Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Đồng An II – Bình Dương, công suất 2500 m3/ngày đêm

MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Tỉnh Bình Dương nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, trong thời gian qua luôn là một trong những tỉnh có tốc độ phát triển kinh tế cao, thu hút vốn đầu tư trong và ngoài nước ngày càng tăng. Tuy nhiên, phần lớn các nhà đầu tư chỉ tập trung vào các KCN ở phía Nam của tỉnh, hiện tại nhu cầu thuê đất còn rất lớn nhưng dẫn đến quỹ đất công nghiệp cho thuê còn rất ít và chưa tận dụng được tiềm lực của tỉnh Bình Dương hiện hữu. Do vậy, chủ trương của tỉnh là cần đẩy mạnh hướng phát triển của các KCN về các vùng nằm phía Bắc của tỉnh nơi cộng đồng dân cư còn khó khăn, thiếu thốn. Trong tương lai để giữ vững tốc độ phát triển, không thể duy trì tình trạng trước đây mà phải đổi mới tinh thần phát triển tìm tòi những kinh nghiệm tốt và loại dần những bất hợp lý của quá trình phát triển kinh tế xã hội. Với quan điểm đó, Bình Dương cần thiết kế xây dựng Khu Liên Hợp Công Nghiệp – Dịch Vụ – Đô Thị Bình Dương. Theo quyết định số 295/CP-CN ngày 19/03/2003 của Thủ Tướng Chính Phủ về việc giao cho Ủy Ban Nhân Dân tỉnh Bình Dương theo đề án “Đề án phát triển khu Liên Hợp Công Nghiệp – Dịch Vụ – Đô Thị Bình Dương”. Mục tiêu để xây dựng KCN Đồng An II là xây dựng một KCN hoàn thiện, đồng bộ các hệ thống hạ tầng kỹ thuật, thay đổi chức năng sử dụng đất từ một khu sản xuất nông nghiệp kém hiệu quả thành khu vực sản xuất sản xuất Công Nghiệp có hiệu quả cao. Sự ra đời của KCN Đồng An II thu hút hàng vạn lao động trực tiếp trong các nhà máy và tạo thêm công ăn việc làm cho hàng vạn lao động trên công trường xây dựng và lao động gián tiếp cho các dịch vụ khác, đồng thời giải quyết công ăn việc làm cho người lao động tại chỗ trong huyện, tỉnh và cả nước, là nơi thu hút các nhà đầu tư sử dụng các công nghệ sạch và giảm tối đa các tác động gây ô nhiễm môi trường cho người dân và môi trường xung quanh. Trong tương lai KCN sẽ không ngừng lớn mạnh kéo theo sự gia tăng các vấn đề môi trường. Hoạt động theo tôn chỉ: “Tôn trọng và bảo vệ môt trường” các vấn đề môi trường của KCN đều được Ban quản lý KCN quan tâm. Đối với vấn đề nước thải các doanh nghiệp hoạt động trong KCN phải xử lý sơ bộ đạt tiêu chuẩn loại B (QCVN 24:2009/BTNMT) .Tuy nhiên lượng nước thải sản xuất, sinh hoạt nếu chỉ xử lý sơ bộ sẽ tác động xấu đến con người, môi trường nước và cảnh quan của khu vực xung quanh. Do đó, việc đầu tư xây dựng một trạm xử lý nước thải tập trung cho KCN Đồng An II để làm sạch trước khi xả vào hệ thống kênh, rạch thoát nước tự nhiên là một yêu cầu cấp thiết, và phải tiến hành đồng thời với quá trình hình thành và hoạt động của KCN nhằm mục tiêu phát triển bền vững cho KCN trong tương lai và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Chính vì lý do đó em đã chọn và tiến hành thực hiện đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Đồng An II – Bình Dương, công suất 2500 m3/ngày đêm” để thực hiện đồ án tốt nghiệp này. MỤC TIÊU Tính toán thiết kế chi tiết trạm xử lý nước thải cho khu công nghiệp Đồng An II đạt tiêu chuẩn xả thải loại A (QCVN 24:2009/BTNMT) trước khi xả ra nguồn tiếp nhận để bảo vệ môi trường sinh thái và sức khỏe cộng đồng. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨUĐối tượng nghiên cứu Công nghệ xử lý nước thải cho loại hình Khu Công nghiệp. Phạm vi nghiên cứu Đề tài giới hạn trong việc tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu Công nghiệp Đồng An II Nước thải đầu vào của hệ thống đã được xử lý sơ bộ đạt loại B (QCVN 24:2009/BTNMT) và được tập trung tại 1 (1 số) họng thu qua hệ thống cống dẫn từ các nhà máy trong khu công nghiệp đến bể tiếp nhận của khu xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp Đồng An II. Nước thải phát sinh từ hoạt động sản xuất của các cơ sở sản xuất thuộc KHU công nghiệp Đồng An II, chưa tính toán đến lượng nước mưa phát sinh. Thời gian thực hiện 19/04/2010 – 22/07/2010. NỘI DUNG Tìm hiểu về hoạt động của khu công nghiệp Đồng An II: Cơ sở hạ tầng của khu công nghiệp. Xác định đặc tính nước thải: Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải, khả năng gây ô nhiễm, nguồn xả thải. Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phù hợp với mức độ ô nhiễm của nước thải đầu vào. Tính toán thiết kế các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải. Dự toán chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, chi phí vận hành trạm xử lý nước thải. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về khu công nghiệp, tìm hiểu thành phần, tính chất nước thải và các số liệu cần thiết khác.Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước thải cho các khu công nghiệp qua các tài liệu chuyên ngành.Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý hiện có và đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp.Phương pháp toán: Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải, dự toán chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý.Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải.Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải Khu Công nghiệp. Góp phần nâng cao ý thức về môi trường cho nhân viên cũng như Ban quản lý Khu Công nghiệp. Khi trạm xử lý hoàn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp, sinh viên tham quan, học tập.

doc100 trang | Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 2130 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Đồng An II – Bình Dương, công suất 2500 m3/ngày đêm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
iệu quả keo tụ tạo bông. Tính toán Chọn: Thời gian khuấy trộn t = 10 phút (t = 10 – 15 phút)_(Nguồn: Điều 8.21.8 TCVN 7957 – 2008) Thể tích bể trộn cần: W = Q x t = 2500 (m3/ngày) x = 17,36 (m3) Chọn bể keo tụ hình vuông, kích thước bể: 2,8m x 2,8m x 2,4 m Chiều cao xây dựng bể: Hxd = h + hbv = 2,4 + 0,5 = 2,9 (m) Thể tích thực của bể keo tụ: Wt = 2,8 x 2,8 x 2,9 = 22,7 (m3) Đường kính cánh khuấy D ½ chiều rộng bể, chọn D = = 1,4 (m) Máy khuấy đặt cách đáy một khoảng : h = D = 1,4 (m) Chiều rộng bản cánh khuấy = = 0,28 (m) = 280 (mm) Chiều dài bản cánh khuấy = = 0,35 (m) = 350 (mm) Vậy năng lượng cần truyền vào nước: P = G2 x W x Trong đó: G : Cường độ khuấy trộn, G = 600 (s-1) (Nguồn: Điều 8.21.9 TCVN 7957 – 2008) W : Thể tích bể, W = 17,36 (m3) : Độ nhớt động học của nước, ở 25oC = 0,9.10-3 (Ns/m2) Hiệu suất động cơ chỉ đạt H = 0,8 nên công suất động cơ: N = 7,031 (Kw) Xác định số vòng quay của máy khuấy: n = Trong đó: P : Năng lượng khuấy trộn, (J/s) K :Hệ số sức cản của nước, chọn cánh khuấy tuabin 4 cánh nghiêng 45o, ta có K= 1,08 : Khối lượng riêng của nước, (kg/m3) D : Đường kính cánh khuấy, D = 1,4 (m) (vòng/s) 63,6 (vòng/phút) Kiểm tra số Reynold: NR= > 10.000 Vậy đường kính máy khuấy và số vòng quay đã chọn đạt chế độ chảy rối. Tính toán ống dẫn nước thải ra khỏi bể keo