Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy Ngọc Tân Kiên, khu công nghiệp Đức Hoà 1, Hạnh Phúc, tỉnh Long An, công suất 150 m3/ngày. đêm

. Chọn thiết bị khuếch tán khí Chọn dạng đĩa xốp phân phối, có màng phân phối dạng mịn của hãng SSI, model AF170. Đương kính đĩa phân phối: d = 170(mm). Cường độ thổi khí của đĩa: rd = 100(l/phút). Số lượng đĩa phân phối cần: Chọn Nd = 20 đĩa Đường ống dẫn khí chính Vận tốc khí trong ống chính v = 10 -15m/s. chọn vch = 10(m/s). Lưu lượng khí qua ống chính : Qkk = 0,023(m3/s). Đường ống chính đặt theo chiều ngang bể. Đường kính ống dẫn khí chính: Chọn ống thép tráng kẽm 49(mm) Đường ống nhánh Các ống nhánh đặt theo chiều dài bể, vuông góc với chiều rộng bể. Khoảng cách giữa các ống nhánh ở 2 đầu bể với thành bể chọn a = 0,6(m). Khoảng cách giữa các ống nhánh là khoảng cách giữa các đĩa : x = 1,2(m). Số lượng ống nhánh: Lưu lượng khí trong mỗi ống nhánh: Vận tốc khí trong ống chính v = 10 -15m/s. chọn vch = 10(m/s). Đường kính ống nhánh dẫn khí: Chọn ống nhựa uPVC và ống thép tráng kẽm Þ27mm. Số đĩa trên 1 ống nhánh: Trên ống nhánh, đĩa ở đầu nhánh cách thành bể 0,7(m). Đĩa cuối cách đuôi ống nhánh 0,7(m). Khoảng cách giữa 2 đĩa phân phối trên một nhánh: B: chiều rộng bể N: số lượng ống nhánh trong bể Trụ đỡ đặt giữa 2 đĩa kế tiếp nhau trên 1 nhánh. Kích thước trụ đỡ : B L H = 0,15(m) 0,15(m) 0,20(m). Tính toán và chọn máy thổi khí. Áp lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén: Hd = hd + hc + hf + H Trong đó: hd, hc : tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn và tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh, hd + hc £ 0,4(m) . hf : tổn thất qua hệ thống phân phối khí, hf £ 0,5(m). (Lâm Minh Triết, Nguyễn Phước Dân, Nguyễn Thanh Hùng (2006).Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - Tính toán thiết kế - NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh). H : độ ngập sâu của ống phân phối khí, lấy bằng chiều cao hữu ích của bể điều hòa, H = 3,5(m). Vậy áp lực cần thiết là: Hd = 0,4(m) + 0,5(m) + 3,5(m) = 4,4(m), chọn Hd = 4,5 (m). Áp lực của máy nén khí: Theo công thức 152 –giáo trình Xử lý nước thải của Hoàng Huệ, ta có công suất của máy nén khí: Công suất tính toán của máy nén khí: : Hiệu suất máy nén khi, = 0,7 – 0,9, chọn = 0.8 qk: lưu lượng khí lấy bằng 0,023m/s Chọn hai máy thổi khí có công suất như nhau hoạt động luân phiên có các thông số như sau Cột áp H = 7(m), lưu lượng Q = 0.023(m3/s), công suất P =1.25(kW) Tính toán đường ống dẫn nước ra bể điều hòa Nước thải được bơm sang bể trộn nhờ hệ hai bơm chìm hoạt động luân phiên, với vận tốc nước chảy trong ống là v = 2m/s (1 – 2,5 m/s _TCVN 51 – 2006) Đường kính ống dẫn nước thải ra: m = 33mm, Chọn D = 34 mm; Chọn ống nhựa PVC Bình Minh có đường kính d = 34 (mm), độ dày 2.6 (mm), khả năng chịu áp 4 bar Chọn máy bơm Qmax = 6,25 m3/h, cột áp H = 5(m). Dựa theo catologe bơm chìm Tsurumi – Nhật: Chọn bơm Tsurumi 80U10 – 0,5Hp/380V/3phase Q = 8m3/giờ, cột áp H = 6(m) Chọn bơm chìm, được thiết kế 2 bơm có công suất như nhau (1Hp). Hai bơm hoạt động luân phiên. Mục đích để giảm tải bơm, bảo vệ bơm hoạt động ổn định, tăng tuổi thọ cho bơm. Bảng 5.6 : Các thông số thiết kế bể điều hòa STT Các thông số Ký hiệu Kích thước 1 Kích thước bể điều hòa Dài L 6 m Rộng B 5 m Cao H 3,5 m 2 Thời gian lưu nước t 6 giờ 3 Lượng không khí cần cấp cho bể điều hòa Qkk 1,406 m3/h 4 Hệ thống sục khí : 1 ống chính, 5 ống phân phối Đường kính ống khí chính D 49 mm Đường kính ống phân phối d 27 mm Chiều dài ống phân phối - 3,5 m Đường kính đĩa - 170 mm 5 Đường kính ống bơm nước ra Mm 34 Hàm lượng các chất bẩn còn lại sau khi ra khỏi bể điều hòa : Hàm lượng chất lơ lửng sau khi qua bể điều hòa giảm 4% BOD giảm 5%: B’ = B * (100% – 5%) = 500 * (100% –5%) = 475 (mg/l) COD giảm 5%: C’ = C * (100% – 25%) = 800 * (100% – 5%) = 760 (mg/l) BỂ KEO TỤ VÀ TẠO BÔNG Bể keo tụ tạo bông là một hệ thống với 2 công trình chính là bể trộn và bể tạo bông. Tại bể trộn sẽ diễn ra quá trình hòa trộn phèn với nước thải bằng cánh khuấy cơ khí, đảm bảo cho phèn tan đều vào toàn bộ khối nước. Sau đó, các chất trợ keo tụ và các chất điều chỉnh pH sẽ được châm vào để tạo điều kiện tạo bông tối ưu. Bể keo tụ tạo bông là nơi diễn ra phản ứng keo tụ, tạo bông. Nước thải sau đó được chuyển qua bể lắng I để lắng các bông cặn. Bể keo tụ Bể trộn có chức năng hoà trộn phèn với nước. Bể trộn được thiết kế là bể trộn cơ khí, dùng năng lượng cánh khuấy để tạo ra dòng chảy rối hòa tan phèn vào nước. Quá trình xáo trộn được tiến hành rất nhanh trong khoảng thời gian ngắn, xảy ra do cánh khuấy quay với tốc độ cao nhằm đảm bảo điều kiện phèn phân tán nhanh, hoà tan đều vào toàn bộ khối nước. Ống dẫn nước từ bể điều hòa vào bể trộn ở đáy bể, dung dịch phèn được cho vào ngay cửa ống dẫn vào bể, nước đi từ dưới lên tràn qua máng tràn là một phía của thành bể để dẫn sang ngăn phản ứng. Kích thước bể Lưu lượng nước thải: Thời gian khuấy trộn: t = 1,5 phút (thực nghiệm) Thể tích của bể trung hòa: Chọn bể hình vuông có cánh a. Để hiệu quả khuấy trộn cao, cần thiết kế bể coù chiều cao 2a. Ta tính được kích thước của bể trộn : B B h = 0,8(m) 0,8(m) 1,6(m) Chiều cao bảo vệ hbv = 0,4(m). Chiều cao tổng của bể: H = h + hbv =1,6 + 0,4 = 2,0 (m) Chọn kích thước bể: B B H = 0,8(m) 0,8(m) 2,0(m). Chọn máy khuấy Chọn cánh khuấy tuabin bốn cánh nghiêng góc 45o hướng lên, làm bằng thép không gỉ, để đưa nước từ dưới lên. Đường kính cánh khuấy DK ≤ ½ chiều rộng bể. Chọn D = 0,4(m). Chiều rộng cánh khuấy bằng 1/5 đường kính máy khuấy, d= 0,1m Chiều dài cánh khuấy bằng 1/4 đường kính máy khuấy, l= 0,125m Cánh khuấy đặt cách đáy khoảng h = D = 0,5(m). Năng lượng cần truyền vào nước: Trong đó: P: năng lượng khuấy trộn (W). V: thể tích bể trộn (m3). G: Cường độ khuấy trộn (s-1); G = 800 S-1. : độ nhớt động học của nước thải, = 0,910-3 (N.s/m2) ( ở 250C). Công suất động cơ: Với = 0,8 là hiệu suất của động cơ. Xác định số vòng quay của mấy khuấy: Chọn n = 2,609 (v/s) = 143 (v/ph). Trong đó: P: năng lượng khuấy trộn, P =600(W). K: hệ số sức cản của nước. Máy khuấy tuabin bốn cánh nghiêng góc 450 , K = 1,08. : khối lượng riêng của nước ở 250C, = 103(kg/m3) D: đường kính cánh khuấy, D = 0,4(m). Bảng 5.7 Gi trị K của các loại cánh khuấy. Loại cnh khuấy Chảy tầng Chảy rối Cánh khuấy chân vịt 3 cánh, bước răng vuông. Cánh khuấy chân vịt 3 cánh. Tua bin 6 cánh phẳng đầu vuơng. Tua bin 6 cánh đầu cong Tua bin 4 cánh nghiêng 450. Tua bin kiểu quạt 6 cánh. Tua bin 6 cánh dạng mũi tên. Mi cho phẳng, 6 cánh. Shrouded turbin 2 cánh cong 41,0 43,5 71,0 70,0 --- 70 71,0 36,5 97,5 0,32 1,00 6,30 4,80 1,08 1,65 4,00 1,70 1,08 www.gree-vn.com Kiểm tra số Renold: Với số Re tính toán ở trên, dòng chảy là chảy rối. Đường kính ống dẫn nước thải ra khỏi bể trộn: m = 57mm, Chọn D = 60mm, Chọn ống nhựa PVC Bình Minh có đường kính d = 60 (mm), độ dày 2,6(mm), khả năng chịu áp 4 bar Vận tốc đưa nước từ bể trộn sang ngăn phản ứng tạo bông; v = 0,7 – 1m/s, chọn v = 0.7m/s Bảng 5.8 Tóm tắt các thông số thiết kế bể khuấy trộn chất keo tụ. Thông số Đơn vị Giá trị Rộng dài cao m 0,8 0,8 2 Cánh khuấy tuabin bốn cánh m 0,4 Động cơ khuấy kW 1 Đường kính cánh khuấy m 0,4 Chiều dài cánh khuấy m 0,125 Chiều rộng cánh khuấy m 0,1 Ong dẫn nước qua bể tạo bông mm 60 Bể tạo bông 5.5.2.1Chức năng Tạo điều kiện thuận lợi nhất để các hạt keo phân tán trong nước sau quá trình pha trộn với phèn đã mất ổn định có khả năng dính kết với nhau, va chạm với nhau để tạo thành các hạt cặn có kích thước đủ lớn, có thể lắng trong để giữ lại ở bể lắng. 5.5.2.2 Tính toán Theo sách Tính toán thiết kế các công trình trong hệ thống cấp nước sạnh, TS. Trịnh Xuân Lai, NXB Xây Dựng, 2002, ta có bảng tham khảo các thông số thiết kế bể keo tụ tạo bông 5.10. Chọn bể tạo bông bằng cơ khí. Chọn thời gian lưu nước t = 20phút ( thực nghiệm). Kích thước bể Tổng thể tích bể tạo bông: Bể tạo bông được chia thành 2 ngăn phản ứng nối tiếp nhau. Kích thước chiều rộng và chiều cao của một ngăn là BH =0,8 m 1,6m. Chọn chiều cao bảo vệ h = 0,4 m, HXD = 2(m). Tiết diện ngang của một ngăn: f = H B = 1,6 x 0,8 = 1,28(m2). Chiều dài của 1 ngăn: Kích thước tổng cộng của bể L B HXD = 1,6(m) 0,8(m) 2(m). (Do bề dày của hai tấm ngăn b = 100mm). Chiều dài mỗi ngăn phản ứng là l = 0,8(m). Các ngăn phản ứng được ngăn cách nhau bằng các vách ngăn hướng dòng theo phương thẳng đứng, dung tích mỗi ngăn là LB H = 0,8(m)0,8(m) 2(m). Bảng 5.9: Các thông số thiết kế bể tạo bông. Thông số Giá trị Thời gian lưu, t 10 – 30(phút) Giá trị gradien Ở buồng đầu tiên, s-1 Ở buồng cuối, s-1 Số lượng buồng theo chiều dài của bể Chênh lệch giá trị gradien tốc độ ở hai buồng kế tiếp 60s-1 – 70s-1 30s-1 – 20s-1 3 – 4 buồng 15 s-1 – 20s-1 Tỷ lệ Fbản :tổng diện tích bản cánh khuấy Fngangbe: diện tích mặt cắt ngang bể 0,15 – 0,2 Tốc độ quay của guồng khuấy 3 – 5(vòng/phút) Tốc độ chuyển động tương đối của cánh khuấy so với nước 0,25 – 0,75(m/s) Vận tốc nước từ bể phản ứng sang bể lắng 0,15 – 0,2(m/s) Chuẩn số không thứ nguyên GT ( xác định hiệu quả của quá trình tạo bông cặn ) 40.000 – 210.000 Tính ngăn dẫn nước từ bể phản ứng sang bể lắng I Chọn thời gian lưu t = 1(phút). Thể tích của ngăn dẫn : Chọn chiều rộng bằng chiều rộng bể phản ứng: W = 0.3(m). Chọn chiều dài L = 0,8(m). Vậy chiều cao của ngăn là : Chiều cao xây dựng Hxd = 0.4 + 0,4 = 0.8(m). Kích thước ngăn : L x W x Hxd =0.8(m) x 0.3(m) x 0.8(m). Chọn vận tốc nước trong ống dẫn nước sang bể lắng I : v = 0,7(m/s). Đường kính ống: Chọn D = 60mm, Chọn ống nhựa PVC Bình Minh có đường kính d = 60 (mm), độ dày 2,6(mm), khả năng chịu áp 4 bar, Tính cánh guồng: Cấu tạo guồng khuấy gồm trục quay và 4 bản cánh khuấy đặt đối xứng qua trục, mỗi bản cánh khuấy có 2 bản khuấy đặt cách nhau 0,2(m). Đường kính guồng tính đến mép cánh khuấy ngoài cùng lấy nhỏ hơn bề rộng hoặc chiều sâu bể 0,3(m) – 0,4(m). (Trịnh Xuân Lai (2002). Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp. NXB Xây Dựng.). Đường kính cánh guồng: Cánh guồng cách mặt đáy tổng cộng 0,4m Với H: chiều cao bể tạo bông. Kích thước bản cánh khuấy: Kích thước bản cánh khuấy được tính với tỷ lệ của tổng diện tích của bản cánh khuấy với diện tích mặt cắt ngang bể là 15% - 20%. (Trịnh Xuân Lai (2002). Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp. NXB Xây Dựng). Lấy tổng diện tích bản cánh khuấy bằng 15% diện tích mặt cắt ngang bể, ta có: Diện tích một bản cánh là: Chọn bảng có chiều dài Lbản = 1(m). Chiều rộng bản cánh Wbản = 0,1125 / 1= 0,1125(m) Vậy kích thước bản cánh khuấy Lbản x Wbản = 1(m) 0,1125(m) R1 = R2 = R1 – 0,2 = 0.4 – 0,2 = 0.2 (m) Sử dụng bộ truyền động trục vít với một động cơ điện kéo chung ba guồng khuấy. Chọn tốc độ quay của guồng khuấy như sau: Ở ngăn đầu tiên: vk = 15 (vòng/phút). Ở ngăn thứ 2: vk = 13 (vòng/phút). Kiểm tra lại các chỉ tiêu khuấy trộn cơ bản Ngăn phản ứng 1 Tốc độ chuyển động của các bản khuấy so với nước: Trong đó: vk1: tốc độ chuyển động của cánh khuấy 1. vk2: tốc độ chuyển động của cánh khuấy 2. R1: bán kính chuyển động của cánh khuấy, tính từ mép ngoài đến tâm trục quay, R1 = 0.4 (m). R2: bán kính chuyển động của cánh khuấy, tính từ mép ngoài đến tâm trục quay, R2 = 0.2(m). n : số vòng quay, n = 15 (vòng/phút). Tốc độ chuyển động tương đối của cánh khuấy so với nước: Với vk: tốc độ chuyển động của cánh khuấy, vn: tốc độ chuyển động của nước, bằng ¼ tốc độ của cánh khuấy. v1: tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy 1 so với nước, (m/s). v2: tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy 2 so với nước, (m/s). Năng lượng cần để đưa cánh khuấy di chuyển trong nước tính theo công thức: Trong đó : C: hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào tỉ lệ giữa chiều dài l và chiều rộng b của bản cánh quạt: + Khi l/b = 5, C =12. + Khi l/b = 20, C= 1,5. + Khi l/b , C = 1,9. Với l/b = 1 / 0,1125 = 8,9 , chọn C = 1,5. F : tổng diện tích của bản cánh khuấy, F = 0,45(m2). v : tốc độ chuyển động tương của cánh khuấy so với nước, (m/s). Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước là: Giá trị gradient vận tốc: Ngăn phản ứng 2: Giá trị gradient vận tốc: Lượng hóa chất sử dụngcho 1m3nước : PAC 5%: 0,2kg/ 1m3 nước thải NaOH 5%: 0,16 kg/1 m3 nước thải Polimer: 2g/1m3 nước thải Bảng 5.10 : Các thông số thiết kế bể tạo bộng STT Thông số Đơn vị Kích thước 1 Số lượng bể 1 2 Số ngăn ngăn 2 3 Chiều cao tổng cộng m 2 4 Chiều cao bảo vệ m 0,4 4 Dài m 0.8 5 Rộng m 0.8 Bể lắng I Chức năng Nhiệm vụ của bể lắng đợt I là loại bỏ các tạp chất lơ lửng sau khi đã qua bể tạo bông. Các chất lơ lửng có tỉ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước và sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt ở ngoài bể. Hàm lượng chất lơ lửng sau bể lắng đợt 1 cần đạt SS £ 150(mg/l) trước khi đưa vào công trình xử lý sinh học. Cặn lắng trong bể lắng là cặn keo tụ từ bể keo tụ tạo bông. Chọn thiết kế bể lắng I là bể lắng ly tâm, nước thải vào từ tâm và thu nước theo chu vi bể lắng. Cấu tạo Dựa vào bảng 9-10 sách xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân/ 2001 Chọn tải trọng bề mặt bể lắng là LA = 34(m3/m2.ngày). Diện tích bề mặt của bể lắng ly tâm: Trong đó: : lưu lượng ngày trung bình, LA: tải trọng bể mặt bể lắng, LA = 34 (m3/m2.ngày). Đường kính tính toán của bể lắng: Chọn đường kính bể D = 2,5(m). Đường kính buồng phân phối trung tâm: Đường kính ống loe: dloe = 1,35.dtt = 1,350,5 = 0,676m, chọn dloe = 0,7m Chọn: Chiều sâu hữu ích của bể lắng H = 1,5 – 5(m), chọn H = 2,5(m). Chiều cao ống trung tâm: Chọn chiều cao bảo vệ h1 = 0,5(m). Chiều cao phần hình trụ chứa cặn h = 0,3 – 0,5 (m), chọn h2 = 0,3(m). Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc tỉ lệ 1:10 hướng về phía tâm: Chọn h3 = 0,2 m Chiều cao xây dựng của bể lắng I: Tính toán máng thu nước và máng răng cưa Máng thu nước: Vận tốc trong máng : Vm = 0,6 0,7 m/s; Chọn Vm = 0,7m/s Diện tích mặt cắt ướt của dòng chảy trong máng: Để thu nước đã lắng, dùng máng vòng chảy tràng xung quanh bể thiết kế máng thu nước đặt theo chu vi vành trong bể, đường kính ngoài của máng chính là đường là đường kính trong của bề. Đường kính trong máng thu nước bằng 0,8 đường kính bể d = 0,8 x D = 0,8 x 2,5 = 2 m chiều cao hmáng = 0,3 m Chiều dày thành máng bằng bêtông cốt thép, b = 0,1m Máng răng cưa: Đường kính máng răng cưa bằng 0,8 đường kính bể Dmáng = 0,8 x D = 0,8 x 2,5 = 2 m Chiều dài máng răng cưa: Chọn 4 răng cưa / 1m chiều dài, vậy ta có 25 răng cưa Lưu lượng nước qua 1 khe là: Mặt khác ta có Trong đó q: lưu lượng nước qua mỗi khe; H; chiều cao lớp nước qua khe è: góc của khía chữ V, è = 900 Cd: hệ số lưu lượng Cd =0,6 Giải phương trình trên ta được H = 0,02 (m) = 20(mm) Vậy chọn chiều cao của mổi khe là 75 (mm) Khoảng cách giữa 2 khe 100 (mm) Vật liệu làm máng răng cưa là inox 2,5mm Kiểm tra lại các thông số tính toán của bể lắng Tải trọng bể mặt: Thể tích phần lắng: Thời gian lưu nước: Tải trọng thủy lực lên máng thu: (trang 162 “ Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải” - Trịnh Xuân Lai) Tính toán hiệu quả xử lý Hiệu quả lắng cặn lơ lửng và khử BOD của bể lắng đợt I có thể tính theo công thức thực nghiệm: Trong đó: R: hiệu quả khử SS hoặc BOD5 tính bằng %. a, b: hằng số thực nghiệm tra bảng 4-5 (tài liệu Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải NXB Xây Dựng – TS Trịnh Xuân Lai) Khử BOD5: a = 0,018(h), b = 0,02 Khử SS: a = 0,0075(h), b = 0,014 t: thời gian lưu nước (giờ). Thời gian lưu nước của bể lắng: t = 2(h). Hiệu quả khử cặn lơ lửng: Hiệu quả khử BOD5: Ước tính lượng bùn sinh ra Hiệu quả xử lý cặn lơ lửng đạt 56,33% ở tải trọng 34 (m3/m2ngày). Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày là: Giả sử bùn tươi của nước có: Hàm lượng cặn 5%. Tỉ số VSS:TSS = 0,75 và tỉ trọng cặn là 1,02. Vậy lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là: Lượng bùn tươi có khả năng phân hủy sinh học: Tính toán ống dẫn nước ra khỏi bể lắng Chọn vận tốc nước thải trong ống: v = 0.7 (m/s). Lưu lượng nước thải: Q = 150(m3/ngày). Chọn loại ống dẫn nước thải là ống PVC, đường kính của ống: Chọn ống nhựa Bình Minh PVC Þ 60(mm) Tính bơm và đường ống dẫn bùn Chọn bơm chìm Tsurumi – Nhật , Model J602. Lưu lượng Q = 12 (m3/h), cột áp H = 12,3 (m). Công suất P = 1,5 (kW). Hiệu quả xử lý sau lắng I Hàm lượng SS còn lại dòng ra: SSra = 150 – 150 x 56,33% = 66mg/l Hàm lượng COD còn lại sau bể lắng: COD = 760 – 760 x 34,48% = 501 mg/l Hàm lượng BOD5 còn lại sau bể lắng I: BOD5 = 475 – 475 x 34,48% = 311mg/l Bảng 5.11 Kết quả tính toán bể lắng I. Thông số Đơn vị Giá trị Kích thước D H m 2.5 3,0 Ống trung tâm d h m 0.5 1.5 Đường kính ống loe m 0,7 Phần cao hình trụ chứa cặn M 0.5 Đường kính máng răng cưa M 2 Chiều cao máng răng cưa M 0.3 Chiều cao của răng cưa M 0.075 Chiều rộng giữa hai răng cưa M 0.1 Bể AEROTANK : Các thông số đầu vào của bể aerotank: Bảng 5.12: Thông số đầu vào và đầu ra của bể aerotank : Thông số Đơn vị Giá trị đầu vào Giá trị đầu ra. SS mg/l 63 80 COD Mg/l 501 80 BOD5 mg/l 311 50 Lưu lượng trung bình m3/ngày 150 150 Ta chọn các thông số thiết kế bể aerotank như sau: Bảng 5.13 :Các thông số thiết kế bể aerotank Nồng độ bùn trong bể So = 400mg/l Tỉ số MLVSS:MLSS 0,8 Hàm lượng bùn hoạt tính sinh ra trong bể aerotank MLVSS = 2000mg/l (MLVSS chọn bằng 2000-25000mg/l) Hàm lượng bùn tuần hoàn 8000 mgVSS/l (nồng độ bùn tuần hoàn thường 4000 – 12000mg/l) Thời gian lưu bùn trung bình trong bể aerotank qc = 10 ngày (qc = 5 – 15 ngày) Hàm lượng BOD20 trong nước thải đầu ra 65% Hàm lượng vi sinh đầu vào Xo = 0 Hệ số sản lượng Y = 0,5mg bùn/ mg BOD5 bị tiêu thụ bởi vi sinh. (Y thường từ 0,4 – 0,8) Hệ số phân hủy nội bào Kd = 0,06/ngày BOD5:BODL 0,68 Tính nồng độ BOD5 hoà tan trong nước thải đầu ra BOD5 (ra) = BOD5 (hoà tan trong nước đầu ra)+BOD5 (của chất lơ lửng đầu ra) BODL = 30mgSS/l ×1,42mg BOD20/mgSS × 0,65mg SS phân hủy = 27,7mg/l BOD5 = 0,68 x BODL = 0,68 x 27,7 mg/l = 18,8 mg/l BOD5 hoà tan dòng ra: 30mg/l = S + 18,8 mg/l " S = 11,2mg/l Hiệu quả xử lý của bể aerotank theo BOD5 hoà tan: Hiệu quả xử lý BOD5 tính theo tổng cộng: Xác định thể tích bể aerotank Trong đó: qc: thời gian lưu bùn., 10 ngày Q: lưu lượng nước thải, = 150 (m3/ngày). Y: Hệ số sản lượng tế bào, đây là một thông số động học xác định bằng thực nghiệm. Ở trên ta đã chọn Y = 0,5mg VSS/mg BOD5, So: hàm lượng BOD5 của nước thải dẫn vào bể aerotank., = 311(mg/l) S: hàm lượng BOD5 hoà tan của nước thải ra khỏi bể aerotank, X: hàm lượng chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính (MLVSS). Kd: hệ số phân hủy nội bào – đây cũng là thông số