Đồ án Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải công nghiệp với công suất 2.000m3/ngày đêm

2mh VF c tt   Kích thước bể L*B = 20 * 7,5 (m). Chọn mực nước thấp nhất của bể điều hòa để cho bơm hoạt động là 0,5 m.  Thể tích nước bể phải chứa là: V = 0,5*150 + 500 = 575 (m2).  Mực nước cao nhất của bể là: )(4150 600 max mF VH tt  Chọn chiều cao an toàn là 0,5 m.  Chiều cao của bể là: H = 4,0 + 0,5 = 4,5 (m). Thể tích xây dựng bể điều hòa Vxd = H * F = 4,5 * 150 = 675 (m3) Đường kính ống dẫn nước vào bể v QD ngd tb **3600*24 *4 0 Trong đó: v0: Vận tốc nước chảy trong ống do chênh lệch cao độ, v0 = 0,3 – 0,9 m/s, chọn v0 = 0,7 m/s.  )(2057,0**600.3*24 000.2*4 **600.3*24 *4 0 mmv QD ngd tb   Chọn ống nhựa PVC dẫn nước vào bể điều hòa  220 mm. Công suất bơm nước thải: Công suất bơm: KWHgQN 845,28,0*000.1 10*81,9*0232,0*000.1 *1000 ***    ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 43 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Trong đó:  Q: Lưu lượng nước thải trung bình Q = Qtbs = 0,0232 m3/s.  H: Chiều cao cột áp H = 10 m.  : Hiệu suất máy bơm  = 80%. Công suất thực máy bơm lấy bằng 120% công suất tính toán: Nthực = 1,2*N = 1,2 * 2,845 = 3,414KW = 4,55 Hp Cần 2 bơm có công suất 5,0 Hp hoạt động thay phiên nhau để bơm nước thải sang bể trung hòa (bể phản ứng). Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa Lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa: Qkk = q * V * 60 Trong đó: q : Lượng khí cần cung cấp cho 1 m3 dung tích vể trong 1 phút, q = 1-0,015 m3khí/ m3bể.phút, chọn q = 0,012 m3khí/ m3bể.phút (Nguồn: Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, năm 2004).  Qkk = 0,012*600*60 = 432(m3/h) = 0,12 (m3/s). Lượng khí thực tế cần cung cấp cho bể điều hòa: Ok = 0,12 * f = 0,12 * 1,5 = 0,18 (m3/s) Trong đó: f: hệ số an toàn; chọn 1,5. Tính áp lực máy nén khí: Áp lực cần thiết cho hệ thống ống nén: Hd = hd + hc + hf + H Trong đó:  hd: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn (m).  hc: tổn thất cục bộ (m).  Tổng tổn thất hd và hc không vượt quá 0,4 m.  hf: tổn thất qua thiết bị phân phối (m). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 44 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc  Tổn thất hf không quá 0,5 m.  H: chiều sâu hữu ích của bể; h = 4 m. Do đó áp lực cần thiết sẽ là: Hd = 0,4 + 0,5 +4 = 4,9 m. Áp lực không khí là: )(47,133,10 9,433,10 33,10 33,10 atmHp d  Công suất máy nén khí: )(98,0*102 18,0*)147,1(*400.34 *102 *)1(*400.34 29.029.0 KWn qpN k  Trong đó:  qk: lưu lượng không khí: qk = 0,18.  n: hiệu suất máy nén khí; chọn n = 0,8. Đường kính ống phân phối khí chính: v QD k kk**600.3 *4  Trong đó: Vk : Vận tốc khí trong ống dẫn chính, vk = 10 m/s.  )(64,12310**600.3 432*4 **600.3 *4 mmv QD k kk   Chọn ống dẫn khí  = 140 mm vào bể điều hòa là ống thép. Lượng khí qua mỗi ống nhánh: )/(2,4310 432 10 3 hm Qq kkkhí  Đường kính ống nhánh dẫn khí: v qd khí khí**600.3 *4  Trong đó: vkhí : Vận tốc khí trong ống nhánh, vkhí = 10 – 15 m/s, chọn vkhí = 12 m/s. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 45 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc )(7,3512**600.3 2,43*4 mmd   Chọn ống nhánh bằng thép, có đường kính  = 42 mm. Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 170 (mm), diện tích bề mặt F = 0,02 (m2), cường độ khí 200 lít/phút.đĩa = 3,3(l/s). Số đĩa phân phối trong bể: )(5510*3,3 18.0 3,3 3 đia QN khí   Chọn N = 60 đĩa. Số lượng đĩa là 60 đĩa, chia làm 10 hàng, mỗi hàng 6 đĩa phân phối cách sàn bể 1,0m và mỗi tâm đĩa cách nhau 1,250m. Bảng 3.4: Thông số thiết kế bể điều hòa Stt Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế 1 Chiều dài m 20,0 2 Chiều rộng m 7,5 3 Chiều cao m 4,5 4 Thời gian lưu nước giờ 6 5 Lưu lượng không khí m3/s 0,18 6 Đường ống dẫn khí chính mm 140 7 Đường ống dẫn khí nhánh mm 42 8 Số đĩa phân phối khí trong bể đĩa 60 9 Công suất máy nén khí kW 9 Hiệu quả xử lý nước thải qua bể điều hòa Nồng độ cặn lơ lửng giảm 4%, còn lại: SScòn lại = 270 – (270*4%) = 259,2 (mg/l). Nồng độ BOD5 giảm 5%, còn lại: BOD5 còn lại = 300 – (300*5%) = 285 (mg/l). Nồng độ COD giảm 5%, còn lại: CODcòn lại = 500 – (500*5%) = 475 (mg/l). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 46 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc 3.5. Bể trộn & bể tạo bông 3.5.1. Nhiệm vụ Là nơi diễn ra quá trính keo tụ, tạo điều kiện thuận lợi để các chất keo tụ tiếp xúc với cặn bẩn làm tăng khối lượng riêng các hạt cặn bẩn, đồng thời trong bể có thiết bị khuấy trộn nhằm tăng cường hiệu quả của quá trình. Bể có tác dụng bổ trợ tốt hơn cho các công trình xử lý tiếp theo đặc biệt là bể lắng 1 và bể Aerotank. 3.5.2. Tính toán Bể trộn  Thể tích bể )(88,2060*15*0232,0* 3max mQtV s  Trong đó: sQmax : lưu lượng tính toán lớn nhất: )/(0232,0 3max smQ s  t: thời gian lưu nước, t = 15 phút. Kích thước bể: Chọn chiều cao bể: H = 2,2 m. Tiết diện bể: )(49.92.2 88.20 2mH VF  Chọn bể có dạng hình vuông, )(0,349,9 mFa  Chiều rộng bể (B) = chiều dài bể (D) = 3,0 (m). Chọn chiều cao bảo vệ bể: hbv = 0,3(m). Chiều cao tổng cộng (chiều cao xây dựng): Hxd = 2,2 + 0,3 = 2,5 (m). Thể tích thực của bể keo tụ: 3,0 * 3,0 * 2,5 = 22,5 (m).  Loại cánh khuấy Chọn loại cánh khuấy 2 bản đối xứng qua trục, khuấy quanh trục thẳng đứng.  