Cách tính toán thiết kế bể lắng ngang bằng công thức cụ thể

Tính toán bể lắng ngang

Sơ bộ về bể lắng ngang

Bể lắng ngang là bể thu nước nằm ngang, được sử dụng nhiều trong các công trình với mục đích làm sạch sơ bộ nước thải trước khi đưa vào bể lọc để làm trong nước.

Ngoài bể lắng này, còn có thêm một số loại bể lắng như bể lắng đứng, bể lắng ly tâm.

Các kích thước để tính toán

Diện tích của bể lắng ngang có công thức:

F = αQUo

Trong đó:

• Q: Lưu lượng nước vào bể (m3/h).
• Uo: Tải trọng bề mặt hay tốc độ lắng của cặn (m/h).
• α: Hệ số kể đến ảnh hưởng của dòng chảy trong vùng lắng (α = 11 - K30).

Lưu lượng nước vào bể Q = 2000m3/ngày, đêm = 83.333 m3/h = 0.02315 m3/s .

Hệ số K phụ thuộc vào tỉ số L/H theo bảng sau:

L/H	10	15	20	25
K	7.5	10	12	13.5
α	1.33	1.5	1.67	1.82

• Giả sử chọn Uo = 0.7 mm/s = 7 x 10-4 m/s (Tương đương hiệu quả lắng R = 60%)
• Tỉ số L/H = 15 => α = 1.5
• => F = αQUo = 1.5 x α0.023157 x 10 - 4 = 49.6m ~ F = 50m2

Tỉ số LB ≥ 5m (Theo như “Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp” của TS.Trịnh Xuân Lai)

L = 5B B = F5 = 505 = 3.2m ~ B = 3m

Chiều dài của bể lắng là:

L = FB = 503 = 16.7 m ~ L = 17m

Chọn chiều cao vùng lắng H = 2.5 m (H = 23.5m, theo như “Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp” của TS.Trịnh Xuân Lai).

• Vận tốc của nước chảy trong bể (V0)

V0 = QBH = 0.023153 x 2.5 = 3.09 x 10-3 m/s = 3.09 mm/s < 16.3 mm/s (Vận tốc xói cặn)

• Thời gian lưu (T)

T = HFQ = 2.5 x 500.02315 = 5400 (s) = 1.5 (h)

(T = 1.5 3h, theo như “Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp” của TS.Trịnh Xuân Lai)

Thiết kế ngăn phân phối

Để tính toán bể lắng ngang và quá trình xây dựng nó, các vách ngăn cần đặt ở đầu mỗi bể, cách tường 12m để phân phối đều trên toàn bộ mặt cắt ngang của bể. Phía ngăn của vách dưới đảm bảo chiều cao trong phạm vi 0.3 0.5m.

Chọn độ cao làm việc thấp nhất của vách ngắn so với mặt trên của vùng lắng cặn là 0.5 m. Diện tích hoạt động của vách ngăn phân phối nước vào bể lắng được tính như sau:

Fn = B x (H - 0.5) = 3 x (2.5 - 0.5) = 6 m2

• Lưu lượng qua bể: qn = Q = 2000 m3/ngày, đêm = 0.02315 m3/s
• Diện tích của các lỗ ở vách ngăn nước vào:

Flô = Qv lô

Vận tốc nước qua lỗ vách ngăn phân phối = 0.5m/s (Theo khoản 6.77 TCXDVN 33:2006) => Các công thức như sau:

n1 = F lô = 0.04631.9625 x 10 - 3 = 23.59 lỗ

n1 = 24 lỗ

• Bố trí 6 hàng dọc, 4 hàng ngang, tổng lỗ đục là 6 x 4 = 24 lỗ
• Khoảng cách giữa các lỗ theo chiều dọc = (2.5 - 0.5)/4 = 0.5m
• Khoảng cách giữa các lỗ theo hàng ngang = 3/6 = 0.5m

Tính toán ngăn thu nước

Tương tự ngăn phân phối, vách ngăn thu nước được đặt ở cuối bể, trên vách ngăn được đục lỗ hình tròn cho nước đi qua. Đường kính các lỗ trên vách ngăn là d2 = 0.05m

