Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty thực phẩm xuất khẩu Đồng Giao – Ninh Bình

Thay vào công thức ta có: T =  2.1021771.29 360085,14   = 24,5 (h) Chọn T = 24 (h) Lượng nước dùng cho việc xả cặn tính bằng %lượng nước xử lý p = tQ wk cp   100 trong đó: t: thời gian giữa 2 lần xả cặn kp: hệ số pha loãng nằm trong khoảng 1,15 – 1,2. chọn kp = 1,15. Q: lưu lượng đầu vào = 29,1 (m3/h) wc: thể tích chứa cặn 14 ,85 (m 3) thay vào công thức ta có: p = 241,29 10085,1415,1   = 2,4% Tổng lượng cặn tươi thu được ở bể lắng I p1 = QSS trong đó: Q: lưu lượng nước đầu vào = 29.1 m3/h SS: hàm lượng cặn SS bị giữ lại = SSvào – SSra = 177 – 102.2 = 74.8 (mg/l) Thay vào công thức ta có: P1 = 29.1 1000 8,74 = 2,17 (kg/ngày) Ống xả cặn ra khỏi bể dùng ống nhựa PVC có đường kính þ=60mm với sự hỗ trợ của bơm hút bùn. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 61 Bảng 4.11 Các thông số thiết kế bể lắng I STT Tên thông số Hí hiệu Đơn vị Số lượng 1 Đường kính bể lắng I D M 7 2 Đường kính ống trung tâm Dtt M 0.9 3 Chiều cao vùng lắng h1 M 2.7 4 Chiều cao phần hình nón của bể lắng I hn M 2.6 5 Chiều cao tổng cộng của bể lắng I H M 5.6 6 Đường kính tấm chắn dòng d M 1.56 7 Đường kính miệng ống loe DL M 1.2 8 Chiều dài phần ống loe 2.7 9 Chiều dài tấm chắn dòng L M 0.325 10 Đường kính máng thu nước dm M 6.3 11 Chiều rộng máng thu nước rm M 0.35 12 Chiều cao máng thu nước hm M 0.8 4.4.1.4. Bể Aerotank a. chức năng của bể Bể aerotank loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học nhờ vi sinh vật hiếu khí. b. Tính toán TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 62 Sơ đồ làm việc của hệ thốn Q,X0 (Q + Qr)X Qe, X r, S Qr, Xr, S Qw,Xr Ta có phương trình; QX0 + Qra  Xra = X ( Q + Qra ) Trong đó: Q, Qr, Qw,Qe : lưu lượng nước đầu vào, lưu lượng bùn tuần hoàn, lưu lượng bùn xả và lưu lượng đầu ra (m3/ngày) S, S0 : nồng độ chất nền (tính theo BOD5) ở đầu vào và nồng độ chất nền sau khi qua bể aerotank và bể lắng (mg/l) X, Xr, Xe : nồng độ chất rắn bay hơi trong bể aerotank, nồng độ bùn tuần hoàn và nồng độ bùn sau khi qua khỏi bể lắng II (mg/l). BOD5đầu ra = BOD5 hòa tan đi ra rừ bể aerotank BOD5 chứa trong lượng cặn lơ lửng đầu ra trong đó BOD5 đầu ra = 60 mg O2/l BOD5 hòa tan đi ra từ bể aerotank là S (ng/l) BOD5 chứa trong cặn lơ lửng đầu ra được xác định như sau: Trong nước thải sau khi ra khỏi bể lắng II chứa 60mg/l cặn sinh học trong đó có 65% là cặn dễ phân hủy sinh học. Lượng cặn có thể phân hủy sinh học có trong cặn lơ lửng ở đầu ra. BS = 65%  45 = 29,25 (mg/l) Lượng oxy cần thiết để cung cấp cho quá trình oxyhóa hết lượng hữu cơ này. BODL = 29,25  1.42 = 41,5 (mg/l) Theo PGS.TS Hoàng Huệ: 1 mg COD tiêu thụ 1.42 mg O2.. Bể aerotan bể lắng 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 63 Lượng oxy cần cung cấp này chính là giá trị BOD20 của phản ứng. Quá trình tíh toán theo phản ứng C5H7O2N + 5O2 5 CO2 + NH3 + năng lượng Chuyển đổi từ BOD20 sang BOD5 BOD5 = BOD20 K Trong đó : K: hệ số chuyển đổi từ BOD20 sang BOD5, k = 0.68 BOD5 = 41,5  0.65 = 26,9 (mg/l) Ta có: 45 (mg/l) = S + 26,9 (mg/l) S = 18,1 (mg/l) Hiệu quả xử lý của bể aerotank theo BOD5 hòa tan là: E = 0 0 S SS  100% Trong đó: S0: lượng BOD5 ra khỏi bể lắng I S : BOD5 hòa tan đi ra từ bể aerotank Thay vào ta có: E = 0 0 S SS  100% = 25.481 1,1825,481  100% = 96% Hiệu quả xử lý cho toàn sơ đồ E = 0 0 S SS ra = 25,315481 4525,481  = 90,6 % Thể tích bể Aerotank là QYθc( S0 – S) V = X  (1 + Kdθc) Trong đó: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 64 θc : thời gian lưu bùn từ 5 ÷ 10 ngày, chọnθc = 10 ngày V : thể tích bể Aerotank (m3) Y : hệ số sản lượng tế bào cực đại, đây là thông số động học xác định bằng thực nghiệm, trong TH thiếu số liệu có thể lấy y = 0.4 ÷ 0.8 mg VSS/mg BOD5. chọn y = 0.4 (mg VSS/mg BOD5) S0 : BOD5 nước thải đầu vào bể Aerotank S : nồng độ BOD5 hòa tan của nước thỉa ra khỏi bể Aerotank X : hàm lượng tế bào chất trong bể , chọn X = 3200 (mg/l) Kd : hệ số phân hủy nội bào = 0.055 ngày -1. Thay số vào ta có: V =   10055.0132000 1,1825,481104.0700   = 261 (m3) Thời gian lưu nước trong bể θc = Q V = 35 261 = 7,45 (h) chọn thời gian lưu nước = 7 (h) Kích thước bể Aerotank Chọn tỷ số giữa L/B = 1,23 chiều sâu lấy theo TCXD – 51 – 84 thoát nước mạng lưới bên ngoài và công trình của Lâm Minh Triết-Võ Kim Long). Htc = 3 – 6 (m). Chọn chiều sâu công tác của bể là: h = 5 (m) Chiều cao bảo vệ bể là: h bv = 0.3 (m) Chiều cao xây dựng là: H = h + hbv = 5 + 0.3 = 5.3 (m) Diện tích bể Aerotank là: F = h V = 5 177 = 35.4 (m2) Chọn chiều rộng bể là: B = 6,5 (m) Chọn chiều dài : L = 8 (m) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 65 Thể tích bể Aerotank sau khi chọn lại kích thước VA = LB  h = 8  6,5  5 = 260 (m3) Tính lượng bùn phải xả ra mỗi ngày Tốc độ tăng trưởng bùn từ BOD5 Yb =  dk Y 1 = 10055.01 4.0  = 0.258 (mgVSS/mgBOD5) (theo PGS.TS Lương Đức Phẩm) Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5 (tính theo MLVSS) Px = Yb Q  (S0 – S) = 0.258  700  (481.25 –18.1) = 83.6 (kg VSS/ngày) Tổng lượng cặn lơ lửng sinh ra trong một ngày(tổng lượng cặn sinh ra theo SS) Ta có : MLSS MLVSS = 0.7  MLSS = 7.0 MLVSS = 7.0 3200 = 4571.4 (kg/ngày)  Px(SS) = 7.0 56,83 7.0 xp = 119 (kg/ngày) Lượng bùn dư cần phải xử lý mỗi ngày Px(SS)dư = Px(SS) - Q Yra  10-3 = 119 - 700  10-3  45 = 87,5 (kg SS/ ngày) Tính lượng bùn xả ra hằng ngày (Qw) từ đáy đường ống theo đường bùn. θc = ew QXQ XV    Qw = cr cee X XQXV     Trong đó: V: thể tích bể Aerotank TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 66 X: nồng độ bùn hoạt tính trong beAerotank mg MLSS/l θc: thời gian lưu bùn, chọnθc = 10 ngày Qe: lưu lượng nước ra ngoài từ bể lắng II. Coi như lượng nước thoát do tuần hoàn bùn không đáng kể nên Qe = Q = 700 m3/ngày đêm. Xe: nồng độ bùn hoạt tính ra khỏi bể lắng (mg/l) Xe = 0.7 450.65 = 20,475 (mg/l) Xr: nồng độ bùn hoạt tính trong dung dịch tuần hoàn (cũng là nồng độ bùn hoạt tính xả ra ngoài), (mg/l) Xr = (i –z ) 10 000 = 0.7  10 000 =7000 (mg/l) Thay vào công thức ta có: Qw = 107000 10475,207003200261   = 9.8 (m3/ngày) Lượng bùn dư còn lại không được xử lý theo dòng chảy ra khỏi bể Xlắng = (Q – Qw)  Xe = (700 – 9.8 ) 20,475 10-3 = 14,13 (kg/ngày) Xác định lưu lượng tuần hoàn Phương trình cân bằng sinh khối trong bể Aerotank QXo + QrXr = X (Q + Qr) Giả sử Xo = 0 và: hệ số tuần hoàn(= 0.25 ÷ 1 ) trịnh xuân lai tập1 = Q Qr  = XX XX r   0 = 32007000 03200   = 0.842 Vậy lưu lượng tuần hoàn Qr = Q  Qr = 0.842  700 = 589.4 m3/ngày = 24.56 m3/h Kiểm tra tải trọng thể tích và tỷ số F/M Tải trọng chất bẩn đối với bùn hoạt tính 32007 25,4810     Xt S M F = 0,02 (mgBOD5/mgbùn.ngay) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 67 = 0.402 (mg BO5/mg bun.h) Trong đó: t: thời gian lưu nước trong bể = 7 (h) Trị số này nằm trong khoảng cho phép F/M = 0.2 ÷ 0.6 ( ngày-1) Tải trọng thể tích LBOD = rV SQ 0 = 1000261 25,481700   = 1.29 kgBOD5/m3/ngày Kiểm tra tốc độ sử dụng chất nền của 1g bùn hoạt tính trong 1h So – S 481,25 – 18.1 ρ= 1/θ= 1/7 = 0.02(mgBOD5/ X 3200 1g bùn.h) Tính lượng oxy cần thiết Tính lượng khí cần thiết cho quá trình bùn hoạt tính, biết rằng hiệu suất chuyển hóa oxyen của thiết bị khuyếch tán khí là E = 9%, hệ số an toàn f = 2.0 để tính công suất thiết kế thực tế của máy thổi khí. Lượng oxy cần thiết trong điều kiện tiêu chuẩn Q(So – S) OC0 = - 1.42  P 1000f Trong đó: Q: lưu lượng dòng thải f : hệ số chuyển đối giữa BOD5 và BOD20, f = 0.45 ÷0.68 Chọn : f = 0.68 Thay vào công thức ta có: OC0 =   68.01000 1,1825,481700   - 1.4284 = 357 (kgO2/ngày) Giả sử không khí có 23.2% trọng lượng O2 và khối lượng riêng không khí là : 1.20 kg/m3. Lượng không khí cần trong điều kiện thực tế TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 68 OCkk = 2.1232.0 0  OC = 2.1232.0 357  = 1282 (m 3/ngay) Kiểm tra lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn q = r kk VE OC  = 144026109.0 10001282   = 37.9 (lit/m3.phút ) Trong đó: E = 9% = 0.09 Trị số này nằm trong khoảng cho phép q = 20 ÷ 40 (l /m3.phut). Như vậy lượng khí cấp cho quá trình bùn hoạt tính cũng đủ cho nhu cầu xáo trộn hoàn toàn. Lưu lượng khí cần thiết của máy thổi khí Qkk = E fOct  = 09.0 12825.1  = 21,366(m3/ngày) = 0.25 ( m3/s ) Trong đó: f : hệ số an toàn nằm trong khoảng 1.5 - 2. chọn f = 1.5 Kích thước ống dẫn khí Khi cung cấp khí từ máy nén khí đi vào ống dẫn chính đặt vuông góc vàai2 bể sau đó đi vào các ồng dẫn nhánh. Theo quy định vận tốc của ống chính nằm trong khoảng 10 ÷ 15(m/s) Chọn vkhía = 13 (m/s ) Đường ống dẫn khí chính D =   khí khí v Q4 = 14.313 25.04   = 0.156 (m) = 156 (mm) Đường kính ống nhánh Dn =   khí khí v q4 = 14.313 125,04   * 1/9 = 0.037 (m) = 37 (mm) Kiểm tra lại vận tốc  Vận tốc khí nằm trong ống chính TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 69 Vkk = 2 4 D Qkk    =  2125.014.3 25.04   = 13 (m/s) Vậy vận tốc nằm trong khoảng cho phép 10 ÷ 15 (m/s)  Vận tốc khí nằm trong ống nhánh v = 2 4 D q kk    =  211.014.3 125.04   = 13 (m/s) Tính toán ống dẫn nước thải vào bể Chọn vận tốc nước thải trong ống vống = 1 (m/s) Dm = ongv Q    4 = 114.3 0081.04   = 0.1 (m) = 100 (mm) Q: lưu lượng nước thải = 700m3/ngđêm = 0.0081 m3/s Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn Dthb = b r v Q    4 Trong đó: Qr : lưu lượng bùn tuần hoàn, Qr = 589 (m 3/ngày) = 0.0065 (m3/s) Vb : vận tốc bùn chảy trong ống. Chọn vb = 0.02(m) Thay vào công thức ta có: Dthb =  22.014,3 0068.04   = 0.2 (m) = 200 (mm) Kiểm tra lại vận tốc bùn trong ống Vb = 2 4 b r D Q    =  22.014.3 0068.04   = 0.21 (m/s) Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống V = 2 4 d Q    =  21.014.3 0081.04   = 1 (m/s) Tính toán máy nén khí Tính áp lực máy thổi khí Aùp lực cần thiết cho hệ thống khí nén TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 70 Hc = hd + hc + hf + H Trong đó: hd: tổn thất áp lực cục bộ hf: tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối (m) giá trị này không vượt quá 0.5 m Tổng tổn thất hd + hc không vượt quá 0.4. chọn hd +hc = 0.4 H: chiều sâu lớp nước trong bể Thay vào ta có : Hc = 0.4 + 0.5 + 4.7 = 5.6 (m) Aùp lực của không khí Pkk 33.10 33.10 cH = 33.10 6.533.10  = 1.54 ( atm) Công suất của máy thổi khí N =     102 134400 29.0 qp kk Trong đó: q: lưu lượng không khí cần cung cấp (m3/s : hiệu suất máy bơm = 0.7 Pkk: áp lực khí nén Thay vào công thức ta có: N =     102 134400 29.0kkp =   7.0102 134400 29.0   kkp = 4.16 (kw) Bảng 4.12 Các thông số thiết kế bể Aerotank Stt Tên thông số Ký hiệu Đơn vị Kích thước TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 71 1 Chiều dài bể L m 8 2 Chiều rộng bể R m 6.5 3 Chiều cao tổng cộng của bể H m 5.3 4 ống dẫn khí chính D m 0.156 5 ống dẫn khí phụ d m 0.11 6 ống dẫn nước thải vào bể dnt m 0.1 7 Đk ống dẫn bùn tuần hoàn Db m 0.2 4.4.1.5. Bể lắng II a. Chức năng Bể lắng II có nhiệm vụ lắng bông bùn hoạt tính từ bể Aerotank đưa sang nhờ trọng lực của bông bùn hoạt tính. Một phần bùn lắng sẽ được tuần hoàn trở lại bể aerotank, phần bùn dư đươc xả ra ngoài. b. Tính toán Bảng 4.13 các thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng II Loại xử lý Tải trọng bề mặt (m3/m2ngay) Tải trọng bùn (kg /m2h) Chiều sâu tổng cộng Trung bình Lớn nhất Trung bình Lớn nhất ( m) Bùn hoạt tính 16 – 32 40 - 48 3.9 -5.8 9.7 3.7 -6.0 Bùn tính oxygen 16 – 32 40 - 48 4.9 – 6.8 9.7 3.7 – 6.0 Aerotank 8 – 16 24 - 32 0.98 – 4.9 6.8 3.7 – 6.0 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 72 tăng cường Lọc sinh học 16 – 24 40 - 46 2.9 – 4.9 7.8 3.0 – 4.5 RBC Xử lý BOD5 16 – 32 40 - 48 3.9 – 5.8 9.7 3.0 – 4.5 Nitrathóa 16 – 24 32 - 40 2.5 – 4.9 7.8 3.0 – 4.5 Nguồn: Lâm Minh Triết - XLNT Từ bảng trên ta chọn tải trọng bùn hoạt tính bề mặt là 20m3/m2 ngày và tải trọng chất rắn là 5.0 kg/ m2.h. Diện tích bề mặt lắng theo tải trọng bề mặt AL = AL Q Trong đó: LA: tải trọng bề mặt, chọn LA = 20 (m 3/ ngàyđêm) Q :lưu lượng dòng thải = 700 (m3/ngày đêm) AL = 20 700 = 35 (m2) Diện tích bề mặt lắng theo tải trọng chất rắn AS =   S r h tb L MLVSSQQ  Trong đó: LS : tải trọng bùn chọn LS = 5.0 (kg/m 2ngày) Thay vào công thức ta có: AS =   10005 320056,241,29   = 34 (m2) So sánh giữa AL và AS ta thấy AL > AS. vậy diện tích theo tải trọng chất rắn là diện tích tính toán. Đường kính bể lắng TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 73 D =  sA4 = 14.3 354 = 6,67 (m) Chọn D = 6.7 (m) Đường kính ống phân phối trung tâm Đường kính ống trung tâm d = 20 – 30% đường kính bể trung tâm. Chọn d = 20%D. D = 20%D = 0.2 6,7 = 1,34 (m) Mép dưới ống trung tâm đặt cao hơn mặt phân chia hai vùng nước trong vùng cô đặc từ 0.2 ÷0.3 m. chọn = 0.3 (m). Diện tích ống phân phối trung tâm f = 4 2d = 4 34,114.3  = 1 (m2) Vận tốc của nước chuyển động trong ống Vo = f Qmax = 1 0081.0 = 0.0081 (m/s) Diện tích vùng lắng của bể SL = AL + f = 35 + 1 = 36 (m 2) Tải trọng thủy lực a = lS Q = 36 700 = 19.4 (m3/m2ngay) Vận tốc nước đi lên trong bể v = 24 a = 24 4.19 = 0.8 (m/h) Xác định chiều cao bể lắng II  Chiều cao tính toán trong vùng lắng của bể lắng II hl = v1  t Trong đó: v1: vận tốc nước trong bể điều hòa từ 0.5 ÷ 0.8 (mm/s). chọn v1 = 0.5 mm/s TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 74 t: thời gian lắng chọn t = 2 (h) Thay vào công thức ta có: hl = 0.000523600 = 3.6 (m)   Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0.3 (m) hc  Chiều cao đáy chóp hc =   tgdD n  2 =   045 2 34,17,6 tg  = 2,6 (m) Chiều cao tổng cộng của bể Htc = hL + hbv + hc = 3.6 + 0.3 + 2,6 = 6,5 (m) Chiều cao ống trung tâm htt = 60%hL = 0.6  3.6 = 2.16 (m) Đường kính miệng ống loe Đường kính miệng loe ống trung tâm lấy bằng chiều cao phần ống loe và bằng 1.35 đường kính ống trung tâm. dl = he = 1.35  1,34 = 1,8 (m) Đường kính tấm chắn  Đường kính tấm chắn lấy bằng 1/3 đường kính miệng loe, góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng nằm ngang lấy bằng 170. dtc = 1/3 1,8 = 0.6 (m)  Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng ống koe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm chắn. L =  nk dDV Q    max4 Trong đó: Vk: vận tốc nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm chắn Vk ≤0.02 (m/s). chọn vk = 0.01 (m/s). Thay vào công thức ta có: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 75 L =  34.17,614.301.0 0081.04   = 0.19 (m) Kiểm tra lại thời gian lưu nước trong bể lắng  Thể tích phần lắng VL = LhD  24  =   6.3 4 7,614.3 2 = 126 (m3)  Thể tích phần chứa bùn Vb = As hc Trong đó: chọn chiều cao lớp bùn lắng hc = 1.5 (m) Thay vào công thức ta có: Vb = 34 1.5 = 73.5 (m3)  Thời gian lưu nước trong bể Trong đó: Qr: lưu lượng bùn tuầnhoàn t = rw b QQ V  = 56.241.29 126  = 2.3 (h) lấy t = 3 (h) Thời gian lưu giữ bùn trong bể tb = rw b QQ V  = 56.248,9 24 1 51  = 2 (h) Tính toán máng thu nước  Thiết kế máng thu nước đặt theo chu vi vành trong bể, đường kính ngoài của máng chính là đường kính trong của bể.  Nước chảy vào máng thu được chảy theo 2 chiều về ống thu nước.  Chọn chiều rộng của máng thu là dm = 0.4 (m) Chiều dài máng thu nước Lm =   2  mdD =   2 14.32.07,6  = 10,8 (m) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 76  Tải trọng thu nước trên 1m chiều dài của máng AT = mL Q = 8,10 700 = 63,6 (m3/m2.ngày đêm)  Chiều cao mực nước qua khe chữ V Q0 = 5 q = 1,4 2 5 h  h =   5 2 54,1 000736.0      = 0.0026 (m)  Chiều cao tấm chắn không cho các chất nổi theo nước ra khỏi bể trong khoảng 0.3 - 0.5 (m). chọn = 0.3 (m) theo XLNT của Hoàng Huệ. Góc nghiêng giữa mặt phẳng của tấm chắn so với phương nằm ngang 170.  Diện tích mặt cắt ngang của máng vòng Fv = v Q htb 2 = 36005.02 1.29  = 0.008 (m 2) Ống xả bùn Ống xả bùn chọn ống nhựa PVC có đường kính bằng 60 (mm) có sự hỗ trợ của máy bơm hút bùn. Bảng 4.14 Các thông số thiết kế bể lắng II stt Tên thông số Ký hiệu Đơn vị Kích thước 1 Đường kính bể lắng D m 6,7 2 Đk ống trung tâm Dtt m 1.34 3 Chiều cao ống trung tâm htt m 2.16 4 Chiều cao vùng lắng hl m 3.6 5 Chiều cao đáy chóp hc m 2.6 6 Đk miệng ống loe dℓ m 1.8 7 Chiều cao bể lắngII Htc m 6.5 8 Đk tấm chắn dtc m 1.7 9 Chiều rộng máng thu nước dm m 0.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 77 10 Chiều cao máng thu nước hm m 0.4 4.4.1.6. Bể khử trùng 5.1.1.1 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 lưu đủ lâu để oxy hóa các tế bào vi sinh vật. 5.1.1.2 Tính toán 1. Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải Đối với trạm xử lý có lưu lượng Q < 1000 m3/ngđ thì sử dụng Clorua vôi để khử trùng. Liều lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải: a = 3g/m3(đối với nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn),(theo Trần Hiếu Nhuệ). - Lượng Clo lớn nhất cần thiết cho khử trùng nước thải 21,0 1000 703 1000 . max max   hQaG (kg/h) Trong đó: + Qhmax: Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giờ, m 3/h + a: Liều lượng Clo hoạt tính, g/m3 - Lượng Clo hoạt tính trung bình: 105,0 1000 353 1000 .  h tb tb Qa G (kg/h) - Thể tích hữu ích thùng đựng Clo: )(42,0 20.5,2.1000.1000 100.100.700.3 ..1000.1000 100.100.. 3m pb Qa W ngay tb  Với : b: nồng độ dung dịch Clorua vôi, b=2,5% p: hàm lượng Clo hoạt tính trong Clorua vôi, p = 20% - Thể tích tổng của thùng chứa: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 78 Wtc = 1,15W = 1,15.0,42 = 0,483 (m 3) = 483 (lít). - Chọn 1 thùng 500lít có bán sẵn trên thị trường. - Lượng Clorua vôi 2,5% lớn nhất cung cấp qua bơm định lượng: qmax= )/(7.0)/(42 205.21000 100*100703 . 100.100 .max plhlpb G    - Bơm hóa chất được chọn có dãy thang điều chỉnh lưu lượng trong khoảng (0,3 – 1.5)l/p và số máy bơm được chọn là 2 bơm (1 bơm công tác, 1 bơm dự phòng). 2. Thể tích bể V = Q . t, (m3) Trong đó: + Q: Lưu lượng nước thải theo giờ, m3/h + t: Thời gian lưu nước trong bể, h; chọn t = 30 phút = 0,5h a. V = 35*0.5 = 17.5 (m3) 3. Kích thước của bể - Chiều rộng của bể L.h V B , (m) Trong đó: + h: Chiều cao công tác của bể, m; chọn h = 2m + L: Chiều dài của bể, m; chọn L = 4m => 2.2 4*2 5.17 B (m) - Chọn chiều cao bảo vệ (hbv) = 0,5m - Chiều cao tổng cộng của bể H = h + hbv = 2 + 0,5 =2,5 (m) 4. Vách ngăn - Chiều dài vách ngăn bằng 2/3 chiều rộng của bể 5,12,2. 3 2 . 3 2 1  BB (m) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 79 - Chọn 3 vách ngăn trong bể. Vậy khoảng cách giữa các vách ngăn là: 1 13 4 1 n L l (m) Bảng 4.15 Kích thước xây dựng bể khử trùng STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài của bể (L) m 4 2 Chiều rộng của bể (B) m 2,2 3 Chiều cao tổng cộng của bể (H) m 2,5 4 Chiều dài vách ngăn (B1) m 1,5 5 Khoảng cách giữa các vách ngăn (l) m 0,6 6 Số vách ngăn vách 5 4.4.1.7. Sân phơi bùn a. Chức năng của sân phơi bùn Chức năng của sân phơi bùn là giảm thể tích và khối lượng nước chứa trong bùn để sử dụng làm phân bón hay đễ vận chuyển đi nơi khác. Độ ẩm của cặn được giảm xuống là do một phần nước bốc hơi và một phần khác ngấm xuống đất đối với sân phơi bùn tự nhiên hoặc được thu qua các máng thu loại này sử dụng cho sân phơi nhân tạo. b. Tính toán sân phơi bùn Toàn bộ lượng cặn được chuyển đến sân phơi bùn lưu lượng tính toán là w = 1 (m3/ngày). Chọn thời gian làm khô bùn là 20 ngày. Diện tích sân phơi bùn F = nq w   0 365 Trong đó: W: lưu lượng bùn TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 80 q0: tải trọng lên sân phơi bùn (m 3/m2năm), đối với nền nhân tạo nên chọn q0 = 5m3/m2năm. n: hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí hậu n = 2 ÷ 4.2. chọn n = 3 Thay vào công thức ta có: F = 35 3651   = 24 (m2) Thể tích bùn giảm Lượng bùn phơi có độ ẩm từ 97% ÷ 15% trong 20 ngày Wp = w 20 2 1 100 100 p p   Trong đó: P1: độ ẩm trung bình của cặn p1 = 97% P2: độ ẩm sau khi phơi p2 = 15% Wp = 1 20 %15100 %97100   = 0.8 (m3) Chọn kích thước thiết kế Chọn chiều dài L = 6(m) Chiều rộng R = 4 (m) Chiều cao sân phơi là h = 1 (m) Đáy sân làm bằng bê tông có độ dốc i = 0.01 hướng về tâm phía cuối sân có dặt một ống thu nước. Chọn ống þ60 làm bằng nhựa PVC. Ở lớp dưới cùng ta lót một lớp sỏi đá nhỏ dày khoảng 0.05 (m), bên trên ta đổ thêm một lớp cát dày khoảng 0.2 (m) Bảng 4.16 Thông số thiết kế sân phơi bùn stt Tên thông số Ký hiệu Đơn vị Kích thước 1 Chiều dài sân phơi bùn L m 6 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 81 2 Chiều rộng R m 3 3 Chiều cao H m 1 4 Độ dốc i 0.01 5 Đường kính ống dẫn nước þ m 0.06 6 Lớp sỏi đá phía đáy ds m 0.05 7 Lớp cát phía trên dc m 0.2 4.4.2. Tính toán phương án II 4.4.2.1. Song chắn rác Bảng 4.17 Thông số thiết kế mương đặt song chắn rác STT Tên thông số Hí hiệu Đơn vị Số lượng 1 Chiều cao mương H m 0.7 2 Bề rộng mương Bs m 0.4 3 Số khe hở giữa các thanh s Khe 17 4 Chiều rộng khe hở b m 0.02 5 Chiều dày song chắn rác m 0.008 6 Chiều dài phần buồng đặt song chắn rác ls m 1 4.4.2.2. Bể điều hòa Bảng 4.18 Thông số thiết kế bể điều hòa STT Tên thông số Hí hiệu Đơn vị Số lượng 1 Chiều dài L m 7 2 Bề rộng B m 5 3 Chiều cao tổng cộng H m 5.5 4 Lưu lượng không khí sục vào qkhí m 3/h 115,5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 82 bể 5 Đk ống dẫn khí chính D m 0.064 6 Đk ống dẫn khí phụ d m 0.021 4.4.2.3. Bể lắng I Bảng 4.19 Các thông số thiết kế bể lắng I STT Tên thông số Hí hiệu Đơn vị Số lượng 1 Đường kính bể lắng I D m 7 2 Đường kính ống trung tâm Dtt m 0.9 3 Chiều cao vùng lắng h1 m 2.7 4 Chiều cao phần hình nón của bể lắng I hn m 2.6 5 Chiều cao tổng cộng của bể lắng I H m 5.6 6 Đường kính tấm chắn dòng d m 1.56 7 Đường kính miệng ống loe DL m 1.2 8 Chiều dài phần ống loe m 2.7 9 Chiều dài tấm chắn dòng L m 0.325 10 Đường kính máng thu nước dm m 6.3 11 Chiều rộng máng thu nước rm m 0.35 12 Chiều cao máng thu nước hm m 0.8 4.4.2.4. Bể UASB a. Chức năng b. Tính toán Kích thước bể Q = 700m3/ngày đêm = 29.1 m3/h TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 83 CODđầu vào = CODvào = 900 ( mg/l) BODđầu vào = 481,25 ( mg/l) Theo tiêu chuẩn CODra ra khỏi bể lắng II < 100 ( mg/l). CODcon lại = CODra <100 ( mg/l) Hiệu quả khử của UASB E = 900 100900 = 88,8% BODra = 0.77 100 = 77 ( mg/l) Hàm lượng COD của nước thải sau xử lý CODra = ( 1 – ECOD ) * COD = ( 1 – 0.77) * 900 = 207 (mg/l) Hàm lượng BOD của nước thải ra sau xử lý kị khí BODra = (1 - EBod ) * BOD = ( 1 – 0.79 ) * 481,25 = 101 (mg/l) Lượng COD cần khử trong một ngày G =   1000 raCODCODvaoQ  =   1000 200900700  = 490 ( kg COD/ngày) Tải trọng khử COD của bể UASB là từ 8 – 10kg COD/ ngày( theo bảng 12-1 XLNT của Trịnh Xuân Lai) Chọn a = 8 (kg COD/m3.ngày) Thể tích xử lý kỵ khí cần thiết của bể V = a G = 8 490 = 61,25 (m3) Trong đó: G: lượng COD cần khử trong ngày A: tải trọng COD cần khử của bể (kg COD/m3ngày) Vận tốc hướng lên theo công nghệ xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học – theo Lương Đức Phẩm {206}. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 84 Chọn vận tốc nước chảy vào bể là: v = 0,7 (m/h) Diện tích cần thiết của bể UASB F = v Q = 7,024 700  = 41,6 (m2) = 42 (m2) Trong đó : Q: lưu lượng nước thải = 700 m3/ngay đêm v: vận tốc nước đi vào bể = 0,7 m/h Kích thước của bể Chọn chiều dài L = 8 (m) Chiều rộng bể B = 5,2 (m) Chiều cao công tác phần yếm khí của bể H = F V = 6,41 70 = 1,5 (m) Lấy H = 1,7 (m) Chiều cao xây dựng của bể HXD = H + H1 + Hbv Trng đó; H: chiều cao phần xử lý kỵ khí = 1,5 (m) H1: chiều cao vùng lắng, chọn = 1(m) Hbv: chọn = 0,5 (m) Thay vào công thức ta có: HXD = 1,5 + 1 + 0,5 = 3 (m) Thể tích làm việc của bể V = (H + H1) F = (1,5 + 1) 42 = 105 (m3) Thể tích thực tế xây dựng là VTT = (H+H1+Hbv) F = 342 = 126 (m3) Hệ thống phân phối nước vào bể TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 85 Ống dẫn nước thải vào bể UASB được dẫn vào bể bằng 1 ống chính và 3 ống nhánh, chọn vận tốc dòng chảy trong ống là: v = 1m/s, ta tính được đường kính như sau: Đường kính ống chính D = v Q    4 = 360024114,3 7004   = 0,1 (m) = 100 (mm) Đường kính ống nhánh d = 3 4   v Q  = 3360024114,3 7004   = 0,05 (m) = 50 (mm) Lượng khí sinh ra tại bể trong 1 ngày Qkhí = 0,5 2 G = 0,5 2 490 = 140 (m3/ngày) Trong đó thành phần khí metan (CH4) chiếm 70% tổng lượng khí sinh ra. QCH4 = 0,7 140 = 98 (m3/ngày) Lượng bùn sinh ra khi loại bỏ 1 kg COD là 0,05 – 0,1 (kg) Chonï = 0,05 (kg) Gbùn = 0,05490 = 24 (kg/ngày) Tính toán máng thu nước Máng thu nước đặt trong bể, cạnh trong của bể là cạnh ngoài của máng. Chọn chiều cao của máng là 0,7 (m).chiều rộng của máng là 0,2 (m), máng đặt song song vói 2 cạnh chiều dài của bể. Chiều dài của máng thu nước ℓm = L2 = 8 2 = 16 (m) Tải trọng thu nứoc trên 1 m chiều dài của máng am = m Q  = 16 700 = 43,75 (m3/m2ngayđêm) = 1,8 (m3/m2.h) Chiều cao mực nước qua khe chữ V Aùp dụng công thức: q0 = 2 5 4,1 5 h am  TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 86 h = 2 5 4,15      ma = 2 5 4,15      = 0.034(m) Diện tích của máng răng cưa Sm = 0.00375 125.0 1600375.0 125.0 m = 0,48 (m2) Vận tốc nước qua máng răng cưa là: vrc = 3600rc h tb S Q = 360048,0 1,29  = 0,0168 (m/s) chọn vrc = 0,017 (m/s) bảng 4.20 Các thông số thiết kế bể UASB STT Tên thông số Hí hiệu Đơn vị Số lượng 1 Chiều dài bể UASB L m 8 2 Bề rộng B m 5,2 3 Chiều cao xây dựng bể Hxd m 3 4 Chiếu cao phần công tác yếm khí H m 1,7 5 Vận tốc nước đi lên v m/s 0,7 6 Đk ống dẫn khí chính D m 0,1 7 Đk ống dẫn khí phụ d m 0,05 8 Lượng khí CH4 sinh ra QCH4 m 3/ngày 98 9 Lượng bùn sinh ra Gb kg/ngày 28 4.4.2.5. Bể lắng II Các thông số đầu vào: Q = 700 m3/ngày đêm = 29,1m3/h CODra bể UASB = CODvào lắng II BOD5vào = 101mg/l COD = 207 mg/l TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 87 Chọn tải trọng bùn hoạt tính bề mặt là 20m3/m2 ngày và tải trọng chất rắn là 5.0 kg/ m2.h Diện tích bề mặt lắng theo tải trọng bề mặt AL = AL Q Trong đó: LA: tải trọng bề mặt, chọn LA = 20 (m 3/ ngàyđêm) Q :lưu lượng dòng thải = 700 (m3/ngày đêm) AL = 20 700 = 35 (m2) Diện tích bề mặt lắng theo tải trọng chất rắn AS = Gbùn / LA Trong đó: LS : tải trọng bùn chọn LS = 5.0 (kg/m 2ngày) Thay vào công thức ta có: As = 24,5 /5 = 4,9 (m 2) So sánh giữa AL và AS ta thấy AL > AS. nên chọn AL = 35 là diện tích tính toán. Chọn điều kiện bể lắng D =  sA4 = 14.3 354 = 6,67 (m) Chọn D = 6,7 (m) Đường kính ống phân phối trung tâm Đường kính ống trung tâm d = 20 – 30% đường kính bể trung tâm. Chọn d = 22%D. Vậy d = 22%D = 0.22 6,67 = 1,5 (m) Mép dưới ống trung tâm đặt cách mặt phân chia hai vùng nước là 0.25 m Diện tích ống phân phối trung tâm f = 4 2d = (1,52x3,14)/4 = 1,7 (m2) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 88 Vận tốc của nước chuyển động trong ống Vo = f Qmax = 0,0081 / 1,7 = 0.0048 (m/s) Diện tích vùng lắng của bể SL = AL + f = 35 + 1,7 = 36,7 (m 2) Tải trọng thủy lực a = lS Q = 700 /36,7 = 19 (m3/m2ngay) Vận tốc nước đi lên trong bể v = 24 a = 0,79 (m/h) Xác định chiều cao bể lắng II  Chiều cao tính toán trong vùng lắng của bể lắng II hl = v1  t Trong đó: v1: vận tốc nước trong bể điều hòa từ 0.5 ÷ 0.8 (m/s). chọn v1 = 0.5 m/s t: thời gian lắng chọn t = 2,5 (h) Thay vào công thức ta có: hl = 0.00052,53600 = 4,5 (m)  Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0.3 (m)  Chiều cao đáy chóp hc =   tgdD n  2 = [(6,7 – 1,5)/ 2]*tg430 = 2,4 (m) Chiều cao tổng cộng của bể Htc = hL + hbv + hc = 4,5 + 0,3 + 2,4 = 7,2 (m) Chiều cao ống trung tâm htt = 60%hL = 0.6  4,5 = 2,7 (m) Đường kính miệng ống loe TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 89 Đường kính miệng loe ống trung tâm lấy bằng chiều cao phần ống trung tâm và bằng 1.35 đường kính ống trung tâm. dl = he = 1.35  1,5 = 2 (m) Đường kính tấm chắn Đường kính tấm chắn lấy bằng 1,3 đường kính miệng ống loe và góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng nằm ngang lấy bằng 200. dtc = 1,3 2 = 2.6(m)  Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng ống koe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm chắn. L =  nk dDV Q    max4 Trong đó: Vk: vận tốc nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm chắn Vk ≤0.02 (m/s). chọn vk = 0.01 (m/s). Thay vào công thức ta có: L =  34.17,614.301.0 0081.04   = 0.2 (m) Kiểm tra lại thời gian lưu nước trong bể lắng  Thể tích phần lắng VL = LhD  24  =   6.3 4 7,614.3 2 = 70,4 (m3)  Thể tích phần chứa bùn Vb = As hc Trong đó: chọn chiều cao lớp bùn lắng hc = 1.5 (m) Thay vào công thức ta có: Vb = 4,92,4 = 11,76 (m3)  Thời gian lưu nước trong bể TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 90 Trong đó: Qr: lưu lượng bùn tuầnhoàn t = rw b QQ V  = 56.241.29 126  = 1,5 (h) lấy t = 3 (h) Thời gian lưu giữ bùn trong bể tb = rw b QQ V  = 56.248,9 24 1 51  = 0.47 (h) Tính toán máng thu nước  Thiết kế máng thu nước đặt theo chu vi vành trong bể, đường kính ngoài của máng chính là đường kính trong của bể.  Nước chảy vào máng thu được chảy theo 2 chiều về ống thu nước.  Chọn chiều rộng của máng thu là dm = 0.4 (m) Chiều dài máng thu nước Lm =   2  mdD =   2 14.32.07,6  = 11,2 (m)  Tải trọng thu nước trên 1m chiều dài của máng AT = mL Q = 700/11,2 = 62,7 (m3/m2.ngày đêm)  Chiều cao mực nước qua khe chữ V Q0 = 5 q = 1,4 2 5 h  h =   2 5 54,1 000736.0      = 0.025 (m)  Chiều cao tấm chắn không cho các chất nổi theo nước ra khỏi bể trong khoảng 0.3 - 0.5 (m). chọn = 0.3 (m) theo XLNT của Hoàng Huệ. Góc nghiêng giữa mặt phẳng của tấm chắn so với phương nằm ngang 170.  Diện tích mặt cắt ngang của máng vòng Fv = v Q htb 2 = 36005.02 1.29  = 0.008 (m 2) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 91 Ống xả bùn Ống xả bùn chọn ống nhựa PVC có đường kính bằng 100 (mm) có sự hỗ trợ của máy bơm hút bùn. 4.4.2.6. Sân phơi bùn c. Chức năng của sân phơi bùn Chức năng của sân phơi bùn là giảm thể tích và khối lượng nước chứa trong bùn để sử dụng làm phân bón hay đễ vận chuyển đi nơi khác. Độ ẩm của cặn được giảm xuống là do một phần nước bốc hơi và một phần khác ngấm xuống đất đối với sân phơi bùn tự nhiên hoặc được thu qua các máng thu loại này sử dụng cho sân phơi nhân tạo. d. Tính toán sân phơi bùn Toàn bộ lượng cặn được chuyển đến sân phơi bùn lưu lượng tính toán là w = 1,5 (m3/ngày). Chọn thời gian làm khô bùn là 20 ngày. Diện tích sân phơi bùn F = nq w   0 365 Trong đó: W: lưu lượng bùn q0: tải trọng lên sân phơi bùn (m 3/m2năm), đối với nền nhân tạo nên chọn q0 = 5m3/m2năm. n: hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí hậu n = 2 ÷ 4.2. chọn n = 3 Thay vào công thức ta có: F = 1,5 35 3651   = 36,5 (m2) Thể tích bùn giảm Lượng bùn phơi có độ ẩm từ 97% ÷ 15% trong 20 ngày TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 92 Wp = w 20 2 1 100 100 p p   Trong đó: P1: độ ẩm trung bình của cặn p1 = 97% P2: độ ẩm sau khi phơi p2 = 15% Wp = 1 20 %15100 %97100   = 0.8 (m3) Chọn kích thước thiết kế Chọn chiều dài L = 7,5 (m) Chiều rộng R = 5 (m) Chiều cao sân phơi là h = 1 (m) Đáy sân làm bằng bê tông có độ dốc i = 0.01 hướng về tâm phía cuối sân có dặt một ống thu nước. Chọn ống þ60 làm bằng nhựa PVC. Ở lớp dưới cùng ta lót một lớp sỏi đá nhỏ dày khoảng 0.05 (m), bên trên ta đổ thêm một lớp cát dày khoảng 0.2 (m) Bảng 4.21 Thông số thiết kế sân phơi bùn stt Tên thông số Ký hiệu Đơn vị Kích thước 1 Chiều dài sân phơi bùn L M 7,5 2 Chiều rộng R M 5 3 Chiều cao H M 1 4 Độ dốc i 0.01 5 Đường kính ống dẫn nước þ M 0.06 6 Lớp sỏi đá phía đáy ds M 0.05 7 Lớp cát phía trên dc M 0.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 93 CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN KINH TẾ 5.1. Tính toán kinh tế phương án I 5.1.1. Diện tích mặt bằng xây dựng Bảng diện tích mặt bằng các công trình đơn vị Hạng mục công trình Số lượng Kích thước (m) Mặt bằng xây dựng(m2) Thể tích Bể điều hòa 1 755 35 175 Bể lắng I 1 Þ7,036,53 39 46 Bể aerotank 1 6,855 34 170 Bể lắng II 1 Þ7,96,8 35 53,72 Bể khử trùng 1 42.22 8,8 17,6 Sân phơi bùn 1 631 18 18 Nhà điều hành 1 433 12 Tổng diện tích mặt bằng ΣSi = 35 + 39 + 34 + 35 + 18 + 12 + 8,8 = 181,8 (m2) Tổng diện tích mặt bằng cần thiết Si 1,2 = 181,8 1,2 = 218 (m2) 5.1.2. Chi phí đầu tư 5.1.2.1. Chi phí xây dựng stt Tên hạng mục slượng Thể tích Đơn giá Thành tiền (triệu) 1 Bể điều hòa 1 175 1.000.000 175.500.000 2 Bể lắng I 1 46 1.500.000 69.000.000 3 Bể aerotank 1 170 1.000.000 170.000.000 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 94 4 Bể lắng II 1 53.72 1.500.000 80.580.000 5 Bể khử trùng 1 17,6 1.000.000 17.600.000 6 Sân phơi bùn 1 18 200.000 3.600.000 7 Nhà điều hành 1 5.000.000 5.000.000 Tổng cộng 521.280.000 5.1.2.2. Chi phí trang thiết bị bảng chi phí trang thiết bị phương án I stt Tên thiết bị Đơn vị tính Số lượng Đơn giá Thành tiền 1 Song chắn rác Cái 1 500.000 500.000 2 Máy thổi khí(điều hòa+ bể aerotank) cái 1 28.000.000 28.000.000 3 Máy bơm nước cái 2 5.000.000 10.000.000 4 Máy hút bùn Cái 2 8.000.000 16.000.000 5 Ố ng dẫn khí+phụ kiện m 4.000.000 6 Ống dẫn nước thải m 4.000.000 7 Ống thép trung tâm bể m 20.000.000 8 Thiết bị điện 6.000.000 9 Bình đựng hóa chất cái 2 500.000 1.000.000 10 Máy điều chỉnh PH cái 1 4.500.000 11 Máy bơm hoá chất cái 1 1.500.000 1.500.000 Tổng cộng 94.500.000 5.1.2.3. Tổng chi phí đầu tư cho hệ thống ΣĐt =Σxd + Σtb = 521.280.000 + 94.500.000 = 615.780.000(triệu) Đt : đầu tư , xd : xây dựng, tb: thiết bị TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 95 Chi phí khấu hao xây dựng cơ bản Hệ thống xử lý nứoc thải xây dựng từ 16 - 20 năm. Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 năm 615.780.000/ 20 = 30.789.000(VND/năm) Chi phí xây dựng cơ bản cho 1ngày.đêm 30.789.000/ 365 = 84.353 (VND/ngày đêm) Chi phí xây dựng cho 1m3 nước thải 84.353 / 700 = 121 (VND/ngày) 5.1.3. Chi phí quan lý và vận hành 5.1.3.1. Chi phí cho công nhân Cần một kỹ sư quản lý trạm xử lý với lương tháng 1.500.000đ và một công nhân với mức lương 1.000.000đ Chi phí công nhân cho một ngày 30 000.500.1 + 1.000.000 / 30 = 83.000(đ) 5.1.3.2. Chi phí điện năng stt Tên thiết bị Công suất (kw) slượng Số giờ hoạt động Điện năng tiêu thụ 1 Máy thổi khí 4,16+2,11 1 12 75,24 2 Máy bơm nước thải 1,5 3 10 45 3 Máy hút bùn 00,75 1 1 0,75 4 Máy hút bùn bể lắng II 0,75 1 4 1.5 Tổng cộng 122,49 Chi phí điện năng cho 1 năm 122,49(kw/h) 365 (ngày) 1.500.000 VND = 67.063.275(VND/năm) Chi phí điện năng cho một ngày đêm TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 96 67.063.275 / 365 = 183.735 (VND/ngày đêm) Chi phí điện năng cho 1m nước thải 183.735/700 = 262,47 (VND/m3) 5.1.3.3. Chi phí hóa chất Hóa chất điều chỉnh PH là NaOH và clorua 2.5% dùng để khử trùng nguồn nước trước khi thải vào môi trường tiếp nhận. Chi phí hoá chất clorua vôi trong một năm T = Gtb. 24.* Dhc = 0.105 *24*1.000 = Mhc: đơn giá 1kg clorua vôi, M = 1000đ/1kg T = 0.01 (kg.l/h) Tổng cộng khoảng 10.000.000(VND) 5.1.4. Tổng chi phí xử lý của hệ thống cho 1 năm Σcp =Σđc +Σđn + Σcn +Σxd = 10.000.000 + 67.063.275 + 30.000.000 + 30.789.000 = 137.852.000 (VND/năm) 5.2. Tính toán kinh tế phương án II 5.2.1. Diện tích mặt bằng xây dựng Bảng diện tích mặt bằng các công trình đơn vị Hạng mục công trình Số lượng Kích thước (m) Mặt bằng xây dựng(m2) Thể tích Bể điều hòa 1 755 35 175 Bể lắng I 1 Þ7,036,53 39 46 Bể UASB 1 85,23 41,6 124,8 Bể lắng II 1 Þ7,96,8 35 53,72 Bể khử trùng 1 42,22 8,8 17,5 Sân phơi bùn 1 631 18 18 Nhà điều hành 1 433 12 Tổng diện tích mặt bằng TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 97 ΣSi = 35 + 39 + 41,6 + 35 +8,8+ 18 + 12 = 189,4(m2) Tổng diện tích mặt bằng cần thiết Si 1,2 = 189,4 1,2 = 227,28 (m2) 5.2.2. Chi phí đầu tư 5.2.2.1. Chi phí xây dựng stt Tên hạng mục slượng Thể tích Đơn giá Thành tiền (triệu) 1 Bể điều hòa 1 175 1.500.000 262.500.000 2 Bể lắng I 1 46 1.500.000 69.000.000 3 Bể UASB 1 125 1.500.000 187.500.000 4 Bể lắng II 1 53.72 80.580.000 5 Bể khử trùng 1 17,6 1.000.000 17.600.000 6 Sân phơi bùn 1 18 500.000 500.000 7 Nhà điều hành 1 5.000.000 5.000.000 Tổng cộng 622.680.000 5.2.2.2. Chi phí trang thiết bị Chi phí cho trang thiết bị stt Tên thiết bị Đơn vị tính Số lượng Đơn giá Thành tiền 1 Song chắn rác Cái 1 500.000 500.000 2 Máy thổi khí(điều hòa+ bể aerotank) cái 1 28.000.000 28.000.000 3 Máy bơm nước cái 2 5.000.000 10.000.000 4 Máy hút bùn Cái 2 8.000.000 16.000.000 5 Ống dẫn khí+phụ m 4.000.000 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 98 kiện 6 Ống dẫn nước thải m 4.000.000 7 Ống thép trung tâm bể m 20.000.000 8 Thiết bị điện 8.000.000 9 Bình đựng hóa chất cái 3 500.000 1.000.000 10 Máy bơm hoá chất cai 1 1.500.000 11 Máy điều chỉnh pH cái 1 4.500.000 Tổng cộng 96.500.000 5.2.2.3. Tổng chi phí đầu tư cho hệ thống ΣĐt =Σxd + Σtb = 622.680.000 + 96.500.000 = 719.180.000(triệu) Đt : đầu tư, xd : xây dựng, tb: thiết bị Chi phí khấu hao xây dựng cơ bản Hệ thống xử lý nứoc thải xây dựng từ 16 - 20 năm. Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 năm = 719.180.000 /20 = 35.959.000(VND/năm) Chi phí xây dựng cơ bản cho 1ngày.đêm 35.959.000 / 365 = 98.518 (VND/ngày đêm) Chi phí xây dựng cho 1m3 nước thải 98.518 / 700= 141 (VND/ngày) 5.2.3. Chi phí quan lý và vận hành 5.2.3.1. Chi phí cho công nhân Cần một kỹ sư quản lý trạm xử lý với lương tháng 1.500.000đ Chi phí công nhân cho một ngày 30 000.500.1 + 1.000.000/ 30 = 83.000(đ) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 99 Chi phí cho công nhân trong một năm 83.000* 365 = 30.000.000(VND) 5.2.3.2. Chi phí điện năng stt Tên thiết bị Công suất (kw) slượng Số giờ hoạt động Điện năng tiêu thụ 1 Máy thổi khí 2,11 1 12 25,32 2 Máy bơm nước thải 1,5 5 10 75 3 Máy hút bùn 00,75 1 1 0,75 4 Máy hút bùn bể lắng II 0,75 1 4 1.5 Tổng cộng 102,57 Chi phí điện năng cho 1 năm 86,07(kw/h) 365 (ngày) 1.500VND = 38.910.825 (VND/năm) Chi phí điện năng cho một ngày đêm 365 825.910.38 = 106.605 (VND/ngày đêm) Chi phí điện năng cho 1m nước thải 700 605.106 = 152,3 (VND/m3) 5.2.3.3. Chi phí hóa chất Chi phí hóa chất dùng cho điều chỉnh PH nằm trong khoảng 17.000.000 (VND/năm) 5.2.4. Tổng chi phí xử lý của hệ thống cho 1 năm Σcp =Σđc +Σđn + Σcn +Σxd = 10.000.000 + 38.910.000 + 30114.000.000 + 35.400.000 = 114.310.000 (VND/năm) 5.3. Lựa chọn phương án 5.4. Dựa vào kết quả tính toán của 2 phương án ta thấy rắng: Tổng vốn đầu tư cho hệ thống ở 2 phương án là: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 100 Phương án I: 596.680.000 VND Phương án II: 708.000.000 VND Cả hai phương án đều có khả năng áp dụng để xử lý nước thải đạt đến tiêu chuẩn cho phép khi thải ra nguồn, vậy phương án I là phương án được đề xuất áp dụng bởi một số lý do sau: o Khả năng sử lý ổn định o Kiểm soát quá trình phân hủy thuận lợi hơn. o Chi phí xây dựng không cao bằng phương án II. o Vận hành đơn giản. o Lượng bùn sinh ra ít. o Có khả năng hoạt động ở tải trọng cao. o Không phát sinh mùi và khí độc hại. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 101 CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1. Kết luận Đồ án có thể tóm tắt như sau:  Chương 1 đã nêu lên được tính cấp thiết của đề tài, mục tiêu nghiên cứu, nội dung và các phương pháp nghiên cứu, giới hạn đề tài. Từ đó rút ra, XLNT cho công ty thực phẩm xuất khẩu Đồng Giao là cấp thiết và bằng công nghệ bùn hoạt tính.  Chương 2 giới thiệu các phương pháp XLNT thực phẩm, nêu lên ưu điểm và nhược điểm của từng phương pháp, để từ đó làm cơ sở cho việc lựa chọn công nghệ xử lý tối ưu để XLNT cho công ty thực phẩm xuất khẩu Đồng Giao.  Chương 3 giới thiệu về công ty thực phẩm xuất khẩu Đồng Giao về các hoạt động sản xuất kinh doanh và các vấn đề môi trường cấp bách. Đây cũng là cơ sở để hình thành công nghệ xử lý hiệu quả.  Chương 4 đề xuất công nghệ và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty thực phẩm xuất khẩu Đồng Giao. Chương 5 tính toán kinh tế cho từng phương án.  Chương 6 kết luận và kiến nghị. Kết luận chung Xây dựng HTXL nước thải cho công ty thực phẩm xuất khẩu Đồng Giao là hết sức cần thiết, đáp ứng được các yêu cầu cấp bách hiện nay về bảo vệ môi trường nước. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY THỰC PHẨM XUẤT KHẨU ĐỒNG GIAO – NINH BÌNH SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG LAN TRANG 102 6.2. Kiến nghị Một số kiến nghị được đưa ra như sau:  Xây dựng và đào tạo đội ngũ các nhân viên có chuyên môn và ý thức cao để có thể quản lý mọi hoạt động liên quan đến vấn đề môi trường tại công ty thực phẩm xuất khẩu Đồng Giao.  Có sự quan tâm giúp đỡ của chính quyền địa phương trong công tác xây dựng hệ thống xử lý nước thải bảo vệ môi trường.  Cần có đội ngũ 2 -3 nhân viên có trình độ chuyên môn để quản lý và vận hành hệ thống XLNT cho công ty thực phẩm xuất khẩu Đồng Giao. Cần thực hiện những việc sau: Chu kỳ thay nhớt cho các máy thổi khí 1 và 2 là: 90 ngày. Thường xuyên thăm mỡ bôi trơn và châm thêm mỡ bôi trơn vào các phốt bơm. Mỗi năm phải sơn lại thiết bị lọc áp lực, lan can công tác, ống thổi khí để bảo vệ cấu kiện. Hai năm một lần sơn lại các bể, nhà điều hành.