Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm của Nhà Máy Dệt Nhuộm Song Thủy H.K

ọc gồm: Song chắn rác: chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn . Song chắn được đặt trước các công trình làm sạch hoặc có thể đặt trước miệng xả của các phân xưởng nếu nước thải có chứa tạp chất thô, dạng sợi. Bể lắng cát: có nhiệm vụ loại bỏ cát, hoặc các tạp chất vô cơ khác có kích thước từ 0,2 – 2mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tác đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến công trình sinh học phía sau. Bể lắng: Có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước, cặn hình thành trong quá trình keo tụ tạo bông (bể lắng đợt 1) hoặc cặn sinh ra trong quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2). Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng radian. Bể lắng ngang: nước chảy vào bể theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể. Bể lắng ngang có mặt bằng hình chữ nhật. Do bể lắng có hố thu nước hên thường tạo thành những vùng xoáy làm giảm khả năng lắng của các hạt cặn. Ngoài ra bể lắng không phụ thuộc vào mực nước ngầm , thường áp dụng khi công suất trạm lớn hơn 15000m3/ngày đêm. Bể lắng đứng: nước chảy theo hướng thẳng đứng từ dưới đáy bể lên. Bể lắng đứng thường có mặt bằng hình tròn. Bể lắng đứng có kết cấu đơn giản. Trong thực tế, nước thải chuyển động khá phức tạp. Đó là dòng tia rối ngập, nên phạm vi của dòng được mở rộng do lực lôi kéo của tầng mặt ngoài. Vì vậy trong bể tạo những vùng nước xoáy. Hướng nước xoáy bắt đầu từ miệng loe và tấm chắn với tốc độ lớn làm cản trợ quá trình lắng. Bể lắng đứng thường sử dụng khi mực nước ngầm thấp và công suất trạm đến 30000 m3/ngày đêm. Bể lắng radien: nước chảy vào bể theo hướng trung tâm ra qua thành bể hay có thể ngược lại. Nhược điểm của ở trong những vùng lắng xuất hiện những tia xoáy rõ rệt do đó tạo nên những sức cản bổ sung đối với những hạt lơ lửng. Do đó hiệu suất lắng không cao. Nhưng bể lắng ly tâm tiết kiệm chiều cao hơn bể lắng đứng . Bể điều hoà: Có nhiệm vụ duy trì dòng thải và nồng độ vào các công trình xử lý , khắc phục những sự cố vận hành do sự dao động về nồng độ và lưu lượng của nước thải gây ra, đồng thời nâng cao hiệu suất của các quá trình xử lý sinh học. Bể lọc: Được ứng dụng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi không thể loại bỏ được bằng phương pháp lắng. Quá trình lọc ít khi sử dụng trong xử lý nước thải, thường chỉ được sử dụng trong trường hợp nước sau xử lý đòi hỏi có chất lượng cao. Những vật liệu lọc có thể sử dụng là cát thạch anh, than cốc và sỏi nghiền Đặc tính quan trọng của lớp hạt lọc là độ xốp và độ bền mặt riêng. Quá trình lọc có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất cao trước vật liệu lọc hoặc chân không sau lớp lọc. Các phin lọc làm việc sẽ tách các phần tử tạp chất phân tán hoặc lơ lửng khó lắng khỏi nước. Các phin lọc làm việc không hoàn toàn dựa vào nguyên lý cơ học. Khi nước qua lớp lọc, dù ít hay nhiều cũng tạo ra lớp màng trên bề mặt các hạt vật liệu lọc. Màng này là màng sinh học. Do vậy, ngoài tác dụng tách các phần tử tạp chất phân tán ra khỏi nước, các màng sinh học cũng biến đổi các chất hòa tan trong nước thải nhờ quần thể vi sinh vật có trong màng sinh học. Chất bẩn và màng sinh học sẽ bám vào bề mặt vật liệu lọc, dần dần bít các khe hở của lớp lọc làm cho dòng chảy bị chậm lại hoặc ngừng chảy. Trong quá trình làm việc người ta phải rửa phin lọc, lấy bớt màng bẩn phía trên và cho nước rửa đi từ dưới lên trên để tách màng bẩn ra khỏi vật liệu lọc. Trong xử lý nước thải thường dùng thiết bị lọc chậm, lọc nhanh, lọc kín, lọc hở. Ngoài ra còn dùng loại lọc ép khung bản, lọc quay chân không, các máy vi lọc hiện đại. Đặc biệt là đã cải tiến các thiết bị lọc trước đây thuần túy là lọc cơ học thành lọc sinh học, trong đó vai trò của màng sinh học được phát huy nhiều hơn. Phương Pháp Xử Lý Sinh Học: Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như: H2S, sulfide, ammoniadựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển. Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp kỵ khí, hiếu khí, kỵ hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình oxy sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn xử lý sinh học tự nhiên. Phương pháp sinh học nhân tạo Quá trình kỵ khí Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng. Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn. Hỗn hợp bùn và nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn, sau khi phân hủy hỗn hợp được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn với nước. Bùn tuần hoàn trở lại bể kỵ khí, lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của sinh vật khá chậm Bể xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB). Đây là một trong những quá trình kỵ khí ứng dụng rộng rãi nhất trên thế giới do: Cả ba quá trình phân hủy - lắng bùn – tách khí được lắp đặc trong cùng một công trình. Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng. Ít tiêu tốn năng lượng vận hành. Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn và lượng bùn sinh ra dễ tách nước. Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng. Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí CH4. Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám Bể lọc kỵ khí Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa carbon trong nước thải. nước thải được dẫn vào bể từ dưới lên hoặc từ trên xuống, tiếp xúc với lớp vật liệu trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển. Vi sinh vật được giữ trên bề mặt vật liệu tiếp xúc và không bị rửa trôi theo nước sau khi xử lý nên thời gian lưu của tế bào sinh vật rất cao (khoảng 100 ngày). Bể phản ứng có dòng nước đi qua lớp cặn lơ lửng và lọc tiếp qua lớp vật liệu lọc cố định Là dạng kết hợp giữa quá trình xử lý kỵ khí lơ lửng và bám dính. Quá trình hiếu khí Quá trình hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng. Trong quá trình bùn hoạt tính, các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học - quần thể vi sinh vật hiếu khí – có khả năng lắng dưới tác động của trọng lực. Nước chảy liên tục vào bể aeroten, trong đó khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùn hoạt tính nhằm cung cấp oxy cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ. Dưới điều kiện như thế, vi sinh vật sinh trưởng tăng sinh khối và kết thành bông bùn. hỗn hợp bùn và nước thải chảy đến bể lắng đợt 2 và tại đây bùn hoạt tính lắng xuống đáy. Lượng lớn bùn hoạt tính (25 – 75% lưu lượng) tuần hoàn về bể aeroten để giữ ổn định mật độ vi khuẩn, tạo điều kiện phân hủy nhanh nhất chất hữu cơ. Lượng sinh khối dư mỗi ngày cùng với lượng bùn tươi từ bể lắng 1 được dẫn tiếp tục đến công trình xử lý bùn. Để thiết kế và vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí một cách hiệu quả cần phải hiểu rõ vai trò quan trọng của quần thể vi sinh vật. Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-,Một cách tổng quát, vi sinh vật tồn tại trong hệ thống bùn hoạt tính bao gồm: Psuedormonas, Zoogloea, Flacobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium, và hai loại vi khuẩn nitrate hóa Nitrosomoas, Nitrobacter. Một số dạng bể ứng dụng quá trình bùn hoạt tính lơ lửng như sau: Bể aeroten thông thường Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút (plug - flow), khi đó chiều dài bể rất lớn so với chiều rộng. Trong bể này nước thải vào có thể phân bố ở nhiều điểm theo chiều dài, bùn hoạt tính tuần hoàn đưa vào đầu bể. Ơû chế độ dòng chảy nút, bông bùn có đặc tính tốt hơn, dễ lắng. tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài bể. Quá trình phân hủy nội bào xảy ra ở cuối bể. Bể aeroten mở rộng: Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, khi đó tốc độ sinh trưởng thấp và lượng nước sinh ra cao hơn. Thời gian lưu lượng bùn cao hơn so với các bể khác (20 – 30 ngày). Hàm lượng bùn thích hợp trong khoảng 3.000 – 6.000mg/l. Bể aeroten xáo trộn hoàn toàn Bể này thường có dạng tròn hoặc vuông, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu oxy đồng nhất trong toàn bộ thể tích bể. Đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp. thiết bị sục khí cơ khí (motour và cánh khuấy) hoặc thiết bị khuếch tán khí thường được sử dụng. bể này có ưu điểm chịu quá tải rất tốt Mương oxy hóa Là mương dẫn dạng vòng có sục khí để tạo dòng chảy trong mương có vận tốc đủ xáo trộn bùn hoạt tính. Vận tốc trong mương thường được thiết kế lớn hơn 3m/s để tránh cặn lắng. mương oxy hóa có thể kết hợp với quá trính xử lý nitơ. Bể hoạt động gián đoạn SBR Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cạn. quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, chỉ có điều tất cả các quá trình xảy ra trong cùng một bể và được thực hiện lần lượt theo các bước : làm đầy, phản ứng, lắng, xả cặn, ngưng. Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám Bể lọc sinh học Bể lọc sinh học chứa đầy các vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám. Nước thải được phân bố đều trên mặt lớp vật liệu bằng hệ thống quay hoặc vòi phun. quần thể vi sinh vật sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có khả năng hấp phụ và phân hủy chất hữu cơ chứa trong nước thải. Quần thể vi sinh vật này có thể bao gồm vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí và tùy nghi, nấm tảo và các động vật nguyên sinhtrong đó vi khuẩn tùy nghi chiếm ưu thế. Phần bên ngoài lớp màng nhầy (khoảng 0,1 – 0,2 mm) là loại vi sinh hiếu khí. Khi vi sinh vật phát triển, chiều dày lớp màng nhầy càng tăng, vi sinh lớp ngoài tiêu thụ hết lượng oxy khuếch tán trước khi oxy thấm vào bên trong. Vì vậy gần sát bề mặt giá thể môi trường kỵ khí hình thành. Khi chất hữu cơ bị phân hủy hoàn toàn ở lớp ngoài, vi sinh sống gần bề mặt giá thể thiếu nguồn cơ chất dẫn đến tình trạng phân hủy nội bào và mất khả năng bám dính. Nước thải sau khi xử lý được thu qua hệ thống thu nước đặt bên dưới. Hệ thống thu nước này có cấu trúc rỗ để tạo điều kiện không khí lưu thông trong bể. Sau khi ra khỏi bể, nước thải vào bể lắng đợt 2 để loại bỏ màng vi sinh tách khỏi giá thể. Nước sau khí xử lý có thể tuần hoàn để pha loãng nước thải đầu vào bể lọc sinh học, đồng thời duy trì độ ẩm cho màng nhầy. Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC) RBC bao gồm các đĩa tròn polustyren hoặc poly vinyl chloride đặt gần sát nhau. Đĩa nhúng chìm một phần trong nước thải và quay ở tốc độ chậm. tuơng tự như bể lọc sinh học, màng vi sinh hình thành và bám trên mặt đĩa. Khi đĩa quay, màng sinh khối trên đĩa tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và sau đó tiếp xúc với oxy. Đĩa quay tạo điều kiện chuyển hóa oxy và luôn giữ sinh khối trong điều kiện hiếu khí. Đồng thời khi đĩa quay tạo nên lực cắt loại bỏ các màng vi sinh không còn khả năng bám dính và giữ chúng ở dạng lơ lửng để đưa sang bể lắng đợt 2. Trục RBC phải tính toán đủ đỡ vật liệu nhựa và lực quay. Phương pháp sinh học tự nhiên Cơ sở của phương pháp là dựa vào khả năng tự làm sạch của đất và nguồn nước. Cánh đồng tưới Dẫn nước thải theo hệ thống mương đất trên cánh đồng tưới, dùng bơm và ống phân phối phun nước thải lên mặt đất. Một phần nước bốc hơi, phần còn lại thấm vào đất để tạo độ ẩm và cung cấp một phần chất dinh dưỡng cho cây cỏ sinh trưởng. Phương pháp này chỉ được dùng hạn chế ở những nơi có khối lượng nước thải nhỏ, vùng đất khô cằn, xa khu dân cư, độ bốc hơi cao và đất luôn thiếu độ ẩm. Ở cánh đồng tưới không được trồng rau xanh và cây thực phẩm vì vi khuẩn, vi rút gây bệnh cùng kim loại nặng trong nước thải chưa được loại bỏ sẽ gây tác hại cho sức khỏe của người sử dụng các loại rau, cây thực phẩm này. Hồ sinh học Hồ hiếu khí: Có diện tích rộng, chiều sâu cạn. chất hữu cơ trong nước thải được xử lý chủ yếu nhờ sự cộng sinh giữa tảo và vi khuẩn sống ở dạng lơ lửng. Oxy cung cấp cho vi khuẩn nhờ sự khuyết tán qua bề mặt và quang hợp của tảo. Chất dinh dưỡng và CO2 sinh ra trong quá trình phân hủy chất hữu cơ được tảo sử dụng. Để đạt hiệu quả cao có thể cung cấp oxy bằng cách thổi khí nhân tạo. Hồ hiếu khí có 2 dạng : (1) có mục đích là tối ưu sản lượng tảo, hồ này có chiều sâu cạn 0,15 – 0,45m; (2) tối ưu lượng oxy cung cấp cho vi khuẩn, chiều sâu hồ này khoảng 1,5m. Hồ tùy tiện: Trong hồ tồn tại 3 khu vực: (1) khu vực bề mặt, nơi có chủ yếu vi khuẩn và tảo sống cộng sinh; (2) khu vực đáy, tích lũy cặn lắng và cặn này được phân hủy nhờ vi khuẩn kỵ khí; (3) khu vực trung gian, chất hữu cơ trong nước thải chịu sự phân hủy của vi khuẩn tùy nghi. Có thể sử dụng máy khuấy để tạo điều kiện hiếu khí trên bề mặt khi tải trọng cao. tải trọng thích hợp dao động khoảng 70 -140 kg BOD5/ha ngày. Hồ kỵ khí: Thường được áp dụng cho nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao và cặn lơ lửng lớn, đồng thời có thể kết hợp phân hủy bùn lắng. hồ này có chiều sâu lớn, có thể sâu đến 9m. tải trọng thiết kế khoảng 220 – 560 kg BOD5/ha ngày. Hồ xử lý bổ sung: Có thể áp dụng sau quá trình xử lý sinh học (aeroten, bể lọc sinh học hoặc sau hồ sinh học hiếu khí, tùy nghi) để đạt được chất lượng nước ra cao hơn, đồng thời thực hiện quá trình nitrat hóa. Do thiếu chất dinh dưỡng, vi sinh còn lại trong hồ này sống ở giai đoạn hô hấp nội bào và ammonia chuyển hóa sinh học thành nitrate. Thời gian lưu nước trong hồ này khoảng 18 – 20 ngày. Tải trọng thích hợp 67 – 200 kg BOD5/ha Phương pháp xử lý hóa lý: Các phương pháp hoá lý thường ứng dụng để xử lý nước thải là keo tụ, trích ly, bay hơiSử dụng phương pháp này làm giảm một phần chất ô nhiễm ra khỏi nước thải. Căn cứ vào các điều kiện địa phương và yêu cầu vệ sinh mà phương pháp hóa lý là giải pháp cuối cùng hoặc là giai đoạn xử lý sơ bộ cho các giai đoạn xử lý tiếp theo. Phương pháp Keo tụ Các hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10-4mm thường không thể tự lắng được mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp xử lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử lý các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và dính kết các hạt lơ lửng trong nước, tạo thành các bông cặn có trọng lượng đáng kể. Do đó, các bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống. Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta thuờng cho vào trong nước thải các chất keo tụ thích hợp như phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt loại FeSO4, Fe2(SO2)3 hoặc loại FeCl3. Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan. Khi quá trình keo tụ tạo bông tạo ra thì nồng độ chất lơ lửng, mùi, màu sẽ giảm xuống. Khi cho muối nhôm sunfat vào nước sẽ tác dụng tương hỗ với bicacbonat chứa trong nước và tạo thành nhôm hidroxyt ở dạng keo: Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 à 2Al(OH)3+ 3CaSO4 + 6CO2 Nếu độ kiềm cùa nước không đủ độ kiềm bằng cách thêm vôi, khi đó : Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 à 2Al(OH)3 + 3CaSO4 Khi dùng muối sắt sẽ tạo thành sắt hydroxit không hoà tan: 2FeCl3 + 3Ca(OH)3 à 3CaCl2 + 2Fe(OH)3. Fe2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 à 3CaSO4 + 2Fe(OH)3. Bông hydroxit tạo thành sẽ hấp thụ và kết dính các chất huyền phù, chất keo có trong nước thải. Khi có chất điện ly, các chất keo trong nước thải hấp thụ ion trên bề mặt và tích điện. Các phân tử chất bẩn chủ yếu hấp phụ các anion nên sẽ tích điện âm. Khi cho thêm chất keo tụ vào nước tạo thành các hạt keo tích điện dương ( như Al(OH)3, Fe(OH)2, Fe(OH)3) , chúng sẽ hợp nhất với các phân tử chất bẩn đến mức đủ lớn để lắng thành cặn. Đó là hiện tượng mất ổn định và kết thúc bằng quá trình làm to hạt. Trong nước thải dệt nhuộm, các phần tử mang màu tích điện dương ( thuốc nhuộm bazơ), hay điện âm ( thuốc nhuộm axit), hoặc ở dạng phân tán mô( thuốc nhuộm phân tán, hoàn nguyên). Do vậy phải lựa chọn chất keo tụ tuỳ theo tính chất nước thải trong từng nhà máy. Hàm lượng chất keo tụ đưa vào nước thải cần xác định thực nghiệm. Liều lượng chất keo tụ chủ yếu vào các yếu tố sau: Dạng và nồng độ chất bẩn. Loại chất keo tụ (các ion có hoá trị cao sẽ làm giảm thế zeta nhiều hơn). Biện pháp hoà trộn chất keo tụ với nước thải. Hiệu suất quá trình keo tụ phụ thuộc vào giá trị pH. Ví dụ : để keo tụ bằng