Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp chế biến thủy sản XNK Thuận An 1 An Giang

iệu quả khử SS và BOD: Trong đó: a, b: Hệ 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 (h) 36% 58% Lượng cặn lắng theo trọng lượng khô: Mbùn = x SS x RSS = 16,67 x 300 x 0,58 = 2,9 kg/h Thể tích bùn cặn sinh ra trong 1 giờ: /h Trong đó: : Tỉ trọng của cặn lắng ở Bể lắng 1(theo tài liệu Tính toán thiếtkế các công trình xử lý nước thải NXB – Xây dựng TS. Trịnh Xuân Lai) : Khối lượng riêng của nước ở 200C Cbùn = 5%: Nồng độ của cặn lắng ở bể lắng1 Thể tích phần chứa bùn: Vbùn = 1,98 m3 Thời gian lưu bùn: t = Chọn thời gian xả bùn là 30 phút Lưu lượng bùn xả Bùn được bơm ra với vận tốc khoảng 1-2 m/s. Đường kính ống thu bùn: Chọn ống PVC Hàm lượng SS còn lại: SS = 300 – 300 x 60% = 120 mg/l Hàm lượng BOD5 còn lại: BOD5 = 767 – 767 x 36% = 490,88 mg/l Hàm lượng COD còn lại: COD = 1150 – 1150 x 36% = 736 mg/l Bảng 4.4. Các thông số thiết kế bể lắng I Thông số Đơn vị Kích thướt Đường kính bể m 3,6 Đường kính bể m 0,55 Đường kính ống loe m 0,74 Đường kính tấm chắn m 0,97 Chiều cao tổng cộng bể m 4,7 Chiều cao ống trung tâm m 1,8 Đường kính ống thu bùn m 0,034 Đường kính ống dẫn nước m 0,09 Bể tuyển nổi Tính áp lực hoạt động trong bồn áp lực Bảng 4.5. Các thông số tính toán bể thuyể nổi Thông số Đơn vị Khoảng giá trị A/S ml/mg 0,005– 0,06 Ck mg/l 0oC 29,2 10oC 22,8 20oC 18,7 30oC 15,7 f _ 0,5 – 0,8 P atm 30 – 60 psi = 2,1 – 4,2atm t phút 20-40 R/Q % 5 - 120% Hiệu suất khử SS % 50-70% Hiệu suất khử COD % 15-20% Tải trọng bề mặt l/m2.phút 8 – 160 Thời gian lưu nước bồn áp lực phút 1 - 3 Tính áp lực nén trong bình P Trong đó: Tỉ số khí/chất rắn A/S = 0,03 mg khí /mg chất rắn đạt hiệu quả tối ưu. Độ hòa tan của không khí sa =16,4 ml/l. Tỉ số bảo hòa f = 0,5. Ơû tải trọng bề mặt tuyển nổi 48 m3/m2.ngày đạt hiệu quả khử cặn lơ lửng 90%, khử dầu mỡ đạt 85%. atm atm = 174,6 kPa Thể tích cột áp lực: m3 Chọn chiều cao cột áp H = 2m. Vậy đường kính cột áp lực: m Bình làm bằng thép, có van an toan xả khí dư. Thời gian lưu nước trong bồn áp lực: phút (1-3 phút) thỏa. Chọn bể tuyển nổi hình tròn. Chọn thời gian lưu nước: 40 phút. Thể tích bể tuyển nổi: V = t.Q = m3 Chọn chiều cao bể : h = 1,9m. Chiều cao bảo vệ : hbv = 0,3m. Chiều cao phần thu bùn: htb = 0,6m. Diện tích bể tuyển nổi: m2 Đường kính bể tuyển nổi: m 2,3m Kiểm tra lại thời gian lưu nước: t = phút. Lưu lượng khí cần Trong đó: Lượng khí dùng để bão hòa thường là 70% S: lượng cặn lấy ra trong 1 phút, tính bằng gam => Chọn máy bơm gió Tính toán máy bơm nước cho bình áp lực Áp suất cần thiết là Đối với máy bơm nước cho bình áp lực . Chọn H = 50m. Lưu lượng bơm tuần hoàn Công suất máy bơm: Trong đó: : Là khối lượng riêng của nước. = 1000 kg/m3. H: Là cột áp của bơm, mH2O. H = 30m hay 3atm. : Là hiệu suất máy bơm, thường từ 0,6 – 0,93. Chọn = 0,6. Công suất thực của máy bơm: Trong đó: : Là hệ số an toàn của bơm, với: Chọn 2 bơm N = 25Hp Hàm lượng COD sau tuyển nổi: mg/l. Hàm lượng BOD sau tuyển nổi: 490,88 (1 – 0,3) = 343,62 mg/l. Hàm lượng SS sau tuyển nổi: 126 (1 – 0,9) = 12,6 mg/l Chọn máng tràn có bề rộng 0,3m. Đường kính máng tràn: Tải trọng máng tràn: Chọn chiều cao của mổi khe là 75 (mm). Chiều cao tổng cộng máng răng cưa 260(mm). Khoảng cách giữa 2 khe 60 (mm). Vật liệu làm máng răng cưa là inox 2,5mm. Tính toán đường ống dẫn nước Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống: Lưu lượng nước thải Đường kính ống chính là: Chọn ống thép không rỉ, đường kính trong dt = 80mm. Đường kính ống tuần hoàn: Chọn ống thép không rỉ, đường kính trong dt = 42mm. Tính toán ống dẫn bùn Chọn hiệu suất bể tuyển nổi khử SS là 90%, nghĩa là 10% chất rắn lơ lửng được tuyển nổi hoặc lắng xuống đáy bể; 50% còn lại lơ lửng trong nước thải đầu ra. Giả sử có 10% cặn lơ lửng trong nước thải không tuyển nổi được, lắng xuống, tạo thành bùn cặn. Khối lượng SS lắng : Cặn tươi thường có hàm lượng chất rắn là TSv = 3,4% khối lượng riêng của cặn tươi 1,0072kg/l. Thể tích bùn tươi cần xử lí mỗi ngày: Chọn vận tốc bùn chảy trong ống là 1m/s. Chọn thời gian rút bùn là 10 phút, sau một ngày rút bùn 1 lần. Đường kính ống thu bùn: Chọn ống thép không rỉ, đường kính trong dt = 0,055mm. Đường ống dẫn váng nổi: chọn đường ống dẫn váng nổi về bể chứa váng nổi bằng đường ống dẫn cặn lắng d = 55mm. Tính toán vật liệu làm thép cho bồn áp lực Bồn áp lực làm việc với áp suất trong Vật liệu làm bồn áp lực: thép CT3 Các trị số của thép: Ứng suất kéo Ứng suất chảy Hệ số hiệu chỉnh: Tốc độ gỉ: 0,006mm/năm Áp suất cho phép của thép Với : Hệ số an toàn; Vậy ta chọn áp suất cho phép Áp lực của bồn áp lực Áp lực thủy tĩnh Trong đó: : Khối lượng riêng của nước, : Gia tốc trọng trường, : Chiều cao cột nước bồn áp lực, Áp suất tính toán bồn áp lực: Chiều dày bồn áp lực: Chiều dày thân: Chiều dày thân: Trong đó: : hệ số bổ sung: : Hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học, : Hệ số bổ sung do ăn mòn cơ học, : Hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo lắp ráp, : hệ số bổ sung