động học được xác định bằng thực nghiệm, chọn Kd = 0,06 ngày-1. Từ trên ta suy ra: Thời gian lưu nước trong bể aerotank Tính toán đường ống dẫn nước vào bể: Vận tốc nước chảy trong ống chọn v = 0,6 – 0,9m/s, chọn v = 0,7m/s Lưu lượng nước thải theo giờ là 6,25m3/h Đường kính ống dẫn nước Chọn ống dẫn nước PVC 60mm Kích thước bể aerotank Chọn chiều cao hữu ích ; Chiều cao tổng cộng : Chiều rộng bể: B = 3.1m Chiều dài bể: L = 5m Kích tước bể Aerotank : L x B x Htc = 5 x 3,1 x 3,5 Lưu lượng bùn dư cần xả bỏ mỗi ngày Hệ số sản lượng quan sát Yobs Lượng bùn gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS: Tổng lượng cặn lơ lửng sinh ra mỗi ngày Lượng bùn dư cần xử lí mỗi ngày Lượng bùn dư cần xử lí = Tổng lượng bùn – lượng SS trôi ra khỏi lắng 2 Mdư(VSS) = 16,925 – 150*30*10-3 = 12,425 (kgSS/ngày) Lượng bùn xả thải ra khỏi hệ thống: Xuất phát từ công thức: Trong đó: Vr: thể tích bể aerotank. X: hàm lượng bùn hoạt tính trong bể X = 2000mg VSS/l. Xe: nồng độ sinh khối đầu ra, giả sử sau lắng 2, SS giảm 80% . Qw: lưu lượng bùn thải. Q: lưu lượng nước xả tại nguồn. Từ đó suy ra: Qw = 1,6m3/ngày. Lưu lượng bùn tuần hoàn Lập cân bằng vật chất: QXo + QrXr = (Q+ Qr )X Trong đó: Q: lưu lượng nước thải. Qr: lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn. Xo: hàm lượng cặn lơ lững đầu vào aerotank. X: hàm lượng bùn hoạt tính trong bể aerotank. Xr: hàm lượng của lớp bùn lắng hoặc bùn tuần hoàn. Xo thường rất nhỏ nên coi như Xo = 0. Khi đó tương đương: QrXr = (Q + Qr )X QX = Qr(Xr – X) Tỉ số tuần hoàn bùn: = 0,6 Lưu lượng bùn tuần hoàn: Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể aerotank Tải trọng thể tích LBOD (Î[0,8 - 1,9].) Tỉ số F/M: (Î[0,2 – 1].) Lượng oxy cung cấp cho bể aerotank Lượng oxy cần thiết cho quá trình xử lí BODL ở 20oC Lượng oxy chọn nhiệt độ nước thải là 30oC Trong đó: Cs20 = 9,08mg/l nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ở 20oC. Cs30 = 7,94mg/l nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ở 30oC. Cl = 2 mg/l nồng độ oxy duy trì trong bể aerotank. : hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm trong nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thoáng, hình dáng kích thước bể. chọn . : hệ số hiệu chỉnh sức căng bề mặt theo hàm lượng muối. Đối với nước thải, . Lượng không khí cần thiết để cung cấp vào bể Trong đó OCt =67,04 kg O2/ngày: Lượng oxy thực tế cần cung cấp cho bể OU: Công suất hoà tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối Độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối h = 2,8 m, chiều sâu bể 3 m. (Tra bảng 7-1, trang 112 “ Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải” - Trịnh Xuân Lai) Ta có Ou = 7g O2/ m3.m OU = Ou h = 7 3 = 21(g O2/m3) f: Hệ số an toàn, chọn f = 1,5 Lượng không khí cần thiết cho máy thổi khí Kiểm tra lượng khí cấp vào bể Aerotank (m3 khí / m3 nước thải) Lượng khí cần để khử 1 kg BOD5 (m3 khí / kg BOD5) Tính toán máy thổi khí cho aerotank Áp lực cần thiết của máy nén khí (tính theo m cột nước) Trong đó: H là độ ngập sâu của thiết bị phân phối khí. H = 3m. hd, hc là tổn thất áp lực theo chiều dài và tổn thất áp lực cục bộ tại các chỗ co, cút, điểm uốn. Thường, tổn thất này không vượt quá 0,4m hf tổn thất qua vòi phun, không vượt quá 0,5m. Áp lực cần thiết của máy thổi khí tính theo atm Công suất của máy thổi khí Trong đó: G là khối lượng dòng khí mà máy cung cấp trong 1giây, kg/s. kg/s R là hằng số khí, R = 8,314. T là nhiệt độ của không khí đầu vào. P1 là áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, atm. P1 = 1atm P2 là áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra. (đối với không khí thì K = 1,395) e: hiệu suất của máy, có giá trị từ 0,6 – 0,9. Chọn e = 0,8. Công suất thực của máy thổi khí Tính toán hệ thống phân phối khí Cách bố trí các ống phân phối khí: Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể bùn hoạt tính = 0,02m3/s Chọn đầu phân phối khí là dạng đĩa xốp có đường kính = 170 mm. Cường độ sục khí 100l/phút.cái. Vậy số đĩa cần thiết là: cái Chọn Số đĩa thổi khí trong bể Aeroten n = 12 đĩa. Kích thước đường ống phân phối khí: Đường kính ống phân phối chính Chọn loại ống inox f = 49mm; Các ống nhánh đặt theo chiều rộng bể, vuông góc với chiều chài bể. Khoảng cách giữa các ống nhánh ở 2 đầu bể với thành bể chọn a = 0,8(m). Khoảng cách giữa các ống nhánh là khoảng cách giữa các đĩa : x = 1(m). Số lượng ống nhánh: Lưu lượng khí trong mỗi ống nhánh: Vận tốc khí trong ống chính v = 10 -15m/s. chọn vch = 10(m/s). Đường kính ống nhánh dẫn khí: Chọn ống sắt tráng kẽm Þ27mm. Số đĩa trên 1 ống nhánh: Bảng 5.14:Bảng tóm tắt các số liệu thiết kế bể aerotank STT Các thông số Ký hiệu Kích thước 1 Kích thước bể Aerotank Dài L 5 m Rộng B 3.1 m Cao H 3,5 m 2 Thời gian lưu nước t 7.2 giờ 3 Lượng không khí cần cấp cho bể điều hòa Qkk 1,406 m3/h 4 Hệ thống sục khí : 1 ống chính, 3 ống phân phối Đường kính ống khí chính D 49 mm Đường kính ống phân phối d 27 mm Chiều dài ống phân phối - 3 m Đường kính đĩa - 170 mm 5 Công suất máy thổi khí N 3,38 kw 5.8 Bể lắng 2: 5.8.1 Chức năng: Bể lắng đợt hai có nhiệm vụ chắn giữ các bông bùn hoạt tính đã qua xử lý ở bể Aerotank và các thành phần tính chất không hoà tan. Hỗn hợp nước –bùn hoạt tính từ bể Aerotank được đưa liên tục sang bể lắng đứng để loại bỏ bùn hoạt tính trước khi dẫn đến công trình xử lý tiếp theo. Nước thải đươc dẫn vào ống trung tâm. Ống trung tâm ở thiết bị lắng đứng được thiết kế sao cho nước khi ra khỏi ống trung tâm có vận tốc nước đi lên trong thiết bị chậm nhất (trạng thái tĩnh),khi đó các bông cặn hình thành có tỉ trọng đủ lớn để thắng được vận tốc của dòng nước thải đi lên sẽ lắng xuống đáy của thiết bị lắng. 5.8.2 Cấu tạo Lựa chọn bể lắng là bể lắng đứng có dạng hình tròn. Diện tích mặt bằng của bể lắng : S = = 7.09(m2) Với : S : diện tích mặt bằng của bể lắng Q : lưu lượng nước thải đưa vào xử lý: Qtb.h = 6.25 m3/h a : hệ số tuần hoàn (a = 0,33) Co : nồng độ bùn hoạt tính trong Aeroten (g/m3) Ct : nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn (Ct = 8000 g/m3) VL : vận tốc lắng của mặt phân chia phụ thuộc vào nồng độ cặn và tính chất cặn, được xác định bằng công thức thực nghiệm sau : = = 