Đề tài Tính toán – thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty nệm Vạn Thành

o su bám dính lên thành mương dẫn, bề mặt các công trình lâu ngày gây tắc nghẽn mương dẫn và giảm mĩ quan của công trình. Các hạt tử cao su đóng váng trên mặt nước và bao kín bề mặt quang hợp ngăn cản quá trình phát triển của các thực vật nước. Gây tác hại về mặt cảm quan (tăng độ đục nguồn nước) và gây bồi lắng nguồn tiếp nhận. Nước thải có pH thấp, chứa các hợp chất dễ bị phân huỷ sinh học như các protêin, lipit, axit béo, đồng thời lại chứa nhiều loại vi khuẩn. Khi thải ra nguồn tiếp nhận có khả năng làm cạn kiệt hàm lượng ôxi hoà tan trong nước do quá trình phân huỷ yếm khí các hợp chất hữu cơ ảnh hưởng đến đời sống thuỷ sinh. Latex cao su phân huỷ trong điều kiện yếm khí tạo ra các sản phẩm như H2S, mecaptan, các axit amin, axit béo, bazơ hữu cơ gây mùi rất khó chịu ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ công nhân cũng như dân cư khu vực xung quanh xí nghiệp, cống xả... Thêm vào đó, lượng nước thải sinh hoạt chứa hàm lượng các chất hữu cơ cao, dễ phân huỷ cũng làm nhiễm bẩn nghiêm trọng nguồn nước, gây ra hiện tượng phú dưỡng hoá, suy giảm hàm lượng ôxy hoà tan, đồng thời là nguồn chứa các vi rút và vi khuẩn gây bệnh như tả, lỵ, thương hàn... Những phân tích trên cho thấy: Việc xử lý nước thải cho Công ty TNHH SX – TM Vạn Thành là vấn đề cần thiết và cần phải thực hiện ngay. Đòi hỏi có sự nghiên cứu, đưa ra công nghệ xử lý phù hợp, đạt hiệu quả cao, khả thi trong điều kiện thực tế. So sánh kết quả phân tích mẫu nước thải sản xuất của Công ty nệm Vạn Thành với tiêu chuẩn nước thải TCVN 6984 - 2001, ta có bảng sau: Chỉ tiêu Đầu vào (mg/l) TCVN 6984 - 2001 SS 1680 80 COD 891 60 BOD5 740 30 Như vậy: Đối với chỉ tiêu SS: vượt ngưỡng cho phép (lần) Đối với chỉ tiêu COD: vượt ngưỡng cho phép (lần) Đối với chỉ tiêu BOD5: vượt ngưỡng cho phép (lần) Đề xuất: Xây dựng hệ thống xử lý nước thải sản xuất sinh ra từ các khâu sản xuất, đặc biệt là khâu ly tâm mủ Latex. Đề xuất sơ đồ công nghệ của hệ thống xử lý nước thải như sau: Nước thải sinh hoạt Nước thải sản xuất Song chắn rác Mương vớt mủ cao su Ngăn tiếp nhận Máy tuyển nổi Bể trung gian Bể UASB Bể Aerotank Bể lắng 2 Bể khử trùng Nguồn Bơm Bể tự hoại Mủ cao su Thùng chứa Bán cho các cơ sở tái chế Máy thổi khí Máy thổi khí Clorua vôi Bể chứa bùn Bùn tuần hoàn Bùn dư Bơm  Hiệu suất xử lý qua từng công trình: Nước thải sinh hoạt Nước thải sản xuất Song chắn rác Mương vớt mủ cao su Ngăn tiếp nhận Máy tuyển nổi Bể trung gian Bể UASB Bể Aerotank Bể lắng 2 Bể khử trùng Bể tự hoại Qua máy tuyển nổi: SS: 143 mg/l (giảm 90%) BOD5: 474 mg/l (giảm 36%) COD: 446 mg/l (giảm 50%) Đầu vào: (nước thải SX) SS: 1680 (mg/l) BOD5: 740 (mg/l) COD: 891 (mg/l) Qua bể UASB: BOD5: 100 (mg/l) (giảm 75%) COD: 148 (mg/l) (giảm 65%) Đầu vào: (nước thải SH) SS: 220 (mg/l) BOD5: 250 (mg/l) COD: 500 (mg/l) Qua bể tự hoại: SS: 121mg/l (giảm 45%) BOD5: 175 mg/l (giảm 30%) COD: 350 mg/l (giảm 30%) Thành phần nước thải (SH + SX) SS: 138 (mg/l) BOD5: 400 (mg/l) COD: 422 (mg/l) Qua Aerotank & lắng II: SS: 27,6 mg/l (giảm 80%) BOD5: 25 mg/l (giảm 75%) COD: 38,48 mg/l (giảm 74%) Qua mương vớt mủ SS: 1428 (mg/l) (giảm 15%) BOD5: 740 (mg/l) COD: 891 (mg/l) Như vậy hàm lượng BOD5, COD, SS của nước thải sau khi qua hệ thống xử lý như sau: BOD5 : 25 (mg/l) < 30 (mg/l) COD : 38,48 (mg/l) < 60 (mg/l) SS : 33,6 (mg/l) < 80 (mg/l) Nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn theo Tiêu Chuẩn Môi Trường Việt Nam (TCVN 6984 – 2001: tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào vực nước sông dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh). (Tham khảo bảng tiêu chuẩn TCVN 6984 – 2001 trong phần phụ lục) IV.4.2. Thuyết minh sơ đồ công nghệ xử lý: Nước thải sản xuất sau khi qua song chắn rác chảy vào mương vớt mủ cao su. Tại đây, nhờ máy sục khí, một phần các hạt tử cao su (có kích thước lớn) nổi lên bề mặt của mương, lớp mủ cao su này được thu gom bằng thủ công. Sau đó nước thải tự chảy về bể tiếp nhận. Tại đáy hầm bơm tiếp nhận có bố trí một máy bơm để bơm nước thải qua máy tuyển nổi. Máy tuyển nổi có nhiệm vụ tách bỏ thành phần cao su của nước thải bằng cách sục khí. Hiệu quả xử lý sau khi nước thải qua máy tuyển nổi: hàm lượng COD giảm 50%, hàm lượng BOD5 giảm 36% và hàm lượng SS giảm 90%. Từ máy tuyển nổi, nước thải sản xuất tự chảy về bể trung gian. Nước thải sinh hoạt tự chảy về bể tự hoại trước khi đổ vào bể trung gian. (tại đây hàm lượng COD được loại bỏ đến 30%, BOD5 giảm 30% và SS giảm 45%). Như vậy bể trung gian là nơi tập trung nước thải bao gồm cả nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt trước khi nước thải được đưa tiếp vào những công trình xử lý tiếp theo. Từ bể trung gian, nước thải chảy vào bể UASB. Tại bể UASB, các chất hữu cơ sẽ bị phân hủy bởi các VSV kị khí thành các chất đơn giản hơn và khí CO2, CH4, H2S, . . . theo phản ứng: Chất hữu cơ CO2 + CH4 + H2S + sinh khối mới + . . . Sự phát triển của VSV trong bể thường qua 3 giai đoạn: * Phân hủy các chất hữu cơ phức tạp và các chất béo thành các chất hữu cơ đơn giản hơn như monosacarit, axit amin hoặc các muối piruvat khác. Đây là nguồn dinh dưỡng và năng lượng cho vi khuẩn hoạt động. * Các nhóm vi khuẩn kị khí thực hiện quá trình lên men axit, chuyển hóa các chất hữu cơ đơn giản thành các loại axit hữu cơ thông thường như axit acetic hoặc glixerin, axetat, . . . * Các nhóm vi khuẩn kị khí bắt buộc lên men kiềm (chủ yếu là các loại vi khuẩn lên men mêtan như Methanosarcina và Methanothrix) đã chuyển hóa axit acetic và hydro thành