Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy thủy sản Vĩnh Hoàn - Đồng Tháp

uyết minh phương án 2: Nước thải từ các công đoạn sản xuất trong nhà máy qua hệ thống cống dẫn vào trạm xử lý. Trước hết nước thải qua song chắn rác để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn có thể gây tắc nghẽn đường ống, làm hư máy bơm và giảm hiệu quả xử lý ở các giai đoạn tiếp theo. Lượng rác sẽ được lấy bằng phương pháp thủ công. Nước thải sau khi qua song chắn rác sẽ được dẫn đến bể điều hoà. Do tính chất nước thải thay đổi theo giờ sản xuất nên nhiệm vụ chủ yếu của bể là điều hòa lưu lượng và nồng độ của nước thải tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình sau. Trong bể điều hoà có bố trí thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hoà tan và san đều nồng độ các chất bẩn trong toàn bộ bể và không cho cặn lắng trong bể. Từ bể điều hòa nước thải được đưa vào bể tuyển nổi, Do đặc thù nước thải của ngành chế biến thuỷ sản (sản xuất cá tra, cá basa) có lẫn 1 lượng lớn dầu mỡ tồn tại ở cả 2 dạng: cặn lơ lửng và dạng huyền phù nên lượng mỡ này không thể tách ra khỏi nước thải bằng phương pháp lắng thông thường. Trong trường hợp này tuyển nổi áp lực là phương pháp hữu hiệu nhất.Nước thải sau đó được đưa vào bể aeroten. Tại bể Aeroten diễn ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ có trong nước thải với sự tham gia của các vi sinh vật hiếu khí. Trong bể có bố trí hệ thống sục khí để tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hiếu khí phân giải các chất hữu cơ. Hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính từ bể aeroten đến bể lắng 2. Bể này có tác dụng lắng bùn hoạt tính đã qua xử lý ở bể Aeroten. Bùn sau khi lắng một phần sẽ được tuần hoàn lại bể aeroten nhằm duy trì nồng độ bùn hoạt tính, phần bùn còn lại sẽ dẫn sang bể chứa bùn. Nước thải sau khi qua bể lắng 2 và trước khi xả ra nguồn tiếp nhận thì phải qua khâu khử trùng nhằm loại bỏ hết các vi khuẩn gây bệnh cho người và động vật. Toàn bộ lượng bùn sinh ra được đưa ra bể chứa bùn và xe hút bùn sẽ hút theo định kì. V.4 Tính toán thiết kế các công trình đơn vị V.4.1 Phương án 1: Tính toán chi tiết Lưu lượng nước thải trung bình ngày m3/ngày Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất (Với Kh là hệ số vượt tải Kh = 1,5 – 3,5, chọn Kh = 2,5). BOD5 = 741mg/l. COD = 1600 mg/l. SS = 298 mg/l. Tính toán trạm bơm nước thải Nhiệm vụ Hố thu nước có nhiệm vụ tập trung toàn bộ nước thải của nhà máy qua hệ thống ống dẫn, trước khi đến các công trình xử lý tiếp theo. Chức năng của hố thu gom nước thải là điều chỉnh giữa lưu lượng thải lớn nhất và bơm công tác. Tính toán ơ Thể tích hố thu nước V = Qmaxs x t = 177.075 x 0,4= 70,83(m3) Chọn V = 72 (m3) Kích thước hố thu: L x B x H = 4m x 4m x 4.5m Trong ngăn tập trung và hố bơm nước thải, có lắp đặt bơm nhúng chìm Công suất của máy được xác định theo công thức: ([8] tập1) Trong đó: Q: Lưu lượng nước cung cấp, m3/h (Q = 20 m3/h) H: Độ cao cột nước tĩnh (H = 4,5m + 10,33m) h: Tổn thất cột nước trong ống (h < ) r: Hiệu suất của bơm (r = 0,6 0,9) Tổn thất cột nước trong ống: h = hd + hcb Trong đó: hd: Tổn thất dọc đường (m) hcb: Tổn thất cục bộ (m) Xác định tổn thất dọc đường ống: Giả sử chiều dài ống từ bơm đến bể điều hòa l = 5m Ống có đường kính dống = 114mm = 0,114m Vận tốc nước trong ống bơm: Tổn thất dọc đường: hd = (CT4.6[4]) Trong đó: : Hệ số ma sát l: Chiều dài đoạn ống (l = 5m) d: Đường kính ống (dống = 0,114m) g: Gia tốc trọng trường (g = 9,81 m/s2) Tra bảng 58/581 – Sổ tay xử lý nước thải ta có: hd = = 0,1m Xác định tổn thất cục bộ: (m) (CT 4.20[4]) Trong đó: : Hệ số tổn thất cục bộ Tổn thất qua van nước mở hoàn toàn: = 0,11 (Phụ lục 4-7a[4]) Tổn thất tại ống xuất phát từ bể: = 0,5 (m) = ( + ) x = (0,11 + 0,5) x = 0,015m Tổn thất cột nước trong ống: h = hd + hcb = 0,1 + 0,015 = 0,115m Công suất của máy bơm: = = 2.1 Kw = 2,5HP Chọn 3 máy bơm nước tuần hoàn công suất 2,5 HP,làm việc luân phiên. Tính toán song chắn rác Chọn tốc độ dòng chảy trong mương: vm = 0,5 (m/s) Chiều rộng mương: Bm = 0,3 (m) Chiều cao lớp nước trong mương trước song chắn Trong đó: + vm: vận tốc chảy trong mương (m/s) + Bm: chiều rộng mương (m) (m) Số lượng khe hở giữa các thanh Trong đó: + : lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất, m3/h. + b : Khoảng cách giữa các thanh, m (b = 16 – 25 mm, chọn b = 16 mm). + h1 : chiều sâu lớp nước trước song chắn, m + v : vận tốc nước chảy qua song chắn. v = 0,7 – 1,0 m/s. Chọn v = 0,8 m/s. + Kz : hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy. Kz = 1,05 Þ Chọn n = 13 (khe). Bề rộng thiết kế song chắn rác Bs = d ( n – 1 ) + b*n Trong đó: + Bs : chiều rộng song chắn rác,m. + d : chiều dày song chắn rác, m (d= 8 – 10 mm, chọn d = 10 mm). + n : số khe + b : khoảng cách giữa các thanh, m. Þ Bs = 10 * 10-3 *(13 – 1) + 16 * 10-3 * 13 = 0,328 (m) Chọn Bs = 0,4 (m). Chiều dài đoạn mở rộng trước song chắn rác l1 = Trong đó + Bm : bề rộng của mương, m (chọn Bm = 0,3m). + y : góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác, y = 200. + Bs : chiều rộng của song chắn rác, Bs = 0,4 m. Þ l1 = (m) Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác l2 = (m) Tổn thất áp lực qua song chắn rác Trong đó + v : vận tốc chảy qua song chắn rác, v = 0.8 m/s. + K: hệ số tính đến việc tăng tổn thất áp lực do rác bám, K = 1.05 – 3, chọn K = 2. + x : hệ số tổn thất áp lực cục bộ được tính bằng công thức Với + α : góc nghiêng đặt song chắn rác so với mặt phẳng nằm ngang ( chọn α = 600). + Chọn loại hình song chắn loại 1® b hệ số phụ thuộc hình dạng thanh đan, b = 2.42. + g: gia tốc trọng trường g = 9,81 (m/s2). + d : chiều dày song chắn rác, m (d = 10 mm). + b : khoảng cách giữa các thanh, m (b = 16 mm). Þ Do đó (m) Chiều cao xây dựng mương đặt song chắn rác. H = h1 + hc + hbv Trong đó + h1 : chiều cao của lớp nước trong mương dẫn. h1 = 0.328 m. + hc : tổn thất áp lực của song chắn rác, hc = 0,073 (m). + hbv: chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 (m). H = 0,328 + 0,073 + 0,5 = 0,901 (m) Chiều dài mỗi thanh L = (m). - Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác l = l1 + l2 + ls Trong đó + l1 : chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác, l1 = 0,137 (m) + l2 : chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác, l2 = 0,069 (m) + ls : chiều dài phần mương đặt song chắn rác, chọn ls = 2 (m) . ( ls ³ 1,0 (m), XLNT – PGSTS Hoàng Huệ, trang 33 ). l = 0,137 + 0,069 + 2 = 2,206 (m). Bảng 5.1. Tóm tắt các thông số thiết kế song chắn rác STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài mương (l) m 2,026 2 Bề rộng mương (Bm) m 0,3 3 Chiều cao mương (H) m 0,901 4 Số khe hở giữa các thanh (n) Khe 13 5 Chiều rộng khe hở (b) mm 16 6 Chiều dày song chắn rác (d) mm 10 7 Chiều dài thanh (L) m 1,04 Bể chứa kết hợp Bể điều hoà Thể tích bể điều hoà Vlt = Trong đó + Vlt : thể tích lý thuyết của bể điều hoà, (m3). + : lưu lượng giờ lớn nhất, (m3/h). + t : thời gian lưu nước trong bể điều hoà (t = 2 – 6 h), chọn t = 2h. Vlt = 177,075 * 2 = 354,15 (m3). Thể tích bể điều hoà thực tế sẽ bằng 120% thể tích bể điều hoà lý thuyết. Vtt = 120% * Vlt = 120 % * 354,15 = 424,98 (m3). Diện tích bể ( chọn hình dạng bể điều hoà hình chữ nhật, chiều sâu của bể bằng 4,5m). lúc đó diện tích của bể là F = (m2) Chọn F = 95 (m2). Từ đó, chọn kích thước của bể là b x l = 7,5m x 13m. Chọn mực nước thấp nhất (hmin) trong bể điều hoà để đảm bảo mực nước cho bơm hoạt động là 0,6 m. Ta tính được thể tích cần thiết là: V = 0,6 * 95 + 354,15 = 411,15 (m3). - Mực nước cao nhất cách đáy bể là hmax = (m). Chiều cao tổng cộng: (Chọn chiều cao an toàn là 0,5 m). H = hmax + han toan = 4.33 + 0.5 = 4,83(m).Chọn H= 5m - Vậy thể tích bể điều hoà là V = b * l * H = 7.5*13*5 = 487,5 (m3) chọn V = 488(m3). Tính toán lượng không khí cần thiết sục trong bể điều hoà Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi trong bể điều hoà cần cung cấp một lượng không khí thường xuyên. Lưu lượng không khí cần cung cấp cho bể điều hoà LKK = vk * V Trong đó + vK : tốc độ cấp khí trong bể điều hoà, (m3/m3.h) (Tính toán thiết kế các công trình Xử lý Nước Thải – TS Trịnh Xuân Lai, vK = 0,01 – 0,,015), chọn vK = 0,01 (m3/m3.phút). + V : thể tích bể điều hoà LKK = 0,01 * 60 * 488 = 292,8 (m3/h). Đường kính ống dẫn khí vào bể dống = (m) = 100 (mm). Trong đó, vận tốc khí trong ống chính là vống = 10 – 15, chọn vống = 10 m/s. (Xử Lý Nước Thải Đô Thị và Công Nghiệp, Lâm Minh Triết ). Đặt ống nhánh vuông góc với bể và chạy dọc theo chiều rộng của bể. Chiều dài ống nhánh bằng chiều rộng của bể = 7,5m, khoảng cách giữa hai ống nhánh là 0,7 m. Số ống nhánh nống = , chọn 10 ống. Đường kính các lỗ trên ống nhánh 2 – 5 mm, chọn qlỗ = 4mm = 4.10-3m. Vận tốc khí qua lỗ 5 – 20 m/s, chọn vlỗ = 15 m/s. Diện tích một lỗ trên ống nhánh flỗ = (m2). Tổng diện tích lỗ trên ống nhánh Flỗ = (m2). Số lỗ trên ống nhánh nlỗ = (lỗ). Số lỗ trên 1 ống nhánh (lỗ). Chọn 65 lỗ. Tính toán hệ thống thổi khí Áp lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén Hc = hd + hc + hf + H Trong đó + hd : tổn thất áp lực cục bộ (m). + hf : tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối (m), hf £ 0,5m, chọn hf = 0,5m. + tổng tổn thất hc, hc £ 0,4m, chọn hd + hc = 0,4 m. + H : chiều sâu lớp nước trong bể (m). Þ Hc = 0,4 + 0,5 + 4,33= 5,23 (m). Năng suất yêu cầu của máy thổi khí không nhỏ hơn lượng khí cung cấp cho bể. Lkhí = 292,8 (m3/h) = 813*10-4 (m3/s). Áp lực của không khí: PKK = (Công thức 149/122 – Sách XLNT – Hoàng Huệ). Công suất máy nén khí (công thức 152/122 - Sách XLNT – Hoàng Huệ). Trong đó + LKK : lưu lượng không khí cần cung cấp (m3/s). + h : Hiệu suất máy nén khí, chọn h = 0,8 (80%). + P : áp lực của không khí (atm). Þ (kW). Tính toán công suất máy bơm nước tuần hoàn lên bể tuyển nổi Công suất của máy được xác định theo công thức: ([8] tập1) Trong đó: Q: Lưu lượng nước cung cấp, m3/h (Q = 10 m3/h) H: Độ cao cột nước tĩnh (H = 4,3m + 10,33m) h: Tổn thất cột nước trong ống (h < ) r: Hiệu suất của bơm (r = 0,6 0,9) Tổn thất cột nước trong ống: h = hd + hcb Trong đó: hd: Tổn thất dọc đường (m) hcb: Tổn thất cục bộ (m) Xác định tổn thất dọc đường ống: Giả sử chiều dài ống từ bơm đến bể tuyển nổi l = 5m Ống có đường kính dống = 114mm = 0,114m Vận tốc nước trong ống bơm: Tổn thất dọc đường: hd = (CT4.6[4]) Trong đó: : Hệ số ma sát l: Chiều dài đoạn ống (l = 5m) d: Đường kính ống (dống = 0,114m) g: Gia tốc trọng trường (g = 9,81 m/s2) Tra bảng 58/581 – Sổ tay xử lý nước thải ta có: hd = = 0,1m Xác định tổn thất cục bộ: (m) (CT 4.20[4]) Trong đó: : Hệ số tổn thất cục bộ Tổn thất qua van nước mở hoàn toàn: = 0,11 (Phụ lục 4-7a[4]) Tổn thất tại ống xuất phát từ bể: = 0,5 (m) = ( + ) x = (0,11 + 0,5) x = 0,015m Tổn thất cột nước trong ống: h = hd + hcb = 0,1 + 0,015 = 0,115m Công suất của máy bơm: = = 0,78 Kw = 1HP Chọn máy bơm nước tuần hoàn công suất 1HP. Bảng 5.3. Tóm tắt các thông số thiết kế bể điều hoà STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài (l) M 13 2 Chiều rộng (b) M 7,5 3 Chiều cao tổng cộng (H) m 5 4 Đường kính ống dẫn khí vào bể (dống ) mm 100 5 Số ống nhánh (nống) ống 10 6 Số lỗ trên 1 ống nhánh (nlỗ) lỗ 65 7 Đường kính 1 lỗ trên ống nhánh (qlỗ) mm 4 8 Lưu lượng không khí cần cung cấp cho bể điều hoà (Lkk) m3/h 292,8 3 Bể tuyển nổi Kết quả thực nghiệm cho mô hình tuyển nổi Ở tỉ số chất khí/chất rắn A/S = 0.03 mg khí/mg chất rắn đạt kết quả tối ưu. Nhiệt độ trung bình là 27oC Độ hòa tan không khí tại 27oC, Sa= 16,4mL/L Tỉ số bão hòa f= 0.5 Áp suất yêu cầu cho cột áp lực được tính theo công thức: => P= 2,84atm Thể tích cột áp lực: W= Qh *t = 70,83 1*2/60 = 2,361 Chọn chiều cao cột áp lực H= 2m Đường kính cột áp lực: Chọn bể tuyển nổi hình chữ nhật Chiều sâu phần tuyển nổi hn= 2,0m Chiều sâu phần lắng bùn hb = 0,7m Chiều cao bảo vệ: Hbv= 0,3m Tỉ số chiều dài/rộng >= 3:1 Tỉ số chiều rộng/sâu = 1,5 :1 Diện tích bề mặt bể tuyển nổi: m2 Ở tải trọng bề mặt bể tuyển nổi 48m3/m2ngày thị hiệu quả khử SS là 80-85%, BOD, COD giảm 20-35%, Dầu mỡ giảm 80% Chiều sâu tổng cộng bể tuyển nổi H= 2+0,7+0,3 = 3m -Chiều rộng bể tuyển nổi B= 1,5hn= 1.5 *2= 3m Chiều dài bể tuyển nổi Giả sử chiều dài vùng phân phối vào l=0,8m Chiều dài vùng phân phối thu nước: l=0,8m Chiều dài tổng cộng L= 11,81+ 0,8+0,8= 13,41m Kiểm tra tỉ số L: W = 13,41: 3= 4,47:1>3:1(thỏa mãn) -Thể tích vùng tuyển nổi W= B* L* hn= 3*11,81*2= 70,86(m3) -Thời gian lưu nước vùng tuyển nổi: t= Hàm lượng sau khi ra khỏi bể tuyển nổi: COD= (100-20)%*1600= 1280(mg/l) BOD= (100-20)%* 741= 592,8(mg/l) SS= (100-80)%*298= 59,6(mg/l) Lượng chất lơ lửng và dầu mỡ thu được mỗi ngày: M= (298*80% +195*80%) *1700/1000 = 670,48(kgSS/ngày) -Giả sử bùn tươi (hỗn hợp váng nổi và cặn lắng) có hàm lượng chất rắn là TS=3,4%,VS= 65% và khối lượng riêng là 1,0072 Dung tích bùn tươi can xử lí mỗi ngày: m3/ngày -Lượng VS của bùn tươi cần xử lí: M(VS)= M(ss)*0,65= 670,48 * 0,65= 435,812. Bảng 5.3. Tóm tắt các thông số thiết kế bể tuyển nổi STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều cao cột áp lực m 2 2 Đường kính cột áp lực m 1,23 3 Chiều cao bể tuyển nổi m 3 4 Chiều rộng bể tuyển nổi m 3 5 Chiều dài bể tuyển nổi m 11,81 6 Thời gian lưu nước h 1 Bể Aeroten: Các thông số tính toán Thời gian lưu bùn qc = 10 ngày. Hệ số sản lượng Y = 0,6 mg VSS/mgBOD. Hệ số phân huỷ nội bào Kd = 0,06 (ngày-1) BOD5 đầu vào = 592,8 mg/l. BOD5 đầu ra = 50 mg/l. (theo TCVN 5945 – 1995, BOD5 £ 50mg/l). Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể: X = 4000 (mg/l). Hàm lượng bùn tuần hoàn : Xr = 10000 (mgSS/l). Độ tro của cặn hữu cơ: Z = 0,2 (80% là bùn hoạt tính). Nước thải sau lắng chứa 50 mg/l cặn sinh học, trong đó có 65% cặn dễ phân huỷ sinh học. Xác định hiệu quả xử lý Phương trình cân bằng vật chất: BOD5 đầu ra = BOD5 hoà tan + BOD5 cặn lơ lửng BOD5 của cặn lơ lửng được xác định như sau Lượng cặn hữu cơ có trong nước ra khỏi bể lắng II 0,65 * 50 = 32,5 mg/l Để oxy hoá hết lượng cặn hữu cơ này thì lượng oxy cần thiết cung cấp là: 32,5 mg/l * 1,42 mgO2/tế bào = 46,15 (mg/l). Lượng BOD5 có trong cặn hữu cơ ra khỏi bể Sra = 46,15 * 0,69 = 31,84 (mg/l). Þ BOD5 hoà tan = 50 – 31,84 = 18,16 (mg/l). Hiệu quả xử lý BOD5 hoà tan của bể Eo = Tính thể tích bể Aeroten VR = Trong đó + Q : lưu lượng nước thải đầu vào, m3/ngày.đêm. + Y : hệ số sản lượng + Kd : hệ số phân huỷ nội bào, (ngày-1). + So : hàm lượng BOD5 vào bể Aerotank, mg/l. + S : hàm lượng BOD5 ra bể Aerotank, mg/l. + X : nồng độ bùn hoạt tính trong bể, mg/l. + qC : thời gian lưu bùn trung bình, ngày. Þ V = (m3). Chọn 916 (m3). Thời gian lưu nước trong bể qn = (ngày). Chọn chiều cao hữu ích của bể H = 4,5m, chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m, Chọn tỉ số giữa chiều rộng và chiều sâu: => chiều rộng bể: 2*4,5 = 9(m) Chiều dài của bể L = L x B x H = 20,4 x 9 x 5. Tính lưu lượng cặn dư phải xả ra hàng ngày sau khi nhà máy hoạt động ổn định Hệ số tạo cặn từ BOD5 Yb = (ngày-1). Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5 PX = Q*Yb(So – S)*10-3 = 1700 * 0,375(592,8 – 18,6)*10-3 = 366,1(kg/ngày.đêm). - Tổng lượng cặn lơ lửng sinh ra theo độ tro của cặn Z = 0,2 PX1 = (kg/ngày.đêm). Lượng cặn dư hằng ngày phải xả đi Pxả = PX1 – Q * 50 * 10-3 = 457,6 – 1700 * 50 * 10-3 = 372,6 (kg/ng.d). Tính lượng bùn xả ra hàng ngày (Qxả) từ đáy bể lắng theo đường tuần hoàn cặn Trong đó: Qx: lượng bùn xả ra hằng ngày (m3/ng) Xt: nồng độ bùn tuần hoàn (mg/l) V: thể tích bể Aerotank (m3) X: nồng độ bùn hoạt tính trong bể (mg/l) Xr: nồng độ bùn hoạt tính trong nước thải sau bể lắng 2 (mg/l) θc: thời gian lưu bùn trong bể 10 ngày = Þ Qxả = 44 m3/ngày. Lưu lượng tuần hoàn bùn hoạt tính: ơ Lưu lượng bùn tuần hoàn Để nồng độ bùn trong bể luôn giữ giá trị X = 4000 mg/l, ta có phương trình cân bằng khối lượng bùn hoạt tính đi vào và ra khỏi bể như sau: Qv x Xo + Qt x Xt = (Qv + Qt) x X Trong đó: Qv: lưu lượng nước thải đi vào mỗi bể (m3/ng.đ) Xo: nồng độ bùn hoạt tính đi vào bể (mg/l) Qt: lưu lượng bùn tuần hoàn (m3/ng.đ) Xt: nồng đô bùn hoạt tính (mg/l) X: nồng độ bùn cần duy trì trong bể Trong thực tế nồng độ bùn hoạt tính trong nước thải đi vào bể Xo là không đáng kể, nên ta có: Qt x Xt = (Qv + Qt) x X Suy ra hệ số bùn tuần hoàn là: ơ Vậy lưu lượng bùn tuần hoàn Qt = α x Qv = 0,67 x 1700 = 1139 (m3/ng.đ) = 47,46 (m3/h) Tỷ số F/M F/M = (mg BOD/ngày) Tính lượng oxy cần thiết Lượng oxy cần thiết trong điều kiện tiêu chuẩn OCo = ( Theo TS.Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải ) Trong đó f : hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và COD, f = 0,69. Þ OCO = (kg O2/ngày.đêm). Lượng Oxy thực tế (250C) OCt = OCO * Trong đó + CS25 : nồng độ bão hoà oxy trong nước ở 25OC, CS25 = 8,39 (mg/l). + CL : nồng độ bão hoà oxy cần duy trì trong bể khi xử lý nước thải, CL = 1,5 – 3 mg/l. Chọn CL = 2 mg/l. + t = 25OC: nhiệt độ nước thải. + α : hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, hình dạng bể, thiết bị làm thoáng, α = 0,6 – 0,94, chọn α = 0,7. Þ OCt = (kg O2/ngày.đêm). Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể Aeroten F/M = (mg/mg.ngày) Tốc độ sử dụng cơ chất: (gr/gr.ngày) Tải trọng thể tích L =(kg BOD5/m3.ngày) Tính lượng không khí cần thiết OKK = Trong đó + f : hệ số an toàn, f = 1,5 – 2. chọn f = 2. + OCt : lượng oxy thực tế sử dụng cho bể, kg O2/ng.đ. + OU : công suất hoà tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối. Sử dụng đĩa xốp, đường kính 170 mm, diện tích bề mặt F = 0,02 m2, cường độ sục khí 200 l/phút.đĩa. Khi dùng hệ thống thổi khí, chiều sâu của đáy bể lấy từ 4 – 7 m, chọn độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối h = 4m.Với nồng độ bùn hoạt tính <= 4000 mg/l thì chọn công suất hòa tan oxy vào nước của thiết bị phân phối khí bọt mịn ở điều kiện trung bình là Ou= 7(g O2/m3.m) Ta có: Năng suất hòa tan oxy vào nước tỉ lệ thuận với chiều sâu ngập nước được xác định theo công thức: OU = Ou * h = 7 * 4 = 28 (gO2/m3). Với OU: công suất oxy hoà tan của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn, chọn OU = 7 gO2/m3. Þ QKK = Số đĩa cần phân phối trong bể N = đĩa. Chọn 370 đĩa. Tính đường kính ống dẫn khí Đường kính ống dẫn khí chính D = (m) = 250 (mm). Trong đó, V: vận tốc dòng khí trong ống, chọn V = 10 m/s. Từ mỗi ống dẫn khí chính, chia ra làm 9 nhánh. Đường kính mỗi ống nhánh Dn = Tính công suất máy nén khí N = Trong đó + QKK : lưu lượng không khí cần cung cấp, m3/s. + h : hiệu suất máy bơm, chọn h = 0,7 + P : áp lực của khí nén, at. Tính bằng công thức P = Với HC = h + hd + hc + hp Trong đó + h : mực nước công tác của bể, m. + hd : tổn thất cục bộ do ma sát theo chiều dài đường ống dẫn khí, m. + hc : tổn thất cục bộ, m. + hp : tổn thất qua ống phân phối khí, m.( hp <= 0,5) Chọn hd + hc + hp = 1m. Þ HC = 4,5 + 1 = 5,5m Do đó, P = Nên N = ØTính đường ống dẫn nước thải và đường ống dẫn bùn ơ Đừơng ống dẫn nước thải ra và vào bể + Đường kính ống dẫn nước: Dnước = vn: vận tốc nước chảy trong ống trong điều kiện có bơm, chọn vn = 2,5 m/s ( qui phạm từ 2 – 3 m/s) + Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn: Db = Trong đó: QT: lưu lượng bùn tuần hoàn, QT =1139 m3/ngày = 0,0132 m3/s vb: vận tốc bùn chảy trong ống, vb = 0,3 m/ Bảng 5.5. Tóm tắt các thông số thiết kế bể Aeroten STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều cao xây dựng bể (H) m 5 2 Chiều rộng bể (W) m 9 3 Chiều dài bể (L) m 20 4 Đường kính ống khí chính (D) mm 250 5 Đường kính ống nhánh (Dn) mm 125 6 Số đĩa phân phối khí (N) cái 370 7 Đường kính đĩa phân phối khí mm 170 8 Thời gian lưu bùn ngày 10 9 Đương kính ống dẫn bùn mm 236 10 Đường kính ống dẫn nước thải mm 100 5. Bể lắng II Nhiệm vụ Nhiệm vụ của bể lắng 2 là tách bùn hoạt tính chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng ra khỏi hỗn hợp làm cho nước đủ độ trong để xả ra nguồn tiếp nhận, đồng thời cô đặt bùn ở đáy bể đến nồng độ mong muốn để tuần hoàn một phần lại bể Aeroten. Bùn dư hằng ngày được dẫn đến bể nén bùn. Tính toán Qtb = 1700 (m3/ng.đ), Qmaxh = 177,075 (m3/h), Qmaxs = 0,0492 (m3/s) Chọn bể lắng đứng, các thông số thiết kế Hàm lượng bùn hoạt tính X = 4000 mg/l. Độ tro của bùn hoạt tính Z = 0,2. Hàm lượng bùn tuần hoàn: Xr = 10000 (mgSS/l). Diện tích mặt bằng của bể Trong đó + Q : lưu lượng nước thải, m3/h. + CO : nồng độ bùn duy trì trong bể Aerotank, CO = X*b = 4000 * 0.8 = 3200mg/l. + α : hệ số tuần hoàn, chọn α = 0,78. + Ct : nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn, Ct = 10000 mg/l. + VL : vận tốc lắng của bề mặt phân chia với CL. VL = Vmax* Với + Vmax : vận tốc lắng cực đại, Vmax = 7 m/h. + K : hệ số phụ thuộc chỉ số SVI, chọn K = 600 SVI = ( 100 – 150 ) » K = 600. CL = = VL = = 0,635 (m/h). Ta chia làm 2 bể lắng.Diện tích 1 bể: Þ S = chọn S = 80 (m2). Diện tích bể nếu thêm buồng phân phối trung tâm Sbể = 1,1 S =1,1 * 80 = 88 (m2). Đường kính của bể Db = Đường kính ống trung tâm ( buồng phân phối) d = 25% D = 25% * 10,6 = 2,65(m). Diện tích buồng phân phối trung tâm Vậy diện tích vùng lắng của bể: Slắng = Sbể - f = 88 – 5,51 = 82,49 (m2). Tính miệng loe ống trung tâm Đường kính miệng loe ống trung tâm (d1) bằng chiều cao ống loe (h): h = d1 = 1,35 * d = 1,35 * 2,65 = 3,58 (m). Đường kính tấm chắn hình nón d2 = 1,3 * d1 = 1,3 * 3,58 = 4,654 (m). Chọn khoảng cách từ miệng loe ống trung tâm đến tấm chắn là 0,3 m. ( Theo TS.Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải ) Tải trọng thuỷ lực Vận tốc đi lên của dòng nước chảy trong bể (m/h). Thiết kế đáy chóp Chọn đáy dạng hình nón có độ dốc 10% về hướng tâm có hch x bch= 1x1 m. Xác định chiều cao bể H = hbv + hn + hb + hl + chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m, (hbv = 0,3 – 0,5 m) + chiều cao phần lắng từ 2 – 6 m, chọn hl = 4 (m). + chiều cao phần bùn: hb = 1,5m Þ H = 5,8 (m). Thể tích phần chứa bùn Vb = S * hb = 88 * 0,4 = 33 (m3). Nồng độ bùn trung bình trong bể Ctb = Trong đó + Xr : nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn. + CL : nồng độ bùn ở bề mặt phân chia lắng. Lượng bùn chứa trong bể lắng Gb = Vb * Ctb = 33 * 7000 * 10-3 = 231(kg). Dung tích bể lắng V = h * S = 8,5 * 88 = 748 (m3). ® chọn V = 750 (m3) Lưu lượng nước đi vào bể QL = (1 + α)* Q = (1 + 0,78) * 177,075 = 315,2 (m3/h). Thời gian lưu nước trong bể (thời gian lắng) T = Tính toán máng thu nước Máng thu nước đặt theo chu vi vành trong của bể Dmáng = 0,8D = 0,8 * 10,6 = 8,48 (m). Chiều dài máng thu nước L = Dmáng * p = 8,48 * 3,14 = 26,63 (m). Tải trọng máng thu nước trên 1 m chiều dài máng QL = (m3/m2.ngày). Tải trọng bùn sinh ra Qb = (kg/m2.ngày) Bảng 5.6. Tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng II STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều cao xây dựng bể (H) m 5,8 2 Đường kính bể (Db) m 10,6 3 Đường kính ống trung tâm (d) m 2,65 4 Đường kính miệng loe ống trung tâm (d1) m 3,58 5 Đường kính tấm chắn (d2) m 4,654 6 Đường kính máng thu nước m 8,48 Bể khử trùng Tính kích thước thùng pha hoá chất và thùng tiêu thụ hoá chất Lượng Clo hoạt tính lớn nhất dùng để khử trùng G = (CT 5 – 2, XLNT – Trần Hiếu Nhuệ) Trong đó + Q : lưu lượng nước thải (m3/h) + a : liều lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải, a = 5 – 10g/m3, chọn a = 5 g/m3. (XLNT – Trần Hiếu Nhuệ) + P : hàm lượng Clo hoạt tính (%) trong Clorua vôi 30%. Dung tích hữu ích thùng pha hoá chất: W = (CT 5 – 7/177, XLNT – Trần Hiếu Nhuệ). Trong đó + Q : lưu lượng trung bình của nước thải, m3/ngày.đêm. + a : liều lượng Clo hoạt tính, g/m3. + b : nồng độ dung dịch Clorua vôi, £ 25%, chọn b = 25%. + n : số lần hoà trộn Clorua vôi trong ngày, chọn n = 1. W = (m3) Thể tích tổng cộng của thùng dung dịch WTC = 1,15 * W = 1,15 * 3,4 = 3,91 (m3). Với thể tích này ta chọn thùng nhựa 1000l để làm thùng dung dịch Tính kích thước bể khử trùng Thể tích bể: V = Q * t = 177,075 * 0,5 = 88,5 (m3) Với t : thời gian lưu của nước trong bể, chọn t = 30 phút = 0,5 h. Kích thước bể + Chọn chiều cao công tác của bể h = 3m. + Chiều dài bể tiếp xúc, L = 6m. ® Chiều rộng của bể B = (m) + chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 (m). Chiều cao tổng cộng của bể H = h + hbv = 3 + 0,3 = 3,3 (m). Kích thước bể: L x B x H = 6 x 5x 3,3 = 99(m3). Chiều dài vách ngăn bằng 2/3 chiều rộng của bể B1 = 2/3 * B = 2/3 * 5 = 3,33 (m). Chọn 2 vách ngăn trong bể, tức bể có 3 ngăn n = 3, vậy khoảng cách giữa các vách ngăn là l = (m) Bảng 5.7. Tóm tắt các thông số thiết kế bể khử trùng STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều cao xây dựng bể (H) m 3,3 2 Chiều cao công tác (h) m 3 3 Chiều rộng bể (B) m 5 4 Chiều dài bể (L) m 6 5 Thời gian lưu nước (t) phút 30 6 Số ngăn trong bể ngăn 3 7 Chiều rộng 1 ngăn m 2 Bể chứa bùn Ngăn chứa bùn gồm 2 ngăn: ngăn chứa bùn tuần hoàn và ngăn chứa bùn dư. Lượng bùn tuần hoàn là 47,16m3/h. . Lưu lượng bùn tươi cần xử lý: (Sau bể tuyển nổi) Q = (lít/ngày) = 8,55 (m3/ngày) Trong đó + S: tỷ trọng cặn tươi, S = 1,02kg/l. (Bảng 13 – 1 – Theo TS.Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải) + P: Nồng độ cặn, P = 5% (độ ẩm 95%), (Bảng 13 – 5) Lượng bùn hoạt tính xả ra từ bể aeroten G2 = 372,6 (kg/ng.d) Q = (l/ngày) = 37,074 (m3/ngày) Trong đó + S: tỷ trọng cặn tươi, S = 1,005 (kg/l). (Bảng 13 – 1 – Theo TS.Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải) + P: Nồng độ cặn, P = 1% = 0,01(Bảng 13 – 5) Thể tích bùn dẫn đưa vào bể mỗi ngày Vb = 8,55 + 37,074 = 45,624 (m3) Thời gian lưu tại ngăn chứa bùn tuần hoàn là 30 phút, và thời gian lưu tại ngăn chứa bùn dư là 12h. Thể tích ngăn chứa bùn tuần hoàn: (m3) Thể tích ngăn chứa bùn dư: (m3) Kích thước ngăn chứa bùn tuần hoàn: Lx B x H= 2x3x4 Kích thước ngăn chứa bùn dư: Lx B x H= 2x3x4 Bảng 5.8.Tóm tắt các thông số thiết kế 1 bể chứa bùn STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Hình dạng Hình chữ nhật 2 Dài m 4 3 Rộng m 6 4 Chiều cao tổng cộng m 4 V.4.2 Phương án 2 Cách tính toán các công trình đơn vị tương tự như phương án 1. 1. Song chắn rác Bảng: Tóm tắt các thông số thiết kế song chắn rác STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài mương (l) m 2,026 2 Bề rộng mương (Bm) m 0,3 3 Chiều cao mương (H) m 0,901 4 Số khe hở giữa các thanh (n) Khe 13 5 Chiều rộng khe hở (b) mm 16 6 Chiều dày song chắn rác (d) mm 10 7 Chiều dài thanh (L) m 1,04 2. Bể chứa kết hợp bể điều hòa Bảng 5.3. Tóm tắt các thông số thiết kế bể điều hoà STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài (l) M 13 2 Chiều rộng (b) M 7,5 3 Chiều cao tổng cộng (H) M 5 4 Đường kính ống dẫn khí vào bể (dống ) Mm 100 5 Số ống nhánh (nống) Oáng 10 6 Số lỗ trên 1 ống nhánh (nlỗ) Lỗ 65 7 Đường kính 1 lỗ trên ống nhánh (qlỗ) Mm 4 8 Lưu lượng không khí cần cung cấp cho bể điều hoà (Lkk) m3/h 292,8 3. Bể tuyển nổi Bảng 5.3. Tóm tắt các thông số thiết kế bể tuyển nổi STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều cao cột áp lực m 2 2 Đường kính cột áp lực m 1,23 3 Chiều cao bể tuyển nổi m 3 4 Chiều rộng bể tuyển nổi m 3 5 Chiều dài bể tuyển nổi m 11,81 6 Thời gian lưu nước h 1 Bể UASB Ưu điểm: Ít tốn năng lượng Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn Lượng bùn sinh ra dễ tách nước Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm được chi phí bổ sung dinh dưỡng Có thể thu hồi CH4 làm nguồn năng lượng Có thể hoạt động theo mùa vì bùn kị khí có thể phục hồi và hoạt động được sau thời gian ngưng nạp liệu Tính kích thước bể Lưu lượng Q = 1700(m3/ngày) BODvào = 1280(mg/l) CODvào = 592,8(mg/l) Sau khi ra khỏi bể UASB hàm lượng COD còn lại 300(mg/l) để đưa qua bể aerotank. Hiệu