Bể điều hòa là loại bể cần thiết đối với bất kỳ hệ thống xử lý nước thải nào. Với sự hỗ trợ của bể điều hòa, nước thải được xử lý liên tục và trơn tru hơn. Theo tình hình cụ thể, bể điều hòa có thể đảm bảo xử lý nhiều nguồn thải và đảm bảo lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm. Sau đây hãy cùng Biogency tìm hiểu về cơ chế, cách tính toán thiết kế bể điều hoà qua bài viết này nhé!
Các nội dung chính
Nguyên lý hoạt động của bể điều hòa
Bể điều hòa cần được khuấy và trộn thường xuyên để tránh tình trạng đóng cặn vì thế trước khi nước thải vào bể điều hoà cần được xử lý trong bể lắng cát để loại bỏ các chất rắn ảnh hưởng đến lưu lượng và điều chỉnh nồng độ phù hợp.
Bên cạnh đó, để ngăn chặn quá trình lên men, hệ thống cần phải thổi khí liên tục để hạn chế sinh ra mùi hôi phát sinh. Nói chung, tốc độ thổi khí thường trong khoảng 10-15 lít không khí/phút.m3
Tham khảo: Sự cố thường gặp ở bể điều hòa
Một số lưu ý khi vận hành bể điều hòa
Trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt và xử lý nước thải công nghiệp thì bể điều hòa càng phát huy vai trò to lớn. Hầu hết nước thải đều chứa một lượng lớn các hợp chất hữu cơ phức tạp nên sự tồn tại của bể điều hòa giúp giảm tải, một phần có thể xử lý hiệu quả tất cả các nguồn nước thải khác nhau.
Để thiết kế và tính toán hệ thống một cách hiệu quả cần chú ý các yêu cầu kỹ thuật sau:
+ Bể có kết cấu bằng bê tông và cốt thép
+ Sử dụng tấm chống thấm
+ Độ dốc với tường: 3: 1 – 2: 1
+ Độ sâu mực nước tối thiểu là 1,5m
Xem thêm: Tính toán thiết kế bể lắng cát
Cách tính toán thiết kế bể điều hoà
Tính chiều cao bể điều hoà
Để thể hiện cách tính toán chi tiết nhất sau đây Biogency chọn các thông số cơ bản sau quá trình đo đạc tại một hệ thống xử lý nước thải, chi tiết như sau:
- Thời gian lưu nước của bể điều hoà là 6 (giờ) : T = 6 * 3600 = 21600 (s)
- Diện tích xây dựng: S = bề dài * bề rộng = 10m*7m;
- Lưu lượng nước thải: Q = 900m³/ngày đêm = 0,0104 m³/s
- Chiều cao dự trữ: hdt = 0,3m.
Cách tính toán:
- Thể tích bể cần thiết:
Wdh = Q*T = 0,0104 * 21600 = 224,64 (m³)
- Chiều cao hoạt động:
H = Wdh / S = 224,64 / (10×7) = 3,2 (m)
+ Chiều cao thực tế của bể là: Ht = H + hdt = 3,2 + 0,3 = 3,5 (m)
Bể điều hoà cần được xây dựng với độ cao 3,2m so với mặt đất và dự trù độ cao 0,3 m để quá trình vận hành an toàn nhất. Vậy tổng độ cao cần thiết để thiết kế bể điều hoà là Ht = 3,5 m
Tính lượng khí cần thiết để tạo dòng chảy trong bể:
– Tiến hành lắp đặt hệ thống sục khí trong bể để nước thải được trộn đều và tránh sự kết tủa của các tạp chất trong bể. Ta có lượng không khí cần cho 1 mét khối nước thải sau quá trình lọc là 3,74 m³ không khí (theo giáo trình “Kiểm soát ô nhiễm nước công nghiệp” -Wesley Eckenfelder, Ir).
=> Lượng không khí cần cho bể: Q * 3,74 = 900 * 3,74 = 3366 m³/ngày = 38,96 lít/giây
– Với cường độ thổi khí thoát ra bề mặt dĩa 200 lít/phút.
=> Số dĩa cần phân phối trong dĩa: (38,96 * 60) / 200 = 11,69
=> Số lượng dĩa cần thiết trong bể là 12 dĩa.
– Nên chọn thiết bị phân phối khí dạng dĩa có đường kính 170mm, diện tích bề mặt 0,02 m²,
Không khí được cung cấp bởi máy nén khí và đi vào ống dẫn khí chính, sau đó hai ống nhánh được phân phối đến dĩa .