0,64 m/h Vmax = 7 m/h CL = 1/ 2 Ct = 1/ 2 * 8000 = 4000 (g/m3) K = 600 (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) Nếu kể cả diện tích buồng phân phối trung tâm : Sbể = 1,1 * S= 1,1 * 7.09 = 7.8(m3) Đường kính bể : D = = 3.2 (m) Đường kính buồng phân phối trung tâm : d = 0,25 * D = 0,25 * 3.2 = 0.8 (m) Diện tích buồng phân phối trung tâm : f = = 0.5 (m2) Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của vùng lắng và bằng 2m Diện tích vùng lắng của bể : S = Sbể – f = 7.8– 0,5 = 7.3(m2) Tải trọng thủy lực : a = = 19,2 (m3/m2 ngày) Vận tốc đi lên của dòng nước trong bể : V = == 0,8 (m/h) Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính 0,8 lần đường kính bể : Dm = 0,8 * 3.3 = 2.6 (m) Chiều dài máng thu nước : L = p * Dm = p * 2.6 = 8.2 (m) Tải trọng thu nước trên 1m dài của máng : aL = (m3/m2.ngày) Tải trọng bùn : kg/m2.h Xác định chiều cao bể : H = h1 + h2 + h3 + h4 Với : h1 : chiều cao dự trữ , chọn h1 = 0,5 m h2 : chiều cao phần nước trong ( 2 – 6 m) à chọn h2 = 2 m h3 : chiều cao phần chóp của đáy, độ dốc i = 2% h3 = i * r = 2% * 1.65 = 0,03 (m) r: ban kính của bể h4 : chiều cao phần bùn, phụ thuộc lượng bùn của công trình sinh học h4 = (m); Þ H = 0,5 + 2 + 0,03 + 1 = (m) à H = 3.8 (m) àThể tích phần chứa bùn : Vb = Sb * h4 = 7.8 * 1= 7,8 (m3) Nồng độ bùn trung bình trong bể : Ctb = = 6000 (g/m3) = 6 (kg/m3) (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) Lượng bùn chứa trong bể lắng : Gbùn = Vb * Ctb = 7.8 * 6 = 46.8 (kg) Thời gian lưu nước trong bể lắng : - Dung tích bể lắng : V = H * Sb = 3,5 * 7.8 = 27.3 (m3) - Nước đi vào bể lắng : Ql = (1 + a) * Q = (1 + 0,33) * 150 = 199.5 (m3/ngàyđêm) = 8.31 (m3/h) - Thời gian lắng : T = giờ Bảng 5.15: Các thông số thiết kế bể lắng STT Tên thông số Ký hiệu Đơn vị Kích thước 1 Đường kính D m 3.2 2 Chiều cao phần dự trữ H1 m 0.5 3 Chiều cao phần nước trong H2 m 2 4 Chiều cao phần chứa bùn H4 m 0.5 5 Chiều dài ống trung tâm H5 m 2 6 Đường kính ống trung tâm d m 0.8 7 Đường kính máng thu nước Dm m 2.6 8 Thời gian lắng t Giờ 3.3 Bể khử trùng 5.9.1 Chức năng: Sau các giai đoạn xử lý: cơ học, sinh học song song với việc làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn quy định thì số lượng vi trùng cũng giảm đáng kể 90 – 95% . Tuy nhiên lượng vi trùng vẫn còn khá cao vì vậy cần thực hiện giai đoạn khử trùng nước thải. Khử trùng nước thải có thể sử dụng các biện pháp như clo hoá, ôzon khử trùng bằng tia hồng ngoại, UVở đây chọn phương pháp khử trùng bằng clo vì phương pháp này tương đối đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả khá cao.. Khử trùng bằng dung dịch Clorin 5%. Bể tiếp xúc được thiết kế với dòng chảy ziczắc qua từng ngăn để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc giữa clo và nước thải. Tính toán bể tiếp xúc với thời gian lưu nước trong bể 15 phút. Nguồn: “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp” – Lâm Minh Triết-Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân” trang 168. 5.9.2 Cấu tạo + Lượng clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải được tính theo công thức: Với a: liều lượng hoạt tính lấy theo Điều 6.20.3 – TCXD – 51 – 84: Đối với nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn : a = 3g/m3 Lượng Clo Sử dụng trong 1 ngày là: Ya= 0,018 kg/h *24= 0.45 kg/ngay Chọn thời gian tiếp xúc : t = 30 phút = 0.5 giờ + Thể tích bể : W = Q * t = 6.25 * 0,5 = 3.125 m3 Chiều sâu lớp nước trong bể được chọn H = 1 m + Diện tích bề mặt của bể tiếp xúc: Với chiều cao của bể là: H = 1+0,5 = 1,5m Với h = 0,5 là chiều cao bảo vệ. + Chiều rộng bể chọn B = 1m + Chiều dài tổng cộng: ; chọn L = 3.2m + Chọn bể tiếp xúc gồm 3 ngăn, kích thước mỗi ngăn : Chia bể làm 3 ngăn chảy ziczac Chiều dài mỗi ngăn L = n * l + (n -1) *b Với b: bề dày vách ngăn b = 0,1m 5.10 Bể nén bùn 5.10.1 Chức năng Bùn thải từ bể lắng có độ ẩm khá cao. Do đó trước khi làm khô bùn qua máy ép bùn thì cần cho qua bể nén bùn để giảm bớt độ ẩm và thể tích. 5.10.2 Cấu tạo Bảng 5.16: Thông số thiết kế của bể nén bùn trọng lực STT Thông số thiết kế Tải trọng chất rắn (kg/m2.ngày) Nồng độ bùn sau nén (%) 1 Cặn tươi 98 ÷ 146 8 ÷ 10 2 Căn tươi đã kiềm hóa bằng vôi 98 ÷ 122 7 ÷ 12 3 cặn tươi + bùn từ bể lọc sinh học 49 ÷ 59 7 ÷ 9 4 Căn tươi + bùn từ bể bùn hoạt tính 29 ÷ 49 4 ÷ 7 5 Bùn từ bể lọc sinh học 39 ÷ 49 7 ÷ 9 6 Bùn hoạt tính dư 24 ÷ 29 2,5 ÷ 3 7 Bùn từ xử lý bậc cao + vôi 293 12 ÷ 15 (Nguồn:Trang 393 sách Lâm Minh Triết,Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân.(2006).Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp.Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh) Thể tích cặn tươi cần xử lý ở bể lắng I: Q1 = 0,247m3/ngày Thể tích bùn dư cần xử lý ở bể lắng II: Q2 =1,6 m3/ ngày Tổng lưu lượng bùn thải bỏ ra mỗi ngày Q = Q1 + Q2 = 0,247 + 1,6 = 1,847 m3 / ngày Tổng khối lượng bùn nén G = G1 + G2 = 12,597 + 26,61= 39,207 kg/ngày Hàm lượng TS vào của hổn hợp bùn vào bể nén bùn: Trong đó: TSvao: hàm lượng chất rắn của hỗn hợp cặn vào bể nén bùn. TS1, TS2 : lần lượt là hàm lượng cặn của bùn từ bể lắng I và bể lắng II. Q1, Q2: lần lượt là lưu lượng bùn xả từ bể lắng I và lắng II Giả sử : Toàn bộ lượng bùn hoạt tính dư lắng xuống đáy bể Hàm lượng bùn sau nén đạt:TSnén = 5% Dựa vào sự cân bằng vật chất ta có: Lượng nước dư thu từ bể nén bùn: Qnướcdư = Qnén – Qsau nén = 1,847 – 0,27 = 1,57 m3/ngày Nồng độ bùn hoạt tính trong khoảng 5000 – 8000 mg/l thì chọn tải trọng tính toán lên diện tích mặt thoáng của bể nén bùn là qo = 0,2m3/m2.h (Nguồn:Trang 154 sách Lâm Minh Triết,Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân.(2006).Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp.Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh) Chọn tải trọng riêng của hổn hợp bùn tươi + bùn từ bể lọc sinh học là : 50 kg/m2.ngày Diện tích của bể nén bùn ly tâm được tính theo công thức: Kiểm tra tải trọng chất rắn: ngày Kiểm tra thời gian lưu bùn ngày Thoả mãn điều kiện: SVR = 0,5 – 2 ngày Diện tích bề mặt bể nén bùn tính cả phần ống trung tâm : Ft = 1,2F = 1,2 0,78 = 0,936(m2). Đường kính của bể: Chọn đường kính bể D = 1,2 (m). Đường kính ống trung tâm: d = 0,2 D = 0,2 1,2 = 0,24(m). Đường kính ống loe : dLoe = 1,33 d = 1,330,24 = 0,32(m). Chiều cao ống loe: hLoe =1,8 – 0,8 = 1(m). Chiều cao công tác của bể nén bùn Với t: thời gian nén bùn khoảng 9h-11h. chọn t = 9h Chọn chiều cao vùng nén bùn: hnén = 1m Chọn chiều cao bảo vệ: hbv = 0,2m Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn: H = h + hnén+ hbv= 1,8 m + 1 m + 0,2 m = 3 m Chiều cao ống trung tâm: h = 40%(h + hbv) = 0,4 x 2m = 0,8 m Tốc độ quay của hệ thống thanh gạt là: 0,75 – 4 h-1. khi dùng bơm bùn thì chọn v =1h-1 Độ nghiêng của đáy ở bể nén bùn tính từ thành bể đến hố thu khi dùng hệ thống thanh gạt là 1% Nếu giả sử toàn bộ lượng bùn vào lắng xuống đáy bể thì lưu lượng bùn sau khi nén cần được xử lý (Qsau nén) được xác định như sau: Kích thước bể nén bùn: D x H = 1,2m x 3m Đường kính máng tràn thu nước: Dmáng = 0,8 D = 0,8 x 1,2 = 0,96 m Tải trọng máng tràn : Bảng 5.16: Bảng tóm tắt kết quả tính toán của bể chứa bùn Thông số Đơn vị Kích thước Đường kính bể m 1.2 Chiều cao bể m 3 Đường kính ống trung tâm m 0,24 Chiều cao ống trung tâm m 0,8 Chiều cao phan loe m 1 Đường kính phần loe m 0.34 Đường kính máng tràng m 0,96 SÂN PHƠI BÙN Lượng bùn phát sinh tại hệ thống xử lý nước thải hàng ngày không nhiều, phương án thiết kế sân phơi bùn là khả thi nhất. Lượng nước sau khi tách ra khỏi bùn được đưa về ngăn tiếp nhận và tiếp tục xử lý. Lượng bùn sinh ra hàng ngày: 1,847 m3/ngày Kích thước sân phơi bùn: L x W x H = 2 x 2 x 0.8 = 3,2(m3) Để thuận tiện cho việc vệ sinh bùn tại sân phơi, nên thiết kế 03 sân phơi có kích thước như nhau CHƯƠNG 6 DỰ TOÁN KINH PHÍ CHI PHÍ XÂY DỰNG (S1) STT Hạng mục Số lượng Thể tích (M3) Đơn giá (VND) Thành tiền (VND) 1 Song chắn rác 1 2 100,000 400,000 2 Ngăn tiếp nhận 1 4.5 1,700,000 7,650,000 3 Bể tách dầu 1 9.75 1,700,000 16,575,000 4 Bể điều hòa 1  100 1,700,000 170,000,000 5 Bể keo tụ tạo bông 1  1.28 1,700,000 2,176,000 6 Bể lắng 1 1 12.23 1,700,000 20,791,000 7 Bể Aerotank 1 46.8 1,700,000 79,560,000 8 Bể lắng 2 1 20.6 1,700,000 35,020,000 9 Bể khử trùng 1 3.125 1,700,000 5,312,500 10 Bể nén bùn 1 11.3 1,700,000 19,210,000 TỔNG CỘNG 356,694,500 CHI PHÍ THIẾT BỊ (S2) Tên thiết bị ĐV Số lượng Đơn giá Thành tiền (VND) Song chắn rác: Cái 1 7.000.000 7.000.000 Ngăn tiếp nhận: Cái 2 13.000.000 26.000.000 Bơm nước thải Bể tách dầu: Cái 1 8,500,000 8.500.000 Mô tơ giảm tốc Bể điều hòa 1.      Bơm nước thải Cái 2 9.500.000 19.000.000 2.      Giàn phân phối khí 1 25,000,000 25.000.000 Bể keo tụ tạo bông Cái 1.      Mô tơ khuấy 3 9,500,000 28.500.000 2.      Guồng khuấy 3 4,000,000 12.000.000 3.      Bơm định lượng hóa chất 3 10,000,000 30.000.000 Bể lắng 1 Cái 1.      Ống trung tâm inox 1 7,000,000 7.000.000 2.      Máng răng cưa inox 1 3,000,000 3.000.000 3.      Bơm bùn tuần hoàn 1 12,000,000 12.000.000 4.      Mô tơ & thanh gạt cặn 1 20,000,000 20.000.000 Bể Aerotank 1.      Hệ thống phân phối khí Hệ 1 12,000,000 12.000.000 2.      Máy thổi khí Cái 2 45.000.000 90.000.000 3.      Bùn hoạt tính Lần 1 12.000.000 12.000.000 Bể lắng 2 1. Ống trung tâm inox Ống 1 8.000.000 8.000.000 2. Máng răng cưa inox Máng 1 3.000.000 3.000.000 3. Bơm tuần hoàn Cái 1 12.000.000 12.000.000 4. Môtơ & thanh gạt bùn Cái 1 20.000.000 20.000.00 Bể khử trùng Bơm hóa chất khử trùng Cái 1 10.000.000 7.000.000 Tủ điện điểu khiển Tủ 1 40.000.000 25.000.000 Đường ống công nghệ - 1 17.000.000 17.000.000 Tổng (S2) 404.000.000 CHI PHÍ ĐIỆN NẮNG (S3) Chi phí điện năng tính cho 01 ngày (hoạt động 24 giờ) Đơn giá điện: 2.000 đ/KW STT Thiết bị Số lượng hoạt động Công suất Số giờ hoạt động Tổng điện năng (KW/ngày) 1 Máy thổi khí 1 2,96KW 24 71.04 2 Bơm nước 4 1,5KW 24 144 4 Mơtơ khuấy 5 0,37 KW 24 44 5 Bơm định lượng 4 0,00037kw 24 0,035 Tổng(S3) 259 Vậy tổng chi phí điện năng một ngày: S3= 259 x 2000 = 518,000 (đồng/ngày). CHI PHÍ HÓA CHẤT SỬ DỤNG TRONG 1 NGÀY (S4): Hố chất Khối lượng kg/ngày Đơn Gía Thành tiền(VNĐ) Chlorine 0.29 27,000 7.830 PAC 30 7,800 234,000 NaOH 24 9,200 220,000 Polimer 0.3 63,000 18,900 TỔNG 480,730 DỰ TOÁN CHI PHÍ XÂY DỰNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI, CÔNG SUẤT 150M3/NGÀY ĐÊM: S1 + S2 = 100.290.000 + 404.000.000 = 504.290.000VND 6.6 CHI PHÍ XỬ LÝ CHO 1M3 NƯỚC THÀI (S3 + S4)/150 = (518.000+480.730)/150 = 6.500 VND CHƯƠNG 7 VẬN HÀNH VÀ QUẢN LÝ 7.1 Nguyên tắc chung Sau khi xây dựng xong các công trình đơn vị và toàn bộ hệ thống, trước khi đưa vào vận hành chính thức phải có bàn giao giữa các bộ phận có liên quan và có sự tham gia của các cơ quan y tế địa phương về kết quả đưa công trình vào hoạt động. Trước khi vận hành phải chuẩn bị các công tác cần thiết như dự trữ hóa chất, huấn luyện cán bộ kĩ thuật, hồ sơ bản vẽ, kết cấu, đường ống, mạch điện, sổ sách, nhật kí. Trước khi vận hành thử phải tẩy rửa hệ thống bằng các hóa chất khử trùng. Sau khi chạy thử nếu chất lượng nước đạt tiêu chuẩn và các công trình vận hành bình thường thì hệ thống được phép đưa vào hoạt động chính thức. Khi đó phải có đại diện của cơ quan y tế địa phương và thực hiện quy trình đúng theo pháp luật hiện hành. Tất cả các nhân viên khi làm việc ở khu xử ý phải được trang bị quần áo bảo hộ lao động và tuân thủ các tiêu chuẩn phòng hộ. Định kì 1 năm khám sức khỏe 1 lần, tiêm phòng các bệnh như thương hàn, tả, kiết lỵ Khi vận hành hệ thống yêu cầu nhân viên kỹ thuật phải nắm rõ các lý lịch máy móc, thiết bị, vị trí van, đường ống, sơ đồ công nghệ. Phải luôn có sẵn các tài liệu thiết kế kĩ thuật trong phòng điều hành để dễ thao tác khi có sư cố. Khi pha hóa chất cần chú ý: 1/ Khi pha hóa chất, công nhân phải được trang bị các dụng cụ bảo hộ lao động như : găng tay, khẩu trang, 2/ Khi có sự cố về thiết bị, máy móc và điện để ngắt điện một cách nhanh chóng công nhân có thể ấn nút an toàn màu đỏ hình tròn ở phía trên bên phải của tủ điện. 3/ Trong quá trình vận hành nếu phát hiện có sự hư hỏng các thiết bị hay có tiếng động lạ phát ra từ các thiết bị thì ngừng hoạt động ngay và kiểm tra, sửa chữa trước khi cho thiết bị hoạt động lại. 4/ Pha hóa chất theo đúng thao tác, liều lượng được hướng dẫn tại kho lưu trữ hóa chất. Có kế hoạch và liều lượng cần pha để tránh lãng phí và gây ô nhiễm. 