quả xử lý của bể UASB Lượng COD cần khử trong 1 ngày Tỷ lệ BODra = 0.4631 Ỵ 300 = 138,94(mg/l) Tải trọng khử COD của bể UASB từ 0.8 ÷ 10 kgCOD/m3 ngày. (Theo bảng 12-1 Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai [195]) Þ chọn a = 8 kgCOD/m3 ngày. Thể tích xử lý kỵ khí cần thiết của bể Nước thải đi từ dưới lên với v = 0.6 ÷ 0.9(m/h). Þ chọn v = 0.7(m/h) ((Theo Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai [195]). Diện tích cần thiết của bể Chiều cao công tác phần yếm khí của bể Tổng chiều cao xây dựng Hbể = H + H1 + Hbv Trong đó H1 : chiều cao vùng lắng, để đảm bảo khoảng không an toàn cho bùn lắng xuống phía dưới thì chiều cao vùng lắng 1(m). Þ chọn chiều cao lắng 2 (m). Hbv : chiều cao bảo vệ Þ chọn Hbv = 0.5 (m) Hbể = 2,056 + 2 + 0,5 = 4,556 (m)4,6 (m) Thể tích bể UASB V = Hbể Ỵ F = 4,6Ỵ 101,2 = 465,52(m3) Thời gian lưu nước trong bể Với t = 5,715(h) nằm trong giới hạn t = 5(h) ÷ 10(h). (Theo tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai [196]). Vận tốc dòng chảy trong bể Chọn chiều dài của bể là 14,5 m. Chiều rộng của bể là : 7 (m).Ta chia bể làm 2 đơn nguyên. Tính hệ thống ống phân phối nước Vận tốc nước chảy trong đường ống chính dao động từ 0.8 ÷ 2(m/s) Þ chọn v = 1(m/s). Đường kính ống chính Þ chọn Dc = 160(mm) Các ống nhánh được bố trí dọc theo chiều rộng bể Số ống nhánh là 10 ống Vận tốc nước trong ống nhánh từ 1.5 ÷ 2.5(m/s) Þ chọn v = 2(m/s) Đường kính ống nhánh Þ chọn Dn = 112(mm). Các vị trí phân phối nước được bố trí cách nhau 750(mm) trên mỗi nhánh để có thể phân phối đều nước trên toàn bộ diện tích bể. Tính ống thu khí Thể tích khí sinh ra đối với 1(kg) COD được loại bỏ là 0.5(m3) Tổng thể tích khí sinh ra trong 1 ngày Vận tốc khí trong ống 10 ÷ 15(m/s) Þ chọn v = 10(m/s) Đường kính ống dẫn khí Þ chọn DK = 35(mm) Tính lượng bùn sinh ra mỗi ngày Lượng sinh khối bùn sinh ra mỗi ngày Trong đó Y : hệ số sản lượng tế bào = 0.04g VSS/gCOD kd : hệ số phân huỷ nội bào 0.02 ÷ 0.1 Þ chọn 0.025 ngày-1 tc : tuổi bùn trong bể UASB = 60 ngày CODvào = 1920(mg/l) CODra = 300(mg/l) Lượng bùn bơm ra mỗi ngày Trong đó Css là hàm lượng bùn trong bể = 20(kg/ngày). (Theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Tính toán thiết kế các công trình – Lâm Minh Triết [460]). Lượng chất rắn từ bùn dư Mss = Qb Ỵ Css = 1,78 Ỵ 20 = 35,6(kgSS/ngày) Thể tích khí CH4 sinh ra mỗi ngày Trong đó Q : lượng bùn vào bể UASB 350.84 : hệ số chuyển đổi lý thuyết lượng khí metan sản sinh từ 1kgBODL chuyển hoàn toàn thành khí CH4 và CO2. Bảng 5.3. Tóm tắt các thông số thiết kế bể UASB STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài bể m 14,5 2 Chiều rộng bể m 7 3 Chiều cao tổng cộng m 4,6 4 Đường kính ống phân phối nước chính mm 160 5 Đường kính ống phân phối nước nhánh mm 112 6 Đường kính ống thu khí mm 35 7 Thời gian lưu nước h 6,6 8 Lượng bùn bơm ra mỗi ngày m3/ngày.đêm 1,78 5. Bể Aeroten Tính toán tương tự phương án 1 với các thông số tính toán Q= 1700m3/ngày BODvào= 139mg/l CODvào = 300 mg/l - Nhiệt độ nước thải t=25oC - SS= 30mg/l gồm 65% là cặn hữu cơ - Lượng bùn hoạt tính trong nước thải đầu vào(nồng độ vi sinh ban đầu), Xo= 0 - Nồng độ bùn hoạt tính trong bể X= 3000mg/l - Nồng độ bùn tuần hoàn, tức là nồng độ cặn ở đáy bể lắng 2(tính theo chất rắn lơ lửng) chọn bằng 10.000mg/l - Thời gian lưu bùn tính trong bể(tuổi cặn)= 10 ngày - Độ tro của cặn lơ lửng ra khỏi bể lắng là z= 0.3( tức 70% là cặn bay hơi) - Nước thải có đủ chất dinh dưỡng và khoáng chất với nồng độ rất nhỏ. - Bể hoạt động theo chế độ xáo trộn hoàn toàn. Bảng 5.5. Tóm tắt các thông số thiết kế bể Aeroten (phương án 2) STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều cao xây dựng bể (H) m 5 2 Chiều rộng bể (W) m 6,75 3 Chiều dài bể (L) m 9,6 4 Thời gian lưu nước trong bể (qn) ngày 0,171 5 Đường kính ống khí chính (D) mm 260 6 Đường kính ống nhánh (Dn) mm 90 7 Số đĩa phân phối khí (N) cái 150 8 Đường kính đĩa phân phối khí mm 170 9 Thời gian lưu bùn ngày 10 10 Đương kính ống dẫn bùn mm 250 11 Đường kính ống dẫn nước thải mm 60 6. Bể lắng 2 - Bể lắng đợt 2 làm nhiệm vụ lắng hỗn hợp nước, bùn, đồng thời tuần hoàn lượng bùn cho bể aeroten. -Số liệu để tính toán bể lắng đợt 2 lấy theo điều 6.5.6 và 6.5.7- Tiêu chuẩn xây dựng TCXD 51-84. - Thời gian lắng ứng với Qmax và với xử lí sinh học hoàn toàn t =2h. - Hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước ra khỏi bể lắng đợt 2 ứng với BOD sau xử lí là 12mg/l - Thể tích của bể lắng đợt 2 được tính W= Q* t= 70,83*2 = 141,66(m3) - Chọn 2 bể lắng làm việc song song, khi đó thể tích mỗi bể là : - Chọn đường kính bể lắng là 7m.Do đó diện tích mỗi bể được tính theo công thức: => F= D = 38,465(m2) -Chiều sâu vùng lắng của bể lắng đợt 2 là: H1= W/F= 1.85(m) - Chiều cao xây dựng là: Hxd= H1+ hth+hb+ hbv = 1,85+0,3+0,5+0,33= 2,98(m) - Thể tích ngăn chứa bùn được tính theo công thức: m3 Trong đó: Cb: Hàm lượng bùn hoạt tính trong nước ra khỏi aeroten(g/m3), có thể lấy như sau: Với xử lý sinh học hoàn toàn ứng với BOD sau xử lý là 160g/m3. Ctr: Hàm lượng chất lơ lửng trôi theo ra khỏi bể lắng đợt 2=12mg/l t: Thời gian tích lũy bùn hoạt tính trong bể=2h P: Độ ẩm bùn hoạt tính P= 99,4 % n:Số bể lắng công tác= 2 bể Qtb: Lưu lượng giờ trung bình của nước thải Việc xả bùn hoạt tính ra khỏi bể lắng đợt 2 được thực hiện bằng áp lực thủy tĩnh 0,9: 1,2m, và đường kính ống dẫn bùn là 200 mm (TCXD 5184) Bể khử trùng Bảng 5.7. Tóm tắt các thông số thiết kế bể khử trùng STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Chiều