CH4 và CO2. Phần bùn sẽ được thu gom định kỳ dùng làm phân bón Sau khi ra khỏi bể UASB, nước thải được dẫn đến bể Aerotank, bể Aerotank có nhiệm vụ loại bỏ các chất hữu cơ (BOD, COD), các chất lơ lửng bằng các phản ứng sinh hoá thông qua hoạt động sống của các vi sinh vật có trong nước thải. Các chất hữu cơ là thức ăn của các vi sinh vật sẽ được chuyển hoá thành CO2, H2O và sinh khối mới. Không khí (O2) được cung cấp đủ và nước thải hoà trộn đều với bùn hoạt tính đảm bảo môi trường cho vi sinh vật phát triển tốt. Hiệu quả xử lý nước thải sau khí qua bể aerotank, hàm lượng COD giảm 74% và BOD5 giảm 75%. Sau đó nước thải tự chảy qua bể lắng II, bể lắng II có nhiệm vụ giữ lại phần rắn trong quá trình bùn hoạt tính, tức là các bông bùn sau xử lý, hàm lượng SS sau khi qua bể lắng II giảm 80%. Ngăn chứa bùn tiếp nhận lượng bùn tươi và đồng thời tiếp nhận lượng bùn hoạt tính dư từ bể lắng 2 đưa đến. Do lượng bùn sinh ra ít nên lượng bùn tuần hoàn được đưa về bể Aerotank còn lượng bùn dư được đưa trở lại bể UASB để tiếp tục được xử lý. Sau khi qua bể lắng II, nước thải đã được kiểm soát các chỉ tiêu về hóa lý, giảm được phần lớn vi sinh vật gây bệnh có trong nước thải, nhưng vẫn chưa an toàn cho nguồn tiếp nhận. Do đó cần có khâu khử trùng trước khi thải ra ngoài. Bể tiếp xúc có nhiệm vụ trộn đều hoá chất với nước thải, tạo điều kiện tiếp xúc và thời gian lưu đủ để oxy hoá các tế bào vi sinh vật, đảm bảo đạt hiệu quả khử trùng cao nhất. Hóa chất được chọn để khử trùng là Clorua vôi. Nước thải sau bể khử trùng đạt Tiêu chuẩn Môi trường Việt Nam (TCVN 6984 – 2001: tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào vực nước sông dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh) và được chảy trực tiếp ra nguồn tiếp nhận đó là kênh An Hạ. IV.5. Tính toán thiết kế các công trình đơn vị: IV.5.1. Bể tự hoại: Lượng nước thải sinh hoạt là 75m3/ngày . Theo tiêu chuẩn thiết kế (TCXD – 51 - 84), khi lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn hơn 10 (m3/ngày) thì chọn bể tự hoại 3 ngăn để xử lý sơ bộ nước thải sinh hoạt Thể tích tính toán chung của bể tự hoại lấy không nhỏ hơn lưu lượng nước thải trung bình trong 1 - 2 ngày.đêm (điều 7.3.2 – TCXD - 51- 84), chọn 1 ngày.đêm để tính toán, khi đó: Thể tích ngăn thứ nhất của bể bằng ½ thể tích tổng cộng của bể: Thể tích ngăn thứ hai = thể tích ngăn thứ ba = ¼ thể tích tổng cộng của bể: Chiều sâu công tác ở các ngăn của bể tự hoại lấy bằng h = 2 (m), chiều cao bảo vệ h1 = 0,5 (m). => chiều cao tổng cộng H = 2 + 0,5 = 2,5 (m) => diện tích bể và các ngăn của bể tự hoại như sau: Diện tích ngăn thứ nhất của bể: Diện tích ngăn thứ 2 và 3 của bể: Chọn kích thước của các ngăn như sau: Ngăn 1 : L1 x B1 x H1 = 5 x 3 x 2,5 (m) Ngăn 2 & 3 : L2 x B2 x H2 = L3 x B3 x H3 = 3 x 2,5 x 2,5 (m) Hàm lượng chất bẩn sau khi qua bể tự hoại: * SS (giảm 45% sau khi qua bể tự hoại): * COD (giảm 30% sau khi qua bể tự hoại) * BOD5 (giảm từ 20 ¸ 40%, chọn 30%): Thể tích bể tự hoại cần thiết với thời gian lưu nước 1 ngày là 75m3. Chọn số bể tự hoại là 1 cái. Thể tích bể là 75m3. Kiểu bể chọn là loại có ba ngăn, có ngăn lọc. Bảng 16: Tóm tắt các thông số của bể tự hoại STT TÊN THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ 1 Chiều dài ngăn 1 của bể (L1) m 5 2 Chiều rộng ngăn 1 của bể (B1) m 3 3 Chiều cao của bể (H) m 2,5 4 Chiều cao công tác của bể (h) m 2 5 Chiều dài ngăn 2 & 3 của bể (L2, L3) m 3 6 Chiều rộng ngăn 2 & 3 của bể (B2, L3) m 2,5 7 Thời gian lưu nước ngày 1 IV.5.2. Song chắn rác: Nhiệm vụ: Nhằm giữ lại các tạp chất thô như lá cây, thanh gỗ, nhánh cây khô, các sợi vải, nhựa và phân tử rắn có kích thước lớn hơn khe hở của song chắn. Có tác dụng giữ lại các mảnh cao su do quá trình đông kết tự nhiên, các mảnh rác nhỏ lọt vào trong khi rửa thiết bị. Tính toán thiết kế: Chọn loại song chắn rác có kích thước khe hở là b = 16 mm Tiết diện thanh song chắn hình chữ nhật có kích thước: s x l = 8mm x 50mm Sơ đồ tính toán song chắn rác như sau(hình vẽ) Số lượng khe hở song chắn rác: Trong đó: q: lưu lượng trung bình trong giờ lớn nhất của nước thải (m3/s). vs: tốc độ nước chảy qua song chắn rác (m/s). vs = 0,5 (m/s) h: độ sâu nước ở chân song chắn rác (m). lấy bằng chiều sâu lớp nước trong mương dẫn, h = 0,1 (m) k: hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy, k = 1,05 Þ Chọn n = 8 thanh. => số song chắn: 7 song. Chiều rộng thiết kế song chắn rác: Chọn Bs = 0,2 (m) Vận tốc dòng chảy trước mương: Từ công thức: => Trong đó: v: vận tốc dòng chảy trong mương trước song chắn rác (m/s) (ứng với lưu lượng lớn nhất). Tổn thất cục bộ qua song chắn rác: Trong đó: x: hệ số tổn thất cục bộ g: gia tốc trọng trường (m/s2). g = 9,81 (m/s2) s: bề rộng song chắn (mm). s = 8 (mm) b: khoảng cách các song chắn (mm). b = 16(mm) b: hệ số phụ thuộc hình dạng thanh song chắn, ứng với loại thanh đã chọn , ta có b = 2,42 (bảng 2.2, trang 33, XỬ LÝ NƯỚC THẢI – Hoàng Huệ) a: góc nghiêng đặt song chắn theo mặt bằng. Chọn a = 60o => Chiều sâu xây dựng mương đặt song chắn rác: => chọn H = 4 (m). Trong đó: h: chiều sâu lớp nước trước song chắn (m). h = 0,1 (m) hs: tổn thất cục bộ qua song chắn (m). hs = 0,0045 (m) hbv: chiều cao bảo vệ (m). hbv = 0,2 (m) Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác: Trong đó: Bs: chiều rộng song chắn rác (m). Bs = 0,2 (m) Bk: chiều rộng mương dẫn nước tới và ra khỏi song chắn (m). Bk = 0,15 (m). a: góc nghiêng chỗ mở rộng. a = 10o => Chọn l1 = 0,2 (m) Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn: Chiều dài buồng đặt song chắn, lấy ls = 1,5 (m) Chiều dài xây dựng của phần