Đồ án Nghiên cứu, cải tạo hệ thống xử lý nước thải Công ty cổ phần chế biến XNK thuỷ sản br-Vt _ xí nghiệp chế biến thuỷ sản xuất khẩu I, công suất 300 m3/ngày

nhận xét được qua các thông số đầu ra như sau: Tính chất nước thải đầu ra : Bảng 4 : Kết quả phân tích chất lượng nước thải đầu ra (lấy ngày 16/05/2007). STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả 1 pH 6,0 2 COD mg/l 383 3 BOD mg/l 297 4 TSS mg/l 176 5 Tổng Nitơ mg/l 166 6 Tổng Photpho mg/l 17.9 Nhận xét hiệu suất xử lý : Bảng 5 : Hiệu suất xử lý của hệ thống Thông số Đầu vào hệ thống Đầu ra hệ thống Hiệu suất xử lý TCVN 6984 : 2001 pH 6 6,3 6,0 – 8,5 BOD 1197 (mg/l) 297 (mg/l) 75,18(%) < 30 COD 2305 (mg/l) 383 (mg/l) 83,38% < 60 TSS 412 (mg/) 176(mg/l) 57,28 % < 80 Qua 2 bảng trên, ta có thể thấy ngoài giá trị pH là có thể chấp nhận được thì các thông số còn lại có độ chênh lệch rất cao so với tiêu chuẩn xả thải TCVN 6984 : 2001. Đáng chú ý nhất là lượng BOD và COD tuy có giảm xuống đáng kể nhưng vẫn cao hơn nhiều so với tiêu chuẩn. Bên cạnh đó cũng đáng chú ý là hiệu suất xử lý cặn lơ lửng của hệ thống không cao (57,28 %), làm ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học trong toàn bộ hệ thống. Điều này chứng tỏ quá trình vận hành của các công trình trong hệ thống chưa đạt hiệu quả. Như vậy để có thể đạt được mức phù hợp với tiêu chuẩn xả thải TCVN 6984 : 2001 thì cần phải xác định nguyên nhân ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý và tính toán lại cho lưu lượng và thông số các đầu vào hiện nay. Từ đó so sánh với từng công trình đơn vị hiện có, đề xuất lựa chọn công nghệ, cải tạo hay xây mới công trình đơn vị. Phân tích nguyên nhân : Một số nguyên nhân ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý có thể kể như sau : Về dây chuyền công nghệ: _ Sự thay đổi về lưu lượng, CLNT hiện nay là khá lớn so với trước kia và tính chất nước thải đầu vào thường không ổn định làm cho hệ thống không đáp ứng được các yêu cầu xử lý và cũng như đáp ứng tiêu chuẩn xả thải sau xử lý. _ Lưới chắn rác có kích thước mắc lưới 1-2 mm khá lớn do đó khó có thể giữ lại một phần cặn lơ lửng như mảnh thịt vụn,vảy... _ Ở bể điều hoà không có hệ thống sục khí cũng như khuấy trộn nào để ổn định nồng độ trước khi vào bể xử lý khá quan trọng tiếp theo là bể UASB. Bể có thể tích thực là 318,75 m3 nhưng thực tế bể chỉ chứa được 186 m3 do bể thu gom và bể điều hoà thông nhau (nước thải từ xưởng chế biến chảy theo mực nước thuỷ tĩnh qua bể thu gom đến bể điều hoà và do phần trên bể cao hơn mặt đất 1,20 m). Vì vậy trong những ngày hàng nhiều, nước thải sản xuất với lưu lượng lớn sẽ được máy bơm ở bể điều hoà bơm liên tục đến bể UASB (có phao điều khiển mực nước bể sao cho dưới mức ở lỗ thông nhau). Đặc biệt là trong quá trình sản xuất do yêu cầu chất lượng vi sinh và bảo quản cao đã sử dụng các chất như chlorine, muối Chính những điều này làm cho thời gian lưu nước ở bể USAB giảm xuống, các chất như chlorine, muốisẽ không được pha loãng và ổn định kịp thời, gây ảnh hưởng trực tiếp đến VSV, gây sốc cho VSV ở công trình sinh học tiếp theo. Và tất nhiên hiệu quả của quá trình xử lý sinh học của bể UASB cũng như của hệ thống sẽ không cao. _ Trước bể UASB không có bộ phận đo và điều chỉnh pH (pH nước thải đầu vào là 6 trong khi giá trị thích hợp nhất cho quá trình xử lý kị khí là từ 6,6-7,6) do đó làm cho pH vào bể không ổn định và không thuận lợi nhất để VSV đạt hiệu suất xử lý cao. _ Về bể hiếu khí, như đã nêu trên, hơn gần hết hệ thống ống nhánh đã bị ăn mòn làm cho lượng oxi cần thiết để vi sinh vật tồn tại và phát triển giảm đáng kể. Vì thế mà hiệu quả xử lý BOD, COD ở bể aerotank cũng giảm. _ Ở bể lắng có lúc xuất hiện váng nổi trên bề mặt chứng tỏ vi sinh vật có thể đã bị chết ở bể aerotank. Về công tác vận hành: _ Chưa kiểm tra, đánh giá được các thông số cơ bản của nước thải đầu vào và đầu ra để xác định hiệu quả xử lý của từng công trình và cả hệ thống nên dẫn đến không kiểm soát được nguyên nhân cụ thể cho từng công trình đơn vị để có biện pháp khắc phục, cải thiện, nâng cao hiệu suất mong muốn. _ Thời gian sục khí cho bể aerotank thường không ổn định do hệ thống ống nhánh đã bị ăn mòn và có lúc hầu như không sục khí. Yếu tố con người : _ Chưa có kỹ sư chuyên trách về môi trường cũng như tham gia quản lý, vận hành hệ thống mà chỉ do nhân viên của phòng kỹ thuật sản xuất kiêm nhiệm luôn phần quản lý hệ thống. _ Nhân viên tham gia quản lý và vận hành hệ thống xử lý có kiến thức rất ít về môi trường và hầu như không nắm vững các yêu cầu quản lý và vận hành hệ thống. _ Ít quan tâm về môi trường cũng như sự đầu tư đúng mức cho quá trình vận hành và bảo trì hệ thống. IV.2.Lựa chọn công nghệ: IV.2.1 Lựa chọn dây chuyền công nghệ: Cơ sở lựa chọn dây chuyền công nghệ theo hướng cải tạo : _ Dựa vào sự thay đổi lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải. _ Dựa vào hiện trạng hệ thống hiện có, trên cơ sở tính toán lại lưu lượng và thông số mới từ đó cải tạo, nâng cấp, xây mới hoặc giữ lại các công trình đơn vị hiện có nếu cần thiết. _ Dựa vào tiêu chuẩn thải ra nguồn. _ Diện tích xây dựng cho phép và khả năng đầu tư của Xí nghiệp sản xuất. _ Dựa vào tính khả thi của công trình khi xây dựng cũng như khi hoạt động. Hệ thống cải tạo xử lý gồm 3 bước: Bước 1: Loại bỏ các tạp chất nổi như dầu mỡ và giảm lượng đáng kể chất rắn lơ lửng bằng bể tuyển nổi. Bước 2: Xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ bằng bể UASB, Aerotank và lắng. Bước 3: Tiến hành xử lý hoàn thiện nước thải bằng bể lọc áp lực và bể khử trùng nước thải. Nươc thải sinh hoạt Bể thu gom Lưới chắn rác Nước thải sản xuất Bể ổn định bùn Bể kị khí Ngăn phân phối Bể lọc áp lực Bể trung gian Máy thổi khí Bể lắng Đường nước: Đường khí: Đường bùn: Đường hoá chất: Công trình mới: Bể Aerotank Chở đi xử lý Bể điều hoà Hầm tự hoại Bình tạo áp Bề tuyển nổi Máy nén khí Giai đoạn xử lý cơ học Giai đoạn xử lý sinh học Giai đoạn hoàn thiện Bể khử trùng Sông Dây chuyền công nghệ được đề xuất cải tạo là: Giai đoạn xử lý sinh học Giai đoạn xử lý cơ học Hồ sinh học Bể UASB Giai đoạn xử lý hoàn thiện Hình 10: Dây chuyền công nghệ HTXLNT đề xuất cải tạo Thuyết minh công nghệ Nhìn chung dây chuyền công nghệ cải tạo này vẫn dựa trên dây chuyền công nghệ hiện có. Tuy nhiên do sự thay đổi lưu lượng và tính chất đầu vào nước thải, trong dây chuyền này có bể tuyển nổi và bể lọc áp lực được đề xuất thêm mới, dây chuyền được thuyết minh như sau: Nước thải từ các hầm tự hoại chảy tập trung về bể thu gom. Ở cửa vào và cửa ra của bể thu gom đều có đặt lưới chắn rác, mắc lưới có kích thước 0,35 mm thay cho lưới hiện có để giữ lại các phế liệu thuỷ sản (thịt vụn, vảy) nhằm loại một phần rắn lơ lửng và bảo vệ máy bơm hoạt động tốt. Từ bể thu gom, nước thải được bơm (thay cho chảy tràn) sang bể điều hoà, ở đây nước thải được ổn định về lưu lượng và nồng độ bằng hệ thống khuấy trộn hoàn toàn bằng không khí, quá trình này đồng thời cũng góp một phần vào việc giảm nồng độ ô nhiễm hữu cơ và chlorine (có nồng độ nhỏ trong nước thải). Sau đó nước thải lại được bơm qua ống trộn là ống kim loại có các ngăn xếp xen kẻ nhằm tạo ra dòng chảy dzich dzắt. Tại đây, nước thải được châm dung dịch NaOH 30% để trung hoà pH. Sau đó, nước thải được dẫn vào bồn tạo áp đồng thời với khí nén. Áp lực khí nén ở đây phải duy trì ở áp suất 2,6 (atm) để hoà trộn khí vào trong nước. Khi hỗn hợp nước-khí vào bể tuyển nổi, áp lực giảm đột ngột sẽ làm các bọt khí tách ra khỏi nước nổi lên kéo theo các chất ô nhiễm (chủ yếu là rắn lơ lửng và một ít chlorine còn sót lại). Trên bề mặt bể sẽ có một thanh gạt cơ giới gom chất nổi vào máng thu đổ ra ngoài. Các chất cặn có kích thước lớn sẽ lắng xuống vùng lắng và được tháo ra ngoài theo định kỳ. Nước sạch đi ra ngoài theo con đường từ dưới lên qua vách ngăn cách ly cặn nổi. Nước sau tuyển nổi sẽ được dẫn vào các ngăn phân phối của bể UASB theo đường chảy tràn từ bể tuyển nổi sang. Tương tự dây chuyền hiện có, nước tự chảy theo hướng các đường ống nhánh xuống đáy bể và được vi sinh vật ở vùng yếm khí phân huỷ đáng kể lượng hữu cơ có trong nước thải rồi chảy tràn trở lại bề mặt bể kị khí vào máng thu nước. Tiếp đó, theo mặt nước thuỷ tĩnh, nước thải từ máng thu bể kị khí chảy sang bể hiếu khí. Hai máy thổi khí hiện có lại luân phiên nhau hoạt động nhằm cung cấp lượng oxi đủ và kịp thời cho bể hiếu. Tại đây, vi sinh vật hiếu khí sẽ sử dụng chất hữu cơ còn lại và tăng sinh khối, lượng tăng sinh khối càng nhiều thì lượng bùn sinh học tạo ra cũng càng nhiều và cùng nước thải tràn sang bể lắng (có đặt tấm chắn nửa chìm nửa nổi để ngăn chấùt nổi) theo mực nước thuỷ tĩnh. Ở đây, bùn sẽ lắng xuống đáy và được máy cào thu hồi về cuối bể, cứ mỗi lần bùn đến cuối bể thì van xả bùn mở ra. Bùn được xả sang bể phân huỷ bùn, một phần bùn sẽ được bơm tuần hoàn trở lại bể hiếu khí, bùn dư sẽ được công ty chở đi xử lý khi bể phân huỷ bùn đầy. Nước sạch sau lắng ngang sẽ được chứa ở bể trung gian và được bơm vào bể lọc áp lực. Nước thải sau đó lại tràn sang bể khử trùng bằng chlorine trước khi thải ra sông. Nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải TCVN 6984 : 2001. IV.2.2 Tính toán vàø đề xuất cải tạo : Tính toán sơ bộ và đề xuất lựa chọn các công trình đơn vị : Các thông số đầu vào của hệ thống xử lý chính: Lưu lượng trung bình ngày : Lưu lượng trung bình giờ : ( Hệ thống hoạt động 1 ca: 8 giờ/ một ngày ) Lưu lượng giờ cực đại : Hệ số không điều hoà theo giờ: Lưu lượng giây cực đại : pH = 6,0 SS = 412 (mg/l) BOD5 = 1197 (mg/l) COD = 2305 (mg/l) Ntổng = 166 (mg/l) Ptổng = 17,9 (mg/l) Tổng Coliform 24.107 (MPN/100ml). Yêu cầu xử lý: Nước thải sau khi xử lý sẽ được thải ra sông do đó yêu cầu chất lượng nước đầu ra phải đạt TCVN 6984 : 2001 Chất lượng nước – Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào vực nước sông dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh (kèm theo phụ lục). Cụ thể cho lưu lượng sông (Qsông < 50 m3/s) và lưu lượng thải (F1 từ 50 m3/ngày đến dưới 500 m3/ngày) với vài thông số cơ bản sau: Bảng 6: Các thông số cơ bản của TCVN 6984 : 2001 STT Chỉ tiêu Đơn vị TCVN 6984:2001 1 pH 6,0 – 8,5 2 COD mg/l < 60 3 BOD mg/l < 30 4 TSS mg/l < 80 5 Tổng Nitơ mg/l - 6 Tổng Photpho mg/l 5 7 Tổng Coliform MPN/100ml < 5000 1) Tính hệ thống hố tập trung nước thải: Tính lưới chắn rác: Chọn lưới chắn rác cố định có kích thước mắc lưới d = 0,35 mm thay cho mắc lưới d = 1-2 mm mắc lưới hiện có, ứng với tải trọng La = 700 l/phút. m2. Hiệu quả xử lý cặn lơ lững E = 20%. _ Diện tích bề mặt lưới: - Lưới được cố định bằng nẹp inox có B x H = 20 x 3 (mm) - Lưới chắn rác đặt nghiêng so với phương ngang 1 góc α = 150 - Kích thước lưới chắn rác: L x B = 1,5 x 2. Tính bể thu gom nước thải: Thời gian lưu nước trong bể t = 15 phút. Thể tích công tác bể: Bảng 7: Lựa chọn bể thu gom Thể tích tính toán Thể tích thực tế Thể tích cải tạo V = 24,38 m3 V = LxBxH = 4,2x2,5x3 = 31,5 m3 V = LxBxH = 4,2x2,5x3 = 31,5 m3 _ Hướng cải tạo: Bể thu gom có thể tích tính toán cho lưu lượng vẫn nhỏ hơn thể tích thực của bể nên kích thước được giữ lại như