phèn nhôm pHtối ưu =4,5-8 hoặc nếu dung sắt sunfat phải duy trì pH =9 -11. Để tạo các bông cặn lớn, dễ dàng lắng người ta cho thêm các chất trợ keo tụ. Đó là các chất cao phân tử, tan trong nước và dễ phân ly thành ion. Tuỳ thuộc vào nhóm ion phân ly mà các chất trợ keo tụ có điện tích âm hoặc dương (loại anion, cation). Chất trợ keo tụ thông dụng nhất là poliacrylamit (CH2CHCONH2)n. Do vậy trong nước thải có nhiều chất bẩn nên phải dùng lượng lớn hoá chất. Liều lượng chất keo tụ quá ít hoặc quá nhiều làm cản trở quá trình ổn định của các hạt keo trong nước thải Do phản ứng keo tụ diễn ra hoàn toàn phải khuấy trộn đều hoá chất với nước thải. Thời gian lưu lại trong bể trộn từ 1 -5 phút, thời gian kết tủa tạo bông từ 20-60 phút. Sau đó nước thải được tách bông cặn ở bể lắng 1. Phương pháp Tuyển nổi Bể tuyển nổi dùng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi nước. Ngoài ra cũng còn dùng để tách các hợp chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt và bể còn được gọi là bể tách bọt hay làm đặc bọt. Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ lớn hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt. Tuỳ theo phương thức cấp không khí vào nước, quá trình tuyển nổi bao gồm các dạng sau: Tuyển nổi bằng khí phân tán (Dispersed Air Flotation) Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation) Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved Air Flotation) Phương pháp Hấp phụ Phương pháp hấp phụ được ứng dụng rộng rãi để làm sạch nước thải triệt để khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học, cũng như khi nồng độ của chúng không cao và chúng không bị phân hủy bởi vi sinh vật hay chúng rất độc. Ưu điểm của phương pháp này là cho hiệu quả cao (80 – 90 %), có khả năng xử lý nhiều chất trong nước thải và đồng thời có khả năng thu hồi các chất này. Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc hai pha không hòa tan là pha rắn (chất hấp phụ) sẽ đi từ pha lỏng (pha khí) đến pha rắn cho đến khi nồng độ dung chất trong dung dịch đạt cân bằng. các chất hấp phụ thường sử dụng: than hoạt tính, tro, xỉ, mạc cưa, silicagen, keo nhôm. Phương pháp Trao đổi ion Phương pháp này có thể khử tương đối triệt để các tạp chất ở trạng thái ion trong nước như Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Mn cũng như các hợp chất của Asen, Photpho, Xyanua, chất phóng xạ. Phương pháp này cho phép thu hồi các chất giá trị và đạt được mức độ làm sạch cao nên được dùng nhiều trong việc tách muối trong xử lý nước thải. Phương pháp Đializ – Màng bán thấm Phương pháp này có thể tách các chất tan khỏi các hạt keo bằng cách dùng các màng bán thấm. Đó là các màng xốp đặc biệt không cho các hạt keo đi qua. Phương pháp Trích ly Phương pháp này có thể tách các chất bẩn hòa tan khỏi nước thải bằng dung môi nào đó nhưng với điều kiện dung môi đó không tan trong nước và độ hòa tan chất bẩn trong dung môi cao hơn trong nước. Phương pháp phổ biến nhất để xử lý nước thải chứa phenol và các loại axít béo. Những chất trích ly được dung là butylaxetat, dầu mỡ nặng, benzene. Phương pháp Chưng bay hơi Phương pháp này là chưng nước thải để các chất hòa tan trong đó cùng bay lên theo hơi nước. Ví dụ, người ta chưng nước thải của nhà máy hóa cốc cho phenol bay đi theo hơi nước. Phương pháp trung hòa Nhằm trung hòa nước thải có pH quá cao hoặc quá thấp, tạo điều kiện cho các quá trình xử lý hóa lý và sinh học. Mặc dù quá trình rất đơn giản về mặt nguyên lý, nhưng vẫn có thể gây ra một số vấn đề trong thực tế như: giải phóng các chất ô nhiễm dễ bay hơi, sinh nhịêt, làm rĩ sét thiếc bị máy móc. Vôi (Ca(OH)2 )thường được sử dụng rộng rãi như một bazơ để xử lý nước thải có tính axit, trong khi axit sulfuric là một chất tương đối rẽ tiền dùng trong xử lý nước thải có tính bazơ. Phương pháp oxy hóa khử Phương pháp này được dùng để: Khử trùng nước; Chuyển một nguyên tố hòa tan sang kết tủa hoặc một nguyên tố hòa tan sang thể khí. Biến đổi một chất không phân hủy sinh học thành nhiều chất đơn giản hơn, có khả năng đồng hóa bằng vi khuẩn Loại bỏ các kim loại nặng như: Cu, Pb, Zn, Cr, Ni, As,... và một số chất độc như Cyanua. Các chất oxy hóa thông dụng: O3, Cl2, H2O2, KMnO4. Quá trình này thường phụ thuộc rõ rệt vào pH và sự hiện diện của chất xúc tác. Kết tủa hóa học Kết tủa hóa học thường dùng để loại trừ các kim loại nặng trong nước. Phương pháp kết tủa hóa học hay được sử dụng nhất là phương pháp tạo các kết tủa đối với vôi. Soda cũng có thể được sử dụng để kết tủa các kim loại dưới dạng hydroxite, cacbonat Chọn Lựa Quy Trình Công Nghệ Khi lựa hệ thống xử lý cần dựa vào các yếu tố sau: Quy trình sản xuất của xí nghiệp ( trong đó xác định khâu nào sinh ra nước thải, lưu lượng và thành phần) Xác định được tổng lượng nước thải sinh ra, lưu lượng nước thải theo giờ (min, max) Xác định thành phần nước thải: chỉ tiêu BOD, COD, màu, SS, hàm lượng các hóa chất khác nếu có (tùy theo đặc trưng của từng ngành). Quy Trình Công Nghệ Song chắn rắc thô Bể điều hoà Bể lắng I Bể Aerotank Nước thải Sục khí Bể lắng xoáy Nguồn tiếp nhận Bể chứa bùn Sơ Đồ 3 Hệ thống Xử lý Nước thải Đường nước Đường khí Đường bùn Thuyết Minh Công Nghệ: Nước thải từ các khâu sản xuất của nhà máy và nước sinh hoạt sau khi được xử lý sơ bộ, được thu gom dẫn vào hệ thống xử lý nước thải tập trung của công ty. Nước thải từ các các khâu trong phân xưởng chảy vào