Đồ án Thiết kế hệ thống nước thải thủy sản doanh nghiệp tư nhân Thương Thảo

các thanh chắn, m; b = 16mm - 50 mm; chọn b = 16mm = 0,016m. + h: chiều sâu lớp nước trước song chắn rác, m. + Kz: hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy, Kz = 1,05. n = = 16,9 khe. Chọn n = 17 khe. - Bề rộng thiết kế của song chắn rác (Bs): Bs = bn + (n-1) Trong đó: + : chiều dày song chắn rác,m; chọn = 8mm = 0,008m. Bs = 0,01617 + (17-1)0,008 = 0,398m Chọn Bs = 0,4 m - Chiều dài đoạn kênh mở trước song chắn rác (l1): Trong đó: + j: góc mở rộng của ngăn đặt song chắn rác; chọn j = 200. + Bs: bề rộng của song chắn rác, Bs = 0,4 m. + Bk: bề rộng mương dẫn, m, Bk = 0,2m. l1 = = 0,27m. Chọn chiều dài đoạn kênh mở trước song chắn rác l1=0,3 m. - Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác (l2): l2 = l1 = 0,3 = 0,15m. - Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác (L): L = l1 + l2 + ls Trong đó: + ls: chiều dài ngăn đặt song chắn rác; chọn ls = 1,5m. L = 0,3 + 0,15 + 1,5 = 1,95 m. - Tổn thất áp lực qua song chắn rác (hs): Trong đó: +g: gia tốc trọng trường; g = 9,81m/s2. +K: hệ số tính đến sự tăng tổn thất do rác vướng mắc của song chắn rác, K = 2 – 3 chọn K = 3. +: vận tốc nước thải trước song chắn rác, = 0,6m/s. +ζ: hệ số tổn thất cục bộ, phụ thuộc vào kiểu song chắn rác. x = Với: b: hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của song chắn rác. Chọn thanh chắn có tiết diện hình chữ nhật, nên b = 2,42 [Theo Lâm Vĩnh Sơn , (2009). Bài giảng kỹ thuật xử lý nước thải. Đại Học KTCN TP.HCM. Trang 30.] a: góc nghiêng đặt song chắn rác so với mặt phẳng nằm ngang; chọn a = 600. b: bề rộng khe hở giữa các thanh chắn, b = 16mm = 0,016m. d: chiều dày song chắn rác, d = 0,008m. x = = 0,83. hs = = 0,045 m. - Chiều cao xây dựng mương đặt song chắn rác (H): H = h1 + hs + hbv Trong đó: + h1: chiều cao mực nước chứa trong mương dẫn nước thải, h1 = 0,0195m. + hs: tổn thất áp lực qua song chắn rác, m. + hbv: chiều cao bảo vệ, m; chọn hbv = 0,3m. H = 0,0195+ 0,045 + 0,3 = 0,37 m. - Chiều dài mỗi thanh chắn (l): l = = = 0,46 m. - Chọn sàn công tác B = 320mm Số liệu thiết kế song chắn rác: Bảng 3.2: Số liệu thiết kế song chắn rác STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài mương (L) m 1,95 2 Bề rộng mương (Bk) m 0,2 3 Chiều cao mương (H) m 0,37 4 Bề rộng song chắn rác (Bs) m 0,4 5 Số khe hở giữa các thanh (n) khe 17 6 Chiều rộng khe hở (b) mm 16 7 Chiều dày song chắn rác (d) mm 8 8 Chiều dài mỗi thanh chắn (l) m 0,46 Hàm lượng chất ô nhiễm sau khi qua song chắn rác: + Hàm lượng BOD5 giảm 5% còn lại : 3015 – (3015 x 5%) = 2864,3 mg/l. + Hàm lượng chất lơ lửng SS giảm 4%, còn lại: 1020 – (1020 x 4%) = 979,2mg/l. + Hàm lượng COD giảm 5% còn lại : 4640 – (4640 x 5%) = 4400 mg/l. 3.2.2 Hầm tiếp nhận 3.2.2.1 Chức năng Nước thải sau khi qua song chắn rác được tập trung tại hầm tiếp nhận. Hầm tiếp nhận nhằm mục đích tập trung nước thải từ các cống xả khác nhau, bảo đảm lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động, giảm diện tích đào sâu không hữu ích cho bể điều hòa. Tại đây, nước thải sẽ được bơm vào hệ thống xử lý nhờ bơm chìm. Bơm được điều khiển tự động bằng hệ thống phao nổi. 3.2.2.2 Vật liệu Hầm tiếp nhận được xây dựng bằng bêtông, có dạng hình chữ nhật. Trong hầm tiếp nhận có bố trí 1 bơm chìm .Thiết kế rổ chắn rác bằng inox đặt bao quanh bơm và bao quanh phao rơle tự động có tác dụng ngăn không cho rác làm tắc nghẽn bơm. 3.2.2.3 Tính toán - Chọn thời gian lưu nước trong hầm tiếp nhận là t = 10 - 30 phút. Chọn t = 20 phút. - Thể tích của hầm tiếp nhận(Vh): Vh = t = = 1,4m3 - Chọn chiều cao hữu ích của hầm là H = 1 m. - Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m. Þ B L = m2 - Chiều dài (L) và chiều rộng (B) tương ứng là: L = 1,4 m và B =1, m. Thể tích thực hầm tiếp nhận:L BH = 1,4 1 1,5 = 2,1 m3. Công suất máy bơm hầm tiếp nhận: Với: Q = 30 m3/ngày = 0,00046 m3/s. H = h1 + h2. h1: chiều cao cột nước, h1 = 4m. h2: tổn thất cục bộ qua các chỗ nối, đột mở, đột thu , h2 = 2 – 3 m. Chọn h2 = 3m Þ H = 4 + 3 = 7 m. r: trọng lượng riêng của nước thải, r = 1000 kg/m3. g: gia tốc rơi tự do, g = 9,81 m/s2. h: hiệu suất bơm, h = 0,8.. Công suất thực của máy bơm lấy bằng 120 % công suất tính toán: Ntt = 0,04 × 1,2 = 0,048 kW. Dựa vào catalogue (phụ lục 3) về bơm chìm hãng Info – Center, chọn 2 bơm CV-3 -50, 1 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng. Công suất mỗi bơm: 0,25 kW. Tổn thất áp lực: 4 m. Lưu lượng: 0,13 m3/phút. Số liệu thiết kế hầm tiếp nhận: Bảng 3.3: Số liệu thiết kế hầm tiếp nhận STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài hầm tiếp nhận (L) m 1,4 2 Chiều rộng hầm tiếp nhận (B) m 1 3 Chiều cao hầm tiếp nhận (H) m 1,5 3.2.3 Bể điều hoà 3.2.3.1 Chức năng Nước thải từ hầm tiếp nhận được đưa vào bể điều hòa. Trong bể điều hòa phải có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và san đều nồng độ chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng, vi sinh vật kị khí phát triển trong bể. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa cả về lưu lượng và nồng độ cho nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau. 3.2.3.2 Vật liệu Xây dựng bằng bêtông, dạng hình chữ nhật. Có hệ thống sục khí bên trong bể. 3.2.3.3 Tính toán - Thể tích của bể điều hoà là (V): V = Qhmax t = 4,175 6 = 25,02 m3 Trong đó: Qmaxh : lưu lượng nước thải trong giờ. t : thời gian lưu nước trong bể điều hoà (4 – 8h) chọn t = 6h. - Chọn chiều sâu của bể là 2,5 m. - Chiều cao bảo vệ là hbv = 0,5m. - Vậy chiều cao tổng cộng của bể là: H = 2,5 + 0,5 = 3 m. - Diện tích của bể (F): F = = = 10,02 m2 - Chọn chiều dài (L) và chiều rộng (B) tương ứng là L = 4m; B =2,5 m. - Thể tích xây dựng bể điều hoà là : V = L B H = 4 2,5 3 = 30 m3 3.2.3.4 Lưu lượng khí cần sục trong bể điều hòa. 3.2.3.4.1 Lượng không khí cần cấp trong bể. Qkk=Vk* W. Vkk=0,015m3/m3*phút. (Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, 2000) => Qkk= 0,015*30 = 0,45 (m3/phút) 3.2.3.4.2 Đường kính ống chính. => chọn ống D = 34mm v: Vận tốc khí trong ống v =10-15m/s, chọn là 10m/s 3.2.3.4.3 Lưu lượng khí trong mỗi ống nhánh. 