Luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải thủy sản công ty TNHH Thủy Sản Minh Khuê, 300 m3/ngày

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 5.1 CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO: Trong một ngày, nhà máy chỉ hoạt động 16h chia làm 2 ca. Sau khi qua bể điều hòa các công trình làm việc 24/24 và bể điều hòa sục khí 24/24. Chọn hệ số không điều hòa của nhà máy Kmax = 2,5; Kmin = 0,4. Nước thải thu từ nhà máy có đặc trưng sau: Bảng 5.1 Đặc tính nước thải đầu vào và tiêu chuẩn thải Thông số Giá trị đầu vào (mg/l) Tải lượng (kg/ngày) QCVN 11:2008/BTNMT CỘT B (mg/l) Chất rắn lơ lửng SS 153,5 44,98 100 COD 1173 343,69 80 BOD5 999 292,71 50 Tổng nitơ (N) 100,5 29,45 60 Tổng Phospho 88,5 25,93 20 Lưu lượng thiết kế cho song chắn rác, hầm bơm tiếp nhận, bể điều hòa: Lưu lượng thiết kế cho các công trình sau bể điều hòa: 5.2 SONG CHẮN RÁC: 5.2.1 Nhiệm vụ: Song chắn rác có nhiệm vụ tách các loại rác và tạp chất thô có kích thước lớn trong nước thải trước khi đưa nước thải vào các công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng song chắn rác vào trong các công trình xử lý nước thải tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và gây hỏng hóc bơm. 5.2.2 Tính toán: Bảng 5.2 Các thông số thiết kế song chắn rác. Thông số Làm sạch thủ công Kích thước song chắn: Rộng, mm 5-15 Dày, mm 25-38 Khe hở giữa các thanh, mm 25-50 Độ dốc theo phương đứng, độ 30-45 Tốc độ dòng chảy trong mương đặt song chắn rác, m/s 0,3-0,6 Tổn thất áp lực cho phép, mm 150 Kích thước mương đặt song chắn Chọn tốc độ dòng chảy trong mương v = 0,3 m/s. Giả sử độ sâu đáy ống cuối cùng của mạng lưới thoát nước bẩn là H = 0,7m. Chọn kích thước mương: rộng x sâu = 0,4m x 0,7m. Vậy chiều cao lớp nước trong mương là: Chọn kích thước thanh rộng x dày = b x d = 5mm x 25mm và khe hở giữa các thanh w = 25mm. Giả sử song chắn rác có n thanh, vậy số khe hở m = n + 1. Mối quan hệ giữa chiều rộng mương, chiều rộng thanh và khe hở như sau: Bs = n x b + (n + 1) x w 400 = n x 5 + (n + 1) x 25 n =12,5 Nếu cho n =12 có thể hiệu chỉnh 400 = 12 x 5 + (12 + 1) x w w =26mm Tổn thất áp lực: Tổng diện tích các khe song chắn, A: A = (Bs – bn) x h = (0,4 – 0,005 x 12) x 0,1 = 0,034 (m2) Trong đó: Bs = Chiều rộng mương đặt song chắn rác, m b = Chiều rộng thanh song chắn, m n = Số thanh h = Chiều cao lớp nước trong mương, m Vận tốc dòng chảy qua song chắn: Tổn thất áp lực qua song chắn: Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác. Trong đó: Bs = Chiều rộng mương đặt song chắn rác, Bs = 0,4m Bm = Chiều rộng mương dẫn nước vào, chọn Bm = 0,3m ᵠ = Góc nghiêng, chỗ mở rộng cửa buồn đặt song chắn rác, thường ᵠ =200. Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác: L2 = 0,5 x L1 = 0,5 x 0,14 = 0,07 (m) Góc hẹp so với phương ngang: Trong đó: β = Góc thu hẹp so với phương ngang Bh = Chiều rộng sau thu hẹp, chọn Bh = 0,3m Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác: L = L1 + Ls + L2 = 0,14 + 1,5 + 0,07 = 1,71(m) Trong đó: Ls = Chiều dài mương đặt song chắn rác, chọn Ls = 1,5m. HÌnh 5.1 Sơ đồ lắp đặt song chắn rác Chiều sâu xây dựng mương đặt song chắn rác: H = h + hs + h’ = 0,1 + 0,005 + 0,5 = 0,605 (m) ≈ 0,6 (m) Trong đó: h’ = Khoảng cách giữa các cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất, chọn h’ = 0,5m (Điều 7.25 TCXDVN51-2008) Chiều dài song chắn: Hàm lượng SS và BOD5: Hàm lượng SS và BOD5 của nước thải sau khi qua song chắn rác giảm 4% (trang 118 “ Lâm Minh Triết”) SS’ = SS x (1 – 0,04) = 153,5 x (1 – 0,04) = 147,36 (mg/l) BOD5 = BOD5 x (1 – 0,04) = 999 x (1 – 0,04) = 959 (mg/l) Bảng 5.3 Các thông số xây dựng song chắn rác: Thông số Ký hiệu Đơn vị Kích thước Số khe n+1 Khe 13 Số thanh song chắn n Thanh 12 Chiều rộng thanh đan hình chữ nhật. b mm 5 Khoảng cách giữa các song chắn w mm 25 Chiều dài song chắn lsc m 0,7 Góc nghiêng SCR độ 60 Chiều rộng mương trước khi mở rộng Bm m 0,3 Chiều rộng mương đặt SCR Bs m 0,4 Chiều rộng mương sau khi thu hẹp Bh m 0,3 Chiều dài đoạn mở rộng trước SCR L1 m 0,14 Chiều dài mương đặt SCR Ls m 1,5 Chiều dài đoạn thu hẹp sau SCR L2 m 0,07 Góc mở rộng ᵠ độ 20 Góc thu hẹp β độ 36 Chiều dài xây dựng L m 1,71 Chiều sâu xây dựng H m 0,6 5.3 LƯỚI CHẮN RÁC: 5.3.1 Nhiệm vụ: Nước từ hố thu đã được loại bỏ rác có kích thước lớn bằng các song chắn rác thô. Để bảo vệ bơm phía sau đồng thời loại bỏ một phần cặn lơ lững cũng như COD, ta dung lưới chắn rác tinh. 5.3.2 Tính toán: Bảng 5.4 Các thông số thiết kế lưới chắn rác: Thông số Lưới cố định Lưới quay Hiệu quả khử cặn lơ lửng, % 5-25 5-25 Tải trọng, L/m2.phút 400-1200 600-4600 Kích thước mắt lưới, mm 0,2-1,2 0,25-1,5 Tổn thất áp lực, m 1,2-2,1 0,8-1,4 Công suất motor, HP - 0,5-3 Chiều dài trống quay, m - 1,2-3,7 Đường kính trống, m - 0,9-1,5 (Nguồn: Bảng 10-5 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp của Lâm Minh Triết) Chọn lưới chắn rác tinh: Chọn lưới chắn rác tinh theo catalogue của hãng Shin Maywa, model 90s. Lưu lượng tối đa: Q = 53 (m3/h) Diện tích bề mặt lưới: BxL = 900mmx905mm Diện tích bề mặt lưới yêu cầu: Chọn lưới cố định (dạng lõm) có kích thước mắt lưới d = 0,35mm ứng với tải trọng LA = 700(L/m2.phút), đạt hiệu quả xử lý cạn lơ lững E = 15% (trang 447 xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết). Số lưới chắn rác: (lưới) Chọn n = 2 (lưới) Tải trọng làm việc thực tế: Hàm lượng SS và BOD5: Hàm lượng SS cử nước thải sau khi qua LCR giảm 15% (Trang 447 xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết) SS’ = SS x (1 – 0,15) = 147,36 (1 – 0,15) = 125,256 (mg/l) 5.4 BỂ THU GOM: 5.4.1 Nhiệm vụ: Bể thu gom nước thải tập trung toàn bộ nước thải từ các phân xưởng sản xuất của công ty bao gồm cả