Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm công ty Lucretia, công suất 3600 m3/ngàyđêm

sẽ được tuần hoàn lại bể aerotank nhằm đảm bảo lượng bùn trong bể, phần bùn còn lại được đưa sang bể nén bùn, nước sau tách bùn thì được bơm trở lại bể điều hòa để tiếp tục xử lý. Nước thải sau khi tách bùn ở bể lắng II sẽ được dẫn sang máng trộn. Tại đây ta sử dụng dung dịch khử trùng là dung dịch Clorua nhằm loại bỏ hầu hết các vi khuẩn E.Coli có trong nước thải. Sau đó nước thải được đưa ra nguồn tiếp nhận. Nước thải 5.3.2. Phương án 2. Song chắn rắc thô Hố thu gom Bể điều hoà Bể phản ứng, trộn Bể tạo bông Bể lắng I Bể lọc sinh học Bể nén bùn Sục khí Bãi chôn lấp Phèn Nhôm Bể lắng II Máng trộn Máy ép bùn Đường dẫn nước Đường dẫn bùn Đường dẫn rác Bùn dư Tuần hoàn nước Bùn dư Sản xuất hoặc chôn lấp Nguồn tiếp nhận Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Nước thải từ các khâu dệt nhuộm được thu gom bằng hệ thống thoát nước riêng. Đầu tiên, đi theo mương dẫn đến song chắn rác. Tại đây sẽ loại bỏ rác và các tạp chất có kích thước lớn trong nước thải như sạn, rác, sợi vải vụn,các tạp chất này sẽ được giữ lại và thu gom thủ công. Rác sẽ được đưa đến bãi chôn lấp. Và nước thải được đưa đến hố thu gom. Sau quá trình xử lý sơ bộ này, nước thải được bơm lên bể điều hòa. Bể điều hòa có tác dụng điều chỉnh sự dao động của pH, lưu lượng và nồng độ nước thải, giúp cho hoạt động của các công trình sau hiệu quả hơn. Nước thải từ bể điều hòa được bơm sang bể trộn, phèn được cho vào quá trình này, sau đó nước dẫn qua bể keo tụ tạo bông. Bể keo tụ có chức năng hoàn thành quá trình keo tụ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc và kết dính các hạt keo và cặn bẩn trong nước thải để tạo nên những bông cặn. Nước thải sau khi được keo tụ sẽ được dẫn sang bể lắng I, bể lắng I có chức năng loại bỏ các chất rắn lắng được và các bông cặn sau khi được keo tụ. Bể lắng I được thiết kế là bể lắng ngang, nước được phân phối từ đầu bể vào vùng lắng, sau đó chảy vào máng thu đặt cuối bể. Cặn lắng được tập trung ở đáy, nhờ thiết bị cào cặn lắng sẽ được tập trung lại và được bơm ra bể nén bùn. Còn nước thải sẽ được dẫn sang bể lọc sinh học, nước thải sẽ đi qua các vật liệu lọc và tiếp xúc với các vi sinh vật bám dính, tại đây các vi sinh vật sẽ thực hiện quá trình oxi hóa các chất hữu cơ. Sau đó nước thải sẽ được dẫn sang bể lắng II, bể này có nhiệm vụ lắng các hạt lơ lững còn lại. Bùn sinh ra được đưa đến bể nén bùn Nước thải sau khi lằng ở bể lắng II sẽ được dẫn sang máng trộn. Tại đây ta sử dụng dung dịch khử trùng là dung dịch Clorua nhằm loại bỏ hầu hết các vi khuẩn E.Coli có trong nước thải. Sau đó nước thải được đưa ra nguồn tiếp nhận. Lượng bùn từ bể nén bùn được đưa sang máy ép bùn, ép thành những bánh bùn và sau đó được đưa đi xử lý đúng nơi qui định. 5.4. So sánh và lựa chọn phương án. So sánh bể Aeroten và bể lọc sinh học Phương án Ưu điểm Nhược diểm Phương án 1 (Aerotank) -Quản lý đơn giản -Dễ khống chế các thông số vận hành -Cấu tạo đơn giản -Không ảnh hưởng đến môi trường - Khả năng xử lý ô nhiễm cao -Cần cung cấp không khí thường xuyên cho vi sinh vật hoạt động - Chi phí năng lượng cao Phương án 2 (bể lọc sinh học ) -Quản lý đơn giản -Không cần chế độ hoàn lưu bùn -Không cần hệ thống cấp không khí -Khó khống chế các thông số vận hành -Cấu tạo phức tạp -Gây ảnh hưởng đến môi trường và khí hậu xung quanh. - Khả năng xử lý ô nhiễm thấp Lựa chọn phương án: Nhìn tổng thể cơ bản hai phương án tương đối giống nhau, nhưng chỉ khác hai bể, bể arotenk ở phương án 1 và bể lọc sinh học ở phương án 2. Qua so sánh ưu và nhược của hai bể bể Aeroten và bể lọc sinh học, ta lựu chọn phương án 1 vì nước thải dệt nhuộm có tính chất và thành phần chất thải phức tạp, có tải lượng ô nhiễm cao nên thích hợp cho dùng bể arotenk vì bể arotenk có khả năng xử lý cao, giúp giảm thiểu được ô nhiễm môi trường. Nên chọn phương án 1 là có tính khả thi nhất. 5.5. Tính toán. Qtbngày = 3600 (m3/ngđ). Qtbh = Qtbs = Với Q =. Tra bảng 3-2 giáo trình Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp của Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân ta được: Hệ số khong diều hòa, Kc = 1,8875 Qh max = 150 1,8875 = 283,125 (m3/h). Qsmax = Trạm xử lí làm việc 3 ca/ ngày, 24/24. Qbơm = Qtbh = 150 (m3/h) 5.5.1. Song chắn rác. Chọn chiều rộng mương dẫn của song chắn rác. Chọn Bk = 0,3(m) . Chiều cao lớp nước trong mương là : (m) Chọn h = 0,33(m) Song chắn rác được tính theo lưu lượng lớn nhất vì nước thải chưa điều hòa. Số khe hở của song chắn rác được tính theo công thức: n = (thanh) Chọn n = 20 ( thanh). Trong đó: n- số khe hở Qsmax- lưu lượng lớn nhất của nước thải, Qsmax = 0,0786 (m3/s) V- tốc độ nước chảy qua song chắn,v = 0,8 (m/s, chọn v = 0.8 (m/s) b- khoảng cách giữa 2 khe hở, b = 1625(mm), chọn b = 16(mm). kz- hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác (kz = 1,05) (Theo Giáo trình Xử lý nước thải-PGS.TS Hoàng Huệ) Chọn thành mương là một song chắn rác. Chiều rộng của song chắn được tính bằng công thức: BS = nb+(n-1) =20 0,016 + (20-1) 0,008=0,472 (m). Trong đó : là bề dày của thanh chắn rác = 0,008(m) Chọn BS = 0,5(m). Vậy khoảng cách giữa các thanh sau khi chọn lại BS sẽ là: 0,5 = 20 b + 19 0,008 b = 17 (mm). Tổn thất áp lực ở song chắn rác: Trong đó: vmax- vận tốc của nước thải trước song chắn ứng với Qmax, vmax = 0,8 (m/s). hệ số sự tăng tổn thất áp lực do rác mắc vào song chắn (k = 2-3) chọn k = 3 - hệ số sức cản cục bộ của song chắn được xác định theo công thức: . - hệ số phụ thuốc vào tiết diện ngang của thanh song chắn. Lấy tiết diện ngang của song chắn rác là hình chữ nhật (loại I) = 2,42. - góc nghiêng của song chắn so với hướng dòng chảy, chọn= 60o . (Theo Lâm Minh Triết – Xử lý nước thải, tính toán thiết kế các công trình) Vậy tổn thất áp lực ở song chắn rác: = (m). Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn 1 : 1 =. Chọn 1 = 0,28(m). Trong đó: - góc nghiêng chỗ mở rộng, thường lấy = 20o Chiều dài của đoạn mở sau song chắn: 2 = 1 0,5 = 0,28 0,5 = 0,14 (m). Chiều dài phần mương đặt song chắn rác: s = 1 + * = 1 + . Chiều dài xây dựng của phần mương để lắp đặt song chắn: L = 1 + 2 + S = 0,22 + 0,11 + 1,5 =1,83 (m). Chọn L = 2 (m). Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn: H = hmax + hc + hbv = 0,34 +0,027 + 0,5 = 0,867 (m). Chọn H = 0,9 (m). Bảng 5.3 : Các thông số thiết kế mương và song chắn rác STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Chiều dài mương (L) 2 (m) 2 Chiều rộng mương (BS) 0,5 (m) 3 Chiều cao mương (H) 0,9 (m) 4 Số thanh song chắn 20 Thanh 5 Kích thước khe hở (b) 17 (mm) 6 Chiều rộng thanh song chắn (d) 8 (mm) 5.5.2. Hố thu gom. Thể tích hầm bơm tiếp nhận: Vb = Qhmax t = 283,125 15 = 70,78 (m3). Trong đó: t: là thời gian lưu nước, t = 10 – 30 phút, chọn t = 15 phút Chọn chiều sâu hữu ích : h = 3 (m) Chiều cao an toàn: hf = 0,5 (m). Vậy chiều sâu tổng cộng: H = 3 + 0,5 = 3,5 (m) Diện tích bề mặt: F = Chọn L = 5(m), B = 4,2(m) Thể tích xây dựng hầm bơm tiếp nhận: Vxd = LBH = 54,23,5=73,5(m3) Tính bơm chìm để bơm nước thải: N = . Trong đó: : lưu lượng nước thải (m3/s). H : cột áp = 6 (mH2O) : khối lượng riêng của nước =1000(kg/m3). : hiệu suất bơm (%). = 0,7 – 0,9,chọn = 0,8 g : gia tốc trọng trường g= 9,81 m/s2 Chọn đường kính ống bơm D = 200 mm Tra bảng ta chọn cặp máy bơm. Số lượng: 2 bơm, 1 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng. Mỗi bơm có công suất 3 KW. Bảng 5.4 : Các thông số thiết kế hố thu gom. STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Chiều dài bể (L) 5 (m) 2 Chiều rộng bể (B) 4,2 (m) 3 Chiều cao bể (H) 3,5 (m) 4 Thời gian lưu nước 15 Phút 5 Công suất máy bơm 3 KW 6 Thể tích xây dựng bể 73,5 m3 5.5.3. Bể điều hòa. Lưu lượng nước thải trung bình trong 1 giờ: Qhtb = 150 (m3/h). Thể tích bể điều hòa: W = Qhtb t = 150 4 = 600 (m3). Trong đó: t- thời gian lưu trung bình của nước thải trong bể điều hòa, chọn t = 4(h), ( t 4 12h). Chọn chiều cao của bể là h = 3,5(m). Diện tích của bể điều hòa: F = (m2) Chọn F = 176 (m2). Kích thước bể điều hòa: L B = 16 11(m) Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,5(m). Chiều cao tổng cộng (chiều cao xây dựng): H= 3,5 + 0,5 = 4(m) Thể tích thực của bể điều hòa: W t = L B H = 1611 4 = 704 (m3). Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điểu hòa: qkk = vk W = 0,015 600 = 9 (m3/ph) = 0,15(m3/s) = 150 (l/s) Trong đó: vk - tốc độ cấp khí trong bể điều hòa, v = 0,01 0,015 (m3/m3.phút), chọn vk= 0,015( m3/m3bể.phút) W- dung tích bể điều hòa. Chọn ống khuếch tán khí bằng đĩa đường kính đĩa 180mm bố trí theo dạng lưới có lưu lượng khí 60l/p.cái, vậy số đĩa khuếch tán khí: n= (đĩa) Trong đó: qkk : lưu lượng khí nén, qkk = 9000( l/p) r: lưu lượng khí, chọn r = 60(l/p) Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa = 0,15(m3/s). Chọn 1 ống chính và 30 ống nhánh. Vận tốc khí chuyển động trong ống v= 9 - 15(m/s). Chọn v=12(m/s). Đường kính ống chính: Dc== (m). Chọn ống sắt tráng kẽm 130 Đường kính ống nhánh: dn=(m). Chọn ống sắt tráng kẽm 27 Số đĩa trên 1 nhánh : nn = (đĩa) Khoảng cách giữa các đĩa : l = (m). Khoảng cách giữa các nhánh: ln = (m) Tính toán máy thổi khí Áp lực cần thiết cho hệ thống cấp khí nén xác định theo công thức: Hc = H + + (hd + hcb) + hf = 4m + 0,4m + 0,5m = 4,9 (m) Trong đó: H : thiết bị khuếch tán đặt chìm ở độ sâu 4 m, H = 4m hf : tổn thất qua thiết bị phân phối, hf = 0,5m hd : tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài đường ống dẫn. hc : tổn thất cục bộ. Trong đó tổng hd và hc thường không vượt quá 0,4m. Chọn hd +hc =0,4m. Áp lực của không khí: p = Theo công thức 152 – Giáo Trình Xử Lý Nước Thải Của Hoàng Huệ ta có: Công Suất Của Máy Nén Khí: N = Trong đó: qkk = 9 m3/phút = 540 (m3/h). Hiệu suất máy nén khí, = 0,7 – 0,9, Chọn = 0,8. Tính bơm chìm để bơm nước thải: Giống bơm ở hố bơm Bảng 5.5 : Các thông số thiết kế bể điều hòa STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Chiều dài bể (L) 16 (m) 2 Chiều rộng bể (B) 11 (m) 3 Chiều cao bể (H) 4 (m) 4 Thời gian lưu nước 4 giờ 5 Công suất máy nén khí 7,5 KW 6 Công xuất bơm 3 KW 7 Thể tích xây dựng bể 704 m3 5.5.4. Bể phản ứng. Thể tích bể phản ứng. Trong đó: Qtbh: lưu lượng nước thải trung bình giờ, Qtbh=150(m3/h) t: thời gian lưu nước trong bể, chọn t =30 giây Chọn kích thướt bể. Chiều cao của bể: H = 0,9(m) Chiều dài của bể: L = 1,2 (m) Chiều rộng của bể: Chiều cao bảo vệ hbv=0,1(m) Thể tích xây dựngbể phản ứng. Wxd = Năng lượng cho khối nước thải. Trong đó: W: thể tích bể (m3) G2 : gradien tốc độ. Chọn G = 800 s-1 - độ nhớt động học của nước, = 0,0092 (Kgm2/s) Vận tốc cách khuấy: Trong đó: R:bán kính khuấy trộn. Chọn R = 0,4(m) n: tốc độ quay. Chọn n = 120 (vòng/ phút) Diện tích cánh khuấy Trong đó: C: hệ số phụ thuộc vào kích thướt bản khuấy. Chọn V: Vận tốc cách khuấy (m/s) N: Năng lượng cho khối nước thải (W). Cánh khuấy có hai bản. Diện tích của 1bản cánh khuấy : Chiều rộng bản cánh khuấy. . Chọn b = 0,05(m). Chiều dài