3.2.3.4.4 Đường kính ống nhánh. => chọn ống d = 27mm Chọn đường kính lỗ trên ống d=3mm=0,003m(theo quy phạm chọn 2-5mm). Chọn vận tốc khi qua mỗi lỗ Vlỗ=10m/s ( theo quy phạm 5-20m/s). Chọn hệ thống cấp khí bằng nhựa PVC có đục lỗ, hệ thống gồm 1 ống dẫn khí chính đặt dọc theo chiều rộng của bể, 2ống nhánh các ống này đặt song song theo chiều dài của bể.Khoảng cách giữa 2 ống nhánh là 1m,cách tường 0,75m 3.2.3.4.5 Lưu lượng khi qua một lỗ. 3.2.3.4.6 Số lỗ trên một ống nhánh. lỗ Chọn 52 lỗ. 3.2.3.5 Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén. Hc=hd+hc+hf+H hc: tổn thát áp lực cục bộ hf : tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối. h f≤ 0,5m, chọn 0,5m hd : tổn thất dọc đường H: chiều sâu áp lực trong bể. Tổng tổn thất hd+hc≤0.4m, chọn hd+hc=0,4m. =>Hc=0,4+0,5+2,5 =3,4m. 3.2.3.6 Công suất máy nén khí. Q: Lưu lượng không khí cần cấp(m3/phút). :Hiệu suất máy nén khí chọn là 0,7(70%) P: áp lực khí nén(atm). 3.2.3.7 Công suất máy bơm bể điều hòa: Với: Q = 30 m3/ngày = 0,00046 m3/s. H = h1 + h2 h1: chiều cao cột nước, Chọn h1 = 5 m. h2: tổn thất cục bộ qua các chỗ nối, đột mở, đột thu , h2 = 2 – 3 m. Chọn h2 = 3m. Þ H = 5 + 3 = 8 m. r: trọng lượng riêng của nước thải, r = 1000 kg/m3. g: gia tốc rơi tự do, g = 9,81 m/s2. h: hiệu suất bơm, h = 0,8.. Công suất thực của máy bơm lấy bằng 120 % công suất tính toán: Ntt = 0,045 × 1,2 = 0,054 kW. Dựa vào catalogue (phụ lục 1) về bơm chìm hãng Info – Center, chọn 2 bơm CV-3 -50, 1 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng. Công suất mỗi bơm: 0,25 kW. Tổn thất áp lực: 4 m. Lưu lượng: 0,13 m3/phút. Bảng 3.4 : các thông số bể điều hòa. Tên thông số Giá trị Chiều dài 4 m Chiều rộng 2,5m Chiều cao xây dựng 3 m Lưu lượng khí sục vào bể 0,45m3/phút Đường kính ống chính 34 mm Đường kính ống phụ 27 mm Số ống 2 ống Đường kính lỗ sục khí 3 mm Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén 3,4m Hiệu quả xử lý của bể điều hòa. CODra giảm 25% => CODra=4400 - (4400*25%)=3300mg/l BOD giảm 25% =>BODra=2864,25-(2864,25*25%)=2148mg/l 3.2.4 Tính toán bể UASB 3.2.4.1 Hiệu quả xử lý COD,BOD Chọn COD đầu ra là 500 mg/l è Hiệu quả xử lý : BODra=2148 - (2148*85%)= 338,31 mg/l - SS sau khi qua UASB là 60%. SSra=979,2 - (979,2*60%)=391,68 mg/l - Hiệu quả xử lý N, P: Tỷ lệ COD : N : P trong bể UASB tốt nhất = 350 : 5 : 1. Nồng độc COD bị khử: 3300*0,85 = 2805 mg/l Nồng độ N bị khử tương ứng: Nồng độ P bị khử tương ứng: - Lượng COD cần khử mổi ngày. G = 30m3*(85%*3300)= 84,2 kgCOD/m3.ngày - Tải trọng khử COD của bể (8-10)kg/ngày.( Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải. Trang 196.Trịnh Xuân Lai.) Chọn a = 10kgCOD/m3.ngày. - Thể tích xử lý yếm khí cần thiết. 3.2.4.2 Để giữ lớp bùn ở trạng thái lơ lững tốc độ nước dâng trong bể khoảng 0,6-0,9m3/h. Chọn v=0,6m3/h - Diện tích bể cần thiết =>chọn F = 2 m2 3.2.4.3 Chiều cao cần xử lý yếm khí. 3.2.4.4 Tổng chiều cao bể. H=H1+H2+H3 H1: chiều cao cần phải xử lý yếm khí. H2: Chiều cao vùng lắng, chiều cao này phải lớn hơn 1 để đảm bảo không gian an toàn cho vùng lắng. Chọn H2=1,2m H3: Chiều cao dự trữ chọn 0,3m => H= 4,2+1,2+0,3= 5,7 m. 3.2.4.5 Kiểm tra thời gian lưu nước. Với V=H*F=5,7*2=11,4(m3). => 3.2.4.6 Với diện tich F=L*B=2 Chọn kích thước L=2m B=1m H= 5,7m 3.2.4.7 Nước khi vào ngăn lắng sẽ được tách khí bằng các tấm chắn khí đặt nghiêng so với phương ngang một góc 45-600. Chọn 600 Chọn Hlắng= 2m Kiểm tra: thỏa mãn điều kiện thiết kế 3.2.4.8 Trong bể lắp 1 tấm hướng dòng. Với một tấm hướng dòng lắp 4 tấm chắn khí, dặt theo hình chữ V, mỗi bên đặt 2 tấm các tấm nầy đặt song song với nhau và nghiêng so với phương ngang 1 góc 600. Chọn khe hở các tấm chắn nầy bằng nhau. Tổng diện tích các khe hờ nầy chiếm 15-20% tổng diện tích bể. Chọn Fkhe=0,2Fbể Trong ngăng có 4 khe hở, diện tích mỗi khe. Khoảng cách (bề rộng) giữa các khe hở. 3.2.4.9 Tấm chắn khí 1: Chiều dài l1 = L = 2m Chiều rộng b1. Chiều cao 3.2.4.10 Tấm chắn khí 2: Chiều dài l2 = L = 2m Chiều rộng b2 Độ dài tấm b2 chồng lên b1 chọn 400mm 3.2.4.11Tấm hướng dòng được đặt nghiêng so với phương ngang 1 góc 600 và cách tấm chắn khí 1 là 12,5mm Khoảng cách giữa hai tấm chắn khí là L=4X. Với X=25*cos 600= 12,5mm =>L=4X=12,5*4=50mm = 0,05 m Tấm hướng dòng có chức năng chặn bùn đi lên phần xử lý yếm khí lên phần lắng nên độ rộng đáy D giữa hai tấm hướng dòng phải lớn hơn L. Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở từ 10-20cm, chọn mổi bên nhô ra 20cm. =>D=50+400= 450 mm Chiều rộng tấm hướng dòng 3.2.4.12 Tính toán ống phân phối nước Vận tốc nước chảy trong đường ống chính dao động từ 0.8-2m/s.Chọn vống=1m/s Đường kính ống chính: Vậy chọn ống chính là PVC có đường kính 27 mm. Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống: , (thỏa). 3.2.4.13 Đường kính ống nhánh Chọn vận tốc nước chảy trong ống nhánh vnhánh= 1,5m/s. Chọn 2 ống nhánh để phân phối nước vào bể. Các ống này đặt song song chiều dài bể. Mỗi ống cách nhau 0,5m, 2 ống sát tường đặt cách tường 0,25m. Đường kính ống nhánh: Trên thị trường chọn đường kính ống nhánh Dong nhanh= 21mm. Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống nhánh: 3.24.14 Lỗ phân phối nước: Đường kính lỗ phân phối: Vận tốc nước qua lổ phân phối = 1,5m/s. à lổ phân phối có đường kính 12 mm. Các ống phân phối nước đặt cách đáy 20cm. 3.2.4.15 Tính lượng khí sing ra Lượng khí sinh ra trong bể tương đương: 0,5m3/1kgCODloại bỏ Thể tích khí sinh ra trong ngày: Lượng khí metan sinh ra tương đương 0,35m3/1kgCODloại bỏ Thể tích khí metan sinh ra: 3.2.4.16 Đường kính ống thu khí: Vận tốc khí trong ống từ 10-15m/s. Chọn vận tốc khí trong ống 10m/s. Lắp 1 ống dẫn khí bên thành bể Đường kính ống dẫn khí: Trên thị trường chọn đường kính ống dẫn khí 21 mm. 3.2.4.17 Lượng bùn sinh ra: Lượng bùn sinh ra tron bể tương đương 0,05-0,1gVSS/gCOD loại bỏ Khối lượng bùn sinh ra trong 1 ngày: Theo quy phạm: 1m3 bùn tương đương 260kg VSS. Thể tích bùn sinh ra trong 1 ngày: Lượng bùn sinh ra trong 1 tháng = 0,032*30= 0,96 m3/tháng. Chọn thời gian lưu bùn là 3 tháng: Lượng bùn sinh ra trong 3tháng = 0,96*3= 2,88 m3 Chiều cao bùn trong 1 tháng: Chiều cao bùn trong 3 tháng = 0,48*3=1,44m 3.2.4.18 Đường kính ống thu bùn: Chọn thời gian xả cặn là 120 phút. Lượng cặn đi vào ống thu bùn trong 120 phút: = Bố trí 2 ống thu bùn, các ống này đặt vuông góc với chiều dài bể, mỗi ống cách nhau 0,75m, ống sát tường cách tường 25m Vận tốc bùn trong ống chọn 0,5m/s. Diện tích ống xả cặn: Đường kính ống thu bùn: Trên thị trường chọn đường kính ống 27mm 3.2.4.19 Số lổ đục trên ống thu bùn: Chọn tốc độ bùn qua lổ v = 0,5m/s Chọn đường kính lỗ d lo= 15mm. à diện tích lỗ: Số lổ trên 1 ống: Chọn số lỗ trên 1 ống là 3 lỗ à 2 ống sẽ có 6 lỗ. 3.2.4.20 Đường kính ống thu bùn trung tâm: Chọn vận tốc 0,3m/s Đường kính ống thu bùn: Theo TCXD 51-84, đường kính ống thu bùn tối thiểu 200mm. Chọn đường kính ống trung tâm là 200mm. 3.2.4.21Máng thu nước: Máng thu nước đặt giữa bể chạy dọc theo chiều rộng của bể. Máng tràn gồm nhiều răng cưa hình chữ V.Mỗi mét dài chọn 5 chữ V Vậy mỗi bên máng bố trí 10 chữ V Chiều rộng máng chọn b=0,3m. Chiều cao mang thu nước chọn l = 0,3m Bảng 3.5:Các thông số thiết kế bể UASB. Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Số lượng Chiều cao xây dựng H m 5,7 Chiều dài bể L m 2 Chiều rộng bể B m 1 Chiều dài tấm chắn khí 1 l1 m 1 Bề rộng tấm chắn khí 1 b1 m 0,9 Chiều dài tấm chắn khí 2 l2 m 2 Bề rộng tấm chắn khí 2 b2 m 1,2 Chiều rộng tấm hướng dòng D m 0,45 Đường kính ống dẫn nước trung tâm mm 27 Đường kính ống dẫn nước phân phối mm 21 Số lượng ống nhánh cấp nước 2 Số lượng ống thu khí 1 Đường kính ống thu khí mm 27 Đường kính ống thu bùn trung tâm mm 200 Số lượng ống nhánh thu bùn 1 3.2.5 BỂ CHỨA TRUNG GIAN 3.2.5.1 Chức năng Nước thải sau khi qua bể UASB được tập trung tại bể chứa trung gian. Bể chứa trung gian nhằm mục đích tập trung nước thải, bảo đảm lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động, giảm diện tích đào sâu không hữu ích cho bể Aerotank.Tại đây, nước thải sẽ được bơm vào hệ thống xử lý nhờ bơm chìm. Bơm được điều khiển tự động bằng hệ thống phao nổi. 3.2.5.2 Vật liệu Bể chứa trung gian được xây dựng bằng bêtông, có dạng hình chữ nhật. Trong bể chứa trung gian có bố trí 1 bơm chìm . 3.2.5.3 Tính toán - Chọn thời gian lưu nước trong bể chưa trung gian là t = 2 h.. - Thể tích của bể chứa trung gian(Vh): Vh = t = = 3,34m3 - Chọn chiều cao hữu ích của bể là H = 1,7 m. - Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m. Þ B L = m2 Chọn F = 2 m2 - Chiều dài (L) và chiều rộng (B) tương ứng là: L = 2 m và B =1 m. Thể tích thực bể chứa trung gian :L BH = 21 2 = 4m3. Công suất máy bơm bể chứa trung gian:: Với: Q = 30 m3/ngày = 0,00046 m3/s. H = h1 + h2 h1: chiều cao cột nước, Chọn h1 = 4 m. h2: tổn thất cục bộ qua các chỗ nối, đột mở, đột thu , h2 = 2 – 3 m. Chọn h2 = 2m. Þ H = 4 + 2 = 6 m. r: trọng lượng riêng của nước thải, r = 1000 kg/m3. g: gia tốc rơi tự do, g = 9,81 m/s2. h: hiệu suất bơm, h = 0,8.. Công suất thực của máy bơm lấy bằng 120 % công suất tính toán: Ntt = 0,034 × 1,2 = 0,04 kW. Dựa vào catalogue (phụ lục 1) về bơm chìm hãng Info – Center, chọn 2 bơm CV-3 -50, 1 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng. Công suất mỗi bơm: 0,25 kW. Tổn thất áp lực: 4 m. Lưu lượng: 0,13 m3/phút. Bảng 3.6: Số liệu thiết kế bể chứa trung gian STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài chứa trung gian (L) m 2 2 Chiều rộng bể chứa trung gian (B) m 1 3 Chiều cao bể chứa trung gian (H) m 2 3.2.6 TÍNH TOÁN BỂ AEROTANK: Các thông số thiết kế Lưu lượng nước thải Q= 30m3/ngày Hàm lượng BOD5 ở đầu vào 338,31 mg/L Hàm lượng COD ở đầu vào 500 mg/L Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn nguồn loại B: BOD ở đầu ra = 80 mg/L Cặn lơ lửng ở đầu ra SSra = 100mg/L gồm có 65% là cặn có thể phân huỷ sinh học Nước thải khi vào bể Aerotank có hàm lượng chất rắn lơ lửng bay hơi ( nồng độ vi sinh vật ban đầu) X0 = 0 Tỷ số giữa lượng chất rắn lơ lửng bay hơi (MLVSS) với lượng chất rắn lơ lửng (MLSS) có trong nước thải là 0,7 = 0,7 ( độ trơ của bùn hoạt tính Z = 0,3) Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn ( tính theo chất rắn lơ lửng ) Xr = 7.000 mg/L Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi hay bùn hoạt tính được duy trì trong bể Aerotank là : X = 3.200 mg/L Thời gian lưu bùn trong hệ thống, qc = 10 ngày Hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và COD: Hệ số phân huỷ nội bào, xác định bằng thực nghiệm, giả sử kd = 0,06 ngày-1 Hệ số sản lượng tối đa, tỷ số giữa tế bào được tạo thành với lượng chất nền được tiêu thụ, xác định bằng thực nghiệm, giả sử Y = 0,5 Kg VSS/Kg BOD5 3.2.6.1 Nước thải sau khi lắng ở bể lắng 2 có chứa 50mg/l cặn sinh học (chứa 65% cặn dễ phân hủy sinh học) à lượng cặn có thể phân hủy sinh học: 3.2.6.2 Quá trình hô hấp nội bào được thể hiện theo phương trình sau C5H7O2N + 5O2 ® 5CO2 + 2H2O + NH3 + Năng lượng 113 mg/L 160 mg/L 1 mg/L 1,42 mg/L à lượng oxy cần thiết để oxi hóa lượng cặn có thể phân hủy sinh học: 3.2.6.3 BOD5 hòa tan còn lại trong nước ra khỏi bể lắng 3.2.6.4 Hiệu quả xử lý theo BOD5 hòa tan: 3.2.6.5 Hiệu quả xử lý toàn bộ hệ thống: Bể lắng Bể aerotank X,V,Xt,S Qv, S0 Qt, S, Xt Qxa, Xt Qra, S, Xra Qv+Qt, S, X 3.2.6.6 Thể tích bể Aerotank: Trong đó: Y: hệ số sản lượng cực đại = 0,5 Kg VSS/Kg BOD5 Q: Lưu lượng nước thải đầu vào 30 m3/ngay. S0: Nồng độ BOD đầu vào 338mg/l. S : Nồng độ BOD đầu ra 19mg/l X: Nồng độ bùn trong bể Aerotank 3200mg/l. Kd: hệ số phân hủy nội bào 0,06 ngày-1 Từ đó: 3.2.8.7 Thời gian lưu nước trong bể: Theo quy phạm t = 4 - 8h 3.2.6.7 Kích thước bể Chọn chiều sâu mực nước trong bể = 2m Chiều cao bảo vệ = 0,5m. à tổng chiều cao = 2,5m. Diện tích mặt thoáng của bể: Chọn chiều rộng bể B=1,6m Suy ra chiều dài bể L=3 m 3.2.6.8 Lượng bùn phải xả ra mỗi ngày sau khi nhà máy hoạt động ổn định: a) Hệ số tạo cặn từ BOD5: Trong đó: Y: hệ số sản lượng cực đại Kd: hệ số phân hủy nội bào.= 0,06 : thời gian lưu bùn =10 b) Lượng bùn hạt tính sinh ra do khử BOD5: c) Tổng cặn lơ lững sinh ra: à MLSS = MLVSS/0,7 d) Lượng cặn dư hàng ngày phải xả: Pxa = Px(SS) – Q Î20,10-3=4,3– 30*20.10-3= 3,7 (kgSS/ngay) 3.2.6.9 Lượng bùn xả ra hàng ngày từ đáy bể lắng 2 theo đường tuần hoàn: Trong đó: V: Thể tích bể Aerotank V= 9,4 m3 X: Nồng độ bùn trong bể Aerotank X = 3200 mg/L qc : Thời gian lưu bùn qc = 10 ngày Qra : Lưu lượng nước đưa ra ngoài từ bể lắng đợt II ( lượng nước thải ra khỏi hệ thống ). Xem như lượng nước thất thoát do tuần hoàn bùn là không đáng kể nên Qra = Q = 30 m3/ngày Cra: Nồng độ cặn đầu ra của hệ thống = 50mg/L Ct: Nồng độ cặn bay hơi trong dòng bùn tuần hoàn 7000g/m3. 