Đồ án Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty VMMP công suất 30m3/ngày

ác khí thoát ra khỏi lỗ là vlỗ = 15m/s Đường kính lỗ Tính toán ống dẫn khí vk : vận tốc khí đi trong ống (10 –15m/s), chọn vk = 10m/s Đường kính ống dẫn khí chính Trong đó: vk : vận tốc khí đi trong ống (10 –15m/s), chọn vk = 10m/s qkhí : lưu lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn (qkhí = 17.28m3/h = 0.0048m3/s) Chọn D = 30mm Đường kính ống dẫn khí phụ Đường kính ống dẫn nước thải Chọn vận tốc nước thải trong ống là vống = 0.8 m/s Chọn đường kính ống dẫn nước thải là DNT = 50mm Công suất của máy nén khí Trong đó: Công suất máy bơm (h) , h = 0.7 Lưu lượng khí cần cung cấp, q (m3/s) Aùp lực của khí nén (p), được tính theo công thức: Với Hc = h + hd + hc + hp H: mực nước công tác của bể, h =2m hd : tổn thất áp lực do ma sát theo chiều dài đường ống dẫn khí (m) hc : tổn thất cục bộ hp : tổn thất qua ống phân phối khí Có thể chọn sơ bộ là 1m Vậy áp lực tổng cộng : Hc = 2+1 = 3(m) Công suất của máy nén khí Bảng 15: Các thông số thiết kế bể điều hoà phương án 1 STT Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Kích thước 1 Chiểu dài bể điều hoà L mm 4000 2 Chiểu rộng bể điều hoà B mm 3000 3 Chiều cao tổng cộng H mm 2500 4 Đường kính ống dẫn nước thải DNT mm 50 5 Đường kính ống dẫn khí chính D mm 30 6 Đường kính ống dẫn khí phụ d mm 12 7 Đường kính lỗ sục khí dlỗ mm 6 Bể keo tụ tạo bông Chức năng Hoà trộn nước thải với các hoá chất nhằm điều chỉnh độ kiềm với nước thải và tạo ra các bông cặn có trọng lượng đáng kể có thể lắng được. Tính toán ngăn phản ứng Thể tích bể: Trong đó: Qtbh : lưu lượng nước thải trung bình ngày, Qtbh = 1.25m3/ngày.đêm t : thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 1phút. Chiều rộng bể B = 0.5m Chọn chiều cao bể H = 1.3m Chiều dài bể L = 1m Cấu tạo hệ thống khuấy trộn bao gồm trục quay và bản cánh khuấy, đặt đối xứng qua trục, toàn bộ đặt theo phương thẳng đứng. Chọn hai bản cánh khuấy. Tiết diện ngang của bể Tổng diện tích bản cánh khuấy lấy bằng 15% diện tích mặt cắt ngang ( theo quy phạm 15 –20%). Chiều dài bản cánh khuấy: l = 0.3m Chiều rộng bản cánh khuấy Kiểm tra lại các chỉ tiêu khuấy trộn Thể tích thực tế bể : Vtt =0.65m3 Tốc độ guồng khuấy n =140vòng/phút Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy so với nước Trong đó: Vk : vận tốc tuyệt đối R: bán kính chuyển động của cánh khuấy tính từ mép ngoài của cánh khuấy đến tâm trục quay(m), Công suất cần thiết để quay cánh khuấy Trong đó: C: hệ số trở lực của nước phụ thuộc vào tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng bản cánh khuấy , chọn C =1.2(theo Nguyễn Ngọc Dung- xử lý nước cấp) F : tiết diện của bản cánh khuấy V: vận tốc tương đối của cánh khuấy Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước Giá trị Gradien vận tốc m : độ nhớt động học của nước, ở t =250C, m = 0.0092 (kg.m2/s) t: thời gian lưu nước 30phút =1800giây Tính toán ngăn keo tụ tạo bông Thể tích bể: Trong đó: Qtbh : lưu lượng nước thải trung bình ngày, Qtbh = 1.25m3/ngày.đêm t : thời gian lưu nước trong bể (10 –30phút), chọn t = 30phút. Chiều rộng bể B = 1m Chọn chiều cao bể H = 1m Chọn chiều cao bảo vệ: hbv =0.3m Chiều cao tổng cộng của bể H b = H + hbv 1+0.3 = 1.3 (m) Chiều dài bể Để dễ lắp đặt thiết bị khuấy trộn ta lấy L =1m Cấu tạo hệ thống khuấy trộn bao gồm trục quay và bản cánh khuấy, đặt đối xứng qua trục, toàn bộ đặt theo phương thẳng đứng. Chọn hai bản cánh khuấy. Tiết diện ngang của bể Tổng diện tích bản cánh khuấy lấy bằng 15% diện tích mặt cắt ngang ( theo quy phạm 15 –20%). Chiều dài bản cánh khuấy: l = 0.7m Chiều rộng bản cánh khuấy Kiểm tra lại các chỉ tiêu khuấy trộn Thể tích thực tế bể : Vtt =1m3 Tốc độ guồng khuấy n =20vòng/phút Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy so với nước Trong đó: Vk : vận tốc tuyệt đối R: bán kính chuyển động của cánh khuấy tính từ mép ngoài của cánh khuấy đến tâm trục quay(m), Công suất cần thiết để quay cánh khuấy Trong đó: C: hệ số trở lực của nước phụ thuộc vào tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng bản cánh khuấy , chọn C =1.2 ( theo Nguyễn Ngọc Dung- xử lý nước cấp) F : tiết diện của bản cánh khuấy V: vận tốc tương đối của cánh khuấy Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước Giá trị Gradien vận tốc m : độ nhớt động học của nước, ở t =250C, m = 0.0092 (kg.m2/s) t: thời gian lưu nước 30phút =1800giây Bảng 16:Các thông số thiết kế bể keo tụ tạo bông phương án 1 STT Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Kích thước 1 Chiều cao tổng cộng Hb m 1.3 2 Chiều dài bể L m 1 3 Chiều rộng bể B m 1 4 Chiều dài cánh khuấy l m 0.7 5 Chiều rộng bản cánh khuấy b m 0.1 6 Chiều cao bể phản ứng h m 1.3 7 Chiều dài bể phản ứng l m 0.5 8 Chiều rộng bể phản ứng bp m 1 9 Chiều dài cánh khuấy bể phản ứng lc m 0.3 10 Chiều rộng cánh khuấy bể phản ứng bc m 0.0625 Bể lắng 1 Chức năng Chức năng bể lắng 1 là loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải sau khi đã qua các công trình xử lý trước đó. Ơû đây, các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống dưới đáy. Việc xây dựng bể lắng loại bỏ đáng kể các chất lơ lửng. Hiệu quả xử lý BOD5 và COD có thể giảm từ 20 – 40% và hiệu quả lắng đối với SS đạt từ 50 – 60%. Tính toán Lưu lượng nước thải trung bình giờ lớn nhất Qmaxh = 4.25m3/h = 1.18*10-3m3/s Dung tích phần công tác của bể t: thời gian lưu nước trong bể lắng I, chọn t =1.5 h Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm Vtt : vận tốc chuyển động của nước trong ống trung tâm, Vtt = 30mm/s = 0.03m/s. Đường kính ống trung tâm Chọn đường kính ống trung tâm Dtt = 300mm Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng trong mặt bằng v : vận tốc nước trong be å(05 –0.8m/s), chọn v=0 .5m/s Tiết diện tổng cộng của bể Đường kính bể lắng 1 Kiểm tra lại bể lắng 1 Dung tích của bể lắng 1 Vận tốc nước chuyển động trong bể Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể Thể tích vùng lắng Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng Trong đó: h2: chiều cao lớp nước trung hoà h3: chiều cao lớp cặn lắng trong bể dn: đường kính đáy nhỏ hình nón cụt, dn = 0.3m a : góc nghiên của bể lắng đứng so với phương nằm ngang, lấy không nhỏ hơn 500, chọn a =500. Chiều cao ống trung tâm lấy bằng chiều cao vùng lắng và bằng 2.7m. Đường kính miệng loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1.35 đường kính ống trung tâm. Đường kính tấm chắn dòng lấy bằng 1.3 đường kính miệng loe, góc nghiên giữa bề mặt tấm chắn dòng so với mặt phẳng ngang lấy bằng 170 Chiều dài của tấm chắn dòng tính từ miệng ống loe đến mép ngoài cùng của tấm chắn dòng theo mặt phẳng qua trục. vk: là vận tốc dòng chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm chắn vk < 0.02m/s, chọn vk = 0.015m/s. Chiều cao tổng cộng của bể hbv: chiều cao bảo vệ, hbv =0.3m lấy H = 3.9m Tính toán máng thu nước Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính bằng 0.8 đường kính bể. Đường kính máng thu nước Chiều rộng máng thu nước Chiều cao của máng : hm = 0.3(m) Diện tích mặt cắt ngang của máng Chiều dài máng thu Tải trọng thu nước trên 1m chiều dài của máng Đường kính ống dẫn nước thải Chọn vận tốc trong ống vn =0.8(m/s) Chọn đường kính ống dẫn nước thải dNT = 45mm Tính máy bơm Tại bể lắng 1 đặt một bơm để bơm bùn từ bể về sân phơi bùn Công suất của máy bơm: Trong đó: Q: lưu lượng bùn trung bình, m3/s : khối lượng riêng của chất lỏng Nước: = 1000 kg/m3 Bùn: = 1006 kg/m3 g: gia tốc trọng trường, g = 9.81 m/s2 : hiệu suất của bơm, = 0.73 – 0.93, chọn = 0,8 H: cột áp bơm, mH2O, H = 3.6 (m) H = hd + H = 2.7 + 3.6 = 6.3 (m) hd: Tổn thất áp lực trong ống: hd = 2.7m Suy ra: Công suất thực tế của máy bơm NTT = 1.5 x N = 1.5 x 0.1 = 0.15 (KW) Tính lượng bùn sinh ra: Hiệu quả khử SS: Trong đó: RSS : hiệu quả khử SS biểu thị bằng % a, b: hằng số thực nghiệm (chọn theo bảng 4 –5 Trịnh Xuân Lai – tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải), chọn a = 0.0075; b = 0.014 t: thời gian lưu nước , t =1.5h Hiệu quả khử BOD5 Trong đó: RBOD5 : hiệu quả khử BOD5 biểu thị bằng % a, b: hằng số thực nghiệm (chọn theo bảng 4 –5 Trịnh Xuân Lai – tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải), chọn a = 0.018; b = 0.02 t: thời gian lưu nước , t =1.5h Hàm lượng SS còn lại trong dòng ra khỏi bể lắng 1 Hàm lượng BOD5 còn lại trong dòng ra khỏi bể lắng 1 Thể tích chứa cặn Trong đó: D: đường kính bể lắng, D =1.75m dn :đường kính đáy hình chóp, dn=0.3m Đường kính ống thu bùn dbùn = 45mm Thời gian giữa hai lần xả cặn Trong đó: Q: lưu lượng đầu vào 30m3/ ngày đêm = 1.25m3/h f : nồng độ trung bình cặn đã nén(g/m3), chọn f =30000 ( theo bảng 3-3 xử lý nước cấp của Nguyễn Ngọc Dung) SSvào = 412.8 (mg/l) SSra = 195.54(mg/l) Chọn thời gian giữa hai lần xả cặn là 96giờ. Lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng tính bằng % lượng nước xử lý Trong đó: Q: lưu lượng đầu vào 30m3/ ngày đêm = 1.25m3/h Kp: hệ số pha loãng (1.15 –1.2), chọn kp =1.15 Wc : thể tích chứa cặn, Wc = 0.83m3 Tổng lượng cặn tươi thu được ở bể lắng 1 Q: lưu lượng đầu vào 30m3/ ngày đêm = 1.25m3/h SS: hàm lượng SS bị giữ lại SS = SSVào -SSra = 412.8 –195.54 = 217.26(mg/l) Bảng 17: Các thông số thiết kế bể lắng 1 theo phương án 1 STT Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Kích thước 1 Đường kính bể lắng 1 D m 1.75 2 Đường kính ống trung tâm Dtt m 0.3 3 Chiều cao vùng lắng h1 m 2.7 4 Chiều cao phần hình nón của bể lắng 1 hn m 0.86 5 Chiều cao tổáng cộng của bể lắng 1 H m 3.9 6 Đường kính tấm chắn dòng dth m 0.53 7 Đường kính miệng ống loe dl m 0.41 8 Chiều cao ống trung tâm htt m 2.7 9 Chiều dài tấm chắn dòng L m 0.049 10 Đường kính máng thu nước dm m 1.4 11 Chiều rộng máng thu nước rm m 0.175 12 Chiều cao của máng hm m 0.3 13 Đường kính ống dẫn nước thải dNT m 0.045 Bể lọc sinh học a. Chức năng Sau khi qua bể lắng đợt 1, nước thải được dẫn đến bể lọc sinh học hiếu khí để thực hiện giai đoạn xử lý sinh học hoàn toàn. BOD5, sau khi ra khỏi bể lọc sinh học hiếu khí còn lại vào khoảng 45 - 50 mg/l. b. Tính toán Q = 30 m3/ngày BOD5vào= 224.4 mg/l BOD5ra= 50 mg/l Các thông số Hệ số xử lý Ko = 0.0246 phút-1 ở nhiệt độ 20oC n = 0.5 Nước thải sau lắng 2 chứa 30 mg/l cặn sinh học, trong đó 65% cặn dễ phân huỷ sinh học BOD5:BODL = 0.68 Hệ số sản lượng quan sát Yobs =0.5gVSS/gBOD5 Hàm lượng VS của màng vi sinh vật: VS = 70%. Xác định BOD5 hoà tan sau lắng 2 theo mối quan hệ Tổng BOD5 = BOD5 hoà tan + BOD5 của cặn lơ lửng Xác định BOD5 của cặn lơ lửng đầu ra Hàm lượng cặn sinh học dễ phân hủy 30 x 0.65 = 19.5 (mg/l) BODL của cặn lơ lửng dễ phân huỷ sinh học của nước thải sau lắng 2 19.5 x 1.42 = 27.69 (mg/l) BOD5 của cặn lơ lửng của nươc thải sau lắng 2 27.67 x 0.68 = 18.83 (mg/l) BOD5 hoà tan của nước thải sau lắng 2: 20 = C + 18.33 C = 50 – 18.33 = 31.17 (mg/l) Hệ số xử lý ở nhiệt độ vận hành ở 250C K0 = K20(1.035)(t – 20C) =0.0246 x (1.035)(25 – 20) = 0.0292 (phút -1 ) Do hàm lượng BOD5 không cao (BOD5 = 224.4 mg/l < 600 mg/l) không cần thiết phải tuần hoàn. Chọn chiều cao lớp vật liệu lọc H = 4 m Tải trọng thuỷ lực: Tổng diện tích bề mặt bể lọc sinh học Đường kính bể lọc Thể tích tổng cộng của lớp vật liệu lọc W = A x h = 14 x 4 = 56 (m3) Trong đó H: Chiều cao lớp vật liệu lọc, h = 4 m A: Tổng diện tích bề mặt bể lọc sinh học Chọn vật liệu lọc là đá dăm, cỡ hạt d = 50 mm (quy phạm 40÷65). Lớp vật liệu lọc ở phía dưới dày 0.2; cỡ hạt d = 70 mm (quy phạm 70÷100, theo XLNT đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết) Kiểm tra tải trọng thích hợp ngày) Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày theo VSS Px(VSS) = Yobs x Q x (So – s) = 0.5 x 30 x (224.4 – 31.17) x 10-3 = 2.89 (kgVSS/ngày) Tổng lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo SS ngày) Lượng bùn sinh học (màng vi sinh) cần xử lý mỗi ngày M(ss) = 4.14 – (30 x 30.10-3)= 3.24 (kg SS/ngày) Lượng VS của màng vi sinh cần xử lý mỗi ngày M(VSS) = 3.24 x 0.7 = 2.27 (kg VS/ngày) Lượng oxy cần thiết cung cấp cho bể lọc sinh học Trong đó: K là hệ số dự trữ, k = 2÷3, chọn k = 3 Tính toán hệ thống tưới phản lực Đường kính của hệ thống tưới Chọn đường kính của hệ thống tưới Dt = 200mm Đường kính của vùng tưới Dvt = D – Dt = 4.2 – 0.2 = 4 (m) Chọn 2 ống phân phối trong hệ thống tưới phản lực Đường kính của mỗi ống phân phối Chọn D0 = 0.03 (m) Trong đó n2: Số ống phân phối trong hệ thống tưới V: vận tốc nước chảy ở đầu ống, chọn V = 1 m/s Qmax.s: Lưu lượng nước thải lớn nhất giây, Qmax.s =0.00118(m3/s) Kiểm tra vận tốc nước tại đầu ống Giá trị này thoả mãn với điều kiện 0.6V1 nên chấp nhận được. Số lỗ trên mỗi nhánh ống phân phối lỗ) Khoảng cách giữa các lỗ bất kỳ Li cách tâm trục giữa của hệ thống tưới nước được tính theo công thức Trong đó i: Số thứ tự của lỗ cách tâm trục giữa của hệ thống tưới. Cách tính tương tự cho các lỗ còn lại ta được Thứ tự các lỗ tính từ tâm trục (i) Khoảng cách giữa các lỗ (mm) 1 400 2 566 3 693 4 800 5 894 6 980 7 1058 8 1121 9 1200 10 1265 11 1327 12 1386 13 1442 14 1497 15 1549 16 1600 17 1649 18 1697 19 1745 20 1789 21 1833 22 1876 23 1918 24 1960 25 2000 Số vòng quay của hệ thống tưới trong một phút Trong đó r: Số vòng quay trong một phút d: Đường kính của lỗ, lấy không nhỏ hơn 10 mm, chọn d = 15 mm Q2:Lưu lượng bình quân cho 1 ống tưới. Có tất cả 2 ống tưới (vòng/phút) Tính kích thước máng thu, sàn đỡ và trụ đỡ Chọn kích thước máng thu nước có chiều rộng 0.3 m; chiều cao 0.4 m; đáy bể có độ dốc 2% về máng thu. Sàn đỡ làm bằng bê tông có khe cho nước và khí đi qua, đồng thời đảm bảo lượng khí cấp cho vi sinh vật, độ rộng của khe = 45 mm. Khoảng cách từ sàn phân phối đáy bể cao 0.5 m. Bể lắng đợt 2 Chức năng Bể lắng 2 đặt sau bể lọc sinh học làm nhiệm vụ lắng gạn ra khỏi nước các bông cặn do các vẩy màng sinh học tróc ra. Màng vi sinh vật được tạo nên ở bể lọc sinh học cùng với nước thải chảy vào bể lắng đợt 2. Tính toán Qtb = 30 (m3/ng.đ), Qmaxh = 4.25 (m3/h), Qmaxs = 0.00118 (m3/s) Chọn bể lắng đứng Tính kích thước bể Thể tích phần công tác của bể lắng đợt 2 Trong đó: Qmax.h: lưu lượng nước thải trung bình giờ lớn nhất (m3/h) t : thời gian lắng nước sau công trình xử lý sinh học, t =1.5h Diện tích tiết diện ngang của bể lắng đứng: Trong đó: Q: lưu lượng nước thải (m3/s) v: vận tốc chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, v =0.5 – 0.8 mm/s (điều 6.5.4 – TCXD – 51 – 84). Chọn v = 0.5 mm/s = 0.0005 m/s Đường kính của bể lắng đứng Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm Trong đó: Q: lưu lượng nước thải (m3/s) vt: vận tốc nước trong ống trung tâm, vt = 30 mm/s = 0.03 m/s (xử lý nước thải, TS.Hoàng Huệ, 1996) Suy ra: Đường kính ống trung tâm Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng htt = v x t = 0.0005 x 1.5 x 3600 = 2.7 (m) Trong đó: t: thời gian lắng, t = 1.5 (h) Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng: Trong đó: h2: chiều cao lớp trung hòa, m h3: chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể, m D: đường kính trong của bể lắng, D = 1.73 (m) dn: đường kính đáy nhỏ hình nón cụt, dn = 0.2 (m) : góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang, láy không nhỏ hơn 50o (điều 6.5.9 – TCXD – 51 – 84). Chọn = 50o Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của vùng lắng, hôtt = htt = 2.7 (m) Đường kính hình loe của ống phân phối trung tâm bằng chiều cao hình loe ống trung tâm: dl = hl = 1.35 x dT = 1.35 x 0.23 = 0.31(m) Đường kính tấm chắn của ống trung tâm: dtc = 1.3 x dl = 1.3 x 0.31 = 0.4(m) Khoảng cách từ miệng loe ống trung tâm đến tấm chắn, chọn = 0.3, (qui phạm từ 0.25-0.5). Chiều cao tổng cộng của bể lắng: H = htt + hn + ho = htt + h2 + h3 + ho = 2.7+ 0.91+ 0.4 = 4.01 (m) ho: chiều cao bảo vệ, chọn ho = 0.4m Tính máng thu nước: Máng thu nước được đặt xung quanh thành bể có đường kính bằng 0.8 đường kính bể. Đường kính máng thu nước: dm = 0.8 x D = 0.8 x 1.73 = 1.38 (m) Chiều rộng máng thu nước: rm = Chọn chiều cao của máng thu nước: hm = 0.4 (m) Diện tích mặt cắt ngang của máng thu nước Wm = rm x hm = 0.175 x 0.4 = 0.07 (m2) Chiều dài máng thu nước Lm = x dm = 3.14 x 1.38 = 4.33 (m) Tải trọng thu nước trên một mét dài của máng 0.27 (l/m.s) = 0.0009 (m3/m.s) Tính máy bơm Tại bể lắng 2 đặt một bơm để bơm bùn từ bể lắng 2 về sân phơi bùn Công suất của máy bơm: Trong đó: Q: lưu lượng bùn trung bình, m3/s : khối lượng riêng của chất lỏng Nước: = 1000 kg/m3 Bùn: = 1006 kg/m3 g: gia tốc trọng trường, g = 9.81 m/s2 : hiệu suất của bơm, = 