Năng lượng Có  ZG *10 với V NZ  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 47 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Trong đó: µ: độ nhớt nước thải: µ = 0,0092 (N/cm2). N: năng lượng cho khối nước thải. V: thể tích nước thải,V = 20,88 m3. G: gradien – sự biến đổi vận tốc của nước trong 1 đơn vị thời gian. G không lớn hơn 800 (s-1). Chọn G = 800 (s-1). )(229.1100 0092,0*88,20*800 100 ** 22 WVGN   Diện tích cánh khuấy: Có: N = 51 * c * F * 3 )(036,02425,8*2,1*51 229.1 **51 2 23 mc NF   Trong đó: c: hệ số phụ thuộc vào kích thước bản cánh. Chọn 2,15  cB L F: diện tích tiết diện cánh khuấy. : vận tốc cánh khuấy. )/(2425,899,10*75,0*75,0 smk   Với: k: vận tóc tuyệt đối của cánh khuấy )/(99,1060 140*75,0*14,3*2 60 ***2 smnRk   Trong đó: R: bán kính vòng khuấy. Chọn 2R = 50% - 60% chiều rộng bể. 2R = 0,5 * 3 => R = 0,75 (m). n: số vòng cánh khuấy, n = 140 vòng/phút. Diện tích 1 bản cánh khuấy: )(018,02 036,0 2 2mFf  Có: B * L = 0,018 (m2) và 5B L ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 48 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Vậy: Chiều rộng bản cánh khuấy: B = 0,06 (m). Chiều dài bản cánh khuấy: L = 0,30 (m). Bảng 3.5: Thông số thiết kế bể trộn Stt Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Chiều dài bể (L) 3,0 m 2 Chiều rộng bể (B) 3,0 m 3 Chiều cao bể (H) 2,5 m 4 Thời gian lưu nước 15 phút 5 Thể tích xây dựng bể 22,5 m3 6 Chiều rộng 1 bản cánh khuấy 0,06 m 7 Chiều dài 1 bản cánh khuấy 0,30 m 8 Bán kính vòng khuấy 0,75 m Bể tạo bông Bể tạo bông được xây dựng 02 ngăn với kích thước bằng nhau. Thời gian lưu nước 01 ngăn: t = 15 phút. Thể tích 1 ngăn: )(88,2060*15*0232,0* 3max mQtV s  Trong đó: sQmax : lưu lượng tính toán lớn nhất: )/(0232,0 3max smQ s  t: thời gian lưu nước, t = 15 phút. Kích thước bể: Chọn chiều cao bể: H = 2,2 m. Tiết diện bể: )(49,92,2 88,20 2mH VF  Chọn bể có dạng hình vuông, )(0,349,9 mFa  Chiều rộng bể (B) = chiều dài bể (D) = 3,0 (m). Chọn chiều cao bảo vệ bể: hbv = 0,3(m). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 49 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Chiều cao tổng cộng (chiều cao xây dựng): Hxd = 2,2 + 0,3 = 2,5 (m). Thể tích thực của bể tạo bông: 3,0 * 3,0 * 2,5 = 22,5 (m). Loại cánh khuấy: chọn loại cánh khuấy gồm trục quanh và 4 cánh khuấy đặt đối xứng nhau qua trục. Tổng diện tích cánh khuấy = 15% diện tích mặt cắt ngang của bể: )(125,1100 5,7*15 100 *15 2mff nc  Với fn = B * H = 3 * 2,5 = 7,5 (m2). Diện tích 1 bản cánh khuấy: )(28125,04 2mFf  Chọn chiều dài cánh khấy: L = 2 m. Chọn bán kính vòng khuấy: R1 = 0,75 m.  2B < 0,75  B < 0,375 Chọn )(1,020 220 mBB L  B = 0,1 < 0,375 Chọn R2 = 0,375 (m) Mỗi buồng đặt 1 động cơ điện, tốc độ quay là: Buồng 1: 40 vòng/phút. Buồng 2: 20 vòng/phút. Kiểm tra các chỉ tiêu khuấy trộn cơ bản: Buồng phản ứng 1: Dung tích: V1 = 22,5 (m3). Tốc độ chuyển động của cánh khuấy 40 vòng/phút. Tốc độ chuyển động của bản khuấy so với nước: )/(355,260 40*75,0*14,3*2*75,060 ***2*75,0 11 smnRV   ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 50 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc )/(1775,160 40*375,0*14,3*2*75,060 ***2*75,0 22 smnRV   Trong đó: R1, R2: khoảng cách từ mép cánh khuấy đến tâm trục quay. n: số vòng quay, n = 40 vòng/phút. Năng lượng cần quay cánh khuấy: )(139.1)1775,1355,2(*8,0*9,1*51)(***51 3332311 WVVFCN C  Trong đó: C = 1,9 vì L/B = 20. FC: tiết diện của bán khuấy Fc = 2 * 0,1 * 4 = 0,8 (m2). Giá trị Gradien vận tốc: )(78,7415,22*0092,0 1139*10**10*10 1 SV NZG  Buồng phản ứng 2: Dung tích: V1 = 22,5 (m3). Tốc độ chuyển động của cánh khuấy 20 vòng/phút. Tốc độ chuyển động của bản khuấy so với nước: )/(1775,160 20*75,0*14,3*2*75,060 ***2*75,0 11 smnRV   )/(5875,060 20*375,0*14,3*2*75,060 ***2*75,0 22 smnRV   Trong đó: R1, R2: khoảng cách từ mép cánh khuấy đến tâm trục quay. n: số vòng quay, n = 20 vòng/phút. Năng lượng cần quay cánh khuấy: )(38,142)58875,01775,1(*8,0*9,1*51)(***51 3332311 WVVFCN C  Trong đó: C = 1,9 vì L/B = 20. FC: tiết diện của bán khuấy Fc = 2 * 0,1 * 4 = 0,8 (m2). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 51 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Giá trị Gradien vận tốc: )(26,2625,22*0092,0 38,142*10**10*10 1 SV NZG  Buồng phản ứng 3: Dung tích: V1 = 22,5 (m3). Tốc độ chuyển động của cánh khuấy 10 vòng/phút. Tốc độ chuyển động của bản khuấy so với nước: )/(58875,060 10*75,0*14,3*2*75,060 ***2*75,0 11 smnRV   )/(294375,060 10*375,0*14,3*2*75,060 ***2*75,0 22 smnRV   Trong đó: R1, R2: khoảng cách từ mép cánh khuấy đến tâm trục quay. n: số vòng quay, n = 10 vòng/phút. Năng lượng cần quay cánh khuấy: )(8,17)294375,058875,0(*8,0*9,1*51)(***51 3332311 WVVFCN C  Trong đó: C = 1,9 vì L/B = 20. FC: tiết diện của bán khuấy Fc = 2 * 0,1 * 4 = 0,8 (m2). Giá trị Gradien vận tốc )73,925,22*0092,0 8,17*10**10*10 1 SV NZG  Bảng 3.6: Thông số thiết kế bể tạo bông Stt Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Chiều dài bể (L) 3,0 m 2 Chiều rộng bể (B) 3,0 m 3 Chiều cao bể (H) 2,5 m 4 Thời gian lưu nước 15 phút ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 52 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc 3.6. Bể lắng 1 3.6.1. Chức năng Khi nước thải chảy liên tục vào bể lắng 1 thì dưới tác dụng của trọng lực các hạt phân tán nhỏ, các chất lơ lửng sẽ bị lắng xuống đáy bể và được tháo ra ngoài. 3.6.2. Tính toán Chọn bể lắng đợt 1 có dạng tròn, nước thải vào từ tâm và thu nước theo chu vi (bể lắng ly râm). Các thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng ly tâm Giá trịThông số Trong khoảng Đặc trưng 1. Thời gian lưu nước (h) 2. Tải trọng bề mặt (m3/m2.ngày) Lưu lượng trung bình Lưu lượng cao điểm 3. Ống trung tâm: Đường kính Chiều cao 4. Chiều sâu H của bể lắng (m) 5. Đường kính D của bể lắng (m) 6. Độ dốc đáy (mm/m) 7. Tốc độ thanh gạt bùn (v/ph) 1,5 – 2,5 32 – 48 32 – 48 80 – 120 (15 – 20%)D (55 – 65%)H 3 – 4,6 3 – 60 62 – 167 0,02 – 0,05 2 40 3,7 12 - 45 83 0,03 5 Thể tích xây dựng bể 22,5 m3 6 Chiều rộng 1 bản cánh khuấy 0,1 m 7 Chiều dài 1 bản cánh khuấy 2,0 m 8 Bán kính vòng khuấy (R1) 0,75 m 9 Bán kính vòng khuấy (R2) 0,375 m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 53 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Diện tích ướt của bể lắng đứng )(84,48000475,0 0232,0 2max 1 mV QF s  Trong đó: V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng. V = 0,0285 (m/phút) = 0,000475 (m/s). Diện tích ướt của ống lắng trung tâm )(16,102,0 0232,0 2max 2 mV QF tt s  Trong đó: Vtt: tốc độ chuyển động của nước thải trong ống lắng trung tâm, lấy không lớn hơn 30 (mm/s) (điều 6.5.9 TCXD-51-84). Chọn Vtt = 20 (mm/s) = 0,02 (m/s) . Diện tích tổng cộng của bể lắng )(5016,184,48 221 mFFF  Đường kính của bể lắng )(988,714,3 50*44 mFD   Chọn D = 8 m. Đường kính ống lắng trung tâm )(2,114,3 16,1*44 2 mFd   Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng htt= V*t = 0,000475 * 150 * 60 = 4,2(m) Trong đó: t: thời gian lắng, t = 150 phút. V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng. V = 0,0285 (m/phút) = 0,000475 (m/s). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 54 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Chiều cao an toàn hs = 0,3 m. Chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,5 m, chiều cao lớp trung hòa hth = 0,2 m, chiều cao an toàn hs = 0,3 m. Chiều cao tổng cộng của bể lắng HTC = 4,2 + 0,5 + 0,3 + 0,2 =5,2 m, chọn độ dốc 20%. Chiều cao ống trung tâm htt = 60% h =60%x 4,2 = 2,5 m. Đường kính loe của ống lắng trung tâm bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đường kính ống lắng trung tâm. )(65,12,1*35,111 mhD  . Chọn D1= 1,65 m. Đường kính tấm chắn: lấy bằng 1,3 đường kính miệng loe và bằng: )(145,23,1*65,13,1*1 mDDc  Chọn Dc =2,15(m). Đường kính máng thu: Dmáng = 80% đường kính bể. )(4,6%80*8 mDmang  . Chiều dài máng thu nước: )(096,204,6*14,3* mDL mang   Tải trọng thu nước trên 1m dài của máng )//(52,99096,20 000.2 3 ngàymdàimL QaL  Chọn máng răng cưa: thép tấm không rỉ, có bề dày 3 mm. Máng gồm nhiều răng cưa hình chữ V.  Chiều cao một răng cưa: 60 mm.  Dài đoạn vát đỉnh răng cưa: 40 mm. Đường kính ống dẫn nước từ bể lắng ra ngoài )(1918,0*14,3 000.2*4 * *4 mmv QD tb ng   Vậy chọn ống PVC  = 200 mm. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 55 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Trong đó: V: chọn vận tốc nước trong ống dẫn v = 0,8(m/s) (điều 2.6.2 TCVN-51-84) Hiệu quả xử lý: Hàm lượng SS còn lại trong dòng ra: SSra = 259,2 * (100% - 60%) = 103,68 (mg/l). Hàm lượng COD còn lại sau bể lắng: CODra = 475 – (475 * 30%) = 332,5(mg/l). Hàm lượng BOD5 còn lại sau bể lắng: BOD5 ra = 285 – (285 * 30%) = 199,5(mg/l). Độ màu của nước thải sau bể lắng: độ màu = 300 – (300*90%) = 30(Pt-Co) Lượng bùn sinh ra mỗi ngày )/(040,311000.2*2,259*60,0 ngàykgM  Giả sử bùn tươi có độ ẩm 95%. Khối lượng riêng bùn = 1.053 (kg/m3). Tỉ số MLVSS: MLVSS = 0,75. Lượng bùn cần xử lý )/(9,5053.1*)95,01( 040,311 053.1*)95,01( 3 ngđmMG  Lượng bùn có khả năng phân hủy sinh học )/(28,233040,311*75,0 ngàykgM tuoi  Bảng 3.7: Các thông số thiết kế bể lắng 1 Stt Tên thông số Số liệu dùngthiết kế Đơn vị 1 Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm (f) 1,2 m 2 Diện tích tiết diện ướt của bể lắng (F) 48,48 m 3 Đường kính ống lắng trung tâm (d) 1,2 m 4 Đường kính bể lắng (D) 8 m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 56 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc 5 Chiều cao bể (H) 5,2 m 6 Thời gian lắng 2,5 giờ 7 Đường kính máng thu 6,4 m 3.7. Bể Aerotank 3.7.1. Chức năng Là thiết bị chủ yếu để xử lý COD, BOD trong dòng thải bằng hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí. Ngoài ra, nó còn có tác dụng giảm một số tác nhân ô nhiễm khác trong dòng thải như TS, các muối SO42-, NO3-... Bể Aeroten có quá trình cấp khí nhằm cung cấp lượng oxy cần thiết cho quá trình hoạt động của các vi sinh vật, đồng thời ngăn ngừa việc lắng bùn trong bể - tránh xảy ra sự phân hủy yếm khí gây ảnh hưởng đến quá trình. Sản phẩm phân hủy sinh học là khí CO2, H2O và bùn hoạt hóa (sinh khối). 3.7.2. Tính toán Số liệu tính toán Tỷ lệ BOD5/COD = 199,5/332,5 = 0,6. Nhiệt độ nước thải t = 250. Nước thải xử lý xong đạt tiêu chuẩn BOD  30 mg/l (20 mg/l). Nước thải xử lý xong đạt tiêu chuẩn COD  50 mg/l (30 mg/l). Hàm lượng cặn lơ lửng 30 mg/l gồm 65% là cặn hữu cơ. Lượng bùn hoạt tính trong nước thải đầu vào bể X0 =0. Thông số vận hành như sau Nồng độ bùn hoạt tính trong bể: X = 2.500 mg/l (cặn bay hơi). Độ tro của cặn Z = 0,3 – nồng độ cặn đáy bể lắng đợt 2 và cũng là nồng độ cặn tuần hoàn 10.000 mg/l. Thời gian lưu bùn hoạt tính (tuổi của cặn) trong công trình ngàyc 10 . Chế độ xáo trộn hoàn toàn. Giá trị của thông số động học: Y = 0,6. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 57 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Độ tro của cặn hữu cơ lơ lửng ra khỏi bể lắng là: 0,3 (70% lượng cặn bay hơi). Nước thải điều chỉnh sao cho BOD5:N:P = 100:5:1. Xác định hiệu quả xử lý Lượng cặn hữu cơ trong nước thải ra khỏi bể lắng (phần cặn sinh học dễ bị phân hủy là): 65% * 30 = 19,5 (mg/l). Lượng cặn hữu cơ tính theo COD: 1,42 * 19,5 * 0,7 = 19,383 (mg/l). Lượng BOD5 có trong cặn ra khỏi bể lắng: 19,383 * 0,6 = 11,6298 (mg/l). Lượng BOD5 hòa tan ra khỏi bể lắng bằng tổng BOD5 cho phép ở đầu ra trừ một lượng BOD5 có sẵn trong cặn lơ lửng: 20 – 11,6298 = 8,3702 (mg/l). Hiệu quả xử lý COD: %8,965,332 )383,1950(5,332 E Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan: %8,955,199 3702,85,199 E Hiệu quả xử lý tính theo BOD toàn bộ: %905,199 205,199 E Thể tích bể Aerotank tính theo công thức: )(573)10*06,01(500.2 )3702,85,199(*10*6,0*000.2 )*1( )(*** 30 mKX SSYQV cđ c      Chọn chiều cao bể: H = Hi + Hbv = 4 + 0,5 = 4,5 m. Diện tích mặt bằng: )(25,1434 573 2mH VF i  Chọn chiều rộng bể: B = 7,5 m. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 58 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Chiều dài bể: )(9,178 25,143 mB FD  , chọn D = 18 m. Thời gian nước lưu lại trong bể )(9,624*000.2 57324* hQ V  Lượng bùn hữu cơ lơ lửng sinh ra khi BOD5 đến 95,8%. Tốc độ tăng trưởng của bùn tính theo công thức: 375,006,0*101 6,0 *1  dcb k YY  Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày: )/(35,143)(35,347.143)3702,85,199(*000.2*375,0)(** 0 ngàykggSSQYP bx  Tổng cặn lơ lửng sinh ra theo độ tro của cặn Z = 0,3 )/(79,2047,0 35,143 1 ngàykgZ PP xxl  Lượng cặn dư hằng ngày phải xả đi )/(79,10410*50*000.279,20410*50* 33 ngàykgQPP xlxã   Tính lưu lượng xả bùn Qxã theo công thức: rrTxã XQXQ XV ** *  Suy ra: )/(56,1610*000.7 10*65,13*000.2500.2*573 * *** 3 ngàymX XQXVQ cT xãxãr xã    Trong đó: V: thể tích = 573 (m3). Qr = Qv = 2.000 (m3/ngày). X = 2.500 (mg/l). XT = 0,7 *10.000 = 7.000 (mg/l). Xr = 19,5 * 0,7 = 13,5 (0, là tỉ lệ lượng cặn bay hơi trong tổng số cặn hữu cơ, cặn không tro). Thời gian tích lúy cặn (tuần hoàn toàn bộ) không xã cặn ban đầu: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 59 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc )(65,4235,134 000.10*573* ngàyP XVT x  Thực tế sẽ dài hơn 3 – 4 lần vì nồng độ bùn chưa đủ trong hiệu quả xử lý ở thời gian đầu sẽ thấp và lượng bùn sinh ra ít hơn Px. Sau khi hệ thống hoạt động ổn định thì lượng bùn hữu cơ xả ra hằng ngày: B = Qxã * 10.00 g/m3 = 16,6 * 10.000 = 165.600 = 165,6 (kg/ngày). Trong đó cặn bay hơi: B’ = 0,7 * 165,6 = 115,92 (kg/ngày) Lượng cặn bay hơi trong nước đã xử lý ra khỏi bể Qr * Xr B’’ = 2.000 * 13,65 * 10-3 = 27,3 (kg/ngày). Tổng cặn hữu cơ sinh ra: B’ + B’’ = 115,92 + 27,3 = 143,22 (kg/ngày) = Px Xác định lưu lượng tuần hoàn: QT Để nồng độ bùn trong bể luôn giữ giá trị: X = 2.500 mg/l. Ta có: 56,0500.2000.7 500.2  XX X Q Q TV T QT = 0,56 * 2.000 = 1.120 (m3/ngày) = 46,7 (m3/h) Tỷ số F/M: 28,0500.2*284,0 5,199 * 0  X S M F  Tính lượng khí cần thiết Tính lượng khí cần thiết theo công thức: )/(000.1 )(*57,4*42,1*000.1 )(* 00 0 ngàykgNNPf SSQOC x  Trong đó: Q = 2.000 m3/ngày. S0 = 199,5 mg/l. S = 8,3702 mg/l. N0 = tổng lượng N đầu vào = 40 mg/l. N = tổng lượng N đầu ra = 15 mg/l. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 60 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Px = 143,22 kg/ngày. f = BOD/COD = 0,6. Vậy: )/(45,446000.1 )1540(*57,422,143*42,16,0*000.1 )3702,85,199(*000.2 0 ngàykgOC  Lượng oxy thực tế cần theo công thức: )/(1*024,1 1** )20(0 ngàykgCC COCOC T s s t  Trong đó: Cs: lượng oxy bão hòa trong nước 9,08 mg/l. C: lượng oxy duy trì trong bể 2 mg/l. : hệ số từ 0,6 – 0,9; chọn 0,7. )/(5,7267,0 1*024,1 1*208,9 08,9*45,446 )2025( ngàykgOCt   Tính lượng không khí cần thiết: Chọn hệ thống phân phối khí bọt nhỏ, tra bảng 7.1 (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) Công suất hòa tan oxy vào nước của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn Điều kiện tối ưu Điều kiện trung bìnhĐiều kiện thí nghiệm Ou = grO2/m3.m Ou = grO2/m3.m Nước sạch T = 200C 12 10 Nước sạch T = 200C,  = 0,8 8,5 7 Ta có: Ou = 7gO2/m3.m. Bể sâu h1 = 4,5m, có độ ngập nước h = 4 m. Công suất hòa tan thiết bị : OU = Ou * h = 7 * 4 = 28 (gO2/m3) Lượng không khí cần thiết: )/(45,0)/(64,919.385,1*10*28 5,726* 333 smngàymfOU OCO tk   ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 61 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Trong đó: OCt: lượng oxy thực tế cần. OU: công suất hòa tan thiết bị. f: hệ số an toàn; chọn 1,5. Tính áp lực máy nén khí Áp lực cần thiết cho hệ thống ống nén: Hd = hd + hc + hf + H Trong đó: hd: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn (m). hc: tổn thất cục bộ (m). Tổng tổn thất hd và hc không vượt quá 0,4 m. hf: tổn thất qua thiết bị phân phối (m). Tổn thất hf không quá 0,5 m. H: chiều sâu hữu ích của bể; h = 4 m. Do đó áp lực cần thiết sẽ là: Hd = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9 m. Áp lực không khí là: )(47,133,10 9,433,10 33,10 33,10 atmHp d  Công suất máy nén khí: )(42,228,0*102 45,0*)147,1(*400.34 *102 *)1(*400.34 29.029.0 KWn qpN k  Trong đó: qk: lưu lượng không khí: 45,0400.86 64,919.38 kq . n: hiệu suất máy nén khí; chọn n = 0,8. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 62 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Bố trí hệ thống sục khí Chọn hệ thống cấp khí cho bể gồm 1 ống chính, 16 ống nhánh với chiều dài mỗi ống là 8m, đặt cách nhau 1m. Đường kính ống chính dẫn khí )(23910*14,3 45,0*4 * *4 mmV QD khí   Chọn D =  240 mm. Trong đó: V: vận tốc chuyển động của không khí trong mạng lưới trong ống phân phối, V = 10 ÷ 15 m/s; chọn 10 m/s (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai). Đường kính ống nhánh dẫn khí )(5910*14,3*16 45,0*4 **16 *4 mmV QD khín   Chọn Dn =  60 mm. Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 170 (mm), diện tích bề mặt F = 0,02(m2), cường độ khí 200 lít/phút.đĩa = 3,3 (l/s). Số đĩa phân phối trong bể: )(13610*3,3 45,0 3,3 3 đia QN khí   Chọn N = 136 đĩa. Số lượng đĩa là 144 đĩa, chia làm 17 hàng, mỗi hàng 8 đĩa phân phối cách sàn bể 1,0m và mỗi tâm đĩa cách nhau 0,9 m. Đường ống dẫn bùn tuần hoàn: )(105400.86*5,1*14,3 120.1*4 * *4 mmV QD b th b   Chọn Dn = 114 mm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 63 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Bảng 3.8: Thông số thiết kế bể Aerotank 3.8. Bể lắng 2 3.8.1. Chức năng Sau khi qua bể Aerotank, hầu hết các chất hữu cơ trong nước thải bị loại hoàn toàn. Tuy nhiên, lượng bùn hoạt tính trong nước thải là rất lớn, bể lắng II có nhiệm vụ tách lượng bùn sinh học sinh ra trong bể Aerotank ra khỏi dòng thải, một phần dòng bùn lắng được tuần hoàn trở lại bể Aerotank để duy trì lượng bùn sinh học trong bể, phần còn lại được bơm vào bể chứa bùn. 3.8.2. Tính toán Diện tích mặt bằng của bể lắng được tính theo công thức VC CQF Lt lang * *)1(* 0 Trong đó:  Q: Lưu lượng nước xử lý Q = 2.000 m3/ngày = 83,5 m3/h. Stt Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Chiều dài bể (L) 18,0 m 2 Chiều rộng bể (B) 7,5 m 3 Chiều cao bể (H) 4,5 m 4 Thời gian lưu nước 6,9 phút 5 Lưu lượng không khí sục vào bể 0,45 m3/s 7 Đường kính ống dẫn bùn tuầnhoàn 114 mm 8 Đường kính ống dẫn khí chính 240 mm 9 Đường kính ống dẫn khí nhánh 60 mm 10 Số lượng đĩa phân phối khí trongbể Aerotank 144 đĩa ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 64 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc  C0: Nồng độ bùn duy trì trong bể Aerotank (tính theo chất rắn lơ lửng).  