3.2.6.10 Thời gian tích lũy cặn (tuần hoàn toàn bộ, không xả cặn ban đầu): 3.2.6.11 Thông số tuần hoàn bùn: Phương trình cân bằng vật chất: X0: nồng độ bùn trong nước thải dẫn vào aerotank, X0=0 Q: Lưu lượng nước thải, Q = 30 m3/ngày X: Nồng độ bùn trong bể Aeroten, X = 3200 Qt : Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn Ct : Nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, Ct = 7.000 mg/L Do X0=0, phương trình có dạng Chia 2 vế cho Q và đặt , ta được: , suy ra Theo quy phạm = 0,25 – 1. Lượng bùn tuần hoàn: 3.2.6.12 Lượng oxi cần thiết Trong đó: OC0: lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 200C. Q: lưu lượng nước thải cần xử lý(m3/ngay.đêm). S0, S:nồng độ BOD5 trong nước thải đầu vào và đầu ra (g/m3). f: hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD hay BOD20, . Px: phần tế bào dư thải ra ngoài theo bùn dư, chọn Px= 3,7kgSS/ngay 1,42: hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD. 3.2.8.14 lượng oxi cần thiết trong điều kiện thực tế: Trong đó: : hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước thải thường lấy = 1. Csh: nồng độ oxy bão hoà trong nước sạch ứng với T0C và độ cao theo mực nước biển tại nhà máy xử lý (mg/l). Csh = 9,08. CS20: nồng độ oxy bão hoà trong nước sạch ở 200C. CS20= 9,08. Cd: nồng độ oxy cần duy trì trong công trình (mg/l), thường lấy bằng 2 – 3mg/l. Chọn Cd= 2 mg/l. : hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải, = 0,6 – 0,94. (kgO2/ngay) = 0,7( kgO2/h) 3.2.6.13 Lượng không khí cần thiết: : hệ số an toàn, thường lấy 1,5-2 OU: công suất hòa tan oxi vào nước thải của thiết bị phân phối. OU=Ou*h. Trong đó : Ou phụ thuộc hệ thống phân phối khí. Tra bảng 7-1, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, Trịnh Xuân Lai, 2001 ta được Ou=7 h: độ sâu ngập nước. Bể sâu 3m, thiết bị phân phối khí đặt cách đáy 20cm, nên h=2,8m. OU=7*2,8=19,6 gO2/m3 3.2.6.14 Đường kính ống dẫn khí chính: Chọn D= 42 mm Với v: vận tốc khí trong ống 10-15m/s. Chọn v=10m/s 3.2.6.15 Đường kính ống dẫn khí nhánh: Chọn hệ thống cấp khí gồm 2 ống nhánh đặt vuông góc với chiều dài bể. Khoảng cách giữa 2 ống dẫn khí là 0,75m, 2 ống ngoài cùng cách tường 0,5m. Lưu lượng khí qua 1 ống nhánh: Đường kính ống nhánh: Trên thực tế ta chọn D = 27 mm Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 170mm, diện tích bề mặt F = 0,02 m2, cường độ thổi khí là 200 lít/phút.đĩa Số đĩa phân phối là : đĩa Vậy mỗi hàng có 2 đĩa, bố trí 2 đĩa cách nhau 0,7m và cách tường 0,65m. 3.2.6.16 Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén: Hc=hd+hc+hf+H. Trong đó: hc: tổn thát áp lực cục bộ hf : tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối. h f≤ 0,5m, chọn 0,5m hd : tổn thất dọc đường Tổng tổn thất hd+hc<= 0,4m, chọn hd+hc=0,4m. H: chiều sâu áp lực trong bể. =>Hc=0,4+0,5+3= 3,9 m. 3.2.6.17 Công suất máy nén khí. Trong đó: Q: Lưu lượng không khí cần cấp(m3/phút). :Hiệu suất máy nén khí chọn là 0,7(70%) P: áp lực khí nén(atm). 3.2.6.18 Tính toán đường ống dẫn nước thải vào bể: Chọn vận tốc nước chảy trong ống: v=0,5m/s. Lưu lượng nước thải 30m3/ngay. Chọn loại ống dẫn là ống nhựa PVC. Đường kính ống là Vậy chọn đường kính ống D= 34 mm. 3.2.6.19 Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn từ bể lắng 2: Lưu lượng bùn tuần hoàn: Chọn vận tốc bùn trong ống: v=0,3m/s Đường kính ống: Trên thực tế chọn D = 42 mm 3.2.6.20 Đường ống dẫn nước ra khỏi bể Aerotank: Lưu lượng nước ra khỏi bể: Q = Chọn vận tốc nước ra khỏi bể 0,5m/s Đường kính ống dẫn: Trên thực tế chọn D = 60 mm 3.2.6.21 Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể Aerotank: a) Tỷ số này nằm trong khoảng 0,2-1 ngày-1. b) Tải trọng thể tích: (nằm trong khoảng 0,8 – 1,9) Bảng 3.7: Các thông số thiết kế bể Aerotank. Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Số lượng Chiều cao xây dựng H m 2,5 Chiều dài bể L m 3 Chiều rộng bể B M 1,6 Đường kính ống dẫn khí chính mm 42 Đường kính ống dẫn khí nhánh mm 27 Số lượng ống nhánh 2 Đường kính ống dẫn nước vào mm 34 Đường kính ống dẫn nước ra mm 60 Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn mm 42 3.2.7 Bể lắng I 3.2.7.1 Chức năng Nước thải từ bể Aerotank đưa sang bể lắng I, tại đây lượng bùn hoạt tính dư có trong nước thải một phần sẽ được hoàn lưu về bể Aerotank, một phần khác sẽ được đưa về bể chứa bùn. Bể lắng II có nhiệm vụ là tách và lắng các bông bùn họat tính ra khỏi nước thải. Bùn thải sau khi lắng một phần tuần hoàn trở lại bể aerotank tạo điều kiện phân hủy nhanh các chất hữu cơ. 3.2.7.2 Vật liệu Được xây dựng bằng bêtông, có dạng hình tròn trên mặt bằng. 3.2.7.3 Tính toán Bể lắng II được thiết kế theo [ tiêu chuẩn TCXD – 51- 84 (Điều 6.5) và Xử Lý Nước Thải Đô Thị & Công Nghiệp _ Lâm Minh Triết] Ta chọn bể lắng I là dạng bể lắng đứng. Trong đó: + vtt: vận tốc dòng chảy trong ống trung tâm; chọn vtt = 0,03m/s (Điều 6.5.9 TCXD – 51- 84). + Qsmax : lưu lượng lớn nhất giây ; Qsmax = 1,15.10-3 m3/s. = Diện tích tiết diện ướt bể lắng đứng trong mặt bằng (F0): Trong đó: + v: vận tốc nước chảy trong bể lắng đứng, chọn v = 0,6mm/s = 0,0006m/s. (Điều 6.5.4 TCXD – 51- 84). Þ F0 = Diện tích tổng cộng của bể lắng đứng (F): F = F0 + = 2,5 + 0,04 = 2,54 m2. Thể tích vùng chứa bùn (Vb): Vb = F0 h3 = 2,50,3 = 0,75 m3. Thời gian lưu giữ bùn trong bể: Trong đó: h3: chiều cao giả định lớp cặn, chọn = 0,3 m Qw: lưu lượng bùn dư thải bỏ, Qw = 0,22 m3/ng Qr: lưu lượng bùn tuần hoàn = 1,4 m3/ng Nồng độ bùn trong bể (Cb): Cb = Trong đó: + CT: nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn, 7000 mg/l. + CL = = Þ Cb = Lượng bùn chứa trong bể lắng (Gb): Gb = Vb Cb = 0,755,25 = 3,9 kg. Đường kính của bể (D): Chọn đường kính của bể D = 1,8 m. Đường kính ống phân phối trung tâm (d): Chọn đường kính ống phân phối trung tâm d = 230 mm. Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng (htt) được tính như sau: Hl = v×t. Với t: thời gian lưu nước trong bể lắng I, chọn t = 1h. hl = 0,0008×1×3600 = 2,9 m. Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng (hn): hn = h2 + h3 = . [3.91] Trong đó: + h2: chiều cao lớp trung hoà, m. + h3: chiều cao giả định lớp cặn, m. + D: đường kính bể, m. + dn: đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0,3 m. + a: góc nghiêng của đáy bể so với phương ngang, a ³ 500; chọn a = 500. hn = Chọn hn= 0,9m Chiều cao ống trung tâm chọn bằng chiều cao tính toán của vùng lắng: Htt = hl = 2,5 m. Chọn chiều cao ống loe là 0,4m Đường kính miệng loe ống trung tâm (d1) lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đường kính ống trung tâm: d1 = h = 1,35×d = 1,35×0,23 = 0,3 m. Đường kính tấm chắn hình nón (d2) lấy bằng 1,3 lần đường kính miệng loe và bằng: d2 = 1,3×d1 = 1,3 x 0,3 = 0,4m. Góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn với mặt phẳng ngang lấy bằng 170. Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm chắn theo mặt phẳng qua trục được tính: L = Trong đó: vk: tốc độ dòng nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm chắn,; chọn vk = 18 mm/s. Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng (H): H = htt + hn + h0 Trong đó: h0: chiều cao bảo vệ, chọn h0 = 0,3m. Þ H = 2,9 + 0,9 + 0,3 = 4,1 m. Tính toán máng thu nước : Máng thu nước đặt ở vòng trong, có đường kính bằng 80% đường kính của bể. Máng răng cưa được bố trí sao cho điều chỉnh được chế độ chảy, lượng nước tràn qua để vào máng thu. Đường kính máng thu nước: Dmáng = 0,8 × Dbe = 0,8 × 1,8 = 1,44 m. Chiều dài máng thu nước: L = π×Dmáng = π × 1,44 = 4,5 m. Chọn tấm xẻ khe hình chữ V với góc ở đáy 900C. Máng răng cưa có khe điều chỉnh cao độ cho máng. Chiều cao chữ V là 40mm, khoảng cách giữa hai chữ V là 120 mm, chiều rộng một chữ V là 80 mm, chọn chiều cao tổng cộng của máng răng cưa: hct=180mm, mỗi mét dài có 8 khe chữ V. Tổng số khe chữ V trên máng răng cưa: n = L(m) × 8 (khe/m ) = 4,5 × 8 = 36 khe Máng răng cưa được bắt dính với máng thu nước bê tông bằng bulông qua các khe. Bơm bùn từ bể lắng 2 sang bể chứa bùn: Lưu lượng bơm bùn dư: Q = 0,22 m3/ngày = 0,0000025 m3/s. Công suất bơm: Với: Q = 0,22 m3/ngày = 0,0000025 m3/s. Lượng bùn trong bể 7 ngày sẽ được bơm, nên lưu lượng bùn trong 3 ngày sẽ là: Q’ = 0,0000025× 7 = 0,0000175 m3/s. H: cột áp của bơm, H = 4m. r: trọng lượng riêng của bùn, r = 1020 kg/m3. g: gia tốc rơi tự do, g = 9,81 m/s2. h: hiệu suất bơm, h = 0,8. Công suất bơm: = 1,3.10-3kw Bơm bùn từ bể lắng 2 sang bể Aerotank: Lưu lượng bơm bùn tuần hoàn: Q = 1,4 m3/ngày = 0,000017 m3/s. Công suất bơm: Với: H: cột áp của bơm, H = 6m r: trọng lượng riêng của bùn, r = 1020 kg/m3. g: gia tốc rơi tự do, g = 9,81 m/s2. h: hiệu suất bơm, h = 0,8. Công suất bơm: = = 1,28.10-3 kW Số liệu thiết kế bể lắng I: Bảng 3.8 : Số liệu thiết kế bể lắng I STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Đường kính bể (D) m 1,8 2 Chiều cao bể (H) m 4,1 3 Đường kính ống trung tâm (d) mm 230 4 Đường kính miệng loe ống trung tâm (d1) mm 300 5 Đường kính tấm chắn (d2) mm 400 6 Khoảng cách từ miệng loe đến tấm chắn (L) mm 38 7 Chiều cao phần hình nón (hn) m 0,9 8 Chiều dài máng thu nước (Lm) m 4,5 9 Chiều cao máng răng cưa (htc) mm 180 10 Tổng số khe chữ V trên máng răng cưa khe 36 3.2.8 Bể khử trùng 3.2.8.1 Chức năng Sau khi qua bể lắng II, nước thải đã được kiểm soát các chỉ tiêu hóa, lý và giảm được phần lớn các vi sinh vật gây bệnh có trong nước thải, nhưng vẫn chưa an toàn cho nguồn tiếp nhận. Do đó, cần có khâu khử trùng trước khi thải ra ngoài. Bể khử trùng có nhiệm vụ trộn đều hóa chất với nước thải, tạo điều kiện tiếp xúc và thời gian lưu nước đủ lâu để oxy hóa các tế bào vi sinh vật. Nước thải sau khi qua khỏi bể khử trùng có nồng độ các chất ô nhiễm đã đạt tiêu chuẩn cho phép. 3.2.8.2 Vật liệu Được xây dựng bằng bêtông, có các vách ngăn để xáo trộn hoá chất và nước thải. Thùng chứa hoá chất là thùng nhựa. 3.2.8.3 Tính toán Đối với trạm xử lý nước thải thì sử dụng clorua vôi để khử trùng nước thải. Phản ứng thủy phân của clorua vôi xảy ra như sau: 2CaOCl2 + 2H2O Ò CaCl2 + Ca(OH)2 + 2HOCl HOCl lại phân li thành axit clohydric và oxy tự do: HOCl ÒHCl + O HOCl, O là những chất oxy hóa mạnh có khả năng tiêu diệt vi trùng. Liều lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải: a = 3 g/m3. Lượng clo hoạt tính cần để khử trùng nước thải được tính theo công thức: Trong đó: - Ya: lượng clo hoạt tính cần để khử trùng nước thải, Kg/h. - Q: lưu lượng tính toán của nước thải: = 4,175 m3/h. = 1,67 m3/h. - a: liều lượng hoạt tính lấy theo TCXD 51 – 84. + Nước thải sau xử lý cơ học : a = 10g/m3. + Nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn : a = 3 g/m3. + Nước thải sau xử lý sinh học không hoàn toàn : a = 5 g/m3. Chọn a = 3 g/m3 Lượng Clo lớn nhất cần thiết cho khử trùng nước thải (Gmax): Ymax = = = 0,013 kg/h. Lượng Clo hoạt tính trung bình (Gtb): Ytb = = = 0,005 kg/h. Kích thước bể: Thể tích của bể (V): V = Q* t Với t: thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 30 phút = 0,5h. V = 1,67 * 0,5 = 0,84 m3. Chọn thể tích bể là 1m3 + Chọn chiều sâu lớp nước trong bể: H = 0,5 m. + Chọn chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3m. Hxd = H + hbv = 0,5 + 0,3 = 0,8m. + Diện tích của bể (S): S = = = 1,25 m2. + Chiều dài (L) và chiều rộng (B) tương ứng của bể: L *B = 1,6 *0,8 Thể tích của bể: L * B * H = 1,6 * 0,8 * 0,8 = 1,024 m3 Xác định khoảng cách giữa các vách ngăn: + Chọn 3 vách ngăn trong bể. + Chiều dày mỗi vách d = 0,1 m. + Khoảng cách giữa các vách ngăn: 0,5 m. + Chiều dài vách ngăn bằng 2/3 chiều rộng của bể: Bn = *B = *0,8 = 0,5 m. Số liệu thiết kế bể khử trùng : Bảng 3.9: Số liệu thiết kế bể khử trùng STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều cao của bể (Hxd) m 0,8 2 Chiều rộng của bể (B) m 0,8 3 Chiều dài của bể (L) m 1,6 4 Chiều dài vách ngăn (Bn) m 0,5 5 Khoảng cách giữa các vách ngăn (l) m 0,5 6 Số vách ngăn (n) vách 3 3.2.9 Bể chứa bùn 3.2.9.1 Chức năng Bể chứa bùn có nhiệm vụ chứa bùn hoạt tính dư và bùn tươi từ bể lắng I. Bể chứa bùn chia làm hai ngăn: ngăn chứa bùn tuần hoàn và ngăn chứa bùn dư. Bùn sau khi nén xuống tại ngăn chứa bùn được chở đi xử lý. 3.2.9.2 Vật liệu Bể chứa bùn được xây dựng bằng bêtông, có dạng hình chữ nhật. Trong hầm tiếp nhận có bố trí 2 bơm chìm 3.2.9.2 Tính toán Lượng bùn đến ngăn chứa bùn tuần hoàn là: Qr = 1,4 m3/ngày. Lượng bùn đến ngăn chứa bùn dư là: Qdư = Qtươi + Qw = 0,335 + 0,22 = 0,555 m3/ngày. Thời gian lưu ở ngăn bùn tuần hoàn là 30 phút. Thời gian lưu ở ngăn chứa bùn dư là 1 ngày. Thể tích ngăn chứa bùn tuần hoàn: + Chọn chiều sâu lớp bùn trong bể H = 0,3 m. + Chọn chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3m. Hxd = H + hbv = 0,3 + 0,3 = 0,6m. Ò Kích thước ngăn chứa bùn tuần hoàn: L x B x H = 1 x 0,5 x 0,6 (m) Thể tích ngăn chứa bùn dư: Vdư = Qdư x td = 0,555 x 1 = 0,555 m3 + Chọn chiều sâu lớp bùn trong bể H = 0,3 m. + Chọn chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3 m. Hxd = H + hbv = 0,3 + 0,3 = 0,6 m. Þ Kích thước ngăn chứa bùn dư: L x B x H = 1,92 x 0,5 x 0,6 (m) Số liệu thiết kế bể chứa bùn: Bảng 3.10: Số liệu thiết kế bể chứa bùn STT Tên thông số Đơn vị Số liệu Ngăn chứa bùn tuần hoàn 1 Chiều dài của bể (L) m 1 2 Chiều rộng của bể (B) m 0,5 3 Chiều cao tổng cộng của bể (H) m 0,6 4 Thời gian lưu bùn trong bể (t) phút 30 Ngăn chứa bùn dư 5 Chiều dài của bể (L) m 1,92 6 Chiều rộng của bể (B) m 0,5 7 Chiều cao tổng cộng của bể (H) m 0,6 8 Thời gian lưu bùn trong bể (t) ngày 1 3.2.10 Tính toán hóa chất Tính toán thùng đựng Clo Dung tích hữu ích của thùng hòa tan: Trong đó: + b: nồng độ dung dịch clorua vôi, 2,5%. + p: hàm lượng Clo hoạt tính trong clorua vôi, 20%. + n: số lần hoà trộn dung dịch clorua vôi trong 1 ngày đêm, n = 2 ¸ 6 phụ thuộc vào công suất của trạm, chọn n = 2. Thể tích tổng cộng của thùng hoà tan tính cả thể tích phần lắng (Wtc): Wtc = 1,15ÒW = 1,15 Ò 0,045 = 0,01 m3 = 10 lít Chọn thùng nhựa 10 lít có bán sẵn trên thị trường. Thể tích thùng hòa trộn lấy bằng 40% thể tích thùng hòa tan: Wtr = 0,4 * Wtc = 0,4 * 0,01 = 0,004 m3 Chiều cao hữu ích của thùng hòa trộn lấy bằng 0,2 m Diện tích của thùng hòa trộn trên mặt bằng là: Ftr = 0,004/0,2 = 0,02 m2 Thùng hòa trộn có dạng hòa trộn trên mặt bằng với đường kính 0,3 m và được bố trí bên trên thùng hòa tan để có thể tháo hết dung dịch trộn xuống thùng hòa tan. Dung dịch clorua vôi hòa tan sẽ được bơm định lượng đưa tới đầu bể khử trùng để trộn đều với nước thải. Lượng dung dịch Clorua vôi 2,5% lớn nhất cung cấp qua bơm định lượng được tính: Bơm định lượng hoá chất được chọn có dãy thang điều chỉnh lưu lượng trong khoảng (0,03 Ò 0,3) l/phút. Số máy bơm được chọn là 2 (1 bơm công tác, 1 bơm dự phòng). Tất cả các thiết bị sử dụng cho việc khử trùng nước thải ( thùng hòa trộn, thùng hòa tan, bơm định lượng hóa chất ) đều được đặt trong cùng một phòng chuyên dụng – trạm clo. CHƯƠNG 4: KHAI TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4.1.Phần xây dựng : STT Hạng mục công trình Thể tích (m3) Số lượng Đơn giá ( Đồng) Thành tiền ( Đồng) 01 Hầm tiếp nhận 2,1 1 2,500,000 5,250,000 02 Bể điều hòa 30 1 2,500,000 75,000,000 03 Bể UASB 9 1 2,500,000 22,500,000 04 Bể chứa trung gian 4 1 2,500,000 10,000,000 05 Bể Aerotank 12 1 2,500,000 30,000,000 06 Bể lắng I 10 1 2,500,000 25,000,000 07 Bể khử trùng 1.024 1 2,500,000 2,600,000 08 Bể chứa bùn 0,876 1 2,500,000 2,160,000 09 Nhà điều hành 1 2,500,000 30,000,000 Tổng cộng 202,450,000 4.2. Phần thiết bị: STT TÊN THIẾT BỊ SỐ LƯỢNG ĐƠN GIÁ VNĐ/CÁI THÀNH TIỀN VNĐ HẦM TIẾP NHẬN 1 Bơm nước thải công suất 0,25 kW 2 7.000.000 14.000.000 BỂ ĐIỀU HÒA 1 Bơm nước thải công suất 0,25 kW 2 7.000.000 14.000.000 2 Máy thổi khí công suất 0,5Hp 2 10.000.000 20.000.000 BỂ UASB 11 Tấm chắn khí 4 2.000.000 8.000.000 12 Tấm hướng dòng 1 1.000.000 1.000.000 BỂ AEROTANK 13 Máy thổi khí công suất 1 Hp 2 15.000.000 30.000.000 14 Đĩa phân phối khí 4đĩa 400.000 1.600.000 BỂ LẮNG I 15 Máng thu nước răng cưa 1 3.000.000 3.000.000 16 Bơm bùn dư 2 5.000.000 10.00.000 Bể chứa trung gian 18 Bơm nước thải công suất 0,25 kW 2 7.000.000 14.000.000 Bể chưa bùn 20 Bơm bùn dư 2 5.000.000 10.000.000 21 Bơm bùn tuần hoàn 2 5.000.000 10.000.000 THIẾT BỊ 1 Bơm dịnh lượng dung dịch 1 8.000.000 8.000.000 2 Tủ điều khiển 1 20.000.000 15.000.000 3 Hệ thống đường kỹ thuật điện Cả hệ thống 15.000.000 15.000.000 4 Hệ thống ống,công nghệ, van Cả hệ thống 10.000.000 10.000.000 Tổng 183.600.000 4.3. Chi phí cho 1m3 nước thải Chi phí đầu tư ban đầu Phần đầu tư xây dựng khấu hao trong 20 năm là Phần đầu tư thiết bị khấu hao trong 20 năm: Þ Tổng chi phí khấu hao: M = M + M = 28.000 +25.000 = 53.000 (VNĐ/ngày). Chi phí vận hành Chi phí hóa chất: Chi phí cho lượng phèn sắt tiêu thụ trong 1 ngày: M1 = 2,67 kg/ngày × 40.000 VNĐ/kg = 106,800 (VNĐ/ngày). Chi phí cho lượng clorua vôi tiêu thụ trong 1 ngày: M2 = 2,6 lít/ngày × 7.000 VNĐ/lít = 18,200(VNĐ/ngày). Tổng chi phí hóa chất cho một ngày: Mhc = M1 +M2 = 106,800 + 18,200 = 125,000 (VND/ng) Chi phí điện năng: Chi phí điện năng khoảng 1.200VNĐ/m3, do đó: Mđn = 30 m3/ngày × 1.200 VNĐ/m3 = 36.000 (VNĐ/ngày). Chi phí nhân công: Chi phí trung bình cho 1 nhân công là 2.000.000 VNĐ/tháng. Số người làm 2 người, do đó: Mnc = 2 × 2.000.000 VNĐ/tháng = 4.000.000 VNĐ/tháng = 133.000 VNĐ/ngày. Tổng chi phí xử lý nước thải: Mtc = MKH +Mhc + Mđn + Mnc = 53,000 + 125,000 + 36 + 133 =347,000 VNĐ/ngày. Chi phí xử lý cho 1 m3 nước thải: M == 11,500 VNĐ/m3. CHƯƠNG 5 QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI 5.1 Giai đoạn khởi động 5.1.1 Bể UASB Vì khí CH4, CO2 và hỗn hợp khí sinh vật khác được hình thành bởi hoạt động phân huỷ của các vi khuẩn kỵ khí nên yêu cầu đầu tiên là bể UASB phải tuyệt đối kín. Vi khuẩn sinh metan mẫn cảm với oxy, nếu không giữ kín sự hoạt động của vi khuẩn sẽ không bình thường và bể không có khả năng giữ kín. 5.1.1.1 Chuẩn bị bùn Việc lựa chọn các vi sinh vật làm nguyên liệu cấy vào bể UASB có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, là một trong những nhân tố quyết định hiệu qủa xử lý của bể và sự hình thành hạt trong bể. Tuỳ theo tính chất và điều kiện môi trường của nước thải mà sử dụng bùn hoạt tính cấy vào bể xử lý khác nhau. Các loại bùn hoạt tính mê tan có thể sử dụng là bùn lấy từ hầm ủ khí sinh vật, bùn từ bể tự hoại, bùn hạt từ các công trình xử lý nước thải tương tự. Nồng độ bùn trong bể tuỳ theo mật độ vi sinh có trong bùn mà nồng độ bùn có thể dao động từ 10 đến 20g/l. Thời gian và hiệu quả xử lý của bể UASB trong giai đoạn khởi động phụ thuộc vào sự thích nghi môi trường xử lý mới của các vi sinh vật. Thể tích bùn được cấy vào bể thường chiếm một tỷ trọng nhất định trong bể phản ứng. Quá trình thích nghi của vi sinh vật lên men kỵ khí diễn ra rất chậm, do đó thời gian thích nghi của bìn kéo dài khoảng 30 ngày trong điều kiện nhiệt độ từ 25 đến 300, pH trung tính. Quá trình thích nghi của vi sinh vật có thể giải thích bằng ví dụ sau: Bùn tự hoại có chứa các vi sinh vật phân huỷ có các quá trình phân huỷ ethanol, axetate và propyonate rất cao và phân huỷ đường diễn ra thấp. Ở bể UASB trong giai đoạn khởi động tốc độ phân huỷ này diễn ra ngược lại. Tốc độ phân huỷ đường thu sản phẩm metan là chủ yếu, đồng thời qua trình phân huỷ protein, ethanol,axetate và propyonate diễn ra chậm hơn dẫn đến hiệu quả xử lý thấp. Sau khoảng 30 ngày các sản phẩm thu được từ các quá trình phân huỷ rất đa dạng. Đặc biệt là sự xuất hiện của các sản phẩm phân huỷ có cấu trúc đơn giản. Sự đa dạng của các sản phẩm phát huy được chức năng phân huỷ của tất cả các vi sinh vật có trong bể, hiệu quả xử lý được nâng lên. Từ đây tốc độ phân huỷ được nâng lên. Từ đây tốc độ phân huỷ của các vi sinh vật trong bể hoạt động như một thể thống nhất. Các chủng vi sinh khác nhau trong bể có thời gian thích nghi cũng khác nhau. Thời gian thích nghi của vi khuẩn lên men rất nhanh xảy ra trong ngày, trong khi đó thời gian thích nhi của các vi khuẩn phân huỷ protein, axit béo, lipit lại chậm từ 3 đến 10 ngày. 5.1.1.2 Kiểm tra bùn Chất lượng bùn: hạt bùn phải có kích thước điều nhau,bán kính của hạt khoảng 0,6mm, bùn phải có màu đen sậm. Nếu điều kiện cho phép có thể tiến hành kiểm tra chất lượng và thành phần quần thể vi sinh vật của bể định lấy bùn sử dụng trước khi lấy bùn là 5 ngày. 5.1.1.3 Vận hành Công nghệ xử lý nước thải qua bể UASB được phát triển và ứng dụng rộng rái do những tính chất ưu việt của các loại bùn hạt và cấu tạo bể xử lýt đó là thiết bị tách bùn, khí, nước nằm ngay trong bể. Có thể nói muốn vận hành bể UASB trước hết phải cấy nguyên liệu là vi sinh vật vào vì hệ vi sinh vật tự nhiên thường không đủ khẳ năng xử lý lượng lớn chất hữu cơ có trong nước thải, hoặc có thể phân huỷ nhưng hiệu quả thấp. Quá trình lên men kỵ khí diễn ra rất chậm chạp. Khởi động hệ thống thực hiện các bước như sau: 1.Bơm nước thải chỉnh lưu lượng sao cho tải trọng bể đạt giá trị ổn định 2kg/m3 và tăng dần lên theo hệ quả xử lý của bể. 2. Chế độ hoạt động trong các tháng phụ thuộc vào lượng nước thải của công ty. 3. Để thời gian từ 3 đến 5 ngày bơm tuần hoàn 100% lượng nước thải với mục đích làm các vi sing vật phục hồi.Sau đó duy trì chế hoạt động liên tục. 4. Trong giai đoạn khởi động, lấy mẫu và phân tích là rất cần thiết vì chúng giúp cho người vận hành điều chỉnh đúng thông số haotj ddoongj cảu các thiết bị, công trình xử lý. Thông số kiểm soát chỉ tiêu pH, nhiệt độ, lưu lượng, nồng độ COD, Nồng độ MLSS được kiểm tra hằng ngày. Chỉ tiêu BOD5, Nito, Photpho, chu kỳ kiểm tra 1 lần/tuần. Các vị trí kiểm tra đo đạc là trước khi vào bể, trong bể, ra khỏi bể. Cần có sự kết hợp quan sát các thông số vật lý như độ mùi,độ màu,độ đục, dòng chảy. Tần số quan sát là hàng ngày Chú ý: Tất cả các sự cố sảy ra trong qua trình vận hành cần được sữa chữa và khác phục ngay. Thời gain khởi động kéo dài từ 1 đến vài năm. 5.1.2 Bể Aerotank 5.1.2.1 Chuẩn bị bùn Lựa chọn bùn chứa các vi sinh vật làm nguyên liệu cấy vào bể Aerotank có ý nghĩa quan trọng, là một trong những nhân tố quyets định hiệu quả xử lý cảu bể. Bùn sử dụng là laoij bùn xốp co chúa nhiều vi sinh vật có khả năng oxy hoá và khoáng hoá các chất hữu cơ có trong nước thải. Tuỳ theo tính chất và điều kiện môi trường của nước thải mà sử dụng bùn hoạt tính cấy vào bể xử lý khác nhau. 5.1.2.2 Kiểm tra bùn Chất lượng bùn: Bông bùn phải có kích thước điều nhau. Màu của bùn là màu nâu.Tuổi của bùn không quá 3 ngày. 5.1.2.3 Vận hành Muốn vận hành bể Aerotank trước hết phải cấy nguyên liệu là vi sinh vật vào. Quá trình phân huỷ hiếu khí và thời gian thich nghi của các vi sinh vật diễn ra trong bể Aerotank thường diễn ra rất nhanh,do đó thời gian khởi động bể rất ngắn. Các bước tiến hành như sau: + Kiểm tra hệ thống nén khí, các van cung cấp khí + Cho bùn hoạt tính vào bể Trong bể Aerotank, quá trình phân huỷ của vi sinh vật phụ thuộc vào các điều kiện sau: pH của nước thải, nhiệt độ, các chất dinh dưỡng, nồng độ bùn và tính đồng nhất của nước thải. Do đó cần phải theo dõi các thông số pH, nhiệt độ, nồng độ COD, nồng độ MLSS, SVI, DO được kiểm tra hàng ngày. Chỉ tiêu BOD5, Nito, photpo chu kỳ kiểm tra 1 lần/tuần. Cần có sự kết hợp quan sát các thông số vật lý như độ mùi, độ màu,độ đục, lớp bùn trong bể cũng như dòng chảy.Tần số quan sát là hằng ngày. 5.2 Nguyên nhân và biện pháp khắc phục sự cố trong vận hành hệ thống xử lý Nhiệm vụ của trạm xử lý nước thải là bảo đảm xả nước thải sau khi xử lý vào nguồn tiếp nhận đạt tiêu chuẩn quy định một cách ổn định. Tuy nhiên, trong thực tế, do nhiều nguyên nhân khác nhau có thể dẫn tới sự phá huỷ chế độ hoạt động bình thường của các công trình xử lý nước thải, nhất là các công trình xử lý sinh học. Từ đó dẫn đến hiệu quả xử lý thấp, không đạt yêu cầu đầu ra. Những nguyên nhân chủ yếu phá huỷ chế độ làm việc bình thường của trạm xử lý nước thải: Lượng nước thải đột xuất chảy quá lớn hoặc có nước thải sản xuất có nồng độ tiêu chuẩn vượt quá tiêu chuẩn thiết kế. Nguồn cung cấp điện bị ngắt. Lũ lụt toàn bộ hoặc một vài công trình. Tới thời hạn không kịp thời sữa chữa đại tu các công trình và thiết bị cơ điện. Công nhân kỹ thuật và quản lý không tuân theo các quy tắc quản lý kỹ thuật Quá tải có thể do lưu lượng nước thải chảy vào trạm vượt quá lưu lượng thiết kế do phân phối nước và bùn không đúng và không điều giữa các công trình hoặc do một bộ phận các công trình phải ngưng lại để tu sửa chữa bất thường. Phải có tài liệu hướng dẫn vể sơ đồ công nghệ của toàn bộ trạm xử lý và cấu tạo của từng công trình. Ngoài các số liệu về kỹ thuật còn phải ghi rõ lưu lượng thực tế và lưu lượng thiết kế của các công trình. Để định rõ lưu lượng thực tế cần phải có sự tham gia chỉ đạo của các cán bộ chuyên ngành. Khi xác định lưu lượng cuat toàn bộ các công trình phải kể đến trạng thái làm việc tăng cường, tức là một phần các công trình ngừng để sữa chữa hoặc đại tu. Phải đảm bảo khi ngắt một công trình để sữa chữa thì số còn lại phải