mạng lưới thoát nước thải công nghiệp và đưa đến trạm xử lý. Nước thải theo hệ thống cống dẫn vào bể tiếp nhận sau khi qua song chắn rác, với khe hở hai song chắn rác liền nhau là 10 mm. Song chắn rác : Nước thải từ các các khâu trong phân xưởng chảy vào mạng lưới thoát nước thải công nghiệp và đưa đến trạm xử lý. Nước thải theo hệ thống cống dẫn vào bể tiếp nhận sau khi qua song chắn rác, với khe hở hai song chắn rác liền nhau là 16 mm. Song chắn rác được sử dụng để giữ lại các chất rắn â có kích thước >16 mm ở trong nước thải. Song chắn rác có hệ thống lấy rác thường xuyên bằng cơ khí nhằm thu gom và chóng nghẹt song chắn rác. Nếu không loại bỏ rác này có thể gây đến tắt nghẽn đường ống, mương dẫn hoặc hư hỏng bơm. Rác có thể tập trung lại, đưa đến bãi rác. Bể điều hòa : Do tính chất nước thải thay đổi theo từng giờ sản xuất và nó phụ thuộc vào loại nước thải theo từng công đoạn. Vì vậy nhất thiết phải xây dựng bể điều hòa. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nước , khuếch tán nồng độ, làm giảm kích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau, nhất là tránh hiện tượng quá tải của hệ thống xử lý. Bên cạnh đó lượng BOD cũng giảm xuống một phần do bể có mặt bằng lớn nên oxi hóa diễn ra, vi sinh vật phát triển, sục thêm khí để khử BOD tốt hơn. Đặt hai bơm chìm (hoạt động luân phiên) để bơm nước qua bể lắng I. Bể lắng I: Bể lắng có nhiệm vụ loại bỏ hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải . Sau khi qua bể lắng I hàm lượng BOD giảm 35% và SS là gần 60%. Bể Aerotank Nước thải sau khi lắng 1 sẽ được dẫn đến bể aerotank theo chế độ tự chảy . Tại đây, bể được cung cấp khí oxi để đảm bảo vi sinh vật phát triển tốt . Thêm N, P vì trong nước thải dệt nhuộm thường thiếu hụt N, P, do đó không đảm bảo cho quá trình oxi hoá diễn ra. Trong bể sinh học bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn diễn ra quá trình oxy hóa các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong nước thải dưới sự tham gia của các vi sinh vật hiếu khí sẽ tiêu thụ các chất hữu cơ dạng hòa tan và dạng keo để sinh trưởng, vi sinh vật phát triển thành quần thể dạng bông bùn để lắng gọi là bùn hoạt tính, sinh khối tăng tạo thành bùn hoạt tính dư. Bể lắng II kết hợp với phản ứng xoáy (bể lắng xoáy) Do tính chất của nước thải dệt nhuộm có độ màu cao, nên ta dùng phương pháp lắng xoáy. Ở đây khi đường nước thải được đưa vào sẽ tạo ra dòng xoáy kết hợp với hóa chất để tạo ra bông lắng. Nồng độ màu trong nước thải được khử sau khi đi qua bể này. : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Các thông số khảo sát Qua khảo sát thực tế các công đoạn sản xuất của công ty Song Thuỷ, ta có bảng số liệu sau: Bảng 5: Số liệu thực tế tại công ty Song Thủy: Thời gian làm việc Lưu lượng theo gìơ(m3/h) Thời gian làm việc Lưu lượng theo gìơ(m3/h) 0-1 12 12-13 12 1-2 16 13-14 16 2-3 12 14-15 48 3-4 48 15-16 16 4-5 12 16-17 16 5-6 16 17-18 4 6-7 40 18-19 36 7-8 12 19-20 12 8-9 48 20-21 48 9-10 12 21-22 12 10-11 16 22-23 16 11-12 4 23-24 16 Công ty liên tục 24h/ngày, được chia làm 2 ca. Các máy móc luân phiên làm việc Số liệu đầu vào: Q = 500m3/ngày pH = 9 -12 BOD = 245 mg/l COD = 587 mg/l Tính toán công trình đơn vị Song Chắn Rác Chức năng Dẫn nước thải và giữ lại các thành phần rác có kích thước lớn. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải. Tính toán song chắn rác: Do lượng rác trong nước thải dệt nhuộm nhỏ, chọn song chắn rác làm sạch bằng thủ công. Lưu lượng theo giờ trung bình: Lưu lượng giờ lớn nhất: Số lượng khe hở giữa các thanh (công thức 4.2a/ trang 67- Trần Hiếu Nhuệ – Xử Lý Nước Thải – Đại Học Xây Dựng 1978): Trong đó: b: Khoảng cách giữa các thanh, m (thường lấy từ 16÷25mm) h: Chiều sâu lớp nước trước song chắn,m (=chiều sâu lớp nước trong kênh dẫn à h=0.1m) Vs = vận tốc trung bình qua khe hở, m/s (Qui phạm = 0.3 ÷ 0.6m/s) ko : hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy ko =1.05 Bề rộng thiết kế: Chọn Bs= 40cm = 0.4m, chọn bề rộng mương dẫn nước vào: Bk = 0.2m Trong đó: S: chiều dày song chắn , m (chọn S= 10mm) n: Số khe hở Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn: Trong đó: góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác Chiều dài doạn thu hẹp sau song chắn: Tổn thất áp lực qua song chắn (tổn thất áp lực cho phép) Trong đó: β: hệ số phụ thuộc hình dạng đan (chọn đan hình chữ nhật- bảng 4.1/ trang 69- XLNT Trần Hiếu Nhuệ – Lâm Minh Triết -1978) α: góc nghiêng đặt song chắn (α=60) Hình 1 Song chắn rác Bảng 6 Kết quả tính toán Song chắn rác: Stt Tên thông số & ký hiệu Kích thước Đơn vị 01 kích thước song chắn rác (B) 38 cm 02 Số khe (n) 15 khe 03 Bề dày song chắn (S) 10 mm 04 Khoảng cách giữa các thanh (b) 16 mm 05 Chiều cao song chắn (h) 0.8 m BỂ ĐIỀU HÒA Chức năng Điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình sau nó, tránh sa lắng cặn. Ngoài ra, nước thải sau khi qua bể điều hòa sẽ làm giảm một phần các chất bẩn hữu cơ nhờ quá trình làm thoáng sơ bộ, góp phần làm giảm kích thước của hệä thống xử lý. Tính toán bể điều hòa Bảng 7 Các thông số tính toán bể điều hoà: Thời gian làm việc Lưu lượng theo gìơ(m3/h) Lưu lượng trung bình giờ(m3/h) Độ chênh lệch thể tích theo giờ (m3/h) Hiệu số thể tích Vmax-Vmin (m3/h) 0-1 12 20.83 8.83 0 1-2 16 20.83 4.83 8.83 2-3 12 20.83 8.83 13.66 3-4 48 20.83 -27.17 22.49 4-5 12 20.83 8.83 -4.68 5-6 16 20.83 4.83 4.15 6-7 40 20.83 -19.17 8.98 7-8 12 20.83 8.83 -10.19 8-9 48 20.83 -27.17 -1.36 9-10 12 20.83 8.83 -28.53 10-11 16 20.83 4.83 -19.7 11-12 4 20.83 16.83 -14.87 12-13 12 20.83 8.83 1.96 13-14 16 20.83 4.83 10.79 14-15 48 20.83 -27.17 15.62 15-16 16 20.83 4.83 -11.55 16-17 16 20.83 4.83 -6.72 17-18 4 20.83 16.83 -1.89 18-19 36 20.83 -15.17 14.94 19-20 12 20.83 8.83 -0.23 20-21 48 20.83 -27.17 8.6 21-22 12 20.83 8.83 -18.57 22-23 16 20.83 4.83 -9.74 23-24 16 20.83 4.83 -4.91 Thể tích của bể: theo số liệu thực tế thu được Chọn bể điều hoà hình chữ nhật, có các kích thước: Chiều cao bảo vệ : hbv =0,5 (m) Chiều cao của bể : h =2m. Để bơm hoạt động liên tục, chiều cao mực nước tối thiểu là:h=05m Diện tích của bể: Thể tích cần của bể : Mực nước cao nhất cách đáy bể: Chiều cao tổng cộng: Thể tích xây dựng của bể điều hòa: Hệ thống ống dẫn khí : Chọn hệ thống khuấy trộn trong bể bằng hệ thống thổi khí. Lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa: Trong đó: Vk :Đối với nước thải có hàm lượng cặn lơ lửng khoảng 220mg/l, lượng khí cần từ 0.01 ÷0.015 1m3 dung tích bể trong một phút. (Trịnh Xuân Lai – Thiết kế Xử Lý Nước Thải – 2000) Tính đường kính ống dẫn khí chính: Chọn D= 0.042=42mm Chọn Dn: đường kinh ống dẫn nước, chọn Dn= 60mm Trong đó: Tốc độ chuyển động của không khí trong ống dẫn và qua hệ thống phân phối từ (10 ÷15m/s) (‘’Tính toán xử lý nước thải đô thị và công nghiệp của Lâm Minh Triết – 2004) Tính đường kính ống dẫn khí nhánh: Lưu lượng khí trong mỗi ống: Trong đó: tốc độ chuyển động qua lỗ phân phối khí 15 ÷20m/s, chọn Vống=15m/s Đường kính ống nhánh: Kiểm tra vận tốc khí trong ống: . Chọn đường kính của các nhánh là =10mm, bố trí thành dọc theo chiều dài bể. Vậy vận tốc khí đi trong mỗi ống: . Chiều dài ống nhánh = chiều rộng bể điều hòa, khoảng cách giữa 2 ống nhánh là 1m Số ống nhánh : ống Đường kính các lỗ trên ống nhánh thường lấy từ 2 ÷ 5mm, đối với bể điều hòa phân phối khí bằng lỗ nhỏ ta chọn dlỗ= 3mm = 3*10-3m Diện tích 1 lỗ trên ống nhánh: Tổng diện tích lỗ trên ống nhánh: Tổng số lỗ trên ống nhánh: ô4Số lỗ trên một ống nhánh: lỗ, chọn mlỗ = 19lỗ Aùp lực cần thiết của máy thổi khí: Trong đó: h: tổn thất do ma sát trên đường ống, bao gồm cả tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ, h =0.4(m). H1: tổn thất qua vòi phun, h1=0,5(m). H: độ sâu ngập nước của vòi phun, H=2.5(m). Vậy máy thổi khí phải có cột áp tối thiểu là 3,4(m). Aùp lực không khí: Công suất lý thuyết máy thổi khí: . Trong đó: q: lưu lượng không khí, q=2,25/60 = 0,0375 (m³/s). N: hiệu suất máy nén khí, n=0,70,9, chọn n=0,8 Công suất của máy thổi khí: Vận tốc nước trong ống: Hình 2 Bể điều hoà Bảng 8 Các thông số trong tính toán bể điều hoà: Stt Tên thông số & ký hiệu Kích thước Đơn vị 01 Chiều rộng bể (b) 4.25 m 02 Chiều dài bể (l) 6 m 03 Chiều cao bể (h) 3 m 04 Đường kính ống chính (Dống) 42 mm 05 Đường kính ống nhánh (dống) 12 mm 06 Đường kính lỗ (dlỗ) 3 mm 07 Vận tốc nước trong ống (Vn) 9.39 m/s 08 Vận tốc khí trong ống chính (Vống) 10 m/s 09 Vận tốc khí trong ống nhánh 15 m/s 10 Đường kính ống dẫn nước 60 mm BỂ LẮNG ĐỢT I Chức năng: Thực hiện quá trình lắng để tách rời các bông cặn phèn ra khỏi nước thải Chọn bể lắng I là bể lắng đứng, ly tâm. Tính toán bể lắng : Diện tích ống trung tâm: Trong đó: V1: vận tốc ống trung tâm thường lấy 30m/s Qmax: lưu lượng lớn nhất tính theo m3/s Đường kính ống trung tâm: Thể tích tổng cộng của bể: Chiều cao công tác của bể: Chiều cao công tác của bể ≤ chiều dài ống trung tâm Trong đó: V: tốc độ chuyển động của nước trong bể lắng đứng, V= 0.5÷08 mm/s t: thời gian lưu nước, chọn t =2h Diện tích hữu ích: Diện tích tổng cộng của bể: Đường kính của bể lắng: Tải trọng thủy lực của máng thu Thể tích phần lắng: Đường kính miệng loe của ống trung tâm Đường kính miệng loe = chiều cao phần ống loe =1.35 đường kính ống trung tâm Dloe = 1,1.35 * d = 1,35 x 0,8 = 1.08 m Đường kính tấm chắn: Dchắn= 1.3Dloe = 1.3 *1.08 =1.104 m Góc nghiêng của tấm chắn so với mặt phẳng ngang lấy = 170 Đường kính và chiều dài máng thu: Dmáng = 0.9 D = 0.9*5 = 4.5m Lmáng = *Dmáng =*4.5 = 14.13 m Chiều cao hình nón của bể lắng: Trong đó: dn : đường kính dấy nhỏ của hình nón cụt, chọn dn = 0.6m α: Góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang. Lấy ≥ 500 (Điều 6.5.9 – TCXD -51-84) (Theo XLNT Đô Thị & Công Nghiệp – Tính toán thiết kế công trình – lâm Minh Triết chủ biên/ trang 253) Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng ống loe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm chắn, được tính: Trong đó: Vk: tốc độ dòng chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm chắn, Vk≤ 20mm/s, chọn Vk = 20mm/s = 0.02m/s. Chiều cao tổng cộng của bể lắng ly tâm đợt I: Htc = h1 + hn + hbv = 4 + 4 + 0.5 = 8,5 m Trong đó: Chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0.5m Lượng bùn sinh ra: (Giáo trình XLNT – Trịnh Xuân Lai / Trang 48) Xác định hiệu quả khử BOD5: Xác định hiệu quả khử SS: Lượng bùn sinh ra/ ngày: Thể tích bùn sinh ra: Thời gian lưu giữ bùn trong bể: giờ Hình 3 Bể lắng Bảng 9 Các thông số tính toán Stt Tên thông số & ký hiệu Kích thước Đơn vị 01 Chiều cao công tác (hbể) 4 m 02 Chiều cao phần nón cụt 4 m 03 Đường kính bể (D) 5 m 04 Đường kính ống 0.8 m 05 Đường kính đáy nhỏ hình nón 0.6 m 06 Đường kính tấm chắn 1.4 m BỂ SINH HỌC HIẾU KHÍ (AEROTANK): Chức năng Loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học