tụ Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 0,7 (m/s) Lưu lượng nước thải: Q = 104,16 (m3/h). Đường kính ống là: D = ==0,23 (m) = 250 (mm) Chọn ống nhựa uPVC có đường kính = 250mm Bảng 5.3: Tổng hợp tính toán bể keo tụ Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu nước bể trộn t phút 10 Kích thước bể trộn Chiều dài L mm 2.800 Chiều rộng B mm 2.800 Chiều cao xây dựng H mm 2.900 Đường kính ống dẫn nước ra khỏi bể D mm 250 Thể tích bể trộn Wt m3 22,7 5.2.5. Bể tạo bông 5.2.5.1. Nhiệm vụ Là nơi phản ứng keo tụ, tạo bông xảy ra hình thành những bông cặn lớn giúp quá trình lắng tại bể lắng I có hiệu quả cao hơn. 5.2.5.2. Tính toán Dung tích bể W = Q x t = 104,16 (m3/h) x 30 (phút/60 phút/h) = 52,08 (m3) Trong đó: Q : Lưu lương nước thải trung bình giờ, (m3/h) T : Thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 30phút (t = 20 ¸ 30 phút) (Nguồn: Điều 8.21.8 TCVN 7957 – 2008) Theo chiều dài của bể ta chia làm 3 buồng bằng 2 vách ngăn hướng dòng dày 100mm theo phương thẳng đứng, kích thước chiều rộng và chiều cao của mỗi buồng là: 2,8m x 2,5m Tiết diện ngang của ngăn phản ứng: f = b x h = 2,8 x 2,5 = 7 (m2) Chiều dài bể: L = Chiều dài mỗi buồng: l = 2,5 (m) Dung tích mỗi buồng: 2,5m x 2,8m x 2,5m = 17,5 (m3) Tổng chiều cao bể ứng với chiều cao bảo vệ bằng 0,3m: Htc = 2,5 + 0,3 = 2,8 (m) Tổng chiều dài bể ứng với 3 vách ngăn 100mm và 1 ngăn thu nước 600mm: Ltc = 7,5 + (3 x 0,1) + 0,6 = 8,4 (m) Thể tích thực của bể tạo bông: Wt = 8,4 x 2,8 x 2,8 = 65,85 (m3) Cấu tạo guồng khuấy gồm trục quay, 4 cánh khuấy và 8 bản cánh đặt đối xứng qua trục, toàn bộ đặt theo phương thẳng đứng. Chọn chiều dài bản cánh là: 1m Chiều rộng bản cánh: 0,1m Tổng diện tích bản cánh: fc = 0,1 x 1 x 8 = 0,8 (m2) Cánh khuấy đặt ở khoảng cách tính từ mép ngoài đến tâm trục quay là R2 = 0,6m; R1 = 0,4m Cường độ khuấy trộn Buồng phản ứng 1 Dung tích 12,7 m3 Chọn tốc độ của guồng khuấy n = 12 (vòng/phút). Tốc độ tương đối của bản khuấy so với nước: v1 = 0,37 (m/s) v2 = 0,56 (m/s) Công suất cần thiết để quay cánh khuấy: N = 51 x C x fc x (v13 + v23) Trong đó: N :Công suất, (W) fc :Tổng diện tích của bản cánh quạt, fc = 0,8 (m2) C :Hệ số trở lực của nước phụ thuộc vào tỉ số dài/rộng C = 1,2 Vậy: N = 51 x 1,2 x 0,8 x (0,373 + 0,563) = 11,07 (W) Gradient vận tốc trung bình: G = Trong đó: G : Gradient vận tốc trung bình, (s-1) N : Nhu cầu năng lượng, (W) m : Độ nhớt động lực học, (N.S/m2). Ở 25oC, m = 0,0092 (N.S/m2) W : Thể tích buồng tạo bông, (m3) G = = 83 (s-1) < 100 (s-1) à thoả (Nguồn[1]) Buồng đầu G = 80 – 100 (s-1) (Nguồn[1]) Buồng phản ứng 2 Dung tích 17,5 (m3) Tốc độ quay của guồng khuấy n = 10 (vòng/phút) Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy so với nước: v1 = = 0,314 (m/s) v2 = = 0,471 (m/s) Công suất cần thiết để quay cánh khuấy: N = 51 x 1,2 x 0,8 x (0,3143 + 0,4713) = 5,06 (W) Gradient vận tốc trung bình: G = = 56 (s-1): thoả (Nguồn[1]) Buồng hai G = 40 – 80 (s-1) (Nguồn[1]) Buồng phản ứng thứ 3 Dung tích 17,5 (m3) Tốc độ quay của guồng khuấy n = 6 (vòng/phút) Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy so với nước: v1 = 0,18 (m/s) v2 = = 0,28 (m/s) Công suất cần thiết để quay cánh khuấy: N = 51 x 1,2 x 0,8 x (0,183 + 0,283) = 1,25 (W) Gradient vận tốc trung bình: G = = 27,8 (s-1) < 40 (s-1): thoả (Nguồn[1]) Buồng cuối G = 20 – 40 (s-1) (Nguồn[1]) Tính toán ống dẫn nước thải ra khỏi bể keo tụ tạo bông Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 0,7 (m/s) Lưu lượng nước thải : Q = 104,16 (m3/h). Đường kính ống là: D = == 0,23 (m) Chọn ống nhựa uPVC có đường kính = 250mm Bảng 5.4: Tổng hợp tính toán bể tạo bông Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu nước bể tạo bông t phút 30 Kích thước bể tạo bông Chiều dài Ltc mm 8.400 Chiều rộng B mm 2.800 Chiều cao xây dựng Htc mm 2.800 Đường kính ống dẫn nước ra khỏi bể D mm 250 Thể tích bể keo tụ tạo bông Wt m3 65,68 5.2.6. Bể lắng I Nhiệm vụ Loại bỏ các chất lơ lửng và các bông cặn có khả năng lắng được trong nước thải sau khi đã qua quá trình phản ứng keo tụ tạo bông trước đó. Tính toán Chọn bể lắng I có dạng hình tròn trên mặt bằng, nước thải vào từ tâm và thu nước theo chu vi bể. Bảng 5.5:Các thông số cơ bản thiết kế cho bể lắng I Thông số Giá trị Trong khoảng Đặc trưng Thời gian lưu nước, giờ Tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày - Lưu lượng trung bình - Lưu lượng cao điểm Tải trọng máng tràn, m3/m.ngày Ống trung tâm: - Đường kính - Chiều cao Chiều sâu H của bể lắng, m Đường kính D của bể lắng, m Độ dốc đáy bể, mm/m Tốc độ thanh gạt bùn, vòng/phút 1,5 ¸ 2,5 31 ¸ 50 81 ¸ 122 124 ¸ 490 15 ¸ 20% D 55 ¸ 65% H 3,0 ¸ 4,6 62 ¸ 167 0,02 ¸ 0,05 2,0 40 89 248 12 - 45 4,2 3,7 12 ¸ 45 83 0,03 (Nguồn: Bảng 4 – 3; 4 – 4, Tính toán thiết kế các công trình XLNT, TS. Trịnh Xuân Lai) Diện tích mặt thoáng của bể lắng ly tâm trên mặt bằng được tính theo công thức: A = Trong đó: Q : Lưu lượng giờ trung bình, (m3/h). LA : Tải trọng bề mặt, (m3/m2.ngày) Đường kính bể lắng: D = = = 9,4 (m) Đường kính ống trung tâm: d = 20% x D = 20% x 9,4 = 1,88 (m) Chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng H = 3,5(m), chiều cao lớp bùn lắng hbl = 0,5(m), chiều cao hố thu bùn ht = 0,3(m), chiều cao lớp trung hoà hth = 0,2(m), chiều cao bảo vệ hbv = 0,3(m). Vậy chiều cao tổng cộng của bể lắng đợt I là Htc = H + hbl + ht + hth + hbv = 3,5 + 0,5 + 0,3 + 0,2 + 0,3 = 4,8 (m) Chiều cao ống trung tâm h = 60% x H = 60% x 3,5 = 2,1 (m) Kiểm tra thời gian lưu nước của bể lắng Thể tích bể lắng: W = Thời gian lưu nước: t = thoả mãn (Nguồn [3]) Thể tích thực của bể: Wt = Máng thu nước Vận tốc nước chảy trong máng: chọn v = 0,6 (m/s). Diện tích mặt cắt ướt của máng A = = 48225 (mm2) (cao x rộng) = ( 150mm x 200mm)/máng Để đảm bảo không quá tải trong máng chọn kích thước máng: cao x rộng = (300mm x 300mm). Máng bê tông cốt thép dày 100mm, có lắp thêm máng răng cưa thép tấm không gỉ. Máng răng cưa Đường kính máng răng cưa được tính theo công thức Drc = D – (0,3 + 0,1 + 0,003) x 2 = 9,4 – 2 x 0,403 = 8,6 (m) Trong đó D : Đường kính trong bể lắng I, (m) 0,3 : Bề rộng máng tràn = 300 (mm) = 0,3 (m) 0,1 : Bề rộng thành bê tông = 100 (mm) = 0,1 (m). 