Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung công suất 2500m3/ngày đêm khu công nghiệp Tân Đông Hiệp B Dĩ An Bình Dương (giai đoạn 2)

ó quan hệ tương hỗ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hoá các chất. Hồ sinh vật yếm khí Có độ sâu trên 3m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn kỵ khí bắt buộc và kỵ khí không bắt buộc. Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng hoá sinh học để phân huỷ và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất đơn giản, dễ xử lý. Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lên đến 70%. Tuy nhiên nước thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lý nước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc. Cánh đồng tưới - Cánh đồng lọc Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nước thải. Xử lý trong điều kiện này diễn ra dươi tác dụng của vi sinh vật, ánh sáng mặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của cac hoạt động sống thực vật, chất thải bị hấp thụ và giữ lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẵn trong đất sẽ phân huỷ chúng thành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ. Nước thải sau khi ngấm vào đất, một phần được cây trồng sử dụng. Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sông hoặc bổ sung cho nước nguồn. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo Bể lọc sinh học Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua vật liệu rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật. Bể lọc sinh học gồm các phần chính như sau: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên toàn bộ bề mặt bể, hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc, hệ thống phân phối khí cho bể lọc. Quá trinh oxy hoá chất thải trong bể lọc sinh học diễn ra giống như trên cánh đồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều. Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác vi sinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bể lắng đợt 2. Để đảm bảo quá trình oxy hoá sinh hoá diễn ra ổn định, oxy được cấp cho bể lọc bằng các biện pháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió nhân tạo. Vật liệu lọc của bể lọc sinh học có thể là nhựa Plastic, xỉ vòng gốm , đá Granit Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể có dạng hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng, bể lọc sinh học nhỏ giọt làm việc theo nguyên tắc sau: Nước thải sau bể lắng đợt 1 được đưa về thiết bị phân phối, theo chu kỳ tưới đều nước trên toàn bộ bề mặt bể lọc. Nước thải sau khi lọc chảy vào hệ thống thu nước và được dẫn ra khỏi bể. Oxy cấp cho bể chủ yếu qua hệ thống lỗ xung quanh thành bể. Vật liệu lọc của bể sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội, đá đường kính trung bình 20 – 30 mm. Tải trọng nước thải của bể thấp (0,5 – 1,5 m3/m3 vật liệu lọc /ngđ). Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1,5 – 2m. Hiệu quả xử lý nước thải theo tiêu chuẩn BOD đạt 90%. Dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suất dưới 1000 m3/ngđ. Bể lọc sinh học cao tải Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt, nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực. Bể có tải trọng 10 – 20 m3 nước thải / 1m2 bề mặt bể /ngđ. Nếu trường hợp BOD của nước thải quá lớn người ta tiến hành pha loãng chúng bằng nước thải đã làm sạch. Bể được thiết kế cho các trạm xử lý dưới 5000 m3/ngđ. Bể hiếu khí bùn hoạt tính – Bể Aerotank Là bể chứa hổn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải. Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành các tế bào mới. Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể. Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác để xử lý. Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục. Quá trình xử lý sinh học kỵ khí - Bể UASB Quá trình xử lý sinh học kỵ khí Quá trình phân hủy kỵ khí là quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ có trong nước thải trong điều kiện không có oxy để tạo ra sản phẩm cuối cùng là khí CH4 và CO2 (trường hợp nước thải không chứa NO3- và SO42-). Cơ chế của quá trình này đến nay vẫn chưa được biết đến một cách đầy đủ và chính xác nhưng cách chung, quá trình phân hủy có thể được chia ra các giai đoạn như sau: VẬT CHẤT HƯU CƠ PROTEINS HYDROCARBON LIPIDS ACID AMIN / ĐƯỜNG ACID BÉO ACETATE / H2 CH4 / CO2 Thủy phân Acid hóa Acetic hóa Methane hóa Vi khuẩn lipolytic, proteolytic và cellulytic Vi khuẩn lên men Vi khuẩn tạo khí H2 Vi khuẩn methane hóa GIAI ĐOẠN VẬT CHẤT LOẠI VI KHUẨN Hình 2.1: Sơ đồ chuyển hóa vật chất trong điều kiện kỵ khí Ở 3 giai đoạn đầu, COD của dung dịch hầu như không thay đổi, nó chỉ giảm trong giai đoạn methane hóa. Sinh khối mới được tạo thành liên tục trong tất cả các giai đoạn. Trong một hệ thống vận hành tốt, các giai đoạn này diễn ra đồng thời và không có sự tích lũy quá mức các sản phẩm trung gian. Nếu có một sự thay đổi bất ngờ nào đó xảy ra, các giai đoạn có thể mất cân bằng. Pha methane hóa rất nhạy cảm với sự thay đổi của pH hay nồng độ acid béo cao. Do đó, khi vận hành hệ thống, cần chú ý phòng ngừa những thay đổi bất ngờ, cả pH lẫn sự quá tải. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy kỵ khí Để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý kỵ khí, phải duy trì được trạng thái cân bằng động của quá trình theo 4 pha đã nêu trên. Muốn vậy trong bể xử lý phải đảm bảo các yếu tố sau: Nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố điều tiết cường độ của quá trình, cần duy trì trong khoảng 30÷350C. Nhiệt độ tối ưu cho quá trình này là 350C. pH pH tối ưu cho quá trình dao động trong phạm vi rất hẹp, từ 6,5 đến 7,5. Sự sai lệch khỏi khoảng này đều không tốt cho pha methane hóa. Chất dinh dưỡng Cần đủ chất dinh dưỡng theo tỷ lệ COD:N:P = (400÷1000):7:1 để vi sinh vật phát triển tốt, nếu thiếu thì bổ sung thêm. Trong nước thải sinh hoạt thường có chứa các chất dinh dưỡng này nên khi kết hợp xử lý nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt thì không cần bổ sung thêm các nguyên tố dinh dưỡng. Độ kiềm Độ kiềm tối ưu cần duy trì trong bể là 1500÷3000 mg CaCO3/l để tạo khả năng đệm tốt cho dung dịch, ngăn cản sự giảm pH dưới mức trung tính. Muối (Na+, K+, Ca2+) Pha methane hóa và acid hóa lipid đều bị ức chế khi độ mặn vượt quá 0,2 M NaCl. Sự thủy phân protein trong cá cũng bị ức chế ở mức 20 g/l NaCl.IC50 = 4700¸7600 mg/l. Lipid Đây là các hợp chất rất khó bị phân hủy bởi vi sinh vật. Nó tạo màng trên VSV làm giảm sự hấp thụ các chất vào bên trong. Ngoài ra còn kéo bùn nổi lên bề mặt, giảm hiệu quả của quá trình chuyển đổi methane. Đối với LCFA, IC50 = 500÷1250 mg/l. Kim loại nặng Một số kim loại nặng (Cu, Ni, Zn) rất độc, đặc biệt là khi chúng tồn tại ở dạng hòa tan. IC50 = 10÷75 mg Cu2+ tan/l. Trong hệ thống xử lý kỵ khí, kim loại nặng thường được loại bỏ nhờ kết tủa cùng với carbonate và sulfide. Ngoài ra cần đảm bảo không chứa các hóa chất độc, không có hàm lượng quá mức các hợp chất hữu cơ khác. Bể UASB Nước thải được đưa trực tiếp vào dưới đáy bể và được phân phối đồng đều ở đó, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học hạt nhỏ (bông bùn) và các chất bẩn hữu cơ được tiêu thụ ở đó. Các bọt khí mêtan và cacbonic nổi lên trên được thu bằng các chụp khí để dẫn ra khỏi bể. Nước thải tiếp theo đó sẽ diễn ra sự phân tách 2 pha lỏng và rắn. Pha lỏng được dẫn ra khỏi bể, còn pha rắn thì hoàn lưu lại lớp bông bùn . Sự tạo thành và duy trì các hạt bùn là vô cùng quan trọng khi vận hành bể UASB. CƠ SỞ LỤA CHỌN LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ Kết quả phân tích mẫu nước thải trước khi xử lý của KCN Tân Đông Hiệp B. Stt Thông số ĐVT NT1 QCVN 24:2009/BTNMT, cột A, Kq=0,9 Kf=1,0 01 Nhiệt độ 0C 45 40 02 pH - 7,1 6-9 03 COD mgO2/l 1200 50 04 BOD5(20oC) mgO2/l 800 30 05 Chất rắn lơ lửng mg/l 300 50 06 Clo dư mg/l 0,05 1 07 Dầu mỡ khoáng mg/l 3,20 5 08 Tổng P mg/l 35 4 09 Tổng N mg/l 60 15 10 Amoni-N mg/l 7.13 5 11 Phenol mg/l 0,0008 0,1 12 Sulfua mg/l 0,001 0,2 13 Xianua mg/l 0,005 0,07 14 Coliform MPN/100ml 1,6.105 3.000 15 Clorua mg/l 4,97 500 16 Màu Pt - Co 376 20 Ghi chú: QCVN 24:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước thải công nghiệp. Nhận xét: So sánh kết quả phân tích mẫu nước thải trước xử lý của Nhà máy XLNTTT KCN Tân Đông Hiệp B với QCVN 24:2009/BTNMT, Cột A với Kq = 0,9; Kf = 1,0 cho thấy: COD vượt tiêu chuẩn 24 lần BOD5 vượt tiêu chuẩn 26,6 lần Chất rắn lơ lửng vượt tiêu chuẩn 6 lần Tổng N vượt tiêu chuẩn 4 lần Tổng P vượt tiêu chuẩn 6 lần Amoni vượt tiêu chuẩn 1,6 lần Coliform vượt tiêu chuẩn 53,3 lần Màu vượt tiêu chuẩn 18,8 lần Các chỉ tiêu còn lại đều đạt Quy chuẩn. Từ kết quả trên cho thấy, nước thải tập trung KCN Tân Đông Hiệp B cần xử lý triệt để trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Kế hoạch xây giai doạn 2 của trạm xử lý nước thải trong tương lai. Cùng với sự phát triển ngày càng mạnh của KCN do đó lưu lượng nước thải ngày càng tăng lên vì lẽ vậy tính cấp thiết của việc xây dựng gaii đoạn 2 của hệ thống xử lý nước thải là cấn thiết. Với công suất thiết kế của 2 giai đoạn là 5000m3 ngày đêm, hiện nay KCN đã đầu tư cho giai đoạn 1 là 2500m3/ngày đêm, và cho giai đoạn 2 là 2500m3 Q nga#ytb = 2500 m3/ngd Vì vậy trong luận văn lần này tôi tính toán thiết kế giai đoạn 2 với các thông số nước thải đã khảo sát như trên, dựa trên nền của trạm xử lý nước thải cũ và tận dụng hệ thống thu gom, bể điều hòa của KCN. Phương án 1 Bể thu gom kết hợp bể điều hòa Cụm xử lý hóa lý Bể lắng sơ cấp semultech Bể sinh học (aeroten) Bể lắng thứ cấp Bể khử trùng Bể phân hủy bùn dư Bể chúa bùn ép Nước ra Sử dụng sơ đồ công nghệ hiện hữu của KCN : Nguyên lý hoạt động Nướùc thải KCN theo hệ thống mương dẫn nội bộ qua song chắn rác thô vào bể điều hòa. Nước thải từ bể điều hòa được bơm qua bộ phận tách rác tự động tới kênh đo lưu lượng, từ đây nước thải chảy qua ngăn khuấy trộn tĩnh1 sau đó đền bể khuấy trộn 1,2. Ởû đây nước thải được điều chỉnh pH và bổ sung hóa chất để tiến hành phản ứng keo tụ. Sau đó nước thải được chảy qua ngăn phân vùng lưu lượng, rồi dẫn vào bể lắng tấm nghiêng semultech sau khi đã qua bể semultech phần nước trong phía trên được bổ sung thêm chất dinh dưỡng và chảy vào ngăn khuấy trộn tĩnh 2 trước khi vào bể aeroten, phần bùn lắng sẽ được dẫnvào bể làm đặc bùn hóa lý. Tại bể aeroten nước thải bùn hoạt tính, oxy được khuấy trộn nhờ quá trình thông khí liên tục nước thải một thời gian được sục khí trong bể tự chảy tràn qua bể lắng thứ cấp tại đây bùn lắng xuống, nước trong được chảy tràn tới ngăn khử trùng bằng clo sau đó thải ra ngoài. Bùn lắng xuống một phần được bơm hoàn lưu (airlift) bơm về bể aeroten, một phần bơm về bể phân hủy bùn sinh học. Phương án 2 Sử dụng sơ đồ trạm xử lý nước thải của một sồ khu công nghiệp Nguyên lý hoạt động Nước thải sau