0.73 – 0.93, chọn = 0.8 H: cột áp bơm, mH2O, H = 6.1 (m) H = hd + H = 2.7 + 0.91 = 3.61 (m) hdd: Tổn thất áp lực trong ống: hdd = 2.7m Suy ra: Công suất thực tế của máy bơm NTT = 1.5 x N = 1.5 x 0.05= 0.075 (KW) Bảng 18: Thông số thiết kế bể lắng 2 theo phương án 1 Thông số thiết kế Kí hiệu Đơn vị Kích thước Đường kính bể D mm 1730 Chiều cao bể H mm 4010 Đường kính ống trung tâm dt mm 310 Đường kính phần loe ống trung tâm dl mm 230 Đường kính tấm chắn dtc mm 400 Chiều cao phần hình nón hc mm 910 Khoảng cách từ miệng loe đến tấm chắn mm 300 Chiều dài máng thu nước Lm mm 4330 Chiều cao máng hm mm 400 Chiều rộng máng rm mm 175 Bể chứa Chức năng Chức năng của bể chứa là để chứa nước thải sau khi đã xử lý mà không thể đổ trực tiếp ra nguồn tiếp nhận. Tính toán Chọn thời gian lưu nước trong bể là t = 1.5giờ Thể tích bể chứa Chọn kích thước bể Chiều cao bể 2.5m Chiều rộng bể B = 1.5m Chiều dài bể L = 2m Thể tích bể sau khi chọn lại kích thước Sân phơi bùn Chức năng Chức năng chính của sân phơi bùn là giảm thể tích và khối lượng của cặn để sử dụng làm phân bón hay dễ vận chuyển đi nơi khác. Độ ẩm của cặn giảm xuống là do một phần nước bốc hơi và một phần ngấm xuống đất đối với sân phơi bùn tự nhiên, hoặc qua máng thu đối với sân phơi nhân tạo Tính toán Toàn bộ lượng cặn ở bể lắng được chuyển đến sân phơi bùn, vậy lưu lượng tính toán là W = 1m3/ ngày. Thời gian làm khô bùn là 30 ngày. Diện tích hữu ích của sân phơi bùn Trong đó: W : lưu lượng bùn (m3/ ngày) q0 : tải trọng trọng lên sân phơi bùn (m3/m2/ năm). Đối với nền nhân tạo có hệ thống thoát nước chọn q0 = 5 (m3/m2/ năm). n : hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí hậu n =3 - 4.2, chọn n = 4 Lượng bùn phơi từ độ ẩm 97% đến độ ẩm 5% trong một tháng. Trong đó: P1: độ ẩm trung bình của cặn P1 = 97% P2 : độ ẩm sau khi phơi P2 = 5% Kích thước sân phơi bùn Chọn chiều dài sân phơi: L = 6m Chọn chiều rộng sân phơi: B = 3m Chọn chiều cao sân phơi: H = 0.7m Đáy sâu bằng bêtông có độ đốc I = 0.01 hướng về phía tâm chiều rộng sân có đặt một ống Þ = 80mm có đục lỗ thoát nước. Vật liệu lọc phía đáy là sỏi cỡ hạt dsỏi = 50mm, dày 0.2m, phía trên là lớp cát dày 0.3m Bảng 19: Thông số thiết kế sân phơi bùn theo phương án 1 STT Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Kích thước 1 Chiều dài sân phơi bùn L m 6 2 Chiều rộng sân phơi bùn B m 3 3 Chiều cao sân phơi bùn H m 0.7 4 Đường kính lớp sỏi phía đáy dsỏi m 0.05 5 Độ đày lớp sỏi phía đáy m 0.2 6 Độ đày lớp cát phía trên m 0.3 7 Độ dốc i 0.01 8 Đường kính ống dẫn nước Þ m 0.08 Phương án 2 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải theo phương án 2 Bể Aerotank Bể chứa Bể lắng 2 Song chắn rác Bể phản ứng, keo tụ tạo bông Bể điều hoà Hầm tiếp nhận Bể lắng1 Nước thải Sân phơi bùn Phèn nhôm, NaOH, PAC Máy cung cấp khí Đường nước Đường khí Đường bùn Bùn hoàn lưu Nguồn tiếp nhận Sơ đồ 4: Sơ đồ công ngệ hệ thống xử lý nước thải theo phương án 2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ theo phương án 2 Nước thải từ nhà vệ sinh, nhà ăn, vệ sinh của công nhân, vệ sinh máy móc chảy theo mương chảy dẫn tự nhiên về hầm bơm tiếp nhận. Trước khi vào hầm bơm tiếp nhận nước thải được chảy qua song chắn rác để loại bỏ rác và chất rắn lơ lửng có kích thước lớn. Sau đó nước thải từ hầm bơm tiếp nhận được bơm lên bể điều hoà. Tại đây nước thải được ổn định lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm trong nước. Để hoà trộn nước thải trong bể điều hoà ta dùng hệ thống thổi khí thông qua các ống phân phối khí đặt chìm trong đáy bể. Nước thải sau khi điều hoà xong được dẫn sang bể phản ứng, keo tụ tạo bông. Đồng thời với quá trình này là dung dịch chất keo tụ tạo bông phèn (Al2(SO4)3.18H20) và dung dịch PAC 30% được châm vào với liều lượng nhất định từ các thiết bị pha chế thông qua bơm định lượng. Ơû đây nước thải được điều chỉnh pH về khoảng 6.5 – 7.0, tạo điều kiện tốt cho quá trình keo tụ và lắng. Sau khi thực hiện quá trình trung hoà và keo tụ tạo bông, nước thải được chảy qua bể lắng 1. Tại đây xảy ra quá trình lắng, những hạt cặn có trọng lượng lớn hơn lực đẩy của nước sẽ lắng xuống đáy bể. Ngược lại những chất có trọng lượng nhỏ hơn sẽ nổi lên trên. Cặn lắng dưới đáy bể được bơm ra sân phơi bùn theo một chu kỳ nhất định. Nước thải sau khi đã qua bể lắng 1 sẽ tự chảy sang bể Aerotank. Tại đây nước được hoà trộn với bùn hoạt tính được bổ sung từ bể lắng 2. Hệ thống thổi khí kiên tục được cung cấp vào bể. Đồng thời trong nước thải xảy ra quá trình phân huỷ các chất hữu cơ bởi vi sinh vật hiếu khí có trong bùn hoạt tính. Lượng bùn hoạt tính cho vào bể aerotank với liều lượng thích hợp sao cho hiệu quả xử lý cao nhất. Sau khi xử lý đạt đến độ cần thiết nước thải tự chảy qua bể lắng đứng đợt 2. Nhiệm vụ của bể lắng đợt 2 là loại bỏ bông bùn ra khỏi nước thải. Phần nước trong theo ống dẫn nước chảy ra bể chứa để xả ra nguồn tiếp nhận, phần bùn còn lại dưới đáy bể được bơm ra bằng máy hút bùn, lượng bùn này một phần tuàn hoàn về bể aerotank, phần còn lại đưa đến sân phơi bùn. Lượng bùn xả ra từ bể lắng 1 và bể lắng 2 được dẫn đến sân phơi bùn. Sau khi độ ẩm của bùn giảøm tới 5% sẽ được thu gom để vận chuyển đi nơi khác. Tính toán các công trình đơn vị Các thông số tính toán Lưu lượng Q = 30m3/ngày đêm Hàm lượng COD = 510 mg/l Hàm lượng BOD5 = 340 mg/l Chất rắn lơ lửng SS = 430 mg/l Dầu mỡ khoáng = 3.8 mg/l Sắt = 12 mg/l Đồng = 2 mg/l Tổng P = 54.9 mg/l Lưu lượng nước thải trung bình giờ: Lưu lượng nước thải trung bình giờ lớn nhất: Trong đó: Kh là hệ số vượt tải (1.5 –3.5), chọn Kh = 3.4 5.3.5.1. Song chắn rác Bảng 20: Thông số thiết kế song chắn rác theo phương án 2 Thông số thiết kế Kí hiệu Đơn vị Kích thước Số khe hở N mm 13 Chiều rộng khe hở b mm 25 Chiều rộng mương dẫn trước SCR Bm mm 300 Chiều rộng song chắn rác Bs mm 421 Chiều dày thanh chắn rác d mm 8 Chiều dài ngăn mở rộng trước SCR l1 mm 166 Chiều dài ngăn mở rộng sau SCR l2 mm 83 Chiều dài xây dựng của mương đặt SCR L mm 1749 Chiều sâu mương đặt SCR H mm 521 Chiều sâu xây dựng hx mm 520 Độ dốc i mm 0.037 5.3.5.2. Hầm tiếp nhận Bảng 21: Các thông số thiết kế hầm tiếp nhận theo phương án 2 STT Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Kích thước 1 Chiều sâu hầm tiếp nhận H m 2.5 2 Chiều dài hầm tiếp nhận L m 1.5 3 Chiều rộng hầm tiếp nhận B m 1.0 Bể điều hoà Bảng22: Các thông số thiết kế bể điều hoà theo phương án 2 STT Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Kích thước 1 Chiểu dài bể điều hoà L mm 4000 2 Chiểu rộng bể điều hoà B mm 3000 3 Chiều cao tổng cộng H mm 2500 4 Đường kính ống dẫn nước thải DNT mm 50 5 Đường kính ống dẫn khí chính D mm 30 6 Đường kính ống dẫn khí phụ d mm 12 7 Đường kính lỗ sục khí dlỗ mm 6 Bể keo tụ tạo bông Bảng 23: Các thông số thiết kế bể keo tụ tạo bông theo phương án 2 STT Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Kích thước 1 Chiều cao tổng cộng Hb m 1.3 2 Chiều dài ngăn tạo bông L m 1 3 Chiều rộng ngăn tạo bông B m 1 4 Chiều dài cánh khuấy l m 0.7 5 Chiều rộng bản cánh khuấy b m 0.1 6 Chiều cao ngăn phản ứng h m 1.3 7 Chiều dài ngăn phản ứng l m 1 8 Chiều rộng ngăn phản ứng bp m 0.5 9 Chiều dài cánh khuấy ngăn phản ứng lc m 0.3 10 Chiều rộng cánh khuấy ngăn phản ứng bc m 0.0625 Bể lắng đợt 1 Bảng 24: các thống số thiết kế bể lắng đợt 1 theo phương án 2 STT Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Kích thước 1 Đường kính bể lắng 1 D m 1.75 2 Đường kính ống trung tâm Dtt m 0.3 3 Chiều cao vùng lắng h1 m 2.7 4 Chiều cao phần hình nón của bể lắng1 hn m 0.86 5 Chiều cao tổáng cộng của bể lắng 1 H m 3.86 6 Đường kính tấm chắn dòng dth m 0.53 7 Đường kính miệng ống loe dl m 0.41 8 Chiều cao ống trung tâm htt m 2.7 9 Chiều dài tấm chắn dòng L m 0.049 10 Đường kính máng thu nước dm m 1.4 11 Chiều rộng máng thu nước rm m 0.175 12 Chiều cao của máng hm m 0.3 13 Đường kính ống dẫn nước thải dNT m 0.045 5.3.5.6. Bể Aerotank Chức năng Nước thải sau khi qua bể lắng I có chứa các chất hòa tan và các chất lơ lửng đi. Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính,Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành các tế bào mới. b. Tính toán Thông số thiết kế Lưu lượng nước thải Q = 30 m3/ngày đêm = 1.25 m3/h Lượng BOD đầu vào S0 = 224.4 mg/l Lượng BOD5 ra khỏi bể lắng II: Sra = 50mg/l Tỉ số BOD5/COD = 0.68 Nhiệt độ nước thải 250C Hàm lượng cặn lơ lửng 30mg/l trong đó 65% là cặn hữu cơ Thời gian lưu bùn hoạt tính, chọn ngày Hàm lượng bùn hoạt tính trong nước thải ở đầu vào bể X0 = 0 Nồng độ bùn hoạt tính trong bể X = 2500mg/l Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn Xbùn = 8000mg/l Độ tro của cặn Z = 0.3 Tỉ số MVLSS : MLSS = 0.7 Giá trị các thông số động học Y = 0.5mgVSS/ mgBOD5 Ks = 50 mgBOD5/l Kd = 0.05 ngày-1 Chế độ xáo trộn hoàn toàn Tính hiệu suất xử lý Lượng cặn hữu cơ có trong nước thải ra khỏi bể lắng Lượng cặn hữu cơ tính theo COD Trong đó: 1.42 là lượng oxy sử dụng trên một đơn vị tế bào. Lượng BOD5 trong cặn ra khỏi bể Lượng BOD5 hoà tan ra khỏi bể lắng Hiệu quả xử lý theo BOD5 Tính kích thước bể Thể tích của bể Kích thước bể Chọn chiều sâu công tác của bể là h = 2m Chiều cao bảo vệ 0.5 m Chiều cao tổng cộng của bể H = 2.5m Diện tích của bể Aerotank Chọn chiều dài của bể L = 3 m Chọn chiều rộng của bể B = 2m Thể tích bể Aerotank theo kích thước đã chọn Lượng bùn hữu cơ khi phân giải BOD5 Tốc độ tăng trưởng của bùn Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5 Tổng cặn dư sinh ra theo độ tro của cặn (Z = 0.3) Lượng cặn dư hàng ngày phải xả : Lưu lượng xả bùn Trong đó: X: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể, X = 2500mg/l Vtt : thể tích thực tế bể aerotank qc : Thời gian lưu bùn hoạt tính, chọn ngày Qr = Qvào = 30 m3/ngày Xr = (1- z) c = (1-0.3) 19.383 = 13.568(mg/l) XT = (1-z ) Xbùn = ( 1-0.3 ) 8000 =5600(mg/l) Lượng bùn dư còn lại không được xử lý theo dòng chảy ra khỏi bể Thời gian tích luỹ cặn Lưu lượng bùn tuần hoàn Thời gian lưu nước trong bể = 5.3 giờ Kiểm tra tỷ số F/M Tải trọng chất bẩn đối với bùn hoạt tính Tính lượng oxy cần thiết Lượng oxy cần thiết trong điều kiện tiêu chuẩn Lượng oxy cần trong điều kiện thực tế Trong đó : Cd : nồng độ oxy duy trì trong bể Aeroten, Cl = 2 mg/l Cs20 : nồng độ oxy bão hoà trong nước ở 20o C, Cs = 9,08 mg/l T: nhiệt độ nước thải b : hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt, trong nước thải thường chọn b = 1 a: hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải(a = 0.6 –0.94), chọn a = 0.6 Lượng không khí cần thiết Trong đó: fan toàn : hệ số an toàn (f =1.5) OU : Công suất hòa tan của thiết bị phụ thuộc vào độ ngập nước của hệ thống phân phối. OU = Ou * h = 7 * 1.5 = 10.5 g O2/m3 Ou: lượng oxy hoà tan (gO2/m3.m2 không khí), Ou = 7 gO2/m3.m2 (Chọn hệ thống phân phối bọt khí nhỏ - tra bảng 7.1 - Tính toán Thiết kế các Công trình Xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai) h: độ ngập nước( bể sâu 2m, chọn h = 1.5m) Kiểm tra chỉ tiêu cấp khí Lưu lượng khí cấp cho 1m3 nước