nước thải sinh hoạt và để đảm bảo lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động an toàn. Trong bể thu gom, Sử dụng 2 bơm chìm hoạt động luân phiên để bơm nước thải đến bể điều hòa. 5.4.2 Tính toán: Thời gian lưu t = 10-30 phút. Chọn t =20 phút Thể tích bể thu gom: Chọn chiều sâu hữu ích h = 2,3m, chiều cao an toàn lấy bằng chiều sâu đáy ống cuối cùng hbv = 0,7m, vậy tổng chiều sâu: H = h + hbv = 2,3 + 0,7 = 3(m) Diện tích bề mặt: Chọn tiết diện ngang là hình vuông Kích thước bể thu gom được chọn như sau: B x L x H = 2,6m x 2,6m x 3m Chọn bơm nước thải lên lưới chắn rác: Bố trí 2 bơm chìm hoạt động luân phiên. Lưu lượng bơm: Cột áp bơm: H = 8-10 m, chọn H = 8m Công suất bơm: Chọn N =1,3 (KW) Trong đó: η = Hiệu Suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93; chọn η = 0,8 Chọn bơm 2 bơm chìm của hãng Tsurumi hoạt động luận phiên model KRS2-D4/B4 Đường ống dẫn nước thải sang bể điều hòa: Chọn ống uPVC Bình Minh 110 mm. Trong đó: v = Tốc độ nước trong ống. Tốc nước trong ống hút lấy trong khoảng 0,7 – 1,5 (m/s). Chọn v = 1,5 (m/s). Kiểm tra lại vận tốc ống: (thỏa) Bảng 5.5 Các thông số xây dựng bể thu gom: Thông số Ký hiệu Đơn vị Kích thước Chiều sâu H m 3 Chiều rộng B m 2,6 Chiều dài L m 2,6 Bơm chìm Tsurumi Model Số lượng Lưu lượng Cột áp Công suất KRS2-D4/B4 n Q H N Cái m3/phút m kw 2 (hoạt động luân phiên) 1 15 3,7 5.5 BỂ ĐIỀU HÒA: 5.5.1 Nhiệm vụ: Do tính chất nước thải thay đổi theo từng giờ sản xuất và phụ thuộc vào từng loại nước thải của từng công đoạn. Vì vậy cần thiết xây dựng bể điều hòa để điều hòa lưu lượng, nồng độ và nhiệt độ, tạo điều kiện tối ưu cho các công trình phía sau: Thu gom và điều hòa về lưu lượng và thành phần các chất ô nhiễm như: COD, BOD, SS, pH… Đồng thời các máy làm thoáng cung cấp oxy vào nước thải nhằm tránh sinh ra mùi hôi thối tại đây. Tách dầu, mở ra khỏi nước thải nhờ cơ chế tuyển nổi và phân tách bằng tỷ trọng. 5.5.2 Tính toán: Thể tích bể điều hòa: Trong đó: t = Thời gian lưu nước, lấy t =8h (trang 450 xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết) Chiều cao bể điều hòa: Hb = H + hbv = 5 + 0,5 = 5,5 (m) Trong đó: H: Chiều sâu lớp nước, H ≥ 1,5m. Chọn H = 5(m) hbv : Chiều cao bảo vệ. Chọn hbv = 0,5 (m). Diện tích mặt bằng: Chọn tiết diện ngang hình chữ nhật. Kích thước của bể điều hòa được chọn như sau: L x B x H = 10m x 7,5m x 5,5m. Thể tích thực của bể: Vthực = L x B x H = 10 x 7,5 x 5,5 = 412,5 (m3) 5.5.2.1 Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa: Bảng 5.6 Các dạng khấy trộn của bể điều hòa. Dạng khuấy trộn Giá trị Đơn vị Khuấy trộn cơ khí 4-8 W/m2 thể tích bể Tốc độ nén khí 10-15 L/m3.phút (Nguồn: bảng 9-7 xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết) Chọn kiểu khuấy trộn bằng khí nén. Lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn: Trong đó: R: Tốc độ nén khí, nằm trong khoảng 10-15 (L/m3.phút). Chọn R = 12 (L/m3.phút) = 0,012 (m3/m3.phút) (Trang 418 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết) Thiết bị khuếch tán khí: Bảng 5.7 Các thông số cho thiết bị khuếch tán khí. Loại khuếch tán khí – cách bố trí Lưu lượng khí (L/phút.cái) Hiệu suất chuyển hóa oxy tiêu chuẩn ở độ sâu 4,6 m (%) Đĩa sứ - lưới 11-96 25-40 Chụp sứ - lưới 14-71 27-39 Bản sứ - Lưới 57-142 26-33 -Ống plastic xốp cứng, bố trí: -Dạng lưới -Hai phía theo chiều dài (dòng chảy xoắn 2 bên) -Một phía theo chiều dài (dòng chảy xoán 1 bên) 68-113 85-311 57-340 28-32 17-28 13-25 Ống plastic mềm, bố trí: -Dạng lưới. -Một phía theo chiều dài. 28-198 57-198 26-36 19-37 Ống khoang lỗ, bố trí: -Dạng lưới -Một phía theo chiều dài 28-113 57-170 22-29 15-19 Khuếch tán không xốp: -2 phía theo chiều dài. -1 phía theo chiều dài. 93-283 283-990 12-23 9-12 (Nguồn: xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết) Chọn thiết bị cấp khí bằng đĩa SSI bố trí theo diện tích có lưu lượng khi 90 (l/phút). Số đĩa phân phối khí cần thiết: (đĩa) Chọn n =48 đĩa Bố trí hệ thống cấp khí: Khí từ máy nén khí theo đường kính ống khí chính chạy dọc theo chiều dài bể. Từ ống chính chia thành 6 ống nhánh, mỗi ống nhánh bố trí 8 đĩa. Đường kính ống dẫn khí chính: Chọn ống bình minh HDPE ϕ = 90 mm. Trong đó: vch: Tốc độ khí trong ống dẫn khí chính, trong khoảng 10-15 (m/s) (trang 107 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết). Chọn vch = 15 (m/s). Kiểm tra lại vận tốc: (thỏa) Đường kính ống dẫn khí nhánh: Chọn ống bình minh HDPE ϕ = 34 (mm). Trong đó: Vnh :Tốc độ khí trong ống dẫn khí nhánh, trong khoảng 10-15 (m/s). (trang 107 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp). Chọn vnh = 10 (m/s). : Lượng khí trong ống nhánh, Kiểm tra lại vận tốc: (thỏa) Trụ đỡ: Các ống được đặt trên trụ đỡ ở độ cao 20cm so với đáy bể. Trụ đỡ: đặt ở giữa 2 đĩa kế nhau, như vậy 8 đĩa sẽ có 7 trụ đỡ. Kích thước trụ đỡ: D x R x C = 0,2m x 0,2m x 0,2m. 5.5.2.2 Tính toán máy thổi khí: Áp lực cần thiết cho hệ thống thổi khí: Hct = hd + hc + hf + H = 0,4 + 0,4 + 0,5 + 5 = 6,3 (m) Trong đó: hd: Tổn thất do ma sát trong dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn và hd≤ 0,4m. Chọn hd = 0,4m. hc: Tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh hc ≤ 0,4m. Chọn hc = 0,4m. hf: Tổn thất qua lỗ phân phối khí hf ≤ 0,5m. Lấy hf = 0,5m. H: Độ ngập sâu miệng vòi phun của ống phân phối khí, lấy bằng chiều cao hữu ích của bể điều hòa H = 5m. Công suất máy thổi khí: Trong đó: Qkhí: Lưu lượng không khí. Qkhí = 0,075 (m3/s) = 4,5 (m3/phút). η: Hiệu suất của máy thổi khí, nằm trong khoảng 0,7-0,9 (Trang 148 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Lâm Minh Triết). Chọn η = 0,8. P: Áp suất của không khí ra, lấy 760 mmHg = 10,33 mH2O. Chọn máy thổi khí: Bố trí 2 máy thổi khí