để qui tròn kích thước, Kiểm tra điều kiện: Công thức chỉ đúng khi: Kiểm tra áp suất: Chiều dày đáy và nắp: Chọn vật liệu làm đáy và nắp cùng loại vật liệu làm thân. Chọn đáy và nắp có dạng elip tiêu chuẩn. Với D = 500mm. Đối với đáy elip tiêu chuẩn à Chiều dày đáy và nắp Chiều dày thật Tương tự như khi tính bề dày thân: Bề dày đáy và nắp cần thỏa mãn: Kiểm tra áp suất dư cho phép tính toán: Bảng 4.6. Các thông số thiết kế bể tuyển nổi Thông số Đơn vị Kích thướt (số lượng) Chiều cao + bảo vệ m 2,8 Đường kính bể m 2,3 Đường kính ống dẫn nước chính m 0,08 Đường kính ống nước tuần hoàn m 0,042 Bể Aerotank Chức năng Vì hoạt động của bể lắng 2 và bể Aerotank liên quan chặt chẽ với nhau à chúng được xem là hai bộ phận của một công trình đơn vị trong đó sử dụng quá trình bùn hoạt tính. Do đó quá trình tính toán chúng không thể tách rời nhau. Tính toán Các thông số đầu vào của bể aerotank: - Công suất 300m3/ngày - COD = 368mg/l - BOD5 = 343,62mg/l - SS = 12,6 mg/l Yêu cầu đối với nước xả ra nguồn (sau bể lắng 2) theo tiêu chuẩn BOD5 = 50mg/l COD = 80mg/l SS = 100mg/l (Dựa vào 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) Ta chọn các thông số thiết kế bể Aerotank như sau: Bảng 4.7. Các thông số tính toán 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 = 3000mg/l (MLVSS chọn bằng 2800-4000mg/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. Q: Lưu lượng nước thải. 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 = 0,6mg VSS/mg BOD5. So: Hàm lượng BOD5 của nước thải dẫn vào bể Aerotank. S: Hàm lượng BOD5 hoà tan của nước thải ra khỏi bể âerotank.. 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 0,7m/s (0,6 – 0,9m/s). Lưu lượng nước thải theo giờ là 12,5m3/h Đường kính ống dẫn nước: Chọn ống dẫn nước PVC Þ 90 Kích thước bể aerotank Chọn chiều cao hữu ích ; Chiều cao tổng cộng : Chiều rộng bể: Chiều dài bể: Thể tích thiết kế cho bể aerotank : L x B x Htc = 7 x 5,3 x 5 = 185,5m3 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 (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 = 3000mg 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 = 13,4m3/ngày. Lưu lượng bùn tuần hoàn Lập cân bằng vật chất QXo + QrXr = (Q+ Qr )X Aerotank Q X0 Qe Xe Qr Xr Qw, 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 (Ỵ[0,8 - 1,9]). Tỉ số F/M: (Ỵ[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. ù: 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 =183,6 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 = 4 m, chiều sâu bể 5 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 4,5 = 31,5(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 (m3khí/kgBOD5) 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 = 4m. 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 = 0,101m3/s Chọn đầu phân phối khí là dạng đĩa xốp có đường kính = 170 mm. Cường độ sục khí=200l/phút.cái. Vậy số đĩa cần thiết là: cái Chọn số đĩa thổi khí trong bể Aeroten n = 35 đĩa. Kích thước đường ống phân phối khí: Đường kính ống phân phối chính Chọn loại ống inox f = 110mm; Bố trí 7 ống nhánh phân phối khí, đặt cách thành bể 0,5m, cách đáy 0,25m. Khoảng cách giữa các ống nhánh: Lưu lượng khí qua mỗi ống nhánh: 7 ống nhánh Đường kính ống nhánh Chọn ống inox, f 60 Kiểm tra lại vận tốc khí trong các nhánh Vận tốc khí trong ống chính Vận tốc khí trong ống nhánh Bảng 4.8. Các thông số thiết kế bể Aerotank Thông số Đơn vị Kích thướt (số lượng) B x L x H m 5,3 x 7 x 5 Đường kính ống dẫn nước m 90 Đường kính ống dẫn khí chính m 110 Đường kính ống dẫn khí nhánh m 60 Số đĩa phân phối khí cái 35 Bể lắng II Chức năng Bể lắng 2 có nhiệm vụ giữ lại phần rắn trong quá trình bùn hoạt tính, tức là các bông bùn sau xử lý. Bể lắng 2 được xem là một phần hợp nhất của qua strinhf bùn hoạt tính nên quá trình tính toán thiết kế có liên quan chặt chẽ với nhau. Tính toán Diện tích mặt bằng của bể lắng đươc tích theo công thức: Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải bằng 400 m3/ngày = 16,67 m3/h. : Hệ số tuần hoàn lấy 0,75. C0: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể aerotank. (mg/l) Ct: Nồng độ bùn trong trong dòng tuần hoàn, 10000 (mg/l). VL: Vận tốc lắng của bề mặt phân chia ứng với nồng độ CL. (mg/l). VL được xác định theo công thức: (m/h). Trong đó: Vmax: 7 km/h. K = 600 Vậy: m2 Nếu kể cả buồn phân phối trung tâm: m2. Xây dựng một bể lắng tròn radian, đường kính bể: m Đường kính buồng phân phối trung tâm: m Chọn chiều cao bể: Chiều cao lắng: h = 3m. Chiều cao lớp bùn lắng: hb = 0,6 m. Chiều cao hố thu bùn: hh = 0,5m Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,5 m Chiều cao phần trung hòa: hth= 0,1m Tổng chiều cao xây dựng bể: H = h + hb + hh + hbv + hth = 3 + 0,6 + 0,5 + 0,5 + 01 = 4,7m Tải trọng bề mặt của bể lắng 2: m3/m2.ngày Nồng độ VSS trong nước thải vào bể lắng: MLVSS = 3000 mg/l Tính toán ống trung tâm Đường kính ống trung tâm: m Chiều cao ống trung tâm: htrung tâm = 60%h = 60% 3 = 1,8 m Đường kính ống loe: dloe = 1,35.dtt = 1,35.1,67 = 2,25 m Đường kính tấm chắn: dchắn = 1,3.dloe = 1,3.2,25 = 2,925 m Đường kính hố thu bùn: 0,5 m. Kiểm tra thời gian lưu nước của bể lắng: Thể tích phần lắng của bể: m3 Thời gian lưu nước: (h) > 1,5 h Tải trọng máng tràn: m3/m2.ngày < 500 m3/ m2,ngày. Tính máng thu nước và máng răng cưa: Tính máng răng cưa Đường kính máng răng cưa bằng 0,8 đường kính bể d = 0,8 x D = 0,8 x 6,62 = 5,296 m Chiều dài máng răng cưa: Chọn 4 răng cưa / 1m chiều dài, vậy ta có 66,52 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 : Góc của khía chữ V, = 900 Cd: Hệ số lưu lượng Cd =0,6 Giải phương trình trên ta được H = 0,0173(m) = 17,3(mm). Vậy chọn chiều cao của mỗi khe là 75 (mm). Chiều cao tổng cộng máng răng cưa 300(mm). Khoảng cách giữa 2 khe 100 (mm). Vật liệu làm máng răng cưa là inot 2,5mm. Máng thu nước Chọn máng thu nước đặt bên trong thành bể Đường kính trong máng bằng 0,8 đường kính bể d = 0,8 x D = 0,8 x 6,62 = 5,296 m Chiều dày thành máng bằng bêtông cốt thép, b = 0,1m Chọn chiều cao máng thu: hmáng = 0,26m Diện tích mặt cắt ướt máng thu: Tốc độ quay thanh gạt bùn: Chọn (theo tài liệu Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải NXB – Xây dựng TS. Trịnh Xuân Lai) Đường kính ống dẫn nước vào: Chọn ống PVC Trong đó Q: Lưu lượng nước thải, Q = 400 m3/ngày = 16,67 m3/h Chọn vận tốc chảy trong ống: v = 0,9 m/s Bơm bùn tuần hoàn: Công suất bơm: Q: Lưu lượng bùn tuần hoàn, Q = 90 m3/ngày = 1,04.10-3 m3/s. H: Chiều cao cột áp, H = 10m Hiệu suất máy bơm, chọn Công suất bơm thực: Nthực = 1,2 x N = 1,2 x 0,13 = 0,16kW Đường kính ống dẫn bùn Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn về bể aerotank Chọn ống PVC Đường kính ống xả bùn dư về sân phơi bùn: Lượng bùn dư sinh ra trong bể Aerotank chuyển về bể lắng đợt 2 là 3,1m3/ngày. Thời gian bơm bùn hoạt động là 60 phút một ngày. Đường kính ống xả bùn là Chọn ốngPVC . Bảng 4.9. Các thông số thiết kế bể lắng II Thông số Đơn vị Kích thướt Đường kính bể m 6,62 Đường kính ống trung tâm m 1,67 Đường kính ống loe m 2,25 Đường kính tấm chắn m 2,925 Chiều cao tổng cộng bể m 4,7 Chiều cao ống trung tâm m 1,8 Đường kính ống xả bùn m 0,09 Đường kính ống bùn tuần hoàn m 0,06 Đường kính ống dẫn nước m 0,09 Bể khử trùng Chức năng Sau khi qua bể lắng 2, nước thải đã được kiểm soát các chỉ tiêu về hóa, lý, giảm được phần lớn VSV gây bệnh có trong nước thải nhưng vẫn chưa an toàn cho nguồn tiếp nhận. Do đó cần có khâu khử trùng nước trước khi thải ra ngoài. Bể tiếp xúc có nhiệm vụ trộn đều hóa chất với nước thải, tạo điều kiện tiếp xúc và thời gian lưu đủ để oxi hóa các tế bào VSV, đảm bảo hiệu quả khử trùng cao nhất. Hóa chất được chọn để khử trùng là dung dịch NaOCl 10%. Tính toán Thời gian tiếp xúc giữa dung dịch NaOHCl với nước là 30phút Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc được tính theo công thức: Q: Lưu lượng nước thải, Q = 400 m3/ngày = 16,67 m3/h t: Thời gian tiếp xúc giữa nước thải và dung dịch Clorua vôi, t = 30 phút = 0,5h Vận tốc nước chảy trong bể tiếp xúc, v = 2 ÷ 4,5 m/phút. Chọn v = 2 m/phút Diện tích bể tiếp xúc: Trong đó: h: Chiều cao mực nước bể, h = 1 m Bể xây dựng hình chữ nhật có 4 ngăn: Kích thước mỗi ngăn: Chiều dài: L = 1,5 m Chiều rộng: B = 1,5 m Chiều dài bể: b: Bề dày vách ngăn, b = 0,1m Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,5m Chiều cao bể: H = h + hbv = 1 + 0,5 = 1,5 m Tính toán lượng hoá chất: Lượng Clo châm vào: Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải Q = 400 m3/ngày = 16,67m3/h a: Liều lượng clo hoạt tính, liều lượng chlorine cho vào khử trùng đối với nước thải sau xử lý bùn hoạt tính là 2- 8g/m3. a = 8 g/m3 = 8.10-3 kg/m3 Đường kính ống dẫn nước thải: Trong đó: v: Vận tốc chảy trong ống v = 0,7m/s Q: Lưu lượng nước thải, Q = 16,67 m3/h. Chọn ống PVC Bảng 4.10. Các thông số thiết kế bể khử trùng Thông số Đơn vị Kích thướt (số lượng) Chiều cao + bảo vệ m 1,5 B x L m 1,5 x 6,3 Đường kính ống dẫn nước m 0,09 Số ngăn phản ứng ngăn 4 Sân phơi bùn Chức năng Giảm độ ẩm của bùn sau quá trình lắng. Tính toán Lượng bùn từ bể lắng 1: Hiệu quả xử lý cặn lơ lửng đạt 60% lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày là: Mtươi = g/m3 = 72kg/ngày Lưu lượng bùn tươi cần xử lý: (l/ngày) = 1,367 (m3/ngày) Trong đó: S: tỷ trọng cặn tươi, S = 1,053 kg/l, (bảng 13-1-Trịnh Xuân Lai) P: Nồng độ cặn, P = 5% = 0,05 (độ ẩm 95%) (bảng 13-5). Lượng bùn từ bể tuyển nổi: Hiệu quả xử lý cặn lơ lửng tại bể tuyển nổi đạt 90%, lượng cặn sinh ra mỗi ngày: M = 120.90%.400 = 43200 (g/m3) = 43,2 (kg/ngày). Lượng cặn chứa dầu mỡ này sẽ được đưa vào bể chứa. Lưu lượng bùn cần xử lý: (l/ngày) = 0,82 (m3/ngày) Lượng bùn từ bể lắng 2: Ơû bể Aerotank lượng bùn cần xử lý mỗi ngày là 39,94 kg/ngày. Lưu lượng bùn cần xử lý: l/ ngày = 3,974 m3/ ngày. Trong đó: S = 1,005 (bảng 13-1- Trịnh Xuân Lai). P: Nồng độ cặn, P = 1% = 0,019 (bảng 13 -5) Thể tích bùn đưa vào sân phơi mỗi ngày: Vb = 1,367 + 3,974 = 5,341 m3 Chỉ tiêu thiết kế: đạt nồng độ cặn 25% (độ ẩm 75%) Chọn chiều dày bùn 25% là 10 cm, sau 4 tuần (28 ngày) 1m2 sân phơi được lượng cặn: g = V.S.P = (tấn) = 35 (kg/ngày) Trong đó: V = 1m2 0,1 m = 0,1 m3 S: Tỷ trọng bùn khô, S = 1,4 (bảng 13-1); P = 0,025. Lượng bùn cần phơi trong 28 ngày: kg Diện tích sân phơi: m2 Diện tích các công trình phụ của sân phơi (đường bao, hố thu nước, trạm bơm,) lấy bằng 20% diện tích sân phơi bùn. Tổng diện tích sân phơi: m2 Ta bố trí 3 ô, mỗi ô có diện tích: m2 Kích thướt mỗi ô: L x B = 7 x 6,4 m. Bảng 4.11. Các thông số thiết kế sân phơi bùn Thông số Đơn vị Kích thướt (số lượng) Dài x rộng m 7 x 6,4 Chiều cao tổng cộng m 1,05 Chiều cao lớp cát cm 25 Chiều cao lớp sỏi cm 30 Đường kính ống thu nước mm 100 Chiều cao bảo vệ cm 30 Chiều cao dung dịch bùn m 0,153 Tính toán phương án 2 Thuyết minh quy trình công nghệ Toàn bộ nước thải từ khu sản xuất được dẫn theo cống thoát nước thải của công ty tới hố thu gom qua song chắn rác để giử lại và loại bỏ các loại rác và tạp chất vô cơ có kích thước lớn hơn 16 mm (như bao nylon, rác, vỏ tôm, xương, vẫy ,,,) Sau đó, nước thải tiếp tục được bơm vào bể vớt dầu mỡ, tại nay mỡ có trong nước thải sẽ được loại bỏ nhờ cợ chế tạo các bọt khí, các cặn và mỡ sẽ được các bọt khí đưa nỗi lên trên và được loại bỏ, nước thải tiếp tục được bơm vào bể điều hoà .Tại bể điều hoà ,nước thải sẽ được ổn định về lưu kượng, nồng độ. Do thời gian lưu nước là 4 giờ ,nên ở bể điều hoà có hệ thống xáo trộn bằng khí nén. Sau thời gian lưu nước, nước thải sẽ được chảy vào bể lắng đứng đợt 1. Tại đây, những tạp chất thô không hoà tan sẽ được giữ lại ở đáy bể nhờ trọng lượng riêng của các tạp chất thô lớn hơn trọng lượng riêng của nước nên lắng xuống đáy bể. Nước thải lưu trong bể lắng đợt 1 sau 2,6 giờ sau đó chảy trọng trường vào bể chứa, bùn lắng được bơm ra sân phơi bùn. Từ bề chứa, nước được bơm vào bể UASB theo hướng từ dưới lên nhằm xáo trộn dòng nước để vi sinh vật kỵ khí trong bể tiếp xúc nhiều với dòng nước và loại bỏ chất hữu cơ có trong nước thải. Cơ chế của quá trình xử lý kỵ khí xảy ra như sau: Chất hữu cơ lên men -----------> yếm khí CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S Nước thải từ bể UASB sẽ chảy trọng trường qua bể xử lý hiếu khí Aerotank, Bùn trong bể UASB sẽ được lấy ra theo định kỳ. Tại bể Aerotank, lượng nước thải kết hợp với bùn hoạt tính tuần hoàn từ bể lắng đợt 2 và lượng oxy cho vào bể nhờ máy thổi khí để thực hiện quá trình oxy hoá những chất hữu cơ dễ bị oxy hoá, cơ chế của quá trình hiếu khí diễn ra như sau: Vi sinh vật [Type the company name] name Chất hữu cơ CO2 + H2O + Vi sinh vật mới Sau thời gian làm việc là 7 giờ, nước thải sẽ được chảy vào bể lắng đứng đợt 2. Tại bể này, lượng bùn cặn sẽ lắng xuống và được bơm vào sân phơi bùn, một phần lượng bùn sẽ được tuần hoàn trở lại bể Aerotank đảm bảo lượng vi sinh trong bể. Sau khi ra khỏi bể lắng đứng đợt 2, nước thải sẽ được khử trùng bằng chlorua và được tiếp xúc với thời gian lưu nước là 30 phút. Sau khi ra khỏi bể tiếp xúc khử trùng, nước thải đạt tiêu chuẩn loại B, được xả vào nguồn tiếp nhận. Tại sân phơi bùn, nước tuần hoàn sẽ được bơm về hố thu gom nước thải để tiếp tục xử lý. Phần bùn trong sân phơi bùn được vận chuyển tới bải đổ. Song chắn rác tính tương tự phương án 1 Hố thu gom tính tương tự phương án 1 Bể điều hòa tính tương tự phương án 1 Bể UASB Chức năng Khử hàm lượng COD, BOD, N, P có trong nước thải. Tính toán Hiệu quả xử lý COD, BOD của UASB là 80% (tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, Trịnh Xuân Lai, 2001) Lượng COD cần khử mỗi ngày: G = kg COD/ngày. Tải trọng khử COD của bể, theo quy phạm từ 4-18 kg COD/m3.ngày. Chọn a = 6 kg COD/m3.ngày. Thể tích xử lý yếm khí cần thiết: m3 Để giữ lớp bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ nước dâng trong bể khoảng 0,6-0,9 m3/h, (tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải, Trịnh Xuân Lai, 2001) Chọn v = 0,7 m3/h Diện tích bể cần thiết: m2 Chiều cao cần xử lý yếm khí: m Tổng chiều cao bề: H = H1 + H2 + H3 = 2,22 + 1,5 + 0,5 = 4,22 m Trong đó: H1 : Chiều cao cần phải xử lý yếm khí. H2 : Chiều cao vùng lắng, chiều cao này cần phải lớn hơn 1 để đảm bảo không gian an toàn cho vùng lắng. Chọn H2 = 1,5. H3 : Chiều cao dự trữ, chọn H3 = 0,5 m Kiểm tra thời gian lưu nước: h Kích thước bể. Với diện tích bằng 23,8 m2, chiều cao tổng cộng 4,22 m. Ta chọn: Chiều dài bể L = 5 m. Chiều rộng bể B = 4,8 m. Nước khi vào ngăn lắng sẽ được tách khí bằng các tấm chắn khí đặt nghiêng so với phương ngang một góc 45 - 500. Chọn 500. Với H3 = 0,3 m B = 4,8 m Hlắng = 2,36m > 30% so với chiều cao bể nên thỏa mãn điều kiện thiết kế. Trong bể lắp 1 tấm hướng dòng. Hình 4.2. Tấm chắn khí Với 1 tấm hướng dòng lắp 4 tấm chắn khí, đặt theo hình chữ V, mỗi bể đặt 2 tấm, các tấm này đặt song song với nhau và nghiêng so với phương ngang 1 góc 500. Chọn khe hở các tấm chắn này bằng nhau. Tổng diện tích các khe hở chiếm 15 – 20% tổng diện tích bể. Chọn Fkhe = 0,15 Fbể Trong ngăn có 4 khe hở, diện tích mỗi khe. Fkhe =m2 Khoảng cách giữa các khe hở. m Tấm chắn khí 1 Chiều dài l1 = L = 5 m Chiều rộng b1: m Tấm chắn khí 2 Chọn l2 = L = 5 m Chiều rộng b2: Độ dài tấm b2 chồng lên b1, chọn 400 mm m Tấm hướng dòng được đặt nghiêng so với phương ngang 1 góc 500 và cách tấm chắn khí 1 là 200mm Khoảng cách giữa 2 tấm chắn khí là L = 4X. Với X = 200.cos500 =129mm L =4X = 4.129 = 516 mm Hình 4.3. Tấm hướng dòng Tấm hướng dòng có chức năng chặn bùn đi lên phần xử lý yếm khí lên phần lắng nên độ rộng đáy D giữa 2 tấm hướng dòng phải lớn hơn L. Độ nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở từ 10 – 20 cm, chọn mỗi bên nhô ra 20 cm. D = 516 + 400 = 916 mm Chiều rộng tấm hướng dòng =mm Tính toán ống phân phối nước Vận tốc nước chảy trong đường ống chính dao động từ 0,8 -2 m/s. Chọn vống = 1m/s. Đường kính ống chính: Dống chính= Vậy chọn ống chính là thép không gỉ có đường kính là 80mm. Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống: Vống=m/s (thỏa) Hệ thống đầu phân phối nước Bể UASB được thiết kế cố tổûng cộng 6 đầu phân phối nước. Kiểm tra diện tích trung bình của 1 dầu phân phối nước: m2 (nằm trong khoảng cho phép từ 2 – 5m2/đầu). Đường kính ống nhánh: Chọn vận tốc nước chảy trong ống nhánh vnhánh =1,5 m/s. Chọn 3 ống nhánh để phân phối nước vào bể. Các ống này đặt vuông góc với chiều dài bể. Mỗi ống cách nhau 2 m, 2 ống sát tường đặt cách tường 0,5 m. Đường kính ống nhánh: Dống nhánh = m Chọn đường kính ống nhánh = 42mm Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống nhánh: Vống nhánh = m/s Lỗ phân phối nước: Tổng cộng có 6 đầu phân phối nước trên 3 ống nhánh, nên 1 ống nhánh có 2 đầu phân phối nước. Tại 1 đầu phân phối nước bố trí 2 lỗ theo 2 phía của đường ống. Lưu lượng qua mỗi lỗ phân phối: Qphân phối = m3/ngày Đường kính lỗ phân phối: Dlỗ = mm Vận tốc nước qua lỗ phân phối = 1,5m/s Các ống phân phối nước đặt cách đáy 20cm Tính lượng khí sinh ra Lượng khí sinh ra trong bể tương đương: 0,5 m3/kg CODloại bỏ. Thể tích khí sinh ra trong ngày: Vkhí = m3/ngày. Lượng khí mêtan sinh ra tương đương 0,35 m3/1kgCODloại bỏ. Thể tích khí mêtan sinh ra: Vkhí mêtan = m3/ngày. Đường kính ống thu khí Vận tốc khí trong ống từ 10 – 15 m/s. Chọn vận tốc khí trong ống: 10 m/s. Lắp 2 ống dẫn khí 2 bên thành bể. Đường kính ống dẫn khí: Dkhí = m Chọn dường kính ống dẫn khí 27mm. Lượng bùn sinh ra Lượng bùn sinh ra trong bể tương đương 0,05 – 0,1 g VSS/gCODloại bỏ. Khối lượng bùn sinh ra trong một ngày: Mbùn = kgVSS/ngày. Theo quy phạm: m3 bùn tương đương 260 kgVSS. Thể tích bùn sinh ra trong một ngày: Vbùn = m3/ngày. Chọn thời gian lưu bùn là 3 tháng: Lượng bùn sinh ra trong 3 tháng = m3. Chiều cao bùn trong 1,5 tháng = m. Đường kính ống thu bùn: Chọn thời gian xả cặn là 120 phút. Lượng cặn đi vào ống thu bùn trong thời gian 120 phút: M = m3/s Bố trí 2 ống thu bùn, các ống này đặt vuông góc với chiều rộng bể, mỗi ống cách tường 1,5m. Vận tốc bùn trong ống chọn 0,5m/s. Diện tích ống xả cặn: Fbùn = m2 Đường kính ống thu bùn: D = m Chọn đường kính ống bằng 60mm. Số lỗ đục trên ống thu bùn: Chọn tốc độ bùn qua lỗ v = 0,5m/s. Chọn đường kính lỗ dlỗ = 30mm. Diện tích lỗ: flỗ = m2 Tổng diện tích lỗ trên một ống xả cặn: m2 Số lỗ trên một ống: 6 lỗ. Vậy 2 ống sẽ có 10 lỗ. Đường kính ống thu bùn trung tâm: Chọn vận tốc 0,3 m/s. Đường kính ống thu bùn: Theo TCXD 51 – 84, đường kính ống thu bùn tối thiểu là 200mm chọn đường kính ống trung tâm là 200mm. Máng thu nước Máng thu nước đặt giữa bể, chạy dọc theo chiều rộng bể, bề rộng máng chọn b = 0,3m. Máng tràng gồm nhiều răng cưa hình chữ V. Chọn 4 răng cưa / 1m chiều dài, vậy ta có 19 răng cưa, tổng số răng cưa của máng là: 38 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 : Góc của khía chữ V, = 900 Cd: Hệ số lưu lượng Cd =0,6 Giải phương trình trên ta được H = 0,073(m) = 73(mm). Vậy chọn chiều cao của mỗi khe là 75 (mm). Chiều cao tổng cộng máng răng cưa 300(mm). Khoảng cách giữa 2 khe 400 (mm). Vật liệu làm máng răng cưa là inot 2,5mm. Tính bơm Bơm nước từ bể chứa đến UASB - Lưu lượng cần bơm: Q = 400 m3/ngày. - Cột áp của bơm: H = DZ + åh (m H2O) Trong đó: DZ : Khoảng cách từ mặt nước bể chứa đến bể UASB. åh: Tổng tổn thất của bơm, bao gồm tổn thất cục bộ, tổn thất dọc đường ống, tổn thất qua lớp bùn lơ lửng. Do phân phối nước vào từng điểm bằng từng ống nên đường kính nhỏ, tồng chiều dài đường ống lớn, nhiều cút, tê nên tổn thất åh tương đối lớn. Chọn: DZ = 4m, åh = 7mH2O. Do đo:ù H = 11m H2O Vậy công suất yêu cầu trên trục bơm: Chọn: N = 1,2 x 0,62 = 0,744 kw.