thải Lượng không khí cần thiết để khử 1 kg BOD5 Tính ống dẫn khí Khí được cấp từ máy khí nén, đi vào ống dẫn chính đặt dọc theo chiều dài bể, sau đó đi vào 6 ống nhánh đặt theo chiều rộng bể. Khoảng cách giữa các ống nhánh là 0.5m, cách thành 0.25m, khoảng cách giữa các lỗ là 0.25m cách bố trí lỗ trong ống Vận tốc khí đi trong ống từ 10 –15m/s, chọn vkhí =10m/s Đường kính ống dẫn khí Đường kính ống nhánh dẫn khí Lưu lượng không khí phân phối trong một ống nhánh Đường kính lỗ phân phối khí Chọn vận tốc khí qua lỗ v = 15m/s Tổàn thất áp lực của máy khí nén Trong đó: hd: tổn thất áp lực do ma sát theo chiều dài đường ống dẫn khí hc : tổn thất áp lực cục bộ hf: tổn thất qua thiết bị phân phối khí. Chọn sơ bộ là 1m Aùp lực tổng cộng : Hd = 1+ 2 = 3m Aùp lực của máy nén khí Công suất của máy nén khí Công suất tính toán của máy nén khí : hiệu suất của bơm, = 0,73 – 0,93, chọn = 0,8 Công suất của máy bơm Trong đó: Q: lưu lượng bơm trung bình, m3/s : khối lượng riêng của chất lỏng Nước: = 1000 kg/m3 g: gia tốc trọng trường, g = 9.81 m/s2 : hiệu suất của bơm, = 0.73 – 0.93, chọn = 0.8 H: cột áp bơm, mH2O Công suất thực tế của máy bơm NTT = 1.5 x N = 1.5 x 0.043 = 0.065 (KW) Đường kính ống dẫn nươc thải Chọn vận tốc nước thải trong ống Vống = 1 m/s Chọn Dnt = 40mm Bảng 25: Thông số thiết kế bể Aerotank theo phương án 2 STT Thông số thiết kế Kí hiệu Đơn vị Kích thước 1 Chiều dài L mm 3000 2 Chiều rộng B mm 2000 3 Chiều cao H mm 2000 4 Đường kính ống dẫn khí chính Dôc mm 56 5 Đường kính ống dẫn khí nhánh Dôn mm 24 6 Số ống nhánh n ống 6 7 Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn Db mm 36 8 Khoảng cách giữa các lỗ trên một ống nhánh mm 250 9 Khoảng cách giữa các ống nhánh mm 500 10 Đường kính lỗ phân phối khí d mm 8 11 Đường kính ống dẫn nước thải dnt mm 40 5.3.5.7. Bể lắng 2 Chức năng Nhiệm vụ của bể lắng 2 là tách bùn hoạt tính chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng ra khỏi hỗn hợp làm cho nước đủ độ trong để xả ra nguồn tiếp nhận, đồng thời cô đặc bùn ở đáy bể đến nồng độ mong muốn để tuần hoàn một phần lại bể Aerotank. Bùn dư hằng ngày được dẫn đến sân phơi bùn Tính toán Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt Trong đó: Qtbngày : lưu lượng trung bình ngày ( m3/ ngày) LA: tải trọng bề mặt (m3/m2. ngày) Chọn LA = 16 m3/m2. ngày ( theo Lâm minh triết – bảng 9 -12, trang 437, sách XLNT đô thị và công nghiệp) Diện tích bề mặt tính theo tải trọng chất rắn Trong đó: Q: lưu lượng nước thải trung bình giờ, Q = 1.25m3/h QT: lưu lượng bùn tuần hoàn, QT = 24.2 m3/ ngày = 1.01(m3/ngày) LS :tải trọng bùn , LS = 4kg/m2.h Do AS > AL, vậy diện tích bề mặt tải trọng chất rắn là diện tích tính toán Đường kính bể lắng Đường kính ống phân phối trung tâm Diện tích ống phân phối trung tâm Vận tốc nước chuyển động trong ống Diện tích vùng lắng của bể Tải trọng thuỷ lực Vận tốc nước đi lên trong bể Chiều cao tính toán trong vùng lắng Trong đó: V1: vận tốc nước trong bể điều từ 0.5 -0.8 (mm/s), chọn V1 =0.5(mm/s) t : thời gian lưu nước trong bể Chiều cao bảo vệ : h bv = 0.3m Chiều cao đáy chóp Trong đó: D : đường kính bể dn : đường kính đáy hình chóp, dn = 0.2m α : góc nghiên của đáy bể so với phương nằm ngang, chọn α = 500 Chiều cao tổng cộng của bể lắng đợt 2 Chiều cao ống trung tâm Đường kính miệng loe ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1.35 đường kính ống trung tâm Đường kính tấm chắn lấy bằng 1.3 đường kính miệng loe, góc nghiên giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng nằm ngang lấy bằng 170 Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm hắt theo mặt phẳng trục được tính theo công thức Trong đó: Vk là vận tốc dòng chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm chắn Vk <0.02m/s, chọn Vk =0.02m/s Kiểm tra thời gian lưu nước trong bể Thể tích phầàn lắng Thời gian lưu nước Thể tích phần chứa bùn Thời gian lưu bùn trong bể Nồng độ bùn trung bình trong bể XL: nồng độ cặn tại bề mặt phần chia giữa vùng lắng và vùng chứa bùn Lượng bùn chứa trong bể lắng Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính 0.8 đường kính bể Chiều dài máng thu nước Chiều rộng máng thu nước Chọn chiều cao của máng thu nước hm = 0.2m Tải trọng thu nước trên một mét chiều dài máng Tính toán ống thu nước Chọn vận tốc nước thải trong ống v =0.8(m/s) Lưu lượng nước thải trong ống Qmax.s = 0.00118(m3/s) Tính toán máy bơm Tại bể lắng 2 có đặt 2 bơm để bơm bùn tuần hoàn về bể Aerotank và bơm bùn về sân phơi bùn. Công suất của máy bơm Trong đó: Q: lưu lượng bùn trung bình, m3/s : khối lượng riêng của chất lỏng Nước: = 1000 kg/m3 Bùn: = 1006 kg/m3 g: gia tốc trọng trường, g = 9.81 m/s2 : hiệu suất của bơm, = 0.73 – 0.93, chọn = 0.8 Hp: cột áp bơm, mH2O, H = 3.53(m) H = hd + H = 2.7 + 3.53 = 6.23 (m) hdd: Tổn thất áp lực trong ống: hdd = 2.7m Suy ra: Công suất thực tế của máy bơm NTT = 1.5 x N = 1.5 x 0.1 = 0.15 (KW) Bảng 26: Các thống số thiết kế bể lắng 2 theo phương án 2 Thông số thiết kế Kí hiệu Đơn vị Kích thước Đường kính bể D mm 1600 Chiều cao bể H mm 3830 Đường kính ống trung tâm dt mm 320 Đường kính phần loe ống trung tâm dl mm 430 Đường kính tấm chắn dtc mm 560 Chiều cao phần hình nón hc mm 830 Khoảng cách từ miệng loe đến tấm chắn mm 54 Chiều dài máng thu nước Lm mm 4020 Chiều cao máng hm mm 200 Chiều rộng máng rm mm 160 Bể chứa Chức năng Chức năng của bể chứa là để chứa nước thải sau khi đã xử lý mà không thể đổ trực tiếp ra nguồn tiếp nhận. b. Tính toán Chọn thời gian lưu nước