bản cánh khuấy. . Chọn b= 0,25(m) Kiểm tra lại công xuất. Gradien tốc độ. Bảng 5.6: Các thông số thiết kế bể phản ứng STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Chiều dài bể (L) 1,2 (m) 2 Chiều rộng bể (B) 1,15 (m) 3 Chiều cao bể (H) 1 (m) 4 Thời gian lưu nước 30 Giây 5 Công suất máy khuấy 74 W 6 Thể tích xây dựng bể 1,38 m3 5.5.5. Bể keo tụ tạo bông. Dung tích bể: Wb= Qtbh t = (m3) Trong đó: Qtbh: lưu lượng nước thải trung bình giờ t: thời gian lưu nước trong bể, (t=1030 phút). Chọn t = 20 phút Xây dựng một bể có kích thước chiều cao H= 2(m) và rộng la B= 2,5 (m). Tiết diện ngang của bể: F = 2 2,5 = 5 (m2) Chiều dài của bể: L = (m) Theo chiều dài của bể chia làm 3 buồng, chọn chiều tăng dần từ đầu đến cuối bể, chiều dài mỗi buồng là: + Buồng 1:L1 = 3 (m) + Buồng 2: L2 = 3,3(m) + Buồng 3: L3 =3,7(m) Các buồng được ngăn cách với nhau bằng các vách ngăn hướng dòng theo phương thẳng đứng. Dung tích mỗi buồng: + Buồng 1: W1 =F L1 = 5 3 = 15 (m3) + Buồng 2: W2 =F L2 = 5 3,3 = 16,5 (m3) + Buồng 3: W3 =F L3 = 5 3,7 = 18,5 (m3) Chọn chiều bảo vệ, chọn hbv = 0,3(m) Vậy thể tích xây dựng của bể tạo bông là: Wxd = L B(H+hbv)=102,52,3 = 57,5(m3) Chọn hệ thống khuấy trộn dạng cơ khí, cấu tạo guồng khuấy gồm trục quay và 4 bản cánh khuấy đặt đối xứng nhau qua trục. Tổng diện tích cánh khuấy: fc = (m2) .Tổng diện tích bản cánh khuấy bằng 15% diện tích mặt cắt ngang bể ( quy phạm 15 – 20%). Diện tích 1 bản cánh: f = (m2 ) Chiều dài cánh khuấy: tính từ trục quay nhỏ hơn bề rộng bể, chọn = 1m. Chiều dài toàn cánh khuấy: Lc = 1 2 = 2 (m) Chiều rộng bản cánh: b = (m). Chọn b = 0,2 (m) Tỷ lệ diện tích cánh khuấy so với diện tích tiết diện ngang của bể (m2 ) ( theo quy phạm 15 – 20%) Mỗi buồng đặt 1 động cơ điện tốc độ quay cơ bản lấy: Buồng 1: 10 vòng/ phút Buồng 2: 8 vòng/ phút Buồng 3: 6 vòng/ phút. Cường độ khuấy trộn trong các buồng dự kiến đạt các giá trị Gradien vận tốc là: 100 s-1;80 s-1; 60 s-1 Kiểm tra các tiêu chuẩn khuấy trộn cơ bản Buồng phản ứng 1: Dung tích: W1 = 15 (m3) Tốc độ chuyển động của cánh khuấy 10 vòng/ phút. Tốc độ chuyển động của bản cánh khuấy so với nước: V1 = (m/s) Trong đó: R- bán kính chuyển động của cánh khuấy tính từ mép ngoài của cánh khuấy đến tâm trục quay R = 1m n- số vòng quay, n = 10 vòng / phút Năng lượng cần quay cánh khuấy: N1 = 51 C fc V13 = 51 1,2 0,75 0,7853 = 22,2(W) Trong đó: C- hệ số sức cản của nước, chọn theo , chọn C = 1,5 ( theo Giáo trình xử lý nước thải-PTS Nguyễn Ngọc Dung) fc- tiết diện của bản cánh khuấy V13: Tốc độ chuyển động của bản cánh khuấy so với nước Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước. Z1 = = (W/m3) Giá trị Gradien vận tốc: Trong đó: - độ nhớt động học của nước, = 0,0092 (Kgm2/s) Buồng phản ứng 2: Dung tích: W1 = 16,5 (m3) Tốc độ chuyển động của cánh khuấy 8 vòng/ phút. Tốc độ chuyển động của bản cánh khuấy so với nước: V2 = (m/s) Trong đó: R- bán kính chuyển động của cánh khuấy tính từ mép ngoài của cánh khuấy đến tâm trục quay R = 1m n- số vòng quay, n = 8 vòng / phút Năng lượng cần quay cánh khuấy: N2 = 51 C fc V23 = 51 1,2 0,75 0,6283 = 11,37(W) Trong đó: C- hệ số sức cản của nước, chọn theo , chọn C = 1,5 ( theo Giáo trình xử lý nước thải-PTS Nguyễn Ngọc Dung) fc- tiết diện của bản cánh khuấy V23: Tốc độ chuyển động của bản cánh khuấy so với nước Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước. Z1 = = (W/m3) Giá trị Gradien vận tốc: Trong đó: - độ nhớt động học của nước, = 0,0092 (Kgm2/s) Buồng phản ứng 3: Dung tích: W3 = 18,5 (m3) Tốc độ chuyển động của cánh khuấy 8 vòng/ phút. Tốc độ chuyển động của bản cánh khuấy so với nước: V3 = (m/s) Trong đó: R- bán kính chuyển động của cánh khuấy tính từ mép ngoài của khuấy đến tâm trục quay R = 1m cánh n- số vòng quay, n = 6 vòng / phút Năng lượng cần quay cánh khuấy: N3 = 51 C fc V33 = 51 1,2 0,75 0,4713 = 4,8(W) Trong đó: C- hệ số sức cản của nước, chọn theo , chọn C = 1,5 ( theo Giáo trình xử lý nước thải-PTS Nguyễn Ngọc Dung) fc- tiết diện của bản cánh khuấy V33: Tốc độ chuyển động của bản cánh khuấy so với nước Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước. Z1 = = (W/m3) Giá trị Gradien vận tốc: Trong đó: - độ nhớt động học của nước, = 0,0092 (Kgm2/s) Bảng 5.7 : Các thông số thiết kế bể tạo bông STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Chiều dài bể (L) 10 (m) 2 Chiều rộng bể (B) 2,5 (m) 3 Chiều cao bể (H) 2,3 (m) 4 Thời gian lưu nước 20 phút 5 Công suất khuấy trộn 40 W 6 Thể tích xây dựng bể 57,5 m3 5.5.6. Bể lắng 1 Diện tích bề mặt cần thiết của bể lắng F Trong đó: Qtbng: lưu lượng của nước thải: 3600 (m3/ngày đêm) U`0: tải trọng bề mặt (m3/m2ngày/). U0 = 31 ÷ 50 m3/m2ngày. Chọn U0 = 40 m3/m2 ngày. Khích thướt bể. Chiều rộng bể, chọn tỷ số chiều dài trên chiều rộng là 4:1 F=B L= B 4B = 90(m2) 4,7 (m). Chọn B= 5 (m). Chiều dài bể L = 20(m). Diện tích xây dựng Fxd=5 x 20 = 100(m2) Chọn chiều cao vùng lắng H= 3(m). H = 1,5 – 4 (m). Tải trọng bề mặt khi chọn kích thướt. , nằm trong giới hạn cho phép. Hệ thống phân phối và thu nước. Vùng phân phối nước vào. Nước được phân phối trên toàn bộ chiều rộng bể. Tổng diện tích các lỗ phân phối Trong đó :Vl : vận tốc qua lỗ phân phối 0,075 – 0,15 (m/s). chọn Vl = 0,1(m/s) Chọn 5 lỗ phân phối, đường kính lỗ phân phối Tấm chắn ở đầu bể vào đặt cách thành 0,5(m) và sâu 1 (m). Máng thu nước. Chiều dài máng thu. Máng thu nước được bố trí 1 máng thu nước ngang chạy suốt chiều rộng bể và 2 máng dọc vuông góc với máng ngang mỗi máng dài 2 m. Lượng nước thu 1 máng Diện tích mặt cắt ngang máng thu nước Trong đó :Vm : vận tốc trong máng 0,075 – 0,15 (m/s). chọn Vm = 0,1(m/s) Chọn chiều ngang máng b = 0,3(m). Chọn chiều cao máng h = 0,5(m) Thể tích vùng lắng V = Fxd H = 100 3 = 300(m3) Thời gian lưu nước trong bể. T . Vận tốc giới hạn Trong đó: VH: vận tốc giới hạn trong vùng lắng. K: hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn. Chọn K=0,06 đối với hạt cặn có khả năng kết dính. : tỉ trọng của hạt thường từ 1,2-1,6 chọn K= 1,25. g : gia tốc trọng trường 9,8 m/s2 d : đường kính tương đương của hạt (m) thường chọn d = 10-4m f : hệ số ma sát phụ thuộc vào đặc tính bề mặt của hạt và số Raynol của hạt khi lắng. f = 0,02-0,03 chọn f= 0,025. Vận tốc của nước chảy trong vùng lắng Hiệu quả lắng cặn lơ lửng SS Rss= Hiệu quả khử BOD5 Trong đó : R: hiệu quả khử BOD5 hoặc SS biểu thị bắng % t : thời gian lưu nước (giờ) a,b: hằng số thực nghiệm.Chọn theo bản (4-5) trang 48 giáo trình “tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải” của TS Trịnh Xuân Lai. Hàm lượng chất lơ lửng theo nước trôi ra khỏi bể lắng đợt I là: Kết quả này thoả mãn với yêu cầu về hàm lượng cặn lơ lửng trước khi vào công trình xử lý sinh học tiếp theo C <150( mg/l ). Hàm lượng BOD5 theo nước trôi ra khỏi bể lắng đợt I là: Tải lượng bùn sinh ra hằng ngày ở bể lắng I: Lưu lượng bùn sinh ra hằng ngày : Vb= Trong đó: khối lượng riêng của bùn =1008 kg/m3 Sb: tỷ trọng bùn=1,03 Ps: nồng độ tính theo trọng lượng %; Ps=2-7 % chọn Ps=5 Lượng bùn sinh ra từ bể lắng I được lắng xuống đáy và được bơm bùn bơm về bể nén bùn. Tính bơm bùn đến bể nén bùn : bơm 120 phút/ngày N = Trong đó: Q : lưu lượng bùn bơm đến bể nén bùn (m3/s). H : cột áp = 6 (mH2O). : khối lượng riêng của bùn =1008 (kg/m3). : hiệu suất bơm = 80(%). Chọn đuong2 kính ống bơm bùn D = 100 mm Tra bảng chọn cặp bơm hút bùn 875(W). Dung tích phần cặn của bể được tính: (m3). Trong đó: C: Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải ban đầu C = 331 (mg/l). E :Hiệu suất lắng của bể lắng ngang đợt I, R = 56,3%. P :Độ ẩm của cặn lắng, p = 95%. T :Chu kỳ xả cặn, T = 1 (ngày) Q :Lưu lượng nước thải, Qtbng= 3600 (m3/ng). pc :Trọng lượng thể tích của cặn, pc=1(T/m3)=106(g/m3). Vậy Lấy góc nghiêng thành hố thu cặn là 450, đáy hố thu có kích thước b=1(m) Chiều cao hố thu cặn là H1: Chiều cao lớp cặn trong hố thu Trong đó : F1: Diện tích đáy hố thu cặn,F1=1x1=1 (m2) F2: Diện tích miệng hố thu cặn, F2=55=25 (m2) Bể lắng được xây dựng có độ dốc 0,02 về phía hố thu cặn, chiều cao từ mép trên hố thu cặn đến lớp nước trung hoà là: H2=200,02=20 0,02=0,4 (m) Chiều cao xây dựng bể: HXD = Hbv + H + Hth + H1 Trong đó: Hbv Chiều cao bảo vệ Hbv = 0,4 (m). H Chiều cao công tác của bể H = 3 (m). Hth Chiều cao lớp nước trung hoà của bể Hth =0,3(m). H1 Chiều cao hố thu cặn là H1=2(m) Vậy HXD= 0,4 + 3 + 0,3 + 2 = 5,7 (m). Thể tích xây dựng bể Bảng 5.8 : Các thông số thiết kế bể lắng I STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Chiều dài bể (L) 20 (m) 2 Chiều rộng bể (B) 5 (m) 3 Chiều cao bể (H) 5,7 (m) 5 Tốc độ gạt bùn 1 m/phút 6 Thể tích xây dựng bể 383,41 m3 5.5.7. Bể Arotank. a. Các thông số thiết kế Lưu lượng nước thải: Qhtb = 3600 (m3/ngàyđêm) Nhiệt độ nước thải: t = 40oC Hàm lượng BOD5 trong nước thải vào bể Aerotank So = 299,34(mg/l) Hàm lượng BOD5 trong nước thải cần đạt sau xử lý BOD5 R= S = 37,5(mg/l) Hàm lượng COD trong nước thải cần đạt sau xử lý CODR= 75(mg/l) Tỉ số f = Hàm lượng chất lơ lửng SS trong nước thải vào bể AerotanSSV =144,78(mg/l) Hàm lượng chất lơ lửng SS trong nước thải cần đạt sau xử lý: SSR = 75(mg/l), trong đó 65% là cặn hữu cơ, a% = 65%. Lượng cặn bay hơi ra khỏi bể lắng là 70%, độ tro z = 0,3mg/mg Y- Hệ số sản lượng bùn Y = 0,6 (mgVSS/mgBOD5) X- Nồng độ bùn hoạt tính X = 3000 (mg/l) - thời gian lưu bùn = 10 (ngày) Tỉ số MLVSS: MLSS = 0,7 Tải trọng thể tích: 0,8– 1,9kg BOD5 /m3ngày Nồng độ bùn tuần hoàn: Xth=10000mgSS/l; Dựa vào tỉ số BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1 và thành phần N, P của nước thải (BOD5 = 299,34 mg/l, TKN = 12 mg/l, Ptổng = 1,7mg/l ) có thể kết luận chất dinh dưỡng đa lượng không đủ cho vi sinh vật phát triển. Cần bổ sung chất dinh dưỡng. Chế độ xáo trộn hoàn toàn. b. Tính toán Xác định hiệu quả xử lý: Lượng cặn hữu cơ trong nước thải đi khỏi bể lắng (phần cặn sinh học dễ bị phân hủy) Lượng cặn hữu cơ trong nước thải đi ra khỏi bể lắng (tính theo COD) Trong đó: 1,42 là hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD ( lượng BOD5 khi bị ôxy hóa hết chuyển thành cặn tăng lên 1,42 lần) Lượng BOD5 có trong cặn ra khỏi bể lắng: Lượng BOD5 hòa tan ra khỏi bể lắng e = BOD5 CP – d = 37,5 – 29,0475 = 8,4255(mg/l) Hiệu quả xử lý được xác định bởi phương trình: Trong đó: So- BOD5 trong nước thải dẫn vào Aerotank, So= 299,34(mg/l) S- Hàm lượng BOD5 trong nước thải cần đạt sau xử lý, S = 37.5(mg/l) Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan: Hiệu quả xử lý tính theo tổng cộng: Hiệu quả xử lý COD: Xác định thể tích bể Aerotank: Thể tích bể Aerotank được tính theo công thức: Trong đó: - thời gian lưu bùn (tuổi của bùn hoạt tính) ứng với việc khuấy trộn hoàn chỉnh, = 0,75ngày, chọn = 10ngày Q- Lưu lượng trung bình ngày, Q = 3600 m3/ngày đêm Y- Hệ số sản lượng bùn, đây là 1 thông số động học được xác định bằng thực nghiệm, Y = 0,40,8 (mgVSS/mgBOD5), chọn Y = 0,6 (mgVSS/mgBOD5) X-Nồng độ bùn hoạt tính, X = 25004000 (mg/l), chọn X = 3000 (mg/l) kd:hệ số phân hủy nội bào, chọn kd = 0,06ngày-1(quy phạm kd=0,020,1) (Theo giáo trình- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải- Trịnh Xuân Lai) Vậy thể tích bể Aerotank Chọn V = (m3) Thời gian lưu nước: (ngày) = 8,69 giơ ø= 8h41’ Tính toán lượng bùn dư thải bỏ mỗi ngày Tốc độ tăng trưởng của bùn tính theo công thức: (1/ngày) Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5: Px = Yb Q (S0 – S) Px = 0,3753600 (299,34 – 8,4255) 10-3 kg/g = 392,73(kg / ngày) Tổng lượng cặn sinh ra theo độ tro z: = (kg / ngày) Lượng cặn dư xả ra hàng ngày: Lượng bùn dư cần xử lý = Tổng lượng bùn - lượng SS trôi ra khỏi lắng 2 Pdu = – Qtbngay SSR 10-3 Pdu = 561,05 – 3600 37,5 10-3 = 426,05( kg /ngày) Lưu lượng bùn dư xả ra hàng ngày Trong đó: XT- Nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn (cặn không tro), XT = (1-0,3)10000 = 7000 (mg/l) Xr Nồng độ chất rắn bay hơi có trong bùn hoạt tính ra khỏi bể lắng 2: Xr = c = (1- -0,3) 48,4575 = 34 (mg/l) Qxả- lưu lượng bùn xả ra (m3/ngàyđêm) ( m3/ngày) = 1,523(m3/h) Kích thước bể Diện tích của Aerotank trên mặt bằng: Trong đó: H- chiều cao công tác của Aerotank, chọn H = 4(m) Tổng chiều dài các hành lang của Aerotank: Trong đó: B- chiều rộng của bể Aerotank, chọn B = 2H = 8 (m) Aroten gồm có 3 hành lang.Chiều dài của mỗi hành lang. Chọn =13,6(m) Chiều cao xây dựng của bể Aerotank: Hxd = 4 + 0,5 = 4,5 (m) Tổng thể tích xây dựng bể Xác định lượng bùn tuần hoàn: Lập cân bằng vật chất cho bể Aeroten Q X0 + QT XT = (Q + QT)X Ta có X0 = 0, chia 2 vế cho Q và đặt là hệ số bùn tuần hoàn Lượng tuần hoàn: Qbth = ngày = 0,43 3600 (m3/ngày) = 1548 (m3/ngày) = 64.5( m3/h) Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể Aerotank : Tải trọng thể tích (kg BOD5 / m3.ngày) Giá trị này nằm trong khoảng thông số cho phép khi thiết kế bể (0.8 ¸ 1.9). Tỉ số F / M (mgBOD5 / mg VSS ngày) Giá trị này nằm trong khoảng thông số cho phép khi thiết kế bể (0.2 ¸ 1). Giá trị của tốc độ sử dụng chất nền (BOD5) của 1 gram bùn hoạt tính trong 1 ngày (mgBOD5/1grambùn.ng) Tính lượng ôxy cần thiết: Lượng ôxy cần thiết trong điều kiện chuẩn (không cần xử lý Nitơ) OC0 = – 1,42 Px (VSS) Trong đó: f là hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20 , f = 0.6 1,42- Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD OC0 = –1,42 x 392,73 = 1187.81(kgO2/ngày) Lượng ôxy cần thiết trong điều kiện thực tế: Trong đó: CS- Nồng độ ôxy bão hòa trong nước sạch ở 20oC, CS 9,08 (mg/l) C- Nồng độ ôxy cần duy trì trong bể, C = 1,52 (mg/l) (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải- Ts.Trịnh Xuân Lai) T = 25oC, nhiệt độ nước thải - Hệ số điều chỉnh lượng ôxy ngấm vào nước thải (do ảnh hưởng của hàm lựơng cặn, chất hoạt động bề mặt), = 0,60,94, chọn = 0,7 Lượng không khí cần thiết: Qkhí = Trong đó: fa - hệ số an toàn, fa = 1,52, chọn fa = 1,5 OU- công suất hòa tan ôxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gam ôxy cho 1m3 không khí. OU = Otth1 Trong đó: Ott- công suất hòa tan ôxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gram ôxy cho 1m3 không khí. h1-Độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối khí, chọn h1 = 3,8 (m) Chọn hệ thống phân phối bọt khí kích thước trung bình, (tra bảng 7-2 sách Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải- Ts.Trịnh Xuân Lai). Chọn Ott = 4,5 (gO2/m3.m) Vậy OU = 4,5 3,8 = 17,1 (gO2/m3) = 17,1.10-3 (kgO2/m3) Vậy lượng không khí cần thiết: = 7064,54(m3/h) = 1,962(m3/s) Kiểm tra chỉ tiêu cấp khí Lượng khí cấp cho 1 khối nước thải. Lượng khí cần khử 1kg BOD5: Tính áp lực máy nén: Áp lực cần thiết cho hệ thống ống nén: Hd = hd + hc + hf + H Trong đó: hd- tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn, (m) hc- tổn thất cục bộ (m) hf- tổn thất qua thiết bị phân phối (m) H- chiều sâu hữu ích của bể, H = 4(m) Tổng tổn thất hd và hc thường không vượt quá 0,4(m), tổn thất hf không quá 0,5(m). Do đó áp lực cần thiết sẽ là: Hct = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9(m) Áp lực không khí là: p = Công suất máy nén khí: N = Trong đó: qk- lưu lượng không khí(m3/s) n- Hiệu suất máy nén khí, n = 0,70,9, chọn n = 0,8 Hệ thống phân phối khí Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 170(mm), diện tích bề mặt F = 0,02(m2), cường độ khí qkk = 250l/phút.đĩa = 4,17(l/s) Số đĩa phân phối trong bể là: (đĩa) Đường kính ống dẫn khí đến bể aroten: Chọn D= 400(mm) Trong đó: V- tốc độ chuyển động của không khí trong mạng lưới trong ống phân phối, V=1015 (m/s), chọn V = 15 (m/s) Ta có 3 ống chính. Đường kính ống chính: Dc=. Trên một ống chính chọn 30 ống nhánh, khoảnh cách giữa các ống nhánh theo chiều ngang của bể aroten Khoảng cách giữa các nhánh: ln = Số đĩa trên 1 nhánh : nn = (đĩa) chọn n = 6 (đĩa) Khoảng cách giữa các đĩa ld = Đường kính ống nhánh: dn=(m). Chọn ống sắt tráng kẽm 50 Bảng 5.9: Thông số thiết kế bể Aerotank STT Tên thông số Đơn vị Giá trị 1 Số hành lang 3 2 Chiều cao H m 4,5 3 Chiều rộng B m 8 4 Chiều dài 1 hành lang L m 13,6 5 Thời gian lưu ngày 0,362 6 Công suất máy thổi khí ( 2 máy) KW 100 7 Số đĩa phân phối khí cái 470 8 Đường kính đĩa phân phối khí mm 170 9 Lưu lượng phân phối riêng của đĩa lít/giây 4,17 5.5.8. Bể lắng 2 Tính toán kích thước bể lắng Diện tích phần lắng của bể lắng Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải xử lý Q = 3600 m3/ngày = 150 m3/h C0:Nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể Aeroten (tính theo MLSS) C0 =3000 0,7 = 2100 mg SS/L = 2100 g/m3 : Nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn, Ct = 10000 g/m3 Hệ số tuần hoàn, a = 0,57 VL:Vận tốc lắng của bề mặt phân chia. VL phụ thuộc vào nồng độ cặn CL và tính chất của cặn, thường được xác định qua việc tiến hành các thí nghiệm. Tuy nhiên do không có điều kiện nên có thể tính VL theo công thức thực nghiệm sau: Trong đó: CL: Nồng độ cặn tại mặt cắt L (bề mặt phân chia) CL = (mg/l) = 5000 g/m3 Vmax = 7 (m/h) K = 600 (cặn có chỉ số thế tích 50 < SVI < 150) Vậy vận tốc lắng của bề mặt phân chia. Vậy diện tích phần lắng của bể lắng chọn Slắng = 142(m2) Diện tích buồng phân phối trung tâm : f = 0,1 SL = 0,1 142 = 14,2 (m2) Diện tích bể lắng nếu tính luôn diện tích buồng phân phối trung tâm : S = f + SL = 14,2+ 142 = 156,2 (m2) Đường kính bể lắng : D = Đường kính buồng phân phối trung tâm : d = 0,2D = 0,214 =2,8(m) Kiểm tra lại diện tích buồng phân phối trung tâm : fkt = Kiểm tra lại diện tích bể lắng : SL = S – fkt = 156,2 – 6,2 = 150 (m2) Ống phân phối trung tâm : Đường kính tấm hướng dòng : Dhd = 1,3 d = 1,3 2,8 = 3,64(m) Khoảng cách từ đáy ống trung tâm đến tấm hướng dòng : l = 0,3m Tải trọng thủy lực của bể : U = (m3/m2.ngày) Vận tốc dòng nước đi lên trong bể : = 1 (m/h) = 0,28(mm/s) (Theo giáo trình Xử lý nước thải – GS.PTS Hoàng Huệ: đối với bể lắng đặt sau Aerotank xử lý hoàn toàn thì v < 5mm/s thỏa điều kiện) Hệ thống thu nước Máng thu nước ra đặt ở vòng tròn có đường kính 0,8 đường kính bể. Dmáng = 0,8 14 = 11,2 (m) Chiều dài máng thu nước : L = Tải trọng thủy lực của bể : Umang = (m3/m.ngày) = 1,19(l/m.s) ( Umang < 1.5 l/m.s thỏa điều kiện ) Tính tấm răng cưa Máng răng cưa được neo chặt vào thành máng thu nước nhằm điều hòa dòng chảy từ bể vào máng thu nhờ khe dịch chuyển, đồng thời máng răng cưa có tác dụng cân bằng mực nước trên bề mặt bể khi công trình bị lún hoặc nghiêng. Chiều dài máng răng cưa: Lmrc = 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 60mm, khoảng cách giữa hai mép chữ V là 120 mm, chiều rộng một chữ V là 80 mm, chọn chiều cao tổng cộng của máng răng cưa: , mỗi mét dài có 5 khe chữ V. Tổng số khe chữ V trên máng răng cưa : Máng răng cưa được bắt dính với máng thu nước bằng bulông qua các khe dịch chuyển . Khe dịch chuyển có đường kính 10 mm, bulông được bắt cách mép dưới máng răng cưa 50mm và cách đáy chữ V là 50mm. Hai khe dịch chuyển cách nhau 0,4m. Tổng số khe dịch chuyển : . Xác định chiều cao bể : Chọn chiều cao tổng cộng của bể : H = 4m Chiều cao dự trữ trên bề mặt thoáng h1 = 0,3m Chiều cao phần ngập nước : H – h = 3,7m Chiều cao ống trung tâm h2 = 0,6H = 0,64=2,4(m) Chiều cao phần chóp đáy có độ dốc 2% về tâm : Chiều cao phần chứa bùn của bể lắng ( phần hình trụ ) : h4 = H – h1 – h2 – h3 = 4 – 0,3 – 2,4 -0,14 = 1,06 (m) Tính toán lượng bùn trong bể Nồng độ bùn trung bình trong bể . Trong đó: CL: nồng độ bùn ở bề mặt phân chia lắng Ct:nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn. Thể tích phần chứa cặn hình trụ trong bể : Vb = S h4 = 156,2 1,06 = 165,572 (m3) Lượng bùn chứa trong bể lắng Gb=VbCtb=165,5727,5=1241,79(kg). Tải trọng bùn của bể lắng : (kg/m2.ngày) Thời gian lưu nước trong bể : Trong đó : Thời gian lắng : Thời gian cô đặc cặn ( nén cặn ) : Lượng bùn xả ra hằng ngày từ đáy bể lắng theo dòng tuần hoàn Vbx = Qx = 36,55 m3/ngày. M=VbxSbPs = 36,5510081,030,005 = 189,73 (kg/ngày) Trong đó: khối lượng riêng của bùn =1008 kg/m3 Sb: tỷ trọng bùn=1,03 Ps: nồng độ tính theo trọng lượng %; Ps=0,5-1,5% chọn Ps=0,5% Tính bơm bùn tuần hoàn : N = . Trong đó: Q : lưu lượng bùn tuần hoàn (m3/s). H : cột áp = 6 (mH2O). : khối lượng riêng của bùn (kg/m3). =1008(kg/m3). : hiệu suất bơm (%). Tra bảng ta chọn cặp máy bơm công suất 1,765KW. Tính bơm bùn đến bể nén bùn :thời gian bơm 60 phút/ ngày N = Trong đó: Q : lưu lượng bùn xả ra (m3). H : cột áp = 6 (mH2O). : khối lượng riêng của bùn (kg/m3). : hiệu suất bơm (%). Tra bảng chọn cặp bơm bùn 120 W Chọn dường kính ống xã D = 100 mm Bảng 5.10 : Thông số thiết kế bể lắng II STT Tên thông số Đơn vị Giá trị 1 Đường kính bể lắng m 14 2 Chiều cao bể lắng m 4 3 Đường kính máng thu nước m 11,2 4 Đường kính buồng phân phối trung tâm m 2,8 5 Chiều cao buồng phân phối trung tâm m 2,4 6 Thời gian lưu nước trong bể h 2,4 7 Tốc độ thanh gạt bùn v/h 8 – 12 5.5.9. Bể nén bùn. Lưu lượng bùn đưa đến bể nén bùn: Vc = V1 + V2 = 23,68 +36,55 = 60,23 (m3/ngày) = 2,5 (m3/h). Trong đó: V1 :lưu lượng bùn xả ra hằng ngày của bể lắng I, V1=23,68 (m3/ngày). V2 :lưu lượng bùn xả ra hằng ngày của bể lắng II,V2 = 36,55 (m3/ngày). Tải lượng bùn từ các bể lắng chuyển tới bể nén bùn là: M = M1 + M2 = 1229,5 + 189,73 = 1419,23(kg/ngày) . Trong đó: M1: tải lượng bùn từ bể lắng I. M2: tải lượng bùn từ bể lắng II. Diện tích mặt thoáng của bể nén bùn: F = (m2). Trong đó: m : tải trọng cặn trên bề mặt bể cô đặc cặn trọng lực đối với hỗn hợp cặn từ bể lắng I và II (39-78 kg/m2ngày). Chọn m = 70 (kg/m2.ngày). Đường kính bể nén bùn: D = (m). Chiều cao phần lắng của bể nén bùn: hlắng= v t = 0,05 24 10-3 3600 =4,32(m) Trong đó : v : vận tốc lắng của nước bùn chọn v = 0,05 mm/s t : thời gian lưu bùn chọn t = 24h Chiều cao buồng phân phối trung tâm: h = 0,6 hlắng = 0,6 4,32 = 2,6 (m) . Chiều cao phần hình nón với góc nghiên 450, đường kính bể D = 5m và dường kính của đỉnh dáy bể 0,5m là Chiều cao toàn phần của bể nén bùn: H = hlắng + h1 + hdt = 4,32 + 2 + 0,48 = 6,8(m). Trong đó: hlắng : chiều cao vùng lắng của bể nén bùn. h1 : chiều cao phần hình nón chứa nén cặn. hdt : chiều cao dự trữ an toàn chọn hdt = 0,48 m. Đường kính buồng phân phối trung tâm: d = 0,25 D = 0,25 5 = 1,25 (m ) . Đường khính phần loe : d1 = 1,3 d1 = 1,3 1,25 = 1,625 (m ) . chiều cao ống phân phối trung tâm: htt =0,6 hlang = 0,6 4,32 = 2,6(m) Đường kính máng thu nước: Dmáng = 0,8 D = 0,8 5 = 4 ( m ) Tính tấm răng cưa Chiều dài máng răng cưa: Lmrc = 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 60mm, khoảng cách giữa hai mép chữ V là 120 mm, chiều rộng một chữ V là 80 mm, chọn chiều cao tổng cộng của máng răng cưa: , mỗi mét dài có 5 khe chữ V. Tổng số khe chữ V trên máng răng cưa : . Chọn 63 khe Máng răng cưa được bắt dính với máng thu nước bê tông bằng bulông qua các khe dịch chuyển . Khe dịch chuyển có đường kính 10 mm, bulông được bắt cách mép dưới máng răng cưa 50mm và cách đáy chữ V là 50mm. Hai khe dịch chuyển cách nhau 0,4m. Tổng số khe dịch chuyển : . Chọn 31 khe Lượng bùn sau khi nén : Lượng nước tách ra khỏi bùn Vnuoc = Trong đó: Vc : lưu lượng bùn chuyển tới bể nén bùn (m3/h) . P1: độ ẩm của bùn trước khi nén , P1= 99,2 %. P2: độ ẩm của bùn sau khi nén , P2= 97 %. Lượng bùn còn lại: Tải trọng thu nước trên một mét dài máng: U= (m3/m dài . h)=3,5(m3/m dài . ngày) Dung tích phần bùn của bể: Wb = (m3). Trong đó: Vc : lưu lượng bùn đưa đến bể nén bùn (m3/h). tb : thời gian giữa hai lần lấy bùn, chọn tb=24 h. P1: độ ẩm của bùn trước khi nén , P1= 99,2 %. P2: độ ẩm của bùn sau khi nén , P2= 97 %. Tính công suất bơm hút bùn :thời gian hút bùn 120 phút, 24h lấy bùn 1 lần. N= Chọn cặp bơm hút bùn 760 W Trong đó Q : lưu lượng bùn sau khi nén H : chọn cột áp của bơm 6 m. : hiệu suất của bơm chọn = 0,8. : khối lượng riêng của bùn nén, =1200 (kg/m3). Chọn đường kính ống bơm bùn từ bể nén bùn sang máy ép bùn D= 100 mm Bảng 5.11 : Thông số xây dựng bể nén bùn STT Tên thông số Đơn vị Giá trị 1 Đường kính bể m 5 2 Chiều cao bể m 4,32 3 Đường kính máng thu nước m 4 4 Đường kính buồng phân phối trung tâm m 1,25 5 Chiều cao buồng phân phối trung tâm m 2,6 6 Thời gian lưu bùn trong bể h 24 5.5.10. Máy ép bùn Khối lượng bùn cần ép M=Vb Sb. =16 1200 1,03 0,035 = 692,16(kg/ngay). Trong đó: khối lượng riêng của bùn sau nén =1200 kg/m3 Sb: tỷ trọng bùn=1,03 Ps: nồng độ tính theo trọng lượng %; Ps=2-5% chọn Ps=3,5% Nồng độ bùn sau khi nén = 3,5% Nồng độ bùn sau khi ép = 25% Khối lượng sau khi ép = (kg/ngay) Số giờ hoạt động của thiết bị = 2h/ngày Tải trọng bùn tính trên 1m chiều rộng băng ép chọn 90kg/m.h Chiều rộng băng ép: Chọn thiết bị lọc ép dây đai bề rộng băng 1,9m Tính toán máng trộn khử trùng nước thải Diện tích tiết diện của máng trộn kiểu lượng: Trong đó : Q: lưu lượng trung bình giây. Q= 0,0416 (m3/s) V : tốc độ của nước thải trong máng trộn v= 0,8-0,9m/s.chọn v= 0,8m/s. Với lưu lượng tính toán Q=41,6l/s, dựa vào bảng 4-6 giáo trình “xử lý nước thải đô thị và công nghiệp” của Lâm Minh Triết, chọn các kích thướt cơ bản của máng trộn kiểu lượng như sau: L = 2500 mm l = 1755 mm b = 300 mm h1 = 700 mm h2 = 1030 mm b1 = 170 mm b2 = 150 mm b3 = 130 mm b4 = 110 mm Chiều sâu lớp nước sâu máng trộn: Tổn thất áp lực qua mỗi khe: Trong đó : hệ số phụ thuộc vào cách bố trí chổ lượn, chọn = 2,5 V : tốc độ chuyển động của nước thải qua khe lượn, v = 0,8(m/s) Chiều sâu lớp nước trước các khe lượn: Trước khe lượn thứ 1 : Trước khe lượn thứ 2 : Trước khe lượn thứ 3 : Trước khe lượn thứ 4 : Tính lượng hóa chất sử dụng . Bể chứa ure (nồng độ 10%) và bơm châm dung dịch ure Trong xử lý sinh học bằng quá trình bùn hoạt tính,tỷ lệ BOD : N = 100 : 5, do đó với BODvào bể aroten là 299,34 mg/l, N = 12mg/l, lượng N cần châm là: Phân tử lượng của ure la (H2N-CO-NH2) = 60 Khối lượng phân tử N2 = 28 Lượng ure cần tiêu thụ Nồng độ dung dịch ure sử dụng = 10% hay 100kg/m3 Lưu lượng dung dịch ure cần cung cấp Thời gian lưu dung dịch = 1 ngày Thể tích bể yêu cầu = 0,234 m3 Chọn 2 máy bỏm ure (1 vận hành, 1 dự phòng) Đặc tính bơm Q = 10 L/ h, áp lực 1 bar. Bể chứa axit photphoric (H3PO4) và bơm châm H3PO4. Trong xử lý sinh học bằng quá trình bùn hoạt tính,tỷ lệ BOD : P = 100 : 1, do đó với BODvào bể aroten là 299,34 mg/l, N = 1,7mg/l, lượng N cần châm là: Phân tử lượng của H3PO4 = 98 Khối lượng phân tử P = 31 Lượng ure cần tiêu thu Nồng độ dung dịch ure sử dụng = 85% hay 850kg/m3 Lưu lượng dung dịch ure cần cung cấp Thời gian lưu dung dịch = 1 ngày Thể tích bể yêu cầu = 0,0173 m3 = 17,3 lit Chọn 2 máy bơm H3PO4 (1 vận hành, 1 dự phòng) Đặc tính bơm Q = 0,8 L/ h, áp lực 1 bar. Bể chứa axit H2SO4 và bơm châm H2SO4 Lưu lượng thiết kế :Q = 150(m3/h) pHvào max = 9 pHtrunghoa = 7 K = 0,000005 mol/L Khối lượng phân tử H2SO4 = 98 g/mol Nồng độ dung dịch H2SO4 = 98% Trọng lượng riêng của dung dịch = 1,84 Liều lượng châm vào thực tế: Thời gian lưu dung dịch = 15 ngày Thể tích bể yêu cầu = 0,045 15 = 16,2 lit Chọn 2 máy bơm H2SO4 (1 vận hành, 1 dự phòng) Đặc tính bơm Q = 0,05 L/ h, áp lực 1 bar. Chất kết tủa polymer sử dụng cho thiết bi khử nước cho bùn Lượng bùn khô = 692,16 kg/ngày Thời gian vận hành = 2h/ngay Liều lượng polymer = 5kg/tấn bùn Liều lượng polymer tiêu thụ Liều lượng polymersử dụng = 0,2% Lượng dung dịch châm vào = 1,73/2 = 0,865 (m3/h) Chọn 1 hệ thống châm polymer công xuất 0,865(m3/h) Bể chứa dung dịnh NaOCl(10%) và bơm châm NaOCl Lưu lượng thiết kế : Q = 3600 m3/ngay Liều lượng Clo = 3 mg/l Lượng Clo châm vào máng trộn Nồng độ dung dịch NaOCl = 10% Lượng NaOCl 10% châm vào máng trộn Thời gian lưu = 2 ngày Thể tích cần thiết của bể chứa = 108 2 = 216 lit Chọn 2 máy bơm NaOCl (1 vận hành, 1 dự phòng) Đặc