làm việc với lưu lượng trong giới hạn cho phép và nước thải phân phối điều giữa chúng Để tránh quá tải, phá huỷ chế độ làm việc của các công trình, phòng kỹ thuật-công nghệ của trạm phải tiến hành kiểm tra thường xuyên Khi các công trình bị quá tải một cách thường xuyên do tăng lưu lượng và nồng độ nước thải phải báo cáo lên cơ quan cấp trên và các cơ quan thanh tra vệ sinh hoặc đề nghị mở rộng hoặc định ra chế độ làm việc mới cho công trình. Để tránh bị ngắt nguồn điện, ở trạm xử lý nên dùng 2 nguồn điện độc lập. 5.3 Tổ chức quản lý và kỹ thuật an toàn 5.3.1 Tổ chức quản lý Quản lý trạm xử lý nước thải được thực hiện trực tiếp qua cơ quan quản lý hệ thống. Cơ cấu lãnh đạo, thành phần các bộ kỹ thuật, số lượng công nhân mỗi trạm tuỳ thuộc vào công suất mỗi trạm, mức độ xử lý nước thải cả mức độ cơ giói và tự động hoá của trạm. Đối với trạm xử lý công suất vừa như DNTN thuỷ sản Thương Thảo thì cần 2 cán bộ kỹ thuật để quản lý vận hành hệ thống xử lý nước thải. Quản lý về các mặt: kỹ thuật an toàn, phòng chống cháy nổ và các biện pháp tăng hiệu quả xử lý. Tất cả các công trình phải có hồ sơ sản xuất. Nếu có những thay đổi về chế độ quản lý công trình thì phải kịp thời bổ sung vào hồ sơ đó. Đối với tất cả các công trình phải giữ nguyên không được thay đổi về chế độ công nghệ. Tiến hành sữa chữa đại tru đúng thời hạn theo kế hoạch đã duyệt trước. Nhắc nhở những công nhân thường trực ghi đúng sổ sách và kịp thời sữa chữa sai sót. Hàng tháng lập báo cáo kỹ thuật về bộ phận kỹ thuật của trạm xử lý nước thải. Nghiên cứu chế độ công tác cảu từng công trình và dây chuyền, đồng thời hoàn chỉnh các công trình dây chuyền đó. Tổ chức cho công nhân học tập kỹ thuật để nâng cao tay nghề và làm cho việc quản lý công trình được tốt hơn, đồng thời cho họ học tập về kỹ thuật an toàn lao động. 5.3.2 Kỹ thuật an toàn Khi công nhân mới làm việc phải đặc biệt chú ý về an toàn lao động. Hướng dẫn họ về cấu tạo, chức năng từng công trình, kỹ thuật quản lý và an toàn, hướng dẫn cách sử dụng máy móc thiết bị và tránh tiếp súc trực tiếp với nước thải. Mọi công nhân phải được trang bị quần áo và các phương tiện boả hộ lao động khác. Có những nơi làm việc cạnh các công trình phải có chậu rửa, tắm và thùng nước sạch. Đối với các công nhân tẩy rửa cặn ở các công trình, rửa màng cặn ở bể Metan phải có nhà tắm nước nóng. Các công việc liên quan đến Chlorine lỏng thì phải có hướng dẫn và quy tắc đặc biệt 5.3.3 Bảo trì Công tác bảo trì thiết bị, đường ống cần được tiến hành thường xuyên để đảm bảo hệ thống xử lý hoạt động tốt, không có những sự cố sảy ra. Các công tác bảo trì hệ thống bao gồm 5.3.3.1 Hệ thống đường ống Thường xuyên kiểm tra các đường ống trong hệ thống xử lý, nếu có rò rĩ hoặc tắt nghẽn cần có biện pháp xử lý kịp thời. 5.3.3.2 Các thiết bị + Máy bơm: Hàng ngày vận hành máy bơm nên kiểm tra bơm có đẩy nước lên được hay không. Khi máy bơm hoạt động nhưng không lên nước cần kiểm tra lần lượt các nguyên nhân sau: + Nguồn điện cung cấp có bình thường không. + Cánh bơm có bị chèn bởi các vật lạ không. + Động cơ bơm có bị cháy hay không. Khi bơm phát ra tiếng kêu lạ cũng ngần bơm ngay lập tức và tìm các nguyên nhân để khắc phục sự cố trên. Cần sửa chữa bơm theo từng trường hợp cụ thể. Định kỳ 3 tháng vệ sinh xúc rửa các thiết bị, tránh tình trạng đóng cặn trên thành thiết bị. Đặc biệt chú ý xối nước mạnh vào các tấm lắng tránh tình trạng bám cặn trên bề mặt các tấm lắng. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 KẾT LUẬN Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước ta hiện nay, bên cạnh sự phát triển của nền kinh tế thì chất lượng cuộc sống cũng được nâng cao. Vì thế việc quan tâm đến sức khỏe của con người là hết sức cần thiết. Chính vì vậy môi trường cần phải đảm bảo.Để góp phần bảo vệ môi trường sống của chính chúng ta thì việc xử lý nước thải là một vấn đề không thể thiếu. Việc quy hoạch những khu chế biến thủy sản và xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho mỗi khu mang một ý nghĩa hết sức thiết thực bởi nó ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống. Trên kết quả phân tích thành phần tích chất đặc tính của nước thải thủy sản là nồng độ chất ô nhiễm hữu cơ tương đối cao, vì vậy đồ án em đã lựa chọn công nghệ xử lý sinh học kỵ khí bể UASB kết hợp xử lý hiếu khí Aerotank. Phương pháp xử lý này phù hợp với đặc tính của nước thải thủy sản, mục tiêu là chi phí thấp, hiệu quả xử lý cao và dễ vận hành. Với công nghệ lựa chọn, nước thải sau xử lý xả ra nguồn đạt tiêu chuẩn QCVN 11: 2008/BTNMT( Giá trị C, loại B) 6.2 KIẾN NGHỊ Nước thải nói chung và nước thải thủy sản nói riêng ảnh hưởng rất lớn đến môi trường và con người, với hiện trạng như hiện nay thì em có một số kiến nghị sau: - Cần tiến hành xây dựng những khu chế biến thủy hải sản đạt tiêu chuẩn, vệ sinh để phục vụ nhu cầu của người dân, đồng thời xây dựng hệ thống xử lý nước thải để đảm bảo vệ sinh cho môi trường sống. - Hệ thống phải được kiểm soát thường xuyên trong khâu vận hành để đảm bảo chất lượng nước sau xử lý; tránh tình trạng xây dựng hệ thống nhưng không vận hành được. - Cần đào tạo cán bộ kỹ thuật và quản lý môi trường có trình độ, có ý thức trách nhiệm để quản lý, giám sát và xử lý sự cố khi vận hành hệ thống. - Thường xuyên quan trắc chất lượng nước thải xử lý đầu ra để kiểm tra xem có đạt điều kiện xả vào nguồn theo QCVN 11: 2008/BTNMT - Cần xử lý một cách nghiêm ngặt các cơ sở vi phạm như đình chỉ hoạt động, hay phạt tiền theo khối lượng nước xả thải chưa qua xử lý, thu hồi giấy phép hoạt động nếu vi phạm nhiều lần. - Cần nâng cao ý thức bảo vệ môi trường cho các doanh nghiệp, có những truyên truyền, khuyến cáo để các doanh nghiệp tháy đươc ý thức bảo vệ môi trường. PHỤ LỤC Phụ lục 1: Catalogue về bơm chìm của hãng Info Center Dia. (mm) Model Output (kw) Head (M) Capacity (m3/min) Weight (kg) Dim. (mm) L H D 50 CV-3-50 0.25 4 0.13 13 205 395 125 (K)CV-4-50 0.40 6 0.15 14 205 415 125 (K)CV-7-50 0.75 9 0.20 18 304 445 165 (K)CV-15-50 1.50 15 0.20 30 357 530 213 80 (K)CV-15-80 1.50 10 0.40 31 357 530 213 (K)CV-22-80 2.20 11 0.50 32 357 550 213 80(100) (K)CV-37-80 3.70 16 0.60 56 488 660 249 (K)CV-55-80 5.50 23 0.60 66 488 700 249 Phụ lục 2 : Các bảng vẽ kỹ thuật