C0 = â* X = 2.500/0,75 = 3.125 mg/l = 3.125 g/m3.  : Hệ số tuần, với  = 0,75.  Ct: Nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn Ct = 10.000 mg/l = 10.000 g/m3.  VL: Vận tốc lắng của bề mặt phân chia ứng với CL: )/(000.52 000.10 2 lmg CC tL  Tuy nhiên, do không có điều kiện thí nghiệm ta có thể lấy giá trị VL theo công thức sau: )/(35,0*710** 66 10*5000*600max hmeKCeVV tL    Trong đó: Vmax = 7 m/h. K = 600 (cặn có chỉ số thể tích 50 < SVI < 150). Vậy: )(13035,0*000.10 125.3*)75,01(*5,83 2mFlang  Nếu cả buồng phân phối trung tâm: Fbể = 1,1 *130 = 143 (m2) Xây dựng bể lắng tròn. Đường kính bể: )(5,1314,3 143*4*4 mFD bebe   Đường kính buồng phân phối d = 0,2 *13,5 = 2,7 m Diện tích buồng phân phối trung tâm: )(72,54 14,3*7,2 22 mf  Đường kính ống loe d’ = 1,35 d = 1,35 * 2,7 = 3,645 m; chọn 3,65m. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 65 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Chiều cao ống loe (h’ = 0,2 – 0,5 m), chọn h’ = 0,3 m. Đường kính tấm chắn d’’ = 1,3 * d’ = 1,3 * 3,65 = 4,745 m; chọn 4,75 m. Vậy diện tích vùng lắng của bể: SL = 143 – 5,72 = 137,28 (m2). Tải trọng thủy lực: )./(1557,1428,137 000.2 23 ngàymmS Qa L  Vận tốc của nước trong bể: )/(625,024 15 24 hm aV  Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính bằng 0.8 đường kính bể: Dmáng = 0,8 *13,5 = 10,8 (m). Chiều dài máng thu nước: L = ð * Dmáng = 3,14 *10,8 = 33,912 (m) Tải trọng thu nước trên 1 m dài của máng: )./(59912,33 000.2 23 ngàymmL QaL  Tải trọng bùn: )./(32,328,137*24 10*125.3*000.2*75,1 *24 *)( 230 hmkgS CQQb L t   Xác định chiều cao bể Chọn chiều cao bể H = 4 m; chiều cao dữ trữ mặt thoáng h1 = 0,3 m. Chiều cao nước trong bể là 3,7m, gồm: Chiều cao phần nước trong h2 = 1,5m. Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 10% về tâm: h3 = 6,75 * 10% = 0,675 (m). Chiều cao chứa bùn chứa bùn phần hình trụ: h4 = H – h1 – h2 – h3 = 4 – 0,3 – 1,5 – 0.675 = 1,525 (m). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 66 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Thể tích phần chứa bùn: Vb = 143 *1,525 = 218,08 (m3). Nồng độ bùn trung bình trong bể: )/(5,7)/(500.72 000.10000.5 2 33 mkgmgCCC tLtb  Lượng bùn chứa trong bể lắng: Gbùn = Vb * Ctb = 296,01 * 7,5 = 2.220.075 (kg). Lượng bùn cần thiết cho 1 bể Aerotank: Gcần = n * V * C0 = 1 * 573 * 3.125 = 1.790 (kg) Thời gian lưu nước trong bể Dung tích trong bể lắng: V = H * S = 3,7 *143 = 529,1 (m3). Nước đi vào bể lắng: QL = (1 + ) *Q = 1,75 * 83,5 = 146,125 (m3/h). Thời gian lắng: )(62,3125,146 1,529 hQQ VT t  Bảng 3.9: Các thông số thiết kế bể lắng 2 Stt Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Đường kính ống lắng trung tâm (d) 2,7 m 2 Đường kính bể lắng (D) 13,5 m 3 Chiều cao bể (H) 5,2 m 4 Thời gian lắng 3,62 giờ 3.9. Bể khử trùng 3.9.1. Nhiệm vụ Sau các giai đoạn xử lý cơ học, sinh học trong điều kiện nhân tạo...song song với việc làm giảm nồng độ các chất gây ô nhiễm đạt tiêu chuẩn qui định thì số lượng vi trùng cũng giảm đáng kể đến 90 – 95 % . Tuy nhiên vi khuẩn gây bệnh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 67 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc không thể bị tiêu diệt hoàn toàn. Vì vậy cần phải khử trùng nước thải trước khi xả vào nguồn nước. 3.9.2. Tính toán Lượng Clo cần sử dụng Lượng Coliform còn lại sau bể lọc sinh học: NEN i*10010      Trong đó:  Ni : Số Coliform nước thải vào, Ni = 108 (Số coliform/100 ml nước).  E : Hiệu quả khử trùng của quá trình xử lý sinh học (%), E = 90%.  mlMPNNEN i 100/1010100 9011001 78 0 **         Liều lượng Clo cho vào:         N NtCtCN N tt tt 0 3 1 ** 23,0 1*23,01 3 0 Trong đó:  Nt : Số Coliform còn lại sau thời gian tiếp xúc t, chọn Nt = 200 MPN/100 ml.  Ct : Lượng Clo yêu cầu, mg/l.  t : Thời gian tiếp xúc, phút.  83,155110 200 23,0 1123,0 1 7 31 * 0 31 **                                N NtC tt  Chọn thời gian tiếp xúc t = 30 phút  Ct = 5,2 (mg/l). Chọn lượng Clo cần dùng là 6 mg/l. Lượng Clo châm vào bể tiếp xúc: )/(333,0)/(8000.1 000.2*4 000.1 * hkgngàykgQaY a  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 68 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Q : Lưu lượng tính toán của nước thải, Q = 2.000 m3/ngd. a : Liều lượng Clo hoạt tính, a = 4 g/m3. Clo sẽ được cho liên tục vào bể tiếp xúc bằng thiết bị định lượng Clo bảo đảm lượng Clo mỗi giờ là 0,333 kg = 333 g. Bảng 3.10: Các thông số thiết kế bể tiếp xúc Clo Thông số Giá trị Tốc độ dòng chảy (m/ph) Thời gian tiếp xúc (ph) Tỷ số Dài/rộng Số bể tiếp xúc (1 hoạt động, 1 dự phòng)  2 – 4,5 15 – 30  10/1  2 (Nguồn: Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải đô thị và Công nghiệp, Bảng 10-15, trang 473, Năm 2004) Tính thể tích bể V = Qngtb* t Trong đó: t : Thời gian tiếp xúc, t = 30 phút. Q : Lưu lượng tính toán của nước thải, Q = 2.000 m3/ngày.  )* (67,4160*24 30*000.2 3mtQV tbng  Chọn vận tốc dòng chảy trong bể tiếp xúc v = 2,5 (m/ph). Tiết diện ngang bể tiếp xúc )(94,182,2 42 2mhVF  Chọn diện tích bể F = 19 m2 Giả sử chiều cao hữu ích của bể tiếp xúc H = 2,2 m. Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 69 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Chiều cao bể tiếp xúc Hb = H + hbv = 2,2 + 0,3 = 2,5 (m). Chiều rộng bể Chọn B = 2,5 m. Chiều dài tổng cộng của bể )(6,75,2 19 mB FL  Kiểm tra lại tỷ số L/B )(102,122/5,2 6,7*2 mB L  Vậy kích thước bể đạt yêu cầu. Để giảm chiều dài xây dựng ta chia bể ra làm 10 ngăn chảy ziczac. Chiều rộng mỗi ngăn B = 2,5/2 = 1,25 m. Chiều dài mỗi ngăn )(5,110*25,1*2,2 67,41 10** mBH Vl  Kích thước mỗi ngăn tiếp xúc bằng Clo L* B* H = 1,5m* 1,25* 2,5m. Ta có tối 10 ngăn chứa Clo. Tính toán đường ống dẫn nước Vận tốc nước trong ống dẫn ra bể tiếp xúc: v = 0,8 m/s. Đường kính ống dẫn nước ra: )(19224*600.3*8,0*14,3 000.2*4 * *4 mmv QD tb ng r   Vậy chọn ống PVC có  = 200 mm. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 70 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Bảng 3.11: Thông số thiết kế bể khử trùng Stt Thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài (L) m 7,6 2 Chiều rộng (B) m 2,5 3 Chiều cao (H) m 2,5 4 Số ô - 10 5 Thời gian tiếp xúc Phút 30 6 Lượng hóa chất cần dùng kg/ngày 8 7 Đường kính ống dẫn nước mm 200 3.10. Bể nén bùn 3.10.1. Nhiệm vụ Dùng để nén bùn dư sau bể lắng II. Hoạt động theo nguyên lý nén trọng lực, nén tuyển nổi. Hiện nay thông dụng nhất là hoạt động theo nguyên lý nén trọng lực. Bùn từ bể lắng II có độ ẩm 98 – 99,5%, sau khi qua bể nén bùn có độ ẩm 78 – 80%. Bể nén bùn tương đối giống bể lắng ly tâm, chỉ khác là độ dốc đáy lớn hơn độ dốc của bể lắng. 3.10.2. Tính toán Lượng cặn từ bể sinh học: 104,79 kg/ngày.đêm. Lượng cặn lơ lửng đầu vào trong 1 ngày 0,3 (kg/m3) * 2.000 (m3/ngày.đêm) = 600 (kg/ngày.đêm). Tính lượng phèn hàm lượng 150 mg/l với độ tinh khiết 90 %. Đối với phèn nguyên chất thi lượng phèn là 135 mg/l. Al2(SO4)3.18H2O  2Al(OH)3 666g 156g 135mg x = 31,62 mg/l Lượng Al(OH)3 dùng trong 1 ngày là 0,03162 * 2.000 = 63,24 (kg/ngày.đêm). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 71 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Vậy tổng lượng cặn là: 104,79 + 600 + 63,24 = 768,03 (kg/ngày.đêm). Tải trọng bề mặt: LSS = 30 kg/m2.ngày. Tải trọng thủy lực = 15 m3/m2.ngày. Diện tích bề mặt: )(6,2530 03,768 2mL MF ss  Đường kính bể nén bùn: )(7.514.3 6.25*4*4 mFDr   Nồng dộ bùn sau nén = 2%. Thể tích bùn sau khi nén: )/(4,38/20 /03,768 3 3 ngàymmkg ngàykgV  Đường kính ống phân phối trung tâm: d = 20% * D = 0,2 *5,7 = 1,14 (m) Đường kính ống loe của ống phân phối trung tâm: dL = 1,35 * d = 1,35 * 1,14 = 1,539 (m) Đường kính tấm chắn: dc = 1,3 * dL = 1,3 * 1.539  2,0 (m) Chiều cao phần lắng của bể nén: h1 = V1 * t * 3.600 = 0,0001 * 8 * 3.600 = 2,9 (m) Chiều cao phần nón với góc nghiêng 450, đường kính bể là 5 m và đường kính đáy là 0,4 m thì h2 = 2,3 m. Chiều cao lớp bùn đã nén: Hb = h2 – h3 – hTH Trong đó: h2: khoảng cách từ đáy ống loe đến tấm chắn 0,25 ÷ 0,3 m. Chọn 0,3 m. hTH: chiều cao lớp nước trung hòa = 2,3 m Vậy: Hb = 2,3 – 0,3 – 0,3 = 1,7 (m) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 72 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Chiều cao bể nén bùn: Hxd = h1 + h2 +0,3 = 1,9 + 2,3 + 0,3 = 5,5 (m) Bảng 3.12: Thông số thiết kế bể nén bùn Stt Thông số Đơn vị Số liệu 1 Đường kính bể m 5,7 2 Đường kính ống phân phối trung tâm m 1,14 3 Chiều cao bể m 5,5 3.11. Bể chứa bùn 3.11.1. Nhiệm vụ Chứa bùn tươi từ bể lắng 1 và bùn hoạt tính sau nén từ bể nén bùn. 3.11.2. Tính toán Lưu lượng bùn vào bể chứa Qbùn = 38,4 (m3/ngày) Thời gian lưu bùn trong bể chứa: chọn t = ½ ngày Thể tích bể chứa Vcb= Qbùn x t = 38,4 x 0,5 = 19,2 m3 Chọn chiều cao hữu ích bể chứa h = 3,5 m Chiều cao an toàn hs = 0,5m Kích thước bể chứa L x B x H = 3,0m x 3,0m x 4,0 m = 36 m3 > 19,2 m3. 3.12.Máy ép bùn dây đai 3.12.1. Nhiệm vụ Bùn từ bể nén bùn được đưa đến máy ép bùn dây đai để tách nước trước khi đưa đi chôn. 3.12.2. Tính toán Khối lượng bùn cần ép = 768,03 kg/ngày. Nồng độ bùn sau nén = 2%. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 73 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Nồng độ của bùn sau khi ép = 18%. Khối lượng bùn sau khi ép: )/(25,138100 18*03,768 ngàykgm  Số giờ hoạt động của máy ép bùn = 8 giờ/ngày. Tải trọng bùn trên 1 m chiều rộng băng ép, chọn bằng 90 kg/m.h. Chiều rộng băng ép: )(07,1./90*/8 /03,768 mhmkgngàyh ngàykgb  Chọn máy ép bùn dây đai, bề rộng băng 1,0 m. 3.13. Tính toán hóa chất 3.13.1. Bể chứa dung dịch FeCl3 (46%) và bơm châm FeCl3 vào bể keo tụ BOD = 100 mg/l lượng Fe tiêu thụ là Fe = 0,5 mg/l.  BOD = 800 mg/l lượng Fe tiêu thụ: lmgFe /5,1100 3005,0  Sử dụng muối FeCl3 làm tác nhân cung cấp Fe. Khối lượng phân tử của FeCl3 = 162,35. Khối lượng nguyên tử của Fe = 55,85. Tỉ lệ khối lượng: 344035162 8555 3 ,, , FeCl Fe Lượng FeCl3 cần thiết = )/(36,4344,0 5.1 lmg Lưu lượng trung bình nước thải cần xử lý Q = 2.000 m3/ngày. Lượng FeCl3 tiêu thụ = ngàykg /72,8000.2000.1 36,4  . Nồng độ FeCl3 sử dụng = 46% = 460 kg/m3. Lượng dung dich FeCl3 cung cấp = ngàym /02,0460 72,8 3 . ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 74 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Thời gian lưu t = 2 ngày. Thể tích bể yêu cầu VFe = 2 x 0,02 = 0,04 m3. Chọn 2 máy bơm châm FeCl3 (1 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng), lưu lượng Q = 2,5 L/h, áp lực 1,5 bar. 3.13.2. Bể chứa dd NaOH và bơm châm dd NaOH Lưu lượng thiết kế Q = 83,5 m3/h. pH vào min = 5   H ban đầu = 10-5 mol/l. pH keo tụ = 8   H đầu ra = 10-8 mol/l. Lượng NaOH cần thiết để trung hòa (10-5 – 10-8) mol/l H+ NaOH  Na+ + OH- H+ + OH- = H2O (10-5-10-8) mol/l (10-5-10-8) mol/l  K = 0,00001 mol/l. Khối lượng phân tử của NaOH = 40 g/mol. Nồng độ dung dịch NaOH = 20%. Trọng lượng riêng của dung dịch = 1,53 kg/l. Liều lượng châm vào = )/(11,0 53,1100 20 10405,83000.100001,0 3 hlit    Thời gian lưu 15 ngày. Thể tích cần thiết của bể chứa VNaOH = 0,11 x 24 x 15 = 39,6 lít  40 lít. Chọn 2 bơm châm dd NaOH (một bơm hoạt động, một bơm dự phòng). Đặc tính bơm định lượng Q = 0,11 L/h, áp lực 1,5 bar. 3.13.3. Bể chứa dung dịch NaOCl (10%) và bơm châm NaOCl Lưu lượng thiết kế Q = 2.000 m3/ngày. Liều lượng Clo = 0,6 mg/l. Lượng Clo châm vào bể tiếp xúc = 5,26 kg/ngày. Nồng độ dung dịch NaOCl = 10% = 100 kg/m3. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 75 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc Lượng NaOCl 10% châm vào bể tiếp xúc: )/(2,2)/(6,52)/(0526,0100 26,5 3 hlítngàylítngàym  Thời gian lưu: 2 ngày. Thể tích cần thiết của bể chứa = 52,6 x 2 = 105,2 l. Chọn 2 bơm châm NaOCl (một bơm hoạt động, một bơm dự phòng). Đặc tính bơm định lượng Q = 2,5 L/h, áp lực 1,5 bar. 3.13.4. Chất kết tủa polymer sử dụng cho thiết bị khử nước cho bùn Lượng bùn đầu vào = M1 = 768,03 kg/ngày. Thời gian vận hành = 8 h/ngày. Lượng bùn ép trong 1 giờ = hkg /968 03,768  . Liều lượng polymer = 5 kg/tấn bùn. Liều lượng polymer tiêu thụ = (96 * 5)/1.000 = 0,48 kg/h. Hàm lượng polymer sử dụng = 0,2%. Lượng dung dịch châm vào = 0,48/2 = 0,24 m3/h. Chọn 1 hệ thống châm polymer công suất 0,3 m3/h. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 76 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc CHƯƠNG 4 – DỰ TOÁN KINH PHÍ THỰC HIỆN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4.1. Chi phí đầu tư xây dựng Bảng 4.1: Chi phí đầu tư xây dựng Stt Công trình Sốlượng Đơn giá Thành tiền (VNĐ) 1 - Hầm tiếp nhận - L * B * H = 5,0m * 4,0m * 4,5m - Vật liệu: bê tông cốt thép (BTCT) 01 bể 135.000.000 135.000.000 2 - Bể điều hòa - L * B * H = 20,0m * 7,5m * 4,5m - Vật liệu: BTCT 01 bể 1.012.500.000 1.012.500.000 3 - Bể trộn - L * B * H = 3,0m * 3,0m * 2,5m - Vật liệu: BTCT 01 bể 33.750.000 33.750.000 4 - Bể tạo bông - L * B * H = 9,0m * 3,0m * 2,5m - Vật liệu: BTCT 01 bể 101.250.000 101.250.000 5 - Bể lắng đợt 1 - D * H = 8,0m * 5, 5m - Vật liệu: BTCT 01 bể 415.000.000 415.000.000 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 77 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc 6 - Bể Aeroten - L * B * H = 18,0m * 7,5m * 4,5m - Vật liệu: BTCT 01 bể 911.250.000 911.250.000 7 - Bể lắng đợt 2 - D * H = 13,5m * 5.2m - Vật liệu: BTCT 01 bể 1.115.000.000 1.115.000.000 8 - Bể khử trùng - L * B * H = 7,8m * 2,5m * 2,5m - Vật liệu: BTCT 01 bể 73.125.000 73.125.000 9 - Bể nén bùn - D * H = 5,7m * 5,5m - Vật liệu: BTCT 01 bể 210.000.000 210.000.000 10 - Bể chứa bùn - L * B * H = 3,0m * 3,0m * 4,0m - Vật liệu: BTCT 01 bể 54.000.000 54.000.000 11 - Nhà điều hành + phòng phân tích - L * B * H = 8,4m * 4,0m * 4,4m - Vật liệu: Trụ, đà kiềng BTCT; tường gạch, mái tole 01 nhà 75.000.000 75.000.000 12 - Nhà pha hóa chất + đặt máy ép bùn - L * B * H = 7,0m * 4,4m * 7,8m - Vật liệu: Trụ, sàn BTCT; Tường gạch; mái tole 01 nhà 200.000.000 200.000.000 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 78 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc 13 - Cầu thang, lan can & hành lan thao tác - Vật liệu: BTCT + thép CT3 Tbộ 150.000.000 150.000.000 TỔNG CỘNG 4.485.875.000 Đơn giá cho 1 m3 thể tích bê tông cốt thép là 1.500.000 VNĐ. 4.2. Chi phí đầu tư thiết bị Bảng 4.2: Chi phí đầu tư thiết bị Stt Thiết bị Sốlượng Đơn giá Thành tiền (VNĐ) 1 - Song chắn rác Vật liệu: Inox 304 khe lưới 4 – 6mm 01 cái 5.000.000 5.000.000 2 - Máy tách rác tự động - Công suất: 150-180m³/h, N=0.4kW, 3pha, 380V - Kích thước khe lọc: 5mm, góc nghiêng 600 - Vật liệu: thép không gỉ, - Xuất xứ: Việt Nam, tình trạng mới 100% 01 cái 75.000.000 75.000.000 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 79 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc 3 - Bơm nước thải (dạng bơm thả chìm) - Cho bể tiếp nhận - Q = 150-180m³/h, N=6.0kW, H=6-8m, 3pha, 380V - Khớp nối tự động loại 1 thanh trược - Đường kính tạp chất 75mm - Xuất xứ: ABS - Ireland, tình trạng: mới 100% 02 cái 85.000.000 170.000.000 4 - Bơm nước thải (dạng bơm thả chìm) - Cho bể điều hòa - Q = 100-120m³/h, N=4.0kW, H=6-8m, 3pha, 380V - Khớp nối tự động loại 1 thanh trược - Đường kính tạp chất 75mm - Xuất xứ: ABS - Ireland, tình trạng: mới 100% 02 cái 75.000.000 150.000.000 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 80 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc 5 - Bơm bùn thải (dạng bơm trục ngang) - Cho bể bể lắng 1, bể lắng 2, bể chứa bùn - Q = 10-20m³/h, N=2.0kW, H=6- 8m, 3pha, 380V - Xuất xứ: Italia, tình trạng: mới 100% 06 cái 20.000000 120.000.000 6 - Moteur khuấy trộn cho bể trộn - Moteur giảm tốc n = 140v/p, N=1.0HP, 3pha, 380v - Xuất xứ: Nord - Đức, tình trạng: mới 100% - Trục & cánh khuấy thép không gỉ - chế tạo mới 01 cái 15.000.000 15.000.000 7 - Moteur khuấy trộn cho bể tạo bông - Moteur giảm tốc n = 40v/p, 20v/p, 10v/p; N=1.0HP, 3pha, 380v - Xuất xứ: Nord - Đức, tình trạng: mới 100% - Trục & cánh khuấy thép không gỉ - chế tạo mới 03 cái 15.000.000 45.000.000 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 81 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc 8 - Thiết bị chỉnh pH tự động Chỉnh pH từ 1-14 - Xuất xứ: Seko - Italia, tình trạng: mới 100% 01 bộ 10.000.000 10.000.000 9 - Máng thu nước & chắn bọt - Cho bể lắng 1 - Vật liệu: Inox 304 – 1.5mm 01 bộ 20.000.000 20.000.000 10 - Máng thu nước & chắn bọt - Cho bể lắng 2 - Vật liệu: Inox 304 – 1.5mm 01 bộ 25.000.000 25.000.000 11 - Máng thu nước & chắn bọt - Cho bể nén bùn - Vật liệu: Inox 304 – 1.5mm 01 bộ 15.000.000 15.000.000 12 -Ống phân phối trung tâm - Cho bể lắng 1 - Vật liệu : Inox 304 – 2mm 01 bộ 15.000.000 15.000.000 13 -Ống phân phối trung tâm - Cho bể lắng 2 - Vật liệu : Inox 304 – 2mm 01 bộ 20.000.000 20.000.000 14 -Ống phân phối trung tâm - Cho bể nén bùn - Vật liệu : Inox 304 – 2mm 01 bộ 10.000.000 10.000.000 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 82 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc 15 - Hệ thống cầu gạt bùn - Cho bể lắng 1 - Moteur khuấy n=3-20v/h, N=2.0HP, 3pha, 380V - Xuất xứ: Nord - Đức, tình trạng: mới 100% - Trục & cánh khuấy thép không gỉ - chế tạo mới 01 bộ 150.000.000 150.000.000 16 - Hệ thống cầu gạt bùn - Cho bể lắng 2 - Moteur khuấy n=3-20v/h, N=2.0HP, 3pha, 380V - Xuất xứ: Nord - Đức, tình trạng: mới 100% - Trục & cánh khuấy thép không gỉ - chế tạo mới 01 bộ 175.000.000 175.000.000 17 Máy thổi khí cho bể điều hòa - Q = 8m³/phút, N=10kW, H=5mmAq, 3pha, 380V - Van 1 chiều, bộ phận giảm âm - Xuất xứ: Anlet - Japan, tình trạng: mới 100% 02 bộ 65.000.000 130.000.000 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 83 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc 18 Máy thổi khí cho bể Aerotank - Q = 20m³/phút, N=30kW, H=5mmAq, 3pha, 380V - Van 1 chiều, bộ phận giảm âm - Xuất xứ: Anlet - Japan, tình trạng: mới 100% 02 bộ 135.000.000 270.000.000 19 - Đĩa phân phối khí - Cho bể điều hòa & bể sinh học - Vật liệu: cao su tổng hợp EPMD - Xuất xứ: USA, tình trạng: mới 100% 204 cái 350.000 71.400.000 20 - Máy ép bùn - Công suất: 2-4m³/h, chiều rộng băng tải 1000mm, - Bao gồm: máy chính, tủ điều khiển, tank khuấy trộn bùn, khay đựng nước, motor truyền động, motor khuấy trộn, máy nén khí, bơm hóa chất, bơm bùn, bơm rửa.... - Xuất xứ: Chishun - Taiwan, tình trạng: mới 100% 01 bộ 350.000.000 350.000.000 21 - Hệ thống đường ống công nghệ - Toàn bộ đường ống công nghệ (ống, van, co.), - Vật liệu: PVC, STK.. 01 bộ 300.000.000 300.000.000 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 84 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc 22 - Hệ thống điện, tủ điện điều khiển, điện chiếu sáng, đèn cao áp - Điều khiển PLC 01 bộ 450.000.000 450.000.000 23 - Chế phẩm vi sinh hiếu khí- Công tác nuôi cấy 01 bộ 20.000.000 20.000.000 24 - Hóa chất vận hành 01 bộ 10.000.000 10.000.000 Tổng cộng 2.621.400.000 Tổng chi phí đầu tư = Chi phí xây dựng + Chi phí thiết bị = 4.485.875.000+ 2.621.400.000 = 7,107,275.000 VNĐ. 4.3. Chi phí vận hành hệ thống xử lý 4.3.1. Nhân viên vận hành - Kỹ sư: 2 người _ Lương 5.000.000 VNĐ/tháng. - Công nhân : 3 người_ Lương 3.000.000 VNĐ/tháng. Chi phí : (2 x 5.000.000) + (3 x 3.000.000) = 19.000.000 đồng/ tháng. 4.3.2. Hóa chất  FeCl3 (46%) - Thể tích FeCl3 (46%) sử dụng trong 1 tháng: 0,04m3/ngày x 30 ngày = 1,2m3/tháng. - Đơn giá: 4,000 VNĐ/l. Chi phí : 4.000 x 1,2 x 1.000 = 4.800.000 VNĐ/tháng.  NaOH (20%) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 85 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc - Thể tích NaOH (20%)sử dụng trong 1 tháng: 0,11L/h x 1000 24 x 30 ngày = 0,08 m3/tháng. - Đơn giá: 4.500 VNĐ/l. - Chi phí : 4.500 x 0,08 x 1000 = 360.000 VNĐ/tháng.  NaOCl (10%) - Thể tích NaOCl (10%) sử dụng trong 1 tháng: thángmngàyngàylít /2.3301000 /2.105 3 - Đơn giá: 4.000 VNĐ/l. - Chi phí : 4.000 x 3,2 x 1.000 = 12.800.000 VNĐ/tháng.  Polymer - Lượng polymer sử dụng trong 1 tháng: 0,48 kg/h x 8 h x 30 ngày = 115,2 kg/tháng. - Đơn giá: 85,000VNĐ/kg. - Chi phí : 85.000 x 115,2 = 9.792.000 VNĐ/tháng. Tổng chi phí hóa chất = 4.800.000 + 360.000 + 12.800.000 + 9.792.000 = 7.752.000 VNĐ/tháng. 4.3.3. Điện năng Stt Thiết bị Số lượng Công suất thiết bị (kW) Số giờ hoạt động (h) Điện năng tiêu thụ (kW/ngày) 1 Máy tách rác tự động 01 0.4 24 9,6 2 Bơm nước thải bể thu gom 02 6.0 5 60 3 Bơm nước thải bể điều hòa 02 4.0 12 96 4 Máy thổi khí 02 30 12 720 4 Máy thổi khí 02 10 12 240 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung 86 SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc 5 Bơm định lượng hóa chất 06 0.37 24 53,28 6 Bơm bùn thải 06 2.0 2.0 24 7 Moteur khuấy trộn 04 1.0 24 96 8 Moteur gạt bùn 02 2.0 24 72 9 Moteur khuấy hóa chất 06 1.0 3 18 10 Máy ép bùn 01 20 5.5 110 Tổng cộng 1.523 Tạm tính giá điện là: 1,500 đồng/kW. Chi phí điện năng trong 1 ngày: 1.523 * 1.500 = 2.284.320 đồng/ngày. Chi phí điện năng cho 1 tháng: 2.284.320 * 30 = 68.530.000 VNĐ/tháng. Tổng chi phí vận hành = Chi phí nhân công + Chi phí hóa chất + Chi phí điện năng = 19.000.000 + 27.752.000 + 68.530.000 = 115.282.000 VNĐ/tháng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung a SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Công ty TNHH TM XD & MT Hưng Thịnh, Báo cáo đánh giá tác động môi trường của dự án đầu tư xây dựng kết cấu hạ tầng Cụm công nghiệp Tam An, năm 2007. 2. Hoàng Huệ, Xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, Năm 1996. 3. Hoàng Văn Huệ, Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình, Viện Môi Trường và Tài Nguyên, Năm 2002. 4. Lâm Minh Triết (Chủ biên), Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - Tính toán thiết kế công trình, NXB Đại học Quốc gia TP. HCM, Năm 2008. 5. Lâm Vĩnh Sơn, Bài giảng xử lý nước thải 6. Nguyễn Văn Phước, Quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa học, Tập 14, Trường Đại học Quốc gia TP. HCM. 7. Tiêu chuẩn Xây Dựng TCXD – 51 – 84, Thoát nước màng lưới bên ngoài và công trình, Viện Môi Trường và Tài Nguyên, Đại học Quốc gia TP. HCM. 8. QCVN 24-2009/BTNMT. 9. Trần Huế Nhuệ, Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp, NXB Xây Dựng, Năm 2000. 10. Trịnh Xuân Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, NXB Xây Dựng, Năm 2004. 11. Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, Năm 2000. 12. Sổ tay xử lý nước, Tập 1 và 2, NXB Xây Dựng, Năm 1999. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ts. Lê Đức Trung b SVTH : Phan Ngọc Bảo Quốc PHỤ LỤC