hoạt động luân phiên. Chọn máy thổi khí theo catalogue của hãng Taiko, có các thông số sau: Model : SSR – 100 Y132S – 4. Lưu lượng khí: Qkhí = 6,08 (m3/phút). Áp suất: P = 24,5 (kPa). Công suất: N = 5,5 KW. Số vòng quay: 1450 (vòng/phút) 5.5.2.3 Tính toán đường ống dẫn nước sang keo tụ tạo bông: Chọn ống Bình Minh uPVC 100 (mm) Trong đó: v: Vận tốc nước thải trong ống. v = 0,3-0,7(m/s) (Điều 4.1.25 TCXD). Chọn v = 0,5 (m/s). Bảng 5.8: Thông số xây dựng bể điều hòa: Thông số Ký hiệu Đơn vị Kích thước Chiều sâu H m 5,5 Chiều rộng B m 7,5 Chiều dài L m 10 Thể tích bể V m3 412,5 Hệ thống thổi khí: đĩa phân phối khí Ống dẫn chính Ống nhánh Số ống nhánh Số đĩa D d nđĩa m m (HPDE) 90 (HPDE) 34 6 48 Máy thổi khí: Model Số lượng Lưu lượng khí Áp suất Công suất Số vòng quay n Qkhí P N Cái m3/phút kPa kW vòng/phút TAIKO SSR – 100 Y132S – 4 2( hoạt động luân phiên) 6,08 24,5 5,5 1450 5.6 BỂ KEO TỤ TẠO BÔNG: 5.6.1 Nhiệm vụ: Trong hệ thống keo tụ chia 2 cụm bể chính là bể keo tụ (hay còn gọi bể trộn nhanh) và bể tạo bông. Bể keo tụ (Gồm bể trộn phèn và bể điều chỉnh pH). Lưu lượng nước thải sau bể điều hòa là lưu lượng trung bình, đã được đồng nhất về mặt nồng độ. Bể trộn cơ khí kiểm soát quá trình khuấy trộn tốt hơn bể trộn thủy lực, thời gian lưu nước ngắn hơn và chiếm diện tích nhỏ hơn. 5.6.2 Tính Toán: Thông số thiết kế: Lưu lượng: Qtb = 12,5 (m3/h)=0,21 (m3/phút) Cường độ khuấy trộn: G = (500~1000 S-1) Thời gian lưu nước: t = (30~120 S); thời gian lưu nước là 100 s. 5.6.2.1 Tính toán bể keo tụ: Thể tích bể trộn nhanh: Vtn = 0,21×100÷60=0,35 ( m3) Chọn kiểu bể vuông có cạnh là a = 0,59 (m); chọn thông số thiết kế a = 0,6 (m). Chiều cao H = 1 (m) Chiều cao an toàn chọn Hat= 0,5 (m) Bảng 5.9: hệ số sức cản của nước theo cấu tạo cánh khuấy: Các loại cánh khuấy K Cánh khuấy chân vịt 3 cánh 0,32 Cánh khuấy chân vịt 2 cánh 1,00 Turbin 6 cánh phẳng đầu vuông 6,30 Turbin 4 cánh nghiêng 450 1,08 Turbin kiểu quạt 6 cánh 1,65 Turbin 6 cánh đầu tròn cong 4,80 Cánh khuấy gắn 2-6 cánh dọc trục 1,7 Đường kính cánh khuấy nhỏ hơn ½ chiều rộng bể bể trộn do đó chọn: D = 0,3 (m) Cánh khuấy đặt cách đáy một khoản h=D  h = D = 0,3 (m) Chiều rộng bản cánh khuấy: a = 1/5D= 0,06 (m) Chiều dài bản cánh khuấy: b = 1/4D =0,075 (m) Chọn loại cánh khuấy gắn 2-6 cánh dọc trục K = 1,7 Cường độ khuấy trộn G = 800 (s-1) Công suất môtơ khuấy tính theo công thức sau: P=G2Vµ= 8002×0,35×0,0009= 201,6 (J/s) Trong đó: P: năng lượng cần thiết ( J/s) G: trọng lượng riêng của nước V: thể tích khuấy trộn µ: độ nhớt của chất lỏng được khuấy ở nhiệt độ bình thường giả sử t=250, ta có: µ=0,0009 Giả sử hiệu suất động cơ là 80%, vậy công suất motor cần chọn là: Pc=201,6÷0,8= 252 (J/s) = 0,252 (kw) Chọn motor có công suất P = 0,5 (kw) Xác định số vòng quay của cánh khuấy: Trong đó: Ρ: Khối lượng riêng chất lỏng. (kg/m3) D: Đường kính cánh khuấy. (m) n: Số vòng quay. (vòng/s) K: Hệ số sức cản của nước tra theo bảng Vậy ta chọn mua motor có sông suất là 0,5 (kw). Cánh khuấy và trục đặt gia công tại các xưởng cơ khí. 5.6.2.2 Tính toán bể phản ứng Tính toán kích thước bể Giả sử hiệu quả của quá trình cần đạt được giá trị gradien tốc độ trung bình 50 – 55s-1 trong thời gian 45 (phút) Dung tích bể phản ứng chọn theo kiểu bể phản ứng cơ khí: V = Qngàytb86400 × 45× 60 = 30086400 × 45 × 60 = 6,25(m3) Xây dựng bể với kích thước chiều rộng R = 1,5(m), chiều sâu H = 1(m), ta có: Chiều dài của bể phản ứng: L = VR×H = 6,251,5×1 = 4.16(m) ≈ 4,2(m) Theo chiều dài của bể chia làm 3 buồng bằng các vách ngăn hướng dòng nước theo phương thẳng đứng, khoảng cách giữa các vách ngăn ở buồng thứ nhất 1.5m, buồng thứ hai 1.5m, buồng thứ ba 2m. Dung tích các buồng: Buồng 1: V = 1m × 1,5m × 1.5m = 2,25(m3) Buồng 2: V = 1m × 1,5m × 1.5m = 2,25(m3) Buồng 3: V = 1m × 1,5m × 2m = 3(m3) Cường độ khuấy trộn trong các buồng dự kiến đạt các giá trị gradien tốc độ 100-80s-1, 70-50s-1, 40-30s-1. Cấu tạo guồng khuấy gồm trục quay và bốn cánh đặt đối xứng qua trục. Theo quy định tiết diện ngang của cánh khuấy phải đạt < 20% so với diện tích ngang bể phản ứng nên diện tích bản cánh khuấy cần đạt: Fb = 20% × 1,5 = 0.3(m2) Diện tích 1 cánh khuấy là: Fc = 0.34 = 0.075(m2), chọn kích thước cánh khuấy b × l = 10(cm) × 50(cm) Bản cánh đặt ở các khoảng cách tính từ mép ngoài đến tâm trục quay R1 = 0,6m; R2 = 0,1m Chọn tốc độ quay của guồng khuấy: sử dụng bộ truyền động trục vít với một động cơ điện kéo chung ba guồng khuấy. Tốc độ quay cơ bản lấy 6 vòng/phút ở buồng đầu tiên, 5 vòng/phút ở buồng thứ hai và 4 vòng/phút ở buồng cuối cùng. Tính kiểm tra các chỉ tiêu khuấy trộn cơ bản Buồng phản ứng thứ nhất Dung tích 2,25(m3), thời gian lưu nước lại 900s, tốc độ quay của guồng khuấy 6 vòng/phút. Tốc độ chuyển động tương đối của các bản cánh khuấy so với nước: v1 = n×2π×R1×0,7560 = 6×2π×0,6×0,7560 = 0,283(m/s) v2 = n×2π×R2×0,7560 = 6×2π×0,1×0,7560 = 0,047(m/s) Năng lượng cần để quay cánh khuấy: N = 51CbF(v13 + v23) Trong đó: Cb = 1,2 (tỷ lệ kích thước cánh khuấy l/b = 50/1 = 5) F = 0,15m2, tiết diện bản cánh khuấy đối xứng N = 51 × 1,2 × 0,15 × (0,2833 + 0,0473) = 0,21(W) Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước trong buồng: ω = NV = 0,212,25 = 0,093(W/m3) Giá trị gradien tốc độ: G = 10ωµ = 100.0930.801×10-3 = 108(s-1) Trong đó: µ = 0.801×10-3kg.m2/s là độ nhớt động lực của nước ở 30oC Giá trị P: P = 108 × 900 = 97200 Giá trị gradien tốc độ quá lớn so với dự kiến. Giảm tốc độ quay của guồng khuấy xuống còn 5.5 vòng/phút. Tính lại các chỉ tiêu cơ bản: v1 = n×2π×R1×0,7560 = 5,5×2π×0,6×0,7560 = 0.26(m/s) v2 = n×2π×R2×0,7560 = 5,5×2π×0,1×0,7560 = 0.043(m/s) N = 51 × 1,2 × 0,15 × (0,263 + 0,0433) = 0,162(W) ω = NV = 0.1622,25 = 