TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Nước thải chế biến cà phê là nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm (BOD, COD, SS, ) rất cao. Việc xử lý nước thải chế biến cà phê là vấn đề cấp thiết và cần phải thực hiện. Một trong những cơ sở chế biến cà phê của tỉnh Đăk Nông là công ty Minh An có nhà máy chế biến đặt tại Thôn Xuân Sơn, xã Đức Minh, huyện Dakmil, tỉnh Đak Nông cũng đang gặp phải khó khăn này. Vì vậy, đề tài này ra đời với mục tiêu: “Tính toán và thiết kế trạm xử lý nước thải chế biến cà phê cho Công ty Minh An với công suất là 200 m3/ ngày đêm.”
Với hàm lượng các chất ô nhiễm đặc trưng là: BOD5 = 11.450 mg/l, COD = 17.260 mg/l, SS = 2.655mg/l và chứa các chất khó phân hủy sinh học cần phải áp dụng công nghệ xử lý kết hợp với vi sinh. Tải trọng ô nhiễm quá cao nên cần áp dụng công nghệ xử lý vi sinh kỵ khí để giảm tải trọng ô nhiễm, tiếp theo xử lý vi sinh hiếu khí để làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm. Ngoài ra, nước thải có màu nên cần sử dụng phương pháp xử lý sinh học với hệ keo tụ tạo bông và lắng để đảm bảo nước đạt tiêu chuẩn khi ra hệ thống xử lý. Với công nghệ xử lý này, nước sau khi xử lý đạt chất lượng theo QCVN 24: 2009/BTNMT, loại B trước khi xả ra nguồn tiếp nhận.
Suất đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải chế biến cà phê của công ty TNHH TM DV NN Minh An là: 15.519.750 đồng/m3.
Chi phí vận hành 1m3 nước thải là: 6.116 đồng/m3.
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI1.1 Cơ sở hình thành đề tàiChế biến cà phê đang là ngành phát triển nhanh và mang lại hiệu quả kinh tế cao, với tổng diện tích trồng đạt trên 500.000 ha và sản lượng trên 10 triệu bao mỗi năm, cà phê Việt Nam hiện nay đang xếp hạng thứ 2 sau gạo trong danh mục hàng nông sản xuất khẩu của Việt Nam.
Nước Việt Nam nằm trong vành đai nhiệt đới Bắc Bán Cầu, trải dài theo phương kinh tuyến từ 8030’ đến 23030’ vĩ độ Bắc. Điều kiện khí hậu và địa lý thích hợp cùng với sự phát triển cây cà phê đã và đang mang lại cho ngành cà phê nước ta một hương vị rất riêng.
Công ty Minh An với sản phẩm chế biến chính là nhân cà phê cũng có những đóng góp vào sự phát triển chung của ngành cà phê Việt Nam. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển ngày càng lớn mạnh thì lượng chất thải phát sinh ngày càng nhiều, làm ô nhiễm môi trường. Trong đó, nước thải là yếu tố cần phải quan tâm hàng đầu. Nước thải chế biến cà phê chứa hàm lượng chất hữu cơ cao nên gây nhiều khó khăn trong quá trình xử lý, ô nhiễm nước thải cà phê làm hủy hoại môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hệ sinh thái trong khu vực và sức khỏe cộng đồng. Vấn đề đặt ra là làm thế nào để giảm nồng độ các chất ô nhiễm đến mức cho phép trước khi xả vào nguồn tiếp nhận.
Trước tình trạng đó, việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất nhân cà phê của Công ty Minh An là vấn đề cấp bách và cần thiết.
Từ những lý do đó và với mong muốn đóng góp một phần vào công tác BVMT từ những kiến thức đã học được từ ghế nhà trường cũng như kinh nghiệm thực tiễn, tôi đã chọn đề tài : “Tính toán và thiết kế trạm xử lý nước thải chế biến cà phê Công ty Minh An với công suất 200m3/ngày đêm” để thực hiện Đồ án tốt nghiệp này.
1.2. Mục tiêu của đề tàiĐể bảo vệ môi trường cùng với việc phát triển ngành cà phê Việt Nam theo hướng xanh – sạch – đạt chất lượng tiêu chuẩn, ít ô nhiễm môi trường, đạt tiêu chuẩn cho phép xả thải vào nguồn tiếp nhận.
Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải cho Công ty Minh An chính là xây dựng để giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường nước thải do ngành chế biến cà phê nói chung và công ty Minh An gây ra.
Ngoài ra, đề tài còn mục đích củng cố kiến thức đã học và một ít kinh nghiệm thực tế để làm Đồ án ra trường, mang kiến thức, kinh nghiệm, sự vấp ngã, sức trẻ, để phục vụ lợi ích cho xã hội nói chung và quê nhà Bình Định nói riêng, để cùng hòa nhập vào xu thế phát triển chung của thế giới nói chung và Nước ta nói riêng là “BVMT xanh – sạch – không ô nhiễm”.
1.3. Nội dung nghiên cứuĐể đạt mục tiêu của đề tài tốt nghiệp, người thực hiện cần nghiên cứu các nội dung sau:
- Tìm hiểu ngành chế biến cà phê ở Việt Nam
- Tìm hiểu về thành phần, tính chất của nước thải chế biến cà phê
- Tổng quan về Công ty Minh An và quy trình chế biến cà phê, từ đó nhận biết thành phần và tính chất của nước thải chế biến cà phê.
- Tổng quan về các công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê đang được áp dụng.
- Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê của Công ty Minh An.
- Tính toán các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải chế biến cà phê của Công ty.
- Khái toán chi phí đầu tư và vận hành hệ thống xử lý nước thải chế biến cà phê của Công ty.
1.4. Phạm vi nghiên cứuĐề tài được thực hiện tại Công ty Minh An trong thời gian hơn 3 tháng, bắt đầu từ ngày 30/05/2011 đến ngày 06/09/2011.
135 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 3616 | Lượt tải: 7
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Tính toán và thiết kế trạm xử lý nước thải chế biến cà phê cho công ty Minh An – Công suất 200m3/ngày đêm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ải. Đồng thời duy trì bùn hoạt tính luôn ở trạng thái lơ lững. Để loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải sử dụng các chủng vi sinh trong quá trình bùn hoạt tính gồm: Pseudomonas, Flavobacterium, Comamonas, Bacillus, Archromobacter, Alacingenes, Sphaerotilus, Zoogloea. Archromobacter, Alacingenes, Flavobacterium. Pseudomonas là vi khuẩn dị dưỡng, chúng rất quan trọng trong việc phân hủy các chất hữu cơ thành dạng bông bùn hoạt tính.
Phương trình phân hủy các chất hữu cơ của vi sinh hiếu khí:
VSV + C5H7NO2 (chất hữu cơ) + 5O2 Þ 5CO2 + 2H2O + NH3 + VSV mới
Hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính (dung dịch xáo trộn) được dẫn qua bể lắng 2. Hỗn hợp đi vào ống lắng trung tâm, theo dòng nước đi xuống, theo tấm hướng dòng đi ngược trở lên. Dưới tác dụng của trọng lực, các bông bùn sẽ rơi xuống, phần nước trong máng răng cưa đi ra ngoài và đến bể khử trùng.
Một phần bùn hoạt tính được tuần hoàn lại bể lắng hóa lý để đảm bảo mật độ vi sinh vật, phần còn lại được bơm về bể nén bùn.
Sau khi qua bể lắng, nước thải qua bể khử trùng trước khi ra nguồn tiếp nhận nhằm mục đích tiêu diệt các vi khuẩn, đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt tiêu chuẩn xả thải. Trong bể khử trùng có xây các vách ngăn nhằm tạo sự tiếp xúc tốt giữa nước và chất khử trùng, nâng cao hiệu quả xử lý của bể.
Nước thải sau khi khử trùng được dẫn vào hệ thống thoát nước chung của khu vực.
4.7 Nhận xét về công nghệ xử lý
4.7.1 Ưu điểm
Hệ thống hoạt động đảm bảo nước sau khi xử lý đảm bảo tiêu chuẩn thải theo quy định
Hệ thống không bị sốc tải nhờ có bể điều hòa và bể sinh học kỵ khí phía đầu dây chuyền xử lý
Hệ thống vẫn có thể vận hành lại sau khi hết mùa vụ nhờ bể sinh học kỵ khí ở đầu hệ thống
Hệ thống hoạt động trên nguyên tắc hoàn toàn tự động trên nguyên tắc của phao. Khi mực nước lên cao bơm tự động hoạt động, khi mực nước xuống thấp bơm sẽ ngưng hoạt động
Công nghệ xử lý dễ vận hành, quản lý
Tốn ít năng lượng
Loại bỏ được độ màu trong nước thải cà phê
4.7.3 Nhược điểm
Hệ thống lọc có thể bịt tắc nghẽn do vậy cần phải vệ sinh định kỳ
Giá thành vật liệu lọc cao
CHƯƠNG 5
TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
5.1 Song chắn rác
5.1.1 Nhiệm vụ:
Song chắn rác được dùng để giữ rác và các tạp chất rắn có kích thước lớn trong nước thải. Các tạp chất này nếu không được loại bỏ sẽ gây tắc nghẽn đường ống, hư hỏng bơm và làm ảnh hưởng đến các công trình phía sau.
5.1.2 Tính toán
Lưu lượng nước thải trung bình
Qtbng.đ = 200m3/ng.đ
Qtbh = 8,3m3/h= 2,3*10-3 m3/s
Lưu lượng lớn nhất giờ
Qmaxh = Qtbh*Kh =8,3 *2,5 = 20,75 m3/h
Với Kh là hệ số vượt tải (K=1,5 - 3,5) theo TCXD51 - 84, chọn K=2,5
Bảng 5.1 Giới thiệu hệ số không điều hòa phụ thuộc vào lưu lượng nước thải theo tiêu chuẩn ngành mạng lưới bên ngoài vào công trình TCVN 51- 84
Lưu lượng nước thải trung bình (l/s)
5
15
30
50
100
200
300
500
800
1250
Hê số không điều hòa K
3
2.5
2
1.8
1.3
1.4
1.35
1.25
1.2
1.15
(Nguồn: sách “Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải” – Trịnh Xuân Lai - NXB Xây Dựng)
5.1.2.1 Số khe hở của song chắn trác
n = ( Trang 113, sách Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - Lâm Minh Triết )
Trong đó:
n: Số khe hở của song chắn rác
v: Vận tốc nước chảy qua song chắn rác v = 0,8 – 1 m/s, chọn v – 1m/s
b: Chiều rộng khe hở giữa các thanh chắn b = 16 -25 mm, chọn b = 20 mm = 0,02m
k: Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, K = 1,05
S: Diện tích của song chắn rác
H: Chiều cao mục nước = chiều cao mực nước trong mương dẫn
Hm: Chiều cao xây dựng mương dẫn, chọn Hm = 0,5 m
Diện tích song chắn rác
S = (m2/s)
Chiều cao mực nước
H =
Trong đó:
Bk: Bề rộng của mương dẫn, chọn Bk = 0,25 m
N = = 16 khe
Chọn n = 16 khe
Lấy 2 thành làm thanh n = 16 – 1 = 15 (thanh)
Bề rộng thiết kế song chắn rác
m
Chọn Bs = 0,2 m.
Trong đó:
là bề dày song chắn rác, m (chọn 10 mm)
N là số khe
Bs là chiều rộng khe hở, m.
Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn
m
Trong đó:
Bk là bề rộng mương, m (chọn Bk = 0,05)
j là góc mở rộng, j = 200
Chiều dài đoạn thu hẹp sau SCR
L2 = l1*0,5 = 0,5*0,2 = 0,1 m
Tổn thất áp lực qua SCR
Trong đó:
v là vận tốc dòng chảy trước SCR, v = 0,6 m/s
k là hệ số tính đến sự tăng tổn thất áp lực do rác bám, k = 3
là hệ số tổn thất áp lực cục bộ
Với:
a là góc nghiên đặt SCR so mặt phẳng ngang ( chọn a = 600)
b là hệ số phụ thuộc thanh đan, b = 2,42
d là chiều dày SCR, m
B là khoảng cách giữa các thanh, m
Vậy ta tính được
Chiều cao xây dựng SCR.
H = h1 + hs + hbv
Trong đó:
h1 là chiều cao của mương dẫn nước thải, chọn h1 = 0,1
hs là tổn thất áp lực của SCR, hs = 0,29m
hbv là chiều cao bảo vệ, hbv = 0,3 m
Vậy H = 0,1 + 0,29 + 0,3 = 0,69 m ~ 0,7 m
Chiều dài mỗi thanh
m.
Chiều dài xây dựng đặt SCR
L = l1 + l2 + ls = 0,2 + 0,1 + 0,8 = 1,1 m
Trong ñoù :
l1 là chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác, m.
l2 là chiều dài đoạn thu hẹp sau SCR, m
ls là chiều dài buồng đặt song chắn rác, m
Bảng 5.2: Tóm tắc số liệu thiết kế SCR tóm tắc như sau:
Stt
Tên thông số ( ký hiệu )
Đơn vị
Số liệu
1
Chiều dài mương ( L)
m
1,1
2
Bề rộng mương (Bs)
m
0,2
3
Chiều cao mương ( H)
m
0,7
4
Số khe
khe
15
5
Chiều rộng khe ( b )
mm
5
6
Chiều dài song chắn rác ()
mm
15
Bảng 5.3: Tóm tắc thông số ô nhiễm nước thải sau khi qua song chắn rác
STT
Tên thông số
Hiệu suất (%)
Nồng độ đầu vào (mg/l)
Nồng độ đầu ra (mg/l)
BOD5
4
11.452
10.994
SS
4
2.752
2.642
5.2 Bể thu gom
5.2.1.Nhiệm vụ
Nước thải từ nhà máy được thu qua hệ thống thoát nước và dẫn về bể thu gom. Bể thu gom thường được xây có nhiều sâu sao cho đủ độ dốc để nước từ các phân xưởng sản xuất tự chảy về, tránh bị ứ đọng nước.
Hố thu gom được xây nổi trên mặt đất khoảng 0,4 -0,5 m để tránh nước mưa và cặn bẩn đi vào. Hố thu gom thường được xây kín và có nắp thăm.
5.2.2 Tính toán
5.2.2.1 Tính kích thước bể
Chọn thời gian lưu t = 60 phút
Thể tích hữu ích của bể
Trong đó:
Qhmax – Lưu lượng xả thải lớn nhất trong 1 giờ, m3/h
VG – Thể tích của bể thu gom, m3
Chọn chiều cao hữu ích hhi = 2,2m, chiều cao an toàn hat = 1,3m (cao độ ống thu nước dẫn về bể - 1,0m khoảng nổi trên mặt đất + 0,3, chiều cao dự phòng +0,5).
Kích thước bể: B x L x H = 3,0m x 4,0m x 5,0m
Dung tích của bể thu gom:
V= 3,0 x 4,0 x 2,2 = 26,4 m3 (> 20,75m3 thỏa điều kiện)
Bể được xây dựng bằng BTCT dày 250mm, M200.
5.2.2.2 Tính bơm nước thải
Trong bể thu gom đặt 02 bơm nhúng chìm (hoạt động luân phiên nhau). Đặc tính bơm: Q = 22m3/h, H = 8 m
Nguyên tắc điều khiển bơm: tại mực nước 3,0m, cả 2 bơm hoạt động. Điều khiển bằng phao mức nước.
Công suất máy bơm:
: hiệu suất máy bơm; chọn = 0,75
N =
Công suất thực của máy bơm N’ = 2 x N = 2,0 x 0,6 = 1,2 Kw
Vậy ta chọn 02 bơm nước thải nhúng chìm có công suất:
N = 1,5Kw, Q = 25m3/h, H = 8m, Model: CN80 của hãng Shinmaywa, Nhật.
Bảng 5.4 Tóm tắc thông số của bể thu gom
STT
Tên thông số
Đơn vị
Thông số thiết kế
Kích thước DxRxC
m
3,0x4,0x5,0
Bơm nước thải nhúng chìm
Cái
02
Công suất
Kw
1,5
Lưu lượng
m3/h
25
Chiều cao cột áp
m
8
Bảng 5.5 Tóm tắc thông số ô nhiễm của nước thải sau khi qua bể thu gom
STT
Tên thông số
Hiệu suất
Nồng độ đầu vào(mg/l)
Nồng độ đầu ra (mg/l)
COD
0
17.560
17.560
BOD5
0
10.994
10.994
SS
10
2.642
2.378
5.3 Thiết bị lược rác băng tải
5.3.1 Nhiệm vụ
Thiết bị lược rác băng tải được đặt tại đầu vào của bể điều hòa nhằm loại bỏ rác có kích thước nhỏ và lớn
5.3.2 Tính toán
Song chắn rác được đặt nghiêng 45o – 60o so với phương thẳng đứng.
Chọn máy lọc rác tinh của hãng Shinmaywa, công suất 0,5kw, lưu lượng 25m3/h.
5.4 Bể điều hòa
5.4.1 Nhiệm vụ
Nước thải của nhà máy thường xuyên dao động. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải, giảm kích thước và chi phí các công trình phía sau.
5.4.2 Tính toán
5.4.2.1 Tính toán kích thước bể điều hòa
Chọn thời gian lưu nước t = 4h
Thể tích bể điều hòa
Chọn chiều sâu công tác của bể: H = 3,7m.Chiều cao dự phòng: hs = 0,3m.
Chiều cao tổng cộng bể điều hòa Hdh = H + hs = 4 m.
Chọn bể hình chữ nhật có kích thước:
L x B x H = 6,0 x 4,0 x 4,0 = 96,0m3
Kiểm tra thể tích hữu ích:
V = L x B x H = 6,0 x 4,0 x 3,7= 88,8 m3
(>Vđh = 83m3, thỏa điều kiện)
Bể được xây dựng bằng BTCT dày 200mm, M250.
5.4.2.2.Tính toán hệ thống cấp khí của bể điều hòa
Giả sử khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống thổi khí. Lượng khí cần thiết cho xáo trộn:
= 1,78m3/phút =1.780 lít/phút = 106,8m3/h
Trong đó: R – Lượng khí cần thiết R = 0,02 m3/phút
Vdh – Thể tích của bể điều hòa, m3
Chọn đĩa phân phối khí của hãng SSI – USA, công suất r = 160 lít/phút.đĩa
Vậy số đĩa phân phối khí là:
= 11 cái
Chọn 12 (cái) đĩa phân phối khí (4x3)
5.4.2.3 Tính toán đường ống dẫn khí vào bể điều hòa
Đường ống dẫn khí chính:
Vận tốc khí trong đoạn ống: v = 10 – 15m/s ( Trang 119, Giáo trình “Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai – NXB Xây Dựng”). Chọn v= 12m/s.
Đường kính ống chính:
D = = 0,056m = 56mm
Chọn loại ống tráng kẽm Æ60.
Đường ống dẫn khí nhánh phân phối trong bể:
Từ ống chính, dựa vào lưu lượng khí cung cấp của đĩa thổi khí ta lắp thành 8 ống nhánh
Lưu lượng khí trong ống nhánh:
qống nhánh = m3/h
Vận tốc khí trong ống nhánh: v = 6 – 9m/s ( Trang 96, Giáo trình “Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai – NXB Xây Dựng”). Chọn v = 8m/s.
Đường kính ống nhánh:
Dnhánh = = 0,024m = 24mm
Vì ống nhánh ngập nước thải nên ta chọn ống PVC Æ27
5.4.2.4 Tính toán bơm chìm nước thải
Lắp đặt 2 bơm (hoạt động luân phiên nhau), công suất mỗi bơm:
Qbơm = 8,3m3/h, cột áp H = 8m, 2 công tắc phao nỗi cho mỗi bơm
Công suất máy bơm :
: hiệu suất máy bơm ; chọn = 0,75
= 0,24 kW
Công suất thực của máy bơm N’ = 2,0 x0,24 = 0,48Kw
Vậy ta chọn bơm có công suất:
N = 0,75Kw, Q = 8,3m3/h, H = 8m, Model: CN501 của hãng Shinmaywa, Nhật.
Bảng 5.6 Tóm tắt thông số của bể điều hòa
STT
Thông số
Đơn vị
Diễn giải
Kích thước (LxBxH)
m
6 x4 x 4
Bơm chìm
Cái
02
Công suất
Kw
0,75
Lưu lượng
m3/h
8,3
Chiều cao cột áp
m
8
Đĩa phân phối khí
Cái
12
Đường ống phân phối khí chính
mm
60
Đường kính ống phân phối ống nhánh
mm
27
Bảng 5.7 Tóm tắt thông số ô nhiễm của nước thải sau khi qua bể điều hòa
STT
Tên thông số
Hiệu suất
(%)
Nồng độ đầu vào (mg/l)
Nồng độ đầu ra (mg/l)
COD
5
17.660
16.777
BOD5
5
10.994
10.444
SS
5
2.378
2.259
5.5 Cụm keo tụ tạo bông
5.5.1 Nhiệm vụ
Quá trình keo tụ tạo bông nhằm kết tủa các bông cặn lại với nhau thành khối nhờ hóa chất. Quá trình này loại bỏ các chất không thể oxi hóa sinh học. Đồng thời, loại bỏ màu trong nước thải chế biến cà phê.
5.5.2 Tính toán bể keo tụ (trộn cơ khí)
5.5.2.1 Tính kích thước bể keo tụ
Để làm mất tính ổn định của hạt keo, thời gian lưu nước trong bể khoảng t = 30 – 120s. Tuy nhiên, vì hệ thống có lưu lượng nhỏ, để thuận tiện cho việc xây dựng và chế tạo, ta chọn thời gian luu nước trong bể là t = 30 phút:
Thể tích bể keo tụ:
= 4,2m3
Chiều cao bể là:
H = h1 + h2 = 3,2 + 0,8 = 4,0m
Trong đó:
h1: Chiều cao hữu ích của bể, h1 = 3,2m.
h2: Chiều cao bảo vệ của bể, h2 = 0,8m.
Diện tích sử dụng của bể:
F = m3
Kích thước bể: LxBxH = 2,0 x 1,5 x 4,0m
5.5.2.2. Tính cơ cấu khuấy trộn
Ống dẫn nước vào đỉnh bể, đồng thời dung dịch keo tụ (PAC) được bơm cùng lúc. Nước đi từ trên xuống vào theo vách dẫn hướng đi lên theo máng răng cưa qua bể tạo bông.
Dùng cánh tua pin 4 cánh khuấy góc 450 hướng xuống dưới để đưa nước từ trên xuống, khuấy trộn đều và tiếp xúc với hóa chất
Đường kính cánh khuấy: D = 1/2 chiều rộng bể. Chọn D =0,4m
Cánh khuấy đặt cách đáy khoảng cách bằng kính cánh khuấy: h = D =0,4m
Chiều rộng bản cánh khuấy:
= 0,08m = 8cm
Năng lượng cần thiết để cánh khuấy chuyển động trong nước
P = Krn3D5 = 1,08x1000x1,73x0,45 = 54W
Trong đó:
P: Năng lượng cần thiết, W.
r: Khối lượng riêng của nước thải, kg/m3.
D: Đường kính cánh khuấy, m.
n: Số vòng quay trong 1 giây, vg/s. n = 100 rpm = 1,7vg/s.
K: Hệ số sức của nước phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, lấy theo số liệu của Rushton: K = 1,08 đối với tua pin 4 cánh nghiêng 450 ( Trang 85, Theo: Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp – Trịnh Xuân Lai – NXB Xây Dựng)
Hiệu suất động cơ: h = 0,75. Công suất tính toán của động cơ:
= 72W
Công suất thực tế của động cơ:
Pthực = Ptt x 2 = 72 x 2 = 144W = 0,144Kw.
Chọn motor giảm tốc có công suất: P = 0,2 W, tốc độ n = 100rpm của hãng Peigong – Đài Loan.
5.5.2.3 Tính toán bơm định lượng phèn
Theo thí nghiệm Jaters. Hàm lượng PAC cần thiết để châm vào bể keo tụ là: PAC = 180mg/l
Lượng P châm vào bể keo tụ trong 1 ngày:
L = PAC x Q = 220 x 200 = 44.000 g/ngày = 44 kg/ngày
Lượng dung dịch PAC (40%) đưa vào nước trong 1 giờ là:
= 37 lít/h
Dung dịch PAC sử dụng trong 1 ngày: QPAC = 37 x 24 = 888 lít
Chọn bồn pha PAC có dung tích 1000 lít
Chọn bơm định lượng có công suất 0 – 36 lít/h, thời gian giữa 2 lần pha hóa chất là 24h.
5.5.2.4 Tính toán bơm định lượng Polymer
Theo thí nghiệm Jaters. Hàm lượng Polymer cần thiết để châm vào bể keo tụ là: Po = 5mg/l
Lượng P châm vào bể keo tụ trong 1 ngày:
L = PoQ = 5 x 200 = 1000 g/ngày = 1 kg/ngày
Lượng dung dịch Polymer (1%) đưa vào nước trong 1 giờ là:
q = lít/h
Dung dịch Polymer sử dụng trong 2 ngày: QPAC = 8,3 x 48 = 400 lít
Chọn bồn pha Polymer có dung tích 500 lít
Chọn bơm định lượng có công suất 0 – 36 lít/h, thời gian giữa 2 lần pha hóa chất là 48h
5.5.3.Tính toán bể tạo bông (trộn cơ khí)
5.5.3.1 Tính kích thước bể tạo bông
Thời gian lưu nước trong bể là t = 60 phút.
Thể tích bể tạo bông:
= 8,3m3
Chiều cao bể là:
H = h1 + h2 = 3,2 + 0,8 = 4,0m
Trong đó:
h1: Chiều cao hữu ích của bể, h1 = 3,2m.
h2: Chiều cao bảo vệ của bể, h2 = 0,8m.
Diện tích sử dụng của bể:
F = m3
Kích thước bể: LxBxH = 2,0 x 1,5 x 4,0m
5.5.3.2 Tính cơ cấu khuấy trộn
Ống dẫn nước vào ở đỉnh bể, dung dịch keo tụ (Polymer) cho vào ngay cửa nước vào. Nước từ trên đi xuống vào theo vách dẩn hướng đi lên để qua bể lắng hóa lý.
Dùng cánh tua pin 4 cánh khuấy nghiêng góc 450 hướng xướng dưới để đưa nước từ trên xuống, khuấy trộn đều và tiếp xúc với hóa chất.
Cánh khuấy đặt cách đáy khoảng cách bằng đường kính cánh khuấy: h = D = 0,8m
Chiều rộng bản cánh khuấy
= 0,16m = 16cm
Năng lượng cần thiết để cánh khuấy chuyển động trong nước:
P = Krn3D5 = 1,08x1000x0,253x0,85 = 5,5W
Trong đó:
P: Năng lượng cần thiết, W.
r: Khối lượng riêng của nước thải, kg/m3.
D: Đường kính cánh khuấy, m.
n: Số vòng quay trong 1 giây, vg/s, n = 15 rpm = 0,25vg/s.
K: Hệ số sức của nước, phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, lấy theo số liệu của Rushton: K = 1,08 đối với tia pin 4 cánh nghiêng 450 ( Trang 187, Giáo trình: “Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp” – Trịnh Xuân Lai – NXB Xây Dựng)
Hiệu suất động cơ: h = 0,75. Công suất tính toán của động cơ:
= 7,3W
Công suất thực tế của động cơ:
Pthực = Ptt x 2 = 7,3x2 = 14,6W = 0,02Kw.
Chọn motor giảm tốc có công suất: P = 0,2 W, tốc độ n = 15rpm cuả hãng Peigong – Đài Loan.
5.6 Bể lắng hóa lý
5.6.1 Nhiệm vụ
Lắng các bông cặn sau quá trình keo tụ tạo bông trên nguyên tắc của lắng trọng lực.
Tính toán
5.6.2.1 Tính tải trọng và ống trung tâm
Chọn tải trọng bề mặt cho bùn hóa lý là LA= 28m3/m2. ngày (LA = 25 – 32 m3/m2.ngày, Trang 112 - Giáo trình: Tính toán và thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai - NXB Xây Dựng)
Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt
AL = = 7,1m2
Trong đó:
AL : Diện tích bề mặt bể lắng, m2
QngayTB: Lưu lượng trung bình ngày, m3/ngày.đêm
LA: Tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày.
Chọn bể lắng hình vuông
Kích thước bể lắng: AxAxH = 3x3x4m
Đường kính ống trung tâm
d = 20%D = 20% x 3 = 0,6 m
Chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng h = 2,2 m, chiều cao lớp bùn lắng hb = 1,5m, chiều cao an toàn 0,3 m
Chiều cao tổng cộng của bể lắng Htc = 2,2 + 1,5 + 0,3 = 4,0 m
htt = 60% x h = 60% x 2,2 = 1,32 m = 1,3m
5.6.2.2 Kiểm tra thời gian lưu nước ở bể lắng
Thể tích phần lắng:
VL =3 x 3 x 2,2 = 19,8m3
Thời gian lưu nước:
t = = 2,4h
Thể tích phần chứa bùn
Vb = A x A x hb = 3,0 x 3,0 x 1,5 = 13,5m3
Thể tích bể
Vb= A x A x H = 3 x 3 x 4 = 36m3
5.6.2.3 Máng thu:
Dm = 90%D = 0,9x3m = 2,7m
Chọn máng thu nước có bề rộng 0,3m
Chiều dài máng thu: lm = (3 – 0,3x2)x4 = 9,6m
Tải trọng máng thu:
Ls= = 20,8m3/m2.ngày
5.6.2.4 Máng răng cưa
Chiều dài máng răng cưa: l’m = (2,4 – 0,01 x 2)x4 = 9,52 m
Nối máng răng cưa với máng thu nước bằng đệm có bề dày 10mm và bằng bu long M10
Chọn máng răng cưa: thép tấm không rỉ, có bề dày 2 mm
Máng gồm nhiều khe, mỗi khe hình chữ V
Chiều dài khe: 50mm
Chiều rộng vát đỉnh: 50mm
Góc chữ V 900
Khoảng cách giữa 2 đỉnh của khe: 100mm
Chiều cao toàn bộ thanh: 200mm
Khe dịch chỉnh: cách nhau 500mm, bề rộng khe 5mm, chiều dài khe 100mm.
Số khe trên toàn bộ chiều dài máng là:
nx0,1+ (n +1)x0,05 = 9,52 Þ n = 63
Lưu lượng nước thải chảy qua 1 khe:
q = m3/h
5.6.2.5 Tính toán hiệu quả xử lý của bể lắng bùn hóa lý
Hiệu quả lắng cặn lơ lửng BOD của bể lắng cặn hóa lý có thể tính theo công thức thực nghiệm của các nhà khoa học Mỹ:
R =
Trong đó:
R : Hiệu quả khử SS hoặc BOD, %.
a,b: Hằng số thực nghiệm, chọn theo bảng:
Bảng 5.8 Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở 200C
STT
Chỉ Tiêu
a(h)
B
Khử BOD5
0,018
0,020
Khử SS
0,0075
0,014
(Medcaf and Eddy, Wastewater Engineering Treatment and Reuse – 4th Edition, 1993)
t: thời gian lưu nước trong bể lắng, t = 2,4h.
Hiệu quả khử cặn lơ lửng:
RSS = = 58,4%
Hiệu quả khử BOD5
RBOD= =36,4%
5.6.2.6 Công suất của bơm bùn:
Hiệu quả xử lý cặn lơ lửng đạt 55,05%. Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày
Mb = 127x200x55,05x= 14 kg/ngày.
Giả sử bùn tươi có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm 95%). Tỉ số VSS:TSS = 0,75 và tỉ trọng cặn là 1,02. Lượng cặn cần xử lý là
Qb = = 274 lít/ngày = 0,27m3/ngày.
Lượng bùn tươi có khả năng phân hủy sinh học:
Mb (VSS) = 14 x 0,3 = 4,2 kgVSS/ngày
Chiều cao bể: H1 = 4m
Tổn thất cục bộ và tổn thất qua hệ thống van, co, tê,…: H2 = 2,0m
Chiều cao cột áp của bơm bùn:
N =
Trong đó:
H: Cột áp của bơm, mH2O.
Q: Lưu lượng bùn thải, m3/h.
r: Khối lượng riêng của bùn: 1006kg/m3
G: Gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2
h: Hiệu suất của bơm. Chọn h = 0,6
Công suất thực của bơm
N =2*0,1 = 0,2Kw
Chọn bơm bùn có công suất: Q = 1m3/h, P = 0,2 Kw, H = 6,0m. Model: CN401, hãng Shinmaywa – Nhật.
5.6.2.7 Ống dẫn nước ra khỏi bể lắng
Chọn vận tốc nước thải trong ống: v = 1m/s
Đường kính ống dẫn nước thải ra khỏi bể lắng
D = =0,054 m = 54mm
Chọn ống PVC Æ60.
Bảng 5.9 Tóm tắt thông số của bể lắng hóa lý
STT
Thông số
Đơn vị
Diễn giải
Kích thước bể (DxH)
m
3,0 x 4,0
Thời gian lưu nước trong bể
h
2,4
Đường kính ống trung tâm
m
0,6
Đường kính máng thu
m
2,7
Chiều dài máng răng cưa
m
9,52
Bơm bùn thải bỏ
cái
01
Lưu lượng
m3/h
1
Áp lực
m
6,0
Công suất điện
Kw
0,2
Bảng 5.10 Tóm tắt thông số ô nhiễm của nước thải sau khi qua bể lắng hóa lý
STT
Tên thông số
Hiệu suất
(%)
Nồng độ đầu vào (mg/l)
Nồng độ đầu ra (mg/l)
COD
35
16.777
10.905
BOD5
40
10.444
6.266
SS
60
2.259
903,6
Tổng N
15
209
177,65
5.7 Bể lọc sinh học kỵ khí UAF1 – UAF2
5.7.1 Nhiệm vụ
Loại bỏ các chất hữu cơ có thể oxi hóa sinh học trong điều kiện kỵ khí, giảm hàm lượng N, P có trong nước thải
Giảm tải trọng cho các công trình đơn vị phía sau
5.7.2 Tính toán bể UAF1
5.7.2.1 Tính kích thước bể
Bảng 5.11 Tóm tắc thông số ô nhiễm của nước thải sau khi qua bể UAF1
STT
Tên thông số
Hiệu suất
(%)
Nồng độ đầu vào (mg/l)
Nồng độ đầu ra (mg/l)
COD
75
10.905
2.726
BOD5
75
6.266
1.566,5
SS
40
903,6
542
Tổng N
50
177,65
88,825
Tổng P
10
10
9
Lượng COD cần khử mỗi ngày
G = 200 x (10.905– 2.726)x10-3 = 1.635,8 kgCOD/ngày.
Tải trọng khử COD của bể a = 8 kg COD/m3.ngày ( Giáo trình “Xử lý nước thải đô thị và khu công nghiệp, tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân” tái bản lần 3 – NXB Đại Học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh)
Dung tích của bể UAF1:
m3
Tổng chiều cao của bể:
H = H1 + H2 + H3 + H4 = 3 + 1,5 +1,0 + 0,5 = 6m
Trong đó:
H1 :Chiều cao phần xử lý có vật liệu đệm, m. Chọn H1 = 3m
H2: Chiều cao phần đáy, chiều cao này phải lớn hơn 1m để đảm bảo nước không bị xáo trộn trước khi vào vùng vật liệu đệm. Chọn H2 = 1,5m.
H3: chiều cao phần nước sau khi ra khỏi vùng xử lý kỵ khí vật liệu đệm. Chọn H3 = 1m
H4: Chiều cao dự trữ. Chọn H4 = 0,5m
Chiều cao hữu ích của bể: Hhi = H1 + H2 + H3 = 3 + 1,5 +1,0 = 5,5m
Diện tích bể cần thiết:
F = m2
Chọn đơn nguyên hình vuông, cạnh đơn nguyên: A = 8m
Kích thước bể (L x B x H): 8 x 8 x 6 (m)
Kiểm tra thời gian lưu nước của bể:
T = h
5.7.2.2 Tính toán ống phân phối nước
Vận tốc nước chảy trong ống vn = 0,8 – 2,0 m/s. Chọn Vchính = 1,0m/s
Đường kính ống chính:
Dchính = = 0.054m = 54mm
Chọn ống chính là ống nhựa PVC Æ60
Kiểm tra vận tốc nước chảy trong ống chính:
= 0,94m/s <1,7m/s
5.7.2.3 Tính lượng khí sinh ra và ống thu khí
Lượng khí sinh ra trong bể: q = 0,5 m3/kgCOD loại bỏ
Q khí = 0,5 x 1635,8 = 817,9 m3/ngày
Lượng khí metan sinh ra: qCH4 = 0,35 m3/kgCOD loại bỏ
Q CH4 = 0,35 x 1635,8 = 572,53 m3/ngày
Vận tốc khí trong ống từ 10 -15 m/s. Chọn V khí = 12m/s
Đường kính ống thu khí:
D khí = = 0,035m = 35 mm
Chọn ống thu khí là ống nhựa PVC Æ40
Bảng 5.12 Tóm tắt thông số của bể UAF1
STT
Thông số
Đơn vị
Diễn giải
Kích thước (LxBxH)
m
8 x 8 x 6
Đường kính ống phân phối nước
mm
60
Lượng khí sinh ra
m3/ngày
817,9
Đường kính ống thu khí
mm
40
5.7.3 Tính toán bể UAF2
5.7.3.1 Tính kích thước bể
Bảng 5.13 Tóm tắt thông số ô nhiễm của nước thải sau khi qua bể UAF2
STT
Tên thông số
Hiệu suất
(%)
Nồng độ nước đầu vào (mg/l)
Nồng độ nước ra (mg/l)
COD
85
2.999
449,85
BOD5
80
1.778,5
355,7
SS
40
564,8
338,88
Tổng N
45
88,825
48,85
Tổng P
10
9
8,1
Lượng COD cần khử mỗi ngày
G = 200 x (2.999 - 499,85)x10-3 = 500 kgCOD/ngày.
Tải trọng khử COD của bể, a =2,5kgCOD/m3.ngày (Giáo trình “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân”- tái bản lần 3- NXB Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh)
Dung tích hữu ích của bể UAF1:
V = 200 m3
Tổng chiều cao của bể
H = H1 + H2 + H3 + H4 = 3 + 1,5 +1,0 + 0,5 = 6m
Trong đó:
H1: Chiều cao phần xử lý có vật liệu đệm, m. Chọn H1 = 3m
H2: Chiều cao phần đáy, chiều cao này phải lớn hơn 1 m để đảm bảo nước không bị xáo trộn khi vào vùng vật liệu đệm. Chọn H2 = 1,5m.
H3:Chiều cao phần nước sau khi ra khỏi vùng xử lý kỵ khí vật liệu đệm. Chọn H3 = 1m.
H4: Chiều cao dự trữ. Chọn H4 = 0,5m
Chiều cao hữu ích: Hhi = H1 + H2 + H3 = 3 + 1,5 +1,0 = 5,5m
Diện tích bể cần thiết:
F =37m3
Chọn đơn nguyên hình vuông, cạnh đơn nguyên: A = 8m
Kích thước bể (LxBxH): 8 x 8 x 6 (m)
Kiểm tra thời gian lưu nước của bể:
T = = 46,2 h
5.7.3.2 Tính toán ống phân phối nước
Vận tốc nước chảy trong ống vn = 0,8 – 2,0m/s. Chọn vchính = 1,0m/s.
Đường kính ống chính
Dchính = = 0.054m = 54mm
Chọn ống chính là ống nhựa PVC Æ 57
Kiểm tra vận tốc nước chảy trong ống chính:
V =
5.7.3.3 Tính lượng khí sinh ra và ống thu khí:
Lượng khí sinh ra trong bể: q = 0,5m3/kgCODloại bỏ
Q khí = 0,5 x 500= 250 m3/ngày
Lượng khí metan sinh ra: qCH4 = 0,35m3/kgCODloại bỏ
QCH4 = 0,35 x 500 = 175 m3/ngày
Vân tốc khí trong ống từ 10 – 15m/s. Chọn vkhí = 12m/s
Đường kính ống thu khí:
Dkhí = = 0,02m = 20mm
Chọn đường kính ống thu khí là ống nhựa PVC Æ25
Bảng 5.14 Tóm tắt thông số của bể UAF2
STT
Thông số
Đơn vị
Diễn giải
Kích thước (LxBxH)
m
8 x 8 x 6
Đường kính ống phân phối nước
mm
57
Lượng khí sinh ra
m3/ngày
250
Đường kính ống thu khí
mm
25
5.8 Bể Aerotank
5.8.1 Nhiệm vụ
Bể Aerotank hoạt động trên nguyên tắc nhờ sự sinh trưởng lơ lửng của các vi sinh vật. Các vi sinh vật hiếu khí sử dụng các chất hữu cơ trong nước thải để phân hủy thành sinh khối (bùn hoạt tính).
Hiệu quả khử BOD và COD của bể Aerotank rất lớn, có thể lên đến 90%. Do đó, hầu hết các cơ sở công nghiệp đều ứng dụng bể Aerotank để xử lý nước thải.
Xử lý sinh học gồm các quá trình:
Chuyển các hợp chất hữu cơ có gốc cacbon ở dạng keo và dạng hòa tan thành thể khí và thành các tế bào vi sinh vật.
Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô trong nước thải.
Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô cơ trong nước thải.
Sau đó loại các bông cặn ra khỏi nước bằng quá trình lắng trọng lực.
Các điều kiện, yêu cầu và các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình xử lý:
Điều kiện đầu tiên: cung cấp oxi đủ và liên tục cho bể cho lượng DO ra khỏi bể lắng II không nhỏ hơn 2mg/l.
Không có các chất độc hại.
Lượng các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho quá trình sinh hóa diễn ra bình thường cần nằm trong giới hạn cho phép: N, P, K, Ca, S, P,…Có thể chọn theo tỷ lệ sau:
BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1
hay COD : N : P = 150 : 5 : 1
Nhiệt độ nước thải: t = 6 – 370C; topt = 25 – 370C
5.8.2 Tính toán
Bảng 5.15 Tóm tắt thông số ô nhiễm của nước thải sau khi qua bể Aerotank
STT
Tên thông số
Hiệu suất
(%)
Nồng độ đầu vào (mg/l)
Nồng độ nước ra (mg/l)
1.
COD
85
449,85
67,48
BOD5
90
355,7
35,57
3.
SS
85
388,88
58
4.
Tổng N
45
48,85
27
5.
Tổng P
20
8,1
6,5
Chọn bể bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn, các thông số tính toán bể Aerotank:
Tỉ số MLVSS/MLSS = 0,75
Hàm lượng bùn tuần hoàn: CTH = 8500mgSS/L.
Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aerotank MLVSS = 3000mg/L.
Thời gian lưu bùn trung bình: qc = 10 ngày.
Nước thải sau lắng có BOD5 = 50mg/l, SS= 100mg/l. Trong đó 65% cặn dễ phân hủy sinh học:
BOD5: BODL = 0,68.
Giả sử chất dinh dưỡng thỏa mãn tỉ số:
BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1 hay COD : N : P = 150 : 5 : 1
Giả sử theo kết quả thực nghiệm ta tìm được các thông số động học như sau:
Ks = 50mg/l; Y = 0,5mg/l; kd = 0.05ngày-1
Hàm lượng bùn hoạt tính lắng xuống đáy bể có hàm lượng chất rắn 0,8% và khối lượng riêng là 1,008k/L.
Hiệu suất chuyển hóa oxi của thiết bị khuếch tán là 9%, hệ số an toàn là 2.
Oxi chiếm 21% trọng lượng thể tích không khí và khối lượng riêng của không khí là 1,2kg/m3.
5.8.2.1 Tính toán kích thước bể Aerotank:
Ta có:
Trong đó:
qc: Thời gian lưu bùn, ngày
Q: Lưu lượng nước thải , m3/h
Y: Hệ số sản lượng tế bào
So: Hàm lượng BOD5 tại đầu vào của bể Aerotank , mg/l
S: Hàm lượng BOD5 sau bể Aerotank, mg/l
X: Hàm lượng tế bào chất trong bể, mg/l
Kd: Hệ số phân hủy nội bào, ngày-1
Mà:
Suy ra:
71,14 m3
Thể tích hữu ích của bể là :Vr = 71,14m3
Thời gian lưu nước trong bể là
= 8,6 h
Chọn chiều cao hữu ích của bể: hhi = 3,7m
Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3m
Chiều cao tổng cộng của bể Aerotank là: HAerotank = 3,7 + 0,3 = 4,0m
Diện tích bể:
A = m
Chọn tỉ lệ B:H = 2 :1.
Chiều rộng bể:
B = @ 4m
L = B x2 = 4,0 x 2 = 8,0m
Vậy kích thước bể Aerotank:
BxLxH = 8,0 x4,0 x 4,0m = 128m3
5.8.2.2 Tính lượng bùn dư thải bỏ hằng ngày:
Hệ số sản lượng quan sát:
Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày tính theo MLVSS:
Px = kg/ngày
Tổng lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo MLSS:
PX(SS) = kgSS/ngày
Lượng bùn dư cần xử lý mỗi ngày:
Lượng bùn dư cần xử lý = Tổng lượng bùn – Lượng SS ra khỏi bể lắng II
Mdư (SS) = 28,3kgSS/ngày – 200m3/ngày x100g/m3 x 10-3kg/g = 8,3kgSS/ngày
Lượng bù dư có khả năng phân hủy sinh học cần xử lý:
Mdư (VSS) = 8,3kgSS/ngày x 0,75 = 6,225kgVSS/ngày.
Giả sử hàm lượng bù hoạt tính lắng ở đáy bể lắng có hàm lượng chất rắn là 0,8% và khối lượng riêng là 1,008kg/l. Lượng bùn dư cần xử lý là:
Px(vss) = lít/ngày = 0,772 m3/ngày
5.8.2.3 Xác định tỉ số tuần hoàn bùn:
Sơ đồ cân bằng vật chất cho bể Aerotank:
QX0 + QrXu = (Q + Qr)X
QX0 + QrXu = QX + QrX
Qr(Xu – X) = Q (X – X0)
X: Nồng độ VSS ở bể Aeroten, X = 3000 mg/l
Xu: Nồng độ VSS trongbùn tuần hoàn, Xu = 8500 mg/l
X0: Hàm lượng bùn hoạt tính ở đầu vào. Giá trị X0 thường rất nhỏ so với X và Xu nên có thể bỏ qua
MLSS = MLVSS/0,75 = 3000/0,75 = 4000mgSS/L
Lưu lượng bùn tuần hoàn:
= 178m3/ngày = 7,4m3/h
Kiểm tra tải trọng thể tích LBOD và tỉ số F/M:
Tải trọng thể tích:
LBOD =
Trị số này nằm trong khoảng cho phép (LBOD = 0,8 – 1,9)
Tỉ số F/M:
F/M = = 0,23 ngày -1
Trị số này nằm trong khoảng cho phép (F:M = 0,2 – 0,6) ngày-1
5.8.2.4 Xác định lưu lượng không khí cung cấp cho Aerotank:
BODL: Nhu cầu oxi sinh hóa tổng của nước thải vào bể Aerotank
Giả sử BOD5 = 68%BODL. Lượng BODL tiêu thụ trong quá trình sinh học bùn hoạt tính :
kgBODL/ ngày
Nhu cầu oxi cho quá trình:
M= M= 78,3 kg02/ngày
Giả sử không khí có 23,2% trọng lượng oxi và trọng lượng riêng của không khí ở 20oC là 1,2kg/m3. Lượng không khí lý thuyết cho quá trình:
Mkk = m3/ngày = 0,22m3/phút
Giả sử hiệu quả vận chuyển oxi của thiết bị thổi không khí là 8%. Lượng không khí yêu cầu :
Mkk = = 3625 m3/ngày = 2,8m3/phút
Kiểm tra lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn:
q = = 32 lít/m3.phút
Trị số này nằm trong khoảng cho phép (q = 20 – 40) lít/m3.phút
Vậy lượng khí cấp cho quá trình bùn hoạt tính đủ cho quá trình xáo trộn hoàn toàn.
Chọn đĩa phân phối khí SSI - USA, công suất:
r = 160 lít/phút.đĩa = 0,16m3/phút.
Vậy số đĩa phân phối khí:
n = = 27,5 cái
Chọn 28 đĩa.
Các đĩa được sắp xếp thành: 7hàng x 4 cột = 28 đĩa
5.8.2.5 Tính toán đường ống dẩn khí vào bể Aerotank:
Đường ống dẫn khí chính:
Vận tốc khí trong ống dẫn: v = 10 – 15m/s ( Trang 210 - Giáo trình “Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai”). Chọn v = 14m/s.
Đường kính ống chính:
D = = 0,112m = 112mm
Chọn loại ống STK Æ114.
Đường ống dẫn khí nhánh phân phối trong bể:
Từ ống chính, dựa vào lưu lượng khí cung cấp của đĩa thổi khí ta lắp thành 12 ống nhánh.
Lưu lượng khí trong ống nhánh:
qống nhánnh =
Vận tốc khí trong ống nhánh: v = 6 – 9m/s ( Trang 389 - Giáo trình “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân”). Chọn v = 8m/s.
Đường kính ống nhánh:
D nhánh =
Vì ống nhánh ngập trong nước nên ta chọn ống PVC Æ26
5.8.2.6 Tính toán máy thổi khí:
Áp lực cần thiết của máy thổi khí
Hm = h1 + hd + H
Trong đó:
h1: Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển h1 = 0,5m
hd : Tổn thất qua đĩa phân phối , hd = 0,5m
H : Độ sâu ngập nước của miệng vòi phun H = 3,0m
Hm = 0,5 + 0,5 + 3,0 = 4,0m
Chọn Hm = 4,0m = 0,40atm
Năng suất yêu cầu
qkk = 2,8 m3/phút = 0,06m3/s
Lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa:
Qdh = 115m3/h = 1,9 m3/phút = 0,03m3/s
Tổng lượng khí yêu cầu:
Q = qkk + qdh = 0,05 + 0,03 = 0,09 m3/s @ 0,1m3/h
Công suất máy thổi khí
Pmáy =
Trong đó:
Pmáy : Công suất yêu cầu của máy thổi khí , kW
G: Trọng lượng của dòng không khí , kg/s
G = qkk ´ rkhí = 0,1 ´ 1,2 = 0,12kg/s
R : hằng số khí, R = 8,314 KJ/K.mol 0K
T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào
T1= 273 + 25 = 298 0K
P1: áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1= 1 atm
P2: áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra
P2 =Pm + 1=0,5+1=1,5 atm
n= = 0,283 ( K = 1,395 đối với không khí )
29,7 : hệ số chuyển đổi
e: Hiệu suất của máy , chọn e = 0,7
Pmáy = = 6,14 kW
Công suất thực của máy thổi khí: P = 2 x Pmáy = 2 x 6,14 = 12,28Kw.
Chọn 2 máy thổi khí (hoạt động luân phiên nhau) dùng cho cả bể điều hòa và bể Aerotank có các thông số như sau: P = 15Kw, Qkhí = 10m3/phút, H = 4,0m, tốc độ: Model: BS125của hãng Anlet– Nhật.
Bảng 5.16 Tóm tắt thông số của bể Aerotank
STT
Thông số
Đơn vị
Diễn giải
Kích thước bể (LxBxH)
m
8,0 x 4,0 x 4,0
Thời gian lưu nước trong bể
H
8,3
Lưu lượng bùn thải
m3/ngày
0,78
Lưu lượng bùn tuần hoàn
m3/h
7,4
Lượng khí cần cung cấp cho bể Aerotank
m3/phút
4,4
Số đĩa phân phối khí
Cái
28
Máy thổi khí
Cái
02
Lưu lượng khí
m3/phút
10
Áp lực
m
4,0
Công suất điện
Kw
15
5.9 Bể lắng II
5.9.1 Nhiệm vụ
Dùng để lắng bùn hoạt tính đã qua xử lý ở bể Aerotank.
Bể lắng II được chọn thiết kế là bể lắng ly tâm với thiết bị gạt bùn.
5.9.2 Tính toán
5.9.2.1 Tính tải trọng và ống trung tâm:
Chọn tải trọng bề mặt cho bùn hoạt tính là LA = 20 m3/m2.ngày
Tải trọng chất rắn là 5,0 kg/m2.h
Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng bề mặt
AL = = 10m2
Trong đó:
AL : Diện tích bề mặt bể lắng, m2
QngayTB: Lưu lượng trung bình ngày, m3/ngày đêm
LA: Tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày.
Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn
AS = = 12,56m2
Trong đó:
As : Tải trọng chất rắn, kgSS/m2.ngày.
QngayTB: Lưu lượng trung bình ngày, m3/h.
Qr: Lưu lượng bùn tuần hoàn,. m3/h.
Ls: Tải tọng chất rắn, m3/m2.ngày.
AS> AL Vậy chọn AS làm diện tích tình toán
Chọn bể hình vuông có kích thước: AxA = 4x4m
Đường kính ống trung tâm
d = 20%D = 20% x4 = 0,8 m
Chiều sâu hữu ích của bể lắng h = 2,2 m, chiều cao lớp bùn lắng hb = 1,5m, chiều cao an toàn 0,3 m
Chiều cao tổng cộng của bể lắng HTC = 2,2 + 1,5 + 0,3 = 4,0 m
Chiều cao ống trung tâm htt = 60%h = 60% x2,2 = 1,32 m = 1,3m
5.9.2.2 Kiểm tra thời gian lưu nước của bể lắng:
Thể tích phần lắng:
VL = 4x4x2,2 = 35,2m3
Thời gian lưu nước:
t= = 2,2h
Thể tích phần chứa bùn:
Vb = AxAxhb = 4x4x1,5 = 24m3
Thể tích bể:
Vb= 4x4x4,0= 64m3
5.9.2.3 Máng thu:
Dm = 90%D = 0,9x4m = 3,6m
Chọn máng thu nước có bề rộng 0,3m
Chiều dài máng: Dm = (4 – 0,3x2)x4 = 13,6m
5.9.2.4 Máng răng cưa:
Chiều dài máng răng cưa: D’m = (3,4 – 0,01 x 2)x4 = 13,5 m
Nối máng răng cưa với máng thu nước bằng đệm có bề dày 10mm và bằng bu long M10
Chọn máng răng cưa: thép tấm không rỉ, có bề dày 2 mm.
Máng gồm nhiều khe, mỗi khe hình chữ V
Chiều cao khe: 50mm
Chiều rộng vát đỉnh: 50mm
Góc chữ V 90o
Khoảng cách giữa 2 đỉnh của khe: 100mm
Chiều cao toàn bộ thanh: 200mm
Khe dịch chỉnh: cách nhau 500mm, bề rộng khe 5mm, chiều dài khe 100mm.
Số khe trên toàn bộ chiều dài máng:
n x 0,1 + (n +1)x0,05 = 15,5 Þ n = 103
Lưu lượng nước thải chảy qua 1 khe:
q= = 0,08m3/h
5.9.2.5 Công suất của bơm bùn tuần hoàn:
Sử dụng bơm bùn có chức năng tuần hoàn bùn. Lưu lượng bùn tuần hoàn: 7,4 m3/h
Chiều cao bể: H1 = 4m
Tổn thất cục bộ và tổn thất qua hệ thống van, co, tê…: H2 = 2,0m.
Chiều cao cột áp của bơm: H = H1 + H2 = 4 + 2,0 = 6,0m
Công suất của bơm bùn:
Trong đó:
H: Cột áp của bơm, mH2O.
Q: Lưu lượng bùn thải, m3/h.
r: Khối lượng riêng của bùn: 1006kg/m3
G: Gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2
h: Hiệu suất của bơm. Chọn h = 0,6
Công suất thực của bơm:
N =2x0,2 = 0,4Kw
Chọn bơm bùn có công suất: Q = 8m3/h, P = 0,75 Kw, H = 6,0m. Model: CN501, hãng Shinmaywa – Nhật.
5.9.2.6 Công suất của bơm bùn thải bỏ
Sử dụng bơm bùn có chức năng thải bỏ.
Lưu lượng bùn thải bỏ: 2,5 m3/ngàyv= 2,5m3/h (bơm hoạt động 1h/ngày)
Chiều cao bể: H1 = 4m
Tổn thất cục bộ và tổn thất qua hệ thống van, co, tê…: H2 = 2,0m.
Chiều cao cột áp của bơm: H = H1 + H2 = 4 + 2,0 = 6,0m
Công suất của bơm bùn:
Trong đó:
H: Cột áp của bơm, mH2O.
Q: Lưu lượng bùn thải, m3/h.
r: Khối lượng riêng của bùn: 1006kg/m3
G: Gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2
h: Hiệu suất của bơm. Chọn h = 0,6
Công suất thực của bơm:
N =2x0,068 = 0,14Kw
Chọn bơm bùn có công suất: Q = 3m3/h, P = 0,4 Kw, H = 6,0m. Model: CN401, hãng Shinmaywa – Nhật.
Bảng 5.17 Tóm tắt thông số của bể lắng II
STT
Thông số
Đơn vị
Diễn giải
Kích thước bể (AxAxH)
m
4,0x4,0x4,0
Thời gian lưu nước trongbể
h
2,2
Đường kín ống trung tâm
m
0,8
Chiều dài máng thu
m
13,6
Chiều dài máng răng cưa
m
13,5
Bơm bùn tuần hoàn
cái
01
Lưu lượng
m3/h
8
Áp lực
m
6,0
Công suất điện
Kw
0,75
Bơm bùn thải bỏ
cái
01
Lưu lượng
m3/h
3
Áp lực
m
6,0
Công suất điện
Kw
0,4
5.10 Bể khử trùng
5.10.1 Nhiệm vụ
Nước thải trước khi thải vào nguồn tiếp nhận cần khử trùng nguồn nước để tránh nhiễm khuẩn nguồn tiếp nhận và tránh gây bệnh.
5.10.2 Tính toán
5.10.2.1 Tính kích thước bể
Chọn thời gan tiếp xúc bể t = 30 phút
Thể tích bể tiếp xúc:
= 4,15m3
Chọn vận tốc dòng chảy trong bể tiếp xúc v = 2m/phút (Bảng 10 -15/ Trang 473, Giáo trình “ Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình - Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân”)
Tiết diện ngang của bể:
= 2m2
Giả sử chiều sâu hữu ích của bể tiếp xúc H = 2,0 m, chiều cao an toàn hs = 0,5m
Chiều cao tồng cộng của bể Htx = 2,0 + 0,5 = 2,5m
Chiều rộng bể tiếp xúc:
= 0,9m
Chiều dài tổng cộng:
= 2,3m
Chọn L = 2,5m
Chia bể thành 3 ngăn, chiều dài mỗi ngăn rộng w = 0,8 m
Kích thước tổng cộng của bể: L xB xH = 2,5 x 1,0 x 2,5m
5.10.2.2 Tính hóa chất khử trùng
Liều lượng Clorine khử trùng cho nước thải sau xử lý bùn hoạt tính 2 – 8 mg/l (Bảng 10 -14/Trang 473, Giáo trình “Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai”). Chọn liều lượng Clorine để khử trùng c= 6mg/l.
Lượng Clo tiêu thụ mỗi ngày
MCl = Q x c = 200 x 6 = 1,2kg/ngày.
Lượng dung dịch Clorine (10%) đưa vào nước trong 1 giờ là:
q =
Dung dịch Chlorine sử dụng trong 2 ngày: QPAC = 4,2 x 48 =201 lít
Chọn bồn pha Chlorine có dung tích 300 lít
Chọn bơm định lượng có công suất 0 - 36 lit/h, thời gian giữa 2 lần pha hóa chất.
Bảng 5.18 Tóm tắt thông số của bể khử trùng
STT
Thông số
Đơn vị
Diễn giải
Kích thước bể (LxBxH)
m
2,5 x 1,0 x 2,5
Thời gian lưu nước trong bể
h
0,5
Lượng Clorine tiêu thụ
Kg/ngày
1,2
5.11 Bể nén bùn
5.11.1 Nhiệm vụ
Dùng để nén bùn dư sau bể lắng II và bể lắng hóa lý. Hoạt động theo nguyên lý nén trọng lực.
Bùn từ bể lắng II có độ ẩm 98 – 99,5%, sau khi qua bể nén bùn có độ ẩm 78 – 80%. Bể nén bùn tương đối giống bể lắng ly tâm, chỉ khác là độ dốc đáy lớn hơn độ dốc cả bể lắng.
5.11.2 Tính toán
Bùn hoạt tính dư có tải trọng chất rắn 24 - 29 kg/m2.ngày (Bảng 8 - 3/Trang 393, Giáo trình “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình - Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân”- tái bản lần 3, NXB. Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh). Chọn tải trọng chất rắn = 25 kg/m2.ngày.
Tải trọng thủy lực = 15m3/m2.ngày
Diện tích bề mặt của bể nén bùn:
Kích thước của bể nén bùn:
A x A = 3x3 m
Đường kính ống trung tâm:
d=20%D = 20%*3,2 = 0,6m
Thời gian lưu bùn t = 12h
Chiều cao phần lắng cùa bể nén bùn:
Chiều cao bể:
Phần chứa bùn hình trụ: h2 = 2,2 m
Phần chóp đáy bể (độ dốc đáy bể là 20%)
Khoảng cách tử mực nước đến thành bể = 0,5 m
Chiều cao tổng cộng bể nén bùn Hn = 0,72 + 2,2 + 0,32 + 0,5 = 3,74m
Chọn H = 4m
Lượng nước dư thu tử bể nén bùn:
Qnước dư = Qnén– Qsau nén = (3+2,5 + 0,72) – 5,88 = 0,34 (m3/ngày)
Chọn máng thu nước có chiều dài là 300 mm
Chiều dài mang thu nước lm = (D – 2x0,3)x4 = (3,2 – 0,6)x4 = 10,4 m
Máng răng cưa có cấu tạo và lắp đặt như ở bể lắng II
Bảng 5.19 Tóm tắt thông số bể nén bùn:
STT
Thông số
Đơn vị
Diễn giải
Kích thước bể (AxAxH)
m
3x3 x 4,0
Đường kính ống trung tâm
m
0,6
Chiều dài máng thu
m
10,4
CHƯƠNG 6
KHÁI TOÁN GIÁ THÀNH XỬ LÝ
6.1 Dự toán phần thiết bị và xây dựng
STT
HẠNG MỤC
ĐƠN VỊ
SỐ LƯỢNG
ĐƠN GIÁ
(VNĐ)
THÀNH TIỀN
(VNĐ)
PHẦN XÂY DỰNG
2.458.750.000
Bể thu gom
Kích thước: BxLxH = 3x4x5m
Vật liệu: BTCT, dày 250, M200
Dung tích: V = 60m3
Bể
01
150.000.000
150.000.000
Bể điều hòa
Kích thước: BxLxH=
Vật liệu: BTCT, dày 250, M200
Dung tích: V = 96m3
Bể
01
240.000.000
240.000.000
Bể keo tụ
Kích thước: BxLxH= 2,0 x 1,5 x 4,0m
Vật liệu: BTCT, dày 250, M200
Dung tích: V= 12 m3
Bể
01
21.000.000
21.000.0000
Bể tạo bông
Kích thước: BxLxH= 2,0 x 1,5 x 4,0m
Vật liệu: BTCT, dày 250, M200
Dung tích: V= 12 m3
Bể
01
21.000.000
21.000.000
Bể lắng hóa lý
Kích thước: BxLxH = 2,0 x 1,5 x4,0 m
Vật liệu: BTCT, dày 250, M200
Dung tích: V = 13,5 m3
Bể
01
90.000.000
90.000.000
Bể UAF1
Kích thước: BxLxH = 8x8x4m
Vật liệu: BTCT, dày 250, M200
Dung tích: V = 256m3
Bể
01
640.000.000
640.000.000
Bể UAF2
Kích thước: BxLxH = 8x8x4m
Vật liệu: BTCT, dày 250, M200
Dung tích: V = 256m3
Bể
01
640.000.000
640.000.000
Bể Aerotank
Kích thước: BxLxH = 4x8x4m
Vật liệu: BTCT, dày 250, M200
Dung tích: V = 128m3
Bể
01
320.000.000
320.000.000
Bể lắng II
Kích thước: AxAxH = 4x4x4m
Vật liệu: BTCT, dày 250, M200
Dung tích: V = 64m3
Bể
01
160.000.000
160.000.000
Bể khử trùng
Kích thướcc: BxLxH = 1,4x3,5x4,0m
Vật liệu: BTCT, dày 250, M200
Dung tích: V =19,6m3
Bể
01
49.000.000
49.000.000
Bể nén bùn
Kích thước: AxAxH = 3,0x3,0x4m
Vật liệu: BTCT, dày 250, M200
Dung tích: V = 36m3
Bể
01
90.000.000
90.000.000
Nhà điều hành
Kích thước: BxLxH = 4x4x3,6m
Vật liệu: tường gạch, dày 100, mái tôn
Hệ thống đèn chiếu sáng hoàn chỉnh
Cái
01
25.000.000
25.000.000
II
PHẦN THIẾT BỊ
645.200.000
Thiết bị lược rác tinh
Công suất: 0,5Kw
Lưu lượng: 15m3/h
Cái
01
55.000.000
55.000.000
Bơm chìm nước thải tại bể thu gom
Loại: bơm chìm
Lưu lượng: Q = 37 m3/h
Cột áp: H = 8 m
Công suất điện: P = 2,27Kw
Nguồn điện: 3 pha, 380V, 50Hz
Tốc độ: 2850rpm
Model: CN801
Hãng sản xuất: Shinmaywa
Xuất xứ: Nhật
cái
02
22.000.000
22.000.000
Bơm chìm nước thải tại bể điều hòa
Loại: bơm chìm
Lưu lượng: Q = 8,3 m3/h
Cột áp: H = 8 m
Công suất điện: P = 0,75Kw
Nguồn điện: 3 pha, 380V, 50Hz
Tốc độ: 2850rpm
Model: CN501
Hang sản xuất: Shinmaywa.
Xuất xứ: Nhật
cái
02
14.800.000
29.600.000
Máy thổi khí
Công suất: 11Kw
Lưu lượng khí: 8,5 m3/h
Tốc độ: 1550rpm
Áp lực: 4,0m
Điện áp: 3pha, 380V, 50Hz
Model: ARHS 100
Hãng sản xuất: Shin may
Xuất xứ: Nhật
Cái
02
67.600.000
135.200.000
Đĩa phân phối khí
Loại: disffuser bọt khí mòn
Đường kính: 270mm
Lưu lượng không khí: 0.5 – 12m3/h/đĩa
Kích thước bọt: 0 – 3mm
Nhiệt độ max: 100oC
Model: AFD270
Hãng sản xuất: SSI
Xuất xứ: Mỹ
Bộ
40
400.000
16.000.000
Bơm định lượng hóa chất
Công suất: 0 – 36 lít/phút
Áp lực: 5 PSI
Công suất điện: N = 45W
Nguồn điện: 1 pha, 220V, 50Hz.
Model: C650P
Hang sản xuất: Blue White
Xuất xứ: Mỹ
Cái
05
8.000.000
40.000.000
Bơm bùn tuần hoàn
Kiểu bơm chìm
Lưu lượng: Q = 8m3/h
Cột áp: H = 6m
Công suất điện: Q = 0,75Kw
Điện áo: 3pha, 380V, 50Hz
Model: CN501
Hãng sản xuất: Shinmaywa
Xuất xứ: Nhật
Cái
01
15.800.000
15.800.000
Bơm bùn xả bỏ
Kiểu bơm chìm
Lưu lượng: Q = 3m3/h
Cột áp: H = 5m
Lưu lượng:Q = 0,4 Kw
Điện áp: 3 pha, 380 V, 50Hz.
Model: CN401
Hãng sản xuất: Shinmaywa
Xuất xứ: Nhật
Cái
02
15.100.000
30.200.000
Thiết bị trong bể lắng
Ống trung tâm
Máng răng cưa thu nước
Tấm hướng dòng
Hệ đỡ ống trung tâm.
Vật liệu: Inox
Xuất xứ: Việt Nam
Hệ
02
25.000.000
50.000.000
Motor giảm tốc cho bể keo tụ
Tốc độ: 100 vòng/phút
Công suất: 0,2 Kw
Hãng sản xuất: Peigong
Xuất xứ: Đài Loan
Bộ
01
10.000.000
10.000.000
Motor giảm tốc cho bể tạo bông
Tốc độ: 15 vòng/phút
Công suất: 0,2 Kw
Hãng sản xuất: Peigong
Xuất xứ: Đài Loan
Bộ
01
10.000.000
10.000.000
Bồn pha chế PAC
Xuất xứ: Việt Nam
Vật liệu: PVC
Dung tích: 300 lít
Hãng sản xuất: Đại Thành
Cái
01
1.200.000
1.200.000
Bồn pha chế polymer, Clorine, dinh dưỡng, nâng pH
Xuất xứ: Việt Nam
Vật liệu: PVC
Dung tích: 300 lít.
Hãng sản xuất: Đại Thành
Cái
04
800.000
3.200.000
Vật liệu đệm cho bể UAF1 và UAF2
Vật liệu: PVC, tấm lượn song
Có diện tích bề mặt tiếp xúc lớn
Xuất xứ: Việt Nam
Hệ
02
30.000.000
60.000.000
Motor khuấy hóa chất cho các bồn pha hóa chất
Hãng sản xuất: Ghenta
Xuất xứ: Đài Loan
Loại: motor giảm tốc
Tốc độ: 50 vòng/phút
Công suất: 0,2 Kw
Bộ
05
5.000.000
25.000.000
Phần điện điều khiển
Vỏ làm bằng thép sơ tĩnh điện, dày 1mm
Phụ kiện: Sneider, Huynhdai
Lắp ráp tại Việt Nam
Cáp tín hiệu, cáp động lực
Hệ
01
50.000.000
50.000.000
Hệ thống đường ống và các phụ kiện
Ống nước, ống bảo vệ dây điện, hóa chất: PVC – Bình Minh
Ống dẫn khi: sắt tráng kẽm
Ống hóa chất: PU
Các phụ kiện kết nối: van, co, nối,…
Hệ
01
60.000.000
60.000.000
Nhân công lắp đặt
Hệ
01
30.000.000
30.000.000
Phí xét nghiệm mẫu nước
Kiểm tra hóa lý
Kiểm tra vi sinh
Lần
01
2.000.000
2.000.000
VI.
TỔNG GIÁ TRỊ ĐẦU TƯ
3.103.950.000
6.2 Suất đầu tư cho 1m3 nước thải
(đồng)
Trong đó:
T: Tổng cho phí đầu tư. T = 3.103.950.000 đồng
Q: công suất thiết kế
= 15.519.750(đồng/m3)
6.3 Chi phí xử lý 1m3 nước thải
6.3.1 Chi phí điện năng tiêu thụ
Năng lượng cung cấp cho trạm xử lý là điện 3 pha, 380V, 50Hz + 1 pha, 220V, 50Hz. Tiêu hao điện năng như sau:
STT
Thiết bị
Công suất (kwh)
Số lượng sử dụng
Số giờ sử dụng
(h/ngày)
Tiêu hao điện năng
(kwh/ngày)
Bơm chìm tại bể thu gom
2,2
02
10
44
Bơm chìm tại bể điều hòa
0,75
02
12
18
Thiết bị lọc rác tinh
0,75
01
24
36
Máy thổi khí
15
02
12
360
Bơm bùn tuần hoàn
0,75
01
20
15
Bơm chìm bùn thải
0,4
02
1
0,8
Bơm định lượng hóa chất
0.04
05
24
4,8
Motor khuấy keo tụ, tạo bông
0,2
2
20
8,0
Motor khuấy hóa chất
0.2
05
1
1,0
TỒNG CỘNG
487,6
Lượng điện năng tiêu thụ trong 1ngày: 487,6Kwh
Giá thành của điện sản xuất: 1500Đ/kWh
Chi phí điện năng trong 1ngày: 487,6x1500Ñ = 731.400 Đ/ngày = 30,475 Đ/h
6.3.2 Chi phí hóa chất
6.3.2.1 Clorine
Lượng Clorine sử dụng trong 1 ngày: 1,5kg/ngày.
Giá thành Clorine: 29.000 Đ/kg.
Chi phí chlorine trong 1 ngày: 1,5x29.000 = 43.500Đ/ngày
6.3.2.2 Dinh dưỡng
Lượng K2(PO)4 sử dụng trong 1 ngày: 1,56kg/ngaøy.
Giá thành K2(PO)4: 1.200Ñ/kg.
Chi phí K2(PO)4 trong 1 ngày: 1,56x1.200 = 1.870Đ.
6.3.2.3 Hóa chất nâng pH
Lượng NaOH sử dụng trong 1 ngày: 2,5kg/ngày.
Giá thành NaOH: 9,000Đ/kg.
Chi phí NaOH trong 1 ngày: 2,5x9.000 = 22.500Đ
6.3.2.4 PAC
Lượng PAC sử dụng trong 1 ngày: 44kg/ngày.
Giá thành PAC: 5.700 Đ/kg.
Chi phí PAC trong 1 ngày: 44x5.700 = 250.800Đ
6.3.2.5 Polymer
Lượng Polymer sử dụng trong 1 ngày: 1kg/ngày.
Giá thành Polymer: 60.000Đ/kg.
Chi phí Polymer trong 1 ngày: 1x60.000 = 60.000Đ
Þ Chi phí hóa chất sử dụng trong 1 ngày:
43.500 + 1.870 + 22.500 + 250.800 + 60.000 = 378.670 Đ/ngày = 15.778 Đ/h
6.3.3 Chi phí nhân công
Trạm xử lý hoạt động liên tục 24/24 nên cần có 02 vận hành hệ thống
Nhân công là nhân viên bảo trì của nhà máy. Lương = ½ lương nhân viên chính thức.
Lương trung bình: 1,000,000 x 2 = 2,000,000 Đ/tháng.
Chi phí nhân công theo 1h: 2.000.000/30/24 = 2.778 Đ/h
6.3.4 Chi phí bảo dưỡng + phí khác:
Các chi phí bảo dưỡng + quản lý khác: 15.000.000 Đ/năm = 1.736 Đ/h
Bảng 6.1 Phí xử lý cho 1m3 nước thải
STT
LOẠI CHO PHÍ
THÀNH TIỀN
(VNĐ)
Chi phí điện năng
30.475
Chi phí hóa chất
15.778
Chi phí vận hành
2.778
Chi phí bảo dưỡng + phí khác
1.736
TỔNG CỘNG:
50.767
Chi phí xử lý cho 1 m3 nước thải:
(VNĐ/m3)
CHƯƠNG 7
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
7.1 Kết luận
7.1.1 Ưu điểm của trạm:
Hệ thống thiết kế đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu thấp.
Chi phí vận hành hệ thống thấp (6.116Đ/m3).
Hệ thống hoạt động hoàn toàn tự động dựa trên nguyên tắc điều khiển của phao. Riêng motor khuấy hóa chất hoạt động bằng tay khi pha hóa chất.
Các bơm chìm tại hầm tiếp nhận hoạt động theo nguyên tắc: mực nước dưới 3m thì 2 bơm hoạt động luân phiên nhau (đảm bảo tuổi thọ của bơm), khi mực nước > 3,5m thì 2 bơm hoạt động (tránh hiện tượng ngập nước).
Các thiết bị hoạt động theo phao, riêng máy thổi khí cho bể Aerotank hoạt động luân phiên, liên tục 24/24 để cung cấp oxi cho vi sinh vật, tránh quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra dưới đáy bể.
Nước thải có tải trọng và ô nhiễm cao và nhiều chất hữu cơ khó phân hủy nên việc sử dụng bể sinh học kỵ khí là phù hợp, giảm tải trọng ô nhiễm và giúp ổn định cho các công trình phía sau.
Và hàm lượng ô nhiễm cao nên diện tích phần xây dựng lớn. Tuy nhiên, địa hình khu vực vững chắc nên chi phí xây dựng.
7.1.2 Nhược điểm của trạm:
Nước thải chế biến cà phê thường biến động mạnh, có thể ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của bể sinh học.
Hàm lượng chất ô nhiễm tương đối lớn nên diện tích bể UAF lớn, chi phí xây dựng cao.
7.2 Kiến nghị
Thành phần và tính chất nước thải đầu vào có thể thay đổi, cần kiểm tra các thông số hằng ngày để kiểm sát tải trọng ô nhiễm, tránh gây sốc sinh học.
Cần kiểm tra và làm các thí nghiệm về chỉ số bùn, BOD, COD, SS,…để sát định hiệu quả xử lý của hệ thống, có biện pháp xử lý kịp thời nếu hiệu quả xử lý giảm. Việc kiễm tra phải tiến hành hằng ngày.
Cần áp dụng công nghệ sản xuất sạch hơn vào quy trình sản xuất của nhà máy để vừa tiết kiệm nguyên liệu, kinh phí, vừa giảm hàm lượng các chất ô nhiễm.
Cần nghiên cứu kỹ quy trình xử lý trong phòng thí nghiệm để hệ thống vận hành đạt hiệu quả tối ưu.
Cần có kế hoạch bảo trì thường xuyên.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
TS Trịnh Xuân Lai - “ Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải” NXB Xây Dựng, 2000.
Th.S Lâm Vĩnh Sơn – “Giáo trình xử lý nước thải”.
Th.S Lâm Vĩnh Sơn – “ Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải và nước cấp” – Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP.Hồ Chí Minh
Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân – “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, tính toán thiết kế công trình” – Viện Tài Nguyên & Môi Trường – Tp.HCM, 2002.
Andre Lamouche - Công nghệ xử lý nước thải đô thị - NXB Xây Dựng, Hà Nội, 2006.
Th.S Lê Dung, TS Trần Đức Hạ - “ Máy bơm và các thiết bị cấp thoát nước” – NXB Xây Dựng – Hà Nội, 2002.
Trần Đức Nhuệ, Lâm Minh Triết…, Xử lý nước thải - Trường Đại Học Xây Dựng Hà Nội
Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam - TCVN 33:2006 – Cấp nước mạng lưới đường ống và Công trình – Tiêu chuẩn thiết kế.
Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam - TCXD 51:84 – Thoát nước mạng lưới bên ngoài và Công Trình - Tiêu chuẩn thiết kế.
QCVN 24:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp.
TÀI LIỆU NƯỚC NGOÀI
Metcalf & Eddy – Waste Water Engineering – Third Edition.
Metealf & Eddy – Wastewater Engineering Treatment And Reuse – Mc. Graw – Hill Inc, 2003.
W. Wesley Eckenfelder – Industrial Water Pollution Control – Mc. Graw – Hill Inc, 1989.
TRÊN INTERNET
www. Shinmaywa.com
www. Tuoitreonline.com.vn
www.li- xiang.tw
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC A: CATALOGUE THIẾT BỊ
Catalogue bơm chìm nước thải – Shinmaywa (Nhật)
Catalogue máy thổi khí – Shinmaywa (Nhật)
Catalogue bơm bơm định lượng hóa chất – Blue White (Mỹ)
Catalogue bơm phân phối khí – SSI (Mỹ)
Catalogue motor khuấy hóa chất – CPG (Đài Loan)
Catalogue bồn chứa hóa chất – Đại Thành (VN)
PHỤ LỤC B : TIÊU CHUẨN
QCVN 24:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp