Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công Ty Cổ Phần Giấy An Bình (Hệ thống SX mới)

sinh khối do đó dễ dàng tạo ra các vùng chết. Khi các vùng chết ngày càng tăng làm cản trở dòng chảy, các dòng chảy ngắn hình thành dẫn đến giảm hiệu quả xử lý. Để khắc phục nhược điểm này, người ta dùng vật liệu nhựa tổng hợp có cấu trúc thoáng, độ rỗng cao làm giá thể thay cho sỏi đá. Bên cạnh đó, kiểm tra định kỳ và loại bỏ chất rắn không bám dính bằng cách xả đáy bể và rửa ngược. 4.1.5 Xử lý bùn cặn Khi xử lý bước thải sẽ tạo ra nhiều bùn cặn, chúng cần được giảm khối lượng để giảm sự nhiễm bẩn môi trường. Số lượng, tính chất hóa lý của bùn cặn phụ thuộc vào loại nước thải ban đầu và phương pháp xử lý. Các bùn cặn trên được chia thành 3 nhóm: bùn cặn vô cơ, bùn cặn hữu cơ, bùn cặn hỗn hợp chứa cả chất vô cơ và hữu cơ. Trong bùn cặn, nước tự do chiếm 60-65%, nước liên kết khoảng 30-35%, nước tự do có thể tách ra khỏi bùn cặn một cách dễ dàng còn nước liên kết-ẩm, nước lên kết keo và hút nước khó tách hơn nhiều. Nén đặc bằng lắng Tách nước Đốt Sấy khô Uû phân (composting) Tiêu hủy (ổn định) Tách nước Chôn lấp Sấy khô Khử trùng Hình 3. Sơ đồ các phương án xử lý bùn 4.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GIẤY HIỆN NAY. Các phương pháp xử lý loại bỏ các chất ô nhiễm nước của ngành giấy bao gồm lắng, đông keo tụ hóa học và phương pháp sinh học. 4.2.1 Phương pháp lắng. Phương pháp này dùng để tách các chất rắn dạng bột hay xơ sợi, trước hết đối với dòng thải từ công đoạn nghiền và xeo giấy. Với mục đích thu hồi lại xơ sợi, bột giấy thì thường dùng thiết bị lắng hình phễu. Trong quá trình lắng cần phải tính toán thời gian lưu thích hợp vì với thời gian lưu dài dễ có hiện tượng phân hủy yếm khí, khi bùn lắng không được lấy ra thường xuyên. Để nước thải loại này lắng được tốt và tạo điều kiện các hạt liên kết với nhau tạo thành bông cặn dễ lắng, người ta thường tính toán với tải trọng bề mặt từ 1-2 m3/m2.h (lưu lượng dòng thải tính cho 1 đơn vị bề mặt lắng của bể trong một đơn vị thời gian). Để giảm thời gian lưu trong bể lắng, nâng cao hiệu suất lắng người ta có thể thổi khí nén vào bể lắng. Loại bể lắng – tuyển nổi này thường có tải trọng bề mặt 5-10 m3/m2.h. 4.2.2 Phương pháp đông keo tụ hóa học. Phương pháp này dùng để xử lý các hạt rắn ở dạng lơ lửng, một phần chất hữu cơ hòa tan, hợp chất photpho, một số chất độc và khử màu. Phương pháp này có thể xử lý trước hoặc sau xử lý sinh học. Các chất keo tụ thông thường là phèn sắt, phèn nhôm và vôi. Các chất polime dùng để trợ keo và tăng tốc quá trình lắng. Đối với mỗi loại phèn cần điều chỉnh pH của nước thải ở giá trị thích hợp, chẳng hạn như phèn nhôm pH từ 5-7, phèn sắt pH từ 5-11 và dùng vôi thì pH >11. 4.2.3 Phương pháp sinh học. Nước thải của công nghiệp giấy và bột giấy có tải lượng ô nhiễm chất hữu cơ cao, đặc biệt có chứa hàm lượng các hợp chất ở dong thải của xí nghiệp. Các hợp chất của lignin là những chất không có khả năng phân hủy hiếu khí và phân hủy kỵ khí rất chậm. Do đó trước khi đưa nước thải vào xử lý sinh học thì dịch đen của quá trình sản xuất bột giấy cần được xử lý sinh học thì dịch đen của quá trình sản xuất bột giấy cần được xử lý cục bộ để tách lignin. Trong nước thải của sản xuất giấy và bột giấy có hàm lượng các hợp chất cacbonhydrat cao, là những chất dễ phân hủy sinh học nhưng lại thiếu nitơ và photpho là những chất dinh dưỡng, đảm bảo tỷ lệ cho quá trình hiếu khí BOD5 : N : P là 100:5:1; đối với quá trình kỵ khí BOD5 : N : P = 100 : 3 : 0.5. Đặc tính nước thải ngành giấy thường có tỷ lệ BOD5 : COD 1000 mg/l) nên trong xử lý thường kết hợp giữa kết hợp giữa phương pháp hiếu khí và kỵ khí. 4.3 MỘT SỐ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY ĐƯỢC ÁP DỤNG HIỆN NAY. Bể chứa hay bể axit hóa Bể UASB Bể hiếu khí – Bùn hoạy tính Bề lắng Két khí Bể chứa bùn Nước thải Bổ sung N, P Bùn hoạt tính tuần hoàn Hình 4. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải sản xuất giấy của công ty Roemond Hà Lan Trạm bơm Sàng quay Bể UASB Lắng sơ cấp Két khí Xử lý bùn Bể bùn hoạt tính Bể bùn hoạt tính Lắng thứ cấp Lắng thứ cấp Hình 5. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải công nghiệp giấy Eerbecb Song chắn rác Bể trộn Bể phản ứng Bể lắng 1 Bể Aeroten Bể thu hồi bột giấy Bể lắng 2 Thiết bị xử lý bùn Hình 6. Dây chuyền xử lý nước thải tại công ty giấy Hòa Phương Bể điều hòa Bể trộn Bể trộn Bể hiếu khí lơ lửng Bể tạo bông Bể lắng 2 Bể nén bùn Bể điều hòa Bể lắng bột giấy Bể thu hồi bột giấy Hình 6. Dây chuyền xử lý nước thải tại nhà máy giấy Xuân Đức CHƯƠNG 5 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÔNG TY GIẤY AN BÌNH 5.1 CÁC THÔNG SỐ ĐỀ XUẤT TRONG PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY. Cơ sở để lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho công ty: Dựa vào lưu lượng, thành phần tính chất nước thải Dựa vào tiêu chuẩn thải ra nguồn Dựa vào kinh phí đầu tư và tính kinh tế của công trình Diện tích mặt bằng của hệ thống xử lý Bảng 6. Các thông số đầu vào và tiêu chuẩn đầu ra của nước thải STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Tiêu chuẩn đầu ra (TCVN 5945-2005) 1 pH - 5 – 6,8 5,5 - 9 2 SS Mg/l 1550 100 3 BOD5 Mg/l 500 – 600 50 4 COD Mg/l 1200 - 1500 100 5.2 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ. Nước thải từ quá trình sản xuất Bể thu gom Bể Aeroten Bể lắng Sàn nghiêng thu hồi bột giấy Bể điều hòa Hệ thống tuyển nổi Polymer Bể chứa nước sau xử lý để tái sử dụng Bể chứa bùn Khí : Đường dẫn nước thải : Đường dẫn bùn : Đường dẫn hóa chất : Đường dẫn khí 5.3 THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ. Nước thải từ quá trình xeo giấy bên trong khu vực sản xuất sẽ được thu gom dẫn về bể thu gom. Từ bể thu gom nước thải sẽ được bơm lên hệ thống sàn nghiêng thu hồi bột giấy, phần bột giấy sẽ được thu hồi bằng hệ thống riêng của công ty, phần nước thải sẽ chảy vào bể điều hòa. Nước thải từ bể điều hòa sẽ được bơm vào hệ thống tuyển nổi để tách các cặn lơ lửng có kích thước nhỏ ra khỏi nước thải,hệ thống tuyển nổi là hệ thống gồm các hạng mục: Bể tuyển nổi, Bồn tạo áp, hệ thống gạt bọt, máy nén khí và phụ kiện khác. Ngoài ra để tăng hiệu quả xử lý chất thải rắn lơ lửng, có sử dụng thêm chất trợ tuyển nổi polymer. Tại bể tuyển nổi phần bọt bên trên sẽ được hệ thống gạt bọt gạt vào bể chứa bùn, phần nước trong sẽ chảy qua bể Aerotank, sau khi qua bể Aerotank, nước thải được bơm qua bể lắng II, nước thải sau bể lắng II sẽ đi vào bể chứa nước sau xử lý để tái sử dụng lại, bùn từ bể lắng II một phần được tuần hoàn vào bể Aerotank, phần bùn dư được đưa về bể nén bùn. CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ * Xác định lưu lượng tính toán: - Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm: Qtbng = 4320 m3/ngày - Lưu lượng nước thải trung bình giờ : Qtbh = 180 m3/h - Lưu lượng nước thải trung bình giây : Qtbs = 0.5 m3/s = 500 l/s * Hệ số không điều hòa đối với nước thải: Bảng7. Hệ số không điều hòa (4) Qtbs (l/s) 5 15 30 50 100 200 300 500 800 1250 K 3 2.5 2 1.8 1.6 1.4 1.35 1.25 1.2 1.15 Với Qtbs = 500 l/s " K = 1.25 Lưu lượng lớn nhất giờ: Qhmax = Qhtb x K = 180 m3/h * 1.25 = 225 m3/h Lưu lượng lớn nhất giây: Qsmax = Qstb x K = 0.5 m3/s *1.25 = 0.625 m3/s 6.1 BỂ THU GOM Thể tích của bể: W = Qhmax x t Với t là thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 15 phút W = = 56,25 (m3) Chọn: + Chiều cao hữu ích của bể: h = 2 m + Chiều cao bảo vệ : hbv = 0.5 m Chiều cao xây dựng của bể: H = h + hbv = 2,5 (m) Diện tích bề mặt của bể: F = = = 22,5 (m2) " chiều dài: 7 m chiều rộng: 3,4 m Bảng 8. Kích thước xây dựng bể thu gom STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài bể m 7 2 Chiều rộng bể m 3,4 3 Chiều cao tổng cộng của bể (H) m 2,5 6.2 SÀN NGHIÊNG THU HỒI BỘT GIẤY. Thể tích bể: W = Qhmax x t t: thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 1,4 phút " W = (m3) Chọn: + chiều cao hữu ích: h = 1,2 m + chiều cao bảo vệ : hbv = 0,3 m " chiều cao xây dựng: H = 1,5 m Diện tích bề mặt của bể: F = = = 3,5 m " chiều dài: L = 3 m chiều rộng: B = 1,2 m Chọn vật liệu là khung thép V5, CT3, lưới Inox Bảng 9. Kích thước xây dựng sàn nghiêng STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài m 3 2 Chiều rộng m 1,2 3 Chiều cao tổng cộng (H) m 1,5 Đường kính ống dẫn nước sang bể điều hòa: Vận tốc nước thải đi trong ống đẩy của bơm từ vđ = 1,5-2,5m/s, và trong ống hút vh = 0,8-2,0m/s. D = Khi vh = 0,8(m/s), ta có dh = 0,28m vh = 2(m/s), ta có dh = 0,17m Khi vđ = 1,5(m/s), dđ = 0,21m vđ = 2,5(m/s), dđ = 0,16m Trong thực tế đường kính ống hút bằng đường kính ống đẩy nên ta chọn 210 mm thỏa mãn vận tốc dòng chảy nằm trong khoảng vd = vh =1,5m/s. Chọn ống PVC có đường kính 220 mm, chiều dày 2mm. Kiểm tra lại vận tốc trong ống: (thỏa) Tính và chọn bơm nước thải sang bể điều hòa: Aùp lực tổng khi bơm chạy xác định theo phương trình: Trong đó: H: tổng áp suất khi bơm chạy tính theo m cột chất lỏng P1 và P2 : áp suất trên bề mặt chất lỏng khoảng hút và khoảng đẩy : khối lượng riêng của chất lỏng được đẩy đi g = 9,81 m/s H0 : khoảng cách hình học giữa 2 mặt thoáng, m : áp suất mất do khắc phục trở lực trên cả đường hút và đường đẩy (kể cả trở lục cục bộ của chất lỏng đi ra khỏi ống dẫn ở khoảng đẩy), mH2O. P1 = P2 = 0 Khoảng cách từ bể thu hồi bột giấy đến mặt nước bể điều hòa gần đúng Xác định chế độ chảy: Re = Trong đó: + d: đường kính ống, d = 210(mm) = 0,21(m) + suy ra: Re = = 39.104 >104 (đây là chế độ chảy rối) ( công thức Blasius) - Aùp lực khắc phục trở lực trên đường ống hút và ống đẩy, nH2O Với Trong đó: +: tổng trở lực cục bộ trong ống hút =0,5: hệ số trở lực khi vào ống hút +: tổng hệ số trở lực cục bộ trong ống đẩy Trên đường ống đẩy có 3 khúc cong 90o, 1 van 1 chiều -hệ số trở lực khi ra khỏi ống đẩy - hệ số trở lực khúc cong 900 -hệ số trở lực của van một chiều Suy ra: = 0,42 (mH2O) Chọn H = 5 m Chọn lưu lượng bơm là Qb = 180m3/h. Vậy công suất của bơm là: N = = = 3,07 (Kw) Chọn 2 bơm công suất 3,1 Kw, hoạt động luân phiên. 6.3 BỂ ĐIỀU HOÀ. a. Nhiệm vụ : Bể điều hoà có ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý, nó có tác dụng điều hoà lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm. Bên cạnh đó quá trình thổi khí tránh được sự lắng cặn và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý nước thải tiếp theo. b. Tính toán : Kích thước bể : + Chọn thời gian lưu nước trong bể là 1h + Thể tích bể điều hoà : = 180 x 1 = 180 m3 . + Chọn chiều cao bể 3,5m + Chọn chiều cao an toàn 0,5 m + Chiều cao thực : H = 3,5 + 0,5 = 4 m Diện tích bể : F = = Chọn chiều dài x chiều rộng = 7 x 7 (m) Vậy kích thước bể : L x B x H = 7 x 7 x 4 (m) Giả sử khuấy trộn bể điều hoà bằng hệ thống thổi khí. Lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn: Qk = R x V =0,012 m3/m3.phút x 180 m3/h = 2,16 m3/phút = 2160 l/phút = 36 l/s Với : R - tốc độ khí nén; R = 10-15 l/m3.phút. Chọn R = 12 l/m3phút = 0,012m3/m3.phút V- Thể tích thực tế bể điều hoà (m3) Lượng khí cấp cần thiết để chọn máy thổi khí: Qyc = f Qk = 2 2160 l/phút = 4320 (l/phút) = 259 m3/h Với f: hệ số an toàn, chọn f = 2 Bảng 10. Các thông số cho thiết bị khuyếch tán khí Loại khuyếch tán khí Lưu lượng khí l/phút cái Hiệu suất chuyển hoá O2 tiêu chuẩn ở độ sâu 4,6m % - Đĩa sứ- lưới - Chụp sứ- lưới - Bản sứ – lưới - Ôáng plastic xốp cứng bố trí + Dạng lưới + Hai phía theo chiều dài + Một phía theo chiều dài -Ống plastic xốp mềm bố trí: +Dạng lưới + Một phía theo chiều dài - Ống khoan lỗ bố trí: + Dạng lưới + Một phía theo chiều dài - Khuyếch tán không xốp + Hai phía theo chiều dài + Một phía theo chiều dài 11 ÷ 96 14 ÷71 57 ÷142 68 ÷113 85 ÷ 311 57 ÷340 28 ÷198 57 ÷198 28 ÷113 57 ÷170 93 ÷283 283 ÷990 25÷40 27 ÷39 26 ÷33 28 ÷32 17 ÷28 13 ÷25 26 ÷36 19 ÷37 22 ÷ 29 15÷19 12÷23 9 ÷12 Chọn hệ thống khuếch tán khí bằng đĩa, đường kính đĩa 170mm bố trí theo dạng lưới có lưu lượng khí 75l/p, vậy số đĩa khuếch tán khí: cái, chọn n = 60 cái Chọn số ống nhánh dẫn khí là 6, trên mỗi ống nhánh gắn 10 thiết bị phân phối khí. Khoảng cách giữa 2 ống nhánh: Khoảng cách giữa 2 thiết bị khuyếch tán khí trên cùng 1 ống nhánh: Tính đường kính ống dẫn khí: Bảng 11. Đường kính theo vận tốc khí trong ống Đường kính, mm Vận tốc, m/s 25 – 75 100 – 250 300 – 610 760 – 1500 6 – 9 9 – 15 14 – 20 19 - 33 Tính đường ống chính: Vận tốc khí trong ống chính dẫn khí vào bể điều hòa trong khoảng 10-15m/s, chọn v = 10m/s. + Đường kính ống dẫn khí chính: Dc = Chọn ống PVC có đường kính 0,1 m, độ dày 2mm Kiểm tra lại vận tốc khí trong ống chính: (thỏa) - Tính đường kính ống nhánh: Lưu lượng khí trong mỗi ống nhánh: Vận tốc dòng khí trong ống nhánh 10-15m/s, chọn v = 10m/s. Đường kính ống nhánh: Chọn ống PVC, đường kính 50 mm, chiều dày 2 mm. Kiểm tra vận tốc trong ống nhánh: Tính toán máy sục khí: Aùp lực cần thiết của máy thổi khí: Trong đó: « : tổn thất áp lực do ma sát theo chiều dài trên đường ống dẫn, m « : tổn thất cục bộ, m « : tổn thất qua thiết bị phân bố khí, m « H : chiều sâu ngập nước của đĩa, giá trị xem như chiều cao ngập nước của bể, H = 3,5 m. Tổng tổn thất & thường không vượt quá 0,4 m, chọn Tổn thất không quá 0,5 m, chọn =0,5(m) Công suất của máy thổi khí: Trong đó: Pm : công suất của máy thổi khí, kW W: trọng lượng của dòng không khí kg/s R: hằng số khí, R = 8,314 KJ/Kmol0K T1: nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào, T = 30+273=3030K P1: áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1=1 atm P2: áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = = 1,44 atm - , K = 1,395 đối với không khí. - e: hiệu suất của máy thổi khí (0,7-0,9), chọn e = 0,8 - 29,7: hệ số chuyển đổi sang hệ SI. Vậy: Chọn 2 máy thổi khí, công suất mỗi máy là 3,5 Kw. Tính toán ống và bơm dẫn nước thải sang hệ thống tuyển nổi - Lưu lượng cần bơm: Q = 180 m3/h - Vận tốc trong ống v = 1,5 m/s - Đường kính ống: Chọn cống PVC có đường kính 210 mm, chiều dày 2mm. Cột áp của bơm H = 8-10m H2O, chọn H = 8mH2O. Công suất bơm tính theo công thức: N = 5 (Kw). Chọn 2 bơm chìm công suất 5,5 Kw, hoạt động luân phiên. HỆ THỐNG TUYỂN NỔI. Các thông số đầu vào: SS = 1550 mg/l BOD5 = 600 mg/l COD = 1500 mg/l Bảng 12. Thông số thiết kế cho bể tuyển nổi khí hòa tan. Thông số Giá trị Trong khoảng Đặc trưng Áp suất, kPa 170 ÷ 475 270 ÷340 Tỉ số A/S 0,03 ÷ 0,05 0,01 ÷ 0,2 Chiều cao lớp nước, m 1÷3 Tải trọng bề mặt (m3/m2.ngày) 20 ÷ 325 Thời gian lưu nước Bể tuyển nổi Cột áp lực 20 ÷ 40 0,5 ÷ 3 phút Mức độ tuần hoàn 5 ÷ 120 * Tính toán bồn tạo áp: - Áp lực yêu cầu cho cột áp lực được tính theo công thức sau: " P = Trong đó: - = tỉ số khí/ chất rắn, ml khí/ mg chất rắn, trong khoảng 0,03 ¸0,05( xử lý nước thải đô thị- tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết), chọn = 0,03 f = phần khí hoà tan ở áp suất P, chọn f= 0,5 Ck = độ hoà tan của khí, mg/l, lấy theo bảng: Bảng 13. Độ hòa tan của không khí theo nhiệt độ (10) t0 (0c) 0 10 20 30 Ck (ml/l) 29,2 22,8 18,7 15,7 t0tb =250c , khi đó Ck = 17,3 (mg/l) Cc =hàm lượng chất rắn lơ lửng, Cc = SS = 1550 mg/l; " P = = 6,1 (atm) = 517 kPAˆ Thể tích bồn tạo áp: V = Qhtb x t Với t là thời gian lưu nước trong bồn, t = 0,5-3 phút, chọn t = 2 phút " V = = 6 m3 Chọn: + chiều cao của bồn: h = 2,5 m + chiều cao bảo vệ : hbv = 0,5 m " chiều cao xây dựng: H = h + hbv = 3 m Đường kính bồn tạo áp: D = = = 1,6 (m) Lưu lượng khí cung cấp: = 0,03 Trong đó: S- lượng cặn tách ra trong 1 phút, gam S = Cc . Qhtb = 1550 . = 4650 (g/phút) Lưu lượng khí cung cấp: A= 0,03 x 4650 = 139,5 ( l/phút) Chọn máy nén khí có công suất N = 7,5HP – Tính bề dày thân, nắp, đáy cho bồn tạo áp: + Chọn vật liệu bình: thép CT3 + Ứng suất kéo: =380 . 106 (N/m2) + Ứng suất cắt: = 240 . 106 (N/m2) + Tốc độ gỉ :0,06 mm/năm; + Môi trường làm việc lỏng( H2O): r =1000( kg/m3) + Aùp suất làm việc: Pk = 6,1 atm = 517 (Kpa) + Chiều cao nước trong bình: Hlv = 2,5 m. ª Bề dày của thân áp lực S = + C Trong đó: = đường kính trong của bình áp lực, = 1,6 m; = hệ số hàn, chọn = 0,95; P = áp suất tính toán trong thiết bị P= Pk + Pn = Pk + r g Hlv = 517 + 9,81 .1000.2,5.10-3 = 542(Kpa) ( Pn : áp suất thuỷ tỉnh) =ứng suất cho phép của thép. + hệ số hiệu chỉnh: h = 1 + nk =2,6 + nc = 1,5 = h= h = 1. =146.106 (N/m2) = h= h = 1. =160 .106 (N/m2) Lấy giá trị nhỏ nhất trong 2 kết quả vừa tính để tính toán = 146. 106 (N/m3) - C – hệ số bổ sung bề dày tính toán: C = C1 + C2 + C3 C1: hệ số ăn mòn hoá học, C2 =1mm; C2 : hệ số ăn mòn cơ học, C2 = 0; C3: hệ số bổ sung do dung sai, C3 = 1,5 mm. " C = 1+ 0 + 1,5 = 2,5 (mm) Vì .jh =. 0,95 = 256 >25 nên có thể bỏ qua đại lượng P ở mẫu số trong công thức tính bề dầy thân. bề dày thân của bình áp lực: S = == 5,6 (mm). Chọn s = 6 mm _ Kiểm tra ứng suất cho phép ở bên trong thiết bị: Aùp suất tính toán cho phép ở bên trong thiết bị: Nghĩa là bài toán thoả. ª Tính bề dày đáy, nắp (elip) của bình áp lực: S= Trong đó: P- áp suất tính toàn trong thiết bị, N/mm2; - ứng suất cho phép khi kéo của vật liệu làm đáy,N/mm2; Rt = bán kính cong bên trong ở đỉnh đáy,mm; Đối với đáy tiêu chuẩn: và do đó Rt = Ht Chiều sâu của phần elip của đáy đo theo mặt trong của đáy. Vì Chọn C giống như phần tính bề dày thân, C=2,5(mm) (mm) Ø Chọn S= 6 (mm). Kiểm tra: 25 Aùp suất tính toán cho phép ở bên trong thiết bị: Nghĩa là bài toán thoả. ª Tính chân đỡ bình áp lực: Tính khối thiết bị bằng cách tra các thông số trong bảng trong sổ tay quá trình và thiết bị hoá chất (tập 2) Khối lượng thân: mthân = Trong đó: Dn –đường kính ngoài của thân, Dn =Dt +2S =1,6 +2.6.10-3 =1,612 (m) Chọn Dn = 1,62 m Dt – đường kính trong của thân, Dt =1,6 (m) D- khối lượng riêng của thép CT3, tra bảng D=7850 (kg/m3) mthân = kg Khối lượng nắp và đáy: mnắp=mdáy =27,1(kg) Khối lượng bích nắp và bích đáy: mbích = Khối lượng bích của ống dẫn: mbích = khối lượng nước: mnước =V.r =6 x1000 =6000 (kg) tải trọng tác dụng lên một chân đở: G = Trong đó: Z- số lượng chân đỡ; Mmax = mthân + mđáy + mnắp + mbích + mbich ống + mnước=595 + 2. 27,1 + 216,12 + 12,35 + 6000 =6877 (kg) Chọn bình có 3 chân đỡ; Tải trọng tác dụng lên 1 chân đỡ là: G = = 22487 (N) Chọn tải trọng cho phép lên một chân: = 2,3.104 (N) Tra bảng, chọn loại chân đỡ ( thép CT3), có diện tích bề mặt đỡ F=75(m2) * Tính toán bể tuyển nổi: Chọn bể tuyển nổi hình vuông Chọn: + Chiều sâu phần tuyển nổi: hn = 2,5 m + Chiều sâu phần lắng bùn: hb = 0,7 m + Chiều cao bảo vệ : hbv = 0,3 m – Diện tích bề mặt của bể: A = Để hiệu suất xử lý SS đạt 90%, chọn LA = 130 m3/m2.d = 5,4 m3/m2.d A = = 33 m2 Chọn chiều dài x chiều rộng = 5,8 x 5,8(m) – Chiều sâu tổng cộng của bể: H = hn + hb + hbv = 2,5 + 0,7 + 0,3 = 3,5 m ­ Thể tích bể tuyển nổi: V = A x H = 33 x 3,5 = 115,5 (m3) – Thể tích vùng tuyển nổi: Vtn = L x B x hn = 5,8 x 5,8 x 2,5 = 85 (m3) Thời gian lưu nước trong bể: t = = 0,47 h = 28 phút – Hiệu suất xử lý SS: 90% " Hàm lượng SS sau tuyển nổi: 1550 mg/l x (1 – 0,9) = 155 mg/l – Hiệu suất xử lý BOD5: 36% " Hàm lượng BOD5 sau tuyển nổi: 600 ( 1 – 0,36) = 384 mg/l – Hiệu suất xử lý COD: 50% " Hàm lượng COD sau tuyển nổi: 1500 (1 – 0,5) = 750 mg/l – Lượng chất lơ lửng thu được mỗi ngày: MSS =1550 x 0,9 x 4320 x = 6026 (kgSS/ngày) Giả sử bùn tươi có hàm lượng chất rắn là 3,4%, VS = 65%, khối lượng riêng là 1,0072 kg/l. – Thể tích bùn tươi cần xử lý mỗi ngày: Qbùn = = 176 m3/ngày – Lượng VS của bùn tươi cần xử lý mỗi ngày: MVS = MSS x 0,65 = 6026 x 0,65 = 3917 (kgVS/ngày) Tính toán lượng polyme bơm vào bể: Lượng polymer tối ưu cần thiết để cho vào bể: 0,002-0,003 kg/m3 Lượng polymer được cho vào bể trong 1 giờ: 0,003kg/m3 x 180m3/h = 0,54kg/h 6.5 BỂ AEROTANK. Bảng 14. Các thông số tính toán bể Aerotank Thông số Đơn vị Giá trị Thời gian lưu bùn, qc Tỉ số F/M Tải trọng thể tích Nồng độ MLSS, X Tỉ số thể tích bể/lưu lượng giờ,V/Q Tỉ số tuần hoàn bùn hoạt tính, Qth/Q Ngày Kg/kg.ngày kgBOD5/m3ngày mg/l giờ 0,75 ¸ 15 0,2 ¸ 1 0,8 ¸ 1,9 800 ¸ 4000 3 ¸ 5 0,25 ¸ 1,0 Thông số đầu vào: Tỷ lệ MVSS:MLSS=0,8 Qtbngày =4320m3/ngày CODvào=750 (mg/l); CODra=100mg/l BOD5vào=384 (mg/l); BODra=50mg/l SSvào=155 (mg/l); SSra=100mg/l Màu=300 Pt Co Nhiệt độ=250c Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aerotank X=3000 (mg/l). Thể tích bể: V=(m3) Với: °So: nồng độ BOD5 đầu vào. °S: nồng độ BOD5 đầu ra. °: thời gian lưu bùn. Theo các đề tài nghiên cứu quá trình bùn hoạt tính hiếu khí đối với nước thải dệt nhuộm khoa Môi trường-trường Đại học Bách khoa ta có các thông số động học như sau: °Hệ số sinh trưởng cực đại :Y=0,4 mgbùn/mg BOD5 tiêu thụ. °Hệ số phân hủy nội bào : Kd=0,072 l/ngày. Chọn chiều sâu của bể Aerotank = 6m , theo [Trịnh Xuân Lai. Tính toán thiết kế các công trình trong hệ thống xử lý nước thải. Nhà Xuất bản Xây dựng.Năm 2000 ] thì tỷ số B : H =2:1, chọn B=L=13m Chiều cao xây dựng bể an toàn là: H = 0,5 + 6 = 6,5 (m). Với 0,5 là chiều cao an toàn. Thời gian lưu nước trong bể Aerotank: (ngày). Hệ số tăng trưởng của bùn: Lượng bùn hoạt tính sinh ra mỗi ngày: G=Yb . Q . (So - S) = 0,2 . 4320 . 334 . 10-3 = 289 (kg/ngày) Lượng bùn dư thải bỏ: (m3/ngày). Với: Qr = Qv=4320 m3/ ngày. Xt = 8000 mg/l (nồng độ bùn hoạt tính bay hơi trong dòng tuần hoàn = 10000 mg/l, do MVSS:MLSS=0,8). Xra = 20 mg/l chất rắn lơ lửng ra khỏi bể. Xác định tỷ số tuần hoàn a: Q+Qth, X Q, XO Qth, Xth Aerotank LắngII Qb,Xth Qra,Xra Hình 7 . Sơ đồ hoạt động của Aerotank Phương trình cân bằng vật chất cho bể aerotank là: QXO + QthXth = (Q + Qth)X Trong đó: Q: lưu lượng nước thải, Qth: lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn XO: nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào aerotank,XO =0 X : hàm lượng bùn hoạt tính trong bể aerotank, X =3000 mg/l Xth :hàm lượng bùn hoạt tính tuần hoàn, Xth = 8000mg/l Þ QthXth = (QO + Qth)X Đặt tỉ số Qth/Q=a ( tỉ số tuần hoàn), chia 2 vế phương trình trên cho Q, ta được: aXth = X + aX Þ a = = 0,6 Lượng bùn hoạt tính tuần hoàn Mth = 289.0,6 = 173 (kg/ngày) Khối lượng bùn thải thải bỏ mỗi ngày: Mtb = 289 – 173 = 116 (kg/ngày) Kiểm tra tải trọng thể tích và tỉ số F/M: Tải trọng thể tích: La = == 1793 g/m3.ngày = 1,793 kg/m3.ngày Tỉ số này nằm trong khoảng cho phép ( Lvào = 0,8 ¸ 1,9) Tỉ số F/M: F/M = =0,64 ngày-1 Trị số này nằm trong khoảng cho phép: F/M =(0,2 ¸ 1) ngày-1 Lượng oxy cần thiết cấp cho Aerotank: Moxy= = (kgO2/ngày). Với: f là hệ số chuyển đổi từ BOD sang COD, chọn f=2. Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực tế: Với: β : hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước thải thường lấy β =1. Csh : nồng độ oxy bão hòa ứng với nhiệt độ (Toc) duy trì trong bể = 250c =8,09 (mg/l) [Wastewater Engineering- bảng E1,E2]. Cd : nồng độ oxy cần duy trì trong công trình (mg/l). Khi xử lý nước thải Cd = 1,5 -2 (mg/l), chọn Cd = 2 (mg/l) C s20: nồng độ oxy bão hòa trong nước ở 200c, C s20 = 9,08 (mg/l) α : hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thoáng, hình dáng và kích thước bể có giá trị từ 0,6-0,94, đối với đĩa phân phối bọt khí mịn chọn α = 0,7. Lưu lượng không khí cần thiết: Giả sử hiệu suất chuyển hóa oxy của máy nén khí là 8%, hệ số an toàn giả sử E=1,5. Ta có : Qk=1,5. (m3/ngày)= 14 (m3/phút). Với =1,29 kg/m3: khối lượng riêng không khí Chọn thiết bị phân phối khí dạng đĩa đường kính 170 mm, diện tích bề mặt=0,023 m2, lưu lượng riêng phân phối của đĩa Z=150-200 l/phút. Chọn Z=150 (l/phút). Ta có số lượng đĩa cần thiết: N= (đĩa), chọn N = 100 Tính toán áp lực máy thổi khí: Hm= h1 + h2 + h= 0,4 + 0,5 + 6 = 6,9 (mH2O)=0,69 (at) Với: h1: tổn thất do vận chuyển = 0,4 m. h2: tổn thất do phân phối = 0,5 m. h: độ sâu ngập nước = 6m Máy thổi khí Công suất máy thổi khí tính theo quá trình nén đoạn nhiệt: (kW) Trong đó: W = Qk x r = 0,23 m3/s . 1,29 kg/m3 = 0,3kg/s p2 = pm + 1 = = atm Vậy công suất của máy thổi khí là: 15 (kW) = 20(HP) Sử dụng 2 máy thổi khí công suất 20HP , 1 máy hoạt động liên tục, 1 máy dự phòng. Đường kính ống chính là: D= (m) Chọn ống sắt tráng kẽm 142 mm Với vk :Vận tốc khí chuyển động trong ống chính vk=10-15 m/s, chọn vk=15 m/s. Đường kính ống nhánh: chọn 10 ống nhánh trên mỗi ống gắn 10 đĩa phân phối khí: d = (m). Khoảng cách giữa 2 đĩa: (m) Chọn ống sắt tráng kẽm 84mm Bảng 15. Thông số thiết kế bể Aerotank STT Tên thông số Đơn vị Giá trị 1 Số lượng bể cái 1 2 Chiều cao H m 6 3 Chiều rộng B m 13 4 Chiều dài L m 13 5 Thời gian lưu nước ngày 0,2 6 Công suất máy thổi khí ( 2 máy) Hp 20 7 Số đĩa phân phối khí cái 100 8 Đường kính đĩa phân phối khí mm 170 9 Đường kính ống khí chính mm 142 10 Đường kính ống khí nhánh mm 84 Hiệu quả xử lý: ° Hiệu quả xử lý BOD5 : EBOD = = = 87% ° Hiệu quả xử lý COD: ECOD = = 87% ° Hiệu quả xử lý SS: ESS = = 35% 6.6 BỂ LẮNG. Bể lắng có nhiệm vụ loại bỏ các bông bùn hoạt tính từ bể aerotank đưa sang. Một phần bùn lắng sẽ được tuần hoàn trở lại bể aerotank, phần bùn dư sẽ được bơm về bể chứa bùn để đựơc xử lý tiếp theo. Nước sau khi loại bỏ bông cặn sẽ đi tiếp sang bể oxy hoá. - Lưu lượng, Q = 4320m3/d, - Tỷ số tuần hoàn, a =0,6 - Nồng độ bùn trong aerotank, X=3000g/m3, - Nồng độ bùn tuần hoàn, Xt=8000g/m3. - SS ra khỏi bể lắng, SSra = 100 mg/l Diện tích mặt bằng của bể tính theo [trang 148, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, TS. Trịnh Xuân Lai, NXB Xây Dựng, 2000] : S= Trong đó Q: lưu lượng nước thải đưa vào xử lý, m3/h a : hệ số tuần hoàn, X: nồng độ bùn hoạt tính trong aerotank, g/m3 Xt:nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn, g/m3 vL : vận tốc lắng của mặt phân chia, m/h, phụ thuộc nồng độ cặn XL và tính chất cặn. Trong trường hợp không tiến hành thực nghiệm, có thể tính vL theo công thức thực nghiệm của [Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, TS. Trịnh Xuân Lai, NXB Xây Dựng, 2000]. XL =1/2 Xt = =4000g/m3 vL = vmax e- Thông thường, vmax =7m/h k=600 vL = 7 e-=0.63m/h Vậy diện tích phần lắng của bể: S== 214,28 m2 Nếu kể cả diện tích của buồng phân phối trung tâm thì diện tích bể: Sbể =1.1xS = 1,1 x 214,28 = 235 m2 Chọn 2 bể lắng hình tròn. Diện tích của mỗi bể: 235:2 = 117,5 (m2) Đường kính của bể: D = 12 (m) Buồng phân phối có đường kính từ (0.25¸0.3) đường kính bể. Chọn đường kính buồng phân phối trung tâm = 0,25 đường kính bể =0,25x 12 = 3 m Bảng 16. Thông số tính toán thiết kế bể lắng Loại công trình xử lý sinh học Tải trọng bề mặt, m3/m2.ngđêm Tải trọng chất rắn, kg/m2.h Chiều cao công tác, m Trung bình Lớn nhất Trung bình Lớn nhất Bùn hoạt tính khuếch tán bằng không khí 16,3 ¸32,6 40,7 ¸ 48,8 3,9 ¸5,9 9,8 3,7 ¸ 6,1 Bùn hoạt tính khuếch tán bằng oxy nguyên chất 16,3 ¸32,6 40,7 ¸ 48,8 4,9 ¸6,8 9,8 3,7 ¸ 6,1 Aerotank tăng cường 8 ¸16 24 ¸32 0,98 ¸4,9 6,8 3,7 ¸ 6,1 Bể lọc sinh học 16,3 ¸ 24,4 24,4 ¸ 48,8 2,9 ¸ 4,9 7,8 3,0 ¸ 4,6 Bể sinh học tiếp xúc quay Xử lý BOD Nitrat hoá 16 ¸ 32 16 ¸ 24 40 ¸ 48 32 ¸ 40 3,9 ¸ 5,8 2,9 ¸ 4,9 9,7 7,8 3,0 4,5 3,0 4,5 Công dụng của bể Thời gian lắng (h) khi lưu lượng lớn nhất Tốc độ chảy lớn nhất mm/s Lắng ngang Lắng đứng - Sau bể lọc sinh học nhỏ giọt - Sau bể lọc sinh học cao tải - Sau aerotak làm sạch không hoàn toàn + Khi giảm ( NOS)ht đến 50% + Khi giảm (NOS)ht đến 80% - Sau aerotank làm sạch hoàn toàn 0,75 1,5 0,75 1 2 5 ,5 7 5 5 0,5 0,5 0,7 0,5 0,5 Diện tích buồng phân phối trung tâm: f = = 7 m2 Diện tích vùng lắng, SL = 117,5 – 11 = 106,5 m2 Tải trọng thuỷ lực: La= == 20,28 m3/m2.d Ỵ(16,4¸32,8) m3/m2.d theo bảng 9.1 đối với bể lắng sau aerotank, [trang 153, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, TS. Trịnh Xuân Lai, NXB Xây Dựng, 2000]. Vận tốc đi lên của dòng nước trong bể: v==1,08m/h Lưu lượng cao điểm: Qcđ= a xSL = (49,2 x 106,5) = 5240 m3/d a = 49,2 [bảng 9.1 đối với bể lắng sau aerotank, trang 153, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, TS. Trịnh Xuân Lai, NXB Xây Dựng, 2000]. Lưu lượng cao điểm : lưu lượng trung bình = =1,2 lần Tải trọng cặn trên đơn vị thể tích bể: G===x10-3kg/g=4,0565kg/m2.h Ỵ (3,9¸5,85)kg/m2.d theo [bảng 9.1, với bể lắng sau aerotank, trang 153, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, TS. Trịnh Xuân Lai, NXB Xây Dựng, 2000]. Máng thu nước: Máng thu nước là máng vòng đặt cách tâm từ 3/4¸4/5 bán kính. Chọn đặt máng cách tâm 4/5 bán kính = x = 4,8m Đường kính máng, Dmáng = 2 x 4,8m = 9,6m Chiều dài máng thu nước: L = pDmáng = p x9,6 = 30 m Tải trọng thu nước trên 1 m dài của máng: aL = = = 70 m3/m.d < 125m3/m.d theo [trang 154, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, TS. Trịnh Xuân Lai, NXB Xây Dựng, 2000]. Xác định chiều cao bể: Chọn chiều cao bể, H =5m, chiều cao bảo vệ, hbv = 0,3m. Chiều cao cột nước trong bể = 5 – 0,3 = 4,7 m. Chọn chiều cao phần nước trong là h = 2m. Đáy bể có độ đốc 2% hướng về tâm. Chiều cao phần chóp đáy bể để có độ dốc 2% là: hb = 0,02 = 0,1m Chiều cao phần hình trụ chứa bùn: hbt = H -hbv-h-hb =5-0,3-2-0,1=2,6m Thể tích phần chứa bùn: Vb = S x h = 106,5 x 2,6 = 277m3 Nồng độ bùn trung bình trong bể: Ctb = ==6000g/m3 Lượng bùn chứa trong bể lắng: Gbùn = Vb x Ctb = 277 m3x 6000g/m3 x 10-3 kg/g = 1662 kg Lượng bùn của bể aerotank: Gaer =Vaer x Caer =925 m3 x 3000g/m3 x 10-3kg/g = 2775 kg Nếu phải tháo khô để sửa aerotank, sau đó hoạt động lại thì bùn từ bể lắng không đủ cấp để hoạt động ngay mà phải có thời gian khởi động lại để tích luỹ cặn. Bùn được xả khỏi bể lắng nhờ áp lực thuỷ tĩnh 0,9¸1,2m và đường kính ống dẫn bùn f = 200mm. [Điều 6.5.8, tiêu chuẩn xây dựng TCXD-51-84] Thời gian lưu nước trong bể lắng: Dung tích bể lắng: V = S x H = 117,5 x 5 = 587,5 (m3) Nước vào bể lắng: Qt =( 1+a) Qhtb = (1+0.6)x 180 = 288 m3/h Thời gian lưu: t = =2,1h Theo [trang 151, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, TS. Trịnh Xuân Lai, NXB Xây Dựng, 2000] thì bán kính của bể không quá 5 lần chiều sâu của bể đối với bể lắng li tâm. Chiều sâu phần hình trụ = 4,5- 0.1 =4,4m Kiểm tra tỷ số bán kính bể : chiều sâu phần hình trụ = (12:2) : 4,4 =1,36 Tỷ số này < 5 Bố trí buồng phân phối Mép dưới buồng phân phôí đặt cao hơn mặt phân chia 2 vùng nước trong và cô đặc từ 0,2¸0,3m ®chọn 0,2m. Chiều cao phần nước trong = 2m Chiều cao buồng phân phối = 2 – 0,2 = 1,8m Buồng phân phối cao1,3m, có mép trên bằng mép trên của bể lắng. Máng thu nước được bố trí 1 máng chạy suốt chu vi bể. Bề rộng máng thu nước chọn bằng bm = 0,3m. Chiều dài thu nước của máng, l = (7,5-0,4) x p = 22,3m. Tải trọng thuỷ lực của máng ứng với lưu lượng lớn nhất qmax = =365,91 m3/m.d e ( 124¸490 m3/m.d) Vận tốc nước chảy trong máng 0,6¸0,7m/s, chọn vận tốc nước chảy vm=0,7m/s, độ dốc của máng i=0,05. Chiều cao lớp nước trong máng thu Hmn === 0,266 m Chiều cao máng thu Hm =0,3m, mực nước trong máng 0,14m. Máng răng cưa Hai bên thành máng gắn máng tràn chữ V bằng thép tấm inox dày 1,5mm. Chọn gờ tràn tam giác vuông cân , đáy chữ V rộng 100 mm. Khoảng cách giữa các gờ tràn, d = 100 mm. Số gờ tràn trên 1m chiều dài là 5. Số gờ tràn ở máng thu của bể, e = (5 x 22,3) = 111,5 Lưu lượng qua 1 gờ tràn q = 0,05m3/s : 111,5 = 4,48.10-4 m3/s Chiều cao lớp nước trong khe chữ V Từ q = 1,4 x H2.5 [trang 154, TS.Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình trong hệ thống cấp nước sạch, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2003].????? H = == 0,04 m Khe chữ V sâu 7cm, lớp nước 4cm, rất dễ dàng điều chỉnh để thu nước đều theo chiều dài mép máng. 6.7 BỂ NÉN BÙN. Tải lượng bùn từ bể lắng chuyển tới bể nén bùn là: M = 116 (kg/ngày) . Diện tích mặt thoáng của bể nén bùn: F = (m2). Với: + m : tải trọng cặn trên bề mặt bể cô đặc cặn trọng lực đối với hỗn hợp cặn từ bể lắng II (39-78 kg/m2ngày) chọn m = 70 (kg/m2.ngày) . [Trịnh Xuân Lai.Tính toán thiết kế các công trình trong hệ thống xử lý nước thải. Nhà Xuất bản Xây dựng. Năm 2000 _ (Bảng 14-1 /189)] Chiều cao phần lắng của bể nén bùn: hlắng= v . t = 0,05. 10 . 10-3. 3600 = 1,8 (m) Với: + v : vận tốc của nước bùn chọn v = 0,05 mm/s [PGS-Ts Hoàng Huệ . Giáo trình xử lý nước thải . ĐHKTHN_( bảng 3-14)]. + t : thời gian lưu bùn chọn t = 10h [PGS-Ts Hoàng Huệ . Giáo trình xử lý nước thải . ĐHKTHN_( bảng 3-14)]. Đường kính bể nén bùn: D = (m) Chiều cao buồng phân phối trung tâm: h = 0,6 . 1,8 = 0,6 . 1,8 = 1,1 (m) . Đường kính buồng phân phối trung tâm: d = 0,25 . D = 0,25 . 2 = 0,5 (m ) . Đường kính máng thu nước: Dmáng = 0,8. D = 0,8 . 2 = 1,6 ( m ) L=máng =3,14.1,6 = 5,02 (m). Lưu lượng bùn đưa đến bể nén bùn: Qbùn =15(m3/ngày) =0,625 (m3/h) Dung tích phần bùn của bể: Wb = (m3). Với: + tb : thời gian giữa hai lần lấy bùn, chọn tb=8 h. + P1: độ ẩm của bùn trước khi nén , P1= 99,2 %. + P2: độ ẩm của bùn sau khi nén , P2= 97 %. Chiều cao phần hình nón chứa bùn: Wb = (m). Với: + D : đường kính bể nén bùn, D = 2 (m). + dn: đường kính đáy bể nén bùn chọn dn=1 (m). Chiều cao hố đặt bơm hút bùn: Đáy hố thu chọn = 0,5 m , thành có góc nghiêng 450 so với đáy bể nén bùn. h = (m) Chiều cao toàn phần của bể nén bùn: H = hlắng + h1 + h2 + hdt = 1,8 + 0,4 + 0,25 + 0,5 = 3,2 (m). Chọn H = 3,5 (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 = 0,5 m. + h2 : chiều cao hố đặt bơm hút bùn. Thể tích bể: V = F x H = 3 x 3,5 = 10,5 (m3) Lượng bùn sau khi nén: Lượng nước tách ra khỏi bùn : 99,2 – 97 = 2,2 %. Qb = Qbùn – (99,2-97).Vc = 0,625 – (2,2% . 0,625) = 0,611(m3/h) = 15 m3/ngày Bảng 17. Thông số xây dựng bể nén bùn STT Tên thông số Đơn vị Giá trị 1 Đường kính bể m 2 2 Chiều cao bể m 3,5 3 Đường kính máng thu nước m 1,6 4 Đường kính buồng phân phối trung tâm m 0,5 5 Chiều cao buồng phân phối trung tâm m 1,1 6 Thời gian lưu bùn h 10 6.8 MÁY ÉP BÙN. Hàm lượng bùn sau khi nén C = 50 kg/m3. Lưu lượng bùn đến lọc ép dây đai : qb = q. (m3/h). Với : q: lưu lượng bùn dư dẫn vào bể (m3/h) P1: độ ẩm ban đầu của bùn =99,2%. P2: độ ẩm của bùn sau khi nén = 97%. Tải lượng cặn đưa đến máy: Q= C . qb = 50 . 0,17 = 8,5 kg/h = 204 (kg/ngày). Máy ép làm việc 1h/ngày , 7 ngày / tuần khi đó: Lượng cặn đưa đến máy trong một tuần là: Gngày = 204 . 7 = 1428 (kg). Lượng cặn đưa đến máy trong một giờ là: Gh = ( kg/h). Tải trọng cặn trên 1 m rộng băng tải dao động trong khoảng 90-680 kg/m chiều rộng băng giờ. Chọn băng tải có năng suất 200 kg/m rộng giờ. Chiều rộng băng tải: b = (m). Chọn máy có chiều rộng băng tải là 1,2 m và năng suất 200 kg/m rộng giờ. CHƯƠNG 7 DỰ T0ÁN KINH PHÍ 7.1 PHẦN HỆ THỐNG. 7.1.1 Phần xây dựng. Bảng 18. Chi phí xây dựng cho từng hạng mục công trình STT Tên công trình Đơn vị tính Khối tích Đơn giá VNĐ/m3 Thành tiền (VNĐ) 1 Bể thu gom m3 56,25 800.000 45.000.000 2 Sàn nghiêng thu hồi bột giấy m3 5,25 800.000 4.200.000 3 Bể điều hòa m3 180 800.000 144.000.000 4 Bể tuyển nổi m3 115,5 800.000 92.400.000 5 Bể Aerotank m3 925 800.000 740.000.000 6 Bể lắng m3 2 x 117,5 800.000 188.000.000 7 Bể nén bùn m3 7 800.000 5.600.000 Tổng cộng 1.219.200.000 7.1.2 Phần thiết bị công nghệ. Bảng 19. Chi phí mua thiết bị cho từng hạng mục công trình Stt Tên thiết bị Số lượng Đơn vị, VNĐ/ cái Thành tiền, VNĐ 01 Bơm nước thải bể điều hòa (P-101 A/B) 2 4.000.000 8.000.000 02 Máy thổi khí 3,5kW (AB-102A/B) 2 30.000.000 60.000.000 03 Sàn bằng thép để thu hồi bột giấy : khung thép V5, CT3, lưới inox 1 35.070.000 35.070.000 04 Hệ thống gạt bột bể tuyển nổi: Moto hộp số: 5HP Nhật, cánh gạt: Việt Nam, xích tải: Nhật 1 79.750.000 79.750.000 05 Bơm nước thải bể tuyển nổi: Q=180 m3/h, h=28m, N=17,5 HP/3 phase, Đài Loan 2 42.975.000 85.950.000 06 Máy thổi khí HV-TURBO loại BLS-200, công suất 15kW. 1 50.000.000 50.000.000 07 Đĩa phân phối khí Rotobubble diffuser 100 250.000 25.000.000 08 Bơm bùn tuần hoàn 1 40.000.000 40.000.000 09 Máy ép bùn băng tải 1 200.000 200.000 Tổng cộng 383.970.000 Vậy tổng chi phí đầu tư cơ bản cho hệ thống: S1 = 1.219.200.000 + 383.970.000 =1.603.170.000 (VNĐ/năm) 7.2 CHI PHÍ VẬN HÀNH VÀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG. 7.2.1 Chi phí điện năng. Bảng 20. Chi phí năng lượng vận hành hệ thống Hạng mục Công suất (kW) Giờ làm việc(h) Điện năng tiêu thụ Bơm nước thải bể thu gom 0,75 10 3,75 Bơm nước thải lên bể điều hòa 3 10 200 Bơm nước thải bể tuyển nổi 0.5 24 12 Máy nén khí bể điều hòa 3 24 100 Máy thổi khí bể Aerotank 15 24 300 Bơm bùn bể lắng 3 24 120 Bơm bùn tuần hoàn 3 24 120 Bơm định lượng dung dịch hóa chất 0.0375 24 1 Thiết bị gạt bùn 1.125 24 27 Tổng cộng 883,75 Chi phí cho 1 kW điện là : 1500 đồng Chi phí điện năng cho một ngày vận hành: 883,75 x 1500 = 1.325.000 Chi phí điện năng cho 1 năm vận hành: Mđiện = 1.325.000 x 350 = 463.750.000 (VNĐ/năm) 7.2.2 Chi phí nhân công. Hệ thống cần 3 kỹ sư môi trường làm việc thay ca (3 ca) với lương tháng và các khoảng liên quan 1,5 triệu/người.tháng Mnc = 3 người x 1.500.000 đồng/tháng x12 tháng = 54.000.000 (VNĐ/năm) 7.2.3 Chi phí hóa chất. Lượng polyme sử dụng cho 1 ngày: 0,33 kg/h x 8h/ngày = 2,64 kg/ngày Chi phí polyme: Mhc = 2,64 kg/ngày x 8500 = 22.500 (VNĐ/ngày) = 7.875.000 (VNĐ/năm) Vậy tổng chi phí quản lý và vận hành hệ thống là: S2 = Mđiện + Mnc + Mhc = 463.750.000 + 54.000.000 + 7.875.000 = 525.625.000 (VNĐ/năm) 7.3 GIÁ THÀNH XỬ LÝ MỘT MÉT KHỐI NƯỚC THẢI. Tổng chi phí đầu tư: S = S1 + S2 = 1.603.170.000 + 525.625.000 = 2.128.795.000 (VNĐ/năm) Lãi suất ngăn hàng i = 5% năm. Tổng vốn đầu tư: So = (1+i)xS = (1 +0,05) x 2.128.795.000 = 2.235.234.000(đồng) Giá thành 1m3 nước thải: (VNĐ) CHƯƠNG 8 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 8.1 KẾT LUẬN. Trong quá tiến hành thực hiện luận văn tốt nghiệp “ Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy- công ty cổ phần giấy An Bình- Bình Dương (hệ thống sản xuất mới) công suất 180 m3/h “ em có những nhận xét sau: Nước thải sau xử lý của công ty được tái sử dụng lại cho quá sản xuất nên tiêu chuẩn đầu ra chỉ yêu cầu loại B trong TCVN 5943-1995. Hệ thống xử lý nước thải của công ty khá sơ sài, công trình xử lý chính là hệ thống tuyển nổi, với hệ thống này nước thải đầu ra chưa đạt tiêu chuẩn loại B (TCVN 5943- 1995). Công ty đang có kế hoạch đầu tư xây dựng hệ thông xử lý nước thải tiên tiến và hiệu quả hơn nhằm giảm bớt hàm lượng chất hữu cơ hiện có trong nước thải. Mặt bằng của công ty khá rộng rất thuận lợi trong sản xuất và xây dựng hệ thống xử lý nước thải quy mô hơn. Xây dựng hệ thống xử lý nước thải mới là hợp lý đối với tình hình của công ty hiện nay. Điều này cho thấy công ty có quan tâm đến vấn đề môi trường. 8.2 KIẾN NGHỊ. Sau khi khảo sát thực tế điển hình một số nhà máy sản xuất giấy bao bì tại TPHCM, luận văn có một số kiến nghị sau: - Cần phải có các cơ quan chuyên nghành có thẩm quyền, kiểm soát chặt chẽ vấn đề phát thải của các nhà máy, khu công nghiệp. - Nhà nước nên có các chính sách khuyến khích đầu tư giảm thiểu ô nhiễm đối với các ngành công nghiệp có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao. - Các nhà máy nên nghiên cứu, áp dụng những kỹ thuật mới vào các quá trình xử lý để nâng cao hiệu quả, giảm chi phí xử lý, đầu tư. Đối với tại công ty: - Nên tiến hành nghiên cứu áp dụng sản xuất sạch hơn cho công ty nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, tiết kiệm nguyên vật liệu, năng lượng, hóa chất và cũng một phần nào giảm được ô nhiễm môi trường, nhất là nước thải. - Cần trồng thêm cây xanh - Thay đổi, nâng cấp các trang thiết bị sản xuất phù hợp nhằm giảm ô nhiễm, tiết kiệm nguyên liệu. - Cần bố lắp đặt hệ thống các thang lên xuống trong khu sản xuất nhằm đảm bảo an toàn cho công nhân khi làm việc. - Tăng cường thêm nhân viên quản lý môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO. Tài liệu tham khảo: Các tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam về môi trường. Hà Nội. 2001. Các tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam về môi trường. Tập 1. Chất lượng nước. Hà Nội. 1995. Hoàng Văn Huệ. Thoát nước. Tập 2. Xử lý nước thải. Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật. 2002. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, CEFINEA – Viện Môi Trường và Tài Nguyên. Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toán thiết kế công trình. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp.HCM. 2004. Lương Đức Phẩm. Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học. Nhà xuất bản Giáo Dục. 1998. Nguyễn Văn Lụa. Quá trình và thiết bị công nghệ Hoá học và Thực phẩm. Tập 1. Các quá trình và thiết bị Cơ học. Quyển 1. Khuấy – Lắng lọc. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp.HCM. 2001. Nguyễn Văn Phước. Quá trình và thiết bị trong công nghiệp hóa chất. Tập 13. Kỹ thuật xử lý chất thải công nghiệp. Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM.1998. Trần Đức Hạ. Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ và vừa. Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật. 2002. Trần Hùng Dũng, Nguyễn Văn Lục, Hoàng Minh Nam, Vũ Bá Minh. Quá trình và thiết bị công nghệ Hoá học và Thực phẩm. Tập 1. Các quá trình và thiết bị Cơ học. Quyển 2. Phân riêng bằng khí động, lực ly tâm, bơm, quạt, máy nén, tính hệ thống đường ống. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp.HCM. 2001. Trịnh Xuân Lai. Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải. Nhà xuất bản Xây Dựng. 2001. Phụ lục PHỤ LỤC 1: TCVN 5945-2005: Chất lượng nước – Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp – tiêu chuẩn thải Chất lượng nước – Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải. Water quality – Standards for industrial effuents discharged – Standards dischanged. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định giới hạn các thông số và nồng độ các chất thành phần trong nước thải của các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dịch vụ ( gọi chung là nước thải công nghiệp). Tiêu chuẩn này dùng để kiểm soát chất lượng nước thải công nghiệp khi đổ vào các nguồn nước. Giá trị giới hạn Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất thành phần của nước thải công nghiệp khi đổ vào các nguồn nước phải phù hợp với quy định trong bảng. Đối với nước thải của một số ngành công nghiệp đặc thù, giá trị các thông số và nồng độ các chất thành phần được quy định trong các tiêu chuẩn riêng. Nước thải công nghiệp có các giá trị thông số và nồng độ các chất thành phần hoặc nhỏ hơn các quy định trong cột A có thể đổ vào các nguồn nước dùng làm nguồn cấp nước sinh hoạt. Nước thải công nghiệp có các giá trị thông số và nồng độ các chất thành phần nhỏ hơn hoặc bằng giá trị quy định trong cột B chỉ được đổ vào các nguồn nước dùng cho các mục đích giao thông thuỷ, tưới tiêu, bơi lội, nuôi trồng thuỷ sản, trồng trọt Nước thải công nghiệp có các giá trị thông số và nồng độ các chất thành phần lớn hơn giá trị quy định trong cột B, nhưng không vượt quá giá trị quy định trong cột C chỉ được đổ vào những nơi quy định. Nước thải công nghiệp có các giá trị thông số và nồng độ các chất thành phần lớn hơn giá trị quy định trong cột C thì không được phép thải ra mội trường. Phương pháp lấy mẫu, phân tích, tính toán, xác định từng thông số và nồng độ cụ thể được quy định trong các tiêu chuẩn tương ứng. Bảng 21: Nước thải công nghiệp – Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất gây ô nhiễm, TCVN 5945 – 2005 STT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn A B C (1) (2) (3) (4) (5) (6) 1 Nhiệt độ oC 40 40 45 2 pH - 6 – 9 5,5 – 9 5 – 9 3 BOD20 mg/l 20 50 100 4 COD mg/l 50 100 400 5 Chất lơ lửng mg/l 50 100 200 6 Arsen mg/l 0,05 0,1 0,5 7 Cadimi mg/l 0,01 0,02 0,5 8 Chì mg/l 0,1 0,5 2 9 Clo dư mg/l 1 2 0,5 10 Crom (Cr+6) mg/l 0,05 0,1 2 11 Crom (Cr+3) mg/l 0,2 1 30 12 Dầu mỡ khoáng mg/l KPHĐ 1 5 13 Dầu động thực vật mg/l 5 10 30 14 Đồng mg/l 0,2 1 5 15 Kẽm mg/l 1 2 5 16 Magan mg/l 0,2 1 5 17 Niken mg/l 0,2 1 2 18 Phôtpho hữu cơ mg/l 0,2 0,5 1 19 Phôtpho tổng cộng mg/l 4 6 8 20 Sắt mg/l 1 5 10 21 Tetracloetylen mg/l 0,02 0,1 0,1 22 Thiếc mg/l 0,2 1 5 23 Thủy ngân mg/l 0,005 0,005 0,01 24 Tổng nitơ mg/l 30 60 60 25 Tricloetylen mg/l 0,05 0,3 0,3 26 Amoniac (tính theo N) mg/l 0,1 1 10 27 Florua mg/l 1 2 5 28 Phenol mg/l 0,001 0,05 1 29 Sunfua mg/l 0,2 0,5 1 30 Xyanua mg/l 0,05 0,1 0,2 31 Tổng hoạt động phóng xạ a Bq/l 0,1 0,1 - 32 Tổng hoạt động phóng xạ b Bq/l 1,0 1,0 - 33 Coliform MPN/100ml 5000 10000 - Ghi chú: KPHĐ – Không phát hiện được. PHỤ LỤC 2: MỘT SỐ HÌNH ẢNH LIÊN QUAN Hình 8. Các hình ảnh về hệ thống tuyển nổi hiện có của công ty giấy An Bình Hình 9. Các hình ảnh về sàn nghiêng thu hồi bột giấy hiện có của công ty giấy An Bình