0,072(W/m3) G = 10ωµ = 100,0720,801×10-3 = 95s-1 P = 95 × 900 = 85500 (giá trị tối ưu P = 40000 – 200000) Buồng phản ứng thứ hai Từ giá trị vận tốc ở buồng thứ nhất ta chọn lại giá trị vận tốc cho buồng thứ hai là 4,2 Các chỉ tiêu cơ bản: v1 = n×2π×R1×0,7560 = 4,2×2π×0,6×0,7560 = 0.198 (m/s) v2 = n×2π×R2×0,7560 = 4,2×2π×0.1×0,7560 = 0.033(m/s) N = 51 × 1.2 × 0.15 × (0.1983 + 0.0333) = 0.0716(W) ω = NV = 0.07162,25 = 0.032(W/m3) G = 10ωµ = 100.0320.801×10-3 = 63(s-1) P = 63 × 900 = 56700 (giá trị tối ưu P = 40000 – 200000) Buồng phản ứng thứ 3 Từ giá trị vận tốc ở buồng thứ hai ta chọn lại giá trị vận tốc cho buồng thứ ba là 3,7 Các chỉ tiêu cơ bản: v1 = n×2π×R1×0,7560 = 3,7×2π×0,6×0,7560 = 0.174(m/s) v2 = n×2π×R2×0,7560 = 3,7×2π×0,1×0,7560 = 0.029(m/s) N = 51 × 1.2 × 0.15 × (0.1743 + 0.0293) = 0.0486(W) ω = NV = 0.04863 = 0.0162(W/m3) G = 10ωµ = 100.01620.801×10-3 = 45s-1 P = 45 × 900 = 40500 (giá trị tối ưu P = 40000 – 200000) Ống dẫn sang bể lắng 1: Lấy tốc độ 0,5 (m/s) Đường kính ống dẫn: D = 4×Qπ×v×3600 = 4×12,5π×0,5×3600 = 0,094m = 94(mm), chọn ống Ø = 100(mm) Hàm lượng N, P: Hiệu suất xử lý N = 10-60%, P = 65-95% (Nguồn: Trang 29- Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp- Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân) 5.6.2.3 Tính toán hóa chất và thiết bị chứa: Bảng 5.10: Liều lượng chất keo tụ ứng với các liều lượng khác nhau của các tạp chất nước thải. Nồng độ tạp chất trong nước thải (mg/l) Liều lượng các chất keo tụ khan 1-100 101-200 201-400 401-600 601-800 801-1000 1001-1400 1401-1800 1801-2200 2201-2500 25-35 30-45 40-60 45-70 55-80 60-90 65-105 75-115 80-125 90-130 (Hoàng Văn Huê, 2002, thoát nước, tập 2, xử lý nước thải, NXB khoa học và kỹ thuật) + Tính toán phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O Vì lượng cặn trước khi vào bể keo tụ tạo bông là 125,256 (mg/l) nên lượng phèn nhôm không chứa nước cần là 35 (mg/l). Sử dụng phèn nhôm có hàm lượng Al2O3 15%, vậy Al2(SO4)3 chiếm 51.4% . Lượng phèn cần thiết là: Mp = 35g/m3×300m3/ngày51.4% = 20428 (g/ngày) = 20,4(kg/ngày) Theo tiêu chuẩn TCXD – 33 : 2006 ta lấy nồng độ phèn trong bể hòa trộn trong khoảng 10 – 17%, chọn bh = 17%. Lượng phèn cần pha chế để đạt nồng độ 17% là: Mphènthô×51.4%Mphènthô+1(kgnước) = 17% suy ra Mphènthô = 0.494kg cho 1 lít nước Nồng độ phèn trong bể tiêu thụ phèn là bt = 7% Dung tích bể hòa trộn: Wh = Q×n×Pp10000×bh×γ = 12,5×168×3510000×17×1 = 0.43(m3) Trong đó: Q: lưu lượng nước xử lý, m3/h n: thời gian giữa 2 lần hòa tan phèn, h, chọn n = 7 ngày = 168h Pp: liều lượng phèn dự tính cho vào nước, g/m3, chọn Pp = 35g/m3 bh: nồng độ dung dịch phèn trong thùng hòa trộn, %, chọn bh = 17% γ: khối lượng riêng của dung dịch, γ = 1 tấn/m3 Chọn kích thước bể L × W × H = 1m × 0.7m × 0.7m Dung tích bể tiêu thụ: Wt = Wh×bhbt = 0.43×177 = 1 (m3) Chọn kích thư