ban đầu è đề xuất lắp đặt lại hệ thống lưới chắn rác mới (đã tính ở trên) trước và sau bể thu gom . Nồng độ các chất ô nhiễm bể thu gom: - Hiệu quả xử lý: SS giảm 20%; BOD5 giảm 5%; COD giảm 6%. Chất rắn lơ lững: BOD5: COD 2) Bể điều hoà: - Chọn thời gian lưu nước trong bể: t = 8 giờ. - Thể tích bể điều hoà Bảng 8: Lựa chọn bể điều hoà Thể tích tính toán Thể tích thực tế Thể tích cải tạo V = 300 m3 V = LxBxH = 12,5x8,5x3 = 318,75 m3 V = LxBxH = 12,5x8,5x3= 318,75m3 _ Hướng cải tạo: Thể tích thực tế bể vẫn đáp ứng được lưu lượng và thời gian lưu đã tính cho lưu lượng mới do đó kích thước bể được giữ nguyên. Tuy nhiên bể chứa được 186 m3 và chưa có hệ thống sục khí è đề xuất bịt lỗ nhau giữa bể điều hoà và bể thu gom, dùng bơm để từ bể thu gom bơm qua bể điều hoà, thiết kế mới hệ thống sục khí. Hệ thống cung cấp oxi cải tạo mới này được khuấy trộn hoàn toàn bằng không khí từ máy thổi khí thông qua các ống đục lỗ đặt dưới đáy bể điều hoà (hiện tại bể chưa có hệ thống sục khí hay khuấy trộn nào). Lượng Oxi có trong không khí xáo trộn cũng góp phần vào việc oxi hoá các chất hữu cơ. Tính toán như sau: Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hoà: Lượng không khí cần thiết: Trong đó: qkhi : lượng không khí cần thiết (m3/phút) R: tốc độ khí nén. Lấy theo Lâm Minh Triết –Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị (trang 418): R = 10 ÷15 (l/m3.phút), chọn R = 14(l/m3.phút). V: thể tích bể điều hoà (m3). Tính toán ống dẫn khí: Chọn hệ thống ống dẫn khí chính bằng thép, ống nhánh là ống nhựa PVC có đục lỗ. Ống chính có đường kính Ø = 90 mm, ống nhánh đường kính Ø = 42 mm. Số ống nhánh được chọn là 6, được tính như sau: - Đường kính ống chính: Chọn đường kính ống chính Ø = 90 mm Trong đó: vc: vận tốc khí đi trong ống chính (m/s), theo Lâm Minh Triết (Xứ lý nước thải đô thị và công nghiệp/trang 481): vận tốc khí đi trong ống chính vc = 10 ÷15 (m/s). Chọn vc = 11 (m/s). - Kiểm tra vận tốc khí trong ống chính - Đường kính ống nhánh: Chọn đường kính ống nhánh: Ø = 42 mm Trong đó: vn: vận tốc khí đi trong ống nhánh (m/s). Vận tốc khí đi trong ống nhánh vn = 6÷9 (m/s). Chọn vn = 8 (m/s). n: số ống nhánh. Chọn 6 ống. - Kiểm tra vận tốc khí trong ống nhánh Tính số lỗ đục trên ống nhánh: Ống nhánh = Ø 42 mm có đường kính lỗ dlỗ = 2÷5 m, chọn dlỗ = 3 mm. Vận tốc khí ra khỏi lỗ: 5 m/s ≤ vlỗ ≤ 20 m/s, chọn vlỗ =20 m/s, ta có: - Lưu lượng khí qua một lỗ: - Số lỗ cần khoan là: . Chọn N = 294 lỗ - Số lỗ trên 1 ống nhánh: Chọn n1 = 49 lỗ Các lỗ được đục thành từng nhóm 10 lỗ phía đáy ống. Tính công suất máy thổi khí và máy bơm nước thải: Tính công suất máy thổi khí: - Áp lực cần thiết cho máy thổi khí: Theo Lâm Minh Triết –Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị (trang 147) Trong đó: -Hbe: chiều cao bể (m) - hd: Tổn thất áp lực dọc theo chiều đường ống dẫn (m). - hc: Tổn thất cục bộ (m). (Tổn thất hd, hc không vượt quá 0,4 (m). - hf: Tổn thất qua ống phân phối khí (m), hf không vượt quá 0,5 (m) Aùp lực không khí sẽ là: Công suất thổi khí: Trong đó: q: Lưu lượng không khí cần cung cấp, (m3/s) h: Hiệu suất máy bơm, chọn h = 0,7 p: Aùp lực của khí thổi (at), Vậy công suất thổi khí là: Tính công suất bơm nước thải: _ Bơm nước thải là loại bơm chìm, được đặt cách đáy 0,5 m. - Công suất bơm: =1,36 HP Trong đó: :công suất máy bơm (kW). : tỷ trọng riêng của nước thải, = 1,0026 tấn/ m3 = 1002,6 kg/m3 : Lưu lượng trung bình (/s), : cột áp toàn phần của máy bơm (m) :chiều cao bể (m). : tổn thấp áp lực bao gồm tổn thất cục bộ và tổn thất do ma sát qua ống dẫn và qua ống trộn (hệ thống tuyển nổi, = 2,5 m η: hiệu suất bơm = 0,7 :chiều cao đầu từ đầu bể điều hoà đến đầu bể tuyển nổi (m), được tính ở phần sau. :chiều cao đặt bơm (m) Với công suất tính toán là 1,36 HP thì máy bơm hiện tại (công suất 4 HP dùng bơm từ bể điều hoà lên bể UASB) được tận dụng lại để bơm lên bồn tạo áp (hệ thống tuyển nổi). HIỆU QUẢ KHỬ BOD5 VÀ COD: Qua bể điều hoà có hệ thống khuấy trộn bằng không khí, hàm lượng BOD5 giảm 15%, COD giảm15%: Nồng độ BOD5 sau xử lý: 3) Bể tuyển nổi: Bể tuyển được thiết kế mới trong dây chuyền công nghệ trên cơ sở: Giảm đáng kể rắn lơ lửng mà hệ thống không xử lý tốt. Trung hoà pH, tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh phát triển. Xử lý lượng chlorine còn sót lại sau khi qua bể điều hoà sục khí Tính toán hệ thống tuyển nổi: Chọn quá trình tuyển nổi khí hoà tan không tuần hoàn. Hệ thống gồm 2 thiết bị: Bồn tạo áp: Bồn hình trụ làm bằng thép chịu lực. Chức năng chính của bồn áp lực là pha trộn không khí vào trong nước thải, duy trì áp suất theo yêu cầu thiết kế. Bể tuyển nổi: Bể hình trụ gồm 3 vùng: vùng trung tâm phía trên thực hiện quá trình tuyển nổi, phía dưới thực hiên quá trình lắng cặn. Vùng bên ngoài thu nước sạch được cách ly với vùng tuyển nổi bằng vách ngăn kim loại. Bồn trộn hoá chất: Bồn 100 l dùng để pha dung dịch NaOH 30%, dung dịch được khuấy trộn bằng thủ công và được bơm định lượng châm vào trước bể UASB để trung hoà nước thải. Lượng NaOH sử dụng phụ thuộc vào pH nước thải khi vận hành. CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO: = 37,5 (m3/h) BOD5 = 966,5 (mg/l) COD = 1842 (mg/l) SS = 210,8 (mg/l) CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ: Tỷ số khí/chất rắn: A/S = 0,03 mg khí/mg chất rắn. Nhiệt độ nước thải là 30 oC Độ hoà tan không khí: sa = 16,4 (mg/l) Tỷ số bảo hoà: f = 0,5 Hiệu suất xử lý SS đạt 85% COD giảm 60%, BOD giảm 50% TÍNH TOÁN Tính toán bồn tạo áp: - Áp lực yêu cầu cho cột áp lực được tính theo công thức sau: (Theo Lâm Minh Triết XLNT đô thị và công nghiệp / trang 451) = 263,51 KPa = 26,9 m cột nước - Thể tích bồn tạo áp: Trong đó: t: thời gian lưu nước trong bồn tạo áp (phút), t = 0,5÷3 phút, chọn t = 2 phút. - Chọn chiều cao bồn tạo áp h = 2 m - Đường kính bồn tạo áp: Chọn d = 1 m. Tính bể tuyển nổi - Đường kính vùng tuyển nổi: Lấy Dtn =4(m) Trong đó: Dtn: đường kính vùng tuyển nổi đối với bể có vùng lắng (m) : lưu lượng trung bình (m3/h) Uo: vận tốc nước trong vùng lắng, Uo = 4,7 (m/h) Dk: đường kính vùng tuyển nổi đối với bể tuyển nổi không có vùng lắng (m) Uk: vận tốc nước trong vùng tuyển nổi, Uk = 10,8 (m/h). - Chiều cao vùng tuyển nổi: Trong đó: t: thời gian tuyển nổi (phút), t =15 ÷ 40 phút, chọn t = 20 phút. - Chiều cao vùng lắng : hl =0,5 (m) - Đường kính bể: Đường kính bể lấy bằng 125% đường kính vùng tuyển nổi -Bề rộng vùng thu nước: - Tính chiều dài ngăn thu chất nổi Chiều dài ngăn thu chất nổi lấy bằng bán kính bể: - Bề rộng ngăn thu Bmang = 400 mm, - Tiết diện ướt của máng: - Tải trọng máng thu: Tính lượng bùn thu được từ tuyển nổi: Hiệu quả xử lý chất rắn lơ lửng của hệ thống tuyển nổi là : E= 85%. - Hàm lượng SS sau xử lý tuyển nổi: - Lượng SS thu được 1 ngày: Giả sử bùn tươi này có hàm lượng chất rắn TS = 3,4%. Tỷ lệ VSS:SS = 65%. Khối lượng riêng Sv = 1,0072 (kg/l). - Dung tích bùn tươi cần xử lý mỗi ngày - Khối lượng VSS cần xử lý mỗi ngày: Công suất máy nén khí: =4,5 HP Trong đó: G: trọng lượng của dòng không khí = 0,025(kg/s) R: Hằng số khí R=8,314 (KJ/K.mol.oK) T: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào (oK) P1: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào (atm) P2:Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra (atm) : vì đối với không khí K=1,395 29,7: Hệ số chuyển đổi e : Hiệu suất máy nén khí Sau tuyển nổi BOD5 giảm 50%, COD giảm 60%: Nồng độ BOD5 sau xử lý: Nồng độ COD sau xử lý - Hàm lượng SS sau xử lý tuyển nổi: Tính lượng NaOH 30% dùng để trung hoà nước thải: Nước thải có : pH = 6↔ Yêu cầu đầu vào bể UASB: pH = 7 ↔ - Nồng độ [OH-] cần dùng là: - Lượng NaOH 30% rắn cần dùng cho 1m3 nước thải: - Lượng NaOH 30% rắn dùng trong 1 ngày: 4) Bể UASB: MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẦU VÀO: CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN: Tải trọng khử COD: a = 8 kgCOD/m3.ngày. Yêu cầu xử lý đầu vào của quá trình sinh học hiếu khí là COD ≤ 500 (mg/l) nên đầu ra COD đối với UASB cũng phải ≤ 500 (mg/l). Chọn COD đầu ra đạt 350 (mg/l). (tài liệu: Tính toán thiết kế – Trịnh Xuân Lai/ trang 197). - Hiệu suất xử lý COD của UASB theo yêu cầu: - Lượng COD cần xử lý trong ngày: - Dung tích vùng xử lý yếm khí: Tải trọng khử COD của bể UASB là : a = 8 – 10 (kgCOD /m3.ngày) (Theo bảng 12 – 1 trang 196 – Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải - TS. Trịnh Xuân Lai) è Chọn a = 8 (đối với nước thải thuỷ sản). - Diện tích bể: Trong đó: v: vận tốc nước đi lên trong bể (m/s), v = 0,6÷0,9 (m/s), chọn v = 0,9 (m/s). - Chiều cao vùng xử lý yếm khí: Chọn Hl = 0,5 (m), F = 42 (m2) - Chiều cao làm việc: - Tổng chiều cao của bể: Trong đó: Hl: chiều cao vùng xử lý yếm khí (m) hbv: chiều cao bảo vệ (m), lấy h = 0,5 m hl : chiều cao vùng lắng bùn (m), (H1 ³ 1m) ® chọn H1 = 2 m. - Thể tích toàn bể: Bảng 9: Lựa chọn bể UASB Thể tích tính toán Thể tích thực tế Thể tích cải tạo V = 126 m3 V = LxBxH = 8,8x5,4x4 = 190 m3 V = LxBxH = 8,8x5,4x4 = 190 m3 _ Hướng cải tạo: Qua tính toán trên nhận thấy thể tính toán vẫn còn nhỏ hơn thể tích thực và cấu tạo bể không có thay đổi, thời gian lưu nước là 190/37,5 = 5,1 giờ (vẫn đảm bảo trong khoảng 5 -10 h đối với nước thải thuỷ sản – (theo Tính toán thiết kế – Các công trình xử lý nước thải của Trịnh Xuân Lai). Vì vậy bể được giữ nguyên kích thước ban đầu è đề xuất tính lại lượng bùn mới cần thiết cho vào bể để bể đạt hiệu suất cao và tính lượng bùn sinh ra nhằm tính toán cho bể phân huỷ bùn. Tính toán lượng bùn mới cần thiết cho vào bể: CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN: Thể tích thực bể: V = HxBxL = 4x5,4x8,8 = 190 m3. Thể tích vùng xử lý yếm khí: V = HxBxL = 1,5x5,4x8,8 = 71,28 m3. Bùn nuôi cấy ban đầu trong bể có hàm lượng X = 30 kgSS/ngày Tỷ lệ: MLVSS:MLSS của bùn trong bể = 0,75 Lượng bùn phân huỷ kỵ khí cho vào ban đầu có TS = 5% Thời gian lưu bùn trong bể : = 60 ngày. Các thông số động học chọn: Hệ số sản lượng bùn: Y = 0,04 kgVSS/kgCOD Hệ số phân huỷ nội bào: Kđ = 0,015 ngày-1. - Lượng bùn nuôi cấy cần cho vào bể: Trong đó: Css : nồng độ bùn trong bể (kg/m3). Bùn lấy từ bể phân huỷ kỵ khí của công trình khác có nồng độ bùn Sss = 30 (kg/m3). V: thể tích vùng xử lý yếm khí (m3) TS: Hàm lượng chất rắn trong bùn nuôi cấy ban đầu TS = 5%. - Lượng sinh khôùi hình thành mỗi ngày: Trong đó: Y: hệ số sản lượng bùn (kgVSS/kgCOD) Kd: Hệ số phân huỷ nội bào (ngày-1) : Thời gian lưu bùn (ngày). Chọn = 60 ngày. : lưu lượng nước thải trung bình ngày (m3/ngày). - Lượng bùn sinh ra tính theo SS. - Lượng bùn dư mỗi ngày: Trong đó: 0,75: tỷ lệ MLVSS:MLSS = 0,75(kgVSS/kgSS). Css : nồng độ bùn trong bể (kg/m3). Bùn lấy từ bể phân huỷ kỵ khí của công trình khác có nồng độ bùn Sss = 30 (kg/m3). - Thể tích khí (CH4 + CO2) sinh ra mỗi ngày: Trong đó: Vk: thể tích khí sinh ra (l/ngày) trong điều kiện tiêu chuẩn (0oC, 1atm) Px: sinh khối tế bào sinh ra mỗi ngày (kgVSS/ngày) 350,84: Hệ số chuyển đổi lý thuyết 1 kg COD chuyển hoàn toàn thành CH4 và CO2 (l khí/kgCOD) Thể tích khí CH4 sinh ra mỗi ngày (CH4 chiếm 70% thể tích.): Qua bể UASB hàm lượng BOD5 và COD là: Nồng độ BOD5 sau xử