MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong những thập niên gần đây, ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm nước nói riêng đang trở thành mối lo chung của nhân loại. Vấn đề ô nhiễm môi trường và bảo vệ sự trong sạch cho các thủy vực hiện nay đang là những vấn đề cấp bách trong quá trình phát triển kinh tế, xã hội. Để phát triển bền vững chúng ta cần có những biện pháp kỹ thuật hạn chế, loại bỏ các chất ô nhiễm do hoạt động sống và sản xuất thải ra môi tường. Một trong những biện pháp tích cực trong công tác bảo vệ môi trường và chống ô nhiễm nguồn nước là tổ chức thoát nước và và xử lý nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận.
Chế biến thủy sản ở nước ta là ngành công nghiệp có mạng lưới sản xuất rộng với nhiều mặt hàng, nhiều chủng loại hiện nay có tốc độ tăng trưởng kinh tế rất cao. Tuy nhiên tăng trưởng kinh tế của ngành mới chỉ là điều kiện cần nhưng chưa đủ cho sự phát triển, vì sản xuất càng phát triển thì lượng chất thải càng lớn Các chất thải có thành phần chủ yếu là các chất hữu cơ bao gồm các hợp chất chứa Cacbon, Nitơ, Photpho Trong điều kiện khí hậu Việt Nam chúng nhanh chóng bị phân hủy gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Ví dụ, nồng độ COD trong nước thải công ty chế biến thủy sản các loại khoảng 2000 ¸ 6000 mg/l vượt quá 30 lần tiêu chuẩn cho phép (QCVN 24-2009/BTNMT).
Trong những năm gần đây có rất nhiều khiếu kiện và ý kiến phản ứng của nhân dân về ô nhiễm môi trường do ngành chế biến thủy sản gây ra. Điều này cho thấy ngành chế biến thủy sản đang đứng trước nguy cơ làm suy thoái môi trường, ảnh hưởng không những đến cuộc sống hiện tại mà cả cho thế hệ tương lai.
Và công ty TNHH thủy sản SIMMY cũng là một trong những nguồn gây tác động đến môi trường, chính vì vậy mà đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty chế biến thủy sản SIMMY” được thực hiện nhằm mục đích giải quyết ô nhiễm của nước thải tại công ty giúp công ty phát triển kinh tế cùng với bảo vệ môi trường bền vững.
2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI
Thiết kế công nghệ xử lý nước thải công ty chế biến thủy sản SIMMY với công suất 200 m3/ngày để xử lý nước thải, giảm thiểu tác hại lên môi trường trong điều kiện phù hợp với thực tế của công ty thuỷ sản SIMMY.
3. NỘI DUNG
- Tổng quan về công ty TNHH THỦY SẢN SIMMY
- Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải thủy sản
- Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải thủy sản công ty SIMMY
- Tính toán thiết kế các công trình đơn vị
- Tính toán kinh tế
- Quản lý vận hành
- Kết luận và kiến nghị
4. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
Đề tài được thực hiện dựa trên các phương pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp thu thập tài liệu: dữ liệu được thu thập từ các kết quả nghiên cứu, các tài liệu có liên quan.
- Phương pháp khảo sát thực địa: tiến hành khảo sát về tính chất, thành phần nước thải.
- Phương pháp phân tích: lấy mẫu đo dạc và phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước.
5. PHẠM VI ĐỀ TÀI
Phạm vi ứng dụng của đề tài là ứng dụng xử lý nước thải của công ty thủy sản SIMMY và một số công ty khác nếu có cùng đặc tính chất thải đặc trưng.
6. CẤU TRÚC LUẬN VĂN:
Bao gồm các chương với nội dung như sau
Chương 1 Tổng quan về công ty TNHH thủy sản SIMMY
Chương 2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải thủy sản
Chương 3 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải thủy sản công ty SIMMY
Chương 4 Tính toán thiết kế các công trình đơn vị
Chương 5 Tính toán kinh tế
Chương 6 Quản lý và vận vận hành
Chương 7 Kết luận và kiến nghị
144 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 2220 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Tính toán thiết kế Trạm xử lý nước thải công ty TNHH thủy sản SIMMY, công suất 200m3/ngày đêm, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
hiếu khí + thiếu khí = 54,43 + 26,25 = 80,68 (m3)
Chọn chiều cao của bể: H = 4 (m)
Suy ra: Fhk = 13,6 (m2), Fth = 6,56(m2)
Chọn chiều rộng bể B = 3 (m)
Suy ra: Lhk = 4,53 (m), L tk = 2,2 (m)
Suy ra tổng chiều dài bể: L = 6,73 (m). Chọn L = 6,8(m)
Cách bố trí:
Bể bùn hoạt tính chia làm 3 phần ( chỉnh lại chiều dài của hình vẽ)
Như vậy:
- Thể tích ngăn hiếu khí 1: V1 = 2,8 × 3× 4 = 33,6 (m3)
Thời gian lưu nước trong ngăn này là: t1 = 8,5 (h)
- Thể tích ngăn thiếu khí: V2 = 2 × 3 × 4 = 24 (m3)
Thời gian lưu trong ngăn thiếu khí: t2 = 4,5 (h)
- Thể tích ngăn hiếu khí 2: V3 = 2 × 3 × 4 = 24 (m3)
Thời gian lưu trong ngăn hiếu khí: t3 = 4,5 (h)
- Tính thể tích vật liệu bám dính đặt ngập trong bể
Để tăng hiệu quả xử lý nitrat, tại khu vực thiếu khí ta đặt vật liệu bám dính
Giả sử thể tích vật liệu chiếm 50% bể
Suy ra thể tích ngăn thiếu khí: Vtk còn = 0,5 × 26,25 = 13,125 (m3)
Thời gian lưu nước trong bể hiếu khí bám dính:
T =
Thời gian lưu nước trong bể là: 15 (h)
Tính lưu lượng bùn dư thải ra mỗi ngày :
Hệ số sản lượng quan sát :
Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày
Mbùn = Yobs × Qx ( BODvào – BODra ) + SS × Qx
= 0,333 ×105 × ( 498,75 – 3,65 ) + × (119,78 – 60) × 105
= 23,59 (kg/ngày)
Giả sử hàm lượng bùn hoạt tính lắng ở đáy bể lắng có hàm lượng chất rắn 0,8% và khối lượng riêng là 1,008 (kg/lít). Vậy lượng bùn dư cần xử lý:
Xác định tỷ số bùn tuần hoàn :
S
Hình 4.3. Sơ đồ tỷ số bùn tuần hoàn
Phương trình cân bằng vật chất
Ta có pt cân bằng vật chất trong bể aerotank :
Q.Xo + Qr.Xth = ( Q + Qr ) X
Với Q : Lưu lượng nước thải
Qth : Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn
Xo : Nồng độ VSS ở bể aerotank X = 3000 mg/l
Xth : Nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn
Giả sử Xo = 0 thì pt có dạng : Qth.Xth = ( Q + Qth )X
Chia 2 vế pt cho Q
Đặt α = ( α : tỷ số bùn tuần hoàn )
Lưu lượng bùn tuần hoàn :Qth = 0,75×105 = 78,75 (m3/ngày )
Kiểm tra tải trọng thể tích LBOD và tỉ số F/M)
Tải trọng thể tích :
Tính lượng khí cần thiết cho quá trình bùn hoạt tính :
Theo lý thuyết, lượng oxy cần thiết cho quá trình xử lý nước thải bằng sinh học gồm lượng oxy cần để làm sạch BOD, oxy hóa amoni NH4+ thành NO3-, khử NO3-
OC0: Lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 200C.
Q: Lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/ngày).Q = 105 (m3/ng đ)
S0: Nồng độ BOD5 đầu vào (g/m3): S0 = 498,75 (mg/l)
S: Nồng độ BOD5 đầu ra (g/m3): S = 3,65 (mg/l)
f: Hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD hay BOD20: f = BOD5/COD, thường f = 0,45 – 0,68. chọn f = 0,68
Px: Phần tế bào dư xả ra ngoài theo bùn dư = YbQ(S0 – S).10-3 (kg/ngày).
Px = 0,333 × 105 (498,75 – 3,65).10-3 = 17,31 (kg/ngày)
1,42: Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD
N0: Tổng hàm lượng ni tơ đầu vào (TKN) (g/m 3): N0 = 93,942 (mg/l)
N: Tổng hàm lượng ni tơ đầu ra (g/m3): N = 0,21 (mg/l)
4,57: Hệ số sử dụng oxy kho oxy hóa NH4+ thành NO3-.
Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực tế:
OCttrung bình =
Trong đó:
β: Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước thải thường lấy β = 1.
Csh: Nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ứng với nhiệt độ (T0C) và độ cao của nhà máy so với mặt biển tại nhà máy xử lý (mg/l), 9,08 (mg/l)
Cs20: Nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ở 200C (mg/l), 9,08 (mg/l)
Cd: Nồng độ oxy cần duy trì trong công trình (mg/l). Khi xử lý nước thải thường lấy Cd = 1,5 -2 (mg/l)
α: Hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thoáng, hình dáng và kích thước bể, có giá trị từ 0,6 – 0,94.
Tính lượng không khí cần thiết:
Lượng không khí cần thiết:
= 6,723 (m3/phút) = 6723(l/phút)
Trong đó:
OU = Ou . h: Công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gam oxy cho 1 m3 không khí.
Ou: Công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối tình theo gram oxy cho 1 m3 không khí, ở độ sâu ngập nước h = 1m
h: Độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối, h = 4 (m)
f: Hệ số an toàn, thường từ 1,5 – 2, chọn 1,5.
- Ống dẫn không khí: để dẫn không khí, có thể chọn ống thép không gỉ, ống nhựa gia cường bằng sợi thủy tinh, ống PE hoặc ống nhựa chịu sự thay đổi của nhiệt độ.
- Nếu dùng ống thép và ống gang dẻo phải bọc lớp bảo vệ bên ngoài bằng nhựa than đá epoxit và láng xi măng bên ngoài hoặc phủ lớp nhựa than đá epoxit chống rỉ.
Tốc độ chuyển động không khí trong ống dẫn và qua hệ thống phân phố từ 10 – 15 (m/s). Tốc độ qua lỗ phân phối 15 – 20 (m/s)
Đường kính ống dẫn khí:
Chọn D = 141,1mm - Thép hàn đen - Công Ty Cổ Phần Kim Khí Vật Liệu Xây Dựng.
Từ ống chính chia làm 8 ống nhánh
Lưu lượng khí qua mỗi ống nhánh là
Qnhánh1 =
Đường kính ống nhánh :
Chọn ống thép có đường kính ngoài là 59,9(mm), độ dày: 2,3 (mm)
(Thép hàn đen - Công Ty Cổ Phần Kim Khí Vật Liệu Xây Dựng.)
Áp lực cần thiết của máy nén khí tính theo mét cột nước:
Áp lực của máy nén khí, P được xác định theo công thức:
Hs : độ ngập của thiết bị phân tán khí trong nước, Hs = 4 m
Suy ra:
Công suất máy nén khí:
N = . [2]
Chọn máy nén khí
- Công suất: 10 (kw)
- Hiệu máy nén khí: TCA15T/320
- Dung tích bình chứa khí: 320
- Dòng điện: 380V/ 3 phase
- Kích thước: 184 × 84 × 132
- Khối lượng: 520 (kg)
Số lượng thiết bị khuếch tán khí :
- Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 200 (mm), diện tích bề mặt F = 0,02(m2), cường độ khí 120 l/phút.đĩa = 2(l/s)
Bảng 4.22. Thông số kỹ thuật đĩa phân phối khí
Vật liệu
Thân đĩa ABS + màng cao su
Đường kính
200mm
Công suất Q
2 – 5 (m5/h)
Áp lực nước
5mH2O
Hiệu suất chuyển hóa oxy
30%
Giá bán
90.000 (đ/cái)
Độ sâu ngập nước của đĩa phân phối khí lấy bằng chiều sâu hữu ích của bể H = 4m đặt sát đáy bể.
Suy ra: Số đĩa cần phân phối trong bể :(đĩa)
Chọn số đĩa là 64 (đĩa).
Phân bố:
Phần 1: 40 đĩa, phân thành 5 ống nhánh, mỗi ống nhánh 8 đĩa.
Phần 2: 24 đĩa, phân thành 3 ống, mỗi ống 8 đĩa.
Tính toán ống nước thải
Đường kính ống dẫn nước thải :
- Chọn v = 0,6 (m/s)
-
Chọn ống có đường kính Ф = 75 mm - (PVC) – Công Ty Cổ Phần Nhựa Bình Minh.
Đầu ra của bể bùn hoạt tính sinh trưởng bám dính
SS: giảm 50%, COD: giảm 90%, BOD5: giảm 95%, TN: giảm 40%, TP: giảm 80%, Vi sinh: 90%.
Bảng 4.23. Thông số đầu ra bể bùn hoạt tính sinh trưởng bám dính
Chỉ tiêu
pH
SS
(mg/l)
BOD
(mg/l)
COD
(mg/l)
TN
(mg/l)
TP
(mg/l)
Coliform
MPN/100ml
Chỉ số
6
58,89
29,94
55,9375
56,3652
5,86
2325.104
Bảng 4.24. Thông số bể bùn hoạt tính
Thông số
Đơn vị
Giá trị
Chiều cao bể
Chiều rộng bể
Chiều dài bể
Chiều dài ngăn hiếu khí 1
Chiều dài ngăn hiếu khí 2
Chiều dài ngăn thiếu khí
Vật liệu đệm vi sinh
+ Chiều cao
+ Số lượng
Hệ thống phân phối khí
+ Máy nén khí
+ Đường ống dẫn khí chính (thép)
+ Đường ống dẫn khí nhánh (thép)
+ Đĩa phân tán khí mịn
Đường kính ống dẫn nước thải vào và ra (nhựa PVC)
Đường kính ống tuần hoàn bùn (nhựa PVC)
Hành lang (sắt)
m
m
m
m
m
m
m
m3
kw
mm
mm
mm
mm
m
4,5
3
7,8
3,8
2
2
3
11
141,1
59,9
200
75
75
4.9. BỂ USBF (PHƯƠNG ÁN 2)
Mục đích
Tính toán:
Tham khảo trong tạp chí phát triển KH & CN, tập 9, số 7/2006. Nghiên Cứu Xử Lý Nước Thải Đô Thị Bằng Công Nghệ Sinh Học Kết Hợp Lọc Dòng Ngược USBF (the upflow sludge blanket filter).
(Trương Thanh Cảnh, Trần Công Tấn, Nguyễn Quỳnh Nga, Nguyễn Khoa Việt Trường) Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM
Các thông số động học K, Y, Kd , Ks và μm:
K = 2,18 (ngày-1)
Ks = 238,73 (mg/l)
Y = 0,4 – 0,8 (mgVSS/mg COD), trong trường hợp này ta chọn Y = 0,4
Kd = 0,078 (ngày-1)
µmax = 7,905 (ngày-1)
Bảng 4.25. Các thông số động học
Thông số
Giá trị
F/M
0,01 to >1
MLVSS (mg/l)
4000 - 6000
Hydraulic loading (average to peak ratio)
1 to 6
SVI
80 - 120
SRT days
5 - 70
(Mr. John M. Smith of J.M. Smith & Associates of Cincinnati, Ohio. Mr. Smith)
Tính toán bể USBF
Bảng 4.26. Nồng độ COD đầu vào bể USBF
Chỉ tiêu
pH
SS
(mg/l)
BOD
(mg/l)
COD
(mg/l)
TN
(mg/l)
TP
(mg/l)
Coliform
MPN/100ml
Chỉ số
6-8
119,78
498,75
559,125
93,942
29,3
2325.105
Xác định thể tích ngăn hiếu khí
Tại thời gian lưu nước: tr = 5,9 (h). Hiệu quả chuyển đổi TN sang nitrat và nitrit là gần như 98%, thời gian lưu bùn là 10 (ngày)
Vì vậy chọn tr = 5,9 (h)
Chọn: nồng độ đầu vào bể là: COD = 525 (mg/l)
Phần có khả năng phân hủy sinh học của chất rắn sinh học ở đầu ra :
50 × 0,65 = 32,5 (mg/l)
COD của chất rắn có khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra là :
32,5 × 1,42 = 46,15 (mg/l)
Thông số 1,42 mg O2 tiêu thụ / mg tế bào bị oxi hóa được xác định theo phương trình dưới đây :
C5H7O2N + 5O2 ® 5CO2 + 2H2O + NH3 + Năng lượng
113 mg/L 160 mg/L
1 mg/L 1,42 mg/L
COD của chất rắn lơ lửng đầu ra là :
46,15 × 0,68 = 31,382 (mg/l)
COD hòa tan trong nước ở đầu ra :
CODht = 50 - 31,382 = 18,6 (mg/l)
Như vậy nồng độ COD tan sau xử lý là: 18,6 (mg/l)
Giả sử nồng độ COD tan sau khi xử lý: 18,6 (mg/l)
Nồng độ bùn hoạt tính
X =
Chọn X = 4700 (mg/l)
Thể tích ngăn hiếu khí đáp ứng oxy hóa amoiac
XL: Nồng độ SS có trong bể
Xác định ngăn thiếu khí
Nồng độ nitrat ở dòng ra của ngăn hiếu khí: 98%
Suy ra: NO = 93,942 × 0,98 = 92 (mg/l)
Thử lại bằng
Suy ra: NOr = 93,942 – 0,21 = 93,732 (mg/l)
Tính nồng độ amoni do vi sinh (dị dưỡng) tiêu thụ để tổng hợp tế bào, giả thiết là hàm lượng nitơ trong tế bào chiếm 12%.
= = 19,076(mg/l)
Nồng độ amoniac cần oxy hóa thành nitrat
NO = 93,942 – 18,15- 0,21 = 75,582 (mg/l)
Tính nồng độ nitrat quay vòng về bể thiếu khí từ các dòng hồi lưu: hỗn hợp bùn – nước (Q) và bùn (Q)
Trong đó:
Q1: tốc độ quay vòng bùn: Q1 = 0,75Q
Q2: tốc độ quay vòng bùn – nước: Q2 = Q
Suy ra:
Tính Lượng oxy tương đương với nitrat từ dòng quay vòng hỗn hợp bùn nước với giả thiết là nồng độ oxy hòa tan là 2 (mg/l), nồng độ oxy từ vòng quay bùn bỏ qua:
Tính lượng nitrat từ dòng hồi lưu bùn – nước và bùn về bể xử lý thiếu khí
Nồng độ nitrat sau xử lý chính bằng nồng độ nitrat quay vòng về bể hiếu khí: 28 (mg/l)
Lượng nitrat cần xử lý chính là tổng của lượng nitrat và oxy tương đương nitrat
Thể tích bể thiếu khí:
Trong đó:
X: Nồng độ bùn hoạt tính của giai đoạn khử BOD.
ΡN2: Tốc độ khử NO3- tính bằng mg cho 1 ng bùn hoạt tính trong một đơn vị thời gian ở nhiệt độ T0C.
ρN2T = ρN2200C × 1,09(T – 20) × (1 – DO)
(ngày-1)
Trong đó:
ρN2200C: Tốc độ khử NO3- ở nhiệt độ 200C = 0,10 (mg NO3-/mg bùn hoạt tính ngày.
T: Nhiệt độ nước thải oC
DO: Hàm lượng oxy hòa tan trong bể (mg/l)
Đầu vào NO3- : 49,7 (mg/l)
Tốc độ khử NO3- ở nhiệt độ 180C áp dụng công thức:
Do đó:
Q = Q + 1,75Q = 2,75Q = 4,375 × 2,75 = 12,031 (m3/h)
Suy ra: V = 12,031 × 3,5 = 42,1 (m3)
Tính toán thiết bị khuấy trộn
Dùng máy khuấy chân vịt ba cánh, nghiêng góc 45oC hướng lên trên để đưa nước từ dưới lên trên.
+ Năng lượng truyền vào nước: P = G2×V×µ
Trong đó:
G: giadient vận tốc, G = 160 s-1
V: thể tích bể, V = 42,1 m3
µ : độ nhớt động lực học của nước, ứng với t = 250 C, µ = 0,9.10-3 (Ns/m2)
Suy ra: P = 1602 × 42,1 × 0,9.10-3 = 0,97 (kw)
Hiệu suất động cơ = 0,8
Công suất động cơ là: N = = 1,21(kw) = 2(Hp)
Chọn mấy khuấy công suất 1,21 (kW).
+ Số vòng quay:
Giả sử motour – hộp số có sẵn trên thị trường gồm các dạng sau :
Bảng 4.27 Thông số động học
Tốc độ quay (vòng/phút)
Công suất (kW)
30, 45, 70, 110, 175
45, 70, 110, 175
45, 110, 175
45, 110, 175
70, 110, 175
0,37
0,56
0,75
1,12
1,5
Chọn số vòng quay: 70 (vòng/phút)
+ Đường kính cánh khuấy:
Trong đó :
P : Năng lượng khuấy, P = 1,5(kW).
g : Gia tốc trọng trường , g = 9,81 (m/s2).
n : Số vòng quay, n = 70 (vòng/phút).
ρ : Khối lượng riêng của nước, ρ = 1000 kg/m3.
Bảng 4.28. Giá trị KT
Loại cánh
Giá trị
Chân vịt 3 lưỡi
0,32
Turbine 4 cánh phẳng
6,3
Turbine 6 cánh phẳng
6,3
Turbine 6 cánh cong
4,8
Bản phẳng, 2 cánh D/W = 4
2,25
Bản phẳng, 2 cánh D/W = 6
1,6
Bản phẳng, 2 cánh D/W = 8
1,15
Chọn loại cánh chân vịt 3 lưỡi: có KT = 0,32
Chọn đường kính cánh khuấy: D = 300 mm
Kiểm tra số Reynold :
Như vậy D và số vòng quay n đã chọn đạt chế độ chảy rối.[5]
Chọn cánh khuấy:
Hiệu HP – 5005
Công suất N = 1,5 (kw)
Giá: 50.000.000 (VNĐ)
Công ty cổ phần HANWA KAKOKI
Xác định ngăn lắng lọc ngược
Tải tọng bùn
=
Ta có nồng độ bùn tuần hoàn: Xth
Tỷ số tuần hoàn bùn: r = 0,75
Suy ra: Xth = 1100 (mg/l)
Với:
- Vmax = 7 m/h
- K = 600 (khi 50 < SVI <150) và đây là thông số phải sử dụng.
Trong trường hợp này 80 < SVI < 120 (thỏa mãn điều kiện)
Nồng độ bùn hoạt tính trong ngăn hiếu khí
C0 =
Nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn: Cth = Xth = 11000 (mg/l)
Ta có CL = (mg/l)
VL được xác định theo công thức:
VL: Vận tốc lắng của bề mặt phân chia ứng với nồng độ CL.
VL = Vmax× =
F =
Tải trọng thủy lực
Vận tốc của nước đi lên trong bể:
V =
Tải trọng bùn
B=
Chiều vao ngăn lăng: chọn H = 3,5 (m)
Dựa vào thể chiều cao lắng: chọn H1 = 1,5 (m)
Chiều cao phần nước trong: H2 = 1,5 (m)
Chiều cao phần chứa cặn: H3 = 0,5 (m)
Chiều cao bảo vệ : hbv = 0,5 (m)
Suy ra thể tích ngăn lắng: V = 3,5 × 10,5 = 36,75 (m3)
Kích thước phần ngăn USBF:
Chiều cao: h = 3,5 (m)
Bề rộng của bể: B = 3,5 (m)
Góc nghiên với đáy bể: φ = 540
Suy ra: thể tích của bể: VUSBF = (½ × h×tan360 × h + ½ ×h × tan360 ×h ) × B
= h2 × 0,726 × 3,5
= 3,52 × 0,726 × 3,5
= 28,5 (m3)
Thời gian lưu nước: t =
Tính toán các tấm chắn trong ngăn:
Các tấm chắn này được đặt nghiêng một góc so với phương ngang một góc 540.
Xác định bề rộng khe hở:
Chọn: chiều rộng khe: Bkhe = 250 (mm)
Kích thước tấm chắn 1:
Chiều dài tấm chắn: L1 = Bbể = 3,5 (m)
Góc nghiên so với phương ngang: φ = 540
Chiều cao H = 3,5 (m)
Suy ra: B1 =
Kích thước tấm chắn 2:
Chiều dài tấm chắn: L2 = Bbể = 3,5 (m)
Gọi chiều cao vùng lắng: h = 1,5 (m)
Chiều cao H = 3,5 (m)
Góc nghiêng so với phương ngang là: φ = 540
Suy ra: B2 =
Kích thước tấm chăn 3:
Chiều dài tấm chắn: L3 = Bbể = 3,5 (m)
Tạo với phương ngang 1 góc 560
Chiều rộng :B3 =
Ta có: h = bkhe ×sin340 = 250 × sin340 = 140 (mm)
=> B3 =3067 (mm)
Kích thước ngăn thiếu khí:
Chiều cao: h = 4 (m)
Đáy ngăn: Dtk = 5 (m)
Bề rộng bể: B = 3,5 (m)
Thời gian lưu nước: t =
Kích thước ngăn hiếu khí:
Chiều cao: h = 4 (m)
Đáy ngăn: Dhk = 6500 (m)
Bề rộng bể: B = 3,5 (m)
Tải lượng COD (τ) là: τ = (kg/m3 COD/ngày)
Tỷ số: F/M = (thỏa mãn)
Tính toán lượng bùn sinh ra và tuần hoàn:
Trong đó:
Yobs = Hệ số sản lượng quan sát
Y = Hệ số năng suất sử dụng cơ chất cực đại, Y = 0,4 (mg bùn hoạt tính/mgBOD)
θc = thời gian lưu bùn: 10 (ngày)
Kd = 0,078 (ngày-1)
Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày theo VSS :
Px(VSS) = Yobs × Qx ( CODvào – CODra )
Px(VSS) = 0,224 ×105 × ( 559,125 – 18,6 ) × 10-3
= 12,71 (kgVSS/ngày)
Tổng lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo SS :
Lượng bùn dư cần xử lí mỗi ngày :
Mdư(SS) = 15,89 – ( 105 × 50 × 10-3 ) = 10,64 (kgSS/ngày)
Lượng bùn dư có khả năng phân hủy sinh học cần xử lí :
Mdư(VSS) = 10,64 x 0,8 = 8,512 (kgVSS/ngày)
Giả sử hàm lượng bùn hoạt tính lắng ở đáy bể lắng có hàm lượng chất rắn 0,8% và khối lượng riêng là 1,008 (kg/lít). Vậy lượng bùn dư cần xử lý:
Lượng bùn sinh ra khi có sự tuần hoàn nước thải có giá trị tương đường với khi chưa tuần hoàn, nên ta chấp nhận giá trị trên cho toàn bộ quá trên tính toán.
Tính toán lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hữu cơ:
Theo lý thuyết, lượng oxy cần thiết cho quá trình xử lý nước thải bằng sinh học gồm lượng oxy cần để làm sạch BOD, oxy hóa amoni NH4+ thành NO3-, khử NO3-
OC0: Lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 200C.
Q: Lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/ngày).Q = 105(m3/ng đ)
S0: Nồng độ BOD5 đầu vào (g/m3): S0 = 498,75 (mg/l)
S: Nồng độ BOD5 đầu ra (g/m3): S = 18,6 (mg/l)
f: Hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD hay BOD20: f = BOD5/COD, thường f = 0,45 – 0,68. Chọn f = 0,68
Px: Phần tế bào dư xả ra ngoài theo bùn dư = YbQ(S0 – S).10-3 (kg/ngày).
Px = 12,71 (kgVSS/ngày)
1,42: Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD
N0: Tổng hàm lượng ni tơ đầu vào (TKN) (g/m 3): N0 = 93,942 (mg/l)
N: Tổng hàm lượng ni tơ đầu ra (g/m3): N = 28 (mg/l)
4,57: Hệ số sử dụng oxy kho oxy hóa NH4+ thành NO3-.
Xác định oxy cần thiết trong điều kiện thực tế:
Giả sử hiệu quả vận chuyển oxy của thiết bị thổi khí là 8%, hệ số khi sử dụng trong thiết kế là 2
Giả sử không khí chứa 23,2% O2 theo trọng lượng và trọng lượng riêng của không khí ở 200C là 0,0118 (kN/m3), lượng không khí yêu cầu theo lý thuyết là:
Lượng không khí yêu cầu với hiệu quả vận chuyển là 8% là:
=2,78(m3/phút)
Lượng không khí cấn thiết để chọn máy nén khí là:
2,78 × 1,5 = 4,17 (m3/phút)
Tính hệ thống phân phối khí:
Số lượng thiết bị khuếch tán khí :
Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 200 (mm), diện tích bề mặt F = 0,02(m2), cường độ khí 120l/phút.đĩa = 2(l/s).
Độ sâu ngập nước của đĩa phân phối khí lấy bằng chiều sâu hữu ích của bể H = 4 m đặt sát đáy bể.
Suy ra: Số đĩa cần phân phối trong bể :(đĩa)
Chọn số đĩa là 40 (đĩa)
Đường kính ống dẫn khí:
Chọn D = 100 mm - Thép hàn đen - Công Ty Cổ Phần Kim Khí Vật Liệu Xây Dựng.
Từ ống chính ta phân làm 2 ống nhánh
Từ ống nhánh ta phân thành 6 ống nhánh
Mỗi ống nhanh phân bố 5 đĩa phân phối khí
Chia làm 5 ống nhánh:
Lưu lượng khí qua mỗi ống nhánh: Qnhánh =
Đường kính ống nhánh 1:
Chọn D = 59,9 (mm) (thép hàn đen)
- Ống dẫn không khí: để dẫn không khí, có thể chọn ống thép không gỉ, ống nhựa gia cường bằng sợi thủy tinh, ống PE hoặc ống nhựa chịu sự thay đổi của nhiệt độ.
- Nếu dùng ống thép và ống gang dẻo phải bọc lớp bảo vệ bên ngoài bằng nhựa than đá epoxit và láng xi măng bên ngoài hoặc phủ lớp nhựa than đá epoxit chống rỉ.
Phân bố :5 ống nhánh, mỗi ống 9 đĩa
k. Tính áp lực khí máy nén:
Vận tốc khí thoát ra khỏi khe hở :10 m/s.
Ap lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén xác định theo công thức :
Hd = hd + hc + hf + H.
Trong đó :
hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn (m).
hc : Tổn thất qua thiết bị phân phối (m).
hf : Tổn thất qua thiết bị phân phối (m). Giá trị này không vượt quá 0,5 (m)
H: chiều cao hữu ích của bể: H = 3,5 (m)
Tổng tổn thất hd và hc không vượt quá 0,4 (m)
Vậy áp lực cần thiết là :
Hd = 0,4 + 0,5 + 3,5 = 4,4 (m)
Áp lực của máy nén khí, P được xác định theo công thức:
Hs : độ ngập của thiết bị phân tán khí trong nước, Hs = 4 m
Suy ra:
Công suất máy nén khí:
N = . [2]
Tính toán ống nước thải , ống dẫn bùn vào bể :
Đường kính ống dẫn nước thải :
Chọn v = 0,6 (m/s)
Chọn ống có đường kính Ф 75mm - (PVC) – Công Ty Cổ Phần Nhựa Bình Minh
Đường kính ống dẫn bùn :
Lưu lượng bùn tuần hoàn: Qbùn th = 97,5 (m3/ngày)
Lưu lượng bùn dư: Qbùn dư = 7,712 (m3/ngày)
Lưu lượng bùn tổng: Qbùn tổng: = 97,5 + 7,712 = 105,212 (m3/ngày)
Thời gian giữa 2 lần bơm bùn trong ngày là: 4 (h)
Suy ra có 6 lần bơm
Thể tích bùn bơm trong 1 lần là: 18(m3)
Thời gian bơm là: 30 (phút)
Suy ra lưu lượng bơm là: Qbom =
Đường kính dẫn bùn tổng = Đường kính dẫn bùn dư:
, chọn D = 200 (mm)
Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn là:
D’’th = 200 (m) (PVC) – Công Ty Cổ Phần Nhựa Bình Minh
Công suất máy bơm bùn
Tính tổn thất cột áp: Hb
Tính tốn thất áp lực: Hb
Tồn thất của một co là: h’ = 0,5 (m)
Ta có tất cả là 4 co: h1 = 4 × 0,5 = 2 (m)
Tổn thất ma sát trong 1 đoạn là h” = 0,4 (m)
Suy ra tổn thất của cả đường ống: h2 = 0,4 × 6 = 2,4 (m)
Tồn thất đường ống: h = 12 (m)
Vậy : Hb = 2 + 2,4 + 12 = 16,4 (m)
Để đảm bảo an toàn: chọn Hb = 18 (m)
N =
Để đame bảo an toàn chọn f = 2
Chọn bơm có công suất: 5,4(kw)
Hiệu bơm: CWT 100
Công suất bơm: 5,5 (kw)
Thiết kế 2 bơm để thay thế khi gặp sự cố.
Đường ống dẫn nước tuần hoàn:
Chọn D”’ = 60 (mm) (PVC) – Công Ty Cổ Phần Nhựa Bình Minh
Đường ống dẫn nước thải ra:
Lưu lượng nước ra: Q = 4,375 (m3/h)
Vận tốc nước: V = 0,6 (m/s).
Suy ra: Dnt ra =
Chọn Dnt ra = 75 (mm) (PVC) – Công Ty Cổ Phần Nhựa Bình Minh
Chọn công suất bơm nước tuần hoàn:
Chọn tổn thất cột áp: Hb = 18 (m)
N =
Chọn công suất bơm: 700 (W)
Thiết kế 2 máy bơm đề phòng gặp sự cố.
Máng phân phối nước ra: máng răng cưa
Máng thu nước được thiết kế theo nguyên tắc máng thu của bể lắng, thiết kế 1 máng thu nước đặt giữa bể chạy dọc theo chiều dài của bể. Vận tốc nước chảy trong máng: 0,1-0,4(m/s).
Chọn Vmáng= 0,15 (m/s)
Diện tích mặt cắt ướt của mỗi máng:
Độ đầy của bể lấy bằng 0,7 chiều cao cao của máng.
Bề rộng của máng bằng 2 lần chiều cao của máng: b = 2h
Sướt = 0,7h × 2h = 1,4h2 = 0,015
Suy ra: h = 0,1035 (m) = 10,35 (cm), chọn h = 300 mm
Bề rộng của máng: b = 2 × 120 = 240(mm) Để đảm bảo an toàn, ta chọn b = 450 mm
Máng được làm bằng thép không rỉ có độ dày là 5mm
Chọn độ dốc máng thu 2%
Máng răng cưa cũng được làm bằng thép không rỉ, máng xẻ khe chữ V, góc đáy 900. Chiếu cao hình chữ V là: 5cm, đáy chữ V là: 10cm, mỗi mét dài có 5 khe chữ V, khoảng cách giữa các đỉnh là 20cm. Chiều cao máng răng cưa là 25cm bao gồm cả chiều cao bắt vít.
Tính công suất bơm bùn và bơm bùn tuần hoàn
Lưu lượng bùn nước tuần hoàn là:
Tỉ số tuần hoàn là 100%
Suy ra: Qth = Q = 105 (m3/ngày)
Bảng 4.29. Thông số thiết kế bể USBF
Thông số
Đơn vị
Giá trị
Chiều cao
Chiều rộng
Chiều dài
Thể tích ngăn hiếu khí
Thể tích ngăn thiếu khí
Thể tích ngăn lắng
Hệ thống phân phối khí
+ Máy nén khí
+ Đường ống dẫn khí chính (thép)
+ Đường ống dẫn khí nhánh (thép)
+ Đĩa khuếch tán khí
Cánh khuấy trong ngăn thiếu khí
Máng thu nước
Đường kính ống thu nước (nhựa PVC)
Đường kính ống thu bùn (nhựa PVC)
Đường kính ống nước tuần hoàn (nhựa PVC)
Đường kính ống thu bùn tuần hoàn (nhựa PVC)
Công suấy bơm bơm nước tuần hoàn
Công suất bơm bơm bùn tuần toàn và thải
Hành lang (sắt
m
m
m
m3
m3
m3
kw
mm
mm
mm
mm
m
mm
mm
mm
mm
w
w
m
4,5
3,5
11500
57,56
42,1
28,5
3,83
100
59,9
200
1,5
240 x 120
75
200
60
200
700
2
4.10. BỂ LẮNG ĐỨNG 2
Diện tích ướt của ống trung tâm:
=
Vtt: Tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm, Vận tốc nước trong ống trung tâm không lớn hơn 30 mm/s, chọn Vtt = 20 (mm/s). [11]
Qtt: Lưu lượng tính toán khi có tuần hoàn
Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng
Với:
- Vmax = 7 m/h
- K = 600 (khi 50 < SVI <150) và đây là thông số phải sử dụng.
Nồng độ bùn hoạt tính trong ngăn hiếu khí
C0 =
Nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn: Cth = 7000 (mg/l)
Ta có CL = (mg/l)
VL được xác định theo công thức:
VL: Vận tốc lắng của bề mặt phân chia ứng với nồng độ CL.
VL = Vmax× =
F =
Tải trọng thủy lực
Vận tốc của nước đi lên trong bể:
V = = 0,194.10-3 (m/s)
Tải trọng bùn
B=
V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng,V = 0,392.10-3 (m/s)
(Thỏa điều kiện V = 0,5 (mm/s). [11].
Diện tích tổng cộng của bể lắng 2:
F = F’ + F” = 0,13 + 3,1 = 3,23 (m2)
Đường kính ống trung tâm:
Chọn D = 400 mm (PVC) – Công Ty Cổ Phần Nhựa Bình Minh
Tính kích thước bể lắng đứng:
Xây dựng bể lắng đứng hình vuông
Nên cạnh bể lắng đứng là: A =
Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng:
Hl = V × t = 0,000194 × 4 × 3600 = 2,7 (m)
Trong đó:
t: Thời gian lắng, t = 4 giờ
V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng,V = 0,000194 (m/s). [11]
Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng được xác định:
Trong đó:
h2: chiều cao lớp trung hòa (m)
h3: chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể
A: chiều rộng của bể lắng, A = 3 (m)
dn: đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0,3 m
α : góc ngang của đáy bể lắng so với phương ngang, α không nhỏ hơn 500, chọn α=500.
Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của vùng lắng và bằng 5,65 m.
Đường kính phần loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đường kính ống trung tâm: Dloe = hloe = 1,35 × D = 1,35 × 0,4 = 0,54 (m)
Đường kính tấm chắn: lấy bằng 1,3 đường kính miệng loe và bằng:
Dtc = 1,3 × Dloe = 1,3 × 0,54 = 0,7 (m)
Góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng ngang lấy bằng 17o. Chiều cao từ mặt dưới của tấm hắt đến bề mặt lớp cặn là 0,3m.
Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng sẽ là:
H = htt + hn + hbv = 2,7 + 1,2 + 0,3 = 4,1m)
Trong đó: hbv: Khoảng cách từ mặt nước đến thành bể, hbv = 0,3 (m). Để thu nước đã lắng, dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể.
Thiết kế máng thu nước đặt theo chu vi vành trong của bể, đường kính ngoài của máng chính là đường kính trong của bể.
Xác định kích thướt máng thu:
Máng thu nước được thiết kế theo nguyên tắc máng thu của bể lắng, thiết kế 1 máng thu nước đặt xung quanh bể. Vận tốc nước chảy trong máng: 0,1-0,4(m/s)
Chọn Vmáng= 0,15 (m/s)
Diện tích mặt cắt ướt của mỗi máng:
Độ đầy của bể lấy bằng 0,7 chiều cao cao của máng
Bề rộng của máng bằng 2 lần chiều cao của máng: b = 2h
Sướt = 0,7h × 2h = 1,4h2 = 0,015
Suy ra: h = 0,1035 (m) = 10,35 (cm),chọn h = 120 (mm)
Bề rộng của máng: b = 2 × 120 = 240 (mm).
Máng được làm bằng thép không rỉ có độ dày là 5mm
Chọn độ dốc máng thu 2%
Máng răng cưa cũng được làm bằng thép không rỉ, máng xẻ khe chữ V, góc đáy 900. Chiếu cao hình chữ V là: 5cm, đáy chữ V là: 10cm, mỗi mét dài có 5 khe chữ V, khoảng cách giữa các đỉnh là 20cm. Chiều cao máng răng cưa là 25cm bao gồm cả chiều cao bắt vít.
Lưu lượng bùn trong bể:
Nồng độ bùn trong bể:
CL: Nồng độ bùn trong bể lắng (mg/l)
Ct: Nồng độ bùn trong dòng bùn tuần hoàn (mg/l), Ct = 7000 (mg/l)
CL = Ct/2 = 7000/2 = 3500 (mg/l)
Suy ra: Cbùn = = 5250 (g/m3) = 5,25 (kg/m3)
Lượng bùn chứa trong bể lắng:
Gbùn = Vbể × Cbùn = 5,73 × 5,25 = 30,0825 (kg)
Kiểm tra lại thời gian lắng nước
Thể tích phần lắng:
Thời gian lắng:
Thể tích phần chứa bùn:
Vb = F × h n = 3,232 × 1,2 = 12,52(m3 )
Thời gian lưu bùn
Qb: lượng bùn xả : 3,534 (m3/ngđ) = 0,147(m3/h)
Qth = 0,75 × 4,375 = 3,28 (m3/h).
Tính toán ống thu bùn
Lưu lượng bùn: Qbùn = Qbùn xả + Qbùn th = 0,147 + 3,28 = 3,427 (m3/h)
Thể tích bùn xả: Vxả = 3,427 × 1,35 = 4,627 (m3)
Thời gian xả: t = 5 (phút)
à Lưu lượng bùn xả trong 5 phút: Q = (m3/phút)
Vận tốc trong đường ống: V = 0,5 (m/s)
Đường kính ống thu bùn
Dthu bùn =
Chọn ống thu bùn có D = 200 (mm) (PVC) – Công Ty Cổ Phần Nhựa Bình Minh
Tính toán đường ống nước thải vào:
- Lưu lượng nước đi vào bể lắng: QL = (1 + 0,75)×Qtb = (1 + 0,75) × 4,375 = 7,66 (m3/h)
- Vận tốc nước đi vào ống trung tâm: chọn V = 30 (mm/s) = 0,03 (m/s) để tạo vận tốc trong ống trung tâm là 20 (mm/s).
- Suy ra đường kính ống nước thải vào:
Dống =
Chọn Dống = 80 (mm) (PVC) – Công Ty Cổ Phần Nhựa Bình Minh
Tính toán công suất máy bơm bùn ra khỏi bể lắng
Tổn thất áp lực: Hb
+ Đường ống dẫn bùn thải: H1
Tồn thất của một co là: h’ = 0,5 (m)
Ta có tất cả là 6 co: h1 = 6 × 0,5 = 3 (m)
Tổn thất ma sát trong 1 đoạn là h” = 0,4 (m)
Suy ra tổn thất của cả đường ống: h2 = 0,4 × 3 = 1,2(m)
Tồn thất đường ống: h = 4 (m)
Suy ra : H1 = 2 + 1,2 + 4 = 7,2 (m)
+ Đường ống dẫn bùn tuần hoàn : H2
Tồn thất của một co là: h’ = 0,5 (m)
Ta có tất cả là 4 co: h1 = 6 × 0,5 = 3 (m)
Tổn thất ma sát trong 1 đoạn là h” = 0,4 (m)
Suy ra tổn thất của cả đường ống: h2 = 0,4 × 6 = 2,4(m)
Tồn thất đường ống: h = 17,8 (m)
Suy ra : H2 = 17,8 + 2,4 + 3 = 23,2 (m)
Vậy : Hb = H1 + H2 = 7,2 + 23,2 = 30,4 (m)
Để đảm bảo an toàn: chọn Hb = 32 (m)
Chọn hệ số an toàn: f = 2
Chọn bơm có công suất N = 7 (kw)
Hiệu: CNT 1001
Công suất: 7,5 (kw) (shinmaywa) – Công Ty TNHH Nhật Anh.
Chuẩn bị 2 bơm, thay phiên nhau hoạt động khi có sự cố.
Bảng 4.30. Các thông số thiết kế
STT
Thông số
Giá trị thiết kế
Đơn vị
1
Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm (f)
0,13
(m2)
2
Diện tích tiết diện ướt của bể lắng (F)
3,1
(m2)
3
Đường kính ống trung tâm (d)
400
(m)
4
Kích thước bể
3 × 3
(m)
5
Chiều cao bể (H)
7,15
(m)
6
Thời gian lắng (t)
4
(h)
7
Kích thước máng thu
240 × 120
(mm)
4.11. BỂ CHỨA BÙN
Mục đích
Tính toán
Lượng cặn tươi từ bể lắng đợt 1 (hay còn gọi bể gạn dầu)
Lưu lượng cặn tạo ra trong ngày là:
Trong đó:
T : thời gian giữa hai lần xả cặn, chọn T = 15(h) , ( theo quy phạm 6 ÷ 24 h).
δ : nồng độ trung bình của cặn đã nén, chọn δ = 25.000( mg/m3). [10].
Cv: hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng, Cv = 640,51 (mg/l)
H : hiệu quả lắng, H = 60%
Lượng bùn hoạt tính dư
Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày
Mbùn = Yobs × Qx ( BODvào – BODra ) + SS × Qx
= 0,333 ×105 × ( 498,75 – 3,65 ) + × (119,78 – 60) × 105
= 23,59 (kg/ngày)
Giả sử hàm lượng bùn hoạt tính lắng ở đáy bể lắng có hàm lượng chất rắn 0,8% và khối lượng riêng là 1,008 (kg/lít). Vậy lượng bùn dư cần xử lý:
Lượng bùn tại lưới chắn rác tinh: 39,2 (mg/l)
Trong đó:
Cv: nồng độ cặn thu được (mg/l)
Q: lưu lượng nước thải, Qmax(m3/ng. đ)
K: hệ số tính đến khả năng tăng lượng cặn do có cỡ hạt lơ lững lớn, k = 1,1
P: độ ẩm của cặn: P = 93%
Giả sử lượng rác thu được: 0,1 (m3/ngày)
Ta có
Tổng lượng bùn đưa vào bể chứa bùn là:
Qbùn = 1,92 + 3,5 + 0,005 + 0,1 = 5,525 (m3/ng.đ)
Thời gian lưu bùn trong bể là 2 (ngày)
Suy ra: V = 11,05 (m3)
Chọn thể tích bể là: 15 (m3)
Chiều cao bể: H = 2,5 (m)
Suy ra: B × L = 2 × 3
Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3 (m)
Vật thể tích xây dựng là: H × B × L = 2,8 × 2 ×3 (m)
4.12. SÂN PHƠI BÙN
Mục đích:
- Sân phơi bùn có nhiệm vụ làm ráo nước trong cặn để đạt đến độ ẩm cần thiết thuận lợi cho vận chuyển và xử lý cặn tiếp theo.
- Tạo hình cho bùn dễ vận chuyển.
Tính toán:
Lượng bùn từ bể lắng 1 (hay còn gọi là bể gạn dầu)
Hiệu quả xử lý cặn lơ lửng đạt 60%, lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày là:
Mtươi = 835,2 (g/m3) × 60% * 200 (m3/ngày) = 100,224 (kg/ngày)
Lưu lượng bùn cần xử lý:
Trong đó:
S: tỷ trọng cặn tươi, S = 1,053 kg/l. [1].
P: nồng độ cặn, P = 5% =0,05 (độ ẩm 95%) (bảng 13-5)
Lượng bùn từ bể lắng II
ở bể Aerotank, lượng bùn dư cần xử lý mỗi ngày là 23,59 kg/ngày
Lưu lượng bùn cần xử lý
Trong đó:
S = 1,005 (bảng 13-1-Trịnh Xuân Lai)
P: nồng độ cặn, P = 1% =0,01 (bảng 13-5)
Lưu lượng bùn xả trong bể UASB là: 0,0127 (m3/ngày)
Thể tích bùn đưa vào sân mỗi ngày là:
Vb = 1,9039 + 2,347 + 0,0127 = 4,2636(m3)
Chỉ tiêu thiết kế: đạt nồng độ cặn 25% (độ ẩm 75%)
Chọn chiều dày bùn 25% là 10 cm, sau 4 tuần (28 ngày) 1m2 sân phơi được lượng cặn: g = V . S . P = 0,1 x 1,4 x 0,25 = 0,035 (tấn) = 35 (kg/28 ngày)
Trong đó:
V = 1m2 x 0,1 = 0,1 m3.
S: tỷ trọng bùn khô, S = 1,4 (bảng 13-1); P = 0,25.
Lượng bùn cần phơi trong 28 ngày
G = 28 x (100,224 + 28,23 + 5 ) = 133,454(kg)
Diện tích sân phơi bùn
, chọn F = 4 (m2)
Diện tích các công trình phụ của sân phơi (đường bao, hố thu nước, trạm bơm, …) lấy bằng 20 % diện tích sân phơi bùn. Tổng diện tích sân phơi: Ftổng = 1,2 × 4 = 4,8(m2)
Ta bố trí: 3 ô, mỗi ô diện tích 1,6 (m2)
Mỗi ô có kích thước: 1,6 × 1 (m). Bùn được thu gom theo chu kỳ, 28 ngày 1 lần
Máy bơm bùn từ bể chứa bùn sang sân phơi bùn
Tại bể chứa bùn: lượng bùn trong 2 ngày 11,65 (m3).
Thời gian bơm bùn là 15 (phút)
Suy ra lưu lượng cần bơm là: Qbùn = 0,0129 (m3/s)
Đường kính ống dẫn bùn: Dbùn = (mm)
Chọn đường ống thu bùn có D = 200 (mm)
Chọn máy bơm bùn:
Tính tốn thất áp lực: Hb
Tồn thất của một co là: h’ = 0,5 (m)
Ta có tất cả là 4 co: h1 = 4 × 0,5 = 2 (m)
Tổn thất ma sát trong 1 đoạn là h” = 0,4 (m)
Suy ra tổn thất của cả đường ống: h2 = 0,4 × 4 = 1,6 (m)
Tồn thất đường ống: h = 5,5 (m)
Vậy : Hb = 2 + 1,6 + 5,5 = 9,1 (m)
Để đảm bảo an toàn: chọn Hb = 11 (m)
Chọn hệ số an toàn f = 2
Suy ra: N = 2 × 1,879 = 3,758 (kw)
Chọn bơm:
Hiệu: CWT 100
Công suất: 5,5 (kw) – (shinmaywa) – Công Ty TNHH Nhật Anh
Đường ống thu nước
- Đặt 3 ống đục lỗ nhánh có đường kính d = 42 (mm), lỗ đục có đường kính d’ = 5mm
- Ống thu nước chính có đường kính D = 60 (mm) (PVC) – Công Ty Cổ Phần Nhựa Bình Minh
Nước này được đưa vào bể điều hòa
Bảng 4.31. Thông số thiết kế sân phơi bùn
Thông số
Giá trị
Hình dạng
Hình chữ nhật
Dài
1,6 (m)
Rộng
1 (m)
Cao
0,7( m)
Chiều cao lớp cát
10(cm)
Chiều cao lớp sỏi
25(cm)
Đường ống thu nước
Đường kính
Độ dốc
60(m)
1%
Chiều cao dung dịch bùn
0,1/2 = 0,05 (m) = 5 (cm)
Chiều cao bảo vệ
0,3 (m)
4.13. BỂ KHỬ TRÙNG
Mục đích: loại bỏ vi sinh gây bệnh đảm bảo chất lượng nước đầu vào môi trường
Tính toán
Tính toán lượng Clo cần thiết. [3]
+ Lượng Clo lớn nhất
= 0,6 (kg/ngày)
= 18 (kg/tháng)
+ Lượng Clo trung bình
Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải được tính theo công thức: =0,315(kg/ngày)=9,45(kg/tháng)
Trong đó:
Q: lưu lượng tính toán của nước thải, Q = 4,375 (m3/h)
a: liều lượng Clo hoạt tính trong Clo nước, nước thải sau khi xử lý sinh học hoàn toàn, a = 3(g/m3).[11].
Để định lượng Clo, xáo trộn Clo hơi với nước công tác, điều chế Clo nước thường ứng dụng thiết bị khử trùng – gọi là Clorator chân không. Đặc tính kỹ thuật của một kiểu Clorator ở nước ngoài được giới thiệu ở bảng dưới đây:
Bảng 4.32. Thông số các thiết bị
Công suất theo Clo hơi (kg/h)
Áp lực nước trước ejector (kg/h)
Độ dâng sau ejector (m cột nước)
Lưu lượng nước (m3/h)
Trọng lượng Clorator
0,08 – 0,72
0,21 – 1,28
0,4 – 2,05
2,5
-
2
37,5
1,28 – 8,1
2,05 – 12,8
3,28 – 20,5
3 – 3,5
5
7,2
37,5
20,5 – 82,5
3 - 4
5
-
-
Để đưa Clo vào nước thải trong giới hạn như đã tính: 0,0162 – 0,0312 (kg/h).
Có thể chọn mua clorator của nước ngoài: 2 Clorator với công suất mỗi clorator: 0,08 – 0,72 (kg/h) (1 clorator công tác và 1 dự phòng)
Để phục vụ cho 2 clorator, cần trang bị 2 bình chứa (balông) trung gian bằng thép để tiếp nhận Clo nước. Từ đó Clo nước chuyển thành Clo hơi và được dẫn vào Clorator
Để chứa Clo nước phục vụ cho bể khử trùng, thường sử dụng các thùng chứa
Dung tích bình clo:
Trong đó: P = trọng lượng riêng của Clo.
Chọn bơm hóa chất
Chọn bơm:
Bơm định lượng Pulsafeeder - Series 100&150 - USA – model 003
Công suất bơm: 12,5 (W)
Lượng hóa chất: 0,47 (l/h)
Khối lượng: 3,63 (kg)
(Nguồn: Công Ty Cổ Phần Kỹ Thuật Môi Trường Khang Ngọc, thietbinganhnuoc.com )
Đặc tính kỹ thuật của thùng chứa Clo. [3]
Bảng 4.33. Đặc tính của thùng chứa clo
Dung tích thùng chứa Clo
Kích thước (mm)
Trọng lượng
lít
Kg Clo
L
l
(kg)
20
25
27
30
33
36
40
45
50
55
25
31
33,5
37,5
41,0
45,0
50
56
62
69
770
925
985
1080
1170
1205
1390
1545
1700
1855
675
825
890
975
1065
1125
1275
1427
1575
1725
35
40,5
43
47
51
55
60
66,5
73
79,5
Chọn loại balong chứa Clo với các đặc tính kỹ thuật như sau:
Dung tích chứa: 20 L
Lượng Clo chứa trong balong: 25 (kg Clo)
Chiều dài L: 770 (mm)
Chiều dài l: 675 (mm)
Trọng lượng của balong chứa Clo: 35 (kg)
Lưu lượng nước Clo lớn nhất trong mỗi giờ được tính theo công thức
Trong đó:
Qmax = Lưu lượng lớn nhất ngày đêm. Q = 8,33 (m3/h)
b = Nồng độ dung dịch Clo hoạt tính trong nước Clo (%), phụ thuộc vào nhiệu độ (toC = 20 - 250C, b = 0,15 - 0,12 %, chọn b = 0,12%
Lượng nước Clo cần thiết cho nhu cầu trạm Clorator được xác định theo công thức:
Trong đó:
q = Lưu lượng nước cần thiết để làm bốc hơi Clo. Khi tính toán sơ bộ lấy bằng 300 – 400 (l/kg), chọn q = 350 (l/kg)
ρ = Lượng nước cần thiết để hòa tan 1 g Clo, L/g (lít nước cho 1g Clo); ρ phụ thuộc vào nhiệt độ của nước thải. Ở đây nhiệt độ ta lấy 200C, chọn ρ = 0,66 (l/g).
Nước Clo từ Clorator được dẫn đến mương xóa trộn bằng loại đường ống cao su mềm nhiều lớp, đường kính ống 60 – 70 mm với vận tốc 1,5 (m/s)
Tính toán máng trộn và bể tiếp xúc
Ta kết hợp vừa xáo trộn và vừa tiếp xúc
Để xáo trộn nước thải với Clo, chọn máng trộn vách ngăn có lỗ để tính toán thiết kế. Thời gian xáo trộn, tiếp xúc clo với nước thải không nhỏ hơn 30 (phút)
Máng gồm 3 ngăn với các lỗ có d = 20 – 100 (mm) .[3]
Chọn Chiều rộng máng: B = 1 (m)
Khoảng cách giữa các vách ngăn: l = 0,5 (m)
Chiều dài tổng cộng của máng trộn với 2 vách ngăn có lỗ:
L = 3×l + 2×δ = 3 × 0,5 + 2×0,1 = 1,7 (m)
Chọn thời gian xáo trộn là 30 phút.
Thời gian nước lưu lại trong máng trộn:
Suy ra: H1 =
Chọn chiều cao bảo vê: Hbv = 0,3 (m)
Suy ra: chiều cao tổng cộng của bể: H = H1 + Hbv = 1,452 + 0,3 = 1,752 (m)
H1: Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ nhất
Số hàng lỗ theo chiều đứng:
Có: H1 = 2d× (nd – 1) + d
è nd = (lỗ), chọn nđ = 40 (lỗ)
Số hàng lỗ theo chiều ngang: Có: B = 2d(nn – 1) + 2d
è nn = =25(lỗ), Chọn 12 (lỗ)
Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ 2
H2 = H1 + h = 1,452 + 0,13 = 1,582 (m)
Trong đó: h: Tổn thất áp lực qua các lỗ của vách ngăn thứ 2.
Trong đó: v: Tốc độ chuyển động của nước qua lỗ. Chọn v = 1 (m/s)
μ : Hệ số lưu lượng: μ = 0,62 . [3].
Chiều cao xây dựng: H = H2 + Hbv = 1,582 + 0,3 = 1,882 (m), chọn H = 2 (m).
Bảng 4.34. Thông số thiết kế bể khử trùng:
STT
Thông số
Kích thước
Đơn vị
1
Chiều dài
m
1,7
2
Chiều rộng
m
1
3
Chiều cao
m
2
4
Thời gian lưu
(Phút)
30
Chú ý
Liều lượng clo hoạt tính sẽ điều chỉnh trong quá trình quản lý để đảm bảo liều lượng clo trong nước sau bể tiếp xúc không nhỏ hơn 1,5mg/l.
Thiết bị clo của trạm xử lý phải đảm bao khả năng tăng liều lượng clo lên 1,5 lần.
CHƯƠNG 5: TÍNH KINH TẾ
CHI PHÍ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
Giá tường bêtông cốt thép
Độ sụt 6 - 8 (Đá 1-4)
970.000 (VNĐ/m3)
Mác 250
5.1. HẦM BƠM
Thiết bị
Vật liệu
số lượng
Đơn vị
Đơn giá (vnđ)
Thành tiền (vnđ)
Tường bê tông cốt thép
Mac 250
5,51
m3
970.000
5.344.700
Ống dẫn nước
PVC
60/6
m
18.26
109.56
Máy bơm nước thải
CRS501
2
kw
7.654.130
15.308.267
Tổng
20.762.527
5.2. BỂ GẠN DẦU
Thiết bị
Vật liệu
Số lượng
Đơn vị
Đơn giá (nvđ)
Thành tiền(vnđ)
Tường bê tông cốt thép
Mác 250
84,785
m3
970.000
82.241.45
Ống thu nước
PVC
75/2
mm/m
27.720
55.44
Ống thu bùn
PVC
200/10
mm/m
299.860
2.998.6
Bơm bùn
CWT 100 (5,5 kw)
2
kw
18.000.000
36.000.000
Tấm lắng lamella
PVC
2,34
m3
1.220.000
2.858.800
Tổng
124.154.290
5.3. LƯỚI CHẮN RÁC TINH
Thiết bị
Vật liệu
Số lượng
Đơn vị
Đơn giá (vnđ)
Thành tiền(vnđ)
Máy chắn rác
60S21
1
cái
5000000
5.000.000
Máy bơm
PC 600E (600w)
2
cái
2930000
5.860.000
Tổng
10.860.000
5.4. BỂ ĐIỀU HÒA
Thiết bị
Vật liệu
số lượng
Đơn vị
Đơn giá (vnđ)
Thành tiền (vnđ)
Tường bê tông cốt thép
Mác 250
16,575
m3
970
16.077.750
Ống dẫn nước
PVC
60/5,5
mm/m
18.26
100.430
Ống dẫn khí chính
PVC
60/6
mm/m
18.26
109.560
Ống dẫn khí nhánh
PVC
27/15
mm/m
7.04
105.600
Máy bơm nước
CRC50D (0,75 kw)
2
cái
9465260
18.930.511
Máy thổi khí
ARS 50
2
cái
20400000
40.800.000
Tổng
76.123.851
5.5. BỂ UASB
Thiết bị
Vật liệu
số lượng
Đơn vị
Đơn giá (vnđ)
Thành tiền (vnđ)
Tường bê tông cốt thép
Mác 250
30,284
m3
970
29.375.480
Ống dẫn nước chính
PVC
49/7
mm/m
17.16
120.120
Ống dẫn nước nhánh
PVC
21/7,5
mm/m
4.95
37.125
Ống thu bùn mẫu
PVC
27/6,5
mm/m
7.04
45.760
Ống thu khí methan
THÉP
21,2/9,86
mm/m
22.7
219.740
Tổng
29.789.225
5.6. BỂ BÙN HOẠT TÍNH BÁM DÍNH
Thiết bị
Vật liệu
số lượng
Đơn vị
Đơn giá (vnđ)
Thành tiền (vnđ)
Tường bê tông cố thép
Mác 250
32,4
m3
970.000
31.428.000
Ống dẫn nước
PVC
75/9
mm/m
27.72
249.480
Ống dẫn khí chính
Thép
141,1/100,44
mm/KG
15
1.506.600
Ống dẫn khí chính
Thép
41,2/74,4
mm/KG
22.5
1.674.000
Máy nén khí
TCA15T/320 (10kw)
2
cái
40.000.000
80.000.000
Đĩa phân phối khí
200mm
64
cái
90.000
5.760.000
Vật liệu đệm
Nhựa
11,25
m3
400.000
4.500.000
Tổng
127.684.880
5.7. BỂ USBF
Thiết bị
Vật liệu
Số lượng
Đơn vị
Đơn giá (vnđ)
Thành tiền (vnđ)
Tường bê tông cốt thép
Mác 250
15,7075
m3
970.000
15.236.275
Ống dẫn nước thải vào
PVC
75/9
mm/m
27.720
249.48
Ống dẫn nước tuần hoàn
PVC
60/8
mm/m
18.260
146.08
Ống dẫn bùn tuần hoàn
PVC
200/8
mm/m
299.860
2.398.88
Ống dẫn bùn thải
PVC
200/5
mm/m
299.860
1.499.3
Máy bơm nước tuần hoàn
CRC50D (0,75 kw)
2
cái
9.465.260
18.930.520
Máy bơm bùn thải và th
CWT100 (5,5 kw)
2
cái
18.000.000
36.000.000
Thiết bị khuấy trộn
THÉP
2
cái
4.000.000
8.000000
Máy nén khí
TCA15T/320 (7,5 kw)
2
cái
38.000.000
76.000.000
Đĩa phân tán khí
200mm
45
cái
90.000
4.050.000
Ống dẫn khí chính
THÉP
100/4,5/40
mm/m/kg
22.000
880.000
Ống dẫn khí nhánh
THÉP
59,9/55/276,65
mm/m/kg
22.400
6.196.96
Tổng:
169.587.495
5.8. BỂ LẮNG ĐỨNG 2
Thiết bị
Vật liệu
số lượng
Đơn vị
Đơn giá (vnđ)
Thành tiền (vnđ)
Tường bê tông cốt thép
Mác 250
14,575
m3
970.000
14.137.75
Ống dẫn nước
PVC
75/5
mm/m
7.04
35.200
Ống dẫn bùn tuần hoàn
PVC
200/18
mm/m
299.86
5.397.500
Ống dẫn bùn thải
PVC
200/2
mm/m
299.86
599.720
Máy bơm bùn thải
CNT100 (7,5 kw)
2
cái
30.000.000
60.000.000
Tổng
80.170.170
5.9. BỂ CHỨA BÙN
Thiết bị
Vật liệu
số lượng
Đơn vị
Đơn giá (vnđ)
Thành tiền (vnđ)
Tường bê tông cốt thép
Mác 250
8,8
m3
970.000
8.536.000
5.10. SÂN PHƠI BÙN
Thiết bị
Vật liệu
số lượng
Đơn vị
Đơn giá (vnđ)
Thành tiền (vnđ)
Tường bê tông cốt thép
Mác 250
4,4
m3
970.000
4.260.000
Ống dẫn bùn
PVC
200/10
mm/m
299.86
2.998.600
Ống dẫn nước
PVC
42/20
mm/m
17.16
343.200
Máy bơm bùn
CWT100 (5,5 kw)
2
cái
18.000.000
36.000.000
Tổng
40.260.000
5.11. BỂ KHỬ TRÙNG
Thiết bị
Vật liệu
số lượng
Đơn vị
Đơn giá (vnđ)
Thành tiền (vnđ)
Tường bê tông cốt thép
Mác 250
4,1
m3
970.000
3.977.000
Máy bơm định lượng
Pulsafeeder
2
cái
5.000.000
10.000.000
Tổng
13.977.000
Như vậy:
Chi phí phương án 1:
Công trình Tổng tiền (VNĐ)
Hầm bơm: 20.762.527
Bể gạn dầu: 124.154.290
Lưới chắn rác tinh: 10.860.000
Bể điều hòa: 76.123.851
Bể UASB: 29.789.225
Bể aerotank bám dính: 127.684.880
Bể lắng đứng 2: 80.170.170
Bể chứa bùn: 8.536.000
Sân phơi bùn: 40.260.000
Bể khử trùng: 13.977.000
Tổng tiền xây dựng : 466.317.943 (vnđ)
Chi phí khác: 50.000.000 (vnd)
Tổng tiền chung: 516.317.943 (nvđ)
Chi phí phương án 2:
Công trình Tổng tiền (vnđ)
Hầm bơm: 20.762.527
Bể gạn dầu: 124.154.290
Lưới chắn rác tinh: 10.860.000
Bể điều hòa: 76.123.851
Bể UASB: 29.789.225
Bể USBF 157.587.495
Bể chứa bùn: 8.536.000
Sân phơi bùn: 40.260.000
Bể khử trùng: 13.977.000
Tổng tiền xây dựng: 452.050.388 (vnđ)
Chi phí khác : 50.000.000 (vnđ)
Tổng tiền: 552.050.388 (vnđ)
Tóm lại:
A = Tổng chi phí đầu tư: 552.050.388 (vnđ)
B = Tổng chi phí xây dựng: 195.562.700 (vnđ)
C = Tổng chi phí thiết bị: 256.487.688 (vnđ)
D = Chi phí khác: 50.000.000 (vnđ)
1)Khấu hao xây dựng = 5%B = 9.778.135 (vnđ)
2)Khấu hao thiết bị = 11%C = 28.213.645 (vnđ)
3 Chi phí tu sửa hàng năm = 1%A = 5.520.503 (vnđ)
4)Chi phí tiền điện , giả sử ước tính 10.000.000 (VNĐ/năm)
5)Chi phí dầu mỡ = 5% chi phí điện = 500.000
6) Chi phí hóa chất: 1.560.080 (vnđ/năm)
Tổng chi phí hàng năm: 55.572.363 (vnđ)
Chi phí xử lý 1 m3 nước thải: 427.479 (VNĐ)
CHƯƠNG 6: QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH
6.1. CÁC VẤN ĐỀ (SỰ CỐ) THƯỜNG GẶP KHI VẬN HÀNH
6.1.1. Bể aerotank có vật liệu bám dính
Bùn kết cụm (bulking sludge): thông thường có 2 dạng:
- Khối bùn nhầy kết cụm (Viscous bulking): do sự phát triển quá mức của các tế bào polymer sinh học lớn (extracelluar biopolymer). Chúng sinh ra chất nhầy và các chất nhầy làm chúng bám với nhau thành khối rất chặt. Các tế bào này rất ưa nước nên làm cho bông bùn khó tách nước, bùn lắng chậm và khả năng nén bùn không tốt. Ta thướng gặp ở hệ thống có nồng độ ch6át dinh dưỡng thấp hay nước thải có nồng độ rbCOD(readily biodegradable chemical oxygen demand) cao.
- Khối bùn sợi kết cụm ( Filamentous bulking) : dạng này rất thường gặp trong thực tế. Gây ra do sự phát triển của các vi khuẩn dạng sợi hay một số vi khuẩn phát triển dạng sợi khi gặp điều kiện môi trường bất lợi.