Tính toán đường kính ống dẫn khí:
Một ống chính dẫn khí đi từ máy nén về bể rồi chia thành 3 ống nhánh dọc theo chiều rộng của bể, mỗi ống nhánh được gắn 4 dĩa phân phối khí. Mỗi ống nhánh cách thành bể 2 mét và cách ống kế 3 mét. Mỗi dĩa trên ống nhánh đặt cách nhau 1,5 mét.
+ Chọn vận tốc khí trong các ống là V = 15 m/s; Lưu lượng khí đi trong ống: Qk = 0,03869 m3/s ; Ta có Đường kính ống chính là:
D = 4* QkV = 4*0,0386915*3,14 = 0,057 m = 57 mm
=> Chọn đường kính ống lớn là 57 mm
Với lưu lượng Qn = Q/3 = 0,03869/3 = 0,0129, ta có đường kính các ống nhánh là:
d = 4*QnV = 4*0,012915*3,14 = 0,033 m = 33mm
=> Chọn đường kính ống nhánh là 33mm
Tính toán đường kính ống dẫn nước ra vào bể điều hòa:
Nước thải được bơm từ bể chứa vào bể điều hòa với tốc độ nước vào bể nước là 2m/s, vậy đường kính ống là:
Dv = 4*QV = 4*0,01042*3,14 = 0,081= 81mm
Chọn vận tốc nước ra khỏi bể điều hoà là 1m/s thì đường kính ống ra là :
Dr = 4*QV = 4*0,01041*3,14 = 0,115 = 115 mm
Tính toán công suất của máy nén khí
+ Áp lực của máy nén khí:
Hm = hl + hd + H
Trong đó:
- hl: Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển hl = 0,4m
- hd : Tổn thất đi qua dĩa phun hd = 0,5m
- H: Độ sâu khi ngậm nước của dĩa phun H = 3,2m
=> Hm = 0,4 + 0,5 + 3,2 = 4,1m = 0,41 at
+ Công suất của máy thổi khí :
Trong đó:
- Pmáy: Công suất yêu cầu khí nén, kW
- G: trọng lượng của dòng không khí, kg/s
- G = 0,039 * 1,3 = 0,051 kg/s (Chọn năng suất yêu cầu của máy: Q = 0,039 m³/s)
- R: Hằng số khí R = 8,314 KJ/K
- T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1= 298oK
- P1: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1 = 1 atm
- P2: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = Hm +1= 1,41 atm
- N = (K – 1)/K = 0,283 (K= 1,395 đối với không khí)
- 29,7: Hệ số chuyển đổi
- e: Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7
=> Cần lắp đặt máy nén khí với công suất là: 2,6kW
Tham khảo: Tính toán và thiết kế bể tuyển nổi
Đánh giá về bể điều hoà
Ưu điểm:
+ Có thể tăng cường xử lý sinh học, tránh quá tải, pha loãng chất ức chế sinh học và ổn định pH
+ Cải thiện độ nén của bùn và giúp bùn lắng nhanh hơn
+ Bể chứa nước giúp giảm diện tích bề mặt của bộ lọc và giúp dễ dàng vệ sinh bộ lọc thường xuyên, bể có thể hỗ trợ quá trình bổ sung hóa chất và giúp nguồn nước thải ổn định hơn.
Nhược điểm:
+ Chiếm diện tích xây dựng khá lớn
+ Có thể có mùi khó chịu nên phải đậy nắp cẩn thận
+ Phải khuấy và bảo dưỡng thường xuyên
+ Chi phí đầu tư và vận hành cao
Tham khảo: Phương pháp tính toán và thiết kế bể Aero Tank
___________________________
Với những chia sẻ trên mong rằng có thể giúp bạn tìm được cách tính toán thiết kế bể điều hoà phù hợp với hệ thống xử lý nước thải. Ngoài ra để được tư vấn thêm về cách xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, xin hãy liên hệ ngay với Biogency qua Hotline: 0909 538 514
Tài liệu tham khảo:
- TRỊNH, Xuân Lai; NGUYỄN, Trọng Dương. Xử lý nước thải công nghiệp. Xây dựng, 2009.
- Giáo trình xử lý nước thải – Trường ĐH kiến trúc Hà Nội – PGS. TS. Hoàng Huệ Khoa KTHT và MTĐT – 2016
- CLARK, B. J.; ECKENFELDER, William Wesley; MORRISS, John Med. Industrial water pollution control. 1989.
- METCALF, Leonard; EDDY, Harrison P.; TCHOBANOGLOUS, Georg. Wastewater engineering: treatment, disposal, and reuse. New York: McGraw-Hill, 1991.
Chịu trách nhiệm nội dung
Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh
