Đồ án Nghiên cứu hiện trạng, tính toán nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý nước thải Cty cổ phần giấy Sài Gòn tại KCN Mỹ Xuân tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

: tỷ trọng hạt = 1,25 g : gia tốc trọng trường = 9,81 m/s2 d : đường kính tương đương của hạt = 10-4m f : hệ số ma sát = 0,025 Đường kính ống xã cặn chọn dcặn = 200 (mm Bể lắng I ở công đoạn sản xuất giấy công nghiệp được tính toán như sau: Giả sử tải trọng thích hợp cho loại cặn này là v0 = 40m3/m2.ngày. Vậy diện tích bề mặt bể lắng là : Đường kính bể lắng Đường kính ống trung tâm d =20%D = 0.2 x 9 = 1,8 (m) Bể lắng có dạng hình trụ có đỗ thêm bêtông, dưới đáy để tạo độ dốc. Hố thu gom bùn đặt ở chính giữa bể và có thể tích nhỏ vì cặn sẽ được tháo ra liên tục, đường kính hố thu gom bùn lấy bằng 20% đường kính kể. Chọn chiều cao hố thu bùn là ht = 0,8 m, chiều sâu hữu ích bể lắng H = 3 m , chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,4 m, chiều cao lớp trung hoà: hth = 0,2 m, chiều cao bảo vệ hbv = 0.3 m. vậy chiều cao tổng cộng bể lắng đợt I là 4.7m Chiều cao ống trung tâm h = 60% H = 0,6x 3= 1,8 (m) Tải trọng thuỷ lực của máng thu Kiểm tra các thông số thiết kế bể lắng Thể tích phần lắng Thời gian lưu nước Vận tốc giới hạn trong vùng lắng Trong đó k : hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn, chọn k = 0,06 (tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai ) : tỷ trọng hạt = 1,25 g : gia tốc trọng trường = 9,81 m/s2 d : đường kính tương đương của hạt = 10-4m f : hệ số ma sát = 0,025 Đường kính ống xã cặn chọn dcặn = 200 (mm) Công đoạn xử lý sinh học(bể aerotank và bể lắng II) : Do không có các công trình xử lý sinh học nên hàm lượng BOD và COD sau xử lý trong nước thải của công ty là rất cao so với tiêu chuẩn xả thải của Việt Nam.Như vậy việc xây thêm các công trìng xử lý sinh học cho hệ thống xử lý nước thải của công ty là vấn đề cấp bách. CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NÂNG CẤP HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI MỚI CHO CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY SÀI GÒN 5.1 Đề xuất công nghệ xử lý. 5.1.2. Cơ sở để lựa chọn phương án xử lý Hệ thống xử lý nước thải của công ty được thiết kế dựa trên các cơ sở sau: Thành phần và tính chất nước thải của công ty. Yêu cầu và mức độ xử lý Lưu lượng nước thải hằng ngày của công ty Tính chất sản xuất và chế độ thải Quy mô và xu hướng phát triển cảu công ty Khả năng tài chính của công ty. Diện tích cho phép xây dựng Hai bước xử lý đươc lựa chọn như sau: Bước 1: Là công đoạn xử lý hóa lý gồm các công trình :hố thu,song chắn rắc,bể tuyển nổi khí hòa tan,bể lắng ly tâm,ngăn trung hòa Bước 2: Là công đoạn xử lý sinh học với các công trình là bể aerotank,bể lắng II Sơ đồ 5:Sơ đồ công nghệ : Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Nước thải từ hai phân xưởng sản xuất giấy lụa,và giấy công nghiệp theo hai mương dẫn chảy đến hai bể tiếp nhận (hố thu) . Trước bể hố thu có đặt song chắn rác (SCR) làm bằng inox nhằm loại bỏ các tạp chất bẩn, rác bẩn có kích thước lớn để không làm ảnh hưởng đến các công trình xử lý tiếp theo như làm tắc nghẽn ống dẫn, các thiết bị bơm. Đảm bảo an toán và điều kiện làm việc của hệ thống. Nước thải sau khi chảy vào hầm tiếp nhận sẽ được bơm vào bể tuyển nổi khí hòa tanø. Tại đây hóa chất PAC và PAE đươc bơm từ bồn trộn hóa chẩt trộn đều vớí nước thải (hóa chất PAC và PAE được dùng để keo tụ các bột giấy tạo thành bông cặn ),kêt hợp với nước chứa khí được bơm lên từ hệ thống trộn, khí các bông cạn nổi lên và được vớt ra nhờ hệ thống vớt cặn trên bề mặt bể.cằn được vớt ra đi vào bể chứa bột giấy và mang đi tái sử dụng lại Nước thải sau khi qua bể tuyển nổi sẽ được chuyển sang bể lắng I. Tại đây, các bông cặn sẽ lắng xuống, còn phần nước trong sẽ được chuyển sang bể Aeroten để thực hiện quá trình xử lý sinh học. Cặn lắng từ bể lắng một sẽ được đưa sang bể chứa bột giấy. Bột giấy này sẽ được tái sử dụng. Sau khi được xử lý hóa lý từ hai công trình khác nhau nước thải sẽ được gộp lại để xử lý sinh học.Nước thải từ hai công trình khác nhau sẽ cùng chảy vào bể điều hòa nhằm điều hòa lưu lượng và nồng độ , tạo điều kiện hoạt động ổn định cho các công trình xử lý tiếp theo. Tại đây, có đặt một hệ thống cấp khí từ máy thổi khí vào dưới đáy bể để xáo trộn đều nước thải, tránh hiện tượng lắng cặn trong bể và tạo điều kiện thích nghi ban đầu cho quá trình xử lý sinh học. Nước thải từ bể biều hòa sẽ được đưa qua bể aerotank. Tại bể Aerotank sẽ điễn ra quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí. Trong bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính. Khí được cấp vào bể liên tục bằng hệ thống sục khí để trộn đều nước thải với bùn, đồng thời cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí phân huỷ các hợp chất hữu cơ. Sau đó, nước thải cùng với bùn hoạt tính sẽ được chuyển sang bể lắng II. Tại bể lắng II, các bông cặn bùn hoạt tính sẽ lắng xuống. Bùn hoạt tính sinh ra trong bể lắng II sẽ được bơm sang ngăn chứa bùn. Ngăn chứa bùn gồm hai ngăn. Ngăn thứ nhất chứa bùn hoạt tính tuần hoàn, đây là lượng bùn sẽ được đưa lại bể Aeroten nhằm đảm bảo đủ lượng vi sinh vật cho quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong bể. Ngăn thứ hai chứa bùn dư, là lượng bùn không cần tuần hoàn trở lại bể Aeroten. Lượng bùn dư này sẽ được đưa tới máy ép bùn rồi được thải bỏ định kỳ. Còn phần nước trong sau bể lắng II sẽ được đưa sang bể chứa nước sản xuất của công ty và tái sử dụng sản xuất ,một phần thải ra mương nước thải của kcn 5.2 . Xác định lưu lượng tính toán. Kết quả khảo sát tại công ty cp giấy Sài gòn thu được những số liệu như sau: 5.2.1 Công đoạn sản xuất giấy lụa: Lưu lượng trung bình ngày đêm:Q=3500 m/ngay Lưu lượng trung bình giờ :Q=145.8 3 m/ngay Lưu lượng giờ lớn nhất :Q=Q*k=145.83*1.8=262.494 (m/h) Trong đó k là hệ số vượt tải theo giờ lớn nhất(k=1.5-3.5)chọn k=1.8 Lưu lượng lớn nhất giây :q=0.073 m/s Trạm xử lý làm việc 3 ca(24/24) ,vậy lưu lượngbơm bằng lưu lượng trung bình giờ Q=Q=145.83 m/h 5.2.2 Công đoạn sản xuất giấy công nghiệp: Lưu lượng trung bình ngày đêm:Q=2500 m/ngay Lưu lượng trung bình giờ :Q=104.16m/ngay Lưu lượng giờ lớn nhất :Q=Q*k=104.16*1.8=187.49 (m/h) Trong đó k là hệ số vượt tải theo giờ lớn nhất(k=1.5-3.5)chọn k=1.8 Lưu lượng lớn nhất giây :q=0.052 m/s Trạm xử lý làm việc 3 ca(24/24) ,vậy lưu lượngbơm bằng lưu lượng trung bình giờ Q=Q=104.16 m/h Tính toán các công trình đơn vị xử lý nước thải. Công đoạn sản xuất lụa Bảng 13: Đặc trưng của nước thải công đoạn sản xuất giấy lụa: STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 pH - 8,1 2 COD mg/l 3500 3 BOD mg/l 1100 4 SS mg/l 2500 Sơ đồ 6:Sơ đồ công nghệ của quá trình sản xuất giấy lụa: 5.3.1.1 Song chắn rác Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại các tạp chất có kích thước lớn (chủ yếu là rác). Nội dung thiết kế song chắn rác gồm các phần sao đây: - Tính toán mương dẫn nước thải. - Tính toán song chắn rác. Tính toán mương dẫn nước thải Nước thải sau khi qua ngăn tiếp nhận được dẫn đến song chắn rác theo mương tiết diện hình chữ nhật. Kết quả tính toán thuỷ lực như sau: Diện tích tiết diện ướt Qmaxh : lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất (m3/s) v : vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác (m/s). Quy phạm là 0,6 – 1 m/s. Chọn vận tốc tối ưu là v = 0,8 (m/s) Thiết kế mương có chiều rộng: b = 0,5 (m) = 500 (mm) Chiều sâu mực nước trong mương dẫn (m) = 180 (mm) Chiều sâu xây dựng trước song chắn rác H = + hbv = 0,18 + 0,5 = 0,68 (m) = 680 (mm) Bán kính thuỷ lực Trong đó : P : chu vi ướt (m) w: diện tích mặt cắt ướt (m2) P = ( b + ) x 2 = ( 0,5 + 0,18 ) x 2 = 1,36 (m) = 1360 (mm) Hệ số sêzi (C ) n : hệ số nhám, n = 0,013 y : hệ số phụ thuộc vào hệ số nhám, do R = 0.066 < 1 nên ta áp dụng công thức: y = 1,5n1/2 = 1,5 * (0,013)1/2 = 0,17 Độ dốc thuỷ lực (i) Bảng 14 : Tính toán thuỷ lực của mương dẫn nước thải đến song chắn rác Chiều rộng Tốc độ Độ đầy Chiều sâu mương xây dựng b v H 500 0,8 180 680 mm m/s mm mm Song Chắn Rác Số khe hở cần thiết của song chắn rác Trong đó n : Số khe hở cần thiết của song chắn rác : lưu lượng giây lớn nhất , v : vận tốc trung bình qua khe hở của song chắn rác. Thường lấy từ 0,6 – 1 m/s chọn 0,8 m/s b : chiều rộng khe hở thường lấy từ 16 – 25 (mm), chọn b = 20 (mm) k : hệ số tính đền khả năng thu hẹp của dòng chảy, thường lấy k = 1,05 h1 : độ sâu nước ở chân song chắn . Tính bằng độ đầy trong mương dẫn nước đến song chắn rác. Lấy n = 26 (khe) Chiều rộng của song chắn rác (Bs) d: chiều dầy thanh chắn d= 0,008m = 8 mm Bs = 0,008x(26–1)+0,02x26 = 0,720 (m) chọn Bs =0.720(mm) Tổn thất áp lực qua song chắn rác Tổn thất áp lực qua song chắn rác sạch ứng với lưu lượng nước thải qua song cực đại có xét đến hình dạng của thanh chắn, theo PGS.TS Hoàng Huệ, xử lý nước thải 2000. Ta có: Trong đó : hệ số phụ thuộc hình dạng thanh chắn theo (Lâm Minh Triết_xử lý nước thải đô thị và công nghiệp_2001) chọn = 2.42 k : hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc ở song chắn rác, k = 2 – 3, chọn 2 d: chiều rộng lớn nhất của thanh chắn chọn d = 0.008 (mm) =8 (m) b: chiều rộng bé nhất của 1 khe b= 0,02(m) = 20(mm) va : vận tốc chảy qua khe hở va = 0,8 (m/s) : góc nghiêng của song chắn rác so với mặt phẳng nằm ngang theo (PGS.TS Hoàng Huệ, xử lý nước thải, năm 2000). Ta có từ 45 – 60 0, chọn = 600 Thỏa mãn Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác Bm : bề rộng mương dẫn , Bm = 0,5 (m) = 500 (mm) Bs : chiều rộng song chắn rác ,Bs = 0,944 (m) = 944 (mm) : góc mở rộng trước song chắn rác .Theo quy phạm = 20 Chiều dài mở rộng sau song chắn rác , chọn = 151 (mm) Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác L = = 0,302 + 0,151 + 1,5 = 1.953(m) = 1953 (mm) Lbl : chiều dài phần mương đặt song chắn rác, chọn lbl= 1,5 (m) = 1500 (mm) Chiều sâu xây dựng của mương sau song chắn rác H = h + hs + hbv h: chiều cao lớp nước trước song chắn rác , h = 0,18(m) hs: tổn thất áp lực qua song chắn rác , hs = 0,041(m) hbv: chiều cao bảo vệ của song chắn rác. Theo quy phạm thì hbv > 0,45m, chọn hbv = 0,5 (m) = 500(mm). chọn H = 721 (mm) Hiệu quả xử lý của song chắn rác(theo Lâm Minh Triết, xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. 2001) Lượng chất lơ lửng qua song chắn rác giảm 4% SS = 2500 – (2500 x 4% ) = 2400 ( mg/l) Lượng BOD sau song chắn rác sẽ giảm 5% BOD = 1100 – ( 1100 x 4%) = 1045 ( mg/l) Lượng COD sau song chắn rác sẽ giảm 5% COD = 3500 – ( 3500 x 5%) = 3325 (mg/l) Bảng 15: Tóm tắt các thông số thiết kế song chắn rác Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Góc nghiêng Độ 60 Số khe hở n Khe 26 Chiều rộng khe hở b mm 20 Chiều rộng thanh chắn d mm 8 Chiều rộng song chắn rác Bs mm 720 Tổn thất áp lực qua song chắn rác hs mm 41 Chiều dài mở rộng trước song chắn rác mm 302 Chiều dài mở rộng sau song chắn rác mm 152 Chiều dài xây dựng của toàn song chắn rác L mm 1954 Chiều sâu xây dựng mương sau song chắn rác H mm 721 Hố thu ( bể tiếp nhận ) Chức năng : Hầm bơm tiếp nhận là nơi tập trung nước thải từ các ống xả khác nhau và để bảo đảm lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động. Thể tích bể Trong đó t : thời gian lưu nước, chọn t = 20 phút : lưu lượng giây lớn nhất (m3/s) Kích thước bể Chọn chiều sâu hữu ích là 3m, chiều cao an toàn lấy bằng chiều sâu xây dựng mương sâu song chắn rác H = 0.671m. Vậy chiều sâu tổng cộng là 3.721 m. Suy ra kích thước tương ứng là axbxh = 6 x 5 x 3 (m) Bảng 16: Tóm tắt các thông số thiết kế hố thu STT Thông số Đơn vị Số lượng 1 Chiều dài m 6 2 Chiều rộng m 5 3 Chiều cao m 3 4 Thời gian lưu nước phút 20 5.3.1.3 Bể tuyển nổi Áp suất yêu cầu cho cột áp lực được tính theo công thức sau: Trong đó: A/S : là tỉ số khí/chất rắn, chọn A/S = 0,03 f: phần khí hòa tan ở áp xuất p, thông thường f = 0,5 p: áp suất. S1: độ hòa tan của khí, chọnh S1 = 16,4(ml/l) S2: hàm lượng bùn, SS = 2400 (mg/l). Vậy ta có: Thể tích cột áp lực: Trong đó: t: thời gian nước qua cột áp lực, chọn t = 2 phút. Chọn chiều cao cột áp lực là 2,5(m), giới hạn 0,5 – 3. Vậy đương kính cột áp lực: m Diện tích bề mặt tuyển nổi: Với R: bán kính bể tuyển nổi. Đường kính bể tuyển nổi là D = 8100 mm = 8,1 m. Chiều sâu tổng cộng bể tuyển nổi: H = Ha + h +h Trong đó: Ha: chiều sâu phần tuyển nổi, Ha = 0,7m. hb: chiều sâu phần chứa bùn, hb = 0,3m. hbv: chiều sâu bảo vệ, hbv = 0,2m. Thể tích vùng tuyển nổi: Thời gian lưu nước trong bể tuyển nổi: (phút) Hàm lượng COD sau tuyển nổi: 3325x(1-0,5) = 1602,5(mg/l) Hàm lượng BOD5 sau tuyển nổi 1045x(1-0,36) = 668,8(mg/l) Hàm lượng SS: 2400x(1-0,9) = 240(mg/l) Lượng chất lơ lửng thu được mỗi ngày Mvss = (2400x0,9)x3500m3/ngx1kg/100g = 7560 kgSS/ngày. Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày: V=94.5(m/ngay) Trong đó C = hàm lượng chất rắn trong bùn, dao động trong khoảng 40 – 120 g/L = 40 – 120 kg/m3, lấy trung bình là 80 kg/m3 Bể lắng li tâm Giả sử tải trọng thích hợp cho loại cặn này là v0 = 40m3/m2.ngày. Vậy diện tích bề mặt bể lắng là : Đường kính bể lắng Đường kính ống trung tâm d =20%D = 0.2 x 11 = 2,2 (m) Bể lắng có dạng hình trụ có đỗ thêm bêtông, dưới đáy để tạo độ dốc. Hố thu gom bùn đặt ở chính giữa bể và có thể tích nhỏ vì cặn sẽ được tháo ra liên tục, đường kính hố thu gom bùn lấy bằng 20% đường kính kể. Chọn chiều cao hố thu bùn là ht = 0,8 m, chiều sâu hữu ích bể lắng H = 3 m , chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,4 m, chiều cao lớp trung hoà: hth = 0,2 m, chiều cao bảo vệ hbv = 0.3 m. vậy chiều cao tổng cộng bể lắng đợt I là 4.7m Chiều cao ống trung tâm h = 60% H = 0,6x 3= 1,8 (m) Tải trọng thuỷ lực của máng thu Kiểm tra các thông số thiết kế bể lắng Thể tích phần lắng Thời gian lưu nước Vận tốc giới hạn trong vùng lắng Trong đó k : hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn, chọn k = 0,06 (tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai ) : tỷ trọng hạt = 1,25 g : gia tốc trọng trường = 9,81 m/s2 d : đường kính tương đương của hạt = 10-4m f : hệ số ma sát = 0,025 Đường kính ống xã cặn chọn dcặn = 200 (mm) Hiệu quả xử lý của bể lắngI Xác định hiệu quả khử BOD5 và SS Trong đó: t: thời gian lưu nước, t = 1,87h. a,b: các hằng số thực nghiệm. Chọn theo bảng 4.5 tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải- Trịnh Xuân Lai. Đối với BOD thì a = 0,018, b = 0,020. Đối với SS thì a = 0,0075, b = 0,014 Hiệu quả khử BOD của bể lắng: Lượng BOD sau bể lắng I là BOD = 668,8 – (668,8 x33,75%) = 443,08 (mg/l) Lượng COD sau bể lắng I là: COD = 1602,5 – ( 1602,5 * 33,75%) = 1101,4 (mg/l) Hiệu quả khử SS của bể lắng: Lượng SS sau bể lắng I là: SS = 240-(240x55,52%) = 106,7(mg/l) Xác định lượng bùn sinh ra mỗi ngày Lượng bùn khô sinh ra mỗi ngày G = 240 x 55,52% x 103500 x 10= 466,368 (kg/ngày) Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày V== =5,8296(m3/ngày) Trong đó C = hàm lượng chất rắn trong bùn, dao động trong khoảng 40 – 120 g/L = 40 – 120 kg/m3, lấy trung bình là 80 kg/m3 Bảng 17 : Tóm tắt thông số thiết kế bể lắng I STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Chiều cao xây dựng bể m 4.7 2 Chiều cao lớp nước trong bể m 4.4 3 Đường kính bể m 11 4 Đường kính ống trung tâm m 2.2 5 Đường kính ống dẫn nước thải mm 250 6 Đường kính ống xã cặn mm 200 Bể chứa bột giấy Bùn được hình thành trong bể tuyển nổi và bể lắng một chủ yếu là bột giấy. Bột giấy này được tái sử dụng cho quá trình sản xuất. Do đó, ta cần thiết kế riêng một bể để giữ lại bột giấy này. Ta có thể tích bùn (bột giấy) ở bể tuyển nổi và bểå lắng I sinh ra mỗi ngày là V = 100,33 (m3/ngày) Chọn kích thước bể như sau Chọn chiều cao bể h = 3,5(m) Chọn chiều rộng bể B = 5(m) Vậy chiều dài bể là L = V/(h*B) =5,733(m), chọn L =6(m) Vậy thể tích thực của bể là Vbể = 3 ,5* 5 * 6 = 105( m3) 5.3.2 Công đoạn sản xuất giấy công nghiệp. Bảng 18 : Đặc trưng của nước thải công đoạn sản xuất giấy công nghiệp STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 pH - 7,2 2 COD mg/l 2400 3 BOD mg/l 840 4 SS mg/l 1100 Sơ đồ 7: Sơ đồ công nghệ của quá trình sản xuất giấy công nghiệp: Song chắn rác Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại các tạp chất có kích thước lớn (chủ yếu là rác). Nội dung thiết kế song chắn rác gồm các phần sao đây: - Tính toán mương dẫn nước thải. - Tính toán song chắn rác. Tính toán mương dẫn nước thải Nước thải sau khi qua ngăn tiếp nhận được dẫn đến song chắn rác theo mương tiết diện hình chữ nhật. Kết quả tính toán thuỷ lực như sau: Diện tích tiết diện ướt Qmaxh : lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất (m3/s) v : vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác (m/s). Quy phạm là 0,6 – 1 m/s. Chọn vận tốc tối ưu là v = 0,8 (m/s) Thiết kế mương có chiều rộng: b = 0,5 (m) = 500 (mm) Chiều sâu mực nước trong mương dẫn (m) = 130 (mm) Chiều sâu xây dựng trước song chắn rác H = + = 0,13 + 0,5 = 0,63 (m) = 630 (mm) Bán kính thuỷ lực Trong đó : P : chu vi ướt (m) w: diện tích mặt cắt ướt (m2) P = ( b + ) x 2 = ( 0,5 + 0,13 ) x 2 = 1,26 (m) = 1260 (mm) Hệ số sêzi (C ) n : hệ số nhám, n = 0,013 y : hệ số phụ thuộc vào hệ số nhám, do R = 0.066 < 1 nên ta áp dụng công thức: y = 1,5n1/2 = 1,5 * (0,013)1/2 = 0,17 Độ dốc thuỷ lực (i) Bảng 19 : Tính toán thuỷ lực của mương dẫn nước thải đến song chắn rác Chiều rộng Tốc độ Độ đầy Chiều sâu mương xây dựng b v H 500 0,8 130 630 mm m/s mm mm Song Chắn Rác Số khe hở cần thiết của song chắn rác Trong đó n : Số khe hở cần thiết của song chắn rác : lưu lượng giây lớn nhất , v : vận tốc trung bình qua khe hở của song chắn rác. Thường lấy từ 0,6 – 1 m/s chọn 0,8 m/s b : chiều rộng khe hở thường lấy từ 16 – 25 (mm), chọn b = 20 (mm) k : hệ số tính đền khả năng thu hẹp của dòng chảy, thường lấy k = 1,05 : độ sâu nước ở chân song chắn . Tính bằng độ đầy trong mương dẫn nước đến song chắn rác. Lấy n = 26(khe) Chiều rộng của song chắn rác (Bs) d: chiều dầy thanh chắn d= 0,008m = 8 mm Bs = 0,008x(26-1)+0.0226 = 0,720 (m) Chọn Bs =720(mm) Tổn thất áp lực qua song chắn rác Tổn thất áp lực qua song chắn rác sạch ứng với lưu lượng nước thải qua song cực đại có xét đến hình dạng của thanh chắn, theo PGS.TS Hoàng Huệ, xử lý nước thải 2000. Ta có: Trong đó : hệ số phụ thuộc hình dạng thanh chắn theo (Lâm Minh Triết_xử lý nước thải đô thị và công nghiệp_2001) chọn = 2.42 k : hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc ở song chắn rác, k = 2 – 3, chọn 2 d: chiều rộng lớn nhất của thanh chắn chọn d = 0.008 (mm) =8 (m) b: chiều rộng bé nhất của 1 khe b= 0,02(m) = 20(mm) va : vận tốc chảy qua khe hở = 0,8 (m/s) : góc nghiêng của song chắn rác so với mặt phẳng nằm ngang theo (PGS.TS Hoàng Huệ, xử lý nước thải, năm 2000). Ta có từ 45 – , chọn= Thỏa mãn Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác : bề rộng mương dẫn , = 0,5 (m) = 500 (mm) Bs : chiều rộng song chắn rác ,Bs = 0,720 (m) = 720(mm) : góc mở rộng trước song chắn rác .Theo quy phạm = 20 Chiều dài mở rộng sau song chắn rác , chọn (mm) Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác L = = 0,347 + 0,1735 + 1,5 = 1.953= 1953mm Lbl : chiều dài phần mương đặt song chắn rác, chọn lbl = 1,5 (m) = 1500 (mm) Chiều sâu xây dựng của mương sau song chắn rác H = h: chiều cao lớp nước trước song chắn rác , h = 0,13(m) hs: tổn thất áp lực qua song chắn rác , hs = 0,041(m) : chiều cao bảo vệ của song chắn rác. Theo quy phạm thì hbv > 0,45m, chọn hbv = 0,5 (m) = 500(mm). chọn H = 671 (mm) Hiệu quả xử lý của song chắn rác(theo Lâm Minh Triết, xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. 2001) Lượng chất lơ lửng qua song chắn rác giảm 4% SS =1100 – (1100 x 4% ) =1056 ( mg/l) Lượng BOD sau song chắn rác sẽ giảm 5% BOD = 840 – (840 x 4%) = 798 ( mg/l) Lượng COD sau song chắn rác sẽ giảm 5% COD = 2400 – ( 2400 x 5%) = 2280 (mg/l) Bảng 20: Tóm tắt các thông số thiết kế song chắn rác Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Góc nghiêng Độ 60 Số khe hở n Khe 26 Chiều rộng khe hở b mm 20 Chiều rộng thanh chắn d mm 8 Chiều rộng song chắn rác Bs mm 720 Tổn thất áp lực qua song chắn rác hs mm 41 Chiều dài mở rộng trước song chắn rác mm 302 Chiều dài mở rộng sau song chắn rác mm 152 Chiều dài xây dựng của toàn song chắn rác L mm 1954 Chiều sâu xây dựng mương sau song chắn rác H mm 671 Hố thu ( bể tiếp nhận ) Chức năng : Hầm bơm tiếp nhận là nơi tập trung nước thải từ các ống xả khác nhau và để bảo đảm lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động. Thể tích bể Trong đó t : thời gian lưu nước, chọn t = 20 phút : lưu lượng giây lớn nhất (m3/s) Kích thước bể Chọn chiều sâu hữu ích là 3m, chiều cao an toàn lấy bằng chiều sâu xây dựng mương sâu song chắn rác H = 0,740Vậy chiều sâu tổng cộng là 3,671 m. Suy ra kích thước tương ứng là axbxh = 6 x 4 x 3 (m) Bảng 21: Tóm tắt các thông số thiết kế hố thu STT Thông số Đơn vị Số lượng 1 Chiều dài m 6 2 Chiều rộng m 4 3 Chiều cao m 3 4 Thời gian lưu nước phút 20 5.3.2.3 Bể tuyển nổi Áp suất yêu cầu cho cột áp lực được tính theo công thức sau: Trong đó: A/S : là tỉ số khí/chất rắn, chọn A/S = 0,03 f: phần khí hòa tan ở áp xuất p, thông thường f = 0,5 p: áp suất. S1: độ hòa tan của khí, chọnh S1 = 16,4(ml/l) S2: hàm lượng bùn, SS = 2400 (mg/l). Vậy ta có: Thể tích cột áp lực: Trong đó: t: thời gian nước qua cột áp lực, chọn t = 2 phút. Chọn chiều cao cột áp lực là 2,5(m), giới hạn 0,5 – 3. Vậy đương kính cột áp lực: Diện tích bề mặt tuyển nổi: Với R: bán kính bể tuyển nổi. Đường kính bể tuyển nổi là D = 8100 mm = 8,1 m. Chiều sâu tổng cộng bể tuyển nổi: H = Ha + hb +hbv Trong đó: Ha: chiều sâu phần tuyển nổi, Ha = 0,7m. hb: chiều sâu phần chứa bùn, hb = 0,3m. hbv: chiều sâu bảo vệ, hbv = 0,2m. Thể tích vùng tuyển nổi: Thời gian lưu nước trong bể tuyển nổi: (phút) Hàm lượng COD sau tuyển nổi: 2280x(1-0,5) = 1140(mg/l) Hàm lượng BOD5 sau tuyển nổi 798x(1-0,36) = 510,72(mg/l) Hàm lượng SS: 1056x(1-0,9) = 105,6(mg/l) Lượng chất lơ lửng thu được mỗi ngày Mvss = (1056x0,9)x2500m3/ngx1kg/100g = 2376 kgSS/ngày. Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày: V=29.7(m/ngay) Trong đó C = hàm lượng chất rắn trong bùn, dao động trong khoảng 40 – 120 g/L = 40 – 120 kg/m3, lấy trung bình là 80 kg/m3 5.3.2.4 Bể lắng li tâm Giả sử tải trọng thích hợp cho loại cặn này là v0 = 40m3/m2.ngày. Vậy diện tích bề mặt bể lắng là : Đường kính bể lắng Đường kính ống trung tâm d =20%D = 0.2 x 9 = 1,8 (m) Bể lắng có dạng hình trụ có đỗ thêm bêtông, dưới đáy để tạo độ dốc. Hố thu gom bùn đặt ở chính giữa bể và có thể tích nhỏ vì cặn sẽ được tháo ra liên tục, đường kính hố thu gom bùn lấy bằng 20% đường kính kể. Chọn chiều cao hố thu bùn là ht = 0,8 m, chiều sâu hữu ích bể lắng H = 3 m , chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,4 m, chiều cao lớp trung hoà: hth = 0,2 m, chiều cao bảo vệ hbv = 0.3 m. vậy chiều cao tổng cộng bể lắng đợt I là 4.7m Chiều cao ống trung tâm h = 60% H = 0,6x 3= 1,8 (m) Tải trọng thuỷ lực của máng thu Kiểm tra các thông số thiết kế bể lắng Thể tích phần lắng Thời gian lưu nước Vận tốc giới hạn trong vùng lắng Trong đó k : hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn, chọn k = 0,06 (tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai ) : tỷ trọng hạt = 1,25 g : gia tốc trọng trường = 9,81 m/s2 d : đường kính tương đương của hạt = 10-4m f : hệ số ma sát = 0,025 Đường kính ống xã cặn chọn dcặn = 200 (mm) Hiệu quả xử lý của bể lắngI Xác định hiệu quả khử BOD5 và SS Trong đó: t: thời gian lưu nước, t = 1,76h. a,b: các hằng số thực nghiệm. Chọn theo bảng 4.5 tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải- Trịnh Xuân Lai. Đối với BOD thì a = 0,018, b = 0,020. Đối với SS thì a = 0,0075, b = 0,014 Hiệu quả khử BOD của bể lắng: Lượng BOD sau bể lắng I là BOD = 510,75 – (510,75 x33,1%) = 341,69 (mg/l) Lượng COD sau bể lắng I là: COD = 1140 – ( 1140 * 33,1%) = 762,66 (mg/l) Hiệu quả khử SS của bể lắng: Lượng SS sau bể lắng I là: SS = 105,6-(105,6x54,8%) = 47,73(mg/l) Xác định lượng bùn sinh ra mỗi ngày Lượng bùn khô sinh ra mỗi ngày G = 105,6 x 54,8% x 10x 2500 x 10= 144.672(kg/ngày) Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày V== =1,8084 (m3/ngày) Trong đó C = hàm lượng chất rắn trong bùn, dao động trong khoảng 40 – 120 g/L = 40 – 120 kg/m3, lấy trung bình là 80 kg/m3 Bảng 22 Tóm tắt thông số thiết kế bể lắng I STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Chiều cao xây dựng bể m 4.7 2 Chiều cao lớp nước trong bể m 4.4 3 Đường kính bể m 9 4 Đường kính ống trung tâm m 1,8 5 Đường kính ống dẫn nước thải mm 250 6 Đường kính ống xã cặn mm 200 5.3.2.5 Bể chứa bột giấy Bùn được hình thành trong bể tuyển nổi và bể lắng một chủ yếu là bột giấy. Bột giấy này được tái sử dụng cho quá trình sản xuất. Do đó, ta cần thiết kế riêng một bể để giữ lại bột giấy này. Ta có thể tích bùn (bột giấy) ở be tuyển nổi và bểå lắng I sinh ra mỗi ngày là V = 31,51 (m3/ngày) Chọn kích thước bể như sau Chọn chiều cao bể h = 2(m) Chọn chiều rộng bể B = 4(m) Vậy chiều dài bể là L = V/(hxB) =3,93(m), chọn L =4(m) Vậy thể tích thực của bể là Vbể = 2x 4 x 4 = 32 m3 Hòa trộn hai nguồn thải để tiếp tục xử lý sau khi các nguồn nước đã qua một số bước xử lý riêng Lưu lượng nước thải sau khi hoà trộn: Q=Q+Q=3500+2500=6000m/ngay Q=250m/h Q=250x1.8=450 m/h Trong đó k là hệ số vượt tải theo giờ lớn nhất(k=1.5-3.5)chọn k=1.8 Bảng 23: Đặc trưng của nước thải sau khi hòa trộn: STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 pH - 7,65 2 COD mg/l 1874,06 4 SS mg/l 154.43 Sơ đồ 8: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sau khi hòa trộn : 5.3.3.1 Bể điều hòa 1) Thể tích bể V = Qmaxh * t = 450 * 2 = 900 (m3 Trong đó Qmaxh : lưu lượng giờ lớn nhất (m3/h) t : thời gian lưu nước trong bể , chọn t = 2h, quy phạm t = 2 – 6h 2) Kích thước bể Chọn hình dạng bể điều hoà là hình chữ nhật, chiều sâu bể chọn H = 5(m). Chiều dài bể chọn L= 20m, chiều rộng bể B=9 Chọn chiều cao an toàn là hbv = 0.3.Vậy chiều cao tổng cộng của bể H =5.3(m) Thể tích xây dựng bể điều hoà : V = B *H * L = 9 * 5.3* 20 = 954 (m3) 3) Tính lượng khí cần sục trong bể điều hoà a) Lưu lượng khí cần cung cấp trong bể Qkk = vk * V = 0.015 * 954 = 14.31 (m3/ phút) Trong đó vk : tốc độ cấp khí trong bể điều hoà, chọn vk = 0.015 m3/m3. phút (theo Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xửlý nước thải, 2000) V : dung tích bể điều hoà Chọn hệ thống cấp khí bằng nhựa PVC có đục lổ, hệ thống gồm 5 ống nhánh, các ống đặt vuông gốc với bể và đặt theo chiều dài bể. b) Đường kính ống chính D===0.174m chọn D = 180 mm v : vận tốc khí trong ống v = 10 – 15 (m/s), chọn v =10 (m/s)(theo Lâm Minh Triết, xử lý nước thải đô thị và công nghiệp) c) Lưu lượng khí trong mỗi ống q===2.862(m3/phút) Trong đó : n: số ống nhánh d) Đường kính ống nhánh d===0.078m=78mm với v : vận tốc khí trong ống v = 10 – 15 (m/s), chọn v =10 (m/s)(theo Lâm Minh Triết, xử lý nước thải đô thị và công nghiệp) chọn d = 80 (mm), đường kính các lổ 2 – 5 (mm), chọn dlo = 4mm =0.004 m, vận tốc khí qua lỗ chọn vlo = 15 (m/s)(vlo thay đổi từ 5 – 20 m/s) e) Lưu lượng khí qua 1 lổ q= Vx=15x=0.0113(m3/phút) f) Số lổ trên một ống nhánh N===253.2 Chọn 254 lỗ trên một ống 4) Aùp lực cần thiết cho hệ thống khí nén Hc = hd + hc + hf + H = 0.4 + 0.5 + 5.3 = 6.2 (m) 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 = 0,5 Tổng tổn thất hd, hc 0,4m, chọn h≤d + hc = 0,4 H: chiều sâu lớp nước trong bể 5) Công suất máy khí nén N=(Kw) Trong đó Q: lưu lượng không khí cấn cung cấp.Chọn q=0.35 (m3/phút) : hiệu suất máy nén khí. Chọn =0,7 ( 70% ) p: áp lực khí nén (atm) p=(atm) 5.3.3.2 Bể Aeroten Sơ đồ 9: Sơ đồ làm việc của hệ thốTrong đó Q, Qr, Qw, Qe : Lưu lượng nước đầu vào, lưu lượng bùn tuần hoàn, lưu lượng bùn xả và lưu lượng nước đầu ra, m3/ngày. So, S : Nồng độ chất nền (tính theo BOD5) ở đầu vào và nồng độ chất nền sau khi qua bể Aeroten và bể lắng, mg/L. X, Xr, Xe : Nồng độ chất rắn bay hơi trong bể Aeroten, nồng độ bùn tuần hoàn và nồng độ bùn sau khi qua bể lắng II, mg/L. Các thông số tính toán Lưu lượng nước thải : Q = 6000 m3/ngày BOD5 đầu vào : S0 = 784.77 ( mg/l) COD đầu vào = 1874.06 (mg/l) Tỷ số BOD5/COD = 0.68 Nhiệt độ nước thải, T = 250C Hàm lượng cặn lơ lửng SS = 154.43( mg/l) Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn: BOD5 50 mg/l Hàm lượng cặn lơ lửng 60 mg/l, trong đó có 65% là cặn hữu cơ Lượng bùn hoạt tính trong nước thải ở đầu vào bể X0 = 0. Các thông số vận hành Nồng độ bùn hoạt tính trong bể X = 2800 – 4000 mg/l (cặn bay hơi), chọn X = 3200 mg/l (theo Trần Hiếu Nhuệ, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải ) Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn, tức là nồng độ bùn cặn lắng ở đáy bể lắng II (tính theo chất rắn lơ lửng), chọn =10000mg/l (theo Trần Hiếu Nhuệ, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải ) Độ tro của cặn z = 0.3 (trong đó có 70% là cặn bay hơi) Thời gian lưu bùn hoạt tính (tuổi của cặn) trong công trình là 10 ngày Y : hệ số sản lượng bùn, đây là thông số động học được xác định bằng thực nghiệm, trong trường hợp thiếu số liệu thực nghiệm ta có thể chọn Y = 0.55 Kd : hệ số phân huỷ nội bào, đây cũng là thông số động học được xác định bằng thực nghiệm, trong trường hợp thiếu số liệu thực nghiệm ta có thể chọn Kd = 0.06 ngày-1. Loại và chức năng bể: bể Aeroten khuấy trộn hoàn toàn. Xác định hiệu quả xử lý Lượng cặn hữu cơ có trong nước ra khỏi bể lắng b = 0.65 x 60 = 39 (mg/l) Lượng cặn hữu cơ tính theo COD c = 1.42 x bx (1-z) = 1,42 x 39 x 0,7 = 38,766 (mg/l) Lượng BOD5 có trong cặn ra khỏi bể lắng d = f x c = 0,68 x 38,766 = 26,361 (mg/l) Lượng BOD5 hoà tan ra khỏi bể lắng bằng tổng BOD5 cho phép ở đầu ra trừ đi lượng BOD5 có trong cặn lơ lửng E = 50 – 26,361 = 23,639 (mg/l) Hiệu xuất xử lý theo COD E= Hiệu quả xử lý theo BOD5 hoà tan E1 = Hiệu quả xử lý theo BOD E2 = Thể tích bể Aeroten V= Trong đó Q : lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm, Q = 3800 (m3/ngày) S0 : nồng độ BOD5 đầu vào, S0 = 141,152 (mg/l) S : nồng độ BOD còn lại sau xử lý, S = 23,033 (mg/l) X : nồng độ bùn hoạt tính trong bể, X = 3200 (mg/l) Y : hệ số sản lượng bùn, Y = 0.55 Kd : hệ số phân huỷ nội bào, Kd = 0,06 ngày-1 Lấy 4 bể Thể tích mỗi bể V==1226,425(m) Chọn chiều sâu cho bể : h = 5 (m) Chọn chiều rộng cho mỗi bể : B = 9 (m) Vậy chiều dài mỗi bể sẽ là : L =27(m) Chiều cao dự trữ của bể h1 = 0,5 (m). Vậy chiều cao thiết kế H = 5,5 (m) Vậy thể tích thực của bể là V = L x H x B = 27 x 9 x 5,5 = 1336,5 (m3) Thời gian lưu nước trong bể ===0,81(ngày)=20(h) Tính toán lượng bùn hữu cơ sinh ra khi phân giải BOD5 Tốc độ tăng trưởng của bùn Y===0.344 Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày P=YQ(S-S)x10 = 0,344 x 6000 x (748,77-23,639)x10=1496,6(kg/ngày) Tổng lượng cặn sinh ra trong một ngày P===2138(Kg/ngay) Lượng cặn dư cần xử lý hằng ngày P=P-P=2138-(6000*50*10)=1838(kg/ngày) Lưu lượng bùn phải xã một ngày Q===200.9(m/ngày) Trong đó V : thể tích bể , (m3) Qr = QV = 6000 (m3/ngày) X = 3200 mg/l =10 ngày XT = (1 – z )* 10000 = 7000 mg/l Xr = b x 0,7 = 32,5 x 0,07 = 22,75 mg/l Thời gian tích luỹ cặn (tuần hoàn toàn bộ, không xã cặn ban đầu) T== Lượng bùn hữu cơ xã ra hằng ngày khi hệ thống đã hoạt động ổn định B = Qxa x Yb = 20,.9x10000 = 2009000 (g/ ngày) = 2009 (kg/ ngày) Trong đó, cặn bay hơi B’ = (1 – z ) * B = (1 – 0.32009=1406.3 (kg/ ngày) Cặn bay hơi trong nước đã xử lý ra khỏi bể B’’ = Qr * Xr =6000*27.3*10=163.8 (kg/ ngày) Vậy tổng cặn hữu cơ sinh ra là B’ + B’’ = 1406.3+163.8=1570.1P Xác định lưu lượng tuần hoàn Sơ đồ làm việc của bể Aeroten Để giữ nồng độ bùn trong bể luôn đạt giá trị X = 3500 mg/l, ta có : Q.X0 + Qth,.Xth = (Q + Qth).X X0 = 0, lượng bùn hoạt tính đi vào bể ban đầu là 0, nên ta có: Qth,.Xth = (Q + Qth).X Vậy , a====0.842 QT = 6000*0.842=5052 (m3/ngày.đêm) Tỷ số F/M ===0.302 ngay Giá trị này nằm trong khoảng cho phép (F/M = 0.2 – 0.6 ngày -1) Tải trọng thể tích của bể Aeroten L==0.96 KgBOD/m Giá trị này nằm trong khoảng cho phép (L = 0.8 – 19 kg BOD5/m3ngày ) Tính lượng oxi cần thiết sục vào bể Aeroten Lượng oxi cần thiết để phân huỷ hợp chất hữu cơ OC===4590,7(kg/ngày) Trong đó 1.42 : hệ số chuyển đổi tế bào sang COD px : phần tế bào dư xã ra ngoài theo bùn dư P= Y x Q x (S-S)x10 f = 0.68 S0 : nồng độ BOD5 đầu vào, S0 = 784,77 (mg/l) S : nồng độ BOD còn lại sau xử lý, S = 23,639 (mg/l) Q : lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm (m3/ngày) Lượng oxi thực tế : Do cần duy trì lượng oxy hoà tan trong bể là 2mg/l, nên lượng oxi thực tế sử dụng cho bể sẽ là: Trong đó Cs : nồng độ bão hoà oxi trong nước Cs = 8,39 CL : nồng độ oxi duy trì trong bể Aeroten, CL = 2 (mg/l) T =25C nhiệt độ bất lợi nhất Tính lượng không khí cần O= ==9337,7(m/h)=2,59(m3/s) Chọn hệ thống ống phân phối khí nhỏ, tra bảng (7 – 1 ) (Trịnh Xuân lai – tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải ) Ou = 7 gr O2/ m3.m Bể sâu 5.5 m, độ sâu ngập nước h = 5 m Công suất hoà tan của thiết bị : OU = Ou * h = 7 * 5 = 35 gr O2/ m3 f là hệ số an toàn=1.5 Bố trí hệ thống sục khí Chọn hệ thống cấp khí cho bể là hệ thống phân phối dạng xương cá Vận tốc khí trong ống 10 – 15 m/s, chọn v =10 m/s (theo Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải ) Đường kính ống khí chính D= =0.28(m), chọn D = 300 (mm) Chọn thiết bị làm thoáng tạo ra bọt khí nhỏ: sử dụng đĩa có đường kính 170mm, diện tích bề mặt F = 0.02m2, cường độ sục khí 200 (lit/phút)=12(m/h)(theo Trịnh xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải) Số đĩa phân phối trong bể N==, chọn 780 đĩa Mỗi bể có 195 đĩa Được chia làm 4 nhánh đặt theo chiều dài bể.Để cho dễ dàng cho việc điều chỉnh lưu lượng khí theo bề dài của bể,ta chia luồng khí dẫn vào làm 2 nhánh ,mỗi nhánh chia thành 2 nhánh nhỏ trước khi vào bể Đường kính ống nhánh D===0.200 (m) Chọn D=200(mm) Các ống nhánh được phân phối đều và dọc theo chiều dài bể . Chọn 4 ống nhánh, mỗi ống nhánh có 49đĩa phân phối Công suất máy nén khí Aùp lực cần thiết cho hệ thống khí nén Hc = hd + hc + hf + H = 0.4 + 0.5 + 5 = 5.9 (m) 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 = 0,5 Tổng tổn thất hd, hc 0,4m, chọn hd + hc = 0,4 H: chiều sâu lớp nước trong bể (m) Công suất máy khí nén N=(Kw) Trong đó Q: lưu lượng không khí cấn cung cấp.Chọn q=0.35 (m3/phút) : hiệu suất máy nén khí. Chọn =0,7 ( 70% ) p: áp lực khí nén (atm) p=(atm) Bể lắng II Các thông số thiết kế Q = 6000 m3/ngày = 250 m3/h Nồng độ bùn hoạt tính : X = 3200 mg/l Độ tro của bùn hoạt tính z = 0.3 Nồng độ bùn hoạt tính của dòng tuấn hoàn Xt = 10000 mg/l Diện tích mặt bằng bể A===526.29(m2) Trong đó Q : lưu lượng nước thải trung bình giờ (m3/h ) C0: nồng độ bùn duy trì trong bể Aeroten = 3200mg/l a: hệ số tuần hoàn = 0.842 Ct : nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn =10000mg/l Ls = tải trọng chất rắn, kgSS/m2.ngày. chọn 4,0kg/m2. Đường kính bể lắng D===25,9m Lấy D = 26(m) Đường kính ống trung tâm d = 20%D = 0.2 x 26 = 5.2 m Bể lắng có dạng hình trụ có đỗ thêm bêtông, dưới đáy để tạo độ dốc. Hố thu gom bùn đặt ở chính giữa bể và có thể tích nhỏ vì cặn sẽ được tháo ra liên tục, đường kính hố thu gom bùn lấy bằng 20% đường kính kể. Chọn, chiều sâu hữu ích bể lắng H = 4.5 m , chiều cao lớp bùn lắng hb = 1.2 m, chiều cao bảo vệ hbv = 0.5m. vậy chiều cao tổng cộng bể lắng đợt II là 6.2m Chiều cao ống trung tâm h = 60% H = 0.6 x 6.2 = 3,72 m Kiểm tra các thông số thiết kế bể lắng Thể tích phần lắng W===2274.1m Thời gian lưu nước t=== 4.9 h Thể tích phần chứa bùn V = A x h= 526,29 x1,2 = 631,5(m) Thời gian lưu giữ bùn trong bể t==2,9h Tải trọng máng tràn L===135,9m3/m.ngày Giá trị này nằm trong khoảng cho phép L < 500 m3/m.ngày ( Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết). chọn dống = 250 (mm) Ngăn chứa bùn Ngăn chứa bùn bao gồm 2 ngăn: ngăn chứa bùn tuần hoàn và ngăn chứa bùn dư. Lưu lượng bùn đến ngăn chứa bùn tuấn hoàn là 5226.21 (m3/ngày), lưu lượng bùn chảy tràn sang ngăn chứa bùn dư là 33.975 (m3/ngày). Thời gian lưu tại ngăn chứa bùn tuần hoàn là 10 phút và thời gian lưu lại ngăn chứa bùn dư là 5 giờ. Thể tích ngăn chứa bùn tuần hoàn V=(m3) Kích thước ngăn chứa bùn tuần hoàn : L x B x H = 6 Thể tích ngăn chứa bùn dư V= =14.2(m) Kích thước ngăn chứa bùn tuần hoàn : L x B x H = 2.5 Bảng 24: Tóm tắt thông số thiết kế Ngăn Chứa Bùn STT Thông số Đơn vị Số lượng 1 Chiều cao ngăn chứa bùn tuần hoàn m 2 2 Chiều rộng ngăn chứa bùn tuần hoàn m 4 3 Chiều dài ngăn chứa bùn tuần hoà m 5 4 Chiều cao ngăn chứa bùn dư m 2 5 Chiều rộng ngăn chứa bùn dư m 3.5 6 Chiều dài ngăn chứa bùn dư m 2.5 CHƯƠNG 6 KHÁI TOÁN KINH TẾ VÀ GIÁ THÀNH CÔNG TRÌNH 6.1 Chi phí nâng cấp và cải tạo các công trình: Vì hệ thống xử lý nước thải là một công trình được xây dựng bằng bê tông cốt thép nên có thể ước tính theo sức chứa của công trình. Giá thành xây dựng dùng để tính toán sơ bộ là 1.200.000 (đồng/m3 xây dựng). Hố thu: thể tích cần nâng thêm là 54.74 m3 nên giá thành xây xựng là 1.200.000 x 54.74 = 65.688.000 đồng Bể chưá bột giấy : xây dựng lại hoàn toàn với thể tích là 137 m3 Giá thành xây dựng là 1.200.000x137=164.400.000 đồng Bể điều hòa xây mới lại với thể tích là 900 m Giá thành xây dựng là 1.200.000x900=1.080.000.000 đồng Tổng chi phí cho các công trình nâng cấp là: A=65.688.000+164.400.000+1.080.000.000=1.310.088.000 đồng 6.2 Chi phí xây dựng các công trình mới và lắp đặt thiết bị cho hệ thống. STT Tên thiết bị , hạng mục ĐVT SL Đơn giá Thành tiền 1 Máy thải khí (ANLET-BE 100E, Nhật), motor(Simens) 1.5Hp Bộ 01 96.000.000 96.000.000 2 Bơm bùn nhúng chìm (Pentax Ý), Q=8m3/h, h=5m Bộ 05 9.000.000 45.000.000 3 Bơm nước thải nhúng chìm (EBARA – Ý) Q=31,25m3/h, h=5m Bộ 04 18.000.000 72..000.000 Máng răng cưa bằng thép m 46 100.000 4.600.000 4 Bơm định lượng hóa chất (BLUE WHITE - MO) Cái 02 8.000.000 16.000.000 5 Ống trung tâm của bu lông bằng thép dày 3 mm Cái 03 5.000.000 15.000.000 6 Bộ phận ống hình trụ bằng thép dày 3 mm Cái 01 16.000.000 16.000.000 7 Thùng nhựa đựng hóa chất 1000L (PAE,PAM) Cái 02 1.500.000 3.000.000 8 Motor giảm tức (MCN - Đài Loan) 0.5Hp, cánh khuấy (inox) khuấy trộn hóa chất Bộ 01 8.000.000 8.000.000 9 Motor giảm tức (MCN - Đài Loan) 1Hp, cánh khuấy (inox) khuấy trộn hóa chất Bộ 01 10.000.000 10.000.000 10 Hệ đường ống kỹ thuật trong trạm xử lý Bộ 01 36.000.000 36.000.000 11 Bùn vi sinh Tấn 06 4.000.000 24.000.000 12 Hệ thống điện điều khiển (linh kiện LG) và dây dẫn trong trạm xử lý Bộ 01 24.000.000 24.000.000 13 Mương dẫn nước thải đến SCR m3/bể 125 1.200.000 19.200.000 14 Bể lắng I m3/bể 750 1.200.000 846.000.000 15 Bể aerotank m3/bể 4905,7 