cao xây dựng bể (H) m 3,3 2 Chiều cao công tác (h) m 3 3 Chiều rộng bể (B) m 5 4 Chiều dài bể (L) m 6 5 Thời gian lưu nước (t) phút 30 6 Số ngăn trong bể ngăn 3 7 Chiều rộng 1 ngăn m 2 Bể chứa bùn Việc tính toán bể chứa bùn tương tự như phương án 1, song lượng bùn được tính thêm do bể UASB sinh ra. Lượng sinh khối bùn sinh ra mỗi ngày của bể UASB là 26,656 kg /ngày. Lượng bùn bơm ra mỗi ngày là 1,78 (m3/ngày). Như vậy ta có bảng tóm tắt các thông số thiết kế: Bảng 5.8.Tóm tắt các thông số thiết kế bể chứa bùn STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vị Số liệu 1 Hình dạng Hình chữ nhật 2 Dài m 4.5 3 Rộng m 6 4 Chiều cao tổng cộng m 6 CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN KINH TẾ VI.1 Tính toán kinh tế VI.1.1 Tính toán kinh tế cho phương án 1 VI.1.1.1 Tính toán vốn đầu tư VI.1.1.1 Vốn đầu tư xây dựng STT Tên công trình Vật liệu Đơn vị tính Số lượng Đơn giá (triệu VNĐ) Thành tiền (triệu VNĐ) 1 Bể điều hoà Bể Lan can Cầu thang BTCT Sắt Sắt m3 Cái Cái 425 1 1 1 0,5 0,3 425 0,5 0,3 3 Bể tuyển nổi Bể Lan can Sàn công tác Máng thu váng nổi Cầu thang Thép Sắt Thép Thép Sắt m3 Cái Cái Cái Cái 106,3 1 1 1 1 1 0,5 0,7 5 0,3 106,3 0,5 0,7 5 0,3 4 Bể Aerotank Bể Lan can Cầu thang BTCT Sắt Sắt m3 Cái Cái 916 1 1 1 0,5 0,3 916 0,5 0,3 5 Bể lắng II Bể Lan can Sàn công tác Máng thu váng nổi Máng răng cưa Oáng trung tâm Cầu thang BTCT Sắt Thép Thép Sắt Inox Sắt m3 Cái Cái Cái Cái Cái Cái 88 1 1 1 1 1 1 1 0,5 0,7 5 5 3,5 0,3 88 0,5 0,7 5 5 3,5 0,3 6 Bể khử trùng Bể Lan can Sàn công tác Cầu thang BTCT Sắt Thép Sắt m3 Cái Cái Cái 88,5 1 1 1 1 0,5 0,7 0,3 88,5 0,5 0,7 0,3 7 Chi phí đào đất 5 8 Công nhân chuyên chở, lắp đặt 7 9 Phí phát sinh 50 TỔNG CỘNG 1825,7 VI.1.1.2 Vốn đầu tư trang thiết bị STT Tên công trình Đơn vị tính Số lượng Đơn giá (triệu VNĐ) Thành tiền (triệu VNĐ) 1 Song chắn rác, inox, Việt Nam. Cái 1 4 4 2 Bơm nước thải chìm, Đài Loan Cái 6 18 108 3 Bơm bùn , Đài Loan. Cái 3 6 18 4 Máy thổi khí, Nhật Cái 4 40 160 5 Bơm định lượng hóa chất 0,3kw/h Cái 2 4 8 6 Oáng nhựa PVC Oáng thép dẫn khí Toàn bộ 15 7 Van ống Toàn bộ 5 8 Thùng chứa hóa chất Cái 3 0,5 1,5 10 Hệ điều khiển (tủ điện, cáp điện, phao khống chế mực nước) 30 11 Đĩa phân phối khí bể aeroten Cái 370 0.25 92,5 12 Hệ thống gạt bùn Cái 2 15 30 13 Motor trộn hóa chất Cái 2 15 30 TỔNG CỘNG 343 Tổng chi phí đầu tư cho hệ thống Mđầu tư = Mxây dựng + Mthiết bị = 1825,7 + 343 = 2168,7 (triệu VNĐ) VI.1.1.3 Tính toán chi phí quản lý và vận hành Chi phí nhân công(C1) Lương công nhân 2 người x 1 triệu VNĐ/người. Tháng x 12 tháng = 24 (triệu VNĐ). (1 triệu/người/tháng x 2người)/26 ngày = 80.000 đồng/ngày. Lương cán bộ quản lý 1 người x 2 triệu VNĐ/người. Tháng x 12 tháng = 24 (triệu VNĐ). (2 triệu/người/tháng x 1người)/26 ngày = 80.000 đồng/ngày Þ Tổng chi phí nhân công: 24 + 24 = 48 (triệu VNĐ/năm). Chi phí hóa chất:(C2) Lượng Clorua vôi sử dụng trong 1 ngày: m= 2,95* 24= 70,8(kg) Đơn giá là 18.000 đồng/kg Chi phí hóa chất sử dụng trong ngày: 70,8 *18000= 1.274.400(đồng) Chi phí điện năng (C3) Lượng điện tiêu thụ trong 1h Stt Tên thiết bị Số thiết bị hoạt động Cơng suất (kw) Điện năng tiêu thụ (kw/h) 1 Bơm nước thải 3 1,1 2,2 2 Bơm bùn 3 0,55 1,65 3 Máy thổi khí bể điều hịa 1 21,2 21,2 4 Bơm định lượng 1 0,045 0,045 TỔNG 25,1 Chi phí điện năng tiêu thụ trong ngày: Cđ = N*Gđ*h Trong đó: N: Tổng công suất điện tiêu thụ trong h G: giá điện sử dụng H: Thời gian sử dụng thiết bị C2 = (25,1 * 1000)*24 = 602.400 (đồng/ ngày) Giá thành xử lí 1m3 nước thải: Khấu hao công trình xây dựng trong 1 năm(tỷ lệ khấu hao:6%(XLNT- Hoàng Huệ) K1 = 1825,7 *6%= 109,542(triệu đồng) Khấu hao công trình thiết bị trong 1 năm(tỷ lệ khấu hao:2%(XLNT- Hoàng Huệ) K1 = 343 *2%= 6,86(triệu đồng) Tổng chi phí trong 1 năm: S = K1 + K2 + C1 +( C2 + C3)*365 S= 109,542 +4,41+48 +(1,2744+0,686)*365= 846,838(triệu đồng) Giá thành cho 1 m3 nước thải là : (đđồng/m3) VI.1.2 Tính toán kinh tế cho phương án 2 VI.1.2.1 Tính toán vốn đầu tư VI.1.1.1 Vốn đầu tư xây dựng STT Tên công trình Vật liệu Đơn vị tính Số lượng Đơn giá (triệu VNĐ) Thành tiền (triệu VNĐ) 1 Bể điều hoà Bể Lan can Cầu thang BTCT Sắt Sắt m3 Cái Cái 425 1 1 1 0,5 0,3 425 0,5 0,3 3 Bể tuyển nổi Bể Lan can Sàn công tác Máng thu váng nổi Cầu thang Thép Sắt Thép Thép Sắt m3 Cái Cái Cái Cái 106,3 1 1 1 1 1 0,5 0,7 5 0,3 106,3 0,5 0,7 5 0,3 5 Bể UASB Bể Lan can Cầu thang BTCT Sắt Sắt m3 Cái Cái 406 1 1 1 0,5 0,3 406 0,5 0,3 4 Bể Aerotank Bể Lan can Cầu thang BTCT Sắt Sắt m3 Cái Cái 324 1 1 1 0,5 0,3 324 0,5 0,3 5 Bể lắng II Bể Lan can Sàn công tác Máng thu váng nổi Máng răng cưa Oáng trung tâm Cầu thang BTCT Sắt Thép Thép Sắt Inox Sắt m3 Cái Cái Cái Cái Cái Cái 142 1 1 1 1 1 1 1 0,5 0,7 5 5 3,5 0,3 142 0,5 0,7 5 5 3,5 0,3 6 Bể khử trùng Bể Lan can Sàn công tác Cầu thang BTCT Sắt Thép Sắt m3 Cái Cái Cái 88,5 1 1 1 1 0,5 0,7 0,3 88,5 0,5 0,7 0,3 7 Chi phí đào đất 5 8 Công nhân chuyên chở, lắp đặt 7 9 Phí phát sinh 50 TỔNG CỘNG 1696,54 VI.1.1.2 Vốn đầu tư trang thiết bị STT Tên công trình Đơn vị tính Số lượng Đơn giá (triệu VNĐ) Thành tiền (triệu VNĐ) 1 Song chắn rác, inox, Việt Nam. Cái 1 4 4 2 Bơm nước thải chìm, Đài Loan Cái 8 18 144 3 Bơm bùn , Đài Loan. Cái 3 6 18 4 Máy thổi khí, Nhật Cái 4 40 160 5 Bơm định lượng 0.3kw/h Cái 2 4 8 6 Oáng nhựa PVC Oáng thép dẫn khí 15 7 Van ống 5 8 Thùng chứa hóa chất Cái 1 0,5 0,5 9 Hệ điều khiển (tủ điện, cáp điện, phao khống chế mực nước) 30 10 Đĩa phân phối khí bể aeroten Cái 150 0.25 37,5 11 Hệ thống