lý: Nồng độ COD sau xử lý 5) Bể Aerotank: CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO: = 300 (m3/ngày) SS = 49,44 (mg/l) BOD5 = 249,15 (mg/l) COD = 346,3 (mg/l) Ntổng = 166 (mg/l) CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN: Nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể X (MLVSS) = 2500 (mgVSS/l) Tỷ lệ MLVSS : MLSS = 0,7 ð Độ tro của cặn z = 0,3 Các thông số động học cần cho thiết kế: Y: hệ số sản lượng tế bào, Y = 0,5 Kd: hệ số phân huỷ nội bào (ngày-1), Kd = 0,06 ngày-1 Tỷ lệ BOD : N : P = 249,15 : 166 : 17,9 > 100 : 5 : 1 có thừa chất dinh dưỡng cho Vi sinh vật phát triển. Nước thải sau bể lắng II chứa 25 mg/l căn sinh học trong đó có 65% cặn dễ phân huỷ sinh học. SAU XỬ LÝ ĐẠT: BOD5 ≤ 30 (mg/l) COD ≤ 60 (mg/l) SS ≤ 80 (mg/l) BOD5 hoà tan sau bể lắng được xác định theo mối quan hệ sau: Tổng BOD5 = BOD5 hoà tan + BOD5 của cặn lơ lửng. BOD5 của cặn lơ lửng ở đầu ra được tính như sau: Hàm lượng cặn sinh học dễ phân huỷ Trong đó: - a: % cặn sinh học dễ phân huỷ, a = 65% - SSl: hầm lượng cặn sinh học sau lắng (mg/l) Lượng cặn hữu cơ theo COD: Trong đó: z: độ tro của cặn (%), z = 30% 1,42: mg O2 tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hoá. Lượng BOD5 của cặn lơ lửng ra khỏi bể lắng: Lượng BOD5 hoà tan trong nước thải ra khỏi bể lắng II: e = Tổng BOD5 - BOD5 của cặn lơ lửng = 30 – d = 30 – 11,63 = 18,37 (mg/l) Hiệu quả xử lý theo BOD5 hoà tan: Hiệu quả xử lý COD: Thể tích bể Aerotank: Trong đó: : lưu lượng nước thải trung bình ngày (m3/ngày). Y: hệ số sản lượng tế bào, Y = 0,46 Kd: hệ số phân huỷ nội bào (ngày-1), Kd = 0,06 ngày-1 : thời gian lưu bùn (ngày) X: Nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể (mg VSS/l) Bảng 10: Lựa chọn bể Aerotank Thể tích tính toán Thể tích thực tế Thể tích cải tạo V = 89,4 m3 V = LxBxH = 8,8x4,5x4 = 158,4 m3 V = LxBxH = 8,8x4,5x4 = 158,4 m3 _ Hướng cải tạo: Qua bảng nhận thấy thể tích công tác của bể vẫn nhỏ hơn đối với lưu lượng mới tuy nhiên hệ thống cung cấp oxi của bể chưa đáp ứng được lượng oxi cần thiết cho vi sinh tồn tại và tăng sinh khối. è đề xuất cải tạo lại hệ thống cung cấp oxi cho lưu lượng với các thông số đầu vào mới. Cải tạo lại hệ thống cung cấp oxi vơí các thông số sau: CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO: = 300(m3/ngày) BOD5 = 249,15 (mg/l) SS = 113,4 (mg/l) COD = 346,3 (mg/l) Ntổng = 166 (mg/l) Ptổng = 17,9 (mg/l) CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN: Vaerotank = LxBxH = 8,8x4,5x8,8 = 158,4 (mg/l) Nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể X (MLVSS) = 2500 (mgVSS/l) Nồng độ bùn cặn ở đáy bể lắng II: Xu = 10000 (mgSS/l) Thời gian lưu bùn trong bể (tuổi thọ bùn) = 10 ngày. Tỷ lệ MLVSS : MLSS = 0,7 ð Độ tro của cặn z = 0,3 Các thông số động học cần cho thiết kế: Y: hệ số sản lượng tế bào, Y = 0,46 Kd: hệ số phân huỷ nội bào (ngày-1), Kd = 0,06 ngày-1 TÍNH LƯỢNG OXI CẦN THIẾT CUNG CẤP CHO BỂ AEROTANK: Lượng oxi cần cấp theo lý thuyết: Trong đó: : lưu lượng nước thải trung bình ngày (m3/ngày). BOD5vao: nồng độ BOD5 vào (mg/l) BODcp: nồng độ BOD cho phép ở đầu ra bể lắng II (mg/l), BODcp = 30 (mg/l) f: hệ số chuyển đổi . 1,42: Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD Px : lượng bùng xả trong 1 ngày (kgVSS/ngày) Px được tính như sau: Tốc độ tăng trưởng của bùn hoạt tính: Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày: Do cần duy trì lượng Oxi hoà tan trong nước là C = 2 (mg/l), nên lượng Oxi cần trong thức tế sẽ là: Trong đó: OCo: lượng Oxi cần theo lý thuyết (kgO2/ngày) Cs: Nồng độ bảo hoà Oxi trong nước (mg/l). Ở 25oC: Cs = 9,08 (mg/l) C: Nồng độ Oxi hoà tan cần duy trì trong bể Aerotank (mg/l), C = 1,5 – 2 (mg/l), chọn C = 2 (mg/l) T: nhiệt độ bất lợi nhất của nước thải (oC), T = 25oC. α: Hệ số điều chỉnh lượng Oxi ngấm vào môi trường nước, α phụ thuộc vào hàm lượng cặn, hình dạng bể, thiết bị làm thoáng, α = 0,6- 0,94, chọn α =0,9. Lượng không khí cần thiết: Trong đó: Ft: hệ số an toàn. ft = 1,5 – 2, chọn ft = 2. OU: Công suất hoà tan Oxi vào nước thải của thiết bị phân phối Ou : Công suất hoà tan của Oxi vào nước của thiết bị tạo bọt khí mịn ở điều kiện trung bình. Ou = 7(gO2/m3.m) h : chiều sâu ngập nước của thiết bị (m). Ở đây đĩa ngập ở độ sâu 3,5 m. Số đĩa cần phân phối trong bể: Chọn thiết bị phân phối khí dạng đĩa xốp, đường kính đĩa 150 mm. diện tích bề mặt đĩa 0,018 m2, cường độ khí qua đĩa 5,5 (l/s. đĩa). (đĩa) Làm tròn 40 đĩa Tính đường kính ống dẫn : Đường kính ống chính: Tận dụng lại ống chính với Ø = 150 mm, ống dẫn khí chính làm băng thép CT3, sơn chống rỉ. Trong đó: vc: vận tốc khí đi trong ống chính (m/s). Vận tốc khí đi trong ống chính vc = 10÷15 (m/s). Chọn vc = 12 (m/s). Đường kính ống nhánh: Chọn đường kính ống nhánh: Ø = 60 mm, ống nhánh được chọn là ống nhựa PVC thay cho ống nhánh bằng thép đã bị ăn mòn. Trong đó: vn: vận tốc khí đi trong ống nhánh (m/s). Vận tốc khí đi trong ống chính vn = 8 ÷10 (m/s). Chọn vn = 10 (m/s). n: số ống nhánh, chọn 12 ống. Chiều dài 1 ống nhánh ln = B – 0,3 m = 4,5 - 0,3 = 4,2 (m). Tổng chiều dài các ống nhánh = 12 x ln =12 x 4,2 = 50,4 (m) Xác định lưu lượng bùn tuần hoàn QT: Để nồng độ bùn hoạt tính trong bể không đổi luôn giữ giá trị X = 2500mg/l. Cân bằng vật chất trong bể Aerotank: QX0 + Qth*Xth = (Q + Qth)X Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm, Q = 300 m3/ng Qth: Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn; X0: Nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bể Aerotank, mg/l; X: Nồng độ VSS ở trong bể Aertank, X = 2500 mg/l; Xth: Nồng độ VSS tuần hoàn(cặn không tro), giả sử nồng độ cặn trong dòng tuần hoàn Xu =10000 mg/l, suy ra Xth = = 7000 mg/l Giá trị X0 thường rất nhỏ so với X và Xth do đó phương trình cân bằng vật chất ở trên có thể bỏ đại lượng QX0. Khi đó phương trình cân bằng vật chất sẽ có dạng: X * (Q + Qth) = Qth* Xth Chia hai vế phương trình này cho Q và đặt tỉ số Qth/Q = a (a: gọi là tỉ số tuần hoàn), ta được: aXth = X + aX Hay a = 0,556 Þ Lưu lượng bùn tuần hoàn: QT = 0,556 * Q = 0,556 * 3000 = 166,8 m3/ngày = 20,85 m3/h Kiểm tra tỷ số : tỷ số thức ăn trên sinh khối vi khuẩn Thời gian lưu nước trong bể: = 0,176 (ngày) Þ Trong đó: BOD5: Nồng độ BOD5 đầu vào (mgBOD5/l) : tỷ số thức ăn trên sinh khối vi khuẩn(mgBOD5/mgSS.ngày-1) : thời gian lưu nước trong bể (ngày) X : Nồng độ bùn trong bể tính theo VSS (mgVSS/l) Trị số này nằm trong đoạn cho phép là Xác định lượng bùn xả: Trong đó: V: thể tích bể (m3) X: Nồng độ bùn trong bể (mg VSS/l) : lưu lượng nước thải trung bình ngày (m3/ngày). XT: nồng độ bùn xả tính theo VSS(mgVSS/l) : thời gian lưu bùn (ngày) Xr: Nồng độ cặn dễ bay hơi ở bể lắng II (mgVSS/l) Tổng lượng căn sinh ra tính theo độ tro của cặn: Lượng cặn phải xả đi hằng ngày Lượng cặn sinh học trong bùn dư cần xử lý: Trong đó: 70%: tỷ lệ MLVSS:MLSS Tính công suất máy thổi khí: - Áp lực cần thiết cho máy thổi khí: Theo Lâm Minh Triết –Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị (trang 147) Trong đó: -Hbe: chiều cao bể (m) - hd: Tổn thất áp lực dọc theo chiều đường ống dẫn (m). - hc: Tổn thất cục bộ (m). (Tổn thất hd, hc không vượt quá 0,4 (m). - hf: Tổn thất qua ống phân phối khí (m), hf không vượt quá 0,5 (m) Aùp lực không khí sẽ là: Công suất máy nén: Trong đó: q: Lưu lượng không khí cần cung cấp, (m3/s) h: Hiệu suất máy bơm, chọn h = 0,7 p: Aùp lực của khí nén (at), Vậy công suất máy nén là: Với lưu lượng 15,6 m3/phút = 0,26 m3/s và công suất 20 kW, hai máy thổi khí hiện có được sử dụng lại cho bể aerotank. 6) Bể lắng: Bể lắng được tính là bể lắng ngang (theo dây chuyền công nghệ hiện có) với các kích thước được tính sau: - Chiều dài bể : được xác định theo công thức 16 Điều 6.5.4 TCXD 51 – 84: . Chọn chiều dài bể L = 7 m Trong đó: v: vận tốc lắng tính toán trung bình của hạt cặn lơ lửng. Theo điều 6.5.4 TCXD – 51 – 84 đối với bể lắng ngang v = 5÷10 mm/s. Chọn v = 7 (mm/s) H: chiều sâu tính toán vùng lắng. Theo điều 6.5.9: H = 1,5 ÷ 3 m, chọn H = 2,5 m. K: Hệ số phụ thuộc kiểu lắng: Lắng ngang: K = 0,5 Lắng ly tâm: K = 0,4 Lắng đứng :K = 0,3 Uo: Độ thô thuỷ lực của hạt căn lơ lửng (mm/s), chọn đường kính hạt lắng là 0,1 (mm) ứng với Uo = 5,12 (mm/s) (tài liệu: Tính toán thiết kế – Trịnh Xuân Lai/ trang 33) - Kích thước các cạnh của bể: Tỷ lệ giữa chiều dài (L) và chiều rộng (B) là B : L = 1 : 4 (tài liệu: Xử lý nước thải – Hoàng huệ/ trang 48) - Chiều rộng bể lắng: - Kích thước các cạnh của bể lắng: L x B x H = 7 x 1,75 x 3 =36,75(m3) (Chiều cao bảo vệ h = 0,5 (m). Bảng 11: Lựa chọn bể lắng Thể tích tính toán Thể tích thực tế Thể tích cải tạo V = 36,75(m3) V = LxBxH = 7,8x2,2x4 = 68,64 m3 V = LxBxH = 7,8x2,2x4 = 68,64 m3 _ Hướng cải tạo: Qua bảng nhận thấy tỉ lệ giữa chiều dài (L) và chiều rộng (B) là:(chấp nhận được), và: - Thời gian lưu nước trong bể lắng: (Thời gian lưu nước hợp lý trong bể lắng là từ 1,5 ÷ 2,5 h). ð Kích thước bể được giữ lại như hiện có nhưng do bể có hiện tượng váng nổi trên mặt bể lắng. è đề xuất đặt tấm nửa chìm nửa nổi trước thành tràn 0,3 m (đối diện cuối bể thu nước), cao 0,2m và sâu 0,3 m so với mực nước bể lắng. Tấm này có tác dụng ngăn chất nổi từ bể Aerotank và tăng hiệu quả lắng. 7) Bể trung gian: Là nơi lưu nước sau lắng ngang, từ đây nước sẽ được bơm đến bể lọc áp lực, bể được thiết kế mới bên cạnh bể lọc áp lực, được tính như sau: Chọn thời gian lưu nước trong bể là 30 phút: Thể tích bể: Vì bể tiếp xúc nằm sát bên bể lắng ngang (nước sau khi lắng chảy tràn sang bể tiếp xúc khử trùng) và thể tích công tác của bể trung gian nhỏ hơn thể tích bể khử trùng è đề xuất cải tạo bể khử trùng thành bể trung gian, thuận lợi cho việc bố trí bể lọc áp lực. Kích thước thực các cạnh của bể khử trùng được cải tạo: L x B x H = 4x2,2x2,5 = 22(m3) Tính bơm nước thải: Chọn bơm nước thải loại bơm chìm, được đặt cách đáy 0,2 m. Công suất bơm: Chọn bơm 1 HP. Trong đó: :công suất máy bơm (kW). : tỷ trọng riêng của nước, = 1,0026 tấn/ = 1002,6 kg/ : Lưu lượng trung bình (/s), η: hiệu suất bơm = 0,7 : cột áp toàn phần của máy bơm (m) :chiều cao bể (m) : tổn thấp áp lực cục bộ, = 0,4 m : tổn thấp áp lực do ma sát theo chiều dài ống, = 0,3 (m) :chiều cao đầu đưa nước vào bồn lọc áp lực (m) hb: chiều cao đặt bơm (m) 8) Bể lọc áp lực: Bể được thiết kế mới nhằm xử lý triệt để nước thải sau bể lắng, đảm bảo ổn định tiêu chuẩn xả thải đầu ra đạt TCVN 6984 : 2001 và được tính chi tiết sau: Chọn bể lọc áp lực hai lớp than Anthracite và cát thạch anh. Các thông số thiết kế được chọn: Chiều cao lớp cát: h1 = 0,3 (m). Đường kính hiệu quả của hạt cát de = 0,5 mm, hệ số đồng nhất U = 1,6 Chiều cao lớp than: h2 = 0,5 (m). Đường kính hiệu quả của hạt cát de = 1,2 mm, hệ số đồng nhất U = 1,5 Tốc độ lọc v = 9 (m/h) và số bể lọc n = 2. Diện tích bề mặt lọc: Đường kính bồn lọc áp lực: Chọn D = 1,6 m Khoảng các từ bề mặt vật liệu lọc cho đến miệng phễu thu nước rửa lọc: Trong đó: Hvl: chiều cao lớp vật liệu lọc: bao gồm chiều cao lớp cát và chiều cao lớp cát (m) e: độ giản nở của vật liệu khi rửa: e = 0,25 – 0,5, chọn e = 0,5 Chiều cao tổng cộng của bồn lọc áp lực H= h + Hvl + hbv + hthu = 0,65 + 0,8 + 0,25 + 0,3 = 2 (m) Trong đó: hbv: chiều cao bảo vệ từ máng thu nước đến nắp đậy phía trên (m), hbv = 0,25 (m) hthu: chiều cao phần thu nước (m), hthu = 0,3 (m). Tính lưu lượng khí: Dựa vào bảng 9 – 14 (trang 427 – XLNT công nghiệp và đô thị – Lâm Minh Triết) Tốc độ rửa nước vn = 0,35 m3/m2.phút Tốc độ rửa khí vk = 1 m3/m2.phút Rửa ngược chia làm 3 giai đoạn (1) Rửa khí với vk = 1 m3/m2.phút trong 1 – 2 phút (2) Rửa khí và nước trong 4 – 5 phút (3) Rửa ngược bằng nước trong 4 – 5 phút với vn = 0,35 m3/m2.phút. Lượng nước rửa lọc cần thiết cho 1 bồn lọc/1 lần rửa: Lưu lượng bơm nước rửa ngược: Lưu lượng máy thổi khí rửa ngược: Tính tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc; Trong đó: C: hệ số nén ép, C = 600 – 1200, chọn C = 1000 To: nhiệt độ nước (oC) de: đường kính hiệu quả (mm) vh: tốc độ lọc (m/ngày) L : chiều dày lớp vật liệu lọc (m) Đối với lớp cát: Đối với lớp than: Tổn thất qua 2 lớp vật liệu lọc: htt = hc + hth = 0,18 + 0,052= 0,232 (m/ngày) Sau bể lọc áp lực hàm lượng cặn lơ lửng SS còn lại khoảng 7 mg/l, tương ứng BOD5 của cặn lơ lửng: Lượng BOD5 sau bể lọc áp lực: 9) Bể khử trùng: Bể được xây mới lại được tính như sau: chọn thời gian lưu nước trong bể là 30 phút: Thể tích tiếp xúc của bể: Chọn kích thước bể như sau: LxBxH = 4x2,2x2,5 = 22 (m3) Bể tiếp xúc gồm 3 ngăn có diện tích bằng nhau: ngăn đầu, sau khi được nước từ bể lắng chảy tràn sang, lần lượt chảy tràn sang 2 ngăn còn lại. Theo Lâm Minh Triết –Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị (trang 467), số coliform còn lại sau quá trình xử lý sinh học là : Trong đó: No: số coliform còn lại sau quá trình xử lý sinh học (No/100ml) Ni:lượng coliform trong nước thải đầu vào, Ni = 24.107/100ml E: hiệu suất khử trùng (%), E = 90%. Liều lượng Chlorin cho vào có thể được tính theo công thức sau: Trong đó: Ct: Lượng Chlorine dư theo yêu cầu (mg/l) Nt: số Vi khuẩn Coliform sau thời gian t tiếp xúc No: số Vi khuẩn Coliform ban đầu (No/100ml) t: thời gian tiếp xúc (phút), chọn t = 40 phút. Do một lượng Chlorine bị mất đi khi oxi hoá các chất khử như chất hữu cơ còn sót lại trong nước thải. Vì vậy lượng Chlorine cho vào bể có thể lấy Ct = 2 mg/l. ð Lượng Chlorine sử dụng 1 ngày: 10) Bể phân huỷ bùn: Gồm 2 ngăn là : ngăn phân huỷ bùn kỵ khí và ngăn chứa nước. Tính ngăn phân huỷ bùn: Lượng bùn cần xử lý bao gồm : Bùn từ bể tuyển nổi: Bùn từ bể UASB: Bùn từ bể lắng lắng II: Tổng lưu lượng bùn vào bể mỗi ngày: Tổng lượng chất rắn Tổng lượng chất rắn dễ bay hơi: Thể tích cần thiết cho quá trình phân huỷ là: ( Tải trọng xử lý chất rắn dễ bay hơi của bể là: Lượng khí Methane sinh ra mỗi ngày: (a:lượng khí Methane sinh ra a = 0,55 (m3/kg VSS)) Lượng cặn hữu cơ còn lại sau phân huỷ: (E: hiệu quả xử lý, E = 50%)ø Thời gian phân huỷ bùn: Tính ngăn chứa nước: Lượng nước trên bề mặt ra mỗi ngày: Qn = QTC – QB = 6,76 – 2,4 = 4,36 (m3/ngày) Chọn thời gian lưu nước trong ngăn chứa là t = 10 ngày. Thể tích ngăn chứa nước: Bảng 12: Lựa chọn bể phân huỷ bùn Thể tích tính toán Thể tích thực tế Thể tích cải tạo Vphân huỷ = 96,15 m3 Vchứa bùn= LxBxH = 6x4x4,5 = 108 m3 V = LxBxH = 6x4x4,5 = 108 m3 Vchứa nước = 43,6 m3 Không có V = L x B x H = 4x4x3 = 48 (m3) _ Hướng cải tạo: Bể phân huỷ bùn hiện tại chỉ có ngăn chứa bùn do đó độ ẩm bùn rất cao làm cho thời gian phân huỷ và lưu bùn ngắn. Trong những ngày sản xuất nhiều, lượng bùn chở đi trong tình trạng độ ẩm còn khá cao và có lúc thường chở trong tuần, vì vậy cần thiết xây thêm ngăn chứa nước để giảm độ ẩm bùn, tăng thời gian lưu bùn, dễ dàng và giảm chi phí cho vận chuyển. Qua tính toán và so sánh với thể tích bể phân huỷ bùn hiện có, nhận thấy thể tích cần thiết của ngăn chứa bùn là 96,15 m3, ngăn chứa nước là 48 m3 trong khi thể tích của bể phân huỷ bùn hiện có là 108 m3 è đề xuất dùng lại bể phân huỷ bùn hiện có làm ngăn phân huỷ bùn (V = L x B x H = 6x4x4,5 = 108 m3 ) và ngăn chứa nước được xây mới bên cạnh bể phân huỷ hiện có (V = LxBxH =4x4x3 = 48 m3). IV.3 Dự toán giá thành: IV.3.1. DỰ TOÁN GIÁ THÀNH CHO XÂY DỰNG: Cho công trình mới: Bảng 13: Dự toán giá thành xây dựng mới. STT Công trình Số lượng Thể tích (m3) Đơn giá (VNĐ/m3) Thành tiền (VNĐ) 1 Bể khử trùng 1 5,3 800.000 4.200.000 2 Ngăn chứa nước của bể phân huỷ bùn 1 8,5 800.000 6.800.000 3 Gia cố nền - - - 6.000.000 CỘNG 17.000.000 Thuế VAT 10% 1.700.000 TỔNG CỘNG 18.700.000 Cho công trình cần cải tạo: Bảng 14: Lựa chọn giá thành giữa xây mới và cải tạo STT Công trình Xây mới lại (đơn vị tính: 1000 VNĐ) Cải tạo lại (đơn vị tính: 1000 VNĐ) 1 Bể điều hoà Hạng mục T. tiền Hạng mục T. tiền -Xây mới: BTCT 35m3x800 -Gia cố nền -Hệ thống ống sục khí mới 28.000 10.000 12.000 Chỉ nâng cấp bằng: + Hệ thống ống sục khí mới + Máy bơm 2HP 12.000 10.000 2 Bể hiếu khí -Xây mới: BTCT 20m3x800 -Gia cố nền -Hệ thống ống sục khí mới -Đĩa phân phối khí mới 16.000 8.000 14.000 6.500 + Cải tạo lại hệ thống ống nhánh + Đĩa phân phối khí mới 4.000 6.500 Lắp đặt, vận chuyển : 20.000 Lắp đặt, vận chuyển : 6.000 CỘNG 114.500 38.500 Thuế VAT 10% 11.450 3.850 TỔNG CỘNG 125.950.000 VNĐ 42.350.000 VNĐ IV.3.2. DỰ TOÁN GIÁ THÀNH CHO THIẾT BỊ: Bảng 15: Dự toán giá thành thiết bị STT Thiết bị Số lượng Đơn vị Thông số kỹ thuật Đơn giá Thành tiền (VNĐ) 1 Bồn tạo áp 1 Cái Ø: 1 m; H=2m 23.000.000 23.000.000 2 Bể tuyển nổi 1 Cái Ø: 5m; H = 6,5m 45.000.000 45.000.000 3 Bồn lọc áp lực 2 Cái Ø: 1,6m ; H = 2m 22.000.000 44.000.000 4 Máy nén khí bể tuyển nổi 1 Cái N = 4,5HP 15.000.000 15.000.000 5 Máy thổi khí cho bể điều hoà 2 Cái N = 5HP Q=55(l/s) 42.000.000 84.000.000 6 Bơm định lượng hoá chất 2 Cái Q=15 l/h 2.500.000 5.000.000 7 Máy bơm nước thải bể trung gian 2 Cái N=1 HP 3.000.000 6.000.000 8 Lan can công tác 1 Bộ - 3.500.000 3.500.000 9 Tấm chắn nửa nổi nửa chìm 1 Cái - 500.000 500.000 10 Bồn pha dung dịch Chlorine 1 Cái - 3.000.000 3.000.000 11 Bồn pha NaOH 1 Cái - 1.500.000 1.500.000 CỘNG 230.500.000 Thuế VAT 10% 23.050.000 TỔNG CỘNG 253.550.000 IV.3.3. DỰ TOÁN CHI PHÍ VẬN HÀNH: 1. Chi phí điện năng cho thiết bị mới: _1 máy nén khí cho bồn tạo áp hoạt động 8 giờ 1 ngày: _ 2 máy cấp khí 3,5 kW cho bể điều hoà hoạt động thay phiên nhau trong 8 h: _ 1 Bơm nước thải 2HP = 1,47 kW làm việc 6 giờ 1 ngày (tại bể thu gom): _1 bơm nước thải 1 HP làm việc 8 giờ 1 ngày (tại bể trung gian): _ 2 bơm định lượng hoá chất hàng tháng tiêu thụ 20 Tổng chi phí điện năng cho thiết bị mới: 2. Chi phí điện năng cho thiết bị sử dụng lại: _ 2 máy thổi khí 20 kW của bể Aerotank hoạt động thay phiên nhau trong 8 h: _ 1 bơm bùn 3 HP làm việc 2 giờ/ngày (bể lắng ngang): _ 1 bơm nước thải 4HP làm việc 8 giờ 1 ngày (tại bể điều hoà): _ 1 động cơ truyền động cần gạt 1 HP làm việc 2 giờ 1 ngày ( bể lắng ngang): Tổng chi phí điện năng cho thiết bị hiện có : 3. Chi phí hoá chất: NaOH 30%: Trọng lượng rắn sử dụng 1 kg/1tháng = 6000VNĐ/tháng (không đáng kể). Ca(OCl)2: Trọng lượng rắn: Thành tiền: 18 x 15.000 (VNĐ/kg) = 270.000 (VNĐ/tháng) 4. Chi phí nhân công: Số lượng công nhân vận hành: 1 người Chi phí: 1 x 1.200.000 VNĐ/tháng = 1.200.000 (VND/tháng) Giá thành xử lý 1 m3 nước thải cho phần cải tạo: Giá thành xử lý 1 m3 nước thải cho toàn công trình sau khi cải tạo: Tổng giá thành cho cải tạo (không có chi phí vận hành): Nếu xây mới bể điều hòa và aerotank: 18.700.000 + 125.950.000 + 253.550.000 = 398.200.000 (VNĐ) Nếu cải tạo bể điều hòa và aerotank: 18.700.000 + 42.350.000 + 253.550.000 = 314.600.000 (VNĐ) Giá chênh lệch giữa xây mới và cải tạo: 398.200.000 – 314.600.000 = 83.600.000 (VNĐ) Các chi phí trên đã bao gồm thuế GTGT. V.1. Kết luận: Hệ thống xử lý nước thải của Xí nghiệp chế biến thuỷ sản xuất khẩu I đã đi vào hoạt động từ năm 2002. Cho đến nay, hơn 5 năm hoạt động, hệ thống xử lý có những dấu hiệu xuống cấp nhất định: nhiều thiết bị, máy móc đã bị ăn mòn. Cùng với với lưu lượng tăng cao (300 m3/ngày hiện nay so với 160 m3/ngày trước kia) và tính chất nước thải sản xuất đầu vào cũng tăng lên rất cao với COD = 2305 (mg/l), BOD5 = 1197 (mg/l), SS = 412 (mg/l) đã làm cho hệ thống hoạt động không hiệu quả. Bên cạnh đó, các công trình đơn vị như bể điều hoà, bể aerotank không hoạt động tốt làm cho tính chất nước thải đầu ra không ổn định và vượt tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần. Do đó việc nâng cấp, cải tạo lại hệ thống xử lý nước thải là vấn đề hết sức cần thiết đối với Xí nghiệp nhằm tuân thủ các quy định về bảo vệ môi trường của Việt Nam. Dựa vào dây chuyền công nghệ hiện có, thành phần, lưu lượng và tính chất nước thải đầu vào hiện nay cũng như yêu cầu chất lượng nước thải sau xử lý, dây chuyền công nghệ cải tạo mới này đã đề xuất: nâng cấp bể điều hoà bằng hệ thống sục khí mới (bể hiện tại không có hệ thống khuấy trộn nào), cải tạo lại bể Aerotank bằng hệ thống ống nhánh và đĩa mới (thay cho các ống nhánh đục lỗ đã bị ăn mòn hiện có). Bên cạnh đó cũng đề xuất thiết kế mới hệ thống tuyển nổi, bể trung gian và bể lọc áp lực nhằm đảm bảo cho quá trình xử lý của hệ thống đạt hiệu suất cao và ổn định. Trong đó đáng chú ý là hệ thống tuyển sẽ loại bỏ lượng lớn các chất rắn lơ lửng mà hệ thống xử lý không hiệu quả, tạo điều kiện và môi trường thuận lợi cho các công trình xử lý sinh học quan trọng tiếp theo là bể UASB và bể Aerotank hiện có. Quy trình công nghệ cải tạo được đề xuất này tương đối đơn giản, vận hành dễ dàng và có hiệu suất xử lý cao. Hơn nữa, chi phí cải tạo của hệ thống nằm trong khả năng đáp ứng của Xí nghiệp, kết cấu gọn gàng và diện tích xây dựng cho công trình mới nhỏ. Với dây chuyền công nghệ cải tạo đã đề xuất ở trên, nếu được áp dụng và vận hành đúng phương pháp thì nước sau khi xử lý thải vào môi trường đạt tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào vực nước sông dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh (Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6984 : 2001). V.2. Kiến nghị: Xí nghiệp cần quan tâm đến việc áp dụng các biện pháp sản xuất sạch hơn nhằm giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn, hạn chế thất thoát nguyên liệu và thành phẩm vào dòng thải (cụ thể các mảnh vụn vào nước thải); nâng cao hiệu quả sản xuất cũng như hiệu suất xử lý của hệ thống, đồng thời làm giảm áp lực cho môi trường xả thải. Hệ thống cần được vận hành liên tục, đúng phương pháp để duy trì chất lượng công trình, góp phần bảo vệ chất lượng môi trường trong khuôn viên Xí nghiệp và môi trường xung quanh . Bên cạnh đó, cán bộ vận hành cũng cần phải nắm vững quy trình cũng như nguyên tắc hoạt động của hệ thống (đã qua đào tạo vận hành) và làm việc nghiêm túc. Đặc biệt, cùng với phòng xét nghiệm vi sinh hiện có, kiến nghị xây thêm phòng xét nghiệm các tiêu chuẩn môi trường nhằm chủ động kiểm tra, đánh giá các tiêu chuẩn xả thải và hiệu suất xử lý của từng công trình đơn vị. Từ đó tìm ra nguyên nhân và có hướng khắc phục kịp thời, đều đặn./. MỘT SỐ HÌNH ẢNH CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ HIỆN CÓ Phòng chế biến Bể điều hòa Bể UASB Ngăn bể UASB Bể Aerotank Bể lắng ngang Bể khử trùng Máy thổi khí Aerotank Hình 10: Hình ảnh hệ thống xử lý hiện có