tính bơm Q = 4,5 L/ h, áp lực 1 bar. Bể chứa dung dịch FeCl3(46%) và bơm châm FeCl3 BOD = 100 mg/l; Fe = 0,5 mg/l BOD = 450 mg /l; Lượng FeCl3 cần thiết Lượng FeCl3 tiêu thụ Nồng độ FeCl3 sử dụng = 46% = 460kg/m3 Dung dịch cung cấp Thời gian lưu = 2 ngày Thể tích cần thiết của bể chứa = 51 2 = 102 lit Chọn 2 máy bơm FeCl3 (1 vận hành, 1 dự phòng) Đặc tính bơm Q = 2,2 L/ h, áp lực 1 bar. Chương 6: TÍNH TOÁN KINH TẾ. 6.1. Chi phí xây dựng. TT Hạng mục – qui cách Thể tích (m3) Số luợng Đơn giá (Đồng) Thành tiền ( Đồng ) 1 Song chắn rác 0,9 1 1.000.000 900.000 2 Hố thu gom 73,5 1 1.000.000 73.500.000 3 Bể điều hòa 704 1 1.000.000 704.000.000 4 Bể phản ứng 1,38 1 1.000.000 1.380.000 5 Bể tạo bông 57,5 1 1.000.000 57.500.000 6 Bể lắng I 408 1 1.000.000 408.000.000 7 Bể Aerotank 1469 1 1.000.000 1.469.000.000 8 Bể lắng II 625 1 1.000.000 625.000.000 9 Bể nén bùn 125 1 1.000.000 125.000.000 10 Máng trộn 0,65 1 1.000.000 650.000 Tổng cộng 3.464.930.000 Chi phí xây dựng được khấu hao trong 15 năm. Vậy chi phí khấu hao xây dựng trong 1 năm : (đồng) 6.2. Chi phí trang thiết bị. STT Tên thiết bị & Thông số kỹ thuật Số lượng Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng) 1 Song chắn rác 1 1.000.000 1.000.000 2 Hố thu gom - Bơm chìm 3KW 2 15.000.000 30.000.000 3 Bể điều hòa - Máy thổi khí (7,5KW) - Đĩa - Bơm chìm (3KW) 1 150 2 20.000.000 250 000 15.000.000 20.000.000 37.500.000 30.000.000 4 Bể phản ứng Thiết bị khuấy trộn 1 8.000.000 8.000.000 5 Bể tạo bông - Thiết bị khuấy trộn 3 8.000.000 24.000.000 6 Bể lắng I Máng răng cưa (14,5m) Hệ thống gạt bùn Bơm bùn sang bể nén 1 1 2 7.500.000 20.000.000 8.000.000 7.500.000 20.000.000 16.000.000 7 Bể Aerotank - Máy thổi khí (100KW) - Đĩa 1 470 40.000.000 25.000 40.000.000 117.500.000 8 Bể lắng II - Bơm bùn tuần hoàn - Bơm sang bể nén bùn - Máng thu nước răng cưa cuả bể lắng (35m) - Hệ thống gạt bùn 2 2 1 1 10.000.000 8.000.000 15.000.000 20.000.000 20.000.000 16.000.000 15.000.000 20.000.000 9 Bể chứa bùn - máng răng cưa (15m) - Bơm bùn sang máy ép Bơm thu nước về bể diều hòa 1 2 2 7.500.000 12.000.000 5.000.000 7.500.000 24.000.000 10.000.000 10 Máy ép bùn dây đai 1 250.000.000 250.000.000 11 Hệ thống đường ống, van, các phụ kiện khác 1 100.000.000 100.000.000 12 Bể pha hóa chất Bơm hóa chất 6 12 1.000.000 5.000.000 6.000.000 60.000.000 13 Tủ điện điều khiển và hệ thống điện 1 50.000.000 50.000.000 TỔNG CỘNG 930.000.000 Chi phí thiết bị được khấu hao trong 10 năm, vậy chi phí khấu hao thiết bị trong 1 năm (đồng) 6.3. Chi phí vận hành. 6.3.1. Chi phí nhân công Công nhân: 2 người 1 500 000 đồng/ tháng 12 tháng = 36 000 000 đồng Cán bộ : 1 người 2 000 000 đồng/ tháng 12 tháng = 24.000.000 đồng Tổng cộng : 36 000 000 + 24 000 000 = 60 000 000 đồng / năm 6.3.2. Chi phí điện năng Điện năng tiêu thụ được tính theo công thức : Trong đó : Q : lưu lượng nước bơm trong một năm H : Chiều cao trung bình của nước được bơm , H = 6 m m : Hệ số hữu ích của bơm . Chọn m = 0,8 Chi phí điện năng : S = E 550 = 26805,6 1500 = 40.208.000 (đồng) 6.4. Chi phí hóa chất. Hoá chất Khối lượng ( kg/năm) Đơn giá ( Đồng/kg) Thành tiền ( Đồng) (NH2)2CO H3PO4 H2SO4 Phèn FeCl3 NaClO Polimer 8446 5373 643,86 8577,5 3942 1263 3.000 5.000 5.000 4.700 15.000 60.000 25.338.000 26.865.000 3.220.000 40.315.000 59.130.000 75.780.000 Tổng cộng 230.648.000 Tổng chi phí quản lí hàng năm: S = 60.000.000 + 40.208.000 + 230.648.000 = 330.865.000 (đồng) Chi phí bảo trì sữa chữa hằng năm 50.000.000 (đồng) Giá thành 1m3 nước thải Tổng chi phí trong một năm cho trạm xử lí ( tính luôn khấu hao hàng năm) St = 231.000.000 + 93.000.000 + 330.865.000 + 50.000.000 = 704.865.000 (đồng) (đồng/m3) Chương 7 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1. Kết luận. Nước thải sản xuất tại Công ty Lucretia bị ô nhiễm bởi dầu mỡ, chất hoạt tính bề mặt, axít, kiềm, tạp chất thuốc nhuộm, chất điện ly , tinh bột men, chất ôxy hóa, kim loại nặng, với thành phần tính chất : pH = 9, BOD = 450mg/l, COD = 750mg/l, SS = 331mg/l. Nồng độ chất ô nhiễm này đã vượt quá giá trị cho phép xả vào nguồn loại B TCVN (5945-1995) và gây ô nhiễm môi trường cho nguồn tiếp nhận- sông Đồng Nai. Do vậy cần phải nhanh chóng xử lý. Công nghệ xử lý được lựa chọn là thích hợp cho việc xử lý nước thải sản xuất tại công ty Lucretia với thành phần ô nhiễm như trên. Nước thải đầu ra đạt TCVN 5945-1995 loại B. Với công nghệ đã lựa chọn cho giá thành xử lý rẻ và có thể triển khai ứng dụng. 7.2. Kiến nghị. Qua quá trình thực hiện đồ án, tham khảo tài liệu, có một số kiến nghị sau: Theo dõi thường xuyên diễn biến chất lượng môi trường và kiểm soát ô nhiễm ở công ty được tổ chức thực hiện kết hợp giữa các cơ quan chuyên môn có chức năng và cơ quan quản lý môi trường ở địa phương (Sở Khoa Học Công Nghệ và Môi trường tỉnh Bình Dương) để bảo đảm hoạt động của công ty một cách ổn định, đồng thời khống chế các tác động tiêu cực đến môi trường xung quanh. Cần có người vận hành và quản lý giỏi thường xuyên kiểm tra theo dõi hoạt động của trạm xử lý. Và thường xuyên tổ chức các lớp đào tạo nâng cao trình độ chuyên môn cho đội ngũ cán bộ của Công ty tham gia. Hạn chế sử dụng các hóa chất trợ, thuốc nhuộm ở dạng độc hoặc khó phân hủy sinh học, giảm các chất gây ô nhiễm nước thải trong quá trình tẩy. Tuyên truyền cho cán bộ công nhân viên trong công ty thực hiện về các qui định về an toàn lao động, phòng chống cháy nổ. Thực hiện việc kiểm tra sức khỏe, kiểm tra y tế định kỳ cho nhân viên Công ty.