(1HP) Bơm bùn từ bể UASB về bể nén bùn Lưu lượng cần bơm: 10,98 m3 Công suất thực của bơm: N = 1,2 0,016 = 0,0192 kw (1Hp) Bảng 4.12. Các thông số thiết kế bể UASB Thông số Đơn vị Kích thước (số lượng) B x L x H m 4,8 x 5,0 x 4,22 Đường kính ống dẫn nước chính m 0,08 Đường kính ống dẫn khí m 0,027 Đường kính ống dẫn nước nhánh m 0,042 Đường kính ống thu bùn chính m 0,2 Đường kính ống thu bùn nhánh m 0,06 Tấm chắn khí 1: lb m 5,0 x 1,123 Tấm chắn khí 2: l x b m 5,0 x 3,19 Tấm hướng dòng: l x b m 0,916 x 0,713 Bể Aerotank tính tương tự phương án 1 Bể lắng 2 tính tương tự phương án 1 Bể khử trùng tính tương tự phương án 1 Sân phơi bùn tính tương tự phương án 1 CHƯƠNG 5 KHÁI TOÁN CÔNG TRÌNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ Vốn đầu tư cho từng hạng mục công trình trong phương án 1 Phần xây dựng Bảng 5.1. Vốn đầu tư phần xây dựng phương án 1 STT Hạng mục-Quy cách Thể tích (m3) Số lượng Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng) 1 Hố thu gom + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 0,4 2,2 1 500.000 2.000.000 200.000 4.400.000 2 Bể điều hoà + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 6,58 25,98 1 500.000 2.000.000 3.290.000 51.960.000 3 Bể lắng đợt 1 + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 4,232 26,843 1 500.000 2.000.000 2.116.000 53.686.000 4 Bể tuyển nổi + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 10,58 5,58 1 500.000 2.000.000 5.290.000 11.160.000 5 Bể Aerotank + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 10,08 34,68 1 500.000 2.000.000 5.040.000 69.360.000 6 Bể lắng đợt 2 + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 11,623 66,13 1 500.000 2.000.000 5.811.500 132.260.000 7 Bể khử trùng + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 3,65 8,375 1 500.000 2.000.000 1.825.000 16.750.000 8 Sân phơi bùn + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 33,696 53,796 1 500.000 2.000.000 16.848.000 107.592.000 9 Nhà điều hành 1 25.000.000 25.000.000 Tổng cộng 495.838.500 Phần thiết bị Bảng 5.2. Vốn đầu tư phần thiết bị phương án 1 STT Hạng mục-Quy cách Số lượng Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng) 1 Song chắn rác 1 5.000.000 5.000.000 2 Đĩa phân phối khí 35 160.000 5.600.000 3 Hệ thống van , đường ống , các loại phụ kiện 1 30.000.000 30.000.000 4 Vận chuyển, lắp đặt, hướng dẫn vận hành 25.000.000 25.000.000 5 Máng răng cưa ở bể lắng 1 1 1.500.000 1.500.000 6 Máng răng cưa ở bể lắng 2 1 2. 000.000 2.000.000 7 Giàn quay ở bể lắng 1 1 25.000.000 25.000.000 8 Giàn quay ở bể lắng 2 1 40.000.000 40.000.000 9 Giàn quay ở bể tuyển nổi 1 20.000.000 20.000.000 10 Máy thổi khí ở bể điều hoà (1kW) 2 12.500.000 25.000.000 11 Máy thổi khí ở bể Aerotank (9kW) 2 15.000.000 30.000.000 12 Bơm chìm ở hố thu gom 2 12.000.000 24.000.000 13 Bơm nước thải 2 10.000.000 20.000.000 14 Bơm bùn bể lắng 2 2 8.500.000 17.000.000 15 Bơm bùn bể lắng 1 2 8.500.000 17.000.000 16 Bơm nước tách bùn 1 2.500.000 2.500.000 17 Bơm áp lực 1 15.000.000 15.000.000 18 Bơm định lượng 2 4.000.000 8.000.000 19 Bồn áp lực 1 20.000.000 20.000.000 20 Máy nén khí 1 18.000.000 18.000.000 21 Bồn chứa dd khử trùng 2 12.000.000 24.000.000 22 Hệ thống cầu thang 1 10.000.000 10.000.000 23 Dây dẫn điện, linh kiện PVC bảo vệ dây điện 10.000.000 10.000.000 Tổng cộng 394.600.000 - Tổng chi phí đầu tư cho các hạng mục công trình: Sđt1 = 495.838.500 + 394.600.000 = 890.438.500 (đồng) - Chi phí đầu tư được tính khấu hao trong 10 năm Scb = 890.438.500 / 10 năm = 89.043.850 (đồng) Chi phí quản lý và vận hành Chi phí nhân công - Công nhân : 2 người ´ 1.200.000 đồng/tháng ´ 12 tháng = 28.800.000 VND. - Cán bộ : 2 người ´ 2.000.000 đồng/tháng ´ 12 tháng = 48.000.000 VND. Tổng cộng : 28.800.000 + 48.000.000 = 76.800.000 VND. Chi phí hoá chất - Liều lượng Clo = 1,2 kg/ngày = 438 kg/name. (500 VNĐ/kg). Chi phí hoá chất dùng cho 1 năm : 438 ´ 500 = 219.000 đồng. Chi phí điện năng Chi phí điện năng tính cho 1 năm : Bảng 5.3. Chi phí điện năng 1 năm của phương án 1 Hạng mục Công suất (kW) Chi phí (đồng) Bơm chìm ở hố thu gom 0.45 3.942.000 Bơm nước thải 0.45 3.942.000 Bơm bùn bể lắng 2 0.16 1.401.600 Bơm bùn bể lắng 1 0.16 1.401.600 Bơm nước tách bùn 0.37 3.241.200 Bơm áp lực 0.0025 219.000 Máy thổi khí ở bể điều hoà 1,13 8.760.000 Máy thổi khí ở bể Aerotank 6,93 78.840.000 Mô tơ quay bể lắng 1 1,2 10.512.000 Mô tơ quay bể lắng 2 1,5 13.140.000 Mô tơ quay bể tuyển nổi 1,02 8.935.000 Các hoạt động khác (sinh hoạt , dân dụng ) 2.000.000 Tổng cộng 136.334.400 (Ghi chú : 1kW = 1.000 ĐVN) - Tổng chi phí quản lý vận hành 1 năm : Sql = 76.800.000 + 219.000 + 136.334.400 = 213.353.400 đồng. Tổng chi phí đầu tư - Tổng chi phí đầu tư cho công trình S = Scb + Sql = 89.043.850 + 213.353.400 = 302.397.250 (đồng) - Giá thành xử lý 1m3 nước thải Sxl = = » 2071 (đồng) - Lãi suất ngân hàng : i = 0.8%/tháng - Giá thành thực tế để xử lý 1m3 nước thải Stt = Sxl ( 1+ 0.008´12 ) = 2071 ( 1+ 0.008´12) »2270 (đồng) Vậy giá thành để xử lý 1m3 nước thải xấp xỉ 2.500 (đồng). Vốn đầu tư cho từng hạng mục công trình trong phương án 2 Phần xây dựng Bảng 5.4. Vốn đầu tư phần xây dựng phương án 2 STT Hạng mục-Quy cách Thể tích (m3) Số lượng Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng) 1 Hố thu gom + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 0,4 2,2 1 500.000 2.000.000 200.000 4.400.000 2 Bể điều hoà + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 6,58 25,98 1 500.000 2.000.000 3.290.000 51.960.000 3 Bể lắng đợt 1 + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 4,232 26,843 1 500.000 2.000.000 2.116.000 53.686.000 4 Bể UASB + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 4,8 21,34 1 500.000 2.000.000 2.400.000 42.680.000 5 Bể Aerotank + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 10,08 34,68 1 500.000 2.000.000 5.040.000 69.360.000 6 Bể lắng đợt 2 + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 11,623 66,13 1 500.000 2.000.000 5.811.500 132.260.000 7 Bể khử trùng + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 3,65 8,375 1 500.000 2.000.000 1.825.000 16.750.000 8 Sân phơi bùn + Bê tông lót + Bê tông cốt thép 33,696 53,796 1 500.000 2.000.000 16.848.000 107.592.000 9 Nhà điều hành 1 25.000.000 25.000.000 Tổng cộng 524.468.500 Phần thiết bị Bảng 5.5. Vốn đầu tư phần thiết bị phương án 2 STT Hạng mục-Quy cách Số lượng Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng) 1 Song chắn rác 1 5.000.000 5.000.000 2 Đĩa phân phối khí 35 160.000 5.600.000 3 Hệ thống van , đường ống , các loại phụ kiện 1 30.000.000 30.000.000 4 Vận chuyển, lắp đặt, hướng dẫn vận hành 25.000.000 25.000.000 5 Máng răng cưa ở bể lắng 1 1 1.500.000 1.500.000 6 Máng răng cưa ở bể lắng 2 1 2. 000.000 2.000.000 7 Giàn quay ở bể lắng 1 1 25.000.000 25.000.000 8 Giàn quay ở bể lắng 2 1 40.000.000 40.000.000 10 Máy thổi khí ở bể điều hoà 2 12.500.000 25.000.000 11 Máy thổi khí ở bể Aerotank 2 15.000.000 30.000.000 12 Đầu đốt khí bể UASB 1 100.000.000 100.000.000 12 Bơm chìm ở hố thu gom 2 12.000.000 24.000.000 13 Bơm nước thải 2 10.000.000 20.000.000 14 Bơm bùn bể lắng 2 2 8.500.000 17.000.000 15 Bơm bùn bể lắng 1 2 8.500.000 17.000.000 16 Bơm nước tách bùn 1 2.500.000 2.500.000 17 Bơm định lượng 2 4.000.000 8.000.000 18 Bồn chứa dd khử trùng 2 12.000.000 24.000.000 19 Hệ thống cầu thang 1 10.000.000 10.000.000 20 Dây dẫn điện, linh kiện PVC bảo vệ dây điện 10.000.000 10.000.000 Tổng cộng 421.600.000 - Tổng chi phí đầu tư cho các hạng mục công trình: Sđt2 = 524.468.500 + 421.600.000 = 946.068.500 (đồng) - Chi phí đầu tư được tính khấu hao trong 10 năm Scb = = 946.068.500 / 10 năm = 94.606.850 (đồng) Chi phí quản lý và vận hành Chi phí nhân công Tương tự như phương án 1 Chi phí hoá chất Tương tự như phương án 1 Chi phí điện năng Chi phí điện năng tính cho 1 năm : Bảng 5.6. Chi phí điện năng 1 năm của phương án 2 Hạng mục Công suất (kW) Chi phí (đồng) Bơm chìm ở hố thu gom 0.45 3.942.000 Bơm nước thải bể điều hòa 0.45 3.942.000 Bơm bùn bể lắng 2 0.16 1.401.600 Bơm bùn bể lắng 1 0.16 1.401.600 Bơm nước tách bùn 0.37 3.241.200 Máy thổi khí ở bể điều hoà 1,13 8.760.000 Máy thổi khí ở bể Aerotank 6,93 78.840.000 Mô tơ quay bể lắng 1 1,2 10.512.000 Mô tơ quay bể lắng 2 1,5 13.140.000 Bơm bùn bể UASB 0.16 1.401.600 Bơm nước thải vào bể UASB 1.32 11.563.200 Các hoạt động khác (sinh hoạt , dân dụng ) 2.000.000 Tổng cộng 140.364.200 (Ghi chú : 1kW = 1.000 ĐVN) - Tổng chi phí quản lý vận hành 1 năm : Sql = 76.800.000 + 219.000 + 140.364.200 = 217.383.200 đồng. Tổng chi phí đầu tư - Tổng chi phí đầu tư cho công trình S = Scb + Sql = 94.606.850 + 217.383.200 = 311.990.050 (đồng) - Giá thành xử lý 1m3 nước thải Sxl = = » 2137 (đồng) - Lãi suất ngân hàng : i = 0.8%/tháng - Giá thành thực tế để xử lý 1m3 nước thải Stt = Sxl ( 1+ 0.008´12 ) = 2137 ( 1+ 0.008´12) »2342 (đồng) Vậy giá thành để xử lý 1m3 nước thải xấp xỉ 2.500 (đồng). Chọn lựa công nghệ xử lý So sánh tổng vốn đầu tư của phương án 2 và phương án 1: Sdt2 – Sdt1 = 946.068.500 – 890.438.500 = 55.630.000 (VNĐ) Vậy tổng vốn đầu tư của phương án 2 lớn hơn phương án 1 So sánh năng lượng tiêu thụ của hai phương án: So sánh các chỉ tiêu của hai phương án: 140.364.200 -136.334.400 = 4.029.800 (VNĐ) Chi phí vận hành phương án 2 lớn hơn phương án 1. Hiệu xuất xử lý của phương án 2 cao hơn phương án 1 (phương án 2 có khả năng làm giảm trên 95% nồng độ BOD, trong khi hiệu xuất của phương án 1 chỉ đạt 85¸90%). Có thể tận dụng thu khí CH4 dùng cho quá trình đốt. Mặc dù vậy nước thải xử lý theo phương án 1 vẫn đạt tiêu chuẩn cho phép thải ra sông. Diện tích mặt bằng cần cho khu xử lý theo phương án 2 lớn hơn phương án 1. Trên cơ sở so sánh các chỉ tiêu liên quan của hai phương án nói trên, nhận thấy phương án 1 là phương án tốt nhất, và đó cũng là phương án được chọn để xử lý nước thải cho xí nghiệp. CHƯƠNG 6 QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Có 3 giai đoạn trong vận hành một hệ thống xử lý nước thải Chạy thử Vận hành hàng ngày Các sự cố và biện pháp khắc phục Chạy thử Khi bắt đầu vận hành một hệ thống xử lý nước thải mới cần tuân thủ một số nguyên tắc sau: - Cần tăng dần tải lượng của hệ thống xử lý nước thải. Khi xây dựng 1 hệ thống mới thì chỉ cho 1 phần nước thải vào bể sục khí để vi sinh vật dần dần thích nghi . - Lượng DO (oxy hoà tan) cần giữ ở mức 2-3 mg/L và không sục khí quá nhiều (cần điều chỉnh dòng khí mỗi ngày). - Kiểm tra lượng DO và SVI trong bể sục khí. Thể tích bùn sẽ tăng, khả năng tạo bông và lắng của bùn sẽ tăng dần trong giai đoạn thích nghi. Vận hành hàng ngày Vận hành hệ thống xử lý nước thải sinh học hàng ngày cần phải đảm bảo các yếu tố sau: - Giữ lượng DO trong bể sục khí ổn định ( từ 2- 4 mg/L). - Điều chỉnh lượng bùn dư bằng cách chỉnh dòng bùn tuần hoàn để giữ cho thể tích bùn ở mức ổn định. - Làm sạch máng tràn. - Lấy rác ở song chắn rác. - Vớt vật nổi trên bề mặt của bể lắng. - Kiểm tra, bảo dưỡng các thiết bị. Ngoài các hoạt động hàng ngày còn có các hoạt động theo định kỳ như: lấy mẫu, bảo dưỡng và thay thế thiết bị Các sự cố và cách khắc phục Một số sự cố thường gặp khi vận hành hệ thống xử lý nước thải và biện pháp xử lý: - Các công trình bị quá tải: phải có tài liệu về sơ đồ công nghệ của hệ thống xử lý và cấu tạo của từng công trình, trong đó ngoài các số liệu về kỹ thuật cần ghi rõ lưu lượng thiết kế của công trình. - Nguồn diện bị ngắt khi trạm đang hoạt động: có nguồn điện dự phòng kịp thời khi xảy ra sự cố mất điện (dùng máy phát điện). - Các thiết bị không kịp thời sửa chữa: các thiết bị chính như máy nén khi hoặc bơm đều phải có thiết bị dự phòng để hệ thống được hoạt động liên tục. - Vận hành không tuân theo qui tắc quản lý kỹ thuật: phải nắm rõ quy tắc vận hành của hệ thống. Một số sự cố ở các công trình đơn vị - Song chắn rác: mùi hoặc bị nghẹt nguyên nhân là do nước thải bị lắng trước khi tới song chắn rác. Cần làm vệ sinh liên tục. - Bể điều hoà: chất rắn lắng trong bể có thể gây nghẹt đường ống dẫn khí. Cần tăng cường sục khí liên tục và tăng tốc độ sục khí. - Bể aerotank: Bọt trắng nổi trên bề mặt là do thể tích bùn thấp vì vậy phải tăng hàm lượng bùn hoạt tính. Bùn có màu đen là do hàm lượng oxy hoà tan trong bể thấp, tăng cường thổi khí. Có bọt khí ở một số chổ là do thiết bị phân phối khí bị hư hoặc đường ống bị nứt, cần thay thế thiết bị phân phối khí và hàn lại đường ống, tuy nhiên đây là một công việc rất khó khăn do hệ thống hoạt động liên tục vì vậy khi xây dựng và vận hành chúng ta phải kiểm tra kỹ. - Bể lắng: Bùn đen nổi trên mặt là do thời gian lưu bùn quá lâu , cần loại bỏ bùn thường xuyên. Nước thải không trong là do khả năng lắng của bùn kém, cần tăng hàm lượng bùn trong bể sục khí CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Kết luận Qua quá trình làm đồ án cho Xí nghiệp chế biến thuỷ sản Thuận An I An Giang, tôi có một số kết luận như sau: Phân tích được các chỉ tiêu nước thải của xí nghiệp, biết được mức độ ô nhiễm của nguồn nước thải trong xí nghiệp. Tính toán thiết kế và lựa chọn hợp lý hệ thống xử lý nước thải cho xí nghiệp đạt tiêu chuẩn thải ra sông. Đưa ra các phương án xử lý cho nhà máy phù hợp với tình hình kinh tế và mặt bằng của xí nghiệp. Tuy nhiên, phương án được lựa chọn vẫn còn có một số hạn chế là các công trình đa số phải xây dựng kiên cố khi cần di dời sẽ không tận dụng được, khó thay thế và sửa chữa. Nếu không quản lý tốt và chặt chẽ sẽ dẫn đến hư hỏng và gây ô nhiễm môi trường. Kiến nghị Sau khi tìm hiểu tình hình môi trường tại công ty, em có một số kiến nghị như sau: Xây dựng hệ thống xử lý nước thải càng sớm càng tốt để không làm ảnh hưởng đến môi trường. Đồng thời đào tạo cán bộ chuyên trách về môi trường, cán bộ kỹ thuật để có thể vận hành hệ thống xử lý, theo dõi hiện trạng môi trường của công ty. Thường xuyên theo dõi hiện trạng của hệ thống thoát nước, các thiết bị sản xuất, nhằm giảm thiểu tối đa lượng chất thải phát sinh ra ngoài. Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường cho toàn bộ cán bộ, công nhân viên trong toàn công ty. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Th.S Lê Thị Dung, Máy bơm và trạm bơm cấp nước, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật, 2002. 2. Trần Đức Hạ, Xử lý nước thải quy mô nhỏ và vừa, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật, 2002. 3. PGS.TS. Hoàng Văn Huệ, Thoát nước tập 2: Xử lý nước thải, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật, 2002. 4 . PGS. PTS. Hoàng Huệ, Xử lý nước thải, Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội, 1996. 5. TS. Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội, 2000. 6. TS. Lâm Minh Triết - Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - tính toán thiết kế công trình, CEFINEA – Viện Môi trường và Tài nguyên, 2002. 7. PGS.TS. Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học, Nhà xuất bản Giáo Dục, 2002. 8. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất T1, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật Hà Nội, 1999. 9. TCXD 51-84, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Tp HCM, 2001. 10. Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering Treatment treatment-disposal- resuse, Third Edition, McGraw – Hill International Editions, Civil Engineering series, 1994. 11. C.P.Leslie Grady – Jr. – Glen T. Daigger- Henry C. Lim, Biological Wastewater Treatment, 2nded., Marcel Dekker, Inc., 1999. 12. Michael F. torpy, Anaerobic Treatment of Industrial wastewater, Noyes Data Coporation. 13. Joseph F. Malina, Design of Anaerobic Process for the Treatment of Induatual and municipal. 14. Adrianus C. Van Haan Del, Anaerobic Sewage Treatment, Jonh Wiley & Sons, 1994. 15. Aerated lagoons Theary and Technology, J-L Vasel 16. Các tài liệu khác: trang Web Việt Nam và nước ngoài,...