1.200.000 5.886.840.000 16 Bể lắng II m3/bể 3263 1.200.000 3.915.600.000 17 SCR caí 02 2.000.000 4.000.000 18 Bể chứa bột giấy m/bể 173 1.200.000 207.600.000 19 Ngăn chứa bùn m/bể 58 1.200.000 96.600.000 20 Phòng thí nghiệm S = 24 m2 01 150.000.000 21 Nhà chứa thiết bị S=12 m2 01 10.000.000 10.000.000 22 Cầu thang lan can 20.000.000 20.000.000 Tổng chi phí 11.502.340.000 Thuế VAT (%) 1.150.234.000 Tổng B 12.652.574.000 Hệ thống xử lý nước thải sử dụng trong 15 năm Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 năm C===930.844.133(đồng/năm) Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 ngày đêm (đồng/ngày đêm) Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 m3 ngày đêm (đồng/m3) nước thải 6.3 Chi phí quản lý và vận hành 6.3.1 Chi phí hóa chất Chi phí chất trợ lắng PAC Chi phí = a x m = 0.4 x 2.000 =800 (đồng/m3) Trong đó a : hàm lượng PAC 0,4g/l = 0,4 kg/m3 (theo thí nghiệm) m : đơn giá 1kg PAC = 2.000 đồng Chi phí chất trợ lắng PAE Chi phí = a x m = 0.4 x 5.000 =2000 (đồng/m3) Trong đó a : hàm lượng PAE 0,4g/l = 0,4 kg/m3 (theo thí nghiệm) m : đơn giá 1kg PAE= 5.000 đồng Tổng chi phí hoá chất cho 1m3. ngày đêm T = 5.000+2.000(đồng/m3) 6.3.2 Chi phí điện năng Với số lượng bơm, máy khuấy và máy nén khí hoạt động như vậy, cùng với nhu cầu thắp sáng và sinh hoạt của nhân viên vận hành trong trạm, ước tính điện năng tiêu thụ hằng ngày là 500 KWh. Giá điện dung cho sản xuất là 1.200 (đồng/ KWh), vậy chi phí cho 1 m3 nước thải là : (500 x 1.200)/6000 = 100 (đồng/m3) 6.3.3 Lương công nhân Trả lương cho 5 công nhân với mức lương 1.500.000 đồng/người.tháng và 1 kỹ sư với mức lương là 2.500.000 đồng/người.tháng Vậy chi phí phải trả lương công nhân trong một tháng là LCN = {(1.500.000 x 5)+(2.500.000)} =10.000.000(đồng/thang) Chi phí công nhân cho một ngày =333.333(đồng/ngày) Chi phí công nhân cho một m3 nước thải = 55,6(đồng/m3) 6.4 Chi phí thiết kế, chuyển giao. Chi phí khảo sát địa chất - địa hình - thủy văn : 15.000.000 VNĐ Chi phí phân tích mẫu ban đầu : 10.000.000 VNĐ Chi phí công nghệ & lập mô hình : 30.000.000 VNĐ Chi phí thiết kế : 200.000.000 VNĐ Chi phí chuyển giao công nghệ : 20.000.000 VNĐ Cộng : 275.000.000VNĐ Vậy chi phí chuyển giao công nghệ cho 1 năm là = 18.333.333(đồng/năm) Chi phí chuyển giao công nghệ cho 1 ngày đêm = 50.228(đồng/ngày đêm) Chi phí chuyển giao công nghệ cho 1 m3 ngày đêm =8.4(đồng/m3) nước thải Vậy giá thành cho 1m3 nước thải sẽ là Giá thành = 425.043 + 800 + 2000 + 100 + 55,6 + 8,4 = 3338(đồng/m3) KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ Kết luận: Từ những kết quả thu được sau thời gian tìm hiểu hệ thống xử lý nước thải tại công ty cổ phần giấy sài gònâ, ta có thể thấy rằng hệ thống này chưa thể đáp ứng được yêu cầu xử lý nước thải để đạt tiêu chuẩn TCVN 6894 – 2001 (Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào vực nước sông dùng cho mục đích bảo vệ thuỷ sinh). Những thiếu sót từ bản thân hệ thống và từ quá trình vận hành của nhân viên tại đây (đã được đề cập ở Chương 2) chính là nguyên nhân gây ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của hệ thống. Những quy định bắt buộc của luật môi trường mới ban hành và các yêu cầu về một môi trường sống trong lành cho người dân khu vực lân cận làm cho vấn đề nâng cấp hiệu quả xử lý của hệ thống này trở nên cấp thiết hơn nhiều. Chương 4 và 5 ở trên có đề cập đến 2 vấn đề là hoàn thiện thông số vận hành, cải tạo – nâng cấp hệ thống dựa trên nền tảng hệ thống cũ và thiết kế mới hệ thống xử lý nước thải sản xuất giấy. Đó cũng chính là các giải pháp để giúp cho hiệu quả xử lý của hệ thống này có thể đạt được những tiêu chuẩn phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 5945 – 2005. Song giải pháp hoàn thiện thông số vận hành, cải tạo – nâng cấp hệ thống dựa trên nền tảng hệ thống cũ là khả thi hơn do chi phí ít hơn cho việc xây dựng mới. Giải pháp này dựa vào việc so sánh những kết quả phân tích các chỉ tiêu nước thải sản xuất của công ty như COD, BOD, pH, SS, VSS, với những tiêu chuẩn xả thải ra nguồn tiếp nhận, sự cân nhắc giữa các vấn đề kinh tế và diện tích mặt bằng của công ty để đưa ra những hướng giải quyết cho từng chỉ tiêu một. Do vậy, hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy Sài Gòn sau khi được cải tạo nâng cấp sẽ đáp ứng được yêu cầu chất lượng nước thải đầu ra của các cơ quan nhà nước về bảo vệ môi trường. Kiến nghị: Đối với công ty: Công ty nên tiến hành xây dựng hệ thống xử lý nước thải để tiếp tục hoạt động mà không gây ảnh hưởng đến sức khoẻ, đời sống của người dân trong khu vực và đảm bảo tốt cho nguồn tiếp nhận. Công ty nên cải tiến công nghệ và áp dụng các giải phap sản xuất sạch hơn trong quá trình sản xuất nhằm tiết kiệm nguyên vật liệu và năng lượng Công ty cần có đội ngũ nhân viên tham gia quản lý và vận hành hệ thống xử lý nước thải có kiến thức về môi trường và nắm vững các yêu cầu quản lý và vận hành hệ thống. Đối với các cơ quan có thẫm quyền Nhà nước nên có biện pháp khuyến khích đầu tư vào những ngành gây ô nhiễm môi trường này để giảm thiểu vấn đề ô nhiễm môi trường hiện nay. Cần có nhiều quy định chặc chẽ hơn về việc thải nước thải vào nguồn tiếp nhận (sông, kênh rạch,..)nhằm đảm bảo nguồn tiếp nhận không bị ô nhiễm và sẽ không gây ảnh hưởng đến sức khoẻ và đời sống người dân tại khu vực. Tăng cường nội dung hoạt động quản lý nhà nước về môi trường trên các mặt, các lĩnh vực BVMT trong các công ty. Aùp dụng tổng hợp các biện pháp tổ chức hành chính và kinh tế để quản lý và BVMT