khi được xử lý cục bộ tại từng nhà máy được thu gom bởi hệ thống hố ga, cống rãnh lần lượt chảy qua song chắn rác thô (nhằm loại bỏ các rác có kích thước lớn hơn 15mm) rồi về hầm tiếp nhận. Nước từ hầm tiếp nhận được bơm vào bể điều hòa, bể này có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nước thải, giảm thể tích các công trình phía sau và tăng hiệu quả xử lý cho các công trình phía sau. Để giảm bớt mùi hôi, ta sục khí liên tục vào bể. Nước thải được nâng pH lên khoảng 8 – 9 tại bể trộn nhằm tạo điều kiện cho quá trình keo tụ, châm thêm vào nước thải hoá chất phèn sắt FeCl3 bằng bơm địnhï lượng. Nước thải sau khi được hòa trộn đồng đều với hoá chất được đưa vào bể tạo bông. Tại đây, các bông cặn hình thành có kích thước lớn và nặng hơn tạo điều kiện cho quá trình lắng ở bể lắng I phía sau. Sau khi qua bể tạo bông, nước thải được đưa qua bể lắng I nhằm lắng các bông cặn được tạo thành ở bể tạo bông. Nước thải sau khi được xử lý sơ bộ tiếp tục qua công đoạn xử lý sinh học. Nước thải được đưa vào bể Aeroten (bể bùn hoạt tính) nhằm xử lý các chất hữu cơ lơ lửng tan trong nước. Bể được khuấy trộn liên tục nhằm duy trì sự lơ lửng của bùn. Sau thời gian lưu nhất định, bông bùn lớn dần và nước thải được đưa qua bể lắng II, 1 phần bùn được tuần hoàn lại bể aeroten và 1 phần bùn dư được đưa qua bể nén bùn. Nước qua máng tràn của bể lắng II đi vào bể tiếp xúc Chlor để khử trùng. Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn loại B được thải ra kênh rạch. Bùn tươi ở bể lắng I được đưa đến bể chứa bùn, bùn hoạt tính dư ở bể lắng II sau khi qua bể nén bùn nhằm giảm độ ẩm cũng được đưa tới bể chứa bùn. Bùn từ bể chứa bùn được đưa tới máy ép bùn dây đai để tách nước. Bùn khô sau khi tách nước được vận chuyển tới bãi chôn lấp. Phần nước tách bùn phát sinh từ bể nén bùn và máy ép bùn dây đai được đưa lại về hầm tiếp nhận và tiếp tục qua các công đoạn xử lý như trên. CHƯƠNG IV: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CƠ SỞ LỰA CHỌN Tính chất nước thải đầu vào: nồng độ chất hữu cơ cao, có màu, bốc mùi khó chịu, hàm lượng dầu mỡ cao Tính chất đặc trưng nước thải đầu vào Nhiệt độ oC 45 pH 5-9 BOD5(20oC) mg/l 800 COD mg/l 1200 ss mg/l 300 Tổng Nitơ mg/l 60 Tổng Photpho mg/l 35 Tiêu chuẩn yêu cầu nước thải đầu ra: loại A (TCVN 5945:2005) Tiêu chuẩn nước thải đầu ra: Chỉ tiêu Đơn vị Giới hạn A Nhiệt độ oC 40 pH 5,5-9 BOD5(20oC) mg/l 30 COD mg/l 50 SS mg/l 50 Tổng Nitơ mg/l 15 Tổng Photpho mg/l 4 Coliform MNP/100ml 3000 Công suất thiết kế: 2500 m3/ngày đêm Điều kiện mặt bằng:nằm trong khu công nghiệp, diện tích đất hạn chế Hiệu quả của phương án và tính khả thi của dự án Chi phí đầu tư, điều kiện của nhà máy Dựa vào các đặc tính trên công nghệ xử lý nước thải và bùn thải được lựa chọn như sau: THUYẾT MINH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ Nước thải sau khi được xử lý cục bộ tại từng nhà máy được thu gom bởi hệ thống hố ga, cống rãnh lần lượt chảy qua song chắn rác thô (nhằm loại bỏ các rác có kích thước lớn hơn 15mm) rồi về hầm tiếp nhận. Nước từ hầm tiếp nhận được bơm vào bể điều hòa, bể này có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nước thải, giảm thể tích các công trình phía sau và tăng hiệu quả xử lý cho các công trình phía sau. Để giảm bớt mùi hôi, ta sục khí liên tục vào bể. Nước thải được nâng pH lên khoảng 8 – 9 tại bể trộn nhằm tạo điều kiện cho quá trình keo tụ, châm thêm vào nước thải hoá chất phèn sắt FeCl3 bằng bơm địnhï lượng. Nước thải sau khi được hòa trộn đồng đều với hoá chất được đưa vào bể tạo bông. Tại đây, các bông cặn hình thành có kích thước lớn và nặng hơn tạo điều kiện cho quá trình lắng ở bể lắng I phía sau. Sau khi qua bể tạo bông, nước thải được đưa qua bể lắng I nhằm lắng các bông cặn được tạo thành ở bể tạo bông. Nước thải sau khi được xử lý sơ bộ tiếp tục qua công đoạn xử lý sinh học. Nước thải được đưa vào bể Aeroten (bể bùn hoạt tính) nhằm xử lý các chất hữu cơ lơ lửng tan trong nước. Bể được khuấy trộn liên tục nhằm duy trì sự lơ lửng của bùn. Sau thời gian lưu nhất định, bông bùn lớn dần và nước thải được đưa qua bể lắng II, 1 phần bùn được tuần hoàn lại bể aeroten và 1 phần bùn dư được đưa qua bể nén bùn. Nước qua máng tràn của bể lắng II đi vào bể tiếp xúc Chlor để khử trùng. Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn loại B được thải ra kênh rạch. Bùn tươi ở bể lắng I được đưa đến bể chứa bùn, bùn hoạt tính dư ở bể lắng II sau khi qua bể nén bùn nhằm giảm độ ẩm cũng được đưa tới bể chứa bùn. Bùn từ bể chứa bùn được đưa tới máy ép bùn dây đai để tách nước. Bùn khô sau khi tách nước được vận chuyển tới bãi chôn lấp. Phần nước tách bùn phát sinh từ bể nén bùn và máy ép bùn dây đai được đưa lại về hầm tiếp nhận và tiếp tục qua các công đoạn xử lý như trên. CHƯƠNGV: TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI SONG CHẮN RÁC Nhiệm vụ Đặt trước hố thu gom nước thải từ các đường ống nhằm loại bỏ các loại rác thô: cành cây, lá cây, giấy, ra cỏ, ... Tính toán Được tận dụng từ giai đoạn 1 của của hệ thống xử lý nước thải tập trung HẦM TIẾP NHẬN Nhiệm vụ Nước thải từ nhà máy được thu qua hệ thống cống thoát nước. Sau khi qua song chắn rác nước thải chảy vào bể thu gom. Tùy theo lưu lượng nước thải hố thu gom có chiều sâu từ 5 – 10m, thời gian lưu nước từ 15 – 60 phút. Hố thu gom sau 1 định kỳ nhất định được vệ sinh. Tính toán Được tận dụng từ giai đoạn 1 của