- Tốc độ chảy qua lỗ: 0.5 m/s (Theo như TCXD 33:2006)

- Khoảng cách tới vách tường bể 0.5m ≤ x ≤ 1.5m (Theo như TCXD 33-2006)

Độ cao để vận hành thấp nhất của vách ngăn thu nước so với mặt trên của vùng lắng cặn là 1.5m. Diện tích hoạt động của vách ngăn phân phối nước vào bể là:

Fn = B x (H - 1.5) = 3 x (2.5 - 1.5) = 3 m2

• Diện tích của các lỗ ở vách ngăn thu nước ở cuối bể:

Fthu = QVthu = 0.023150.5 = 0.0463 (m3)

• Diện tích 1 lỗ:

F lô = πd24 = π0.0524 = 1.9625 x 10-3 m2

• Tổng số lỗ ở vách ngăn là:

n2 = F lô = 0.04631.9625 x 10 -3 = 23.59 lỗ (n2 = 24 lỗ)

Bố trí 6 hàng dọc, 4 hàng ngang, tổng lỗ đục là 6 x 4 = 24 lỗ

Khoảng cách giữa các lỗ theo chiều dọc = (2.5 - 1.5)/4 = 0.25m

Khoảng cách giữa các lỗ theo hàng ngang = 3/6 = 0.5m

Thiết kế vùng xả cặn

Thời gian giữa 2 lần xả cặn là T = 24h (T= 6h24h theo TCXD 33:2006)

Thể tích phần chứa cặn bể

Vc = T x Q x (C - m)N x σ

Trong đó:

• T: Thời gian giữa các lần xả cặn bể.
• Q: Lưu lượng tính toán. Q = 2000 m3/ngày = 83.333 m3/h
• N: Số lượng bể lắng ngang = 1 bể
• σ: Nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt (g/m3), σ = 15000 g/m3 (Theo bảng của TCXD 33:2006)
• C: Hàm lượng cặn sau khi lắng:

Cho hiệu quả lắng là 60%, tính m như sau:

m = (17.46 - 17.46 x 0.6) = 6.984 mg/l

• Thể tích phần chứa cặn:

Vc = 24 x 83.333 x (17.46 - 6.984)15000 = 1.397 m3

• Chiều cao của vùng chứa nén cặn:

Hc = VcF= 1.39750= 0.028 = 28mm

• Việc xả cặn của bể lắng cần lượng nước:

P = Kp x Vc x NQ x Tx 100%

Trong đó:

Kp: Hệ số pha loãng cặn = 1.2 1.5

=> P = Kp x Vc x NQ x Tx 100% = 1.5 x 1.397 x 183.33 x 24x 100% = 0.105%

• Tính máng thu cặn:

Thời gian xả quy định t = 10 20 phút, cho thời gian xả cặn t = 15 phút, tốc độ nước chảy ở cuối máng < 1m/s

Lưu lượng của cặn khi xả ra là:

qc = Vct = 1.39715 x 60 = 1.552 x 10-3 m3/s

• Chọn chiều rộng cần xây dựng của mỗi máng xả cặn là Bm = 1.4m

• 2 mép máng thu có khoảng cách là 0.1m
• Tường máng nghiêng 45 độ so với phương thẳng đứng => Hm = 0.7m
• Chiều rộng của máng + mép máng = 1.5m
• Độ dài máng xả cặn = chiều rộng bể = 3m
• Chiều dài của bể lắng = 17m => 171.5 = 11.3 ~ 11 máng thu 11 x 1.5 = 16.5m.

Vậy bố trí khoảng cách giữa 2 mép máng thu = 0.1m, 2 mép máng thu giáp tường bể có khoảng cách 0.3m

Ống thu cặn đặt trong máng thu cặn có D = 0.1m.