7.2 Đưa công trình vào hoạt động Bơm nước sạch vào hệ thống bể điều hòa và bể Aerotank với cao độ 0,75m và mở máy thổi khí. Xem xét tình trạng bọt khí thổi ra tại các ống của bể điều hòa và tại các đĩa của bể Aerotank, điều chỉnh van để khí ra tại các ống và tại các đĩa đều nhau. Thực hiện Jartest để hoạt động hiệu quả bể keo tụ tạo bông. Chuẩn bị pha loãng nước thải để khởi động công trình sinh học của hệ thống. Hoạt động hệ thống với một phần lưu lượng nước thải đã được pha loãng để khởi động công trình sinh học Aerotank. Chuẩn bị lượng bùn hoạt tính cần thiết và cho khởi động công trình sinh học Aerotank theo trình tự sau: Trước tiên cho một phần nước thải với nồng độ BOD thấp (200 – 250 mg/l) chảy qua công trình (nước thải đã được pha loãng). Bùn từ bể lắng II được tuần hoàn liên tục về Aerotank. Bùn hoạt tính sẽ gia tăng theo thời gian. Theo sự gia tăng của bùn có sự xuất hiệnc ủa nitrat và nitrit, tăng dần lượng nước cần xử lý hoặc giảm độ pha loãng. Có thể sử dụng bùn hoạt tính từ các bể Aerotank bất kỳ hoặc bùn hoạt tính phơi ở 600C, hoặc màng sinh học trôi ra từ bể lọc sinh học hoặc bùn ao hồ ( không nhiễm bẩn dầu mỡ, hay khoáng). Sau khi chuẩn bị bùn xong, cho nước thải vào bể Aerotank ban đầu với lưu lượng nhỏ, sau đó theo mức độ tích lũy bùn, tăng dần cho đến khi đạt lưu lượng thiết kế. Khởi động các công trình hoạt động sau công trình sinh học Aerotank. 7.3 Quy trình vận hành hàng ngày Nắm rõ nguyên lý hoạt động tự động và hoạt động bằng tay của các thiết bị điện và điều khiển và thao tác vận hành như sổ tay hướng dẫn thao tác. Kiểm tra các thiết bị trước khi vận hành như: bơm, van khóa trên đường ống, đồng hồ đo áp lực và lưu lượng, phao mực nước, máy thổi khí, tủ điện điều khiển Tại song chắn rác: Thường xuyên vớt rác tại song chắn rác, đồng thời làm vệ sinh sạch sẽ song chắn rác để nước thải lưu thông qua song được dễ dàng. Rác được vớt bỏ vào thùng chứa mang tập trung đến bãi rác của xí nghiệp, hợp đồng với công nhân vệ sinh mang đi đến bãi rác tập trung. Tại ngăn tiếp nhận: Ngăn tiếp nhận có đặt 5 bơm nước thải có nhiệm vụ bơm nước thải từ ngăn tiếp nhận qua bể điều hòa của hệ thống. Các bơm làm việc theo phao mực nước ứng với ba chế độ của mực nước trong ngăn tiếp nhận. Các bơm được vận hành bằng hệ thống PLC. Tại bể keo tụ tạo bông: Tại bể keo tụ tạo bông có các thiết bị chính là 03 bơm định lượng để bơm hóa chất vào bể, đầu dò pH, motor khuấy và motor giảm tốc. Các bơm định lượng làm việc theo chế độ pH của nước trong bể thông qua đầu dò pH. Thực hiện thí nghiệm Jartest để biết pH và liều lượng hóa chất tối ưu. Cụm máy thổi khí: Máy thổi khí nhằm cung cấp oxy cho quá trình phát triển của vi sinh vật hiếu khí đồng thời xáo trộn bùn hoạt tính trong nước thải bằng các máy thổi khí đặt tại nhà điều khiển. Một đơn nguyên Aerotank hoạt động với 04 máy thổi khí, trong đó có 02 máy hoạt động và 02 máy luân phiên. Một đơn nguyên bể điều hòa cũng hoạt động với 04 máy thổi khí: 02 hoạt động và 02 luân phiên. Các máy hoạt động theo chế độ: 04 máy hoạt động luân phiên, mỗi máy hoạt động 12 giờ theo hai chế độ: Chế độ tự động theo timer điều khiển thời gian gắn ở tủ điện mới, Chế độ tay mở tắt bằng nút ON, OFF trên tủ điện điều khiển. Trên tủ điện điều khiển luôn để các máy thổi khí ở chế độ tự động. Lưu ý không được phép mở nhiều hơn hai máy thổi khí cùng một lúc trong một đơn nguyên bể điều hòa hoặc Aerotank. Trong thời gian máy chạy kiểm tra máy thường xuyên nếu phát hiện hư hỏng phải ngưng máy để sửa chữa liền. Cụm máy bơm bùn: Các bơm bùn có các chức năng sau: bơm bùn tuần hoàn, bơm bùn dư đến bể chứa bùn, bơm bùn dư đến bể nén bùn, bơm bùn đến máy ép bùn dây đai. Bơm bùn hoạt động theo hai chế độ là tự động và tay. Chế độ tay mở tắt bằng nút ON, OFF trên tủ điện điều khiển. Bảo trì các thiết bị 1/ Chu kỳ phải kiểm tra thay nhớt cho các máy thổi khí là 90 ngày. 2/ Chu kỳ kiểm tra các máy khuấy là 60 ngày. 3/ Chu kỳ kiểm tra cho các bơm bùn là 30 ngày. 4/ Thường xuyên thăm mỡ bôi trơn và châm thêm mỡ bôi trơn vào các phốt bơm. 7.5 Các thông số vận hành hệ thống Để vận hành hệ thống bùn hoạt tính, cần chú ý các yếu tố sau: Độ kiềm: Kiểm soát độ kiềm trong bể bùn hoạt tính hiếu khí là cần thiết để kiểm soát toàn bộ quá trình. Độ kiềm không đủ sẽ làm giảm hoạt tính của vi sinh vật và có thể ảnh hưởng đến pH. DO: Hoạt động của bể bùn hoạt tính là hiếu khí nên nó đòi hỏi lượng DO phải hiện diện ở mọi thời điểm. Lượng DO này phụ thuộc vào BOD dòng vào, tính chất của bùn hoạt tính và yêu cầu xử lý. pH: pH trong hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí thường từ 6,5 – 9. MLSS, MLVSS, MLTSS. Nồng độ và tốc độ tuần hoàn bùn hoạt tính: Người vận hành phải duy trì sự tuần hoàn bùn hoạt tính tiếp diễn trong hệ thống. Nếu tốc độ này quá thấp, bể bùn hoạt tính hiếu khí có thể bị quá tải thủy lực, làm giảm thời gian thông khí. Nồng độ tuần hoàn cũng rất quan trọng bởi vì nó có thể dùng đẻ xác định tốc độ tuần hoàn cần thiết để giữ MLSS cần thiết. Tốc độ dòng chảy của bùn hoạt tính thải: Vì bùn hoạt tính có chứa các vi sinh vật sống tăng trưởng, nên lượng bùn hoạt tính có thể tiếp tục gia tăng. Nếu bùn hoạt tính duy trì trong hệ thống quá lâu, hiệu quả của quá trình sẽ giảm xuống. Nếu có quá nhiều bùn hoạt tính bị loại khỏi hệ thóng, cácc hất rắn sẽ không lắng đọng đủ nhanh để được loại bỏ ở công trình lắng thứ cấp. Độ sâu lớp bùn: Nếu các chất rắn không bị loại bỏ ra khỏi hệ thống từ thiết bị lọc với cùng tốc độ chúng được đưa vào, lớp phủ sẽ gia tăng độ sâu. Độ sâu lớp phủ bùn có thể chịu ảnh hưởng của nhiều điều kiện: nhiệt độ, độc tính trong nước thải, 7.6 Kiểm soát vận hành hệ thống Tốc độ tuần hoàn bùn: Tốc độ tuần hoán quá cao sẽ dẫn đến các kết quả là: sự thông khí và lắng đọng ở các bể bị quá tải thủy lực; thời gian thông khí và lắng đọng giảm Tốc độ tuần hoàn quá thấp sẽ dẫn đến các kết quả là: sự tuần hoàn thối, các chất rắn bị giữ lại trong các bể lắng, giảm MLSS trong bể hiếu khí, Tốc độ nước thải Tốc độ nước thải quá cao sẽ làm giảm MLSS, giảm mật độ bùn, gia tăng SVI, giảm MCRT, tăng tỷ lệ F/M, Tốc độ nước thải quá thấp sẽ làm tăng MLSS, tăng mật độ bùn, giảm SVI, tăng MCRT, giảm tỷ lệ F/M,.. Tốc độ thông khí Tốc độ thông khí quá cao sẽ làm