Đồ án Khảo sát, đánh giá và nghiên cứu xử lý nước thải chiết suất Chitin từ vỏ đầu tôm (công suất 400 m3 /ngày đêm)

ong 6 tháng còn lại của năm. Nhà máy hoạt động 6,5 giờ/ngày và 5 ngày/tuần. Hệ thống xử lý nước thải Aerotank tăng cường được mô tả trong sơ dây chuyền sau : Bể chứa Nhà máy A Aerotank tăng cường Nước thải chếbiến Bể lắng dòng bùn ra Xử lý bùn Xử lý sinh học bổ sung Hình 4.1: Hệ thống xử lý nước thải kiểu làm thoáng tăng cường Nước thải phát sinh từ quá trình rửa cá và moi ruột cũng như nước rửa sàn và rửa bàn mổ. Trong mùa chế biến cá hồi, lưu lượng nước thải dao động từ 1,4 đến 4,5 m3/ngày với lưu lượng nước thải trung bình 2,6 m3/ngày. Trong mùa chế biến cá nuôi, lưu lượng nước thải trung bình tăng, khoảng 13,6 m3/ngày. Nước thải thô từ một hố thu được bơm đẩy vào bể làm thoáng ( bể aerotank tăng cường. Quá trình làm thoáng với hệ thống thiết bị khuấy trộn cơ học, làm thoáng bề mặt, công suất động cơ 3.7 kW (5hp). Nước thải từ bể làm thoáng (aerotank tăng cường ) tràn vào bể lắng. Từ bể lắng, bùn lắng được bơm hoàn lưu đưa trở lại bể làm thoáng. Còn nước đầu ra thì được xả vào xử lý sinh học bổ sung, bể này có vai trò như bể lọc tăng cường Các đặc điểm nước thải Mùa chế biến cá hồi Mùa chế biến cá nuôi Lưu lượng (m3/ngày) 1,4 – 4,5 7,7 – 18 Trung bình 2,6 13,6 BOD5, mg/l 690 480 COD, mg/l 2000 810 SS, mg/l 500 230 Quá trình Aerotank tăng cường. 28 ngày 5.5 ngày Thời gian lưu nước Tải trọng thể tích 24g BOD5 /m3/d (1.5 lb BOD5) 86g BOD5/m3/d (5.4 lb BOD5) Năng lượng thổi khí 1000 ft3/d 50 kW/1000 m3 của dung tích bồn. 1000 ft3/d 50 kW/1000 m3 của dung tích bồn Bể lắng 0.29 m3/m2/d (6 lgpd/ft2) 1.5 m3/m2/d (6 lgpd/ft2) Tải trọng bề mặt Thời gian lưu nước 4,3 ngày 20 giờ Bảng 4.8: Các thông số thiết kế và hoạt động của quá trình làm thoáng mở rộng (nhà máy A) Một số hệ thống xử lý nước thải thuỷ sản ở Việt Nam: Hệ thống xử lý nước thải Xí nghiệp hải sản xuất khẩu II Bà Rịa- Vũng Tàu. Công suất thiết kế của hệ thống 100m3/ngày, do EPC thiết kế. Hệ thống hoạt động theo phương pháp kị khí hoàn toàn, nhằm khống chế mùi. Việc lựa chọn phương pháp kị khí hoàn toàn cho xí nghiệp có các ưu điểm sau: Phương pháp này áp dụng được với loại nước thải đậm đặc. Nhu cầu năng lượng cấp cho hệ thống xử lý ít do không phải sục khí. Tiết kiệm diện tích mặt bằng. Có thể tận dụng Biogas thu được trong quá trình phân huỷ chất hữu cơ. Quá trình kín nên có thể khống chế được mùi hôi. Vận hành khá đơn giản. Nhược điểm : Tốc độ xử lý chậm, muốn hệ thống hoạt động ổn định cần thời gian dài, hiệu suất xử lý không cao. gas 5 1 4 2 3 dòng vào dòng ra 6 Hình 4.2: Hệ thống xử lý nước thải tại xí nghiệp hải sản xuất khẩu II Bà Rịa – Vũng Tàu Chú thích : 1 – Song chắn rác, tách lọc cặn bã. 2 – Bể trung gian và lắng (yếm khí) sơ bộ. 3 – Bể lọc yếm khí. 4 – Thiết bị tách gas cho phần nước thải hồi lưu. 5 – Thiết bị tách gas cho phần nước thải đã xử lý. 6 – Bơm nước thải. 7 – Thiết bị châm hoá chất (châm sút để chỉnh pH). Hệ thống xử lý nước thải của xí nghiệp chế biến thuỷ sản Ngô Quyền, Rạch Giá, Kiên Giang. 4 2 Công suất của hệ thống 520m3/ngày đêm, do CEFINEA thiết kế. 10 9 8 7 6 5 3 1 dòng vào dòng ra 12 11 bùn ra Hình 4.3 : Hệ thống xử lý nước thải tại xí nghiệp nghiệp chế biến thuỷ sản Ngô Quyền Rạch Giá, Kiên Giang. Chú thích : 1.song chắn rác; 2. bể thu gom; 3. bể lắng cát; 4. sân phơi cát; 5.bể điều hoà; 6.bể lắng đợt I; 7. bể kị khí; 8. bể hiếu khí; 9. bể lắng II; 10. bể khử trùng;11. bể nén bùn;12.máy ép bùn Hệ thống xử lý nước thải công ty chế biến thuỷ sản xuất khẩu Nha Trang Phương án 1 Phương án 1, do Viện môi trường và tài nguyên – CEFINEA TP.HCM đề nghị hệ thống xử lý với công xuất 500m3/ngàyđêm theo sơ dồ sau : 10 8 3 2 1 4 5 6 7 9 nước thải dòng ra Hình 4.4: Hệ thống xử lý nước thải phương án 1 Chú thích : 1. bể thu gom; 2. song chắn rác; 3. bể vớt váng; 4. bể điều hòa; 5. bể lọc kị khí; 6. bể sinh học hiếu khí tiếp xúc;7. bể lắng; 8. bể tiếp xúc; 9. bể nén bùn; 10 máy nén khí. Hệ thống xử lý với đầy đủ các khối xử lý, hết hợp cả hai quá trình kị khí và hiếu khí nhưng phức tạp và tốn nhiều diện tích xây dựng. Phương án 2 Phương án 2, do Viện kỹ thuật nhiệt đới và bảo vệ môi trường Tp HCM đề nghị hệ thống xử lý nước thải. 11 8 3 4 5 6 2 1 7 dòng vào dòng ra 10 9 Hình 4.5: Hệ thống xử lý nước thải phương án 2 Chú thích : 1. bể thu gom; 2. song chắn rác; 3. bể điều hòa; 4. bể lắng I; 5. bể aerotank;6. bể lắng II; 7. bể khử trùng; 8. thùng trợ lắng; 9. bể nén bùn; 10. bể mêtan; 11. thùng hóa chất. Phương án 3 Phương án 3, do Liên Hiệp Khoa Học Địa Chất Nam Bộ- ENITECH Tp.HCM đề nghị hệ thống xử lý theo sơ đồ sau: 11 9 8 7 10 3 4 5 6 2 1 dòng vào dòng ra Hình 4.6: Hệ thống xử lý nước thải phương án 3 Chú thích : 1.hố thu; 2. song chắn rác; 3. bể điều hòa; 4. bể phân hủy kị khí; 5. bể phân hiếu khí; 6. bể lắng; 7. bể khử trùng; 9. thùng trợ lắng; 10. bể nén bùn; 11. bể hóa chất . ˜—õ–™. CHƯƠNG 5 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY Đề xuất các phương án xử lý nước thải: Các thông số đầu vào: Lưu lượng trung bình trong ngày : 400 m3/ngày pH : 11.97- 12.5 COD : 4100 mg/l. BOD5 : 1560 mg/l. SS : 357 mg/l. Tổng Nitơ : 207 mg/l. Coliform : 93 MPN / 100 ml Tổng Phospho :8.5 mg/l Chất lượng nước đầu ra: pH 5 - 9 COD < 100 mg/l BOD5 < 50 mg/l SS < 100 mg/l Tổng Nitơ < 60 mg/l Tổng Phospho < 6 mg/l Coliform < 1000 Sơ đồ dây chuyền công nghệ trạm xử lý : 21 4 3 1 Sân phơi bùn Bể lắng II Bể Aerotank Bể UASB Bể lắng I Bể trung hòa Bể Điều hòa Bể chứa Bể khử trùng dòng thải vào Song chắn rác dòng khí vào dòng khí vào Bể nén Bùn Hình 5.1 : dây chuyền công nghệ hệ thống Ghi chú : 1 : thùng H2SO4 2 : Thùng dinh dưỡng 3 : Thùng Clo rua vôi 4 : Cửa xả Dòng bùn, Dòng nước thải, hóa chất Thuyết minh các công trình đơn vị trạm xử lý: Song chắn rác: Nước thải từ các ô, bể ngâm nguyên liệu chảy vào mạng lưới thoát nước đến trạm xử lý, qua song chắn rác và đến hầm tiếp nhận. Song chắn rác được đặt trước hầm bơm( bể chứa ) nhằm ngăn không cho rác vào bơm gây tắc nghẽn và hỏng bơm, song chắn rác với hệ thống lấy rác bằng thủ công được kiến nghị sử dụng, rác sau khi lấy ra ở song chắn được tập trung lại đưa đến bãi rác và vận chuyển đến bãi xử lý rác tập trung. bể chứa (hầm bơm tiếp nhận) Hầm bơm là nơi tập trung nước thải từ các cống xả khác nhau và để bảo đảm lượng nước tối thiểu cho bơm hoạt động. Bể điều hoà: Do lưu lượng nước thải không ổn định theo từng giờ sản xuất do có nhiều công đoạn sản xuất và thời gian hoạt động cũng khác nhau, vì vậy cần thiết phải xây dựng bể điều hoà. Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng nước cũng như về nồng đo nước thải. Bể điều hoà nhằm tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình xử lý phía sau, tránh hiện tượng quá tải gây ảnh hưởng xấu đến khả năng xử lý của các công trình. Bể trung hòa Bể trung hòa có nhiệm vụ điều chỉnh độ pH phù hợp cho các quá trình xử lý sinh học, cũng như độ pH dòng thải cuối Bể lắng 1: Bể lắng 1 có tác dụng tách các tạp chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn nước, giảm lượng COD giảm từ 20 – 40%. Hiệu quả của bể lắng đợt 1 đạt từ 50 – 60 % theo SS. Cặn được xả ra bằng phương pháp thuỷ lực. Bể UASB: Phương pháp sinh học kị khí thường được sử dụng để loại bỏ các chất hữu cơ có trong phần cặn của nước thải bằng các chủng vi sinh vật tuỳ nghi và vi sinh vật kỵ khí, trong đó ưu thế là vi sinh vật kị khí. Đây là công trình xử lý sinh học bước đầu của hệ thống xử lý. Sự chuyển hóa sinh học xảy ra theo các quá trình sau : Thủy phân polymer: là quá trình thủy phân các protein, polysaccharide, các chất béo. Lên men các amino acid và đường; Phân hủy các acid béo mạch dài cà rượu (ancohols); Phân hủy kỵ khí các acid béo dễ bay hơi( ngọai trừ acid acetic); Hình thành khí methane từ acid acetic; Hình thành khí methane từ hydrogen và CO2; Bể Aerotank: Nước thải sau khi qua bể sinh học ki khí UASB được dẫn đến bể Aerotank. Trong bể Aerotank diễn ra quá trình oxy sinh hoá các chất hữu cơ hoà tan và dạng keo trong nước thải dưới sự tham gia của các vi sinh vật hiếu khí. Vi sinh vật hiếu khí sẽ tiêu thụ chất hữu cơ dạng keo và dạng hoà tan trong nước để sinh trưởng, sau đó phát triển thành dạng bông bùn lắng xuống gọi là bùn hoạt tính. Khi vi sinh vật phát triển mạnh sinh khối tăng tạo bùn hoạt tính dư. Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể nên duy trì ở nồng độ MLSS trong khoảng 2500 – 4000 mg/l. Bể lắng đợt 2: Bể lắng II có nhiệm vụ lắng và tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải. Một phần lượng bùn sau khi lắng sẽ được tuần hoàn lại bể Aerotank để duy trì nồng độ bùn họat tính , nồng độ bùn họat tính trong aerotank ,MLSS = 2500 – 4000 mg/l. Bể khử trùng: Nước sau qua bể lắng II, cần phải được kiểm soát các chỉ tiêu hoá, lý và các vi sinh vật gây bệnh có trong nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho nguồn tiếp nhận. Do đó, cần phải tiến hành khâu khử trùng trước khi xả ra ngoài. Bể khử trùng có nhiệm vụ trộn đều hoá chất khử trùng với nước thải, tạo điều kiện tiếp xúc và thời gian đủ để oxy hoá các tế bào vi sinh vật. Bể nén bùn: Mục đích của bể nén bùn là để cô đặc cặn, giảm độ ẩm và thể tích của bùn cặn trước khi đưa vào các công trình xử lý tiếp theo Sân phơi bùn : Bùn từ bể nén bùn được đưa tới sân phơi để phơi. Bùn sau khi đã được làm khô ở sân phơi bùn thì cặn có độ ẩm 75% hay thấp hơn nữa và thể tích giảm xuống từ 2 – 5 lần. Lượng cặn này sẽ được lấy ra theo định kì và được đem đi chôn lấp, họac có thể dùng làm phân bón. Công dụng chính của sân phơi bùn là giảm thể tích và khối lượng của cặn. Độ ẩm của cặn được giảm xuống là do một phần nước bốc hơi và một phần khác ngấm xuống đất. Tính toán thiết kế các công trình đơn vị : Các thông số thiết kế: Lưu lượng nước thải trung bình ngày: Qtb = 400 m3/ngày đêm Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ: 16.75 m3/h Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất: (Với Kh là hệ số vượt tải Kh = 1,5 ¸ 3,5, chọn Kh = 2,5). BOD5 = 1560 mg/l. COD = 4100 mg/l. SS = 357 mg/l. Tổng Nitơ = 207 mg/l pH = 12 Tính toán song chắn rác: Số lượng khe hở giữa các thanh: ( Lâm Minh Triết- Xử Lý Nước Thải Đô Thị & Công Nghiệp) Trong đó: : lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất, 41.675 m3/h. l : Khoảng cách giữa các thanh, m (l = 5mm). h1 : chiều sâu lớp nước trước song chắn, m h1 = 0.097 m, chọn h1= 0.1 m trong đó : h1 là chiều sâu lóp nước trong mương dẫn v là vận tốc nước chảy trong mương dẫn, v=0.6m/s bm là bề rộng mương, chọn bm= 0.2m v : vận tốc nước chảy qua song chắn. v = 0.6 m/s. Kz : hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy. Kz = 1,05 Þ 41.7, Chọn n = 42 (khe). Bề rộng thiết kế song chắn rác: Bs = s ( n – 1 ) + b*n Trong đó: Bs : chiều rộng song chắn rác,m. s : chiều dày thanh song chắn rác,m (s = 8¸10 mm, chọn s = 10 mm). n : số khe l : khoảng cách giữa các thanh, m. Þ Bs = 10 * 10-3 *(42 – 1) + 5 * 10-3 * 42= 0.64 (m) Chiều dài đoạn mở rộng trước song chắn rác: L1 = Trong đó Bm : bề rộng của mương, m (chọn Bm = 0.2m). j : góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác, j = 200. Bs : chiều rộng của song chắn rác, Bs = 0.64 m. Þ L1 = 0.604 m chọn L1= 0.6 m Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác: L2 = 0.3 m Tổn thất áp lực qua song chắn rác: hs= Trong đó v : vận tốc chảy qua song chắn rác, v = 0.6 m/s. K: hệ số tính đến việc tăng tổn thất áp lực do rác bám, K = 1.05 ¸ 3, chọn K = 3. x : hệ số tổn thất áp lực cục bộ được tính bằng công thức: trong đó : α : góc nghiêng đặt song chắn rác so với mặt phẳng nằm ngang ( chọn α = 600). Chọn loại hình song chắn loại 1® b hệ số phụ thuộc hình dạng tiết diện thanh đan, b = 2.42. g: gia tốc trọng trường g = 9.81 (m/s2). s : chiều dày song chắn rác, m (s = 10 mm). l : khoảng cách giữa các thanh, m (l = 5 mm). Þ 5.28 Do đó, hs = 0.29 m Chiều cao xây dựng mương đặt song chắn rác. H = h1 + hs + hbv Trong đó h1 : chiều cao của lớp nước trong mương dẫn. h1 = 0.1 m. hs : tổn thất áp lực của song chắn rác, hs = 0.29(m). hbv: chiều cao bảo vệ, hbv = 0.3 (m). Þ H = 0.1 + 0.29 + 0.3 = 0.69 (m) Chiều dài mỗi thanh song l = 0.797 m chọn l= 0.8 m Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác L = L1 +L2 + Ls = 0.3+0.6+1 =1.9 m Trong đó L1 : chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác, L1 = 0.274 (m) L2 : chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác, L2 = 0.137 (m) Ls : chiều dài phần mương đặt song chắn rác, chọn Ls = 1 (m) . ( ls ³ 1.0 (m), XLNT – PGSTS Hoàng Huệ, trang 33 ). Chất lượng nước thải sau song chắn rác Hàm lượng SS giảm 4 % khi qua song chắn rác: SS ra= 357- 357*4% = 343 mg/l Hàm lượng BOD giảm 4 % khi qua song chắn : BODra = 1560 – 1560*4% = 1498 mg/l Tính toán bể chứa (hầm bơm tiếp nhận): Chọn thời gian lưu nước là 30 phút = 0.5 h ( t= 10 ¸ 30 phút). (TTTK &Xử Lý Nước Thải Đô Thị và Công Nghiệp, Lâm Minh Triết ). Thể tích hầm bơm : V = *t = 41.675* 0.5 = 21 m3 Chọn chiều cao phần nước của hầm tiếp nhận là h1= 2m, chiều dài và chiều rộng tương ứng là 3.5 x 3 m. Chiều cao an toàn lấy bằng chiều sâu đáy ống cuối cùng là h2= 0.7m, chiều cao tổng thể là h = h1+ h2 =2.7 m Bể điều hoà: Thể tích bể điều hoà: Vlt = = 41.675*4 =116.7 m3 Trong đó Vlt : thể tích lý thuyết của bể điều hoà, (m3). : lưu lượng giờ lớn nhất, 41.675 (m3/h). t : thời gian lưu nước trong bể điều hoà (t = 2 ¸ 6 h), chọn t = 4h. Thể tích bể điều hoà thực tế sẽ bằng 120% thể tích bể điều hoà lý thuyết. Vtt = 120% * Vlt = 120 % * 116.7 = 200 (m3). Diện tích bể ( chọn hình dạng bể điều hoà hình chữ nhật, chiều sâu của bể bằng 2m). lúc đó diện tích của bể là: F = 100 m2 Từ đó, chọn kích thước của bể là b x l = 8 m x 12 m. Chọn mực nước thấp nhất (hmin) trong bể điều hoà để đảm bảo mực nước cho bơm hoạt động là 0,5 m. Ta tính được thể tích cần thiết là: V = 0.5 * 100 + 200 = 250 (m3). Mực nước cao nhất cách đáy bể là: hmax = 2.5 m Chiều cao tổng cộng: (Chọn chiều cao an toàn là 0.5 m). H = hmax + han toan = 2.5 + 0.5 = 3 (m). Vậy thể tích xây dựng bể điều hoà là: V = b * l * H = 8 * 12.5 * 3. = 300 (m3) Tính toán lượng không khí cần thiết sục trong bể điều hoà Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi trong bể điều hoà cần cung cấp một lượng không khí thường xuyên. Lưu lượng không khí cần cung cấp cho bể điều hoà: LKK = a* = 3.74* 41.675 = 155.8 (m3/h). Trong đó : a : lượng khí cần cung cấp cho bể điều hoà, a= 3.74 (m3/m3.h) (W.Wesley Eckenfelder, industrial Water Pollution Control,1989. trang 481 TTTK &Xử Lý Nước Thải Đô Thị và Công Nghiệp, Lâm Minh Triết), : lưu lượng giờ lớn nhất, 41.675 (m3/h). Đường kính ống dẫn khí vào bể: dống =0.074m chọn f = 75mm chọn dống = 0.075m = 75mm Trong đó, vận tốc khí trong ống chính là vống = 10 ¸15, chọn vống = 10 m/s. (Xử Lý Nước Thải Đô Thị và Công Nghiệp, Lâm Minh Triết ). Đặt ống nhánh theo chiều dài của bể. Chiều dài ống nhánh lấy theo chiều dài của bể, chọn = 12 m khoảng cách giữa hai ống phân phối là 0.7 m. Số ống phân phối : nống = 16.1 (chọn 16 ống ) Đường kính ống nhánh: dn = 0.052 m chọn f = 50mm trong đó : qn là lưu lường cấp khí trên ống nhánh, qn = = 77.9 m3/h vống = 10 m/s. vận tốc khí trong ống nhánh Đường kính ống phân phối : dp = 0.013 m chọn f = 16mm trong đó : qp lưu lượng cấp khí ống phân phối, qp= = 4.87 m3/h vống = 10 m/s. vận tốc khí trong ống phân phối Lưu lượng khí qua lỗ : ql = v*= 15* = 0.678 m3/h Trong đó : Đường kính các lỗ trên ống phân phối 2 ¸ 5 mm, chọn dlỗ = 4mm = 4.10-3m. Vận tốc khí qua lỗ 5 ¸ 20 m/s, chọn vlỗ = 15 m/s. Số lỗ phân phối trên ống: nlỗ = 7.16 chọn nlõ = 17 Tính toán hệ thống thổi khí Áp lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén: Hc = hd + hc + hf + H Trong đó hd : tổn thất áp lực cục bộ (m). hf : tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối (m), hf £ 0.5m, chọn hf = 0.5m. tổng tổn thất hc, hc £ 0.4m, chọn hd + hc = 0.4 m. H : chiều sâu lớp nước trong bể (m). Þ Hc = 0.4 + 0.5 + 3. = 3.9 (m). Năng suất yêu cầu của máy thổi khí không nhỏ hơn lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa. Lkhí = 155.8 (m3/h) = 432.78*10-4 (m3/s). Áp lực của không khí: PKK = 1.37 atm (Công thức 149/122 – Sách XLNT – Hoàng Huệ). Công suất máy nén khí: (công thức 152/122 - XLNT – Hoàng Huệ). Trong đó LKK : lưu lượng không khí cần cung cấp (m3/s). h : Hiệu suất máy nén khí, chọn h = 0.8 (80%). P : áp lực của không khí (atm). Þ 1.74 (kW) Bể trung hòa : Thể tích cần thiết: Thể tích cần thiết của bể : W= =1.39m3, chọn W = 1.4 m3, trong đó : t : là thời gian lưu nước, chọn t=5 phút, : là lưu lượng trung bình theo giờ, = 16.67 m3/h chọn kích thước bể : L x B x H = 1m x 1m x 1.4m, chiều cao xây dựng : h = H + hbv =1.4 + 0.3 =1.7 m Thiết bị khuấy trộn : Năng lượng cần thiết cho quá trình khuấy trộn: P = = 10002*0.001*1.4 =1.4 kW, trong đó : G : là gradien vận tốc, G= 800¸1000 s-1, chọn G = 1000 s-1, V: thể tích bể trộn, V = 1.4 m3, : độ nhớt động lực của nước, chọn = 0.001 Ns/m2, Chọn hiệu suất động cơ là =0.8, ta có : Công suất động cơ : N = = 1.75 kW, Tốc độ khuấy : n ==0.5 vòng /s, trong đó : : là khối lượng riêng của nước thải, cho = 1000kg/m3, K: hệ số sức cản phụ thuộc cánh khuấy, chọn K=1 D : đường kính cánh khuấy, D B , chọn D = 0.4 m chiều rộng cánh khuấy : b = 0.08m,= 8cm, chiều dài cánh khuấy a : 0.1m, = 10 cm, Tính toán hóa chất : Bể chứa Dung dịch dinh dưỡng : lưu lượng thiết kế 16.67 m3/h, BOD đầu vào := 1560 mg/l tổng P vào : 8.5 mg/l tỷ lệ BOD : P = 100 : 1, do vậy lượng P cần thiết là : P = - 8.5 = 7.1 mg/l; Vậy lượng P cần bổ sung : P = 7.1 mg/l Tỷ lệ khối lượng ; Lượng H3PO4 cần thiết : = 22.45mg/l Lượng H3PO4 cần ứng với lưu lượng thiết kế: =0.374 kg/h, =8.976 kg/ngày Nồng độ H3PO4 sử dụng là 85% =850 kg/m3, Dung dịch H3PO4, cần cung cấp = 0.01056 m3/ngày,=10.56 l/ngày Thời gian lưu; t= 7 ngày; Thể tích bể chứa cần ; V = 10.56*7 =73.92 L, chọn thùng chứa 100 L Chọn 2 máy bơm định lượng châm H3PO4, Bể chứa dung dịch H2SO4: Lưu lượng thiết kế : Q = 16.67 m3/h Độ pH đầu vào , pHv = 12, Dộ pH sau trung hòa, pHr= 7 Tính nồng độ ion [ H+] cần thiết để trung hòa :` [H+] = 9.9*10-3mol ion/l Nồng độ ion H+ trong dung dịch dinh dưỡng, [H+]dd = 3*= 0.000217 mol ion /L Lượng [H+] cần để trung hoà: [H+]th = [H+] -[H+]dd = 9.9*10-3 – 0.2*10-3 =9.7*10-3 mol ion /L H2SO4 2H+ + SO42-, lượng H2SO4 98% cần để trung hòa : q = = 4.394 l/h trong đó: trọng lượng riên của H2SO4 là 1.84 thời gian lưu nước ; t = 7 ngày, Thể tích chứa cần thiết : 4.394*24*7 =738.2 L chọn 2 bơm châm định lượng axít, lưu lượng bơm = 5 L/h Bể lắng I : Tính thể tích bể : Diện tích tiết diện ướt của buồng phân phối trung tâm bể lắng: f = = 0.4 m2 Trong đó v1 : vận tốc chuyển động của nước thải trong buồng phân phối trung tâm, v1 £ 30 mm/s, chọn v1 = 30 mm/s = 2.52 m/h.( điều 6.5.9 TCXD-51-84) : lưu lượng nước thải lớn nhất, = = 0.012 m3/s Diện tích tiết diện ướt của bể lắng F ==17.14 m2 , (chọn F =17.2 m2) Trong đó : v2 : vận tốc chuyển động của nước thải trong bể lắng, v1 £ 0.7 mm/s, chọn v1 = 0.7 mm/s = 0.0007 m/s. (điều 6.5.4 TCXD 51-84 ) : lưu lượng nước thải lớn nhất, = 0.012 m3/s Tổng tiết diện ướt của bể : Fb= F+f = 17.2+0.4 =17.6 m2 Đường kính của bể lắng: D = 4.735 ( chọn D = 4.8 m2 ) Đường kính ống trung tâm: Dống = 0.714 m ( chọn = 0.720m ) Chiều cao của vùng lắng: h0 = v2 * t = 2.52 * 1.5*3600 = 3.78 (m) ( chọn h0 = 3.8 m ) Trong đó : v2 : vận tốc chuyển động của nước thải trong bể lắng, v1 £ 0.7 mm/s, chọn v1 = 0.7 mm/s = 0.0007 m/s. (điều 6.5.4 TCXD 51-84 ) t : thời gian lưu nước trong bể , t =1.5 ÷ 2.5 h, chọn t = 1.5 h. (Tính toán thiết kế các công trình Xử lý Nước Thải – TS Trịnh Xuân Lai ) Chiều cao phần hình nón của bể lắng: hn = 2.15 m, (chọn hn= 2.2 m ) Trong đó: dn : là đường kính phần đáy nhỏ hình chóp cụt, chọn dn= 0.5 m α : là góc tạo bởi đáy bể và mặt ngang, chọn α = 450 (theo TS Trần Đức Hạ – XLNT quy mô nhỏ và vừa: α £ 450) chọn α = 450. Chiều cao tổng cộng của bể: H = h0 + hn + hbv = 3.8 + 2.2 + 0.5 = 6.5 (m). Trong đó: hbv : chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0.4 m. h0 : chiều cao vùng lắng hn : chiều cao phần hình nón Đường kính phần loe ra của ống trung tâm: dl = 1.35 Dống = 1.35 * 0.72 = 0.972 (m) chọn dl = 0.97 m). Chiều cao phần ống loe : hl= dl = 0.97 (m) Đường kính tấm chắn hình nón : dh = 1.3 d1 = 1.3 * 0.972 = 1.26 (m), chọn dh = 1.3 m Khoảng cách từ miệng loe ống trung tâm đến tấm chắn là 0.25 ¸ 0.5 m, chọn 0.3 m. Tính toán máng thu nước : Đường kính máng thu : dm =0.8 D = 0.8*4.8 =3.84 m Bề rộng máng thu : b m = =0.48m, ( chọn bm= 0.5m) Chiều cao máng thu : chọn chiều cao máng 0.3 m. Tính toán lượng bùn sinh ra Hiệu quả khử SS RSS = (Trịnh Xuân Lai – TTTK Các Công Trình Xử Lý Nước Thải ) Trong đó: t : thời gian lưu nước, chọn t = 1.5 h RSS : hiệu quả khử SS, % a, b : hằng số thực nghiệm. (Tính toán thiết kế các công trình Xử lý Nước Thải – TS Trịnh Xuân Lai: chọn: a = 0.0075, b = 0.014 ). Þ RSS = 52.6 % Hiệu quả khử BOD: RBOD = (Trịnh Xuân Lai–TTTK Các Công Trình Xử Lý Nước Thải) Chọn a = 0.018, b = 0.02 Þ RBOD = 31.25% Lượng bùn sinh ra mỗi ngày: G = RSS * SSvào *Q. Trong đó SSvào : hàm lượng SS vào, mg/l = 343 mg/l. Q : lưu lượng nước thải theo ngày,Q = 400 m3/ngày. Þ G = = 72.17 (kg/ng.đ). Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày: Vbùn = == 0.962 m3 Trong đó C : hàm lượng chất rắn trong bùn,(C = 40 ¸ 120 mg/l), chọn C = 75mg/l = 75 kg/m3. Chất lượng nước thải sau bể lắng I Hàm lượng SS còn lại trong dòng ra: SSra = SSvào - SSvào * RSS = 343 – 343 * 52.6% = 163 (mg/l). Hàm lượng COD ra: CODra = CODvào -CODvào* RCOD = 4100– 4100*31.25%= 2819(mg/l). Hàm lượng BOD5 ra: BODra=BODvào -BODvào* RBOD5= 1560– 1560*34.48%= 1073 (mg/l). Bể UASB Thể tích bể UASB : Để bể Aerotank họat động tốt, COD vào aerotank phải được khống chế sao cho, COD 500 mg/l. Hiệu quả xử lý COD cần thiết là : E % = =87.8 % lượng COD cần xử lý trong một ngày : G= Q *(CODv- CODr )= 400*( 4100 -500)*10-3 =1440 kg COD/ngày) trong đó : CODv :nồng độ COD vào bể, mg/l CODr : nồng độ COD sau xử lý, mg/l Dung tích xử lý yếm khí cần thiết: V = =160 m3 trong đó : G : luợng COD cần xử lý trong một ngày a : tải trọng khử COD của UASB, a= 8¸10 kg COD/m3/ngày, chọn a =9kg COD/m3/ngày,(bảng12-2,TTTK các công trình XLNT,Trịnh Xuân Lai) Diện tích cần thiết cho quá trình xử lý : F = =23.8 m2, (chọn F = 24 m2 ) trong đó : Q : lưu lượng nước thải, Q = 400 m3/ngày v : tốc độ dâng nước trong bể, v =0.6 ÷0.9 m/h, chọn v = 0.7 m/h Chọn cụm gồm 2 bể, vậy chiều cao xử lý của mỗi bể : h1 = = 3.3 m, (chọn h1 =3.4 m ) Chiều cao vùng lắng h2 1, chọn h2 =1.5 m. Chiều cao xây dựng mỗi bể : H = h1+ h2+ hbv = 3.4 +1.5 + 0.5 = 5.4 m Thể tích xây dựng của mỗi bể : Vxd = L*B*H = 6*4*4.9 = 117.6 m3 Thể tích làm việc của mỗi bể : Vl =( h1+ h2 ) 24 = (3.4+1.5)*24=116.6 m3. Kiểm tra thời gian lưu nước trong bể : t = 2*= 13.99h,chọn =14h Hệ thống phân phối nước vào bể UASB: Nước thải được dẫn vào trong mỗi bể qua 3 nhánh, chọn vận tốc dòng chảy trong mỗi ống là 1m/s. Đường kính ống chính : D = = 0.0768 m, chọn D = 80 mm ( ống thép tráng kẽm ) Đường kính ống dẫn vào mỗi bể : d = =0.054 m, Đường kính ống nhánh : dn = = 0.032 m, chọn dn = 32 mm ( ống thép tráng kẽm ) Các tấm chắn dòng Tác dụng tấm chắm dòng : Ngăn không cho khí thoát ra ngoài Tạo vùng lắng bùn Đảm bảo điều kiện làm việc kị khí Tấm chắn dòng phải được làm bằng thép không gỉ vì làm việc trong môi trường nước thải ăn mòn. Ngoài ra. Quá trình phân huỷ yếm khí còn có khả năng sinh ra các khí có tính ăn mòn mạnh. Do đó, ta chọn bề dày tấm thép là 3mm, khoảng cách hai tấm thép song song là 120 mm. Mô chắn tam giác: Mô chắn tam giác được làm bằng thép không gỉ, chức năng của nó cũng giống như tấm chắn dòng: + Không cho bọt khí thoát lên vùng lắng. + Tạo khe hở cho bùn trở lại vùng làm việc kị khí. Máng thu nước: Được cấu tạo bằng thép không gỉ, bể dày khoảng 3mm, có tiết diện hình chữ nhật: kích thước 150mm x 200mm. độ dốc của máng chọn là 1%. Trước khi vào máng thu nước, nước chảy qua máng răng cưa có tác dụng phân phối đều dòng chảy và ngăn các tạp chất nổi. Máng răng cưa có cấu tạo bằng thép dày khoảng 2mm đến 3mm, đặt cao hơn máng thu nước khoảng 30mm. Các van lấy mẫu được đặt cách nhau 0.9 m theo chiều cao. Van dưới cùng cách đáy khoảng 0.3 m. Do đó, tổng số van cần thiết là 3 van. Xác định lượng khí và lượng bùn sinh ra Lượng khí sinh ra khi loại bỏ 1 kg COD là 0.5 m3 Lưu lượng khí sinh ra tại mỗi bể trong 1 ngày là: Qkhí = 0.5 * Trong đó thành phần khí CH4 chiếm 70% tổng lượng khí sinh ra. QCH4 = 126 m3/ngày đêm Lượng bùn sinh ra khi loại bỏ 1 kg COD là 0.05 ¸ 0.1 kg. Gbùn = 0.05 * 1440 = 72 (kg/ng.đ). Chất lượng nước thải ra khỏi bể UASB: Hàm lượng CODra , chọn hiệu quả xử lý COD sau bể UASB là 85% CODra = CODvào (1 – 0.85) = 2819 (1 – 0.85) = 422.8 mg/l. Hàm lượng BOD5 ra, chọn hiệu quả xử lý BOD5 sau bể UASB là 86.4% BOD5 ra = 1073 ( 1 – 0.864) = 146 mg/l. (Nguồn: Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) 1988, bảng 1 – 11, XLNT Đô thị và Công nghiệp Lâm Minh Triết, trang 29). Hàm lượng Nitơ tổng sau UASB, chọn hiệu suất khử Nitơ của UASB là 60% tổng N = 207(1 - 0.6 ) = 82.8 mg/l, Bể Aerotank: Các thông số tính toán: Thời gian lưu bùn qc = 10 ngày. Hệ số sản lượng Y = 0.6 mg VSS/mgBOD. Hệ số phân huỷ nội bào Kd = 0.06 (ngày-1) BOD5 đầu vào L a = 146mg/l. BOD5 đầu ra L = 40 mg/l (theo TCVN 5945 – 1995, BOD5 £ 50mg/l). Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể: X =3000 (mg/l). Hàm lượng bùn tuần hoàn : Xr = 8000 (mgSS/l). Độ tro của cặn hữu cơ: Z = 0.2 (80% là bùn hoạt tính). Nước thải sau lắng chứa 40 mg/l cặn sinh học, trong đó có 65% cặn dễ phân huỷ sinh học. Xác định hiệu quả xử lý Phương trình cân bằng vật chất: BOD5 đầu ra = BOD5 hoà tan + BOD5 cặn lơ lửng. BOD5 của cặn lơ lửng được xác định như sau: Lượng cặn hữu cơ có trong nước ra khỏi bể lắng II 0.65 * 40 = 26 mg/l Để oxy hoá hết lượng cặn hữu cơ này thì lượng oxy cần thiết cung cấp là: 26 mg/l * 1.42 mgO2/tế bào = 36.92 (mg/l). Lượng BOD5 có trong cặn hữu cơ ra khỏi bể: Lra = 36.92 * 0.68 = 25.1 (mg/l). Þ BOD5 hoà tan Lt = 40 – 25.1 = 14.9 (mg/l). Hiệu quả xử lý BOD5 hoà tan của bể: Eo = =89.8 % Tính thể tích bể Aerotank: Thể tích bể Aerotank được tính theo công thức: W = ( CT 6-3, Trịnh Xuân Lai – TTTK Các Công Trình Xử Lý Nước Thải). Trong đó Q : lưu lượng nước thải đầu vào, m3/ngày.đêm. Y : hệ số sản lượng bùn, Y = 0.6 mg VSS/mgBOD. Kd : hệ số phân huỷ nội bào, Kd =0.05 (ngày-1). La : hàm lượng BOD5 vào bể Aerotank, La= 146 mg/l. Lt : hàm lượng BOD5 hòa tan ra bể, Lt = 14.9 mg/l X : nồng độ bùn hoạt tính trong bể, X = 3000 mg/l. qC : thời gian lưu bùn trung bình, qC = 10 ngày. Þ W = 69.92 m3, (chọn V =70 m3 ) Thời gian lưu nước trong bể: qn = = 0.175 ngày, ( 4.2 giờ ) Chọn chiều cao hữu ích của bể h1 = 4m, chiều cao bảo vệ hbv = 0.5 m, Kích thước xây dựng bể : 5m*3.5m*4.5m Tính toán lưu lượng cặn dư phải xả mỗi ngày Hệ số sản lượng quan sát ( hệ số tạo cặn từ BOD5 ): Yqs = 0.4 (Trịnh Xuân Lai – TTTK Các Công Trình Xử Lý Nước Thải) Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5: PX = Q*Yqs(La- Lt)*10-3 = 0.4*400(146-14.9)*10-3 = 20.98 (kg/ngày.đêm). Tổng lượng cặn lơ lửng sinh ra theo độ tro của cặn Z = 0.2 PX(ss) = 26.23kg/ngày đêm Lượng cặn dư hằng ngày phải xả đi: Pxả = PX(ss) – PXr = 26.23 – 16 = 10.23 kg/ngày trong đó: PX(ss) tổng lượng cặn PXr là lượng cặn lơ lửng dòng ra, PXr = 400*40*10-3 = 16 kg/ngày Tính lưu lượng bùn thải bỏ từ bể lắng II: từ công thức : (Trịnh Xuân Lai – TTTK Các Công Trình Xử Lý Nước Thải) Qb = = 1.025 m3/ ngày trong đó : Xb =Xth = 8000 mg/l, hàm lượng bùn tuần hòan. Tính lưu lượng bùn tuần hòan từ bể lắng II : Phương trình cân bằng vật chất cho bể aerotank : Q*X0 + Qth*Xth= ( Q +Qth) X (*) trong đó : X0 : là hàm lượng rắn lơ lửng bay hơi vào aerotank X = 3000 mg/l, hàm lượng rắn lơ lửng bay hơi trong aerotank. Xth = 8000 mg/l, hàm lượng rắn lơ lửng bay hơitrong bùn tuần hòan. vì X0 rất nhỏ nên : (*) Qth*Xth= ( Q +Qth) X = 0.6 Qth = 0.6*Q =0.6*400 =240 m3/ngàyđêm Kiểm tra tải trọng thể tích : LBOD = =0.834 kg BOD/m3ngày giới hạn cho phép, LBOD = 0.8 ¸1.92 kg BOD/m3ngày Kiểm tra tỷ số F/M: F/M = =0.28 ngày -1 Giới hạn cho phép, F/Mv= 0.2 ¸ 0.6 ngày -1 Tính lượng oxy cần thiết Lượng oxy cần thiết trong điều kiện tiêu chuẩn: OCo = ( Theo TS.Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải ) Trong đó NO : tổng hàm lượng Nitơ đầu vào, NO = 82.8 mg/l. N : tổng hàm lượng Nitơ đầu ra, N = 60mg/l, (TCVN 5945 – 1995, tiêu chuẩn nước thải công nghiệp loại B). f : hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20, f = 0.68. Þ OCO = 85.34 kg/ngàyđêm. Lượng Oxy thực tế (250C) OCt = OCO * (Trịnh Xuân Lai – TTTK Các Công Trình Xử Lý Nước Thải ) Trong đó: : hệ số điều chỉnh lưc căng bề mặt theo hàm lượng muối, chọn=1 CS25 : nồng độ bão hoà oxy trong nước ở 25OC, CS25 = 8.39 (mg/l), CS20 : nồng độ bão hòa oxy trong nước ở 200 C, CS20 Cd : nồng độ oxy cần duy trì trong bể khi xử lý nước thải, Cd= 1.5 ¸ 3 mg/l. Chọn Cd = 2 mg/l. t = 25OC: nhiệt độ nước thải. α : hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, hình dạng bể, thiết bị làm thoáng, α = 0.6 ¸ 0.94, chọn α = 0.7 Þ OCt = 154.08 kgO2/ngày Tính lượng không khí cần thiết QKK = Trong đó + f : hệ số an toàn, f = 1.5 ¸ 2. chọn f = 1.5. + OCt : lượng oxy thực tế sử dụng cho bể, kg O2/ng.đ. + OU : công suất hoà tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối. Chọn hệ thống phân phối khí nhỏ mịn, sử dụng các đĩa xốp, đường kính mỗi đĩa là 170 mm, diện tích bề mặt F = 0.02 m2, cường độ sục khí 200 l/phút.đĩa. Ta có: OU = Ou * h1 = 7 * 4 = 28 (gO2/m3). trong đó: OU : công suất oxy hoà tan của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn, chọn OU = 7 gO2/m3. h1 : chiều cao ( sâu) công tác của bể, khi dùng hệ thống thổi khí, chiều sâu của đáy bể lấy từ 4 ¸ 7 m, chọn h1 = 4m. Þ QKK = 8245.28 m3/ngày đêm,=343.93m3/h,= 5.73 m3/phút Số đĩa cần phân phối trong bể: N = 28.65đĩa, Chọn 28 đĩa. Tính đường kính ống dẫn khí Đường kính ống dẫn khí chính D = 0.110m, Trong đó: V: vận tốc dòng khí trong ống, chọn V = 10 m/s. Từ mỗi ống dẫn khí chính, chia ra làm 3 nhánh. Đường kính mỗi ống nhánh: Dn = 0.064m, Tính công suất máy nén khí N = Trong đó + QKK : lưu lượng không khí cần cung cấp,= 0.0955 m3/s. + h : hiệu suất máy bơm, chọn h = 0.7 + P : áp lực của khí nén, at. Tính bằng công thức P = Với : HC = h + hd + hc + hp Trong đó h : mực nước công tác của bể, m. hd : tổn thất cục bộ do ma sát theo chiều dài đường ống dẫn khí, m. hc : tổn thất cục bộ, m. hp : tổn thất qua ống phân phối khí, m. thường chọn : hd +hc 0.4m ,chọn =0.4m hp 0.5m, chọn =0.5m Þ HC = 4 + 0.9= 4.9m Do đó: P = 1.488 (at) Nên N = 5.62 kW Chọn công suất máy nén khí 5.62 kW. Bể lắng II: Chọn bể lắng đứng, các thông số thiết kế: Hàm lượng bùn hoạt tính X = 3000 mg/l. Độ tro của bùn hoạt tính Z = 0.2. Hàm lượng bùn tuần hoàn: Xr = 8000 (mgSS/l). Các thông số tính toán được chọn theo bảng TK-5,( trang 151, TTTKCT Xử Lý Nước Thải Đô Thị & Công Nghiệp, Lâm Minh Triết) Diện tích mặt thoáng của bể ứng với : F1 = = 20 m2. (chọn L1 =20 m3/m2ngàyđêm ) Trong đó Q : lưu lượng nước thải, m3/h. L1: tải trọng bề mặt trung bình, L1= 16.3¸ 32.6 m3/m2ngàyđêm, Diện tích mặt thoáng của bể ứng với Qmax : F2 = = 23.8 m2, trong đó: Qmax= *24 =41.675*24 =100.2 m3/ngàyđêm, L2 = 40¸48.8 m3/m2ngàyđêm, chọn L2= 42 m3/m2ngàyđêm Diện tích mặt thoáng của bể ứng với tải trọng chất rắn lớn nhất : F3 ==20.4m2 trong đó: = 41.675m3,là lưu lượng giờ max, X là Hàm lượng bùn hoạt tính trong aeroten, X = 3000 mg/l. L3 : tải trọng chất rắn lớn nhất, lấy L3 = 9.8 kg/m2 h, Tiết diện mặt thoáng bể lắng II, chọn F = F2 = 23.8 m2, Đường kính của bể: Db = 5.506 chọn 5.51 (m). Đường kính ống trung tâm ( buồng phân phối): d = 25% D = 25% * 5.51 = 1.377 (m). chọn = 1.4m Diện tích buồng phân phối trung tâm: 1.538m2, chọn =1.54m2 Tính miệng loe ống trung tâm Đường kính miệng loe ống trung tâm (d1) bằng chiều cao ống loe (hl): hl = d1 = 1.35 * d = 1.35 * 1.377 = 1.858 (m).chọn= 1.86 Đường kính tấm chắn hình nón: d2 = 1.3 * d1 = 1.3 * 1.86 = 2.418(m), chọn = 2.4m Chọn khoảng cách từ miệng loe ống trung tâm đến tấm chắn là 0.3 m. ( Theo TS.Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải ) Thiết kế đáy chóp Chọn đáy dạng hình nón có góc nghiêng ở đáy là 45O. Chiều cao đáy nón: , chọn =2.8m Xác định chiều cao bể H = hbv + hn + hl = 0.5 + 2.8 + 2.7 = 6 m chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0.5 m, (hbv = 0.3 ¸ 0.5 m) h1 : chiều cao phần lắng, hl = v*t =0.5*10-3*1.5*3600 =2.7 m trong đó : v : vận tốc lắng, chọn v=0.5mm/s, t :thời gian lắng, t=1.5 h, Thể tích phần lắng : WL = F * h1 = 23.8*2.7 = 64.26 m3 , Thể tích phần nón : Wn = =33.996 m3, Thể tích bể lắng : W = WL + Wn=64.26 + 34 = 98.26 m3, Nồng độ bùn trung bình trong bể: C = Trong đó Xr : nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn, Xr = 8000 mg/l. CL : nồng độ bùn ở bề mặt phân chia vùng lắng và vùng chứa bùn , CL =Xr =4000 mg/l Khối lượng bùn xả trong 1 ngày : Mb = = 2400 kg/ngày Thể tích bùn trong 1 ngày : = 400 m3/ngày Thể tích phần chứa bùn: Wb = Wn= 34 m3, Chu kỳ xả bùn : a = 2.04 giờ Tính toán máng thu nước Máng thu nước đặt theo chu vi vành trong của bể: Dm = 0.8D = 0.8 * 5.5 = 4.4 (m). Chiều dài máng thu nước L = Dm * p = 4.4 * 3.14 = 13.816 (m) (chọn = 13.82m). Bề rộng máng : bm= 0.55 m Bể khử trùng: Lượng Clo rua vôi trung bình dùng để khử trùng: Gtb=0.417kg/h (CT 5–2,XLNT–Trần Hiếu Nhuệ) Trong đó Q : lưu lượng nước thải trung bình (m3/h) a : liều lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải, a = 5 ¸ 10g/m3, chọn a = 5 g/m3. (XLNT – Trần Hiếu Nhuệ) P : hàm lượng Clo hoạt tính (%) trong Clorua vôi 20%. Lượng Clo rua vôi lớn nhất dùng để khử trùng: Gmax =1.04kg/h Trong đó Q : lưu lượng nước thải giờ lớn nhất (m3/h) Lượng dung dịch Clo rua vôi 2.5% cung cấp cho bể khử trùng : Ứng lưu lượng trung bình: qtb = Gtb* = 0.417*=16.68 l/h, =0.278 l/phút, Ứng với lưu lượng lớn nhất: qtb = Gmax* = 1.04 *=41.6 l/h, = 0.69 l/phút Dung tích hữu ích thùng pha hoá chất: W = (CT 5 – 7/177, XLNT – Trần Hiếu Nhuệ). Trong đó Q : lưu lượng trung bình của nước thải, m3/ngày.đêm. a : liều lượng Clo hoạt tính, g/m3. b : nồng độ dung dịch Clorua vôi, £ 2.5%, chọn b = 2.5%. n : số lần hoà trộn Clorua vôi trong ngày, chọn n = 2. W = 0.2 m3, Thể tích tổng cộng của thùng dung dịch: WTC = 1.15 * W = 1.15 * 0.2 = 0.23 (m3). Tính kích thước bể tiếp xúc Thể tích bể: V = Q * t = 16.67 * 0.75= 12.5 (m3) Với t : thời gian lưu của nước trong bể, chọn t = 45 phút = 0.75 h. Kích thước bể: Chọn chiều cao công tác của bể h =1.25 m. Chiều dài bể tiếp xúc, L = 4m. ® Chiều rộng của bể B = chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0.35 m. Chiều cao tổng cộng của bể: H = h + hbv = 1.25 + 0.35 = 1.6 (m). Kích thước bể: L x B x H = 4m x 2.5m x 1.6m Chiều dài vách ngăn bằng 2/3 chiều rộng của bể B1 = 2/3 * B = 2/3 * 2.5 = 1.666 (m). chọn = 1.7 m Chọn 3 vách ngăn trong bể, tức bể có 4 ngăn n = 4, vậy khoảng cách giữa các vách ngăn là l = Bể nén bùn : Tính toán lượng bùn vào bể: Lượng cặn từ bể lắng I : G1 = 72.17 kg/ngày,chọn =0.0722 T/ngày Thể tích cặn tươi từ bể lắng I: V1 = =1.78 m3/ngày, trong đó : S: tỷ trọng cặn tươi bể lắng I: S= 1.02T/m3, P : Nồng độ % cặn ở bể lắng I ( tính theo cặn khô ) (Bảng 13-1; 13-5 ; TTTK Các Công Trình Xử Lý Nước Thải- Trịnh Xuân Lai ) Lượng cặn tươi từ bể Lắng II : G2= Q(0.8*SS + 0.3*BOD) – G1 trong đó : SS: tổng lượng cặn, = 343 mg/l,=0.343 kg/m3 BOD : tổng BOD, = 1498 mg/l,= 1.498kg/m3 G2 = 400( 0.8*0.343 + 0.3*1.498) – 72.17 =217.2 kg/ngày,=0.2172 T/ngày Lượng cặn bùn lớn nhất từ bể lắng II : G2’ = k*G2 =1.2*0.2172 =0.261 T/ngày, Thể tích cặn từ bể lắng II : V2 = = 25.97 m3/ngày trong đó : S2 : tỷ trọng cặn tươi bể lắng I: S= 1.02T/m3, P1 : Nồng độ % cặn ở bể lắng II ( tính theo cặn khô ), P2 = 0.5¸1.5%, chọn = 1 %, Tổng lượng cặn vào bể nén bùn : G = G1 + G2 = 72.17 + 217.2 = 332.8 kg/ngày, Tổng lưu lượng cặn vào bể : V = V1 + V2 = 1.78 + 25.97 = 27.75 m3/ngàyđêm, Diện tích mặt bằng bể nén bùn : F = = 9.5m3, Trong đó: a: tải trọng bề mặt của bể nén bùn, a= 35¸ 78kg/m2ngày, chọn a= 35 kg/m2ngày. Chiều cao công tác bể : h1 = v*t*3600 = 0.0001*10*3600 = 3.6 m trong đó : v ; vận tốc lắng bùn, chọn v=0.1mm/s, t ; thời gian nén bùn, t= 10¸12 h, chọn t = 10 h. Diện tích mặt bằng bể tính luôn buồng phân phối trung tâm: F’= 1.2*F =1.2*9.511.4 m2 Đường kính bể : D = = 3.81m, (chọn Dxd= 4 m) Đường kính buồng phân phối trung tâm: d = 0.25D =0.25*3.81 = 0.95m, Đường kính miệng loe ống trung tâm: dl= 1.35 d = 1.35*0.95 =1.28 m, chiều cao phần ống loe: hl = dl =1.28 m, chọn hl = 1.3 m, Đường kính tấm chắn hình nón : dn =1.3 dl = 1.3*1.28 =1.66m, chọn dn = 1.6 m, Chiều cao phần đáy bể nén bùn, với góc nghiêng = 45 0 , hn = = 1.9m, chọn hn =2 m, Chiều cao tổng cộng của bể : H = h1 + hn + hbv = 4+ 2 + 0.5 = 6.5m Tính tóan máng thu nước: dm = 0.8 D =0.8*4 =3.2m, bề rộng máng: bm= = 0.4 m Sân phơi bùn: Lượng cặn từ bể lắng I : G1 = 72.17kg/ngày,chọn =0.0722 T/ngày Thể tích cặn tươi từ bể lắng I: V1 = =1.78 m3/ngày, trong đó : S: tỷ trọng cặn tươi bể lắng I: S= 1.02T/m3, P : Nồng độ % cặn ở bể lắng I ( tính theo cặn khô ) (Bảng 13-1; 13-5 ; TTTK Các Công Trình Xử Lý Nước Thải- Trịnh Xuân Lai ) Lượng cặn tươi từ bể Lắng II : G2= Q(0.8*SS + 0.3*BOD) – G1 trong đó : SS: tổng lượng cặn, = 343 mg/l,=0.343 kg/m3 BOD : tổng BOD, = 1498 mg/l,= 1.498kg/m3 G2 = 400( 0.8*0.343 + 0.3*1.498) – 72.17 =217.2 kg/ngày,=0.2172 T/ngày Lượng cặn bùn lớn nhất từ bể lắng II : G2’ = k*G2 =1.2*0.2172 =0.261 T/ngày, Thể tích cặn từ bể lắng II : V2 = = 25.97 m3/ngày trong đó : S2 : tỷ trọng cặn tươi bể lắng I: S= 1.02 T/m3, P1 : Nồng độ % cặn ở bể lắng II ( tính theo cặn khô ), P2 = 0.5¸1.5%, chọn = 1 %, Tổng lượng cặn: G = G1 + G2 = 72.17 + 217.2 = 332.8 kg/ngày, Tổng lưu lượng cặn V = V1 + V2 = 1.78 + 25.97 = 27.75 m3/ngàyđêm, Chỉ tiêu thiết kế: đạt nồng độ cặn 25% (độ ẩm 75%) Chọn chiều dày bùn 25% là 10cm, sau 4 tuần 1m2 sân phơi được lượng cặn: g = V * S * P = 0.1 * 1.4 * 0.25 = 0.035 (tấn) = 35 (kg/28ngày). Trong đó + V = 1m2 * 0.1 = 0.1 m3 + S: tỷ trọng bùn khô, chọn S = 1.4 (Bảng 13 – 1 ) + P = 0.25 Lượng bùn cần phơi trong 28 ngày G = 28 (G1 + G2) = 28*332.8 = 9318.4 (kg) Diện tích sân phơi F = 266.24 