gạt bùn Cái 2 15 30 12 Motor trộn hóa chất Cái 2 15 30 TỔNG CỘNG 312 Tổng chi phí đầu tư cho hệ thống Mđầu tư = Mxây dựng + Mthiết bị = 1696,54 + 312 = 2008,54 (triệu VNĐ) VI.1.2.3 Tính toán chi phí quản lý và vận hành Chi phí nhân công(C1) Lương công nhân 2 người x 1 triệu VNĐ/người. Tháng x 12 tháng = 24 (triệu VNĐ). (1 triệu/người/tháng x 2người)/26 ngày = 80.000 đồng/ngày. Lương cán bộ quản lý 1 người x 2 triệu VNĐ/người. Tháng x 12 tháng = 24 (triệu VNĐ). (2 triệu/người/tháng x 1người)/26 ngày = 80.000 đồng/ngày Þ Tổng chi phí nhân công: 24 + 24 = 48 (triệu VNĐ/năm). Chi phí hóa chất:(C2) Lượng Clorua vôi sử dụng trong 1 ngày: m= 2,95* 24= 70,8(kg) Đơn giá là 18.000 đồng/kg Chi phí hóa chất sử dụng trong ngày: 70,8 *18000= 1.274.400(đồng) Chi phí điện năng (C3) Lượng điện tiêu thụ trong 1h Stt Tên thiết bị Số thiết bị hoạt động Cơng suất (kw) Điện năng tiêu thụ (kw/h) 1 Bơm nước thải 4 1,1 4.4 2 Bơm bùn 4 0,55 2.2 3 Máy thổi khí 2 21,2 42,4 4 Bơm định lượng 1 0,045 0,045 TỔNG 49,045 Chi phí điện năng tiêu thụ trong ngày: Cđ = N*Gđ*h Trong đó: N: Tổng công suất điện tiêu thụ trong h G: giá điện sử dụng H: Thời gian sử dụng thiết bị C2 = (49,045 * 1000)*24 = 1.177.080 (đồng/ ngày) Giá thành xử lí 1m3 nước thải: Khấu hao công trình xây dựng trong 1 năm (tỷ lệ khấu hao: 6% (XLNT- Hoàng Huệ) K1 = 1696,54 *6%= 101,8(triệu đồng) Khấu hao công trình thiết bị trong 1 năm (tỷ lệ khấu hao:2% (XLNT- Hoàng Huệ) K1 = 312 *2%= 6,24(triệu đồng) Tổng chi phí trong 1 năm: S = K1 + K2 + C1 +( C2 + C3)*365 S= 101,8 +6,24+48 +(1,2744+0,602)*365= 840,926(triệu đồng) Giá thành cho 1 m3 nước thải là : (đđồng/m3) VI.2 Phân tích tính khả thi kinh tế kĩ thuật và môi trường cho các phương án công nghệ Sau khi tính toán thiết kế và tính kinh tế cho cả hai phương án trên ta thấy: 1. Tính khả thi về môi trường: Phương án 1: xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường, TCVN-5945-2005, loại B. Phương án 2: xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường , TCVN-5945-2005, loại B. 2. Tính kinh tế, kĩ thuật Phương án 1 Phương án 2 Giá thành chi phí cho 1 m3 nước thải là 1356đồng Thi công xây dựng thuận lợi Dễ vận hành, bảo hành và sửa chữa. Giá thành chi phí cho 1 m3 nước thải là 1365 đồng Thi công xây dựng phức tạp Vận hành sửa chữa phức tạp. Như vậy cả 2 phương án đều có khả năng áp dụng để xử lí nước thải đạt đến tiêu chuẩn cho phép khi thải ra nguồn.Tuy nhiên phương án 1 là phương án được đề xuất bởi mang nhiều ưu điểm: Khả năng xử lí ổn định Giá thành rẻ Kiểm soát quá trình phân hủy thuận lợi hơn Vận hành đơn giản Lượng bùn sinh ra ít Không phát sinh ra mùi và khí độc hại CHƯƠNG VII KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ VII.1 Kết luận Nhà máy chế biến thủy sản Vĩnh Hoàn - Tỉnh Đồng Tháp là một nhà máy tại khu Công nghiệp Trần Quốc Toản, có quy mô hoạt động khá lớn, nhà máy đang xây dựng, mở rộng các phân xưởng sản xuất-chưa có hệ thống xử lý nước thải mặc dù nhà máy đã có hệ thống xử lý nước thải cho các phân xưởng hiện hữu. Do vậy việc đầu tư xây dựng một hệ thống XLNT là cần thiết. Việc quy hoạch và thiết kế hệ thống thu gom và xử lý ngay từ đầu làm cho việc thi công và vận hành được dễ dàng và hiệu quả hơn. Thông qua hiện trạng môi trường của khu vực, chế độ làm việc và từ đó dự toán được lưu lượng nước thải đầu vào và đưa ra phương án về hệ thống xử lý thích hợp, có hiệu quả đối với nhà máy này. Do nước thải chế biến thuỷ hải sản có hàm lượng chất dinh dưỡng và chất hữu cơ cao dễ phân huỷ sinh học nên việc áp dụng phương pháp xử lý sinh học mang lại hiệu quả cao, đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra đạt loại B theo TCVN 5945 – 2005. VII.2 Kiến nghị Nước thải nói chung và nước thải công nghiệp thủy sản nói riêng ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người, và môi trường xung quanh.Trong suốt quá trình tìm hiểu hiện trạng ngành công nghiệp thủy sản, em xin đưa ra các kiến nghị sau: Với mỗi nguồn thải khác nhau có đặc trưng đầu vào khác nhau, do đó việc nghiên cứu và phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm của nước thải đối với tất cả các ngành công nghiệp nhằm đưa ra các phương án xử lý thích hợp trong từng điều kiện hiện tại đối vời từng hoàn cảnh cụ thể. Phải quy hoạch hệ thống thu gom và xử lý nước thải ngay để tránh làm ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm ngày càng trầm trọng hơn. Cùng với việc tìm hiểu, xem xét tình hình môi trường và làm đồ án tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại công ty em có một vài ý kiến đóng góp vào việc bảo vệ môi trường của công ty như sau: Công suất hoạt động của công ty ngày càng tăng cao, do vậy việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho công ty là một việc làm cần thiết. Qua tìm hiểu cho thấy nước thải của công ty có thể áp dụng phương pháp xử lý sinh học sẽ cho kết quả rất cao. Tiến hành nghiên cứu áp dụng sản xuất sạch hơn vào các công đoạn sản xuất nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, tiết kiệm nguồn tài nguyên đồng thời giảm nhẹ gánh nặng về môi trường, đặc biệt là vấn đề nước thải. Xây dựng đội ngũ các nhân viên có chuyên môn về môi trường để quản lý các vấn đề môi trường của nhà máy. Cần tiến hành việc khử trùng nước thải sau xử lý và buộc phải thực hiện trước khi thải ra môi trường để đạt chỉ tiêu cho phép. Thực hiện thường xuyên, có khoa học chương trình quản lí chất lượng nhà máy, đôn đốc, giáo dục cán bộ, thực hiện quy định an toàn lao động, phòng chống cháy nổ.