Các khối bùn kết cụm dạng sợi có cấu trúc sợi phức tạp và dày đặc giữa các vi khuẩn làm cho bông bùn không lắng hiệu như các cụm bông bùn có tính chất tốt. Các vi khuẩn dạng sợi thướng gặp là: Beggiatoa và Thiothrix, chúng thường được tìm thấy trong nước thải nhiễm khuẩn, và nước thải có chứa các axit hữu cơ dễ bay hơi, các hợp chất sulfur ( sulfides và thiosulfate).
Hiện tượng bông bùn kết cụm thường do các nguyên nhân sau :
+ Tính chất của nước thải có chứa các hợp chất sulfur.
+ DO thấp (DO< 0,5 mg/l), tỷ số F/M thấp, pH thấp và do completemix operation.
+ Thiếu N và P trong thời gian lâu.
Ta có thể sử dụng Chlorine, Trihalomethanes hay Hydrogen peroxide để kiểm soát các vi khuẩn dạng sợi gây kết cụm bông bùn và khó lắng.
Bùn nổi (Rising sludge)
Thỉnh thoảng bùn có khả năng lắng tốt cũng có xuất hiện hiện tượng nổi lên mặt nước sau một khoảng thời gian lắng tương đối ngắn. Nguyên nhân thông thường là do quá trình khử nitrat hóa (nitrit và nitrat trong nước thải chuyển thành khí nitơ). Các khí nitơ sẽ bị giữ lại trong lớp bùn cho đến một lúc nào đó sẽ, đủ nhiều sẽ lôi cuốn bùn nổi lên mặt nước.
Ngoài ra bùn nổi còn do các nguyên nhân như aeroten quá tải, có lượng lớn cacbon trong nước thải, pH nước trong bể aeroten thấp, không cấp đủ oxy. Sự có mặt của dầu mỡ, các sản phẩm dầu mỏ, chất béo cũng làm cho bùn nổi.
Ta có thể phân biệt hiện tượng bùn nổi với hiện tượng bùn kết cụm bằng cách đối với hiện tượng bùn nổi khi các bông bùn nổi lên có kèm theo các bọt khí nhỏ li ti phía trên bề mặt bể lắng 2.
Hiện tượng này có thể khắc phục bằng cách :
+ Tăng tỷ lệ bùn tuần hoàn từ bể lắng về bể Aerotank để giảm thời gian lưu bùn trong bể lắng.
+ Tăng nhanh tốc độ rút bùn dư ở bể lắng
+ Giảm thời gian lưu bùn để tránh quá trình nitrat hóa.
+ Tăng lượng oxy hòa tan trong bể aeroten.
+ Nâng pH của dòng vào đến 8,5 – 9,5 trong khỏang thời gian nào đó.
+ Tăng cường hiệu quả của các thiết bị tách dầu mỡ và nếu có thể thì ngừng tiếp nhận nước thải có dầu mỡ.
Hiện tượng tạo bọt
Hiện tượng này do 2 loài vi khuẩn gây ra là Nocardia và Microthrix parvicella, hai loại vi khuẩn này có bề mặt tế bào không ưa nước và có hình thành những bọt bong bóng trên bề mặt tế bào, chính những bọt bong bóng này gây nên hiện tượng tạo bọt . Đây là 2 vi khuẩn có dạng hình sợi và có thể được phát hiện qua kính hiển vi.
Bọt được tạo ra rất dày (độ dày có thể đạt từ 0,5 đến 1m) và có màu nâu. Có thể khắc phục bằng cách: dùng chlorine phun lên trên bề mặt hay sử dụng các cation polymer để kiểm soát.
Hô hấp nội sinh của bùn cũng gây ra một sự khử nitrat hóa không kiểm tra được trong các thiết bị lắng trong, tạo ra các bọt khí nitơ là nổi bùn, cần phải tránh hiện tượng kí sinh này.[13]
Các sự cố thường gặp trong bể bùn hoạt tính và nguyên nhân
Sự cố
Nguyên nhân
Hiệu suất loại bỏ BOD thấp
1. Thời gian cư trú của vi khuẩn trong bể quá ngăn
2. Thiếu N và P
+ pH quá cao hoặc quá thấp
+ Trong nước thải đầu vào có chứa độc tố
+ Sục khí chưa đủ
+ Khuấy trộn chưa đủ hoặc do hiện tượng ngắn mạch
Nước thải chứa nhiều chất rắn
1. Thời gian vi khuẩn cư trú trong bể quá lâu.
2. Quá trình khử Nitơ diễn ra ở các bể lắng.
+ Do sự phát triển của các vi sinh vật hình sợi ( trong điều kiện thời gian cư trú của vi khuẩn ngắn, thiếu N và P, sục khí không đủ)
+ Tỷ lệ tuần hoàn bùn quá thấp
Mùi
1. Sục khí không đủ
2. Quá trình yếm khí xảy ra ở bể lắng
Cách hiệu chỉnh các sự cố
Sự cố
Cách hiệu chỉnh.
Thời gian cư trú của vi khuẩn
Quá thấp
Giảm bớt lượng bùn thải
Xây thêm bể điều lưu.
Quá cao
Tăng lượng bùn thải.
Thiếu dưỡng chất N và P
Cung cấp thêm dưỡng chất cho nước thải đầu vào.
pH quá cao hoặc quá thấp
Xây thêm bể điều lưu: Trung hòa nước thải đầu vào.
Nước thải đầu vào có chứa độc tố.
Xây thêm bể điều lưu: loại bỏ chất độc đầu vào.
Sục khí không đủ
Tăng công suất thiết bị sục khí.
Phân phối lại các ống nhánh phân phối khí trong bể.
Khuấy đảo không đủ
Tăng mức độ sục khí.
Mạch ngắn
Gắn thêm các đập phân phối nước.
Quá trình khử Ni tơ ở bể lắng
Giảm thời gian giữ bùn trong bể lắng bằng cách tăng tỉ lệ hoàn lưu.
Gắn thêm gầu múc bùn.
Tăng lượng bùn thải.
Quá trình yếm khí ở bể lắng
Các phương pháp tương tự như phương pháp để áp dụng tránh quá trình khử Ni tơ ở bể lắng.
6.1.2. Ở BỂ UASB
UASB hoạt động tốt khi các nguyên tắc sau đạt được
+ Bùn kỵ khí có tinh lắng tốt.
+ Có bộ phận tách khí – rắn nhằm tránh rửa trôi bùn ra khỏi bể. Phần lắng ở trên có thời gian lưu nước đủ lớn, phân phối và thu nước hợp lý sẽ hạn chế được dòng chảy rối.
+ Hệ thống phân phối đầu vào đảm bảo tạo tiếp xúc tốt giữa nước thải và lớp bùn sinh học.
+ Bùn nuôi cấy ban đầu, nồng độ bùn tối thiểu là 10 (kvss/m3). Lượng bùn cho vào không nên nhiều hơn 60 % thể tích bể.
+ Nước thải: cần xem xét thành phần tính chất nước thải như hàm lượng chất hữu cơ, khả năng phân hủy sinh học của nước thải, tính đệm, nhiệt độ của nước thải.
+ Hàm lượng chất hữu cơ: COD 50000(mg/l) cần pha loãng nước thải hoặc tuần hoàn nước thải đầu ra.
+ Chất dinh dưỡng: Nồng độ tối thiểu có thể tính theo biểu thức:
(COD/Y):N:P:S = (50/Y):5:1:1
Y: hệ số sản lượng tế bòa phụ thuộc vào loại nước thải
+ Hàm lượng cặn lơ lững: Nước thải có hàm lượng SS lớn không thích hợp sử dụng mô hình này.
+ Nước thải có chứa độc tố: UASB không thích hợp với nước thải có hàm lượng amoniac > 2000 (mg/l) hoặc sunphate > 500 (mg/l). Khi nồng độ muối cao cũng gây ảnh hưởng xấu đến vi khuẩn methane. Khi nồng độ muối nằm trong khoảng
6.2. SỰ CỐ VỀ CÁC THIẾT BỊ HỖ TRỢ
6.2.1. Máy nén khí: lượng khí cung cấp không đạt yêu cầu
6.2.2. Hệ thống van và đường ống dẫn khí: rò rỉ, đường ống bị hư, đĩa phân phối khí bị ngặt.
6.2.3. Áp lực bơm: sự cố xảy ra trong quá trình bơm rất nhiều, chẳn hạn như áp lực tính toán không chính xác, dẫn đến chọn bơm không phù hợp về tổn thất áp lực, cần theo dõi thường xuyên trong quá trình vận hành.
CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN & KIẾN NGHị
7.1. KẾT LUẬN
- Qua 2 phương án thiết kế, ta có thể lựa chọn 1 trong 2 phương án . Qua tính toán sơ bộ kinh tế. Ta thấy hai phương án trên có mức độ kinh tế tương đối ngang nhau.
Dựa vào tính chất nước thải và công trình sử dụng thì chọn phương án 1 là hợp lý.
Bởi vì:
Qua sơ công nghệ phương án 1
- Trong quá trình hoạt động khử nitrat luôn đảm bảo được hàm lượng chất hữu cơ không cần bổ sung thêm.
- Vì có vật liệu bám dính, nên thể tích thiếu khí được tăng thêm.
- Vận hành đơn giản hơn phương án 2.
- Nước thải đầu ra đạt loại B QCVN 24-2009/BTNMT.
7.2.KIẾN NGHỊ
Nếu có thời gian và kinh phí ta nên áp dụng 2 công trình chính này vào thực tế mô hình để hiểu hơn nữa về hiệu quả xử lý, nắm được các sự cố xảy ra trong quá trình vận hành mô hình. Từ đó ta có thể tìm ra giải pháp cải thiện và giải quyết các sự cố xảy ra.
PHỤ LỤC 1
Bản vẽ
PHỤ LỤC 2
Quy chuẩn 24:2009 Cột A