0,003 : Tấm đệm giữa máng răng cưa và máng bê tông = 3mm Máng răng cưa được thiết kế có 4 khe/m dài, khe tạo góc 90o Như vậy tổng số khe dọc theo máng bê tông là : 8,6 x x 4 = 108 (khe) Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe: Qkhe = Mặt khác ta lại có: Qkhe = Trong đó: Cd : Hệ số lưu lượng, Cd = 0,6 g : Gia tốc trọng trường (m/s2). : Góc của khía chữ V, H : Mực nước qua khe (m) Giải phương trình trên ta được: 5/2 x lnH = ln(1,83.10-4) => lnH = -3,442 => H = e-3,442 = 0,032 H = 0,032 (m) = 32 (mm) < 50 (mm) chiều sâu của khe đạt yêu cầu Tải trọng thu nước trên 1m dài thành tràn: q = = < 248 (m3/m.ngày) (Tải trọng máng tràn) Lượng bùn sinh ra mỗi ngày Wtươi = (Nguồn [1]) Trong đó: C2 :Hàm lượng cặn đi ra khỏi bể lắng, (mg/l) C1 : Hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lắng. C1 = C0 + k x ap + 0,25 x M C0 : Hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lắng, C0 = 237,5 (mg/l) ap : Hàm lượng phèn, ap = 20 (mg/l) k : Hệ số tạo cặn từ phèn, đối với phèn nhôm kĩ thuật, k = 1. M : Độ màu của nước, M = 200 C1 = 237,5 + 1x 20 + 0,25x 200 = 307,5 (mg/l) Vậy : Wtươi = (kgbùn/ngày). Giả sử nước thải có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm 95%), tỷ số VSS : SS = 0,8 và khối lượng riêng của bùn tươi = 1,082 (kg/l). Vậy lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là: Qtươi = 11 (m3/ngày). Lượng bùn tươi có khả năng phân huỷ sinh học: Mtươi (VSS)= 590,6 (kgSS/ngày) x 0,8 = 472,48 (kgVSS/ ngày). Bùn dư từ quá trình sinh học được đưa về bể nén bùn. Tính toán ống dẫn nước thải ra khỏi bể lắng I Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 1 (m/s) (v ≤ 2m/s) Lưu lượng nước thải: Q = 104,16 (m3/ngày). Đường kính ống là: D = = 0,192 (m) = 192 (mm) Chọn ống nhựa uPVC có đường kính = 200mm Tính toán đường ống dẫn bùn Lưu lượng nước thải: Q = 11 (m3/ngày). Bơm bùn hoạt động 4 (giờ/ngày) Đường kính ống là: D == 0,04 (m) Chọn ống nhựa uPVC có đường kính = 49mm Chọn bơm bùn tươi từ bể lắng I tới bể nén bùn Lưu lượng bùn thải: Q = 11 (m3/ngày) = 4,7.10-5 (m3/s). Công suất bơm N = = 0,00552 (Kw) = 0,007 (Hp) Trong đó: h : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93, chọn h= 0,8 : Khối lượng riêng của nước (kg/m3) Chọn bơm bùn được thiết kế 1 bơm có công suất 0,15 Kw. Thiết bị cào bùn bể lắng Loại cầu trung tâm. Hoạt động với vận tốc chậm, gom bùn lắng ở đáy bể về hố gom bùn. Từ đây, bùn được bơm hút đi. Chế độ vận hành 24/24. Hàm lượng SS và BOD5, COD sau khi qua bể lắng I giảm: = (1 – 0,7) = 237,5 x 0,3 = 71,25 (mg/l) = (1 – 0,4) = 171 x 0,6 = 102,6 (mg/l) = (1 – 0,4) = 256,5 x 0,6 = 153,9 (mg/l) Bảng 5.6: Tổng hợp tính toán bể lắng I Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Đường kính bể lắng D mm 9.400 Chiều cao xây dựng bể lắng Hxd mm 4.800 Đường kính ống trung tâm d mm 1.900 Chiều cao ống trung tâm h mm 2.100 Tổng số khe máng răng cưa n khe 108 Kích thước máng Đường kính máng răng cưa Drc mm 8.600 Chiều rộng máng thu nước B mm 300 Chiều cao máng thu nước H mm 300 Đường kính ống dẫn nước ra D mm 200 Thể tích bể lắng Wt m3 233 5.2.7. Bể Aerotank Nhiệm vụ Loại bỏ các hợp chất hữu cơ hoà tan có khả năng phân huỷ sinh học nhờ quá trình vi sinh vật lơ lửng hiếu khí. Tính toán Các thông số tính toán quá trình bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn Hàm lượng BOD5 trong nước thải dẫn vào Aerotank = 102,6 (mgBOD5/l) và SS = 71,25 (mg/l) tỷ số BOD5/COD = 0,6 Yêu cầu BOD5 và SS sau xử lý sinh học hiếu khí là: 30 (mg/l) và 50 (mg/l). Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải, Q = 2.500 (m3/ngđ) t : Nhiệt độ trung bình của nước thải, t = 25oC. Xo : Lượng bùn hoạt tính trong nước thải ở đầu vào bể, Xo= 0 (mg/l) X : Nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính MLVSS, X = 2.500 (mg/l) (cặn bay hơi 2.500 – 4.000 mg/l) XT : Nồng độ cặn lắng ở đáy bể lắng đợt II cũng là nồng độ cặn tuần hoàn. XT =10.000 (mg/l). : Thời gian lưu của bùn hoạt tính (tuổi của cặn) trong công trình. (ngày). Chọn (ngày) Chế độ thủy lực của bể: Khuấy trộn hoàn chỉnh. Y :Hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại (hệ số sinh trưởng cực đại). Y= (0,4 – 0,6) (mg bùn hoạt tính/mgBOD). Chọn Y = 0,6. Kd : Hệ số phân hủy nội bào. Kd = (0,02 – 0,1) (ngày-1), chọn Kd = 0,06. Z : Độ tro của cặn hữu cơ lơ lửng ra khỏi bể lắng II, Z = 0,2 trong đó có 80% cặn bay hơi. F/M : Tỷ lệ BOD5 có trong nước thải và bùn hoạt tính, F/M = (0,2 – 1,0) (kg BOD5/kg bùn hoạt tính) với bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn. L : Tải trọng các chất hữu cơ sẽ được làm sạch trên một đơn vị thể tích của bể xử lý, L= (0,8 – 1,9) (kgBOD5/m3.ngày) với bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn. Các thành phần hữu cơ khác như Nitơ và Photpho có tỷ lệ phù hợp để xử lý sinh học (BOD5 : N : P = 100 : 5 :1) (Nguồn: Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – TS. Trịnh Xuân Lai). Dự đoán BOD5 hoà tan trong dòng ra dựa vào mối quan hệ: BOD5 dòng ra = BOD5 hoà tan trong dòng ra + BOD5 của SS ở đầu ra Tính nồng độ BOD5 hòa tan trong nước đầu ra Nồng độ cặn hữu cơ có thể bị phân hủy: a = 0,65 x 30 = 19,5 (mg/l) 1 mg SS khi bị ôxy hóa hoàn toàn tiêu tốn 1,42 (mgO2). Vậy nhu cầu ôxy hóa cặn như sau: b = 19,5 x 1,42 = 27,69 (mg/l) Lượng BOD5 chứa trong cặn lơ lửng đầu ra (chuyển đổi từ BOD20 sang BOD5): c = 27,69 x 0,68 = 18,83 (mg/l) Lượng BOD5 hòa tan còn lại trong nước khi ra khỏi bể lắng S = 30 – 18,83 = 11,17 (mg/l) Xác định hiệu quả xử lý Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan E = = = 89,1% Hiệu quả xử lý tính theo BOD tổng cộng: = 70% Thể tích bể Aerotank: Trong đó: W : Thể tích bể Aerotank, (m3) Q : Lưu lượng nước thải đầu vào, Q = 2.500 (m3/ngđ) Y : Hệ số sản lượng bùn, Y = 0,6 (mgVSS/mgBOD) So – S : 196,8 – 11,17 = 91,43 (mg/l) X : Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi được duy trì trong bể Aerotank, X = 2.500 (mg/l) Kd : 0,06 (ngày-1) qc : Thời gian lưu bùn 10 ngày. Vậy: W = = 343 (m3) Diện tích của Aerotank trên mặt bằng: A = = Trong đó: H: Chiều cao công tác của Aerotank, chọn H = 4 (m) Chọn L x B = 11m x 8m Chiều cao xây dựng của bể Aerotank: Hxd = H + hbv = 4 + 0,5 = 4,5 (m) Trong đó: hbv: Chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0,5 (m) Thể tích thực của bể: Wt = 11 x 8 x 4,5 = 396 (m3) Tính tổng lượng cặn sinh ra hằng ngày Tốc độ tăng trưởng của bùn: Yb = (Nguồn: Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai – trang 67) Yb = = 0,375 Lượng bùn hoạt tính sinh ra mỗi ngày do khử BOD5: Px = Yb x Q x (So – S).10-3 = 0,375 x 2.500 x (102,6 - 11,17).10-3 = 85,71 (kg/ngđ) Tổng lượng cặn lơ lửng sinh ra theo độ tro của cặn Z = 0,2 Px(SS) = = = 107,14(kg/ngđ) Tính lượng bùn dư phải xả hàng ngày Qxả Qxả = (Nguồn [5](CT 6.11). Qxả = (m3/ngày). Trong đó: V : Thể tích của bể V = 343 (m3). Qr = Qv = 2.500 (m3/ngày) coi lượng nước theo bùn là không đáng kể. X : Nồng độ bùn hoạt tính trong bể, (mg/l) : Thời gian lưu của bùn hoạt tính (tuổi của cặn) trong công trình.= 0,75 ÷ 15 (ngày). Chọn = 10 (ngày). XT : Nồng độ cặn lắng ở đáy bể lắng đợt II cũng là nồng độ cặn tuần hoàn. XT= 0,8 x 10.000 = 8.000 (mg/l). Xr : Nồng độ bùn hoạt tính đã lắng Xr = 0,7 x 19,5 = 13,65 (mg/l), (0,7 là tỷ lệ lượng cặn bay hơi trong tổng số cặn hữu cơ, cặn không tro). Thời gian tích lũy cặn (tuần hoàn lại) không xả cặn ban đầu: (ngày) Sau khi hệ thống hoạt động ổn định lượng bùn hữu cơ xả ra hàng ngày B = Qxả x 10.000 = 6,45 x 10.000 = 64.500 (g/ngày) = 64,5 (kg/ngày) Trong đó cặn bay hơi B’ = 0,7 x 64,5 = 45,15 (kg/ngày) Cặn bay hơi trong nước đã xử lý đi ra khỏi bể lắng B” = 2.500 x 13,65 = 34.125 (g/ ngày) = 34,125 (kg/ngày). Tổng lượng cặn hữu cơ sinh ra: B’ + B” = 45,15 + 34,125 = 79,2 (kg/ngày) Xác định lưu lượng bùn tuần hoàn QT Để nồng độ bùn trong bể luôn giữ ở giá trị 2.500 (mg/l) ta có: Phương trình cân bằng vật chất: (m3/ngày) = 46,87(m3/h) Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể Aerotank F/M = (Công thức 5 – 22. Nguồn [3]) = = 0,25 (mgBOD/mgbùn.ngđ) Giá trị này nằm trong khoảng cho phép thiết kế bể khuấy trộn hoàn chỉnh là 0,2 ÷1. Tốc độ sử dụng chất nền của 1g bùn hoạt tính trong 1 ngày = 0,23 (mg/mg.ngđ) Tải trọng thể tích bể: = 0,825 (kgBOD5/m3.ngđ) Î (0,8 – 1,9kg BOD5/m3.ngày) (Nguồn: Bảng 6 – 1, Tính toán thiết kế các công trình xử lý NT, TS. Trịnh Xuân Lai) Thời gian lưu nước trong bể Aerotank = = = 0,16 ( ngày )3,84(giờ) Tính lượng ôxy cần thiết cung cấp cho bể Aerotank Lượng ôxy lý thuyết cần cung cấp theo điều kiện chuẩn OCo = (Công thức 6 – 15. Nguồn [3]) Với f: hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20 là 0,67 OCo = = 219,46 (kgO2/ngđ) Lượng ôxy cần thiết trong điều kiện thực: OCt = OCo x Trong đó: Cs20 : Nồng độ ôxy bão hòa trong nước ở 20oC, (mg/l) CL : Lượng ôxy hòa tan cần duy trì trong bể, (mg/l) Csh : Nồng độ ôxy bão hòa trong nước sạch ứng với nhiệt độ 25oC (nhiệt độ duy trì trong bể), (mg/l) b : Hệ số điều chỉnh sức căng bề mặt theo hàm lượng muối. Đối với nước thải, b = 1 a : Hệ số điều chỉnh lượng ôxy ngấm vào nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thoáng, hình dạng và kích thước bể có giá trị từ 0,6 ¸ 2,4. Chọn a = 0,6. T : Nhiệt độ nước thải, T= 25oC OCt = (kgO2/ngđ) Lượng không khí cần thiết cung cấp cho bể Qkk = Trong đó: OCt : Lượng ôxy thực tế cần sử dụng cho bể OU : Công suất hòa tan ôxy vào nước thải của thiết bị phân phối. OU = Ou x h Trong đó: h : Chiều sâu ngập nước của thiết bị phân phối. Chọn độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối (xem như gần sát đáy) và chiều cao của giá đỡ không đáng kể h = 4 (m). Ou : Lượng ôxy hòa tan vào 1m3 nước thải của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn ở chiều sâu 1m. Chọn Ou = 8 (gO2/m3.m) OU = Ou x h = 8 x 4 = 32 (gO2/m3) f: Hệ số an toàn, chọn f = 1,5 Vậy Qkk = x f = x 1,5 = 21948 (m3/ngđ) = 0,25 m3/s Chọn đĩa phân phối khí dạng đĩa xốp đường kính 250mm. Lưu lượng riêng phân phối khí của đĩa thổi khí = 150 – 200 (l/phút), chọn = 183 (l/phút). Lượng đĩa thổi khí trong bể Aerotank: N = (đĩa) Chọn N = 88 đĩa thổi khí. Tính toán máy thổi khí Áp lực cần thiết của máy thổi khí: Hm = h1 + hd + H Trong đó: h1 : Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển h1 = 0,4 (m) hd : Tổn thất qua đĩa phun không quá 0,7m. Chọn hd = 0,6 (m) H : Độ sâu ngập nước của miệng vòi phun H = 4 (m) Hm = 0,4 + 0,6 + 4 = 5 (m) Công suất máy thổi khí Pmáy = Trong đó: Pmáy : Công suất yêu cầu của máy nén khí , (Kw) G : Trọng lượng của dòng không khí , (kg/s) G = Qkk ´ rkhí = 0,25 ´ 1,3 = 0,325 (kg/s) R : Hằng số khí , R = 8,314 (KJ/K.mol.0K) T1 : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1= 273 + 25 = 298 (0K) P1 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1= 1 (atm) P2 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = n = = 0,283 ( K = 1,395 đối với không khí ) 29,7 : Hệ số chuyển đổi e : Hiệu suất của máy, chọn e = 0,8 Vậy: Pmáy = = 14,3 (Kw) = 19,3 (Hp) Tính toán đường ống dẫn khí Vận tốc khí trong ống dẫn khí chính, chọn vkhí = 15 (m/s) Lưu lượng khí cần cung cấp, Qkk = 21.948 (m3/ngđ) = 0,25 (m3/s) Đường kính ống phân phối chính D = == 0,145 (m) Chọn ống thép có đường kính D = 150 mm. Từ ống chính ta phân làm 11 ống nhánh cung cấp khí cho bể, lưu lượng khí qua mỗi ống nhánh: Q’k = = 0,0227 (m3/s) Vận tốc khí qua mỗi ống nhánh v’khí = 15 (m/s) Đường kính ống nhánh: d = = 0,044 (m) Chọn loại ống thép có đường kính = 49 mm. Kiểm tra lại vận tốc Vận tốc khí trong ống chính Vkhí = = = 14,15 (m/s) Vậy Vkhí nằm trong khoảng cho phép (10 - 15 m/s) Vận tốc khí trong ống nhánh: v’khí = = = 12,04 (m/s) Vậy v’khí nằm trong khoảng cho phép (10 - 15 m/s) (Nguồn[3]) Tính toán đường ống dẫn nước thải ra khỏi bể Chọn vận tốc nước thải trong ống: v = 1,2 (m/s) Lưu lượng nước thải: Q = 2.500 (m3/ngày) = 0,029 (m3/s) Lưu lượng bùn tuần hoàn: Qt = 1.125 (m3/ngày) = 0,013 (m3/s) Lưu lượng nước thải ra khỏi bể Aerotank hay vào bể lắng: Qv = Q + Qt = 2.500 + 1.125 = 3.625 (m3/ngày) = 151(m3/h). Chọn loại ống dẫn nước thải là ống uPVC, đường kính của ống: D = = = 0,231 (m) Chọn ống uPVC có đường kính 250 mm. Tính toán đường ống dẫn bùn tuần hoàn Lưu lượng bùn tuần hoàn Qt = 1.125 (m3/ng.đ) = 0,013 (m3/s). Chọn vận tốc bùn trong ống v= 2 (m/s) D = = = 0,09 (m) = 90 (mm) Chọn ống uPVC có đường kính 90 mm. = (1 – 60%) = 153,9 x 0,4 = 30,78 mg/l Bảng 5.7: Tổng hợp tính toán bể Aerotank Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu nước t h 4,8 Kích thước bể Chiều dài L mm 11.000 Chiều rộng B mm 8.000 Chiều cao hữu ích H mm 4.000 Chiều cao xây dựng Hxd mm 4.500 Số đĩa khuyếch tán khí n đĩa 88 Đường kính ống dẫn khí chính D mm 150 Đường kính ống nhánh dẫn khí dn mm 49 Đường kính ống dẫn nước vào Dv, mm 200 Đường kính ống dẫn nước ra D r mm 250 Thể tích bể Aerotank Wt m3 396 5.2.8. Bể lắng II . Nhiệm vụ Bùn sinh ra từ bể Aerotank và các chất lơ lửng sẽ được lắng ở bể lắng II. Bùn hoạt tính sẽ được tuần hoàn trở lại bể Aerotank. Tính toán Bảng 5.8: Thông số cơ bản thiết kế bể lắng đợt II Quy trình xử lý Tải trọng bề mặt (m3/m2.ngày) Tải trọng bùn (kg/m2.ngày) Chiều cao bể (m) Ngày Trung bình Ngày Cao điểm Giờ Trung bình Giờ Cao điểm Sau bể Aerotank 16,4 – 32,8 41 – 49,2 3,9 – 5,85 9,75 3,7 – 6,1 (Nguồn: Bảng 9 - 1, Tính toán thiết kế các công trình XLNT, TS. Trịnh Xuân Lai) Diện tích mặt thoáng của bể lắng II trên mặt bằng ứng với lưu lượng trung bình tính theo công thức: F1 = = = 100 (m2) Trong đó: Qtbngđ : Lưu lượng trung bình ngày đêm. L1 : Tải trọng bề mặt ứng với lưu lượng trung bình lấy theo bảng. Diện tích mặt thoáng của bể lắng II trên mặt bằng ứng với tải trọng chất rắn lớn nhất tính theo công thức: Trong đó: : Lưu lượng lớn nhất giờ. : Lưu lượng bùn tuần hoàn lớn nhất trong giờ = 0,6x. 0,6 : Hệ số tuần hoàn = 0,6 L2 : Tải trọng chất rắn lớn nhất lấy theo bảng. Diện tích mặt thoáng thiết kế của bể lắng đợt II trên mặt bằng sẽ là giá trị lớn nhất trong số 2 giá trị của F1, F2 ở trên. Như vậy, diện tích mặt thoáng thiết kế chính là F = F1 = 100 (m2). Đường kính bể lắng: = 11,28 (m) Chọn D = 11,3 (m). Đường kính ống trung tâm: d = 20% x D = 20% x 11,3 = 2,26 (m) Chọn chiều cao hữu ích của bể lắng là H = 3,5m, chiều cao lớp bùn lắng hbl = 1m, chiều cao hố thu bùn ht = 0,3m, chiều cao lớp trung hòa hth = 0,2m và chiều cao bảo vệ hbv= 0,3m. Vậy chiều cao tổng cộng của bể lắng II: Htc = H + hbl + ht + hth + hbv = 3,5 + 1 + 0,3 + 0,2 + 0,3 = 5,3 (m) Chiều cao ống trung tâm: h = 60% x H = 60% x 3,5 = 2,1 (m) Thể tích thực của bể lắng ly tâm đợt II: W = F x H = 100 x 5,3 = 530 (m3) Thời gian lưu nước của bể lắng: t = Trong đó: Q :Lưu lượng nước thải trung bình giờ, (m3/h). Qth : Lưu lượng tuần hoàn về bể Aerotank = 104,16 x 0,6 (m3/h). 0,6 : Hệ số tuần hoàn = 0,6 Máng thu nước Vận tốc nước chảy trong máng: chọn v = 0,6 (m/s) (Quy phạm 0,6 – 0,7m/s) Diện tích mặt cắt ướt của máng: A = (cao x rộng) = ( 300mm x 300mm)/máng Để đảm bảo không quá tải trong máng chọn kích thước máng: cao x rộng = (300mm x 300mm). Máng bê tông cốt thép dày 100mm, có lắp thêm máng răng cưa thép tấm không gỉ. Máng răng cưa Đường kính máng răng cưa được tính theo công thức: Drc = D – (0,3 + 0,1 + 0,003) x 2 = 11,3 – 2 x 0,403 = 10,5 (m) Trong đó D : Đường kính bể lắng II, D = 11,3 (m) 0,3 : Bề rộng máng tràn = 300 (mm) = 0,3 (m) 0,1 : Bề rộng thành bê tông = 100 (mm) = 0,1 (m) 0,003 : Tấm đệm giữa máng răng cưa và máng bê tông = 3 (mm) Máng răng cưa được thiết kế có 4 khe/m dài, khe tạo góc 90o Như vậy tổng số khe dọc theo máng bê tông là : 10,5 x x 4 = 132 (khe) Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe: Qkhe = Mặt khác ta lại có: Qkhe = Trong đó: Cd : Hệ số lưu lượng, Cd = 0,6 g : Gia tốc trọng trường (m/s2) : Góc của khía chữ V, H : Mực nước qua khe (m) Giải phương trình trên ta được: lnH = ln(2,67.10-4) => lnH = -3,47 => H = e-3,47 = 0,0317 H = 0,0317 (m) = 31,7 (mm) < 50 (mm) chiều sâu của khe đạt yêu cầu Tải trọng thu nước trên 1m dài thành tràn: q = = (Nguồn [3]) Tính ống dẫn nước thải, ống dẫn bùn Ống dẫn nước thải ra Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 1 (m/s) Lưu lượng nước thải : Q = 104,16 (m3/h). Đường kính ống là: D = ==0,192 (m) = 192 (mm) Chọn ống nhựa uPVC có đường kính =200mm Ống dẫn bùn: Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 2 (m/s) Lưu lượng bùn: Qb = Qt + Qw = 46,875 + 0,27 = 47,055 (m3/h) Trong đó: Qt : Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn về bể Aerotank 1125 (m3/ngày) = 46,87 (m3/h) Qw : Lưu lượng bùn dư từ bể Aerotank 6,45 (m3/ngày) = 0,27 (m3/h) Đường kính ống dẫn là: D = == 0,09 (m) Chọn ống nhựa uPVC đường kính ống = 90mm. Bơm bùn tuần hoàn Lưu lượng bơm: Qt = 1.125 (m3/ng.đ) = 0,013 (m3/s). Cột áp của bơm: H = 10 (m) Công suất bơm: = 1,6 (Kw) Trong đó: h : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 - 0,93 , chọn h= 0,8 : Khối lượng riêng của nước (kg/m3) Chọn bơm bùn lắng: Loại bơm ly tâm trục ngang. Công suất 1,6 (Kw). Bùn chủ yếu được tuần hoàn lại bể Aerotank, bùn dư dẫn vào bể nén bùn. Thiết bị cào bùn bể lắng Loại cầu trung tâm. Hoạt động với vận tốc chậm, gom bùn lắng ở đáy bể về hố gom bùn. Từ đây, bùn được bơm hút đi. Chế độ vận hành 24/24. Hàm lượng SS và BOD5, COD sau khi qua bể lắng II giảm: = (1 – 70%) = 71,12 x 0,3 = 21,37 (mg/l) = (1 – 85%) = 102,6 x 0,15 = 15,39 (mg/l) = (1 – 60%) = 153,9 x 0,4 = 30,78 (mg/l) Bảng 5.9: Tổng hợp tính toán bể lắng đợt II Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Đường kính bể lắng D mm 11.300 Chiều cao bể lắng Htc mm 5.300 Đường kính ống trung tâm d mm 2.260 Chiều cao ống trung tâm h mm 2.100 Thời gian lưu nước t h 3,2 Đường kính máng răng cưa Drc mm 10.500 Tổng số khe của máng răng cưa n 132 Thể tích bể lắng đợt II W m3 530 3.3.8 Bể chứa trung gian Bể chứa trung gian dùng để chứa nước sau lắng trước khi bơm lên bể lọc áp lực nhằm điều hòa lưu lượng để thuận lợi cho quá trình lọc. Tính toán kích thước bể Chọn thời gian lưu nước là 30 phút. Bể xây nửa chìm nửa nổi. Thể tích bể trung gian V = Qtb, h x t = 104,16 x 0,5 = 52,08 (m3) Chọn kích thước bể H x B x L Chiều cao H = 4 (m); Chiều rộng B = 2,8 (m); Chiều dài L = 4,8 (m); Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 (m). Chiều cao xây dựng Hxd = 4 + 0,5 = 4,5 (m). Thể tích thực của bể V = 4,5 x 2,8 x 4,8 = 60,48 (m3) Bể đơn thuần là chứa nước thải nên ta chọn vật liệu xây dựng là bê tông cốt thép dày 200mm, bên trong có phủ lớp composit bảo vệ chống ăn mòn. Tính bơm từ bể trung gian lên bể lọc áp lực Tính toán ống dẫn nước ra khỏi bể trung gian Nước thải được bơm sang bể trung gian nhờ một bơm chìm, lưu lượng nước thải 104,16 m3/h, với vận tốc nước chảy trong ống là v = 2m/s, đường kính ống ra: Dr = = 0,135 (m) Chọn ống nhựa uPVC có đường kính = 150mm. Chọn máy bơm nước từ bể trung gian sang bồn lọc áp lực Các thông số tính toán bơm chọn giống như bơm ở bể điều hòa Chọn bơm nước thải bể trung gian Chọn bơm chìm, được thiết kế 2 bơm có công suất như nhau (3,55Kw). Trong đó một bơm đủ để hoạt động với công suất tối đa của hệ thống xử lý, bơm còn lại là dự phòng. Các bơm tự động luân phiên nhau theo chế độ cài đặt nhằm đảm bảo tuổi thọ lâu bền. 3.3.9 Bể lọc áp lực Bể lọc áp lực là bể lọc kín, quá trình lọc xảy ra nhờ lớp áp lực nước phía trên lớp vật liệu lọc. Dùng để giữ lại một phần hay toàn bộ lượng cặn có trong nước, khử các hạt mịn vô cơ hoặc hữu cơ, những cặn lơ lửng và kết tủa chưa lắng được ở công trình trước. Sử dụng các vật liệu lọc than Anthracite và cát thạch anh kết hợp với máy nén khí tạo áp lực cho nước. Tính toán kích thước bể Chọn bể lọc áp lực 2 lớp: (1) Than Anthracite và (2) Cát thạch anh. Chọn: Chiều cao lớp cát h1 = 0,5 (m) có đường kính hiệu quả de = 0,5 (mm), hệ số đồng nhất U = 1,6; Chiều cao lớp than h2 = 0,5 (m) có đường kính hiệu quả de =1,2 (mm), hệ số đồng nhất U = 1,5. Lớp sỏi đỡ h3 = 200 (mm) (3 - 4mm) Tốc độ lọc v = 12 (m/h), Số bể n = 2 bể. Bảng 5.10 Kích thước vật liệu lọc Đặc tính Giá trị Giá trị đặc trưng Anthracite Chiều cao h (m) Đường kính hiệu quả de (mm) Hệ số đồng nhất U Cát Chiều cao h (m) Đường kính hiệu quả de (mm) Hệ số đồng nhất U Tốc độ lọc v (m/h) 0,3 – 0,6 0,8 – 2,2 1,3 – 1,8 0,15 – 0,3 0,4 – 0,8 1,2 – 1,6 5 – 24 0,45 1,2 1,6 0,3 0,5 1,5 12 Tổng diện tích bề mặt bể lọc : Lưu lượng 1 bể lọc : Diện tích bề mặt 1 bể lọc : Đường kính bể lọc áp lực : . Chọn D = 1,4 (m) Thu nước sau lọc bằng chụp lọc. Trên đầu chụp lọc, đổ một lớp sỏi đỡ đường kính 2 – 4mm, dày 15 – 20cm để ngăn ngứa cát chui vô khe gây tắc nghẽn. Chiều cao tổng cộng của bể lọc áp lực H = HVL + hcn + hđỡ + hthu = (0,5 +0,5) + 0,8 + 0,2 + 0,3 x 2 = 2,6 (m) Trong đó: hcn : chiều cao phần chứa nước hcn = 0,8 (m) hđỡ : chiều cao lớp sỏi đỡ , hđỡ = 0,2 (m) (qui phạm 0,15 – 0,2m); hthu : chiều cao phần thu nước (tính từ mặt chụp lọc đến đáy bể (phần elip)). Dựa vào bảng 3.17 và đường kính hiệu quả của cát và than Anthracite có thể chọn tốc độ rửa nước vnước = 0,35 (m3/m2. phút) và tốc độ khí (1m3/m2. phút). Rửa ngược có thể được chia làm 3 giai đoạn : Rửa khí có tốc độ vkhí = 1 (m3/ m2. phút) trong thời gian t = 1 ÷ 2 (phút); Rửa khí và nước trong thời gian t = 4 ÷ 5 (phút); Rửa ngược bằng nước trong thời gian t = 4 ÷ 5 (phút) với tốc độ vnước = 0,35 (m3/m2. phút). Lượng nước cần thiết để rửa ngược cho 1 bể lọc : (m3/bể) Bảng 5.11 Tốc độ rửa ngược bằng nước và khí đối với bể lọc cát một lớp và lọc Anthracite Vật liệu lọc Đặc tính vật liệu lọc Tốc độ rửa ngược (m3/m2.phút) Đường kính hiệu quả de, (mm) Hệ số đồng nhất U Nước Khí Cát Anthracite 0,5 0,7 1,00 1,49 2,19 1,10 1,34 2,00 1,4 1,4 1,4 1,4 1,3 1,73 1,49 1,53 0,15 0,26 0,41 0,61 0,81 0,29 0,41 0,61 0,5 0,8 1,3 2,0 2,6 0,7 1,3 2,0 Lưu lượng bơm nước rửa ngược cho 1 bể lọc : Lưu lượng bơm nước rửa ngược cho 2 bể lọc: Qn = 91,14 x 2 = 182,28 (m3/h) Lưu lượng máy thổi khí cho 1 bể lọc : Lưu lượng máy thổi khí cho 2 bể lọc : . Chọn Qk = 521 (m3/h) Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc sạch (đầu chu kỳ lọc) được xác định theo công thức Hazen : Trong đó: C : Hệ số nén ép, C = 600 ÷1.200 tuỳ thuộc vào tính đồng nhất và sạch. Chọn C = 1.000; t0 : Nhiệt độ của nước (0C). Chọn t = 25 0C ; d10 : Đường kính hiệu quả của vật liệu lọc, (mm) ; Lớp lọc cát: d10 = 0,5 (mm) Lớp lọc Anthracite: d10 = 1,2 (mm) vh : Tốc độ lọc, (m/h). Chọn vh = 9 (m/h). L : Chiều dày lớp vật liệu lọc, (m). Đối với lớp lọc cát Đối với lớp lọc Anthracite: Tổn thất áp lực qua 2 lớp vật liệu lọc : h = 0,18 + 0,052 = 0,232 (m). Thể tích lớp cát : Vc = A x hc = 4,43 x 0,5 = 2,215 (m3). Thể tích lớp than : Vt = A x ht = 4,43x 0,5 = 2,215 (m3). Tính toán đường ống Đường kính ống dẫn nước vào bể: Dv = 140 (mm). Nước dùng để rửa ngược cho bể lọc lấy từ bể chứa nước sạch. Đường kính ống dẫn nước rửa bể: Dr = 140 (mm). Đường kính ống dẫn nước sạch sau lọc: Dl = 140 (mm). Nước sau khi rửa xả ra hồ nén cặn. Lượng nước xả ra hồ:. Thời gian xả: t = 5 phút = 5 x 60 = 300s Chọn đường kính ống dẫn D = 140 (mm) = 0,14 (m). Vận tốc nước xả: Tính máy thổi khí Áp lực cần thiết của máy thổi khí: H = 1,5 (at). Năng suất yêu cầu của máy: Lkhí = 521 (m3/h) = 0,15 (m3/s) Công suất của máy thổi khí Trong đó : G : Trọng lượng dòng không khí. G = Qkhí rkhí = 0,151,3 = 0,195 (kg/s); R : Hằng số khí R = 8,314 (KJ/K.mol oK); T1 : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1 = 273 + 25 = 298 (oK); P1 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1 = 1atm; P2 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = 1,5atm; (K = 1,395 đối với không khí); 29,7 : Hệ số chuyển đổi; E : Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7. Bảng 5.12 Các thông số thiết kế bể lọc áp lực Thông số Đơn vị Kích thước Số lượng Công trình 2 Đường kính m 1,4 Chiều cao m 2,2 Thể tích lớp cát m3 1,329 Thể tích lớp than m3 2,215 Tính bơm rửa ngược : Trong bể đặt 2 bơm chìm (1 làm việc và 1 dự phòng) lưu lượng 182,28 (m3/h). Cột áp bơm: H = 20 (m). Công suất bơm : Trong đó qb : Lưu lượng bơm, qb = 0,05 (m3/s); : Khối lượng riêng của dung dịch g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2); H : Cột áp bơm, H = 20 (m); : Hiệu suất chung của bơm = 0,72 – 0,93. Chọn h = 0,8. 5.2.9. Bể tiếp xúc khử trùng Nhiệm vụ Sau các giai đoạn xử lý cơ học, sinh học song song với việc làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn qui định thì số lượng vi trùng cũng giảm đáng kể đến 90 – 95%. Tuy nhiên, lượng vi trùng vẫn còn cao và theo nguyên tắc bảo vệ nguồn nước là cần thực hiện giai đoạn khử trùng nước thải. Tính kích thước bể Thể tích bể tiếp xúc: W = Q x t = = 52,08 (m3) . Chọn W = 53(m3) Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải đưa vào bể tiếp xúc, (m3/h) t : Thời gian tiếp xúc, t = 30 (phút) (Nguồn: Điều 8.28.5 TCVN 7957 – 2008 ) Chọn chiều sâu lớp nước trong bể H = 2m. Diện tích mặt thoáng của bể tiếp xúc khi đó sẽ là: F = = 26,5 (m2) Chiều cao xây dựng bể tiếp xúc: Hxd = H + hbv = 2 + 0,3 = 2,3 (m) Chọn bể tiếp xúc gồm 5 ngăn, diện tích mỗi ngăn: Kích thước mỗi ngăn: l x b = 3,3m x 1,6m Tổng chiều dài bể: 1,6 x 5 = 8 (m) Thể tích thực của bể tiếp xúc: Wt = 3,3 x 8 x 2,3 = 60,72 (m3) Tính ống dẫn nước thải ra Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống: v = 0,7m/s Đường kính ống dẫn: = 0,23m = 230mm Chọn ống nhựa uPVC đường kính ống = 250 (mm) Tính toán hoá chất Lượng clo tiêu thụ trong một ngày: Mclo = Q x C = 2.500 (m3/ngày) x 2 (mg/l) / 1.000 = 5 (kg/ngày) Bảng 5.13: Tổng hợp tính toán bể tiếp xúc Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Kích thước bể Dài L mm 8.000 Rộng B mm 3.300 Cao công tác H mm 2.000 Cao xây dựng Hxd mm 2.300 Thể tích bể tiếp xúc W m3 60,72 Lượng clo tiêu thụ Mclo kg/ngày 5 5.2.10. Bể nén bùn Nhiệm vụ Tại đây bùn dư từ bể thu bùn được nén bằng trọng lực nhằm giảm thể tích bùn. Bùn hoạt tính ở bể lắng II có độ ẩm cao 99 ÷ 99,3%, vì vậy cần phải thực hiện nén bùn ở bể nén bùn để giảm độ ẩm còn khoảng 95 ÷ 97%. Tính toán Lượng bùn hình thành bao gồm: lượng bùn cặn xả ra hàng ngày từ bể lắng đợt I + bể lắng đợt II Qdư = QlắngI + Qbể lắng II = 11 + 6,45 = 17,45 (m3/ngày) Chọn hệ số an toàn khi thiết kế bể nén bùn là 135%. Lượng bùn dư cần xử lý: Qbùn = Qdư x 1,35 = 17,45 x 1,35 = 23,85 (kg/ngđ) Diện tích bề mặt yêu cầu: F = = Trong đó: qo: Tải trọng tính toán lên diện tích mặt thoáng của bể nén bùn, (m3/m2.h) ứng với nồng độ bùn 3.000 (mg/l), qo = 0,3 (m3/m2.h) Đường kính của bể nén bùn: D == 2 (m) Đường kính ống trung tâm: d = 20% x D = 0,2 x 2 = 0,4 (m) Chiều cao ống trung tâm: h = 0,6 x H = 0,6 x 4,7 = 2,8 (m) Chiều cao công tác của bể nén bùn: H = qo x t = 0,3 x 10 = 3 (m) Với t: Thời gian lưu bùn trong bể nén bùn. Chọn t = 10h (9 – 11h) (Nguồn: Điều 7.152 TCVN 51 – 2008) Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn: Htc = H + h1 + h2 + h3 = 3 + 0,4 + 0,3 + 1 = 4,7 (m) Trong đó: h1  : Khoảng cách từ mực nước đến thành bể, h1 = 0,4 (m) h2  : Chiều cao lớp bùn và lắp đặt thiết bị gạt bùn ở đáy, h2 = 0,3 (m) h3  : Chiều cao từ đáy bể đến mức bùn, h3 = 1 (m) Thể tích thực của bể nén bùn: Wt = F x Htc = 3,31 x 4,7 = 15,15 (m3) Nước tách ra trong bể nén bùn được đưa về bể thu gom để tiếp tục xử lý. Máng thu nước Vận tốc nước chảy trong máng: 0,6 – 0,7 m/s, chọn v = 0,6 m/s. Diện tích mặt cắt ướt của máng A = (m2) = 48.000 (mm2) (cao x rộng) = (250mm x 250mm)/máng Máng bê tông cốt thép dày 100mm, có lắp thêm máng răng cưa thép tấm không gỉ. Máng răng cưa Đường kính máng răng cưa được tính theo công thức: Drc = D – (0,25 + 0,1 + 0,003) x 2 = 2 – 0,303 = 1,7 (m) Trong đó: D : Đường kính bể nén bùn, D = 2 (m) 0,25 : Bề rộng máng tràn = 250 (mm) = 0,25 (m) 0,1 : Bề rộng thành bê tông = 100 (mm) = 0,1 (m) 0,003: Tấm đệm giữa máng răng cưa và máng bê tông = 3(mm) Máng răng cưa được thiết kế có 8 khe/m dài, khe tạo góc 90o. Như vậy tổng số khe dọc theo máng bê tông là: 2 x x 8 = 51 (khe) Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe: Qkhe = Mặt khác ta lại có: Qkhe = Trong đó: Cd : Hệ số lưu lượng, Cd = 0,6 g : Gia tốc trọng trường (m/s2). : Góc của khía chữ V, H : Mực nước qua khe (m) Giải phương trình trên ta được: 5/2 x lnH = ln(2,145.10-4) => lnH = -3,13 => H = e-3,13 = 0,044 Vậy H = 0,044 (m) = 44 mm < 50 mm chiều sâu của khe đạt yêu cầu Tải trọng thu nước trên 1m dài thành tràn: q = = Ống dẫn bùn vào Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 0,6 (m/s) Lưu lượng bùn: Qb = Ql + Qw = 11 + 6,45 = 17,45 (m3/ngày) Trong đó: Ql : Lưu lượng bùn từ bể lắng I: 11 (m3/ngày) Qw : Lưu lượng bùn dư từ bể Aerotank: 6,45 (m3/ngày) Đường kính ống dẫn là: D == 0,02 (m) = 20 (mm) Chọn ống nhựa uPVC đường kính ống = 21mm. Lượng bùn thải ra sau khi nén ép: Trong đó: Q : Lượng bùn vào bể nén bùn, (m3/ngày) P1 : Độ ẩm của bùn ban đầu, P1 = 99% P2 : Độ ẩm của bùn sau khi nén, P2 = 96% Lượng nước ép bùn sinh ra từ bể nén bùn: Q2 = Q – Q1 =23,85 – 6= 17,85 (m3/ngày) Đường kính ống dẫn nước ra: D == 0,021 (m) Chọn ống nhựa uPVC đường kính ống = 27mm. Bảng 5.14: Tổng hợp tính toán bể nén bùn Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Đường kính bể nén bùn D mm 2.000 Đường kính ống trung tâm D mm 400 Chiều cao tổng cộng Htc mm 4.700 Thể tích bể nén bùn Wt m3 15,15 5.2.11. Máy ép bùn 5.2.11.1. Nhiệm vụ Thiết bị lọc ép bùn dây đai là một loại thiết bị dung để khử nước ra khỏi bùn vận hành dưới chế độ cho bùn liên tục vào thiết bị. Bùn được ép thành bánh và đem chôn lấp theo quy định. 5.2.11.2. Tính toán Thông số thiết kế máy ép bùn: Bề rộng dây đai: b = 0,5 – 3,5 (m) Tải trọng bùn: 90 – 680 (kg/m.h) Khối lượng bùn cần ép: 6 (m3/ngày) x 1,2 (tấn/m3) = 7,22 (tấn) Nồng độ bùn sau nén = 2% ( quy phạm 1 – 3%) Nồng độ bùn sau ép = 18% ( quy phạm 12 – 20%) Khối lượng bùn sau ép = (kg/ngày) Số giờ hoạt động của thiết bị t = 8h/ngày. Tải trọng bùn tính trên 1m chiều rộng băng ép chọn = 450 (kg/m.h) Chiều rộng băng ép: B = (m) Vậy ta chọn một máy ép bùn dây đai có bề rộng 0,5 (m) = 500 (mm) Lượng polymer sử dụng cho thiết bị khử nước cho bùn Lượng bùn: 73,5 + 472,84 = 545,98 (kg/ngày) Thời gian vận hành: 8 (h/ngày) Lượng bùn khô trong 1 giờ: 545,98/8 = 68,25 (kg/h) Liều lượng polymer: 4 (kg/tấn bùn) Liều lượng polymer tiêu thụ trong 1h: 68,25 x 4/1000 = 0,273 (kg/h) 5.2.12. Tính toán hóa chất 5.2.12.1. Bể chứa dung dịch axít H2SO4 và bơm châm H2SO4 Lưu lượng thiết kế: Q = 104,16 (m3/h) pHvào max = 9 pHtrung hoà = 7 K = 0,000005 (mol/l) Khối lượng phân tử H2SO4 = 98 (g/mol) Nồng độ dung dịch H2SO4 = 5% (Quy phạm 5 -10%) Trọng riêng của dung dịch = 1,84 Liều lượng châm vào = = 0,55 (l/h) Thời gian lưu = 15 ngày Thể tích cần thiết của bể chứa = 0,55 x 24 x 15 = 198 lít Chọn thể tích bồn chứa W = 200 lít. Chọn: 1 bơm châm axít H2SO4 Đặc tính bơm định lượng: Q = 0,55 (l/h); áp lực 1,5 (bar) 5.2.12.2. Bể chứa dung dịch NaOH và bơm châm NaOH Lưu lượng thiết kế: Q = 104,16 (m3/h) pHvào min = 5 pHtrung hoà = 7 K = 0,00001 (mol/l) Khối lượng phân tử NaOH = 40 (g/mol) Nồng độ dung dịch NaOH = 5% ( Quy phạm 5 -10%) Trọng riêng của dung dịch = 1,53 Liều lượng châm vào = = 0,544 (l/h) Thời gian lưu = 15 (ngày) Thể tích cần thiết của bể chứa = 0,544 x 24 x 15 = 195,84 (lít) Chọn thể tích bồn chứa W = 200 (lít). Chọn: 1bơm châm NaOH Đặc tính bơm định luợng: Q = 0,44 (l/h); áp lực 1,5 (bar) 5.2.12.3. Bể chứa dung dịch NaOCl và bơm châm NaOCl Lưu lượng thiết kế: Q = 2.500 (m3/ngày) Liều lượng clo = 2 (mg/l) Lượng clo châm vào bể tiếp xúc: 2 x 2.500.10-3 = 5 (kg/ngày) Nồng độ dung dịch NaOCl = 10% Lượng NaOCl 10% châm vào bể tiếp xúc = 5/0,1 = 50 (l/ngày) Thời gian lưu = 2 (ngày) Thể tích cần thiết của bể chứa = 50 x 2 = 100 (lít) Chọn bơm định lượng 1 bơm châm NaOCl Đặc tính bơm định luợng: Q = 1,67 (l/h); áp lực 1,5 bar Bơm hoạt động liên tục, ngưng khi hệ thống ngừng hoạt động. CHƯƠNG 6 TÍNH KINH TẾ 6.1. DỰ TOÁN CHI PHÍ XÂY DỰNG Phần xây dựng cơ bản Bảng 6.1 : Bảng chi phí xây dựng STT CÔNG TRÌNH THỂ TÍCH (M3) SỐ LƯỢNG ĐƠN GIÁ (VNĐ/M3) THÀNH TIỀN (VNĐ) 1 Bể thu gom 56,7 1 1.800.000 102.060.000 2 Bể điều hòa 495 1 1.800.000 891.000.000 3 Bể keo tụ 22,7 1 1.800.000 40.860.000 4 Bể tạo bông 65,68 1 1.800.000 118.224.000 5 Bể lắng I 233 1 1.800.000 419.400.000 6 Bể Aeroten 396 1 1.800.000 712.000.000 7 Bể lắng II 530 1 1.800.000 954.000.000 8 Bể trung gian 60,48 1 1.800.000 108.864.000 9 Bể nén bùn 15,15 1 1.800.000 27.270.000 10 Nhà điều hành 50m2 1 1.800.000 90.000.000 TỔNG CỘNG 3.463.678.000 Phần thiết bị Bảng 6.2 : Bảng chi phí thiết bị STT THIẾT BỊ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT SL ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ) I BỂ THU GOM 80.000.000 1 Bơm chìm Công suất : 4,5Kw/380/3/50 hz Lưu lượng :166,5 m3/h Cột áp :10m Xuất xứ: Hãng Shinmaywa, Nhật 2 40.000.000 80.000.000 II LƯỚI LỌC TINH 30.000.000 2 Lưới lọc tinh Loại lưới: cố định Kiểu: Trống quay 1 30.000.000 30.000.000 III BỂ ĐIỀU HÒA 174.000.000 3 Bơm chìm Công suất: 3,55Kw /380/3/50 hz Lưu lượng = 104,16 m3/h Xuất xứ: Hãng Shinmaywa, Nhật 2 25.000.00 50.000.000 4 Máy cấp khí Công suất 11,3HP/380/3/50hz Xuất xứ Taiwan. 2 53.000.000 106.000.000 5 Đĩa phân phối khí Lưu lượng 76lít/ phút. Sản suất: Showfou - Taiwan 72 250.000 18.000.000 IV BỂ KEO TỤ 5.000.000 6 Mô tơ khuấy Công suất: 7 kw/h Tốc độ: 63,6 vòng/phút 1 5.000.000 5.000.000 V BỂ TẠO BÔNG 12.000.000 7 Mô tơ khuấy Buồng 1: Công suất:11,07kw Vòng quay: 12V/ph Buồng 2: CS: 5kw Vòng quay: 10V/ph Buồng 3: CS: 1,25kw Vòng quay: 6 V/ph Xuất xứ: GEAR-TPG - Taiwan 3 4.000.000 12.000.000 VI BỂ LẮNG I 20.500.000 8 Moto gạt bùn Công suất: 1,25Kw 1 4.000.000 4.000.000 9 Bơm bùn Công suất: 1Kw/h Cột áp: 20mH2O Xuất xứ: Nhật 1 12.500.000 12.500.000 10 Ống trung tâm Vật liêu: Thép dày 0,5m; Đường kính: 1,9m 1 4.000.000 4.000.000 VII AEROTANK 158.160.000 11 Máy thổi khí Công suất: 14,3 kw/h/380/3/50hz Sản xuất: ShowFou - Series RLC - Taiwan 2 65.000.000 130.000.000 12 Đĩa phân phối khí Lưu lượng 150lít/phút. Công suất: 0,37m/s Sản suất: Showfou - Taiwan 88 320.000 28.160.000 VIII BỂ LẮNG II 54.500.000 13 Moto Hiệu: NORD Series 0.37 - 7.5kW Tốc độ quay: 20 phút/ vòng Sản xuất: Úc 1 4.500.000 4.500.000 14 Ống trung tâm Vật liệu: Thép dày 3mm D = 2260mm 1 5.000.000 5.000.000 15 Máng răng cưa Vật liệu: inox Đường kính: D= 10500mm Sản xuất: Việt Nam 1 10.000.000 10.000.000 16 Thanh gạt bùn Vật liệu: Thép Sản xuất: Việt Nam 1 2.000.000 2.000.000 17 Bơm bùn Công suất : 1,6 Kw/380/3/50 hz Lưu lượng : 50 m3/h Cột áp :10m Xuất xứ Taiwan 2 16.500.000 33.000.000 IX BỂ TRUNG GIAN 50.000.000 18 Bơm chìm Công suất: 3,55Kw /380/3/50 hz Lưu lượng = 104,16 m3/h Xuất xứ: Hãng Shinmaywa, Nhật 2 25.000.000 50.000.000 X BỒN LỌC 70.000.000 19 Bồn lọc Vật liệu thép Sản xuất: Việt Nam 2 35.000.000 70.000.000 XI BỂ NÉN BÙN 25.500.000 18 Bơm nước Công suất : 1.5 Kw/380/3/50 hz Cột áp :10m Xuất xứ Nhật 1 16.500.000 16.500.000 19 Máng răng cưa Vật liệu: inox Đường kính: D= 9200mm Sản xuất: Việt Nam 1 9.000.000 9.000.000 XII MÁY ÉP BÙN 150.000.000 20 Máy ép bùn băng tải Chiều rộng băng tải: 800mm Công suất: 1,8 - 4m3/h Kích thước: 4,1 x 1,3 x 2,1 Trọng lượng: 2 tấn Bơm bùn, hóa chất 1 150.000.000 150.000.000 XIII HỆ THỐNG CHÂM HÓA CHẤT 47.500.000 21 Bồn hóa chất Vật liệu: Composit Xuất xứ: Việt Nam 5 4.000.000 20.000.000 22 Bơm định lượng Mã hiệu CP01/02 Công suất: 0,18kw/220/1/50hz Sản xuất: Hoa Kì 5 5.500.000 27.500.000 XIV TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 125.000.000 23 Trọn bộ Xuất xứ: Hàn Quốc 125.000.000 125.000.000 XV VI SINH, THIẾT BỊ PHỤ 70.000.000 TỔNG CỘNG 1.071.660.000 Tổng chi phí đầu tư Tổng vốn đầu tư cơ bản cho trạm xử lý nước thải: T = chi phí xây dựng + chi phí máy móc thiết bị T = 3.463.678.000 + 1.071.660.000 T = 4.535.338.000 (VNĐ) 6.2. TÍNH TOÁN CHI PHÍ VẬN HÀNH HỆ THỐNG Chi phí nhân công Công nhân vận hành 6 người chia làm 2 ca làm việc. Bảo vệ và nhân viên vệ sinh công cộng: 2 người. Giả sử mức lương trung bình là 70.000 đồng/người/ngày Tổng chi phí nhân công: TN = 90.000 x 8 = 720.000VNĐ/ngày Chi phí điện năng Bảng 6.3: Bảng tiêu thụ điện STT THIẾT BỊ CÔNG SUẤT (Kw) SỐ LƯỢNG (cái) Số máy hoạt động Thời gian hoạt động (h/ngày) Tổng điện năng tiêu thụ (Kwh/ngày) 1 Máy khuấy dung dịch hóa chất 0,7 5 5 6 21 2 Bơm nước thải ở bể thu gom 4,5 2 1 24 108 3 Bơm nước thải ở bể điều hoà và bể trung gian 3,55 4 2 24 170,4 4 Máy cấp khí ở bể điều hoà 8,364 2 1 24 208.736 5 Máy cấp khí ở bể aerotank 14,3 2 1 24 343.2 6 Bơm bùn tuần hoàn 1,6 2 1 24 38,4 7 Bơm bùn dư 1,6 4 2 4 12,8 7 Bơm bùn vào máy ép bùn 0,7 2 1 8 5,6 8 Bơm định lượng dung dịch hóa chất 0,18 5 5 5 4,5 9 Máy ép bùn 3 1 1 8 24 10 Giàn gạt bùn ở bể lắng I 1,25 2 1 24 30 11 Giàn gạt bùn ở bể lắng II 1,25 2 1 24 30 12 Các thiết bị điện khác 20 - - - 20 TỔNG CỘNG 1016,63 Lấy chi phí cho 1 Kwh = 1.500VNĐ Vậy chi phí điện năng cho một ngày vận hành (VNĐ/ng): TĐ = 1.525.000VNĐ Chi phí sửa chữa và bảo dưỡng Chiếm 2% chi phí xây dựng và chi phí thiết bị: TS = (3.463.678.000 + 1.071.660.000) x 2% = 90.706.760(VNĐ/năm) TS = 248.512 (VNĐ/ ngày) Chi phí hoá chất Tính toán NaOCl 5 (kg/ngày) x 365 (ngày/năm) = 1825 (kg/năm). 1825 (kg/năm) x 25.000 (VNĐ/kg) = 45.625.000 (VNĐ/năm) Tính toán hóa chất FeCl3 Sử dụng dung dịch FeCl3 3% (pha 30kg trong 1000l nước) Liều lượng FeCl3 cho 1m3 nước thải: 20 g/m3 nước thải. Vậy lượng FeCl3 cần dùng: 20 x 2500 = 50kg Lượng phèn sử dụng 1 năm: 50 x 365 = 18.250 (kg/năm) Giá FeCl3: 12.000/kg Chi phí cho FeCl3=: 18.250 x 12.000 = 219.000.000 VNĐ Tính toán polymer Sử dụng polymer 1,5 %o (pha 0,15kg trong 1000l nước) Liều lượng polymer cho 1m3 nước thải: 3 g/m3 nước thải. Vậy lượng polymer cần dùng: 3 x 2500 = 7,5 kg Lượng polymer 1 năm: 7,5 x 365 = 2.737,5 kg Giá polymer: 30.000/kg Chi phí Polymer: 2.737,5 x 30.000 = 82.125.000 VNĐ Chi phí axit + xút: 100.000.000 (VNĐ/năm) Tổng chi phí hoá chất trong 1 năm TH = 45.625.000+219.000.000 +82.125.000+100.000.000 = 446.750.000 (VNĐ/năm) TH = 1.224.000 (VNĐ/ngày) Chi phí khấu hao Chi phí xây dựng cơ bản được khấu hao trong 20 năm, chi phí máy móc thiết bị khấu hao trong 10 năm: TKH = 3.463.678.000 /20 + 1.071.660.000/10 TKH = 214.332.000 (VNĐ/năm) = 588.000 (VNĐ/ngày) Chi phí xử lý 1m3 nước thải Vậy chi phí 1 ngày vận hành nước thải: TC = (TN + TĐ + TS + TH + TKH)/2500 = (720.000 + 1.525.000 + 248.152 + 1.224.000 + 588.000)/2000 TC = 1.722 (VNĐ/m3) CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 7.1 KẾT LUẬN Các KCN phát triển rất nhanh và vững mạnh ở tỉnh Bình Dương đã đóng góp tích cực vào việc phát triển kinh tế tỉnh. Đồng thời, vấn đề môi trường do hoạt động của KCN cũng cần quan tâm, nhất là vấn đề nước thải. Theo quy định trong các điều khoản của pháp luật (Nghị định số 36/CP ngày 24/02/1997 của Chính phủ), tất cả các KCN đều phải có trạm XLNT. Vì thế, việc đầu tư, thiết kế, xây dựng và lắp đặt cần thiết phải được thực hiện. Nhìn chung từ một số ngành nghề có thể đầu tư vào KCN Đồng A II ta có thể nhận thấy hàm lượng chất thải của nhà máy là rất lớn mà trong đó thành phần thải được xem là quan trọng nhất chính là nước thải. Nước thải của KCN Đồng An II có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao và ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân trong khu vực do các chỉ số pH, COD, BOD5, SS, Tổng N đều vượt quá tiêu chuẩn chất lượng nước thải ra môi trường. Công nghệ XLNT tập trung cho KCN Đồng An II, tỉnh Bình Dương là sự kết hợp xử lý hóa lý và sinh học lơ lửng. Nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn loại A (QCVN 24:2009/BTNMT) trước khi thải ra nguồn tiếp nhận kênh Hòa Lợi. Giá thành đầu tư xây dựng hơn 4,5 tỷ VNĐ và chi phí xử lý 1m3 nước thải đều phù hợp với khả năng kinh tế của KCN. Trạm xử lý nước thải đi vào hoạt động mang ý nghĩa thực tiễn cao. 7.2 KIẾN NGHỊ Khi xây dựng hệ thống xử lý nước thải ban quản lý KCN cần Thực hiện tốt các vấn đề về qui hoạch, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sao cho phù hợp với qui hoạch chung của KCN và công suất đáp ứng nhu cầu phát triển trong tương lai. Trước hết phải nâng cao chất lượng quy hoạch KCN, trong quy hoạch nên xây dựng thiên về các KCN với một loại hình sản xuất kinh doanh hoặc các nhóm ngành khá tương đồng, từ đó nước thải có tính đồng nhất dẫn đến hiệu quả xử lý của trạm tập trung cao, hoặc sắp xếp các loại hình công nghiệp mà nước thải của một số cơ sở công nghiệp này có thể sử dụng để xử lý hay tiền xử lý cho cơ sở công nghiệp khác trước khi dẫn đến trạm xử lý tập trung, khi đó vừa tiết kiệm chi phí đầu tư vừa tăng hiệu quả của trạm xử lý tập trung. Yêu cầu các doanh nghiệp trong KCN phải có hệ thống xử lý nước thải cục bộ đạt tiêu chuẩn (QCVN 24:2009/BTNMT) cột B trước khi đưa tới nhà máy xử lý nước thải tập trung, các hệ thống xử lý phải được đầu tư xây dựng song song với việc xây dựng kết cấu hạ tầng KCN bảo đảm cho việc bảo vệ môi trường trong toàn khu vực. Ban quản lý cần theo dõi, kiểm tra thường xuyên các nguồn xả thải để đảm bảo chỉ tiêu đầu vào như quy định, tránh trường hợp các nhà máy, xí nghiệp xả thải với nồng độ ô nhiễm quá cao. Ngoài ra, các nhà máy trong KCN nên áp dụng sản xuất sạch hơn để hạn chế ô nhiễm (quản lý tốt hơn, thay đổi nguyên liệu, quy trình sản xuất, công nghệ và hoàn lưu tái sử dụng…). Bảo đảm công tác quản lý và vận hành đúng theo hướng dẫn kỹ thuật. Thường xuyên quan trắc chất lượng nước thải xử lý đầu ra để kiểm tra xem có đạt điều kiện xả vào nguồn và quan trắc chất lượng nước nguồn tiếp nhận. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Ngọc Dung, 2005, Xử lý nước cấp, NXB Xây dựng. [2] Trần Đức Hạ, 2006, Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học kỹ thuật. [3] Trịnh Xuân Lai, 2000, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB Xây dựng. [4] Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, 2005, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học kỹ thuật. [5] Lương Đức Phẩm, 2003, Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học, NXB Giáo dục. [6] PGS. TS. Nguyễn Văn Phước, 2007, Giáo trình xử lý nước thải và sinh hoạt bằng phương pháp sinh học, NXB Xây Dựng. [7] Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, 2006, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - Tính toán thiết kế công trình, NXB Đại học quốc gia TP. HCM. [8] TCXD 51- 2008, 2008, NXB Xây dựng. [9] TCVN 7957 – 2008, 2008, NXB Xây dựng.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docNOIDUNG - 230710.doc
  • docMUCLUC.DOC
  • doc00 - BIA.doc
  • docDANHMUCVIETTAT.doc
  • dwgDATN - BVE - 220710.dwg
Tài liệu liên quan