mương đặt song chắn rác: Bảng 17: tóm tắt các thông số của mương và song chắn rác STT TÊN THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ 1 Chiều dài mương (L) m 1.8 2 Chiều rộng mương (B) m 0.2 3 Chiều cao mương (H) m 0.4 4 Số thanh song chắn rác Thanh 7 5 Kích thước khe hở (b) m 0.016 6 Bề rộng tiết diện thanh (s) m 0.008 7 Bề dài tiết diện thanh (l) m 0.05 IV.5.3. Mương vớt mủ cao su: Nhiệm vụ: Nhiệm vụ là tách bỏ thành phần cao su (có kích thước lớn) của nước thải bằng cách sục khí. Tính toán: Thể tích mương vớt mủ cao su: Trong đó: lưu lượng nước thải sản xuất lớn nhất trong giờ t: thời gian lưu nước trong mương (t = 10 ¸ 30 phút), chọn t = 30 phút. => Chọn chiều sâu hữu ích h = 2 (m), chiều cao bảo vệ h1 = 0,5 (m). => chiều cao tổng cộng của mương: H = 2 + 0,5 = 2,5 (m) Chọn mương có tiết diện ngang là hình chữ nhật trên mặt bằng => diện tích mương: Chọn chiều rộng của mương B = 1,5 (m) => chiều dài của mương L = 1,9 (m), chọn L = 2(m) => Kích thước mương: L x B x H = 2 x 1,5 x 2,5 (m) Lượng không khí cần thiết cung cấp cho mương vớt mủ cao su được chọn bằng 0,4 m3 khí/m dài/phút, tương đương = 0,44 * 2 (m) = 0,8 (m3/phút) (30CFM) Sử dụng 2 máy thổi khí (1 hoạt động, 1 dự phòng) công suất 30 CFM, áp lực H = 5 (m). Hàm lượng SS sau khi qua song chắn rác và mương vớt mủ cao su (SS giảm 15%) Bảng 18: tóm tắt các thông số của mương vớt mủ cao su STT TÊN THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ 1 Chiều dài mương (L) m 2 2 Chiều rộng mương (B) m 1,5 3 Chiều cao mương (H) m 2,5 4 Chiều cao công tác (h) m 2 5 Thời gian lưu nước (t) phút 30 6 Thiết bị phân tán khí bộ 3 IV.5.4. Ngăn tiếp nhận: Nhiệm vụ: Là nơi chứa nước thải từ các công đoạn sản xuất, được thiết kế nằm âm dưới mặt đất để nước thải có thể tự chảy về đây. Ngăn tiếp nhận có dạng hình hộp chữ nhật. Vật liệu: bê tông cốt thép. Tính toán: Thể tích hầm bơm tiếp nhận: Trong đó: t: thời gian lưu nước (t = 10 ¸ 30 phút). chọn t = 15 phút. : lưu lượng nước thải sản xuất lớn nhất trong giờ (m3/h). => => Chọn chiều sâu hữu ích h = 2 (m), chiều cao an toàn h1 = 0,5 (m). Chiều cao tổng cộng Chọn hầm tiếp nhận có tiết diện ngang là hình chữ nhật trên mặt bằng, => diện tích của hầm tiếp nhận: Chọn chiều rộng của hầm tiếp nhận B = 1 (m) => chiều dài của hầm tiếp nhận L = 1,425 (m). Chọn L = 1,5 (m) Kích thước của hầm bơm tiếp nhận: L x B x H = 1,5 x 1 x 2,5 (m) Chọn loại bơm nhúng chìm đặt tại hầm bơm có lưu lượng Qb = , cột áp H = 8 ¸ 10 (m). Bảng 19: tóm tắt các thông số của hầm bơm tiếp nhận STT TÊN THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ 1 Chiều dài (L) m 1,5 2 Chiều rộng (B) m 1 3 Chiều cao tổng cộng (H) m 2,5 4 Chiều cao công tác m 2 5 Thời gian lưu nước Phút 15 IV.5.5. Máy tuyển nổi Nhiệm vụ: Nhiệm vụ là tách bỏ thành phần cao su của nước thải bằng cách sục khí. Tính toán: Ơû tỷ số khí/chất rắn A/S = 0,03 mg khí/mg chất rắn đạt hiệu quả tối ưu Nhiệt độ trung bình 27 oC Độ hòa tan của không khí sa = 16,4 (ml/l) Tỷ số bảo hòa f = 0,5 Hàm lượng COD qua song chắn rác và máy tuyển nổi giảm 50% và BOD5 giảm 36%. Aùp suất yêu cầu cho cột áp lực được tính theo công thức: Trong đó: tỷ số khí / chất rắn, ml khí / mg chất rắn. f: phần khí hòa tan ở áp suất P, f = 0,5 P: áp suất (atm). p: áp suất (kPa) Sa: hàm lượng bùn (hàm lượng cặn còn lại sau khi qua song chắn rác, mương vớt mủ: giảm 15% ) (mg/l) sa: độ hoà tan của khí (ml/l) => => (m cột nước) Thể tích cột áp lực: Trong đó: t: thời gian lưu nước (phút) trong cột áp lực, t = 0,5 ¸ 3 (phút), chọn t = 2 (phút) : lưu lượng nước thải sản xuất trung bình trong giờ => Chọn chiều cao cột áp lực H = 2 (m) => Đường kính cột áp lực: Lượng oxy cần thiết Tính lượng oxy cần thiết cung cấp cho máy tuyển nổi (tham khảo công thức 6.15 – TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XLNT – Trịnh Xuân Lai, trang 105) Trong đó: Q: 225 (m3/ng.đ) So: 100 (mg/l) S: 16,82 (mg/l) No: tổng hàm lượng Nitơ đầu vào. No = 32,2 (mg/l) N: tổng hàm lượng Nitơ đầu ra. No = 6 (mg/l) (TCVN 6984-2001 tiêu chuẩn nước thải công nghiệp vào vực nước sông dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh) Px: lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày, Px = 6,5 (kg/ng.đ) 1,42: hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD 4,57: hệ số sử dụng oxy khi oxi hoá NH4+ thành NO3- => Do cần duy trì lượng oxy hòa tan trong bể là 2 (mg/l) => lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể là: (TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XLNT – Trịnh Xuân Lai, trang 106) Trong đó: CS25: nồng độ oxy bảo hoà trong nước. CS25 = 9,08 (mg/l) CL: nồng độ oxy hoà tan cần duy trì trong công trình, khi xử lý nước thải thường lấy CL = 1,5 ¸ 2 (mg/l) => Chọn CL = 2 (mg/l) t: nhiệt độ bất lợi nhất. t = 25oC a: hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào bước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, hình dáng bể, thiết bị làm thoáng, có giá trị a = 0,6 ¸ 0,94. Chọn a = 0,7 (TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XLNT – Trịnh Xuân Lai, trang 106) => => Lượng oxy trung bình cần sử dụng cho bể là: Lượng không khí cần thiết: Trong đó: OCt: lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể. OCt = 65,57 (kg O2/ng.đ) f: hệ số an toàn. Thường lấy f = 1,5 ¸ 2. Chọn f = 1,5 OU: công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối. Với nồng độ bùn hoạt tính Ou = 7 (g O2/m3.m) (ở điều kiện trung bình). h : độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối khí. h = 2m => => Công suất máy tuyển nổi: (XỬ LÝ NƯỚC THẢI – Hoàng Huệ, trang 122) Trong đó: Qkk: lưu lượng không khí cần cung cấp (m3/s). Qkk = 0,08(m3/s) h: hiệu suất máy bơm. Chọn h = 0,7 p: áp lực của khí nén (at). p = 7,2 (atm) Công suất máy nén khí: Hàm lượng COD sau tuyển nổi (COD giảm 50%) Hàm lượng BOD5 sau tuyển nổi (BOD5 giảm 36%) Hàm lượng SS sau tuyển nổi (SS giảm 90%) IV.5.6. Bể trung gian Nhiệm vụ: Có nhiệm vụ chứa lượng nước thải đã qua giai đoạn tiền xử lý và lượng nước thải sinh hoạt từ bể tự hoại, điều hoà lưu lượng, đảm bảo cho bơm nước thải vào bể sinh học hoạt động liên tục. Lưu lượng và thành phần của nước thải khi vào bể trung gian Nước thải khi vào bể trung gian bao gồm nước thải sinh hoạt từ bể tự hoại và nước thải sản xuất đã qua các giai đoạn tiền xử lý. Lưu lượng nước thải: Trong đó: Q1: lưu lượng nước thải từ các khâu sản xuất (m3/ngđ). Q1 = 225 (m3/ngđ) Q2: lưu lượng nước thải sinh hoạt (m3/ngđ). Q2 = 75 (m3/ngđ) Hàm lượng COD, BOD5 và SS có trong nước thải: Aùp dụng định luật bảo toàn vật chất, ta có: COD: Trong đó C1: hàm lượng COD có trong nước thải sản xuất (mg/l). C1 = 446 (mg/l). Q1: lưu lượng nước thải từ các khâu sản xuất (m3/ngđ). Q1 = 225 (m3/ngđ). C2: hàm lượng COD có trong nước thải sinh hoạt (mg/l). C2 = 350 (mg/l). Q2: lưu lượng nước thải sinh hoạt (m3/ngđ). Q2 = 75 (m3/ngđ). C: hàm lượng COD tổng cộng của nước thải (mg/l). Q: lưu lượng nước thải (m3/ngđ). Q = 300 (m3/ngđ). => BOD5: Tương tự, ta có hàm lượng BOD5 tổng cộng của nước thải khi vào bể trung gian: Trong đó C3: hàm lượng BOD5 có trong nước thải sản xuất (mg/l). C3 = 474 (mg/l). Q1: lưu lượng nước thải từ các khâu sản xuất (m3/ngđ). Q1 = 225 (m3/ngđ). C4: hàm lượng COD có trong nước thải sinh hoạt (mg/l). C4 = 175 (mg/l). Q2: lưu lượng nước thải sinh hoạt (m3/ngđ). Q2 = 75 (m3/ngđ). CBOD5: hàm lượng BOD5 tổng cộng của nước thải (mg/l). Q: lưu lượng nước thải (m3/ngđ). Q = 300 (m3/ngđ). SS: Tương tự, ta có hàm lượng SS tổng cộng của nước thải khi vào bể trung gian: Trong đó C5: hàm lượng SS có trong nước thải sản xuất (mg/l). C3 = 143 (mg/l). Q1: lưu lượng nước thải từ các khâu sản xuất (m3/ngđ). Q1 = 225 (m3/ngđ). C6: hàm lượng SS có trong nước thải sinh hoạt (mg/l). C6 = 121 (mg/l). Q2: lưu lượng nước thải sinh hoạt (m3/ngđ). Q2 = 75 (m3/ngđ). CSS: hàm lượng SS tổng cộng của nước thải (mg/l). Q: lưu lượng nước thải (m3/ngđ). Q = 300 (m3/ngđ). Tính toán: Thể tích bể trung gian Trong đó: t: thời gian lưu nước tại bể. t = 10 ¸ 30 phút, => chọn t = 20 phút. => Chọn chiều sâu hữu ích h = 1,2 (m), chiều cao an toàn h1 = 0,3 (m) => Chiều cao tổng cộng: H = h + h1 = 1,2 + 0,3 = 1,5(m) Chọn bể trung gian có tiết diện ngang là hình vuông trên mặt bằng, => diện tích của bể trung gian: => Chiều rộng bể = chiều dài bể => B = L = Kích thước bể L x B x H = 2 x 2 x 1,5 (m) Chọn loại bơm nhúng chìm đặt tại bể trung gian có Qb = , cột áp H = 8 ¸ 10 (m) Bảng 20: tóm tắt các thông số của bể trung gian STT TÊN THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ 1 Chiều dài bể(L) m 2 2 Chiều rộng bể (B) m 2 3 Chiều cao tổng cộng (H) m 1,5 4 Chiều cao công tác m 1,2 5 Thời gian lưu nước Phút 20 IV.5.7. Bể UASB Nhiệm vụ: Giảm thiểu các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học có trong thành phần của nước thải. Tính toán: Hàm lượng bùn nuôi cấy ban đầu CSS = 30 kgSS/m3 Tỷ lệ của bùn trong bể = 0,75 Tải trọng bề mặt phần lắng LA = 12 m3/m2.ngày Ơû tải trọng thể tích Lo = 3kgCOD/m3.ngày. hiệu quả khử COD đạt 65%, và BOD5 đạt 75% Lượng bùn phân hủy kị khí cho vào ban đầu có TS = 5% Y = 0,04 gVSS/g COD kd = 0,025 ngày-1 qc = 60 ngày (35¸100 ngày) Diện tích bề mặt phần lắng: Thể tích ngăn phản ứng bể: Trong đó: Co: hàm lượng COD sau tuyển nổi. Co = 422 (mg/l) LCOD: tải trọng thể tích. LCOD = 3 kg COD/m3.ngày Chọn n = 10 đơn nguyên hình vuông, => cạnh của mỗi đơn nguyên: Chiều cao phần phản ứng: Giả sử chiều cao phểu thu khí hp = 1,5 (m), chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 (m) => chiều cao bể tổng cộng Htc = H + hp + hbv = 1,7 + 1,5 + 0,5 = 3,7 (m) Giả sử mỗi đơn nguyên gồm 2 phễu thu khí. mỗi phễu có chiều cao 1,5 (m) (giới hạn 1,5 ¸ 2 m). Đáy phễu thu khí có chiều dài = cạnh đơn nguyên => l = W = 1,6 (m), chiều rộng B = 0,65 (m). Diện tích bề mặt khe hở giữa các phễu thu khí: Trong đó: A: diện tích bề mặt bể Akh: diện tích khe hở giữa các phễu thu khí Ap: diện tích đáy phễu thu khí. Giá trị nằm trong khoảng 15 ¸ 20 (%) Giả sử mỗi đơn nguyên có 10 ống phân phối vào, diện tích trung bình cho mỗi đầu phân phối: Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể (TS = 5%) (tấn) Trong đó: CSS: hàm lượng bùn trong bể (kg/m3). CSS = 30 (kg/m3) V: thể tích ngăn phản ứng (m3). V = 42,2(m3) TS: hàm lượng chất rắn trong bùn nuôi cấy ban đầu (%). TS = 5(%) Hàm lượng COD của nước thải sau xử lý kị khí (giảm 65%) Hàm lượng BOD5 của nước thải sau xử lý kí khí (giảm 75%) Lượng sinh khối hình thành mỗi ngày: Thể tích khí mêtan sinh ra mỗi ngày: Trong đó: VCH4: thể tích khí mêtan sinh ra ở điều kiện chuẩn (0oC, 1atm) Q: lưu lượng bùn vào bể kị khí (m3/ngày) PX: sinh khối tế bào sinh ra mỗi ngày (kg VS/ ngày) 350,84: hệ số chuyển đổi lý thuyết lượng khí mêtan sản sinh từ 1 kg BOD5 chuyển hoàn toàn thành khí mêtan và CO2 (l CH4/kg BOD5) Lượng bùn dư bơm ra mỗi ngày: Lượng chất rắn từ bùn dư: Bảng 21: tóm tắt các thông số của bể UASB STT TÊN THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ 1 Chiều cao phễu thu khí (hp) m 1,5 2 Chiều cao phần phản ứng (H) m 1,7 3 Chiều cao tổng cộng (Htc) m 3,7 4 Chiều cao bảo vệ(hbv) m 0,5 5 Chiều rộng phễu thu khí (l) m 0,65 6 Chiều dài đáy phễu thu khí (B) m 1,6 IV.5.8. Bể Aerotank Nhiệm vụ: Loại bỏ các chất hữu cơ ( BOD, COD), các chất lơ lửng bằng các phản ứng sinh hoá thông qua hoạt động sống của các vi sinh vật có trong nước thải. Các chất hữu cơ là thức ăn của các vi sinh vật sẽ được chuyển hoá thành CO2, H2O và sinh khối mới. Không khí (O2) được cung cấp đủ và nước thải hoà trộn đều với bùn hoạt tính đảm bảo môi trường cho vi sinh vật phát triển tốt. Sơ đồ làm việc của bể Aerotank: Trong đó : Q, Qr, Qw, Qe : Lưu lượng nước thải đầu vào, lưu lượng bùn tuần hoàn, lưu lượng bùn xả và lưu lượng nước thải đầu ra, m3/ngày. X0, X, Xr, Xe : hàm lượng cặn lơ lửng đầu vào, hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aerotank, hàm lượng SS của lớp bùn tuần hoàn và hàm lượng bùn sau khi qua bể lắng 2, mg/L. S0, S : Nồng độ chất nền (tính theo BOD5) ở đầu vào và nồng độ chất nền sau khi qua bể lắng 2, mg/L. Tính toán: Các thông số tính toán: Lưu lượng nước thải: Q = 300 (m3/ng.đ) COD = 148 (mg/l) BOD5 = 100 (mg/l) Tỷ lệ Nhiệt độ nước thải: 25oC Nước thải sau khi xử lý BOD £ 30 (mg/l) Nước thải sau khi xử lý COD £ 60(mg/l) Hàm lượng cặn lơ lững: 80 (mg/l) gồm 65% là cặn hữu cơ. Lượng bùn hoạt tính trong nước thải đầu vào bể (nồng độ vi sinh vật ban đầu): Xo = 0 Các thông số vận hành Nồng độ bùn hoạt tính trong bể: X = 3000 (mg/l). Nồng độ bùn tuần hoàn tức là nồng độ bùn cặn ở đáy bể lắng 2 (tính theo chất rắn lơ lững), chọn = 10000 (mg/l) Thời gian lưu của bùn hoạt tính trong bể (tuổi của cặn) qc = 10 ngày. Độ tro của cặn hữu cơ lơ lững ra khỏi bể lắng z = 0,3 (70% là cặn bay hơi). Thông số động học Y = 0,4 và Kd = 0,06 (ngày) Nước thải có đủ chất dinh dưỡng và có các khoáng chất ở nồng độ rất nhỏ. Bể hoạt động theo chế độ xáo trộn hoàn toàn. Xác định hiệu quả xử lý Lượng cặn hữu cơ ra khỏi bể lắng Lượng cặn hữu cơ tính theo COD Lượng BOD5 có trong cặn ra khỏi bể lắng Lượng BOD5 hòa tan ra khỏi bể lắng bằng tổng BOD5 cho phép ở đầu ra trừ đi lượng BOD5 có trong cặn lơ lững. Hiệu quả xử lý COD Hiệu quả xử lý BOD5 hòa tan Hiệu quả xử lý theo BOD5 Tính thể tích bể Aerotank Trong đó: Q: lưu lượng nước thải vào bể (m3/ng.đ). Q = 300(m3/ng.đ) So: nồng độ BOD5 đầu vào (mg/l). So = 100 (mg/l). S: nồng độ BOD5 còn lại sau xử lý (mg/l). S = 16,82(mg/l) X: nồng độ bùn hoạt tính trong bể (mg/l). X = 3000 (mg/l) => Chọn V = 30 (m3). Chọn thông số của bể * h1 = 2,5 (m) => diện tích bể: * Chọn B = 3 (m) và L = 4 (m). * Chiều cao dự trữ của bể: h2 = 0,5 (m) => chiều cao thiết kế: => Thể tích thực của bể: Thời gian lưu nước lại trong bể Lượng bùn hữu cơ sinh ra khi khử BOD5 đến 83,18% Tốc độ tăng trưởng của bùn hoạt tính: Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày Tổng lượng cặn lơ lững theo độ tro của cặn z = 0,3 Lượng cặn phải xả đi hàng ngày Lưu lượng xả bùn: Trong đó: V: thể tích bể aerotank (m3). V = 30 (m3). X: nồng độ SS trong hỗn hợp bùn hoạt tính ở bể aerotank. X = 3000 (mg/l) q: thời gian lưu bùn. q = 10 ngày. Qra = Qvào = 300 (m3/ng.đ): lưu lượng nước thải ra khỏi bể lắng. XT = (1-z)*10000 = 7000 (mg/l) Xra: nồng độ chất rắn lơ lững dễ bay hơi ra khỏi bể lắng. Xra = 0,7 * b = 0,7 * 19,5 = 13,65 (mg/l) (0,7 là tỷ lệ lượng cặn bay hơi trong tổng hữu cơ, cặn không tro). => Tính hệ số tuần hoàn: Từ phương trình cân bằng vật chất cho bể lắng 2 (xem như lượng chất hữu cơ bay hơi ở đầu ra của hệ thống không đáng kể), ta có: => => Hệ số tuần hoàn Thời gian tích lũy cặn (tuần hoàn toàn bộ) không xả cặn ban đầu Sau khi hệ thống hoạt động ổn định, lượng bùn hữu cơ xả ra hàng ngày: Trong đó: * Cặn bay hơi: * Cặn bay hơi trong nước thải đã xử lý ra khỏi bể lắng = Qra * Xra => => Tổng cặn hữu cơ sinh ra: Xác định lưu lượng tuần hoàn QTH Để nồng độ bùn trong bể luôn giữ ở X = 3000 (mg/l) => Tỷ số F/M Tỷ lệ BOD5 có trong nước thải và bùn hoạt tính (mg BOD5/mg bùn) Trong đó: * So: lượng BOD5 trong nước thải đầu vào (mg/l). So = 100 (mg/l) * q: thời gian lưu nước trong bể aerotank. q = 0,1 (ngày) Lượng oxy cần thiết Tính lượng oxy cần thiết cung cấp cho bể aerotank để khử hàm lượng BOD (tham khảo công thức 6.15 – TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XLNT – Trịnh Xuân Lai, trang 105) Trong đó: Q: 300 (m3/ng.đ) So: 100 (mg/l) S: 16,82 (mg/l) No: tổng hàm lượng Nitơ đầu vào. No = 32,2 (mg/l) N: tổng hàm lượng Nitơ đầu ra. No = 6 (mg/l) (TCVN 6984-2001 tiêu chuẩn nước thải công nghiệp vào vực nước sông dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh) Px: lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày, Px = 6,5 (kg/ng.đ) 1,42: hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD 4,57: hệ số sử dụng oxy khi oxi hoá NH4+ thành NO3- => Do cần duy trì lượng oxy hòa tan trong bể là 2 (mg/l) => lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể là: (TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XLNT – Trịnh Xuân Lai, trang 106) Trong đó: CS25: nồng độ oxy bảo hoà trong nước. CS25 = 9,08 (mg/l) CL: nồng độ oxy hoà tan cần duy trì trong công trình, khi xử lý nước thải thường lấy CL = 1,5 ¸ 2 (mg/l) => Chọn CL = 2 (mg/l) t: nhiệt độ bất lợi nhất. t = 25oC a: hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào bước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, hình dáng bể, thiết bị làm thoáng, có giá trị a = 0,6 ¸ 0,94. Chọn a = 0,7 (TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XLNT – Trịnh Xuân Lai, trang 106) => => Lượng oxy trung bình cần sử dụng cho bể là: Lượng không khí cần thiết: Trong đó: OCt: lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể. OCt = 96,89 (kg O2/ng.đ) f: hệ số an toàn. Thường lấy f = 1,5 ¸ 2. Chọn f = 1,5 OU: công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối. * Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 170 mm, đường kính bề mặt F = 0,02 (m2), cường độ khí 200 (lít/phút.đĩa). * Khi dùng hệ thống thổi khí, chiều sâu của bể lắng từ 3 ¸ 7 (m) để tăng cường khả năng hoà tan của khí. Với thể tích cần thiết của bể là 100 (m3), ta chọn độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối là h1 = 2,3 (m). Trong đó độ sâu hữu dụng của bể là h2 = 2,5 (m). * Với nồng độ bùn hoạt tính Ou = 7 (g O2/m3.m) (ở điều kiện trung bình). => => Số đĩa cần phân phối trong bể: Chọn số lượng đĩa là: 20 đĩa. Kích thước bể Chọn kích thước của bể aerotank như sau: Chiều dài bể L = 4 (m). Chiều rộng bể B = 3 (m). Chiều cao dự trữ trên mặt nước: 0,5 (m). Chiều cao lớp nước trong bể: 2,5 (m). => H = 3 (m). => Kích thước xây dựng của bể aerotank: L x B x H = 4 x 3 x 3 (m) Bố trí hệ thống sục khí: Hệ thống phân phối khí được chia thành 5 nhánh đặt theo chiều dài của bể, mỗi nhánh có 4 đĩa phân phối khí, tổng cộng là 5 * 4 = 20(đĩa). Để dễ dàng cho việc điều chỉnh lưu lượng khí theo bề dài của bể, ta chia luồng khí đầu vào làm 2 nhánh, mỗi nhánh sẽ chia thành 2 nhánh nhỏ trước khi vào bể. Chọn vận tốc khí trong ống là 10 ¸ 15 (m/s) => Chọn v = 10 (m/s), các đường kính ống được tính như sau: (trang 115, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XLNT – Trịnh Xuân Lai) D1 = 100 (mm) Oáng D2 lại chia làm 2 nhánh nhỏ để gắn đĩa sục khí có đường kính là: => chọn D3 = 30 (mm). Công suất máy nén khí cần thiết cho bể aerotank (XỬ LÝ NƯỚC THẢI – Hoàng Huệ, trang 122) Trong đó: Qkk: lưu lượng không khí cần cung cấp (m3/s). Qkk = 0,06(m3/s) h: hiệu suất máy bơm. Chọn h = 0,7 p: áp lực của khí nén (at). (Công thức 149, trang 122, XỬ LÝ NƯỚC THẢI – Hoàng Huệ) Hc: Aùp lực yêu cầu chung khi tạo bọt khí. * h: mực nước công tác trong bể, h = 2,5 (m) * hd + hc + hp: tổng thất áp lực dọc theo chiều dài, cục bộ và của ống phân phối khí. Chọn hd + hc + hp = 0,8 (m). Hc = 2,5 + 0,8 = 3,3 (m) => chọn Hc = 3 (m) => Công suất máy nén khí: Hàm lượng COD của nước thải sau khi qua bể aerotank (giảm 74%) Hàm lượng BOD5 của nước thải sau khi qua bể aerotank (giảm 75%) Bảng 22: tóm tắt các thông số của bể Aerotank STT TÊN THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ 1 Chiều dài bể (L) m 4 2 Chiều rộng bể (B) m 3 3 Chiều cao tổng cộng (H) m 3 4 Chiều cao công tác (h) m 2,5 5 Thời gian lưu nước (q) giờ 2,4 6 Thời gian lưu bùn (qc) ngày 10 7 Cường độ sục (Qkk) m3/h 239,3 8 Số đĩa thổi khí (N) Đĩa 20 9 Tỷ số F/M MgBOD5/mg bùn.ngày 0,4 IV.5.9. Bể lắng II: Nhiệm vụ: Bể lắng II có nhiệm vụ giữ lại phần rắn trong quá trình bùn hoạt tính, tức là các bông bùn sau xử lý. Bể lắng II được xem như là một phần hợp nhất của quá trình bùn hoạt tính nên quá trình tính toán thiết kế có liên quan chặt chẽ với nhau. Bể có cấu tạo đơn giản nên vốn đầu tư ban đầu thấp. Vận hành dễ. Không cần năng lượng cho dàn quay thu gom cặn. Mục tiêu thiết kế của bể lắng: Loại bỏ cặn tốt. Tháo cặn dễ dàng. Thông số thiết kế: Q = 300 (m3/ng.đ) = 12,5 (m3/h) = 0,00347 (m3/s). Nồng độ bùn trong bể chính là nồng độ bùn hoạt tính. X = 3000 (mg/l). Độ tro của bùn hoạt tính. z = 0,3 (70% là cặn bay hơi) Nồng độ bùn hoạt tính của dòng tuần hoàn. Xr = 10000 (mg/l) Tính toán: Diện tích vùng lắng: a : Tải trọng thủy lực của bể, chọn a = 13,75(m3/m2.ngày.đêm) (Theo bảng 9-1, Sách XLNT – Trịnh Xuân Lai) Diện tích bề mặt của bể lắng tính cả biện tích buồng phân phối trung tâm: Fbể = F*1,1 = 21,82 * 1,1 = 24 (m2) Chọn bể vuông: B x L = 5,0 x 5,0 (m) Chọn chiều cao tổng cộng của bể lắng: H = 2,5m Trong đó : Chiều cao dự trữ trên mặt thoáng: h1 = 0,3m Chiều cao phần hình trụ chứa nước: h2 = 1,2m Chiều cao phần hình chóp (góc nghiêng 470): h3 = 0,75m Kích thước đáy hình chóp: hch x bch = 0,5 x 0,5 m Thể tích phần dự trữ:V1 = 5 x 5 x 0,3 = 7,5 m³ Thể tích phần hình trụ chứa nước: V2 = 5 x 5 x 1,2 = 30 m³ Thể tích phần hình chóp: V3 = 1/3 x (5 x 5 – 0,5 x 0,5) x 0,75 = 6,19 m³ Thể tích bể lắng: V = V1 + V2 + V3 = 7,5 + 30 + 6,19 = 43,69 m³ Thời gian lưu nước Lưu lượng nước và bùn đi vào bể: QT = Q*(1+a) = 300*(1+0,6) = 480(m3/ngày) =20 m³/h Thể tích vùng chứa nước và bùn: V = V2 + V3 = 30 + 6,19 = 36,19 m³ Thời gian lưu nước: Vận tốc lắng (Công thức 9-8, trang 150,Sách XLNT – Trịnh Xuân Lai) Trong đó: Q : Lưu lượng nước cần xử lý, Q = 12,5 (m3/h) a : Hệ số tuần hoàn bùn, a = 0,6 C0: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể aerotank, C0 = mg/l Ct: Nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn, Ct = 10000mg/l FL : diện tích vùng lắng, FL = 21,82m2 Tính ống trung tâm Đường kính buồng phân phối trung tâm: Dtt = 0,1*B = 0,1* 5 = 0,5(m) Diện tích buồng phân phối trung tâm: Đường kính ống loe: Chọn d1 = 1,35*Dtt = 1,35*0,5 = 0,675(m) Chiều cao ống loe: h2 = 1,35* Dtt = 1,35* 0,5 = 0,675(m) Đường kính tấm chắn ống trung tâm: dtc = 1,3*d1 = 1,3* 0,675 = 0,87(m) Góc nghiêng a = 170. Khoảng cách từ tấm chắn đến ống loe: Chiều cao buồng phân phối trung tâm: Htt = 1,5 (m) Tính máng thu nước Chiều dài máng (bằng 80% chiều dài bể): l = 0,8* 5 = 4(m) Tổng chiều dài máng: L = 5 * 4 = 20(m) Tải trọng thu nước lên 1m chiều dài máng: Chọn tấm thu nước hình răng cưa, kích thước như sau: Chiều cao máng răng cưa, chọn Hmáng = 250mm Chiều rộng hình chữ V là 60mm Chiều cao hình chữ V là 60mm Khoảng cách giữa hình chữ V là 40mm. Tính ống dẫn nước Lưu lượng nước đi vào bể: QT = Q*(1+a) = 12,5* (1+ 0,6) = 20(m3/h) = 0,0055 (m3/s) Vận tốc nước trong ống, chọn v = 0,2 (m/s) Đường kính ống dẫn nước vào bể: Chọn ống có D = 188mm Hàm lượng SS của nước thải sau khi qua bể lắng II (giảm 80%) Bảng23: tóm tắt các thông số của bể lắng đợt II STT TÊN THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ 1 Cạnh bể (L = B) m 5 2 Đường kính ống trung tâm (d) m 0,5 3 Chiều cao tổng cộng (H) m 2,5 4 Đường kính miệng loe m 0,675 5 Chiều dài máng thu (L) m 4 6 Đường kính tấm chắn trung tâm m 0,87 7 Chiều cao buồng phân phối trung tâm m 1,5 8 Đường kính ống dẫn nước vào bể mm 188 IV.5.10. Bể tiếp xúc Nhiệm vụ: Sau khi qua bể lắng II, nước thải đã được kiểm soát các chỉ tiêu về hóa lý, giảm được phần lớn vi sinh vật gây bệnh có trong nước thải, nhưng vẫn chưa an toàn cho nguồn tiếp nhận. Do đó cần có khâu khử trùng trước khi thải ra ngoài . bể tiếp xúc có nhiệm vụ trộn đều hoá chất với nước thải, tạo điều kiện tiếp xúc và thời gian lưu đủ để oxy hoá các tế bào vi sinh vật, đảm bảo đạt hiệu quả khử trùng cao nhất. Hóa chất được chọn để khử trùng là Clorua vôi. Tính toán thiết kế: Bể tiếp xúc được thiết kế sao cho: Đảm bảo điều kiện khuấy trộn, tiếp xúc tốt. Đảm bảo thời gian lưu để phản ứng oxy hoá xảy ra hoàn toàn nhằm đạt hiệu quả khử trùng cao nhất. Đối với trạm xử lý có lưu lượng Q sử dụng Clorua vôi (Ca(ClO)2). Liều lượng Chlorine cần thiết để khử trùng nước thải sau khi qua bể phân hủy sinh học là 5 (g/m3). Hàm lượng Cho hoạt tính trong Clorua vôi 30% đã có tính đến tổn thất trong bảo quản (điều 6.34 và 6.35 Quy phạm tạm thời HC 10-9-72). Liều lượng Clo hoạt tính cần thiết: Trong đó: Vbồn: dung tích bồn pha hóa chất Q: lưu lượng nước thải đem xử lý, Q = 300 (m3/ng.đ) = 12,5 (m3/h). t: thời gian giữa hai lần pha hóa chất. Chọn t = 24 (giờ) p: nồng độ dung dịch Clo trong thùng pha trộn. P = 5% j: khối lượng riêng của dung dịch Ca(ClO)2. j = 1 (kg/l) = 106 (g/m3) => Chọn 2 bồn pha hóa chất bằng nhựa để luân phiên sử dụng trong quá trình hoạt động, trên thị trường có thùng loại 250 (l) => chọn 2 thùng, mỗi thùng có dung tích 250 (l) => Vbồn = 0,25 (m3) Xác định bồn pha hóa chất được tính như sau Trong đó: V: thể tích bồn (m3). V = 0,25 (m3) D: đường kính bồn (m) H: chiều cao bồn (m). Chọn H = 1 (m) => Xác định kích thước cánh khuấy Chiều dài cánh khuấy được tính từ trục quay và được xác định từ 0,4 ¸ 0,45 bề rộng của bể: Chọn Diện tích bản cánh lấy bằng (0,1 ¸ 0,2) m2/m3 dung tích bể. Chọn Sc = 0,1 Wh. Bề rộng bản cánh Chọn b = 60 (mm) Bề dày bản cánh chọn bằng 3 (mm) Chiều cao trục cánh khuấy = chiều cao bồn + trục động cơ – khoảng cách từ cánh khuấy đến đáy bồn. Chiều dài trục khuấy = 1+ 0,25 – 0,3 = 0,95 (m) Bảng 24: tóm tắt các thông số của bồn pha hoá chất STT TÊN THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ 1 Diện tiùch bồn pha hoá chất l 250 2 Đường kính bồn m 0,6 3 Đường kính cánh khuấy m 0,24 4 Bề rộng bản cánh mm 60 5 Chiều cao trục cánh khuấy m 0,95 6 Bề dày bản cánh mm 3 Thể tích bể tiếp xúc Trong đó: Q: lưu lượng nước thải đem xử lý (m3/h). Q = 12,5 (m3/h) T: thời gian lưu nước trong bể tiếp xúc (phút). t = 30 phút. Kích thước bể tiếp xúc Bề rộng bể tiếp xúc: Trong đó: h: chiều cao bể tiếp xúc (m). Chọn h = 1,7 (m) L: chiều dài bể tiếp xúc (m). chọn L = 4 (m) Chọn chiều cao bảo vệ là 0,3 (m) => chiều cao tổng cộng: H = 1,7+ 0,3 = 2 (m) Xác định khoảng cách giữa các vách ngăn: Chiều dài vách ngăn của bể: chọn B1 = 1,5 (m) Chọn 3 vách ngăn trong bể, n = 3 Khoảng cách giữa các vách ngăn: Trong đó: L là chiều dài của bể tiếp xúc (m). L = 4(m). Tính ống dẫn nước Lưu lượng nước tính toán: Qtbh = 12,5m3/h = 0,0035m3/s Chọn vận tốc, v = 0,2m/s è Chọn ống có D = 168mm Hình Bảng 25: tóm tắt các thông số của bể tiếp xúc STT TÊN THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ 1 Chiều dài bể (L) m 4 2 Chiều rộng bể (B) m 1 3 Chiều cao tổng cộng (H) m 2 4 Chiều cao công tác (h) m 1,7 5 Chiều dài vách ngăn (B1) m 1,5 6 Khoảng cách giữa các vách ngăn (l) m 1 IV.5.11. Bể chứa bùn Nhiệm vụ Tiếp nhận lượng bùn tươi và đồng thời tiếp nhận lượng bùn hoạt tính dư từ bể lắng 2 đưa đến. Tính toán Bể chứa bùn gồm hai ngăn: ngăn chứa bùn tuần hoàn và ngăn chứa bùn dư. Ta có lượng bùn chảy tràn sang ngăn chứa bùn dư là Qxả = 0,7 (m3/ng.đ). Lưu lượng bùn đến ngăn chứa bùn tuần hoàn: Qra = 133,6 (m3/ng.đ). Thời gian lưu bùn tại ngăn chứa bùn tuần hoàn là 10 phút. Thời gian lưu bùn tại ngăn chứa bùn dư là 5 giờ. Thể tích ngăn chứa bùn tuần hoàn: Thể tích ngăn chứa bùn dư: Chọn chiều cao bể H = 1 (m) => Diện tích ngăn chứa bùn tuần hoàn: Chọn chiều rộng ngăn B1 = 0,5 (m) => chiều dài ngăn L1 = 1,84 (m) » 2 (m) => Diện tích ngăn chứa bùn dư: Chọn chiều rộng ngăn = chiều dài ngăn: B2 = L2 = 0,5 (m). Kích thước của ngăn chứa bùn tuần hoàn: L1 x B1 x H = 2 x 0,5 x 1 (m) Kích thước của ngăn chứa bùn dư: L2 x B2 x H = 0,5 x 0,3 x 1 (m) Bảng 26: tóm tắt các thông số của ngăn chứa bùn STT TÊN THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ 1 Chiều dài ngăn chứa bùn tuần hoàn (L1) m 2 2 Chiều rộng ngăn chứa bùn tuần hoàn (B1) m 0,5 3 Chiều cao bể(H) m 1 4 Chiều dài ngăn chứa bùn dư (L2) m 0,5 5 Chiều rộng ngăn chứa bùn dư (B2) m 0,5 6 Thời gian lưu bùn tại ngăn chứa bùn tuần hoàn phút 10 7 Thời gian lưu bùn tại ngăn chứa bùn dư giờ 5 IV.6. CHỌN THIẾT BỊ IV.6.1. Chọn bơm Bơm nước thải từ ngăn tiếp nhận sang máy tuyển nổi: Lưu lượng bơm: Q = 12,5m3/h Chiều cao cột nước: h = 5m Tổn thất áp lực dọc đường: hdd = 2,3m Cột áp: H = h+hdd = 5+2,3 = 7,3(m) Chọn bơm chìm có các thông số như sau: Số lượng: 2 bơm Nhà sản xuất: Saer - Italy N = 1,1 kw Q = 18 m3/h H = 8,9 m. Bơm bùn từ bể lắng II Lưu lượng bơm: Q = 6m3/h Chiều cao cột nước: h = 4m Tổn thất áp lực trong ống: hdd = 2,7m Cột áp : H = h+hd = 4+2,7 = 6,7(m) Chọn bơm chìm