của hệ thống xử lý nước thải tập trung BỂ ĐIỀU HÒA Nhiệm vụ Nước thải thu được từ nhà máy thường xuyên dao động. Bể điều hòa lưu lượng cho các công trình phía sau ổn định, giảm kích thước và chi phí các công trình phía sau, điều hòa chất lượng nước thải. Tính toán Được tận dụng từ giai đoạn 1 của của hệ thống xử lý nước thải tập trung BỂ TRỘN VÀ BỂ TẠO BÔNG Nhiệm vụ Tăng kích thước các hạt cặn lơ lửng tạo điều kiện cho quá trình lắng Khử màu và mùi vị của nước Tính toán Bể trộn Q = 2500 m3/ngày Chọn G = 1000 s-1 Motour hộp số có sẵn ở thị trường gồm các dạng Tốc độ quay,vòng/phút Công suất,kW 30,45,70,110,175 0,37 45,70,110,175 0,56 45,110,175 0,.75 45,110,175 1,12 70,110,175 1,50 Chọn motor tốc độ quay 175 vòng/phút, công suất Pm = 0,65 kW Năng lượng khuấy trộn được truyền vào nước P = hxPm = 0,75 x 560 = 420 W Trong đó h : hiệu suất của motor, chọn h = 75 % Thể tích bể trộn Trong đó: G : gradient vận tốc, s-1 m : độ nhớt động học, N.s/m2, m = 0,89.10-3 N.s/m2 ở nhiệt độ 25 0C Thời gian lưu nước Chọn cánh khuấy tuabin 6 cánh, KT = 6,3 Đường kính cánh khuấy Trong đó P = Năng lượng khuấy, W G = Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 n = Số vòng quay, vòng/s r = Khối lượng riêng của nước thải. Ở nhiệt độ 250C, r = 997,0 kg/m3 Chiều sâu của bể được chọn là 0.64 m ( chiều cao an toàn là 0,3) Chiều rộng bể là : 0,5 m Chiều dài bể là: 1,3 m Chiều dài tổng cộng của bể là: L:B:H = 1,3:0,5:1 STT Thông số Đơn vị Kích thước 1 Chiều dài m 1,3 2 Chiều cao cột nước m 0.7 3 Chiều rộng bể m 0,5 4 Thể tích thực của bể m3 0,6 Bể tạo bông Chọn thời gian lưu nước t = 45 phút Thể tích bể tạo bông Bể tạo bông được chia thành 3 ngăn, mỗi ngăn có G lần lượt là G1 = 70s-1 G2 = 30 s-1, G3 = 10 s-1, thể tích mỗi ngăn là Vi = , vách ngăn có khe và đáy có cao độ như nhau. Chọn chiều cao hữu ích bể tạo bông là 3m, chiều cao an toàn hs = 0,3 m. Vậy kích thước mỗi ngăn là l x b x h = 3,5m x 2m x 3,3m Kích thước tổng cộng của bể L x B x H =6m x 3,5m x 3,3m Tính cánh guồng Chọn guồng 4 cánh, mỗi cánh 2 bảng Đường kính cánh guồng: (cánh guồng cách đáy bể 0,3 m) H: Chiều cao bể tạo bông Chọn bảng có kích thước lb= l – (0,3 x 2)=2 – (0,3 x 2) = 1,4 m , bb = 0,1m R1 = R2 = R1 – b – 0,4 =1,2– 0,1 – 0,4 = 0,7 m (khoảng cách giữa 2 bảng là 0.4 m) Tổng diện tích bảng Fc = 4 x 2 x (1,4 x 0,1) = 1,12 m2 Diện tích mặt cắt bể Fu = l x h = 3,5 x 3 = 10,5 m đạt tỉ lệ theo qui định <15% Năng lượng cánh guồng CD : phụ thuộc vào tỉ số dài : rộng của bảng cánh khuấy lb :bb = 1,4 : 0,1 = 14 Vậy chọn CD = 1,3 A: Diện tích mỗi bảng cánh vp:Tốc độ tương đối của cánh so với nước vp = ¾ v =0,75 x2pRn v: Tốc độ chu vi cánh n: Tốc độ quay của trục Vậy A1 =A2 =A (Diện tích mỗi bảng trên cánh bằng nhau) P = 0,085n3 Năng lượng khuấy trộn cho mỗi ngăn Ngăn1 Tốc độ quay cánh guồng ở ngăn thứ 1 n1 = Ngăn2 Tốc độ quay cánh guồng ở ngăn thứ 2 n2 = Ngăn3 Tốc độ quay cánh guồng ở ngăn thứ 3 n3 = STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế 1 Chiều rộng m 3,5 2 Chiều dài m 6 3 Chiều cao cột nước m 3 4 Chiều cao tổng m 3,3 5 Thể tích thực m3 69,3 BỂ LẮNG I Nhiệm vụ Nhiệm vụ của bể lắng đợt I là loại bỏ các tạp chất lơ lửng sau khi đã qua bể tạo bông. Các chất lơ lửng có tỉ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước và sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt ở ngoài bể. Hàm lượng chất lơ lửng sau bể lắng đợt 1 cần đạt £ 150 mg/l trước khi đưa vào công trình xử lý sinh học. Tính toán Chọn tải trọng bề mặt: LA = 35 m3/m2.ngày Diện tích bề mặt bể lắng Đường kính bể lắng Đường kính ống trung tâm: d = 20%D = 1,66m Chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng h = 3,5 m Chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,7 m, chiều cao lớp trung hòa hth = 0,2 m, chiều cao an toàn hs = 0,3 m Chiều cao tổng cộng của bể lắng HTC = 3,5 + 0,7 + 0,3 + 0,2 =4,7 m Độ dốc đáy 4 ¸ 10 %, chọn độ dốc 10% Chiều cao ống trung tâm htt = 60% h =60%x 3,5 = 2,1 m »2m Thể tích phần lắng Thời gian lưu nước Đường kính máng thu Dm = (70 – 80%)D - Chọn máng thu nước có chiều dài 800 mm - Đường kính máng: Dm = 8300 – 800 x 2 = 6700 mm = 6,7m Tải trọng máng thu Lm = Máng răng cưa: - Đường kính máng răng cưa: D’m = 6,7 – 0,01 x 2 = 6,68 m - Nối máng răng cưa với máng thu nước bằng đệm có bề dày 10 mm và bằng bu lông M10 Chọn máng răng cưa: thép tấm không rỉ, có bề dày 3 mm. -Máng gồm nhiều răng cưa hình chữ V. Chiều cao một răng cưa: 60 mm Dài đoạn vát đỉnh răng cưa: 40 mm Chiều cao cả thanh: 260 mm Khe dịch chỉnh: Cách nhau 450 mm Bề bộng khe: 12 mm Chiều cao: 150 mm Bể lắng I có bố trí hệ thống thanh gạt ván nổi và máng thu ván nổi -Đường kính thanh chặn ván nổi Dv = 70 – 80%D’m = 0,8 x 6,68 = 5,3 m -Bố trí 4 máng thu váng nổi mỗi máng dài lm = 0,5Dv – 0,3 = 0,5x5,3 – 0,3 =2,4m -Hai thanh gạt váng nổi chiều dài lt = 0,5Dv = 2.65m Vận tốc của thanh gạt ván nổi và thanh gạt bùn v = 0,03 vòng/phút Lượng bùn sinh ra (Giả sử hiệu quả xử lý cặn lơ lửng đạt h = 60% ở tải trọng 35 m3/m2.ngày) Giả sử bùn tươi có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm 95%), tỉ số VSS:TSS = 0,75 và khối lượng riêng bùn tươi 1,053 kg/l. Lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là: Lượng bùn tươi có khả năng phân hủy sinh học Hiệu quả xử lý BOD đạt 20% sau bể lắng I BOD5 sau lắng I = 800x 20%=640 mg/l SS sau lắng I = 300 x 0,4 =120 mg/l Máy bơm bùn tươi từ bể lắng I sang bể chứa bùn -Công suất máy bơm bùn: trong đó: Qtươi: lưu lượng bùn tươi; Q =6,84 m3/ng.đ = 0,285 m3/h h: cột áp của bơm; h = 12 m : hiệu suất máy bơm; chọn = 0,85 -Công suất thực của máy bơm: N’ = 1,7N = 1,7 x 0,015 = 0,0255 Hp STT Thông số Đơn vị Kích thước 1 Đường kính m 8,3 2 Chiều cao cột nước m 4,5 3 Chiều cao tổng m 4,7 4 Thể tích thực của bể m3 254,3 BỂ AEROTEN Nhiệm vụ Bể aeroten được ứng dụng khá phổ biến trong các quá trình xử lý hiếu khí, tức là quá trình phân hủy các chất hữu cơ hòa tan không lắng được bởi vi sinh vật hiếu khí. Tùy thuộc vào thành phần nước thải cụ thể, Nitơ và Photpho sẽ được bổ sung để gia tăng khả năng phân hủy của vi sinh vật. * Xử lý sinh học gồm các quá trình: Chuyển các hợp chất hữu cơ có gốc cacbon ở dạng keo và dạng hòa tan thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh vật. Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô cơ trong nước thải. Loại các bông cặn ra khỏi nước bằng quá trình lắng trọng lực. * Các điều kiện, yêu cầu và các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình xử lý: - Điều kiện đầu tiên: cung cấp oxi đủ và liên tục cho bể sao cho lượng DO ra khỏi bể lắng II không nhỏ hơn 2 mg/l. - Nồng độ cho phép các chất bẩn hữu cơ: nếu có nhiều chất bẩn trong nước thải sẽ phá hủy chế độ hoạt động sống bình thường của vi sinh vật trong nước thải, gây “quá tải” và nếu có nhiều chất độc hại sẽ gây “sốc” vi sinh vật. Vì vậy, nếu nước thải có nhiều chất bẩn thì phải pha loãng trước khi xử lý. - Lượng các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho quá trình sinh hóa diễn ra bình thường cần nằm trong giới hạn cho phép: N, P, K, Ca, S, P,...Có thể chọn theo tỷ lệ sau: BODtoàn phần : N : P = 100 : 5 : 1 hay COD : N : P = 150 : 5 : 1 -Nhiệt độ nước thải: t = 6 – 370C; topt = 25 – 370C Tính toán Nồng độ BOD đầu vào S0 = 640 mg/l Thời gian lưu bùn SRT = 10 ngày Hệ số sản lượng Y = 0,5 mgVSS/mgBOD5 Hàm lượng MLVSS X=3000mg/l Hệ số phân hủy nội bào Kd = 0,05 ngày-1 Tỉ số Hàm lượng bùn tuần hoàn Xr = 8000 mgSS/l BOD5 đầu ra sau lắng II đạt 50mg/l -Xác định BOD5 hòa tan sau lắng II theo mối quan hệ sau: SBOD5 = BOD5hòa tan + BOD5cặn lơ lửng SS đầu ra sau lắng II chứa 30mg/l cặn sinh học (65% cặn dễ phân hủy ) Hàm lượng cặn sinh học dễ phân hủy 0,65 x 30 = 19,5 mg/l BODL cặn sinh học dễ phân hủy sau lắng II BODL = 19,5 mg/l x 1,42 mg O2 tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hóa =27,69 mg/l BOD5:BODL =0,68 BOD5 của SS sau lắng II: BOD5(ss) = 0,68 x BODL = 0,68 x 27,69 = 18,83 mg/l BOD5hòa tan sau lắng II: 50 = S + 18,83 Þ S = 31,17 mg/l -Hiệu quả xử lý của bể Aeroten -Tính thể tích bể Aeroten Chọn chiều sâu bể h=4m, chiều cao an toàn hs =0,3 m Chiều sâu bể H = 4,3 m Chọn tỉ số rộng :sâu, B : H = 1 :2 Þ B = 2 x 4,3 = 8,6 m Chia làm 2 bể, mỗi bể có thể tích V = Kích thước mỗi bể Aeroten L x B x H = 18,3m x 8,6m x 4,3 m Thời gian lưu nước STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế 1 Chiều rộng m 8,6 2 Chiều dài m 18,3 3 Chiều cao cột nước m 4 4 Chiều cao tổng m 4,3 5 Thể tích thực m3 2x(677) -Tính lượng bùn dư thải ra mỗi ngày Hệ số sản lượng quan sát Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày theo VSS Tổng lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày tính theo SS Lượng bùn dư cần xử lý mỗi ngày Lượng bùn dư cần xử lý = Tổng lượng bùn – Lượng SS trôi ra khỏi lắng II Mdư(ss)=507 kg/ngày – 2500m3/ngày x 30 g/m3.10-3kg/g =447 kgSS/ngày Lượng bùn dư có khả năng phân hủy sinh học cần xử lý Mdư (VSS)=447 x 0,8 = 357,6 kgVSS/ngày Giả sử bùn hoạt tính có hàm lượng chất rắn 0,8%, khối lượng riêng 1,008 kg/lit -Xác định tỉ lệ bùn tuần hoàn QX0 + QrXu = (Q + Qr)X QX0 + QrXu = QX + QrX Qr(Xu – X) = Q (X – X0) X: nồng độ VSS ở bể Aeroten, X = 3000 mg/l Xu: nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, Xu = 8000 mg/l X0 hàm lượng bùn hoạt tính ở đầu vào. Giá trị X0 thường rất nhỏ so với X và Xu nên có thể bỏ qua Lưu lượng bùn tuần hoàn: -Kiểm tra tải trọng thể tích LBOD và tỉ số F/M Ỵ(0,2 –0,6) -Tính lượng khí cần thiết cho quá trình bùn hoạt tính Khối lượng BODL tiêu thụ trong quá trình sinh hhọc bùn hoạt tính (BOD5 : BODL = 0,68 ) Nhu cầu oxy cho quá trình O2 chiếm 23,2% trọng lượng không khí rkk = 1,29 kg/m3 =14,89m3/ phút -Kiểm tra lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn Giả sử hiệu suất chuyển hóa oxy của thiết bị khuếch tán khí là E = 9% Hệ số an toàn f = 2,0 -Hệ thống phân phối khí Chọn thiết bị phân phối khí dạng đĩa đường kính 170 mm, diện tích bề mặt=0,023 m2, lưu lượng riêng phân phối của đĩa Z=150-200 l/phút. Chọn Z=170 (l/phút). Số ống khuếch tán khí là đđĩa Khoảng cách giữa các đĩa 1,2 (m). -Máy thổi khí Aùp lực cần thiết của máy thổi khí Hm = h1 + hd + H Trong đó: h1: Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển h1 = 0,5m hd : Tổn thất qua đĩa phun , hd = 0,5m H : Độ sâu ngập nước của miệng vòi phun H = 4m Hm = 0,5 + 0,5 + 4 = 5m Chọn Hm = 5m = 0,5atm 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 ´ 1,29 = 0.32 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 =Pm + 1=0,5 +1=1,5 atm n= = 0,283 ( K = 1,395 đối với không khí ) 29,7 : hệ số chuyển đổi e: Hiệu suất của máy , chọn e= 0,7 Vậy : Pmáy = =16.4kW 23 Hp Chọn máy thổi khí công suất 23 Hp, một chạy một dự phòng. Đường kính ống chính là: D= (m) Chọn ống sắt tráng kẽm 145. Đường kính ống nhánh là: chọn 16 ống nhánh trên mỗi ống gắn 8 đĩa phân phối khí:( cho 1 ngăn) d = (mm).Chọn ống sắt tráng kẽm 42. BỂ LẮNG II Nhiệm vụ Dùng để lắng bùn hoạt tính đã qua xử lý ở bể aeroten Bể lắng II có thể là bể lắng đứng, lắng ngang hoặc lắng ly tâm. Đối với những trạm xử lý nhỏ sử dụng bể lắng đứng Đối với trạm xử lý trung bình và lớn dùng bể lắng ngang và bể lắng ly tâm Tính toán Chọn tải trọng bề mặt cho bùn hoạt tính là LA = 35 m3/m2.ngày Tải trọng chất rắn là 8,0 kg/m2.h -Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng bề mặt -Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn AS > AL Vậy chọn AS làm diện tích tính toán -Đường kính bể lắng II Chọn D = 9m -Đường kính ống trung tâm d = 20%D = 20% x 9 = 1,8 m Chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng h = 3,5 m, chiều cao lớp bùn lắng 2m, chiều cao an toàn 0,3 m -Chiều cao tổng cộng của bể lắng HTC = 3,5 + 2 + 0,3 = 5,8 m -Chiều cao ống trung tâm htt = 60%h = 60% x 3,5 = 2,1 m -Kiểm tra thời gian lưu nước ở bể lắng Thể tích phần lắng Thời gian lưu nước -Thể tích phần chứa bùn -Máng thu Dm = 70 – 80%D - Chọn máng thu nước có chiều dài 850 mm Đường kính máng: Dm = 9000 –850 x 2 = 7300 mm = 7,3m Tải trọng máng thu Máng răng cưa: - Đường kính máng răng cưa: D’m = 7,3 – 0,01 x 2 = 7,28 m - Nối máng răng cưa với máng thu nước bằng đệm có bề dày 10 mm và bằng bu lông M10 - Chọn máng răng cưa: thép tấm không rỉ, có bề dày 3 mm. Cấu tạo máng răng cưa tương tự như ở bể lắng I -Thời gian lưu bùn trong bể lắng II STT Thông số Đơn vị Kích thước 1 Đường kính m 9 2 Chiều cao cột nước m 5,5 3 Chiều cao tổng m 5,8 4 Thể tích thực của bể m3 369 BỂ KHỬ TRÙNG Nhiệm vụ Sau các giai đoạn xử lý cơ học, sinh học trong điều kiện nhân tạo...song song với việc làm giảm nồng độ các chất gây ô nhiễm đạt tiêu chuẩn qui định thì số lượng vi trùng cũng giảm đáng kể đến 90 – 95 % . Tuy nhiên vi khuẩn gây bệnh không thể bị tiêu diệt hoàn toàn. Vì vậy cần phải khử trùng nước thải trước khi xả vào nguồn nước. Tính toán Giả sử hiệu quả khử trùng sau các công trình xử lý trên là 90% -Số Coliform còn lại sau bể bùn hoạt tính N0 = (1-0,9) x 7.108=7.107 MNP/100ml -Số vi khuẩn yêu cầu còn lại sau khi qua bể tiếp xúc Nt = 10.000 MNP/100ml -Thời gian tiếp xúc t = 30 phút -Tính lượng Chlor cần châm vào -Thể tích bể tiếp xúc Chọn vận tốc dòng chảy trong bể tiếp xúc v = 2 m/phút -Tiết diện ngang của bể Giả sử chiều sâu hữu ích của bể tiếp xúc H = 1,2 m, chiều cao an toàn hs = 0,3m Chiều cao tổng cộng của bể Htx = 1,2 + 0,3 = 1,5m -Chiều rộng bể tiếp xúc -Chiều dài tổng cộng L : W = 60 : 0,9 Chia bể thành 6 ngăn, chiều rộng mỗi ngăn rộng w = 0,583 m Þ Chiều rộng tổng cộng B = 6 x 0,583 = 3,5 m -Chiều dài mỗi ngăn -Lượng Clo tiêu thụ mỗi ngày Kích thước tổng cộng của bể: L x B x H = 10m x 3,5m x 1,2m STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế 1 Chiều rộng m 3,5 2 Chiều dài m 10 3 Chiều cao cột nước m 0,8 4 Chiều cao tổng m 1 5 Thể tích thực m3 54 BỂ NÉN BÙN Nhiệm vụ Dùng để nén bùn dư sau bể lắng II. Hoạt động theo nguyên lý nén trọng lực, nén tuyển nổi. Hiện nay thông dụng nhất là hoạt động theo nguyên lý nén trọng lực. Bùn từ bể lắng II có độ ẩm 98 – 99,5%, sau khi qua bể nén bùn có độ ẩm 78 – 80%. Bể nén bùn tương đối giống bể lắng ly tâm, chỉ khác là độ dốc đáy lớn hơn độ dốc của bể lắng. Tính toán -Bùn hoạt tính ở bể lắng II: Qdư =55,43 m3/ngày (TSdư = 0,8%) Mdư = 447 kgSS/ngày -Lượng bùn đi vào bể nén bùn Chọn hệ số an toàn cho bể nén bùn là 20% Qn= Qdư x 1,2 = 55,43 x1,2 = 66,52m3/ngày =2,8 m3/h Mn = Mdư x 1,2 = 447 x 1,2 = 536,4kg/ngày -Hàm lượng TS vào TSvào = TSdư = 0,8% -Hàm lượng TS của bùn sau khi nén đạt TSra = 4% Nếu giả sử toàn bộ lượng bùn vào lắng xuống đáy bể thì lưu lượng bùn sau khi nén cần được xử lý (Qsaunén) được xác định như sau Dựa vào sự cân bằng vật chất ta có Msau nén= -Tải trọng bề mặt: LSS = 30 kg/m2.ngày -Diện tích bề mặt yêu cầu -Đường kính bể nén bùn -Đường kính ống trung tâm -Thời gian lưu bùn t = 12h -Chiều cao phần lắng của bể nén bùn -Chiều cao lớp bùn Phần chứa bùn hình trụ: h2 = 0,9 m Phần chóp đáy bể (độ dốc đáy bể là 20%) hc = 0,2 x -Khoảng cách từ mực nước đến thành bể = 0,3 m -Chiều cao tổng cộng bể nén bùn Hn = 1,94 + 0,9 + 0,48 + 0,3 = 3,62m » 3,65 m -Lượng nước dư thu từ bể nén bùn: Qnướcdư = Qném – Qsau nén = 66,52 – 13,3 = 53,22 (m3/ngđ) -Chọn máng thu nước có chiều dài là 300 mm Đường kính máng thu nước Dm = D – 2x0,3 = 4,8 – 0,6 = 4,2 m -Máng răng cưa có cấu tạo và lắp đặt như ở bể lắng I và bể lắng II STT Thông số Đơn vị Kích thước 1 Đường kính m 4,8 2 Chiều cao cột nước m 3,3 3 Chiều cao tổng m 3,65 4 Thể tích thực của bể m3 66 BỂ CHỨA BÙN Nhiệm vụ Chứa bùn tươi từ bể lắng I và bùn hoạt tính sau nén từ bể nén bùn Tính toán -Lưu lượng bùn vào bể chứa Qbùn = Qtươi + Qsaunén = 6,84 +13,3 = 20,14m3/ngày Mbùn= Mtươi + Msau nén =360 + 107,28 = 467,28 kgSS/ngày -Thời gian lưu bùn trong bể chứa: chọn t = ½ ngày -Thể tích bể chứa Vcb= Qbùn x t = 20,14 x 0,5 = 10 m3 Chọn chiều cao hữu ích bể chứa h = 3,5 m Chiều cao an toàn hs = 0,3m -Kích thước bể chứa L xB x H = 2m x 1,5m x 3,8 m -Hàm lượng chất rắn của bùn trong bể chứa TSbùn = Trong đó TStươi là hàm lượng chất rắn của bùn tươi sau lắng I, TStươi=5% TSn là hàm lượng chất rắn của bùn hoạt tính sau khi qua bể nén bùn, TSn = 4% Vậy độ ẩm của bùn trong bể chứa là 95,2 % STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế 1 Chiều rộng m 1,5 2 Chiều dài m 2 