trong bể là t = 1.5giờ Thể tích bể chứa Chọn kích thước bể Chiều cao bể 2.5m Chiều rộng bể B = 1.5m Chiều dài bể L = 2m Thể tích bể sau khi chọn lại kích thước 5.3.5.9. Sân phơi bùn Bảng 27 : Thông số thiết kế sân phơi bùn theo phương án 2 STT Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Kích thước 1 Chiều dài sân phơi bùn L m 6 2 Chiều rộng sân phơi bùn B m 3 3 Chiều cao sân phơi bùn H m 1 4 Đường kính lớp sỏi phía đáy dsỏi m 0.05 5 Độ đày lớp sỏi phía đáy m 0.2 6 Độ đày lớp cát phía trên m 0.3 7 Độ dốc i 0.01 8 Đường kính ống dẫn nước Þ m 0.08 Chương 6: TÍNH TOÁN KINH TẾ, SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Tính toán kinh tế cho phương án 1 Diện tích mặt bằng xây dựng Bảng 28: Diện tích mặt bằng xây dựng các hạng mục công trình cho phương án 1 STT Hạng mục công trình Kích thước L x B x H (m) Diện tích mặt bằng (m2) Thể tích (m3) 1 Hầm tiếp nhận 1.5 x 1 x 2 1.5 3 2 Bể điều hoà 4 x 3 x 2 12 24 3 Bể phản ứng, keo tụ 1.5 x 1 x 1 1.5 1.15 4 Bể lắng 1 Þ1.75 x3.6 2.4 6.3 5 Bể lọc sinh học Þ4.2 x 4 13.85 16.8 6 Bể lắng 2 Þ1.73 x 4 2.35 6.92 7 Bể chứa 2 x1.5 x2.5 3 7.5 8 Sân phơi bùn 6 x 3 x 1 18 18 9 Nhà điều hành 2.5 x 3 x 3 7.5 Tổng cộng 62.1 ơ Tổng diện tích mặt bằng ơ Tổng diện tích mặt bằng cần thiết S = Si x 1.2 = 62.1 x 1.2 = 74.52 (m2) Trong đó: 1.2 là khoảng trống giữa các công trình đơn vị. Chi phí đầu tư Chi phí xây dựng Bảng 29: Chi phí xây dựng các hạng mục công trình theo phương án 1 STT Công trình Số lượng Thể tích (m3) Đơn giá (triệu) Thành tiền (triệu ) 1 Hầm tiếp nhận 1 3 2000000 6.000.000 2 Bể điều hoà 1 24 2000000 48.000.000 3 Bể phản ứng, keo tụ 1 1.15 2000000 2.300.000 3 Bể lắng 1 1 6.3 2000000 12.600.000 5 Bể lọc sinh học 1 16.8 2000000 33.600.000 6 Bể lắng 2 1 6.92 2000000 13.840.000 7 Bể chứa 1 7.5 2000000 15.000.000 8 Sân phơi bùn 1 18 1000000 18.000.000 9 Nhà điều hành 1 120 3000000 3.000.000 Tổng cộng 152.340.000 Chi phí cho phần đầu tư trang thiết bị Bảng 30: Chi phí trang thiết bị theo phương án 1 STT Công trình Đơn vị Số lượng Đơn giá Thành tiền 1 Song chắn rác Cái 1 500.000 500.000 2 Máy thổi khí Cái 1 5.000.000 5.000.000 3 Máy bơm nước thải Cái 3 5.000.000 15.000.000 4 Bơm định lượng hoá chất Cái 3 5.000.000 15.000.000 5 Bơm hút bùn Cái 3 5.000.000 15.000.000 6 Hệ thống quay phản lực Bộ 1 7.000.000 7.000.000 7 Ống trung tâm, máng Cái 2 26.000.000 8 Cầu thang, sàn công tác 5.000.000 9 Thiết bị điện 2.000.000 10 Oáng dẫn nước 3.000.000 11 Oáng dẫn khí và phụ kiện 2.000.000 Tổng cộng 95.500.000 Tổng chi chi phí đầu tư cho hệ thống Chi phí khấu hao xây dựng cơ bản Hệ thống xử lý nước thải sử dụng trong 20 năm. Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 năm Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 ngày đêm Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 m3 nước thải Chi phí quản lý và vận hành Chi phí cho công nhân Cần một kỹ sư quản lý trạm xử lý lương tháng là 1.500.000 VND Chi phí công nhân cho 1 ngày Chi phí điện năng Bảng 31: Chi phí điện năng sử dụng theo phương án 1 Tên thiết bị Công suất (KW) Thời gian làm việc(h/ngày) Năng lượng tiêu thụ (KWh/ngày) Bơm nước thải từ hố thu gom 0.063 24 1.512 Bơm nước thải từ bể điều hoà 0.063 24 1.512 Máy thổi khí của bể điều hoà 0.18 24 4.32 Điện cung cấp cho hệ thống thông khí 1.5 24 36 Bơm bùn của bể lắng 1 0.15 4 0.6 Bơm bùn của bể lắng 2 0.075 12 0.9 Tổng điện năng tiêu thụ trong một ngày 44.124 Chi phí điện năng cho một năm Chi phí điện năng cho một ngày đêm Chi phí điện năng cho 1m3 nước thải Chi phí hoá chất Bảng 32: Chi phí hoá chất theo phương án I Hoá chất Khối lượng (kg) Đơn giá (VNĐ/kg) Thành tiền (VNĐ) Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O 12kg/ngày 1.800 21.600 PAC30% 1.35kg/ngày 10.000 13.500 NaOH 2.5kg/ngày 5.000 12.500 Tổng cộng 47.600 Chi phí hoá chất sử dụng cho hệ thống trong một năm Chi phí hoá chất sử dụng cho 1m3 nước thải 6.1.4. Tổng chi phí xử lý cho 1m3 nước thải Tổng chi phí của hệ thống xử lý trong 1năm Tính toán kinh tế cho phương án 2 Diện tích mặt bằng xây dựng Bảng 33: Diện tích mặt bằng xây dựng các hạng mục công trình theo phương án 2 STT Hạng mục công trình Kích thước L x B x H (m) Diện tích mặt bằng (m2) Thể tích (m3) 1 Hầm tiếp nhận 1.5 x 1 x 2 1.5 3 2 Bể điều hoà 4 x 3 x 2 12 24 3 Bể phản ứng, keo tụ 1.5 x 1 x 1 1.5 1.15 4 Bể lắng 1 Þ1.75 x3.6 2.4 6.3 5 Aerotank 3 x 2x 2 6 12 6 Bể lắng 2 Þ1.6 x 3.53 2.1 5.7 7 Bể chứa 2 x1.5 x2.5 3 7.5 8 Sân phơi bùn 6 x 3 x 1 18 18 9 Nhà điều hành 2.5 x 3 x 3 7.5 Tổng cộng 54 Tổng diện tích mặt bằng Tổng diện tích mặt bằng cần thiết S = Si x 1.2 =54 x 1.2 = 64.8(m2) Trong đó: 1.2 là khoảng trống giữa các công trình đơn vị. Chi phí đầu tư Chi phí xây dựng Bảng 34: Chi phí xây dựng các hạng mục công trình cho phương án 2 STT Công trình Số lượng Thể tích (m3) Đơn giá (triệu) Thành tiền (triệu ) 1 Hầm tiếp nhận 1 3 2000000 6.000.000 2 Bể điều hoà 1 24 2000000 48.000.000 3 Bể phản ứng, keo tụ 1 1.15 2000000 2.300.000 3 Bể lắng 1 1 6.3 2000000 12.600.000 5 Bể Aerotank 1 12 2000000 24.000.000 6 Bể lắng 2 1 5.7 2000000 11.400.000 7 Bể chứa 1 7.5 2000000 15.000.000 8 Sân phơi bùn 1 18 1000000 18.000.000 9 Nhà điều hành 1 120 3000000 3.000.000 Tổng cộng 140.300.000 Chi phí cho phần đầu tư trang thiết bị Bảng 35: Chi phí trang thiết bị cho phương án 2 STT Công trình Đơn vị Số lượng Đơn giá Thành tiền 1 Song chắn rác Cái 1 500.000 500.000 2 Máy thổi khí Cái 2 5.000.000 10.000.000 3 Máy bơm nước thải Cái 2 5.000.000 10.000.000 4 Bơm định lượng hoá chất Cái 3 5.000.000 15.000.000 5 Bơm hút bùn Cái 3 5.000.000 15.000.000 7 Ống trung tâm, máng Cái 2 26.000.000 8 Cầu thang, sàn công tác 5.000.000 9 Thiết bị điện 2.000.000 10 Oáng dẫn nước 3.000.000 11 Oáng dẫn khí và phụ kiện 2.000.000 Tổng cộng 93.000.000 Tổng chi chi phí đầu tư cho hệ thống Chi phí khấu hao xây dựng cơ bản Hệ thống xử lý nước thải sử dụng trong 20 năm. Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 năm Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 ngày đêm Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 m3 nước thải Chi phí quản lý và vận hành Chi phí cho công nhân Cần một kỹ sư quản lý trạm xử lý lương tháng là 1.500.000 VND Chi phí công nhân cho 1 ngày Chi phí điện năng Bảng 36: Chi phí điện năng sử dụng cho phương án 2 Tên thiết bị Công suất (KW) Thời gian làm việc(h/ngày) Năng lượng tiêu thụ (KWh/ngày) Bơm nước thải từ hố thu gom 0.063 24 1.512 Bơm nước thải từ bể điều hoà 0.063 24 1.512 Máy thổi khí của bể điều hoà 0.18 24 4.32 Máy thổi khí của bể Aerotank 0.84 24 20.16 Bơm bùn của bể lắng 1 0.15 4 0.6 Bơm bùn của bể lắng 2 0.075 12 0.9 Tổng điện năng tiêu thụ trong một ngày 29.004 Chi phí điện năng cho một năm Chi phí điện năng cho một ngày đêm Chi phí điện năng cho 1m3 nước thải Chi phí hoá chất Bảng 37: Chi phí hoá chất theo phương án 2 Hoá chất Khối lượng (kg) Đơn giá (VNĐ/kg) Thành tiền (VNĐ) Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O 12kg/ngày 1.800 21.600 PAC30% 1.35kg/ngày 10.000 13.500 NaOH 2.5kg/ngày 5.000 12.500 Tổng cộng 47.600 Chi phí hoá chất sử dụng cho hệ thống trong một năm Chi phí hoá chất sử dụng cho 1m3 nước thải 6.1.4. Tổng chi phí xử lý cho 1m3 nước thải Tổng chi phí của hệ thống xử lý trong một năm 6.3. So sánh và lựa chọn phương án Dựa vào kết quả tính toán của 2 phương án ta thấy rằng: Tổng vốn đầu tư cho hệ thống ở 2 phương án là: Phương án 1: 274.860.000VNĐ Phương án 2: 235.300.000VNĐ Sau khi so sánh vốn đầu tư và chi phí quản lý vận hành hệ thống của hai phương án, ta nhận thấy phương án 2 có vốn đầu tư thấp hơn, chi phí xử lý cho 1m3 nước thải rẻ hơn so với chi phí xử lý 1m3 nước thải của phương án 1. Do vậy, phương án 2 được lựa chọn để thiết kế bởi những lý do sau: Bể Aerotank dễõ vận hành và dễ xử lý hơn bể lọc sinh học. Kiểm soát quá trình phân huỷ sinh học thuận lợi hơn Hiệu quả xử lý bể Aerotank cao hơn bể lọc sinh học và làm việc ổn định hơn. Chi phí xây dựng cơ bản của phương án 2 thấp hơn phương án 1 Chương 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Bất kỳ một hoạt động sản xuất nào cũng phát sinh ra chất thải làm ảnh hưởng tới môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng. Do vậy, việc xử lý nước thải là vô cùng quan trọng. Đặc biệt ở nước ta trình độ công nghệ sản xuất còn lạc hậu, máy móc còn cũ kĩ. Bên cạnh các nhà máy, công ty trong khu công nghiệp, khu chế xuất nước thải ra phần lớn chưa được xử lý, chúng ta cần có biện pháp xử lý thích hợp đảm bảo nước sau khi xử lý thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn có thể chấp nhận được và chi phí không quá cao. Qua thời gian thực hiện đề tài “ Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty VMMP ( sản xuất khuôn và sản phẩm kim loại Vina) công suất 30m3/ ngày đêm”, đồ án tốt nghiệp đã giới thiệu những tính chất, thành phần đặc trưng của nước thải Công ty VMMP; trình bày tổng quan các phương pháp xử lý; chạy mô hình thực nghiệm hoá lý; đề xuất và lựa chọn phương án; tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải áp dụng phương pháp hoá lý, phương pháp sinh học và ước tính chi phí đầu tư cũng như chi phí xử lý khi nhà máy hoạt động. Trong quá trình nghiên cứu, thực hiện phương pháp keo tụ xử lý nước thải của Công ty VMMP với thí nghiệm Jartest cho thấy phương pháp keo tụ là một trong những phương pháp đơn giản nhưng đem lại hiệu quả cao trong quá trình làm giảm hàm lượng SS. Nghiên cứu đã cho ra kết luận như sau: pH keo tụ tối ưu = 6.5 Lượng phèn tối ưu dùng cho cả 2 trường hợp (có điều chỉnh pH và không điều chỉnh pH) là 400mg/l phèn Al2(SO4)3.18H2O 5%. Lượng PAC thích hợp là 1.5ml PAC 30%. Sau khi keo tụ, các chỉ tiêu loại trừ đạt kết quả như sau: Hiệu quả xử lý COD đạt 82.16% (COD giảm từ 510mg/lít xuống còn 92mg/lít). Hiệu quả xử lý độ màu đạt 98.54% (độ màu giảm từ 618 xuống còn 9). Trong quá trình tính toán thiết kế hai phương án đều áp dụng phương pháp hóa lý và kết hợp sinh học, kết quả cho thấy phương án 2 sử dụng bể aerotank là thích hợp hơn phương án 1 sử dụng bể lọc sinh học. Bởi vì, chi phí xử lý nước thải phương án 1 là (4189 đồng/m3 )cao hơn phương án 2 là (3627 đồng/m3), việc xây dựng bể aerotank đơn giản, dễ vận hành, tiết kiệm được diện tích hơn phù hợp với loại hình sản xuất của công ty. Vậy với giá thành 3627 đồng/m3 , công ty dễ đầu tư xây dựng. 7.2. Kiến nghị Do thời gian thực hiện đồ án tương đối ngắn nên các thông số tính toán dựa trên cơ sở tài liệu là chính. Nếu có điều kiện cần nghiên cứu các thông số động học, chạy thêm mô hình lắng để hiệu quả xử lý tối ưu. Đề nghị khi xây dựng hệ thống xử lý, ban quản lý công ty cần: Trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải cần theo dõi chất lượng nước đầu ra thường xuyên. Cần tăng cường nhân viên quản lý môi trường có năng lực nhằm đảm bảo cho việc quản lý và bảo vệ môi trường cho Công ty tốt hơn. Cần phải thường xuyên có những lớp học bồi dưỡng kiến thức về môi trường và bảo vệ môi trường cho tất cả công nhân làm việc trong Công ty.