lãng phí năng lượng, tăng chi phí vận hành, các chất rắn nổi lên, phá vỡ bùn hoạt tính, Tốc độ thông khí quá thấp sẽ làm bể bùn hoạt tính thối, hiệu quả kém, mất sự nitrat hóa. 7.7 Sự cố và biện pháp khắc phục 7.7.1 Thiết bị TT Thiết bị Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục 01 Bơm (tất cả các bơm sử dụng trong hệ thống.) Không hoạt động và đèn báo sự cố sáng Quá tải, nhảy overload do: 1. Điện áp quá thấp làm dòng tăng Tắt hệ thống và kiểm tra điện áp, chờ đến khi điện áp đủ, reset overload và vận hành lại 2. Bơm bị kẹt cánh do rác rến Tắt điện, tháo bơm và vệ sinh đồng thời kiểm tra lại lưới chặn rác, reset overload và vận hành lại 3. Bơm bị kẹt do hư các bộ phận trong bơm Tắt điện tháo bơm và liên hệ với nhà cung cấp Không hoạt động và đèn báo sự cố không sáng Không có điện vào bơm do: 1. Khởi động từ cháy Tắt hệ thống, thay khởi động từ 2. Dây điện bị đứt Tắt hệ thống, kiểm tra và thay dây 3. Bơm cháy Liên hệ với nhà cung cấp để sửa chữa Bơm hoạt động bình thường nhưng không có nước ra. Tắc ống Ngưng hệ thống và làm vệ sinh đường ống 02 Máy thổi khí (cấp cho bể điều hòa và bể Aerotank). Không hoạt động và đèn báo sự cố sáng Quá tải, nhảy overload do: 1. Điện áp quá thấp làm dòng tăng Tắt hệ thống và kiểm tra điện áp, chờ đến khi điện áp đủ, reset overload và vận hành lại 2. Motor bị kẹt do hư các bộ phận trong motor Tắt điện tháo motor và liên hệ với nhà cung cấp* Không hoạt động và đèn báo sự cố không sáng Không có điện vào motor do: 1. Khởi động từ cháy Tắt hệ thống , thay khởi động từ 2. Dây điện bị đứt Tắt hệ thống , kiểm tra và thay dây 3. Motor cháy Liên hệ với nhà cung cấp để sửa chữa 7.7.2 Quá trình bùn hoạt tính Tình trạng bể lắng Kết quả thí nghiệm lắng Nguyên nhân Kiểm tra Cách khắc phục Bông bùn li ti (đầu kim) Nhiều bông bùn mịn có kích thước bằng đầu kim trôi vào máng thu nước bể lắng Lắng khá tốt; bùn dày ở đáy; Nhiều bông cặn li ti ở lớp nước trên mặt Tuổi bùn cao. Bể aeroten quá tải. Thay đổi tỉ số F/M Tăng lưu lượng xả bùn Thay đổi tuổi bùn MLVSS Tốc độ tuàn hoàn bùn Bùn mịn nổi: (giống như tàn tro) Xuất hiện chất nổi nhỏ như tàn tro trên bề mặt bể lắng Lắng khá tốt; bùn dày ở đáy; Nhiều bông cặn li ti ở lớp nước trên mặt Quá trình khử nitrate bắt đầu xảy ra Khuấy các bông bùn nổi trên mặt trong thí nghiệm lắng 30 phút. Nếu bông bùn lắng được, tiến hành cách cứu chữa. Nếu không lắng, tham khảo mục 2 bên dưới. Giảm tuổi bùn Lượng lớn dầu mỡ trên mặt Phân tích dầu mỡ Nếu tràn trên 15% khối lượng, thay thế hoặc sửa chữa tấm ngăn chất nổi. Xác định và khử đi nguồn dầu mỡ phát sinh Đục: Dòng ra khỏi lắng bị đục Lắng kém và nước trên mặt đục Bể aeroten quá tải; Tuổi bùn quá thấp Thay đổi tỉ số F/M, tuổi bùn, MLVSS, tốc độ xả BD và tốc độ hô hấp Giảm tốc độ xả bùn dư Xáo trộn quá mạnh phá vỡ bông bùn Quan sát bằng kính hiển vi bùn trong bể aeroten; kiểm tra bông bùn vở Giảm cường độ thổi khí DO thấp Kiểm tra DO trong bể thổi khí (DO nên > 2 mg/L) Hiện diện của protozoa Tăng cường thổi khí, giảm MLVSS nếu F/M vẫn nằm trong giới hạn cho phép Shock độc chất Hiện diện của protozoa Tốc độ hô hấp Giữ lại tất cả bùn còn lại. Thêm vào bùn mới Nổi Bùn Cục: Cục bùn lớn màu nâu nổi lên mặt bể lắng. Có kèm theo bọt khí Lắng khá tốt, tuy nhiên bùn nổi lên mặt trong bốn giờ lắng sau khi thí nghiệm bắt đầu Quá trình nitrate hóa xảy ra Tuổi bùn, chiều sâu lớp bùn, tốc độ BTH và DO trong bể Điều chỉnh tuổi bùn và lưu lượng BTH Bảo đảm DO> 2mg/L Như trên nhưng có thêm cục bùn đen nổi Như trên Điều kiện yếm khí xảy ra DO trong bể aeroten, chiều sâu lớp bùn, đường bùn tuần hoàn bị tắc Tăng lưu lượng bùn tuần hòan, tăng cung cấp khí cho bể aeroten, rửa sạch các vách bể lắng và ở những nơi bùn bám dính Bùn tạo khối lớn: Đám lớn bông bùn như tơ nổi hoặc nở rộng ra chiếm toàn bộ bể lắng. Cặn trôi khỏi bể lắng Lắng rất chậm và bùn nén kém. Tuy nhiên nước trên mặt trong. SVI > 200 Tải trọng hữu cơ quá cao. Thay đổi MLVSS, SRT, F/M Quan sát bằng kính hiển vi Kiểm tra DO, pH và chất dinh dưỡng. Nếu các thông số này đạt, kiểm tra độc tố chất thải công nghiệp Giảm tốc độ bùn dư, tăng tốc độ bùn tuần hoàn. Điều chỉnh pH (6.5-8.5), điều chỉnh DO (>2 mg/L), tăng liều lượng chất dinh dưỡng (BOD:N:P = 100:5:1). Nếu có độc chất cần yêu cầu khử tại nguồn xả pH thấp Thiếu chất dinh dưỡng Vi sinh sợi phát triển Có độc chất CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1 Kết luận: Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước ta hiện nay, bên cạnh sự phát triển của nền kinh tế thì chất lượng cuộc sống cũng được nâng cao. Vì thế việc quan tâm đến sức khỏe của con người là hết sức cần thiết. Chính vì vậy môi trường cần phải đảm bảo. Để góp phần bảo vệ môi trường sống của công nhân làm việc trong các nhà máy thì việc xử lý nước thải tại nhà máy là một vấn đề không thể thiếu. Với đặc tính của nước thải của nhà máy, nên đã đưa ra công nghệ xử lí phù hợp: hóa lý và cơ học ( keo tụ tạo bông kết hợp bể lắng I nhằm loại bỏ các hạt lơ lửng) - sinh học (bể Aerotank kết hợp bể lắng 2 loại bỏ thành phần hữu cơ hòa tan có trong nước) và khử trùng (vi trùng gây bệnh bị tiêu diệt khi khử trùng bằng Clo). Phương pháp xử lý này phù hợp với đặc tính của nước thải nhà máy, mục tiêu là chi phí thấp, hiệu quả xử lý cao và dễ vận hành. Với công nghệ lựa chọn, nước thải sau xử lý xả ra nguồn đạt tiêu chuẩn QCVN 24: 2009. Cột B 8.2 Kiến Nghị Nước thải của nhà máy ảnh hưởng rất lớn đến môi trường và con người, với hiện trạng như hiện nay thì em có một số kiến nghị sau: - Cần tiến hành xây dựng hệ thống xử lý nước thải để đảm bảo vệ sinh cho môi trường sống, và kiểm soát nước thải đầu ra để góp phần tăng trưởng kinh tế mà gây nguy hại cho Môi trường ít nhất. - Hệ thống phải được kiểm soát thường xuyên trong khâu vận hành để đảm bảo chất lượng nước sau xử lý; tránh tình trạng xây dựng hệ thống nhưng không vận hành được. - Cần có cán bộ kỹ thuật và quản lý môi trường có trình độ, có ý thức trách nhiệm để quản lý, giám sát và xử lý sự cố khi vận hành hệ thống. - Thường xuyên quan trắc chất lượng nước thải xử lý đầu ra để các cơ quan chức năng thường xuyên kiểm soát, kiểm tra xem có đạt điều kiện xả vào nguồn theo QCVN 24-2009 , Cột A.