3 Chiều cao cột nước m 3,5 4 Chiều cao tổng m 3,8 5 Thể tích thực m3 11,4 MÁY ÉP BÙN DÂY ĐAI Nhiệm vụ Bùn từ bể nén bùn được đưa đến máy ép bùn dây đai để tách nước trước khi đưa đi chôn. Tính toán Qbùn = 81,7m3/ngày = 3,4m3/h Nồng độ bùn đầu vào = 4,8% Nồng độ của bùn sau khi ép = 20% -Khối lượng bùn cần ép M1 = Mbùn =467,28 kgSS/ngày -Khối lượng bùn qua máy nén theo giờ, nếu giả sử máy ép bùn làm việc 8 giờ/ngày -Lưu lượng bùn qua máy ép Thiết kế máy ép bùn dây đai có thể làm việc 8h/ngày, 7 ngày/tuần Chọn tải trọng chất rắn 80 kg/m rộng.h -Chiều rộng băng tải FP 500 FB 800 FP 1000 FB 1200 FB 1500 FB 1700 FB 2000 Belt Width (mm) 500 800 1000 1200 1500 1700 2000 Capacity (T/hr) 0,6 - 2 1,8 – 4 3 - 6,5 4 – 8 6 – 14 10 – 16 14 – 20 D.S (kg/hr) 6 – 40 18 – 80 30 – 130 40 – 160 60 – 280 100 – 320 80 – 380 Compressor(HP) 0,5 1 1 1 1 2 2 Drive Motor (HP) 0,5 0,5 1 1 1 1,5 1,5 Wash Pump(HP) 3 3 5 5 5 7,5 7,5 Mixer (HP) 1/ 4 1/ 4 1/ 4 1/ 4 1/ 2 1/ 2 1/ 2 Dimension (m) 3x0,9x1,8 4,1x1,3x2,1 4,1x1,5x2,1 4,1x1,7x2,1 4,3x2 x 2,2 4,3x2,2x2,2 4,3x2,7x2,2 Weight (ton) 0,8 2 2,8 3,2 3,6 4 5 Dựa vào Catalogue của thiết bị máy lọc ép băng tải ta chọn thiết bị loại FP1000 có chiều rộng băng tải 0,8m, năng suất 80 kgcặn/m.h -Khối lượng bùn khô Mkhô= M1 x 4,8% = 467,28 x 0,048 = 22,43kg/ngày -Khối lượng bùn sau khi ép Msau ép = Tính toán hóa chất. Bể chứa dung dịch FeCl3 (46%) và bơm châm FeCl3 vào bể trộn -BOD = 100 mg/l lượng Fe tiêu thụ là Fe = 0,5 mg/l Þ BOD = 800 mg/l lượng Fe thiêu thụ là -Sử dụng muối FeCl3 làm tác nhân cung cấp Fe -Khối lượng phân tử của FeCl3 = 162,35 Khối lượng nguyên tử của Fe = 55,85 Tỉ lệ khối lượng -Lượng FeCl3 cần thiết = =11.63 mg/l -Lưu lượng trung bình nước thải cần xử lý Q = 2500 m3/ngày -Lượng FeCl3 tiêu thụ = Nồng độ FeCl3 sử dụng = 46% = 460 kg/m3 -Lượng dung dich FeCl3 cung cấp = Thời gian lưu t = 2 ngày -Thể tích bể yêu cầu VFe = 2 x 0,05 = 0,1 m3 Chọn 2 máy bơm châm FeCl3( 1 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng), lưu lượng Q = 2,5 L/h, áp lực 1,5 bar. Bể chứa dd NaOH và bơm châm dd NaOH -Lưu lượng thiết kế Q = 104 m3/h -pH vào min = 5 Þ ban đầu = 10-5 mol/l pH keo tụ = 8 Þ đầu ra = 10-8 mol/l -Lượng NaOH cần thiết để trung hòa (10-5 – 10-8) mol/l H+ NaOH Û Na+ + OH- H+ + OH- = H2O (10-5-10-8) mol/l (10-5-10-8) mol/l Þ K = 0,00001 mol/L -Khối lượng phân tử của NaOH = 40 g/mol Nồng độ dung dịch NaOH = 20% Trọng lượng riêng của dung dịch = 1,53 kg/l -Liều lượng châm vào = Thời gian lưu 15 ngày -Thể tích cần thiết của bể chứa VNaOH = 0,11 x 24 x 15 = 39,6L » 40 L Chọn 2 bơm châm dd NaOH (một bơm hoạt động, một bơm dự phòng) Đặc tính bơm định lượng Q = 0,11 L/h, áp lực 1,5 bar. Bể chứa dung dịch NaOCl(10%) và bơm châm NaOCl -Lưu lượng thiết kế Q = 2500 m3/ngày -Liều lượng Clo = 0,7 mg/l -Lượng Clo châm vào bể tiếp xúc = 5,26 kg/ngày -Nồng độ dung dịch NaOCl = 10% = 100kg/m3 -Lượng NaOCl 10% châm vào bể tiếp xúc = Thời gian lưu: 2 ngày -Thể tích cần thiết của bể chứa = 52,6 x 2 = 105,2L -Chọn 2 bơm châm NaOCl (một bơm hoạt động, một bơm dự phòng) Đặc tính bơm định lượng Q = 2,5L/h, áp lực 1,5 bar Chất kết tủa polymer sử dụng cho thiết bị khử nước cho bùn -Lượng bùn đầu vào = M1 = 468,27 kg/ngày -Thời gian vận hành = 8 h/ngày -Lượng bùn ép trong 1 giờ = -Liều lượng polymer = 5 kg/tấn bùn -Liều lượng polymer tiêu thụ = (58,53 x 5)/1000 = 0,29 kg/h -Hàm lượng polymer sử dụng = 0,2% -Lượng dung dịch châm vào = 0,29/2 = 0,145 m3/h Chọn 1 hệ thống châm polymer công suất 0,15 m3/h Tính toán đường ống dẫn nước và bùn Đường kính ống Do được xác định bằng công thức sau: với v = 0,3 – 0,7 m/s Tính đường ống dẫn nước vào bể điều hòa Chọn đường kính ống dẫn là Do1 = 300 mm Vận tốc nước trong ống dẫn là v= Ỵ 0,3 – 0,7 m/s Chọn ống thép có đường kính 300 mm Tính đường ống dẫn nước vào bể trộn, bể tạo bông, bể lắng I, bể Aeroten, và bể khử trùng Chọn đường kính ống dẫn là Do2 = 250 mm Vận tốc nước trong ống dẫn là v= Ỵ 0,3 – 0,7 m/s Đối với ống dẫn nước vào bể lắng I, bể Aeroten chọn ống thép có đường kính 250 mm Đối với ống dẫn nước vào bể trộn, bể tạo bông, bể khử trùng chọn ống nhựa PVC có đường kính 250 mm. Tính đường ống dẫn nước vào bể lắng II Chọn đường kính ống dẫn là Do3 = 300 mm Vận tốc nước trong ống dẫn là v= Ỵ 0,3– 0,7 m/s Chọn ống thép có đường kính 300 mm Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn vào bể aeroten Chọn đường kính ống dẫn là Do4 = 200 mm Vận tốc nước trong ống dẫn là v= Ỵ 0,3 – 0,7 m/s Chọn ống thép có đường kính 200 mm Đường kính ống dẫn bùn dư từ bể lắng II sang bể nén bùn Chọn bơm hoạt động 6 lần/ngày, mỗi lần 10 phút Qdư = 55,43 m3/ngày Thời gian bơm Qdư m3 bùn trong 1 ngày là 60 phút = 3600s Lưu lượng bơm Chọn Do5 = 200 mm Vận tốc bùn trong ống dẫn là v= Ỵ (0,3 – 0,7 m/s) Chọn ống thép có đường kính 200 mm Đường kính ống dẫn bùn sau khi nén từ bể nén bùn sang bể chứa bùn Qsaunén = 13,3 m3/ngày Chọn Do6 = 20 mm Vận tốc bùn trong ống dẫn là v= Ỵ (0,3 – 0,7 m/s) Chọn ống thép có đường kính 20 mm Đường kính ống dẫn bùn từ bể lắng I sang bể chứa bùn Q = Qtươi =6,84m3/ngày Chọn đường kính ống dẫn là Do7 = 15 mm Vận tốc nước trong ống dẫn là v= Ỵ (0,3 – 0,7 m/s) Chọn ống PVC có đường kính 15 mm CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN CHI PHÍ CHI PHÍ XÂY DỰNG Bảng chi phí đầu tư xây dựng STT Công trình Kích thước hình học(m) (BxLxH) Thể tích (m3) Hầm tiếp nhận Bể điều hòa Bể trộn 1x0,7x0,5 0,6 Bể tạo bông 6 x 3,5 x 3,3 69,3 Bể lắng đợt 1 x 4,7 254,3 Bể aeroten 2x(18,3 x 8,6 x 4,3) 1353,5 Bể lắng đợt 2 x 5,8 369 Bể khử trùng 10 x 3,5 x 1,5 52,5 Bể nén bùn x 3,65 66 Bể chứa bùn 2 x 1,5 x 3,8 11,4 Tổng cộng 2.176,6 - Đơn giá cho 1 m3 thể tích bê tông cốt thép là 2.500.000 VNĐ. - Vậy chi phí xây dựng : 2.176,6x 2.500.000 = 5.441.500.000 VNĐ Bảng chi phí đầu tư thiết bị STT Thiết bị Số lượng Đơn giá (triệu VNĐ) Thành tiền (VNĐ) Bơm chìm 5 5.000.000/1Hp 25.000.000 Motor 7 2.000.000/cái 14.000.000 Cánh khuấy 1 800.000/cái 800.000 Cánh guồng 3 2.000.000/cái 6.000.000 Máng răng cưa 3 5.000.000/cái 15.000.000 Ống thép trung tâm 3 8.000.000/cái 24.000.000 Thanh gạt bùn 3 15.000.000/cái 45.000.000 Thanh gạt ván nổi 2 2.000.000d/cái 4.000.000 Máng thu ván nổi 4 2.000.000/cái 8.000.000 Đĩa phân phối khí 252 300.000/cái 75.600.000 Máy thổi khí 2 45.000.000/cái 90.000.000 Bơm bùn 4 4.200.000/cái 16.800.000 Bể chứa hóa chất 4 5.000.000/cái 20.000.000 Bơm định lượng 10 5.000.000/cái 50.000.000 Hệ thống đường ống thổi khí 2 10.000.000 20.000.000 Hệ thống điện, tủ điều khiển 10 10.000.000 100.000.000 Lan can inox 3 20.000.000 60.000.000 Máy ép bùn dây đai 1 500.000.000 500.000.000 Tổng cộng 1.074.200.000 Tổng chi phí đầu tư xây dựng = Chi phí xây dựng + Chi phí thiết bị = 5.441.500.000 + 1.074.200.000= 6.515.700.000 VNĐ CHI PHÍ VẬN HÀNH -Nhân viên vận hành : Kỹ sư: 2 người _ Lương 3.000.000 VNĐ/tháng Công nhân : 3 người_ Lương 2.000.000 VNĐ/tháng Bảo vệ: 2 người_Lương 1.000.000 VNĐ/tháng Chi phí : (2 x 3.000.000) + (3 x 2.000.000) + (2 x 1.000.000) = 14.000.000 đồng/ tháng -Hóa chất Thể tích FeCl3 (46 % )sử dụng trong 1 tháng 0,05m3/ngày x 30 ngày = 1,5m3/tháng Đơn giá: 3000 VNĐ/L Chi phí : 3000 x 1,5 x 1000 = 4.500.000 VNĐ/tháng Thể tích NaOH (20%) sử dụng trong 1 tháng 0,11L/h x x 30 ngày = 0,08 m3/tháng Đơn giá: 2500 VNĐ/L Chi phí : 2500 x 0,08 x 1000 = 200.000 VNĐ/tháng Thể tích NaOCl (10%) sử dụng trong 1 tháng Đơn giá: 2500 VNĐ/L Chi phí : 2500 x 1,6 x 1000 = 4.000.000 VNĐ/tháng Lượng polymer sử dụng trong 1 tháng 0,29 kg/h x 8 h x 30 ngày = 69,6 kg/tháng Đơn giá : 200.000VNĐ/kg Chi phí : 200.000 x 69,6 = 13.920.000 VNĐ/tháng Tổng chi phí hóa chất = 4.500.000 + 200.000 + 4.000.000 +13.920.000 = 22.620.000 VNĐ/tháng -Điện năng Điện tiêu thụ được sử dụng cho: máy bơm nước, máy bơm bùn, máy nén khí, hệ thống chiếu sáng, ... với chi phí dự tính: 500.000 VNĐ/ngày. Chi phí: 15.000.000 VNĐ/tháng Tổng chi phí vận hành = Chi phí nhân công + Chi phí hóa chất + Chi phí điện năng = 14.000.000 + 22.620.000 + 15.000.000 = 51.620.000 VNĐ/tháng CHI PHÍ XỬ LÝ NƯỚC THẢI -Niên hạn thiết kế: 20 năm -Chi phí khấu hao = (Chi phí đầu tư xây dựng)/ (Niên hạn thiết kế) =VNĐ/tháng -Chi phí xử lý nước thải = (Chi phí khấu hao + Chi phí vận hành)/ V = VNĐ/m3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN: Qua khảo sát điều tra hiện trạng môi trường tại KCN có một vài kết luận sau: Khí thải: Cần phải kiểm soát chặt chẽ hơn đối với các doanh nghiệp trong KCN, không để tình trạng khu công nghiệp có mùi hôi như trong thời gian vừa qua, đặc biệt cần kiểm soát khí thải đối với công ty: giấy Vĩnh Phúc, gay Đông Nam, công ty Rượu Bình Tây đây là một trong những công ty xả khí thải ô nhiễm nhất. Nước thải: Luôn tăng cường kiểm soát và có các biện pháp chế tài đối với các đơn vị không thực hiện đúng cam kết xả thải vào hệ thống nước thải tập trung. Phải luôn luôn kiểm tra nước thải của các đơn vị trong KCN xả vào hệ thống nước thải tập trung, tránh hiện tượng xa nước không đạt tiêu chuẩn vào KCN. Chất thải khu công nghiệp: KCN cần phải có bãi thu gom chất thải của các đơn vị trong KCN mình, và các rác thải phải được phân loại trước khi được mang đi xử lý. KIẾN NGHỊ: Ban quản lý KCN can phải tăng cường thêm nhân lực để thực các công tác kiểm soát và phân tích các chỉ tiêu nước của các doanh nghiệp, không để tình trạng các đơn vị xả lén vào hệ thống nước thải tập trung, nó sẽ làm ảnh hưởng tới chất lượng nước đầu vào của mình. TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Phước, Kỹ thuật xử lý chất thải , Đại học Bách khoa TPHCM. Nguyễn Phước Dân, Giáo trình xử lý nước thải, Đại học Bách khoa TpHCM. Lâm Minh Triết-Nguyễn Thanh Hùng-Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp-Tính toán thiết kế công trình, Viện Môi trường và Tài nguyên, năm 2001. Trịnh Xuân Lai , Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, Nhà Xuất bản Xây dựng Hà Nội , năm 2000. Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình trong hệ thống cấp nước sạch, Nhà Xuất bản Xây dựng Hà Nội , năm 2000. Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga , Giáo trình “ Công nghệ xử lý nước thải”. NXB Khoa Học Kỹ Thuật . Năm 1999. Nguyễn Ngọc Dung , Xử lý nước cấp. Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội, năm 2000. Metcafl-Eddy,Wastewater Engineering Disposal Reuse.Năm 2000. Trần Hiếu Nhuệ, Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp, Nhà Xuất bản Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, năm 2001. Hoàng Huệ, Giáo trình xử lý nước thải , Nhà Xuất bản Đại học Kiến trúc Hà Nội, năm 2001. Bộ Xây dựng, Tiêu chuẩn Xây dựng TCXD 51-84 Thoát nước mạng lưới bên ngoài công trình, Nhà Xuất bản Đại học Quốc gia TpHCM, năm 2001. Trung tâm Đào tạo Ngành nước và Môi trường, Sổ tay xử lý nước tập 1&2, Nhà Xuất bản Xây dựng Hà Nội, năm 1999.