Diện tích ống thu

F ống = πD ống 24 = π x 0.14 = 7.85 x 10-3 m2

Theo TCXD 33:2006, tốc độ trung bình của cặn chảy qua ống không nhỏ hơn 1m/s

Chọn đường kính lỗ để thu cặn vào ống là: D lỗ = 25 mm (D lỗ ≥ 25mm theo TCXD 33:2006)

F lỗ = πDlỗ4 = π x 0.02524 = 4.9 x 10-4 m2

• Số lỗ cần đục trên ống thu cặn là:

n = Fống Flỗ= 7.85 x 10-34.9 x 10-4 = 16 lỗ

Vậy ta sẽ đục trên ống thu cặn 2 hàng lỗ, mỗi hàng 8 lỗ, các lỗ ở 2 hàng so le nhau 1 góc 45 độ.

Kích thước để xây dựng bể

Chiều cao bể

HB = H + HBV = 2.5 + 0.5 = 3m

Đáy bể có độ dày 120mm được đổ bê tông => chiều cao xây dựng bể lắng (gồm chiều cao máng xả cặn) sẽ có công thức:

HXD = H + HBV + HM + 0.12 = 2.5 + 0.5 + 0.7 + 0.12 = 3.82 m

Chiều dài để thiết kế bể lắng ngang

Tường dày 200mm, được đổ bằng bê ông => Tổng bể lắng bao gồm 2 ngăn phân phối và thu nước có công thức như sau:

LB = L + (2 x 0.2) + (2 x 1) = 17 + 2 = 19.4 m

Tổng chiều dài để tính toán bể lắng ngang có công thức:

LXD = LB + (2 x 0.2) = 19.4 + 0.4 = 19.8 m

Chiều rộng thiết kế bể lắng ngang công thức:

BXD = B + (2 x 0.2) = 3 + 0.4 = 3.4m

Lưu ý khi tính toán bể lắng ngang

Yêu cầu cơ bản khi thiết kế bể lắng ngang là độ dài của bể phải gấp 2 lần chiều rộng. Vì thế, bể lắng có khả năng lưu trữ lượng nước thải lớn để các chất lơ lửng theo thời gian dưới tác dụng của trọng lực sẽ lắng xuống đáy, tạo điều kiện để quá trình xử lý hậu nước thải xảy ra trơn tru và thuận lợi hơn.

Tuy nhiên, bể lắng này có nhược điểm là cần không gian lớn để lắp đặt nên sẽ gây khó khăn cho quá trình bố trí. Những tài liệu và công thức trên sữ giúp ích rất nhiều cho mọi người.

Nhìn chung, bạn cần quan tâm theo nguyên tắc sau đây:

• Chiều sâu của bể phải từ 2 - 3.5m
• Chiều dài ít nhất phải gấp 10 lần chiều sâu
• Phù hợp với trạm công suất lớn >30.000 m3/ngđ
• Xây dựng ngoài trời và diện tích phải lớn
• Các vạch ngăn cách vách bể 1 - 2m để phân phối nước vào bể
• Vận tốc nước vào là 0.2 - 0.3 m/s, vận tốc nước ra là 0.5m/s
• Máng tràn dùng để thu nước sau khi lắng
• Độ dốc của đáy bể được thiết kế đối với độ dốc 1% khi thu cặn bằng cơ khí và 5 - 10% khi thu cặn bằng thủ công về phía đầu bể để xả cặn dễ dàng và không làm xáo trộn bùn.

Khi xây một bể lắng cần tính toán kỹ lưỡng để khi công tác của các kỹ sư giúp nhẹ nhàng và đơn giản hơn. Tóm lại, để xây dựng công trình và tính toán bể lắng ngang cần những chuyên gia thật sự hiểu biết về lĩnh vực này. Các thông số kỹ thuật khi thi công bể phải được tính toán thiết yếu và kỹ lưỡng. Vì thế khi tiến hành xây dựng, bạn cần tìm kiếm đơn vị thi công uy tín và giàu kinh nghiệm.

Toàn Á JSC tự hào là đơn vị với kinh nghiệm làm việc hơn 10 năm trong nghề chắc chắn sẽ hỗ trợ các nhà máy, xí nghiệp trong hạng mục thi công bể lắng ngang này. Nếu bạn đang cần biết thêm thông tin gì, hãy liên hệ với chúng tôi qua hotline 0913 543 469.