 555 tạo ra 1 tần số (gọi là tần số nước). Tần số này đưa vào Counter8-2 và Counter8-4 để giảm xuống giới hạn mà Counter16-1 với tần số 8,uS có thể đo được độ rộng của mức 1 của tần số nước. Khi có sườn xuống của tần số nước, 1 ngắt cứng tạo ra và chương trình Ngắt đọc số xung mà Counter16-1 đếm được trong khoảng mức 1 của tần số nước.
UART-1 truyền theo chuẩn RS485 - qua chip MAX485 với thiết bị hiển thị mực nước từ xaWLM.
Đặc tính kỹ thuật của cảm biến đo mức nước
Với chip WLS chúng tôi đã chế tạo được các đầu đo 1, 2, 3m và hệ thống đo xa hiển thị kết quả đo WLM. Hệ thống này có các đặc trưng kỹ thuật như sau:
+ Giải đo: 1m, 2m, 3m
+ Độ chính xác: ± 3mm
+ Truyền tín hiệu: Chuẩn RS-485, tối đa 1200m
mặt khác đối với trạm bơm thì mức khởi động một bơm là:
-2,1m cánh senser môt khoảng là 1,55m
Yêu cầu cao trình mức nước với 2 bơm là :
-1,234m cách senser 1 khoảng 0,684
Như vậy dải đo yêu cầu của senser phải đảm bảo đo được khoảng cách nhỏ nhất là 0,684 và xa nhất là 1,55m
Như vậy chọn senser có dải đo 2m
chọn senser của hang : Global Water
với catalog kèm theo như sau:
Sensor:
Sensor Element: Silicone Diaphragm, Wet/Wet Transducer
Range: Level: 0-3', 0-15', 0-30', 0-60', 0-120', 0-250'
Optional Temperature: 32°-122°F (0°-50°C)
Linearity and Hysteresis: ±0.1% FS
Accuracy: Level: ±0.1% FS at constant temperature
±0.2% over 32° to 70°F range
Optional Temp: Smaller of 0.5°F or ±1% of reading
Overpressure: 2 x full scale range
Resolution: Infinite (Analog)
Outputs: 4-20mA ±1mA at full scale
Optional Temperature: 0-10mA ±1mA FS
Supply Voltage: 10-36VDC
Current Draw: Sum of sensor outputs.
Warm Up Time: 10mS Min, 3 sec. recommended
Operating Temperature: 0° (Not Frozen) to +185°F
Compensated Range: 32° to 70°F submerged, automatic barometric
compensation
Housing:
Material: WL400: 304L Stainless Steel
WL400-S: 316 SS
Size: WL400: 7.5” long x 0.82" diameter
WL400-S: 9” long x 1.0” diameter
Weight: WL400: 110g (4 oz)
WL400-S: 250g (9oz)
Cable:
Conductors: 4 each 22 AWG
Jacket Material: 87A shore hardness Polyurethane
Optional jacket: Fluorinated Ethylene Propylene (FEP) Teflon
Cable O.D.: 7.8mm (0.307”)
Vent tube: HD Polyethylene
Shield: Aluminum Mylar
Temperature range: -30 to 85°C (-22 to 185°F)
Weight: ~65g/m (0.7 oz/ft)
lựa chọn senser WL có dải đo 0’-120’ là phù hợp
Lựa chọn thiết bị biến tần:
Chọn động cơ cho b¬m níc th¶i:
Trạm gồm 2 bơm công tác và 1 bơm dự phòng
Q1bơm = 108,33 l/s
H = 12m
Vậy chọn bơm KRTK
Chän lo¹i KRT K 250 – 370.., p = 18 KW; §éng c¬ KRTK 250-370/266 W, n = 960 v/ph; = 78 %
- Chọn động cơ loại có: U = 22 KW ; = 91,5 % , cosφ= 0,835
- TÝnh to¸n chän biÕn tÇn cho b¬m
Do các máy bơm trong trạm bơm nước thải phải được hoạt động luân phiên để đảm bảo độ bền của các máy bơm. Theo tính toán ở trên thì trạm bơm nước thải có 3 bơm . Trong giờ dùng nước nhiều nhất có 2 bơm cùng hoạt động. Do vậy ta phải trang bị máy biến tần để có thể điều chỉnh 3 bơm nước thải. Vì mỗi biến tần điều khiển tối đa được 4 bơm nên ta sẽ chọn 1 biến tần cho trạm bơm cấp 3.
+ Tính hệ số tải:
Kt =
NM: công suất định mức của động cơ: NM = 22 KW
Þ Kt = = 0,818
Vậy Kt = 81,8% chọn Kt =75% tương ứng với hệ số cosj=0,835;và = 91,5%
+ Công suất điện của đông cơ:
P =
: Hiệu suất của động cơ ứng với hệ số Kt. Ta có = 91,5%
Þ P = = 23,78 (KW)
+ Tính công suất biểu kiến S:
S1 =
cosj = 0,835
Þ S1 = = 28,48 (KVA).
Trong trường hợp bất lợi nhất khi 2 bơm nước thải cùng hoạt động thì công suất biểu kiến của trạm bơm là:
S = 2* S1 = 2*29,48 = 58,96 (KVA).
+ Chọn máy biến tần:
Do ta dùng 1 máy biến tần nên ta sẽ chọn máy biến tần có:
SBT ³ S= 58,96 (KVA).
+ Chọn máy biến tần:
Do ta dùng 1 máy biến tần nên ta sẽ chọn máy biến tần có:
SBT ³ S= 58,96 (KVA).
Ta chọn biến tần FRENIC5000-G115 số hiệu (Catalog kèm theo) Danfoss có công suất 134 KVA.
Sơ đồ khối của máy biến tần
Chú thích:
R: Bộ chỉnh lưu 3 pha M: Động cơ
F: Bộ lọc L-C C.P: Bàn điều khiển
I: Bộ biến đổi DC/AC Control Signal: tín hiệu điều khiển
8.4. PLC ( programable logic controller )
Khi chọn PLC cần phải có số đầu ra và đầu vào đủ, thích hợp
Với mô hình hình 8.2
PLC cần tối thiểu 1 đầu vào và 2 đầu ra
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu 1
Chương I. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội 2
I. Vị trí địa lý 2
II. Đặc điểm khí hậu 3
III. Điều kiện thuỷ văn 5
IV. Địa chất thuỷ văn 6
V. Điều kiện kinh tế xã hội 7
VI. Hiện trạng thoát nước 11
VII. Điều chỉnh quy hoạch chung thành phố Cao Lãnh đến 2025 16
VIII. Ảnh hưởng của việc xây dựng hệ thống thoát đến kinh tế - xã hội đô thị 21
IX. Hiện trạng môi trường nước mặt 22
Chương II. Thiết kế mạng lưới thoát nước sinh hoạt 26
II.1. Lựa chọn loại hình hệ thống thoát nước 26
II.2. Các số liệu cơ bản 28
Chương III. Thiết kế mạng lưới thoát nước mưa 54
Chương IV. Tính toán diuke qua sông 60
Chương V. Thiết kế trạm xử lý nước thải thành phố Cao Lãnh tỉnh Đồng Tháp 67
I. Xác định các thông số tính toán cơ bản 67
1. Lưu lượng nước tính toán 67
2. Xác định nồng độ chất bẩn 67
3. Xác định dân số tính toán 68
II. Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ 69
1. Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết 69
2. Lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ 71
III. Tính toán các công trình xử lý nước thải phương án I 76
1. Ngăn tiếp nhận 76
2. Song chắn rác 76
3. Bể lắng cát ngang 79
4. Tính toán sân phơi cát 83
5. Tính toán bể lắng đứng đợt I 84
6. Tính bể Aeroten trộn 88
7. Tính toán bể lắng đứng đợt II 92
8. Tính toán bể nén bùn đứng 93
9. Bể Mêtan 95
10. Sân phơi bùn 98
11. Trạm khử trùng 100
12. Tính toán máng trộn 102
13. Tính toán bể tiếp xúc 103
Các file đính kèm theo tài liệu này:
32065.doc