nhờ vi sinh vật hiếu khí. Tính toán : (Trịnh Xuân Lai – tính toán thiết kế hệ thống Xử lý nước thải/trang 67) Lưu lượng tính toán: Q = 500 m3/ngày Hàm lượng BOD đầu vào: BOD = 245 mg/l Hàm lượng COD đầu vào: COD = 587 mg/l Nước xử lý đạt loại B: à Sau lắng hàm lượng chất rắn lơ lửng SS ≤ 50mg/l à Hiệu suất cặn phân huỷ sinh học a = 65% Lượng bùn hoạt tính trong nước thải đầu vào bể X0=0 Nồng độ bùn hoạt tính trong bể X = 2500 mg/l Độ tro của cặn Z = 0.3 Nồng độ cặn lắng ở đáy bể lắng 2 là nồng độ cặn tuần hoàn G = 10.000mg/l Thời gian lưu bùn hoạt tính θc =10 ngày Chế độ thủy lực : khuấy trộn hoàn chỉnh Hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại: Y= 0.46 Hệ số phân hủy nội bào : Kd = 0.06/ngày Nước thải có đủ chất dinh dưỡng BOD5 : N: P = 100 : 5 : 1 Độ tro của cặn hữu cơ lơ lửng ra khỏi bể lắng là 0.3 =30% & 70% là cặn bay hơi. Hiệu quả xử lý : Lượng cặn hữu cơ trong nước ra khỏi bể lắng Lượng cặn hữu cơ tính theo COD : Trong đó: 1.42 là lượng BOD cần trong quá trình phân hủy sinh học theo công thức: 1.42 là lượng oxy hay mgOxy/l hay đơn vị tế bào bị phân hủy Lượng BOD5 có trong cặn ra khỏi bể lắng Lượng BOD5 có trong cặn hòa tan ra khỏi bể lắng Hiệu quả xử lý tính theo BOD5: Thể tích bể Aerotank: Thời gian lưu nước trong bể Tốc độ tăng trưởng của bùn: Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày: Lưu lượng xả bùn: Trong đĩ: XT: nồng độ bùn hoạt tính (cặn không tro) lấy từ đáy bể lắng để tuần hoàn lại bể Aerotank Xr: nồng độ bùn hoạt tính trong nước sau khi lắng (lượng bùn haọt tính sau khi ra khỏi bể lắng) Qr =Qv =500 m3/ngày (coi lượng nước trong bùn là không đáng kể) Thời gian tích lũy cặn (tuần hoàn toàn bộ) không xả cặn ban đầu Sau khi hệ thống đi vào hoạt động ổn định, lượng bùn hữu cơ xả ra hằng ngày Trong đó: Cặn bay hơi : Cặn bay hơi trong nước đã xử lý đi ra khỏi bể lắng: Tổng cặn hữu cơ sinh ra =B’+ B’’ = 40.67 + 6.825 = 47.495 kg Xác định lưu lượng bùn tuần hòan QT, Để nồng độ bùn trong bể luôn giữ được giá trị X= 2500mg/l, ta có: Hệ thống cung cấp khí : Chọn hệ thống phân phối khí nén – dạng tấm xốp Lượng oxy cần thiết: (theo công thức 6-15/105 – Trịnh Xuân Lai – Tính toán công trình XLNT) Trong đó: f: hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD PX: Phần tế bào dư xả ra ngoài theo bùn dư Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực tế: Trong đó: Cs : nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch Cd : nồng độ oxy cần duy trì trong công trình ( Cd = 1.5-2 mg/l), chọn Cd=2 α : hệ số điều chỉnh lượng ôxy ngấm vào nước thải (0.6 – 0.94), chọn α =0.9 Bảng 10 Lượng không khí cần: Điều kiện thí nghiệm Điều kiện tối ưu Điều kiện trung bình Ou = grO2/m3.m OE = KgO2/KW Ou = grO2/m3.m Ou=kgO2/KW Nước sạch ở điều kiện T = 200C Nước thải α = 0.7 12 8.5 2.2 1.5 10 7 1.7 1.2 (Theo kết quả thực nghiệm bảng 7.1/112 – Trịnh Xuân Lai ) Chọn hệ thống tạo bọt khí nhỏ, ở điều kiện trung bình Ou = 7gr O2 / m3.m Chọn chiều cao bể = 5m Chiều cao độ ngập nước h = 4.5m Chiều cao bảo vệ hbv = 0.5m Công suất hòa tan của thiết bị : OU = Ou *h = 7*4.5 =31.5grO2/m3 Lượng không khí cần thiết: Trong đó: f: hệ số an toàn (thường lấy từ 1.5 - 2) ( Xử Lý Nước Thải – Trịnh Xuân Lai / trang 114 ) Lượng đĩa xốp trong bể Aerotank: (Tính toán các công trình xử lý nước thải sinh hoạt và đô thị – Lâm Minh Triết/ trang 143) Các thông số: Vbể = 190 m3 = b*l*h = 4 * 9.5 * 5 hctác = 5m Tlưu = 9.12h Diện tích bể Aerotank : Tổng chiều dài các hành lang của bể Với chiều dài bể như trên, ta chọn bể gồm 2 đơn nguyên, 4 hành lang. à chiều dài mỗi hành lang là: N: số đơn nguyên n: Số hành lang trong mỗi đơn nguyên Số lượng tấm xốp: Chọn thiết bị khuếch tán khí với tấm xốp có kích thước mỗi tấm là: 300 * 300mm à số lượng tấm xốp cần: àchọn NX = 144 tấm Trong đó: V : lượng không khí thổi vào bể Aerotank trong 1 đơn vị thời gian (h) = QkTB= 688.75 m3/h D’ : lưu lượng riêng của không khí. Khi chọn tấm xốp D’=80 à 120 l/phút à chọn D’ = 80 l/phút Số lượng tấm xốp trên một hành lang : Vậy số tấm xốp trên mỗi hành lang là 18 tấm Hình 4 Bể Aerotank Bảng 11 Thông số tính toán bể Aerotank: Stt Tên thông số & ký hiệu Kích thước Đơn vị 01 Thể tích của bể (Vbể) 190 M3 02 Chiều cao công tác (h) 5 m 03 Chiều rộng bể (b) 4 m 04 Chiều dài (l) 9.5 m 05 Chiều dài hành lang bể (lhànhlang) 1.2 m 06 số lượng tấm xốp 144 tấm 07 Kích thước tấm xốp 300*300 mm 08 Diện tích bể (F) 38 m2 5. BỂ LẮNG II KẾT HỢP VỚI PHẢN ỨNG XOÁY: Chức năng : Loại bỏ màu có trong nước thải và lượng cặn còn lại. Tính toán vùng phản ứng xoáy: Các thông số tính toán: Vận tốc nước tại đầu vòi phun: 2- 3 m/s Thời gian phản ứng : 15 – 30 phút Vận tốc nước chảy trong ống : 0.8 -1.0 m/s Thời gian lắng : 1.5 -2.5 h Vận tốc nước dâng trong vùng lắng: V= 0.5 mm/s Chiều cao tính toán vùng lắng: Diện tích ngăn phản ứng xoáy hay diện tích ống trung tâm: Trong đó Hf: chiều cao tính toán của bể phản ứng = 0.9 hlắng Đường kính bể phản ứng/ đường kính ống trung tâm: Đường kính miệng phun: Trong đó: µ : hệ số lưu lượng đối với miệng phun hình nón có gón nón β :250 Vf : vận tốc qua vòi phun = 2m/s Tổn thất áp lực ở miệng phun: Tính phần bể lắng: hl = 4m : chiều cao tính toán vùng lắng fpu =2m: diện tích ống trung tâm dpu = 2.6 m: đường kính ống trung tâm Đường kính tấm chắn: Chiều cao hình nón: (Chọn α = 170 : góc nghiêng giữa đường sinh hình nón với phương ngang) Diện tích tiết diện ướt của vùng lắng: Diện tích tổng cộng của bể lắng: Đường kính bể lắng: Chiều cao phần lắng bể lắng: Trong đó: Khoảng cách từ miệng loe đến đỉnh tấm chắn hình nón : hloe =0.3m Chiều cao lớp nước trung hòa hth =0.3 m Chiều cao bảo vệ hbv =0.5m Tính toán phần hình nón cụt: Lượng bùn sinh ra: Xác định kết quả khử: Khử BOD5 : Khử SS : Lượng bùn sinh ra: Thể tích phần chứa bùn: Chiều cao phần chứa bùn: Chiều cao tổng cộng của bể lắng: Hình 5 Bể lắng xoáy Bảng 12 Thông số tính toán bể lắng xoáy: Stt Tên thông số & ký hiệu Kích thước Đơn vị 01 Phần lắng -- - xoáy Chiều cao vùng lắng (hl) 4 m Diện tích ngăn phản ứng (fpu) 2 m2 Chiều cao ngăn phản ứng (Hpu) 3.6 m Đường kính ngăn phản ứng (dpu) 2.6 m Đường kính miệng phun 0.064 m Phần lắng Đường kính ống trung tâm (dtt) 2.6 m Diện tích ống trung tâm (ftt) 2 m2 Đường kính vùng lắng (Dl) 18 m Chiều cao phần lắng (hbl) 5.5 m Đường kính tấm chắn (dn) 3.4 m Chiều cao tấm chắn (hn) 0.5 m Hình nón cụt Thể tích phần chứa bùn (Vbùn) 35.16 m3 Chiều cao phần chứa bùn (hbùn) 2 m Bể lắng Chiều cao tổng cộng của bể lắng xoáy (halắng) 7.5 m : DỰ TOÁN KINH TẾ & KỸ THUẬT Các hạng mục chính: Stt Hạng mục xây dựng SL Đơn giá Thành tiền 1 Song Chắn rác 1 cái 4.000.000 4.000.000 2 Bể điều hòa 1 bể 12.000.000 12.000.000 3 Bể lắng 1 1 bể 50.000.000 50.000.000 4  Bể Aeroten 1 bể 60.000.000 60.000.000 5 Bể lắng xoáy 1 bể 70.000.000 70.000.000 6 Bể chứa bùn 1 bể 10.000.000 10.000.000  7 Nhà điều hành cái 100.000.000 100.000.000 Tổng cộng (Cxd) 306.000.000 Thiết bị phụ trợ: Stt Tên thiết bị SL Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng) 01 Bơm nước thải bể điều hòa 2 cái 5.500.000 11.000.000 02 Máy thổi khí 3 cái 45.000.000 135.000.000 03 Bơm bùn bể lắng 1 2 cái 7.500.000 15.000.000 04 Bơm bùn bể lắng xoáy 2 cái 7.500.000 15.000.000 05 Bộ điều khiển pH tự động 1 bộ 5.000.000 5.000.000 06 Tấm xốp 144 cái 150.000 21.600.000 07 Bơm định lượng hóa chất 3 cái 4.500.000 13.5000.000 08 Hệ thống pha chế hóa chất 3 bộ 2.000.000 6.000.000 09 Hệ thống điện và tủ điện điều khiển 1 hệ thống 15.000.000 15.000.000 10 Hệ thống đường ống công nghệ và phụ kiện trong khu xử lý 1 hệ thống 15.000.000 15.000.000 Tổng cộng (Ctb) 252.100.000 Tổng chi phí xây dựng hệ thống: Stt Chi phí đầu tư Cách tính Thành tiền 1 Phần xây dựng Cxd 306.000.000 2 Phần thiết bị Ctb 252.100.000 3 Chi phí vận chuyển, lắp đặt, vận hành, chuyển giao công nghệ Ck = 10%Ctb 25.210.000 4 Chi phí thiết kế Ctk = 2,5%Cxd + 2,1%Ctb 12.944.100 Tổng C = Cxd+Ctb+Ck+Ctk 596.254.100 5 Thuế VAT Cv = 10%C 59.625.410 Tổng cộng C + Cv 655.879.510 : KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ Môi trường chung của công ty chưa tốt đặt biệt là phần nước thải, mặc dù công ty đã xây dựng hệ thống xử lý, nhưng hệ thống vẩn chưa hoạt động tốt. Nguyên nhân chính là do người vận hành hệ thống không có chuyên môn. Đây là tình hình chung của hầu hết các công ty có hệ thống xử lý nước thải. Ngành nhuộm-in hoa-xử lý hoàn tất Việt Nam vẫn còn đang áp dụng các công nghệ và máy móc thiết bị “truyền thống”. Do vậy năng suất chưa cao, chất lượng chưa thật tốt và sử dụng nhiều hoá chất, thuốc nhuộm, tốn nhiều nước và năng lượng, giá thành cao đã làm giảm tính cạnh tranh trên thường trường. Ngoài ra, còn để lại hậu quả là lượng nước thải nhiều và bị ô nhiễm nặng nề, rất tốn kém khi phải xử lý nước thải. Qua xem xét tình hình sản xuất chung của công ty, tôi xin đưa ra một số ý kiến sau: Các doanh nghiệp làm hàng xuất khẩu cần rà soát một cách kỹ lưỡng, cẩn thận những hoá chất, chất trợ, thuốc nhuộm đang sử dụng (bao gồm cả hàng nhập khẩu và sản xuất trong nước), phải biết rõ nguồn gốc, xuất xử của chúng và cần có “hồ sơ” của từng loại hoá chât, chất trợ, từng mầu thuốc nhuộm. Đó là “Phiếu các số liệu an toàn” (safety data sheets) mà các hãng sản xuất hoá chất, thuốc nhuộm đều có. Thay thế vào đó là những hoá chất, chất trợ thân thiện với môi trường, các thuốc nhuộm biết rõ nguồn gốc xuất xử, chất lượng tốt, loại mới, không độc hại và ít ô nhiễm môi trường. Song song với hoá chất, chất trợ, thuốc nhuộm (dùng cả trong nhuộm và in hoa) là công nghệ áp dụng và máy móc thiết bị tương ứng. Những năm qua, trong chiến lược tăng tốc, ngành dệt may đã chú trọng đáng kể đầu tư vào khâu nhuộm-hoàn tất. Nhiều loại máy móc, thiết bị tốt, mới, hiện đại đã được đầu tư chiều sâu, như các máy văng sấy Monforts, máy nhuộm liên tục Monforts ở Công ty Dệt Việt Thắng; các máy in lưới quay Stork, máy in lưới phẳng Buserr ở 2 Công ty Dệt May Thắng Lợi và Dệt 8-3; các máy nhuộm “khí động lực” (Air-Jet) do được chế tạo ở Dệt kim Đông Xuân và Dệt 8-3; máy làm bóng trục mới của Công ty Dệt Nam Định, hệ thống máy xử lý trước-xử lý hoàn tất vải pha len của Công ty Dệt lụa Nam Định và Công ty 28 (Bộ Quốc phòng), v.v... Và gần đây nhất là dây chuyền thiết bị hiện đại của Công ty Nhuộm Yên Mỹ vừa đi vào sản xuất. Để phát triển bền vững, tăng trưởng mạnh, cạnh tranh được với hàng dệt may Trung Quốc và các nước khác vào các thị trường rộng lớn và “khó tính” như Mỹ, EU, Nhật Bản, đã đến lúc cần chuyển mạnh từ các công nghệ và thiết bị truyền thống sang loại hình sản xuất “thân thiện với môi trường”, sản xuất sạch hơn, sử dụng hợp lý, tiết kiệm và đạt hiệu quả cao các hoá chất-chất trợ, thuốc nhuộm, hơi, điện, nước với các máy móc thiết bị phù hợp, nhất là các loại mới tiên tiến, hiện đại.