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 = 0.2* 266.24 + 266.24 = 319.5 (m2). Sân phơi gồm 4 o6,diện tích mỗi ô: 79.87, Chọn 80 (m2). Mỗi ô có kích thước: 10m x 8m , bùn được phơi và thu gom theo chu kỳ 28 ngày/ 1lần. Chiều cao lớp cát: 25 cm Chiều cao lớp sỏi: 30 cm Dàn ống thu nước có đường kính 100 mm, độ đốc 1% Chiều cao bảo vệ: 30 cm. Chiều cao dung dịch bùn = Vb/f = 27.75 / 80 = 0.3468 m = 347 mm. Chiều cao sân phơi là: 25 + 30 + 30 + 34.7 = 119.7 cm =1197mm. chọn =1200mm ˜—õ–™. CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN KINH TẾ Tính toán vốn đầu tư : Vốn đầu tư xây dựng: STT Tên công trình Vật liệu Đơn vị Số lượng Đơn giá (triệu VNĐ) Thành tiền (triệu VNĐ) 1 Bể chứa BT m3 21 0.85 17.85 2 Bể điều hoà Bể Lan can BT Sắt m3 Cái 300 1 0.85 0.5 255 0.5 3 Bể trung hòa, bể trộn cấu thang BT sắt m3 cái 1.7 1 0.85 0.3 1.445 0.3 4 Bể lắng I Bể Lan can Sàn công tác Máng thu Máng răng cưa Oáng trung tâm BT Sắt Thép Thép Sắt Inox m3 Cái Cái Cái Cái Cái 89.3 2 1 1 1 1 0.85 0.5 0.6 3 3 3.5 75.91 1 0.6 3 3 3.5 5 Bể UASB Bể Tấm chắn dòng Mô chắn tam giác Cầu thang BT Thép .k.gỉ Thép .k. gỉ sắt m3 tấm cái cái 160 16 4 1 0.85 0.75 0.2 0.2 136 12 1.2 0.3 6 Bể Aerotank Bể Lan can sàn công tác BTCT Sắt Sắt m3 Cái Cái 78.75 2 1 0.85 0.5 0.6 66.937 1 0.6 7 Bể lắng II Bể Lan can Sàn công tác Máng thu Máng răng cưa Oáng trung tâm BT Sắt Thép Thép Inox Sắt m3 Cái Cái Cái Cái Cái 98.26 2 1 1 1 1 0.85 0.5 0.6 3 3 4 83.521 1 0.6 3 3 4 8 Bể khử trùng Bể BT m3 12.5 0.85 10.625 9 Bể nén bùn Bể Lan can Máng thu nước Sàn công tác BT Sắt Bê tông sắt m3 cái cái cái 68 2 1 1 0.85 0.5 3.5 0.6 57.8 1 3.5 0.6 10 bồn chứa hóa chất nhựa cái 3 1.5 4.5 11 Sân phơi bùn BT m3 271.2 0.85 230.35 12 Chi phí đào đất 5 5 13 Công nhân chuyên chở, lắp đặt 8 8 14 Phí phát sinh 75 75 TỔNG CỘNG 1070.538 Vốn đầu tư trang thiết bị STT Tên công trình Đơn vị tính Số lượng Đơn giá (triệu VNĐ) Thành tiền (triệu VNĐ) 1 Song chắn rác Cái 1 4 4 2 Bơm nước thải chìm ở hầm tiếp nhận, 35m3/h,3 HP, Đài Loan Cái 2 18 36 3 Bơm bùn 5m3/h, 1/2 HP, Đài Loan. Cái 2 6 12 4 động cơ khuấy cái 1 4 4 5 bơm định lượng hoá chất cái 6 4 24 6 Máy thổi khí 5m3/h, 10HP, Nhật Cái 2 40 80 7 Oáng nhựa PVC Oáng thép dẫn khí 15 8 Van ống 5 10 Hệ điều khiển(tủ điện, cáp điện, phao khống chế mực nước) 45 TỔNG CỘNG 225 Tổng chi phí đầu tư cho hệ thống Mđầu tư = Mxây dựng + Mthiết bị = 1070.538 + 225 = 1295.538 (triệu VNĐ) Chi phí khấu hao + Phần đầu tư xây dựng tính khấu hao trong 20 năm 64.7769 (triệu VNĐ/năm). + Phần thiết bị máy móc tính khấu hao trong 15 năm 15 (triệu VNĐ/năm). Tổng chi phí khấu hao Mkh = 64.7769 + 15 = 79.7769 (triệu VNĐ/năm). Tính toán chi phí quản lý và vận hành : Chi phí nhân công: Lương công nhân 2 người x 1.2 triệu VNĐ/người. Tháng x 12 tháng = 28.8 (triệu VNĐ). (1 triệu/người/tháng x 2người)/26 ngày = 80.000 đồng/ngày. Lương cán bộ quản lý 1 người x 2 triệu VNĐ/người. Tháng x 12 tháng = 24 (triệu VNĐ). Þ Tổng chi phí nhân công: 28.8 + 24 = 52.8(triệu VNĐ/năm). Chi phí điện năng : Bơm nước thải: 30 triệu Bơm bùn : 5 triệu. Máy thổi khí : 50 triệu Þ Tổng chi phí điện năng : 30 + 5 + 50 = 85 triệu VNĐ/ năm. = 85triệu/ 360ngày , Chi phí hoá chất : lượng hoá chất khử trùng : Chlorine 5g/m3 x 400 m3/ngày = 2000g/ngày = 2 kg/ngày. 2 kg/ngày x 15,000 đ/kg = 30,000 đồng/ngày. 360 ngày x 30,000 đồng/ngày =10,800,000 VNĐ/ 300 ngày (1 năm) Hoá chất dùng trung hoà: Lượng H2SO4 dùng trong 1 ngày 4.394 L *24 = 105.46 L/ ngày lượng H2SO4 dùng trong 1 năm : 105.46 *360 * 1000 đồng = 37,965,600 L/năm. lượng hóa chất bổ sung dinh dưỡng: Lượng H3PO4, dùng trong 1 ngày: 10.56 * 24 = 253.44 L/ngày Lượng H3PO4, dùng trong 1 năm : 253.44* 360*1000 = 91,238,400 đồng/năm, Chi phí hoá chất trong 1 năm : 10,800,000+ 37,965,600 + 91,238,400 = 140,004,000 đồng, Chi phí sửa chữa, bảo trì: 25,000,000 đồng/năm Tổng chi phí quản lý & vận hành : Mvh = Mnc + Mdn + Mhc + Mbt = 85,000,000 + 80,000,000 + 140,004,000+ 25,000,000 =330,004,000 vnd Giá thành cho 1 m3 nước thải : Tổng chi phí dự toán trong năm : M = Mkh+ Mvh = 79,776,900 + 330,004,000 = 409,780,900 vnd Lãi suất ngân hàng ; I = 0.5% Tổng vốn đầu tư ; M0 = ( 1+i)* M = 1.005*409,780,900 = 411,834,829 vnd Giá thành xử lý cho 1 m3 nước thải : m = = 2,860 vnd/m3 nước thải. ˜—õ–™. CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Trong quá trình khảo sát tính toán công nghệ xử lý nước thải của công ty Hiệp Thành Phát. Chúng tôi nhận thấy rằng : Công ty vẫn chưa có hệ thống xử lý hoàn chỉnh, nước thải từ quá trình sản xuất, chiết suất Chitin từ vỏ, đầu tôm được chứa vào các bể chứa và được thải ra sông. Thời gian hoạt động giữa các công đoạn sản xuất khá dài dẫn đến lưu lượng nước thải, nồng độ nước thải, tính chất nước thải cuả từng công đoạn không đều nhau. Nước thải từ các bể chứa có pH cao ( từ quá trình ngâm nguyên liệu với dung dịch NaOH ), pH thấp ( từ quá trình ngâm nguyên liệuvới dung dịch axid ). Gây khó khăn cho quá trình sử lý sinh học. Kiến nghị: Qua quá trình khảo sát và tính toán, Tôi xin đề xuất hệ thống xử lý nước thải cho quá trình chiết suất Chitin từ vỏ, đầu tôm tại Công ty TNHH- Hiệp Thành Phát với công suất thiết kế 400 m3/ngàyđêm. Để nâng cao, cải thiện chất lượng môi trường sống tự nhiên, cũng như đảm bảo vấn đề an toàn vệ sinh môi trường sống của dân cư trong khu vực. Mong rằng, Ban giám đốc Công ty TNHH Hiệp Thành Phát sớm xem xét, và quyết định đề xuất của tôi. Để hệ thống sớm đưa vào vận hành và hoạt động ổn định.