có các thông số như sau: Số lượng: 2 bơm Nhà sản xuất: Saer - Italy N = 0,55 kw Q = 6 m3/h H = 9 m. Bơm định lượng Chọn bơm định lượng có các thông số như sau: Nhà sản xuất: Blue-White Mỹ Điện 3 phase 220V/50Hz Q = 30 l/h H = 2,1 kg/cm2 N = 45W. IV.6.2. Chọn máy thổi khí Lưu lượng không khí: Qkk = 0,06 m3/s = 3,6 m3/phút Chiều cao cột nước: 4,5 m Chọn máy thổi khí có các thông số như sau: Nhà sản xuất: KFM - Hàn Quốc Speed 2100 rpm Qkk = 7,91 m3/phút H = 0,5 kg/cm² N = 5,5 kW. IV.6.3. Đĩa thổi khí Đường kính 10 inch Nhà sản xuất: SSI Mỹ IV.6.4. Chọn thùng hóa chất Thùng PVC 300 lít Nhà sản xuất: Việt Nam IV.6.5. Ống dẫn nước Ống inox, PVC và các phụ kiện được sản xuất tại Việt Nam IV.6.6. Ống dẫn khí Ống inox, PVC và các phụ kiện được sản xuất tại Việt Nam IV.6.7. Hệ thống điện và tủ điện Tủ điện điều khiển các thiết bị. Dây dẫn điện và các phụ kiện được sản xuất tại Việt Nam. Ống PVC bảo vệ dây điện và các phụ kiện kèm theo. IV.7. Kinh tế IV.7.1 Xây dựng cơ bản : TT Công trình Số lượng Đơn giá Thành tiền (đồng) 1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 Song chắn rác Mương vớt mủ cao su Bể tiếp nhận Bể tự hoại Bể trung gian Bể UASB Bể Aerotank Bể lắng 2 Bồn trộn clorua vôi Bể khử trùng Gia cố nền Nhà điều hành 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 - 1 1.500.000 14.250.000 7.120.000 150.000.000 37.500.000 89.200.000 60.000.000 86.360.000 300.000 12.500.000 10.000.000 12.000.000 1.500.000 14.250.000 7.120.000 150.000.000 37.500.000 89.200.000 60.000.000 86.360.000 600.000 12.500.000 10.000.000 12.000.000 Cộng 481.030.000 IV.7.2. Thiết bị : TT Thiết bị Số lượng Đơn giá Thành tiền (đồng) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Bơm ở bể tiếp nhận Bơm ở bể trung gian Bơm định lượng Clo Hệ thống van Đĩa phân phối khí Hệ thống đường ống Thiết bị điện Vận chuyển, lắp đặt Máy thổi khí Máy tuyển nổi 2 2 2 - 20 1 - - 2 1 6.200.000 6.200.000 4.500.000 - 350.000 - - - 32.000.000 150.000.000 12.400.000 12.400.000 9.000.000 10.000.000 7.000.000 30.000.000 30.000.000 10.000.000 64.000.000 150.000.000 Cộng 334.800.000 IV.7.3. Chi phí quản lý, vận hành : Nhân viên vận hành : Số lượng : 2 người. Chi phí : 2 x 2.000.000 đồng/tháng = 4.000.000 đồng/tháng Điện năng : Lượng điện năng tiêu thụ trong 1h STT Tên thiết bị Số thiết bị hoạt động Công suất (kw) Điện năng tiêu thụ (kw/h) 1 Bơm nước thải từ ngăn tiếp nhận sang máy tuyển nổi. 1 1,1 1,1 2 Bơm bùn nước thải từ bể trung gian sang bể UASB. 1 1,1 1,1 3 Bơm bùn trong bể lắng II 1 0,55 0,55 4 Bơm định lượng 1 0,045 0,045 5 Máy tuyển nổi 1 30 30 6 Máy thổi khí 1 5,5 5,5 Tổng  (N, kW) 38,295 Chi phí điện năng tiêu thụ trong ngày: Cđ = N*Gđ*h Trong đó: N : Tổng công suất điện tiêu thụ trong giờ, N = 38,295 kW Gđ : Giá điện sử dụng, Gđ = 1000 (đồng/kW) h : Thời gian sử dụng thiết bị, h = 20 (giờ) Cđ = 38,295 * 1000 * 20 = 765.900 (đồng/ngày) Hoá chất : Lượng chlorine cần dùng: Chi phí hoá chất : 45 x 30.000 đ/kg = 1.350.000 đồng/tháng IV.7.4. Chi phí khấu hao của hệ thống xử lý Chi phí khấu hao phần xây dựng trong 1 năm: Ckxd = 2%* 481.030.000 = 9.620.600 đồng/năm Chi phí khấu hao phần thiết bị trong 1 năm : Cktb = 6%* 334.800.000 = 20.088.000 đồng/năm Chi phí khấu hao trong 1 năm : Cn = Ckxd + Cktb = 9.620.000 + 20.088.000 = 29.708.000 đồng/năm Chi phí khấu hao trong 1 ngày : C4 = Cn/365 = 39.708.000/365 = 81.392 đồng/ngày. Tổng chi phí : 4.000.000 + 22.977.000 + 1.350.000 + 2.441.760 = 30.768.760 đồng/tháng. Giá thành 1m3 nước thải được xử lý : (đồng). KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ˜Y™ Kết luận: Từ quá trình khảo sát, thu thập tài liệu và tiến hành nghiên cứu trên mô hình thí nghiệm xử lý nước thải chế biến cao su của Công ty TNHH SX – TM Vạn Thành (công ty nệm mousse Vạn Thành) có trụ sở chính tại 90/4 Luỹ Bán Bích – Phường Tân Thới Hoà – Quận Tân Phú – TP Hồ Chí Minh. Và phân xưởng sản xuất tại ấp Trạm Bơm, xã Tân Phú Trung – Huyện Củ Chi – TP Hồ Chí Minh, em rút ra một số kết luận sau : Nước thải sản xuất của xí nghiệp có các đặc trưng ô nhiễm cao (pH, BOD, COD, SS,), dễ phân huỷ sinh học, bốc mùi hôi như thường thấy ở loại nước thải cao su. Do đó, việc xử lý nước thải là vấn đề hết sức cần thiết trước khi thải ra nguồn tiếp nhận là các nhánh rạch thuộc lưu vực sông Sài Gòn – nguồn cấp nước chính cho khu vực Thành phố Hồ Chí Minh. Dựa vào tính chất và thành phần nước thải, công nghệ hợp lý đưa ra bao gồm hai giai đoạn chính: xử lý cơ học (song chắn rác ® mướng vớt mủ® bể tiếp nhận ® máy tuyển nổi) và xử lý sinh học (bể UASB ® Aerotank ® lắng 2 ® khử trùng). Nước thải sinh hoạt sau khi qua bể tự hoại được kết hợp xử lý cùng với nước thải sản xuất ở giai đoạn hai (giai đoạn xử lý sinh học). Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn (TCVN 6984-2001). Quy trình công nghệ xử lý có hiệu quả cao, chi phí nằm trong khả năng đáp ứng của Công ty. Kiến nghị: Qua quá trình tìm hiểu và xem xét hiện trạng môi trường tại phân xưởng sản xuất Công ty nệm Vạn Thành, xin có một vài ý kiến đóng góp vào việc bảo vệ môi trường tại Công ty và môi trường xung quanh như sau: Xây dựng hệ thống xử lý nước thải như đã được trình bày trên cho Công ty. Cần kiểm soát hệ thống thoát nước của Công ty, tách riêng hệ thống thoát nước mưa và hệ thống thoát nước thải sản xuất, sinh hoạt để thuận tiện cho việc xử lý nước thải. Tiến hành nghiên cứu áp dụng sản xuất sạch hơn vào các công đoạn sản xuất nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, tiết kiệm nguyên liệu, năng lượng, hóa chất đồng thời giảm nhẹ gánh nặng về môi trường, đặc biệt là vấn đề nước thải.