Khảo sát và thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy cao su Hiệp Thành – Bình Dương công suất 500 m3/ngày

chất ô nhiễm. Nước thải sau khi qua bể gạn mủ sẽ chảy qua Hồ điều hoà, hồ điều hoà có nhiệm vụ là điều hoà lưu lượng và nồng độ nước thải trong các giờ khác nhau, tạo điều kiện hoạt động ổn định cho các công trình xử lý tiếp theo. Tại hồ điều hoà có đặt một hệ thống cấp khí từ máy nén khí vào dưới đáy hồ để xáo trộn điều nước thải, tránh hiện tượng lắng cặn trong hồ, quá trình phân huỷ kị khí . Từ hồ điều hoà nước thải được bơm đến bể Bể khuấy trộn, tại đây sẽ cho vào hoá chất là NaOH và PAC theo liều lượng trong thí nghiệm (pH tối ưu là 7,5 và PAC là 400mg/l). Nước từ bể khuấy trộn được đưa sang Bể tạo bông, nhiệm vụ của bể tạo bông là tạo ra những bông cặn lớn có khả năng lắng cao. Nước từ bể tạo bông sẽ đưa sang Bể lắng I, tại đây bông cặn sẽ được lắng và phần cặn lắng sẽ được bơm tới Sân phơi bùn, phần nước trong sau khi lắng sẽ chảy đến bể UASB (anaerobic) nước thải sẽ đưa đến hệ thống các bể thiếu khí (Anoxic) và bể hiếu khí (Aerobic), đó là hệ thống 4 bậc được BARNARD đề nghị đề xử lý kết hợp BOD, Nitơ, Photpho. Sau đó nước được dẫn sang Bể lắng II, lượng bùn hoạt tính sau khi lắng, một phần sẽ được tuần hoàn lại hệ thống bể và một phần đưa đến Sân phơi bùn. Sau cùng nước thải sẽ được dẫn sang Hồ lắng xử lý bổ xung. Nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 – 1995 cột B được đổ ra suối Bến Ván. Hình 6.3 : Sơ đồ dây chuyền công nghệ theo phương án 2 Nước thải đầu vào Song chắn rác Bể gạn mủ Hồ điều hoà Bể khuấy trộn Bể bể tạo bông Bể lắng I Hồ lắng xử lý bổ xung Nước thải đầu ra Sân phơi bùn Bể lắng II NaOH + PAC Anoxic (Thiếu khí) Aerobic (Hiếu khí) Anoxic (Thiếu khí) Aerobic (Hiếu khí) Bùn tuần hoàn Sân phơi bùn Bể Aerotank kết hợp xử lý BOD, NH4+, NO3- Bể UASB Máy nén khí Máy nén khí Máy nén khí 6.4 Tính toán các công trình xử lý. Các thông số thiết kế: Lưu lượng trung bình : 500m3/ngày.đêm. pH :5,2 – 5,7 SS :1050 mg/l. COD :3600 mg/l. BOD5 :2300 mg/l. Tổng P :85 mg/l. Tổng N :248 mg/l. PHƯƠNG ÁN 1: Song chắn rác. a) Lưu lượng nước thải trung bình trong 1 giờ: b) Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất: Trong đó kh : là hệ số vượt tải theo giờ lớn nhất (kh = 1,5 – 3,5), chọn kh = 1,5. c) Số lượng các khe hở. Chọn số khe hở là 10, suy ra số song chắn là 9 song. Trong đó: n : số khe hở. Qmax : lưu lượng giờ lớn nhất của nước thải, (m3/h). vmax : vận tốc nước chảy qua các khe hở của song chắn (v ≤ 0,6m/s), chọn v = 0,6 m/s. b : kích thước giữa các khe hở, chọn b = 16 mm. h1: chiều sâu lớp nước ở song chắn rác, chọn h1 = 0,1 m. K : hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy, chọn K = 1,05. d) Bề rộng thiết kế song chắn rác. Do ta chọn trường hợp là số khe hở lớn hơn số song chắn rác nên: . Ta chọn bề rộng song chắn rác là 0,3m. Trong đó: s : bề dầy của thanh song chắn rác, chọn s = 0,008m. e) Tổn thất áp lực qua song chắn rác. Trong đó: k : hệ số tính đến sự tổn thất áp lực do rác vướng ở song chắn rác (k = 2 – 3), chọn k = 2. = hệ số tổn thất áp lực cục bộ, được xác định theo công thức: Với: : góc nghiêng đặt song chắn rác, chọn =600. : hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn, chọn =2,42. f) Chiều dài phần mở rộng trước SCR. , chọn L1 = 0,2 m. Trong đó: Bk : bề rộng mương dẫn, chọn BK =0,2m. : góc nghiên chỗ m ở rộng, thường lấy =200. g) Chiều dài phần mở rộng sau SCR. h) Chiều dài xây dựng mương đặt SCR. Trong đó: Ls: Chiều dài phần mương đặt song chắn rác, Ls=1,5m. I) Chiều sâu xây dựng mương đặt SCR. Trong đó: 0,5: là khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt SCR và mực nước cao nhất. hs h1 h1 Bs Bk Ls L1 L2 0,5m Hình 6.4: Cấu tạo song chắn rác Bảng 6.1: Tóm tắt thông số thiết kế mương và song chắn rác STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Chiều dài mương (L) m 1,8 2 Chiều rộng mương (Bk) m 0,2 3 Chiều sâu mương (H) m 0,63 4 Số thanh song chắn Thanh 9 5 Số khe hở giữa các song Khe 10 6 Kích thước khe (b) mm 16 7 Bề dầy của thanh (s) cm 8 8 Chiều dài thanh (l) mm 50 L B H Hình 6.5: Cấu tạo bể gạn mủ L1 Bể gạn mủ. a) Lưu lượng nước thải lớn nhất trong giờ : Chọn thời gian lưu nước trong bể gạn mủ là: 8h. b) Thể tích bể gạn mủ : Chọn chiều sâu hữu ích (Hh) của bể gạn mủ là: 2m. c) Diện tích của bể gạn mủ là: Các thông số (Hh, L, B) = 2*14*9 Chia bể gạn mủ thành 10 ngăn. Thông số mỗi ngăn (Hh, Ln, B)= 2*1,4*9m. Chọn chiều cao bảo vệ (Hbv) là 0,5m và độ dầy của vách ngăn giữa các ngăn là 0,2m. Chiều sâu xây dựng của bể gạn mủ là : Hbv + Hh = 2 + 0,5 = 2,5(m). Chiều dài xây dựng của bể gạn mủ là : 1,4*10 + 0,2*11 = 16,2(m). Chiều rộng xây dựng của bể gạn mủ là : 9 + 2*0,2 = 9,4(m). Diện tích xây dựng bể gạn mủ: L*B = 16,2*9,4 = 152(m2). d) Ước tính nồng độ các chất ô nhiễm sau khi qua bể gạn mủ: Bể gạn mủ có thể xem là một công trình đơn vị quan trọng trong dây chuyền xử lý nước thải cao su, bể gạn mủ giúp thu hồi được lượng mủ thừa còn trong nước và nước thải sau khi qua bể gạn mủ thì hàm lượng các chất ô nhiễm sẽ giảm: H%COD là 30%, CODra= (1-0,3)*CODvao=(1- 0,3)*3600 = 2520(mg/l). H%BOD là 25%, BODra= (1-0,25)*BODvao= (1- 0,25)*2300 = 1725(mg/l). H%SS là 40%, SSra= (1- 0,4)*SSvao= (1-0,4)*1050=630(mg/l). H%N là 15%, Nra= (1- 0,15)*Nvao=(1- 0,15)*248 = 210 (mg/l). H%P là 10%, Pra= (1- 0,1)*Pvao=(1- 0,1)*85=76,5(mg/l). Bảng 6.2: Tóm tắt thông số thiết kế bể gạn mủ STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Thời gian lưu nước (t) h 8 2 Thể tích (W) m3 252 3 Diện tích (F) m2 152 4 Chiều cao (H) m 2,5 5 Chiều dài (L) m 16,2 6 Chiều rộng (B) m 9,4 Hồ điều hòa. Chọn thời gian lưu nước trong hồ điều hòa là 8 giờ. a) Thể tích hồ điều hòa: Chọn hình dạng hồ điều hòa là hình thang và chiều sâu hữu ích (Hh) của hồ điều hòa là 3 m. b) Diện tích hai đáy của hồ điều hòa: Chọn diện tích bề đáy (F1) của hồ điều hòa là: L1*B1 = 11*5m = 55(m2). Hình 6.6: Cấu tạo hồ điều hoà Ta có B2 L2 H L1 B1 Giải phương trình trên ta xác định được F2 = 132(m2). Với các thông số L2, B2 như sau : L2*B2 = 14,75*9m. Chọn chiều cao bảo vệ là 0,3m và bề dầy thành bảo vệ là 0,5m. Chiều sâu xây dựng hồ điều hòa là 3,3m. Chiều dài xây dựng hồ điều hòa là 15,75m. Chiều rộng xây dựng hồ điều hòa là 10 m. Diện tích xây dựng Hồ điều hòa: B*L = 15,75*10 = 157,5(m2). c) Lượng không khí cần cấp cho Hồ điều hòa. Lượng không khí cần cung cấp cho hồ là: Trong đó: vk: Tốc độ khí nén trong hồ điều hoà, vk = 0,01 – 0,015(m3/m3.phút). Chọn vk = 0,013. (PGS.TS Hoàng Văn Huệ. Thoát Nước và XLNT.Tập 2, trang 77) W: Thể tích hồ điều hoà. Chọn hệ thống cấp khí bằng ống thép, hệ thống gồm 1 ống chính và 2 ống phụ, trên mỗi ống phụ thì có các đĩa xốp. Hình 6.7: Cấu tạo hệ thống cung cấp khí Đường kính ống chính: Ống chính Ống phụ . Chọn ống chính có đường kính D = 84 mm. Trong đó: v: vận tốc khí trong ống chính v = 10 – 15 m/s. Chọn v = 10m/s. (Lâm Minh Triết.Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp). Lưu lượng khí trong mỗi ống phụ: Đường kính ống phụ: Chọn ống phụ có đường kính D = 60 mm. Bọt khí đi ra từ đĩa phân phối khí có cường độ khí từ 0,01m3/s đến 0,02m3/s trên một mét vuông bề mặt rỗng của thiết bị. Chọn đĩa phân phối khí có đường kính 300 mm, có diện tích bề mặt là 0,07m2, cường độ khí qua mỗi đĩa là 0,7l/s đến 1,4l/s (TS Trịnh Xuân Lai - Tính toán thiết kế các công trình XLNT, 2000). Chọn cường độ khí qua mỗi đĩa là 1,4l/s = 0,0014m3/s = 5,04m3/h. Số đĩa tán khí trên mỗi ống phụ là: Aùp lực cần thiết cho hệ thống khí nén: Trong đó: hd: là tổn thất áp lực do ma sát trên chiều dài ống dẫn. hcb: là tổn thất áp lực cục bộ. hf: là tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối khí. H: là chiều sâu hữu ích của bể. Thông thường hd và hcb không vượt quá 0,4m, hf không vượt quá 0,5m. (Theo PGS.TS Hoàng Huệ – XLNT-Tr122) Công suất máy khí nén: Trong đó: : hiệu suất máy khí nén, chọn = 0,7. P : áp lực khí nén (atm). Bảng 6.3: Tóm tắt thông số thiết kế hồ điều hoà. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Thời gian lưu nước (t) h 8 2 Thể tích (W) m3 252 3 Diện tích (F) m2 157,5 4 Chiều cao (H) m 3,3 5 Chiều dài (L) m 15,75 6 Chiều rộng (B) m 10 D2 h1 h2 D1 Hình 6.8: Cấu tạo bể khuấy trộn Bể khuấy trộn. Chọn bể khuấy trộn có hình dạng như hình vẽ. Chọn thời gian khuấy trộn là: 10 phút. a)Thể tích của bể khuấy trộn: Chọn chiều cao phần hình trụ (h1) là 1,8m và đường kính (D1) là 1,5m. b) Thể tích phần hình trụ là: c) Thể tích phần hình nón cụt là : Chọn đường kính (D2) của phần hình nón cụt là 0,6m. d) Chiều cao của phần hình nón cụt là : e) Tổng chiều cao của bể khuấy trộn : 1,8 + 0,32 = 2,12(m). Chọn hệ thống khuấy trộn dạng cơ khí, cấu tạo cánh khuấy gồm trục quây và và 4 bản cánh khuấy đặt đối xứng nhau qua trục. Tổng diện tích cánh khuấy lấy bằng 15% diện tích mặt cắt ngang của bể (theo quy phạm từ 15 – 20%). f) Diện tích mặt cắt ngang của bể: g) Diện tích cánh khuấy: Diện tích một bản cánh khuấy: h) Chiều dài cánh khuấy: Chiều dài cánh khuấy phải nhỏ hơn bề rộng bể từ 0,4 – 0,5m, chọn 0,5m. , vậy chiều dài 1 bản cánh khuấy (lban )là 0,5m. i) Chiều rộng 1 bản cánh khuấy là: j) Công suất khuấy trộn. Với nhiệt độ nước là 250C ta có các thông số sau: Độ nhớt động học của nước: µ= 0,897x10-3N.m2/s. Khối lượng riêng của nước: =1000kg/m3. Chế độ khuấy trong bể khuấy trộn (Quá trình thiết bị công nghệ hoá học – tập 10). Trong đó: n là số vòng quay của cánh khuấy (90 vòng/phút = 1.5 vòng/s). Giá trị chuẩn số công suất : Công suất khuấy: (Quá trình thiết bị công nghệ hoá học – tập 10). Bảng 6.4: Tóm tắt thông số thiết kế bể khuấy trộn STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Thời gian lưu nước (t) phút 10 2 Thể tích (W) m3 3,5 3 Đường kính hình trụ (D1) m 1,5 4 Đường kính (D2) m 0,6 5 Chiều cao (H) m 2,42 Bể tạo bông. Chọn thời gian cần thiết là: 10 phút. a) Thể tích của bể tạo bông : Chọn chiều cao phần hình trụ (h1) là 1,8m và đường kính (D1) là 1,5m. b) Thể tích phần hình trụ là: c) Thể tích phần hình nón cụt là : Chọn đường kính (D2) của phần hình nón cụt là 0,6m. d) Chiều cao của phần hình nón cụt là : Tổng chiều cao của bể tạo bông : 1,8 + 0,32 = 2,12(m). Chọn hệ thống khuấy trộn dạng cơ khí, cấu tạo cánh khuấy gồm trục quây và và 4 bản cánh khuấy đặt đối xứng nhau qua trục. Tổng diện tích cánh khuấy lấy bằng 15% diện tích mặt cắt ngang của bể (theo quy phạm từ 15 – 20%). e) Diện tích mặt cắt ngang của bể: f) Diện tích cánh khuấy: Diện tích một bản cánh khuấy: g) Chiều dài cánh khuấy: Chiều dài cánh khuấy phải nhỏ hơn bề rộng bể từ 0,4 – 0,5m, chọn 0,5m. , vậy chiều dài 1 bản cánh khuấy (lban )là 0,5m. h) Chiều rộng 1 bản cánh khuấy là: i) Công suất máy khuấy: Với nhiệt độ nước là 250C ta có các thông số sau: Độ nhớt động học của nước: µ= 0,897x10-3N.m2/s. Khối lượng riêng của nước: =1000kg/m3. Chế độ khuấy trong bể khuấy trộn (Quá trình thiết bị công nghệ hoá học – tập 10). Để tạo điều kiện cho quá trình tạo bông thì vận tốc cánh khuấy trong bể tạo bông là 15vòng/phút = 0,25 vòng/s. Chế độ khuấy trong bể tạo bông: Giá trị chuẩn số công suất : Công suất khuấy: (Quá trình thiết bị công nghệ hoá học – tập 10). D2 h1 h2 D1 D2 h1 h2 D1 Bể khuấy trộn Bể tạo bông ống dẫn nước Hình 6.9: Hệ thống bể khuấy trộn – bể tạo bông Bảng 6.5: Tóm tắt thông số thiết kế bể tạo bông. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Thời gian lưu nước (t) phút 10 2 Thể tích (W) m3 3,5 3 Đường kính hình trụ (D1) m 1,5 4 Đường kính (D2) m 0,6 5 Chiều cao (H) m 2,42 Dchan-dong Dong Dloe hloe Hình6.10: Cấu tạo ống trung tâm bể lắng 1 Bể lắng 1. Chọn bể lắng 1 là bể lắng đứng. a) Dung tích bể: Trong đó: t: thời gian lắng, chọn thời gian lắng là 2h. b) Chiều cao phần hình trụ của bể: Trong đó: vd: vận tốc nước dâng, vd=0,5 – 0,8 mm/s. (Lâm Minh Triết-Xử lý nước thải ĐT&CN-Trang230) c) Tiết diện ngang của bể : d) Tiết diện ống trung tâm: Trong đó: vc: vận tốc nước chảy trong ống trung tâm, thường lấy bằng 0,03m/s và không được lớn hơn 0,1m/s, (XLNT- PGS.TS Hoàng Huệ). e) Tiết diện tổng cộng của bể: f) Đường kính của bể: g) Đường kính ống trung tâm: h) Đường kính miệng loe ống trung tâm bằng chiều cao phần ống loe hloe: i) Đường kính tấm chắn dòng: Khoảng cách từ miệng loe ống trung tâm đến tấm chắn dòng là 0,25 – 0,5m, chọn 0,3m. j) Chiều cao phần hình nón của bể: Trong đó: : góc nghiêng ở đáy, = 450. k) Chiều cao tổng cộng của bể lắng là: Trong đó: Hbv: chiều cao bảo vệ, chọn là 0,3(m). l) Chất lượng nước thải sau khi qua bể lắng: Qua kết quả thí nghiệm xác định được hiệu quả loại bỏ SS là 86,2% và COD là 34,1%. Hàm lượng SS ra: SSra= SSvao*(1-%H) = 630*(1- 0,862) = 86,94(mg/l). Hàm lượng COD ra: CODra= CODvao*(1-%H)= 2520*(1- 0,341)= 1660(mg/l). Hàm lượng BOD ra: BODra= BODvao*(1-%H)= 1725*(1- 0,341)= 1136(mg/l). Bảng6.6:Tóm tắt thông số thiết kế bể lắng 1. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Thời gian lưu nước (t) h 2 2 Thể tích (W) m3 42 3 Diện tích (F) m2 11,89 4 Chiều cao (H) m 5,85 Hồ kị khí. Chọn thời gian lưu nước trong hồ kị khí là 3 ngày (thời gian lưu nước trong mùa hè là 1,5 ngày và mùa đông không quá 5 ngày). Trong hồ kị khí thì hiệu quả khử BOD là từ 65 – 80% vào mùa hè và 45 – 65% vào mùa đông. (Theo PGS.TS Hoàng Huệ-XLNT). Lưu lượng nước: Lưu lượng nước tuần hoàn từ Hồ hiếu khí là: 250m3/ngay.đêm. a) Thể tích của hồ kị khí là: Chọn hình dạng của hồ kị khí là hình thang và chiều sâu hữu ích Hh của hồ là 3,6m (Theo PGS.TS Hoàng Huệ-XLNT). b) Diện tích hai đáy của hồ kị khí: Chọn diện tích bề đáy (F1) của hồ kị khí là : L1*B1 = 25*16m = 400(m2). Ta có Giải phương trình trên ta xác định được F2 = 875(m2). Với các thông số L2, B2 như sau : L2*B2 = 35*25m. Chọn chiều cao bảo vệ là 0.3m và bề dầy thành bảo vệ là 0,5m. Chiều sâu xây dựng hồ kị khí là 3,9m. Chiều dài xây dựng hồ kị khí là 36m. Chiều rộng xây dựng hồ kị khí 26m. Diện tích xây dựng Hồ kị khí: B*L = 36*26= 936(m2). Hàm lượng BOD sau khi qua Hồ kị khí (hiệu quả khử 65%): BODra= (1-0,65)*1136= 398(mg/l). Bảng6.7: Ttóm tắt thông số thiết kế hồ kị khí. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Thời gian lưu nước (t) ngày 3 2 Thể tích (W) m3 2250 3 Diện tích (F) m2 936 4 Chiều sâu xây dựng (H) m 3,9 5 Chiều dài (L) m 36 6 Chiều rộng (B) m 26 Hồ thiếu khí. Chọn hiệu quả xử lý(E) của hồ dạt 60%.(theo PGS.TS Hoàng Huệ – XLNT): a) Thời gian lưu nước trong hồ được xác định theo công thức: Trong đó: S0: BOD5 của nước thải xả vào hồ, mg/l. S0=398 (mg/l). S: BOD5 của nước thải ra khỏi hồ, mg/l. S= (1-0,6)*398 = 159(mg/l). t: thời gian lưu nước trong hồ. kt: hệ số phụ thuộc vào kiểu hồ, nhiệt độ và tính chất nước thải. Trong đó: k20: 0,3 < k20 < 2,5 chọn k20= 1. C: hằng số, đối với hồ làm thoáng tự nhiên C = 1,035 – 1,074, chọn C = 1,04. Vậy thời gian lưu nước trong hồ thiếu khí là: b) Thể tích của hồ thiếu khí là : Chọn chiều sâu hữu ích của hồ Hh = 1,2m. Chiều sâu của hồ thường lấy vào khoảng 0,9 – 1,5m. (theo PGS.TS Hoàng Huệ – XLNT). Chọn hình dạng của hồ thiếu khí hình thang và tỷ lệ chiều dài và chiều rộng là 1:1 đến 2:1 . c) Diện tích hai đáy của hồ thiếu khí: Chọn diện tích bề mặt (F2) của hồ thiếu khí là : L2*B2 = 25*25m = 625(m2). Ta có Giải phương trình trên ta xác định được F1 = 595(m2). Với các thông số L1, B1 như sau : L1*B1 = 20,6*20,6m. Chọn chiều cao bảo vệ là 0.3m và bề dầy thành bảo vệ là 0,5m. Chiều sâu xây dựng hồ thiếu khí là 1,5m. Chiều dài xây dựng hồ thiếu khí là 26m. Chiều rộng xây dựng hồ thiếu khí 26m. Diện tích xây dựng Hồ thiếu khí: B*L = 26*26= 676(m2). Bảng6.8: Tóm tắt thông số thiết kế hồ thiếu khí. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Thời gian lưu nước (t) ngày 1,25 2 Thể tích (W) m3 625 3 Diện tích (F) m2 676 4 Chiều sâu xây dựng (H) m 1,5 5 Chiều dài (L) m 26 6 Chiều rộng (B) m 26 Hồ hiếu khí. Chọn loại hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo, chiều sâu Hh của hồ là 3m. Chọn thời gian lưu nước trong hồ là 3 ngày. a) Thể tích của hồ hiếu khí: b) Hiệu quả xử lý của hồ: Trong đó: S: nồng độ BOD5 ra khỏi hồ (mg/l). S0: nồng độ BOD5 ở đầu vào (mg/l). S0=159mg/l. t: thời gian lưu nước trong hồ, bằng với thời gian lưu bùn (ngày). Kt: hằng số tốc độ phản ứng ở T0C. Trong đó: K20: hằng số tốc độ phản ứng ở 200C (dao động từ 0,3 – 2,5), chọn K20 = 1. T: nhiệt độ nước thải trong hồ T = 250C. Hiệu quả xử lý (E) của hồ là: Chọn hình dạng của hồ hiếu khí hình thang. c) Diện tích hai đáy của hồ thiếu khí: Chọn diện tích bề mặt (F2) của hồ hiếu khí là : L2*B2 = 25*25m = 625(m2). Ta có Giải phương trình trên ta xác định được F1 = 384(m2). Với các thông số L1, B1 như sau : L1*B1 = 19,6*19,6m. Chọn chiều cao bảo vệ là 0.3m và bề dầy thành bảo vệ là 0,5m. Chiều sâu xây dựng hồ hiếu khí là 3,3m. Chiều dài xây dựng hồ hiếu khí là 26m. Chiều rộng xây dựng hiếu khí là 26m. Diện tích xây dựng Hồ hiếu khí là : B*L = 26*26= 676(m2). d) Lượng oxy cần thiết: (Theo TS. Trịnh Xuân Lai. Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải). Lượng oxy cần thiết cho quá trình xử lý nước thải bằng sinh học gồm lượng oxy cần để làm sạch BOD, oxy hoá NH4+ thành NO3-, khử NO3-. Trong đó: C0: lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 200C. Q: lưu lượng nước thải cần xử lý(m3/ngay.đêm). S0, S:nồng độ BOD5 trong nước thải đầu vào và đầu ra (g/m3). f: hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD hay BOD20, , f: 0,45 – 0,68. Px: phần tế bào dư thải ra ngoài theo bùn dư, chọn Px= 0. 1,42: hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD. N0, N: Tổng hàm lượng Nitơ đầu vào và đầu ra (g/m3). Trong đó: N0: được ước tính như sau: Qua bể gạn mủ loại bỏ được 15% N. Qua hồ kị khí loại bỏ được 30% N. Qua hồ thiếu khí loại bỏ được 45% N. N= (1-0,55)*81,2=36,54(mg/l), ước tính qua hồ hiếu khí loại bỏ được 55% N. 4,57: hệ số sử dụng oxy khi oxy hoá NH4+ thành NO3-. e) Lượng oxy sử dụng trong thực tế: Trong đó: : hệ sốđiều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước thải thường lấy = 1. Csh: nồng độ oxy bão hoà trong nước sạch ứng với T0C và độ cao theo mực nước biển tại nhà máy xử lý (mg/l). Csh = 9,08. CS20: nồng độ oxy bão hoà trong nước sạch ở 200C. CS20= 9,08. Cd: nồng độ oxy cần duy trì trong công trình (mg/l), thường lấy bằng 1,5 – 2mg/l. Chọn Cd= 2 mg/l. : hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải, = 0,6 – 0,94. f) Tính toán thiết bị làm thoáng. Chọn thiết bị làm thoáng bề mặt kiểu tuabin. Diện tích bề mặt của hồ hiếu khí là 625 m2, chiều dài 25m và chiều rộng 25m. Để đảm bảo yêu cầu khuấy trộn, chia mặt hồ thành 4 ô có diện tích là 12,5*12,5m. Tại tâm mỗi ô đặt một thiết bị turbin làm thoáng bề mặt. Công suất khuấy trộn của mỗi turbin là: 7,5kW.(theo TS. Trịnh Xuân Lai. Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, Bảng 7 -8 Tr 131). Công suất khuấy trộn cần thiết của hồ là: 7,5*4 = 30kW/h. Công suất hoà tan cần thiết của một thiết bị là: Trong đó: n: số turbin. a: hệ số giảm công suất hoà tan oxy do cặn và các chất hoạt tính bề mặt. Như vậy dựa vào công suất hoà tan oxy và dựa vào(bảng 7-5 theo TS. Trịnh Xuân Lai. Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải). Ta xác định được các thông số của tuabin dạng đĩa cánh phẳng: Đường kính tuabin là 0,7m. Số vòng quay/phút là 95. Vận tốc tiếp tuyến là 3,5m/s. Số cánh quạt 8. Chiều cao cánh quạt là 14cm. Chiều dài cánh quạt là 20cm. Công suất hữu ích là 2,4KW. Bảng6.9: Tóm tắt thông số thiết kế hồ hiếu khí. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Thời gian lưu nước (t) ngày 3 2 Thể tích (W) m3 1500 3 Diện tích (F) m2 676 4 Chiều sâu xây dựng (H) m 3,3 5 Chiều dài (L) m 26 6 Chiều rộng (B) m 26 Hồ lắng xử lý bổ xung. Chọn thời gian lưu nước trong hồ lắng là 1 ngày. Và chiều cao vùng lắng là 1m. a) Thể tích của hồ là : b) Diện tích mặt bằng của hồ lắng là: Chiều dài và chiều rộng của hồ là: 25*20m. c) Chiều sâu phần chứa cặn: Chọn thời gian phân huỷ cặn lắng ở đáy hồ là 1 năm lấy đi 1 lần. Do cặn ở bể lắng bị phân huỷ kị khí, cặn hữu cơ bay hơi, sau một năm thường thì bị phân huỷ 40 – 60% thành mêtan và các khí khác. Lượng cặn còn lại có thể tính theo công thức của Adams và Eckenfelder: Trong đó: Wcặn: khối lượng cặn của chất hữu cơ còn lại sau t năm. Wcan-huu-co: khối lượng cặn hữu cơ ban đầu, kg. t: thời gian (ngày hoặc năm). Kd: hệ số phân huỷ (năm-1), Kd: 0,3 – 0,5năm-1. Khối lượng cặn lơ lững ban đầu: Chọn độ tro của cặn là 0,3. Trong đó: SS: hàm lượng chất rắn lơ lửng, chọn SS =86,94 mg/l (SS ra khỏi bể lắng). Các thông số động học, Y = 0,65, Kd= 0,07. S0, S: hàm lượng BOD5 ở đầu vào và đầu ra của hồ hiếu khí. : thời gian lưu bùn trong hồ hiếu khí, ngày. Do độ tro của cặn là 0,3 nên tổng lượng cặn hữu cơ bay hơi là: Lượng cặn vô cơ là: Vậy lượng cặn hữu cơ sau 1 năm phân huỷ còn: Lượng cặn tích tụ lại trong bể sau 1 năm phân huỷ là: Giả sử sau 1 năm, thì độ ẩm của cặn là 75%(25% cặn, 75% nước) tỉ khối cặn = 1100 kg/m3. Thể tích phần chứa cặn: Chiều sâu chứa cặn là: Tổng chiều cao của hồ lắng là: Chọn chiều cao bảo vệ là 0.3m và bề dầy thành bảo vệ là 0,5m. Chiều sâu xây dựng hồ lắng là 1,44m. Chiều dài xây dựng hồ lắng là 26m. Chiều rộng xây dựng hồ lắng là 21m. Diện tích xây dựng Hồ lắng : B*L = 26*21= 546(m2). Bảng 6.10: Tóm tắt thông số thiết kế hồ lắng. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Thời gian lưu nước (t) ngày 1 2 Thể tích (W) m3 500 3 Diện tích (F) m2 546 4 Chiều sâu xây dựng (H) m 1,44 5 Chiều dài (L) m 26 6 Chiều rộng (B) m 21 Sân phơi bùn. Sân phơi bùn chủ yếu tiếp nhận lượng bùn sinh ra từ bể lắng đứng. a) Lượng bùn sinh ra từ bể lắng đứng: Mtươi = 630*0,862*500 = 271530 (g/ngày) = 271,530 (kg/ngày). b) Lượng bùn tươi cần xử lý: Trong đó: S: tỷ trọng cặn tươi, S= 1,02kg/l. (bảng 13-1. TS.Trịnh Xuân Lai, XLNT) P: nồng độ cặn, P= 5%, (bảng 13 – 5). c) Thể tích bùn sau khi làm khô từ độ ẩm 95% đến 75% trong một năm là: Trong đó: P1: độ ẩm của bùn cặn ban đầu,%. Chọn 95%. P2: độ ẩm của bùn cặn sau khi làm khô trên sân phơi bùn, chọn 75%. d) Diện tích hữu ích của sân phơi bùn được xác định: Trong đó: q0: tải trọng cặn lênh sân phơi bùn, (theo bảng 3.17- XLNTĐT&CN-Lâm Minh Triết), chọn q0= 2,0m3/m2.năm. n: hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, n= 4. Sân phơi bùn chia làm 3 ô, kích thước mỗi ô là B*L = 8,1*10m. Tổng diện tích của sân phơi bùn, trong đó diện tích các công trình phụ lấy bằng 20% của diện tích của sân phơi bùn. Chiều cao bảo vệ là: 0,3m. Chiều cao lớp xả lớp bùn là: 0,5m. Chiều cao lớp cát trong sân phơi bùn là: 0,25m Chiều cao lớp sỏi là: 0,4m Chiều cao lớp bê tông: 0.2m Chiều cao tổng cộng của sân phơi bùn là: 1,65 m. Bảng6.11: Tóm tắt thông số thiết kế sân phơi bùn. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Diện tích (F) m2 243 4 Chiều cao (H) m 1,35 5 Chiều dài (L) m 24,3 6 Chiều rộng (B) m 10 TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN 2: Các công trình đơn vị: Song chắn rác – Bể gạn mủ – Hồ điều hoà – Bể keo tụ – Bể tạo bông – Bể lắng 1 – Hồ lắng xử lý bổ xung - được tính toán theo phương án 1. 6.4.12 Tính toán bể UASB. Để đảm bảo cho bể aerotank hoạt động tốt thì hàm lượng COD đầu ra tại bể UASB là 500mg/l. a) Hiệu xử lý tính theo COD: b) Lượng COD cần khử trong một ngày: c) Dung tích xử lý yếm khí cần thiết: Trong đó: a: tải trọng khử COD, chọn 10 kgCOD/m3ngày. (Theo bảng 12.1 – Tính toán thiết kế các công trình XLNT- Trịnh Xuân Lai). d) Diện tích của bể: , các thông số B*L = 4*6,5m. Trong đó: v: vận tốc nước dâng trong bể từ 0,6m/h đến 0,9m/h, chọn 0,8m/h. e) Chiều cao phần xử lý yếm khí: f) Tổng chiều cao của bể: Trong đó: H2: chiều cao vùng lắng >=1m, chọn H2= 1,2m. H3: chiều cao dự trữ, H3= 0,3m. g) Thời gian lưu nước: Chọn hiệu quả xử lý BOD sau khi qua bể UASB là 60%, 30% N được loại bỏ và 35% P. (Theo TS.Trịnh Xuân Lai Tính Toán thiết kế các công trình XLNT – Trang 75 và Lâm Minh Triết XLNTĐT&CN- Trang 24). BODra = BODvao*(1-%H) = 1136*(1-0,6) = 454(mg/l). Nra = Nvao*(1-%H) = 210*(1-0,3)= 147 (mg/l). Pra = Pvao*(1-%H) = 76,5*(1-0,35)= 49(mg/). Bảng6.12: Tóm tắt thông số thiết kế bể UASB. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Diện tích (F) m2 26 2 Chiều cao (H) m 3,8 3 Chiều dài (L) m 6,5 4 Chiều rộng (B) m 4 5 Thời gian lưu nước h 4.37 6.4.13 Tính toán bể Aerotank hỗn hợp. A . THỂ TÍCH VÙNG AEROBIC ĐỂ KHỬ BOD5 VÀ NH4+. Tính toán theo điều kiện Nitrat hoá. a) Thời gian cần thiết để Nitrat hoá. Trong đó: N0: Hàm lượng N đầu vào N: Hàm lượng N đầu ra: 30 mg/l. : tốc độ sử dụng N của vi khuẩn Nitrat hoá: ; Trong đó: : tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn Nitrat hoá. :0,95 ngày-1 ở 200C (bảng 5-4, TTTK các công trình XLNT, Trịnh Xuân Lai). Nhiệt độ thấp nhất về mùa đông 150C. Hàm lượng oxy hoà tan trong bể DO= 2mg/l. Hệ số K02 lấy bằng 1,3mg/l. Giá trị pH của nước thải là 7,2. YN: 0,25 (bảng 5-4, TTTK các công trình XLNT, Trịnh Xuân Lai). XN: thành phần hoạt tính của vi khuẩn Nitrat hoá trong bùn hoạt tính: X: nồng độ bùn hoạt tính, chọn X= 2000mg/l. Vậy thời gian cần thiết để Nitrat hoá là: b) Thời gian lưu bùn trong bể: (KdN = 0,04 tra bảng 5-4, TTTK các công trình XLNT, Trịnh Xuân Lai). c) Thể tích bể Aerotank để khử NH4+: Tính toán theo điều kiện khử BOD5. a) Tốc độ oxy hoá BOD5 mg/l cho 1mg/l bùn hoạt tính trong 1 ngày: Từ công thức: Trong đó: theo tuổi của bùn Nitrat hoá đã tính ở trên. Y: 0,6 (bảng 5-1, TTTK các công trình XLNT, Trịnh Xuân Lai). Kd: 0,055 ngày-1. b) Thời gian cần thiết để khử BOD5: Chọn dung tích bể theo thời gian lưu nước 0,54 ngày để Nitrat hoá là 270m3. Như vậy diện tích của bể Aerotank hỗn hợp để khử BOD5 và NH4+ là 270m3. B. THỂ TÍCH VÙNG ANOXIC ĐỂ KHỬ NO3-. Hàm lượng NH4+ bị khử trong vùng Aerobic là: 147 – 30 = 117mg/l. Khi chuyển hoá 1mg NH4+ cần tiêu thụ 3,96 mgO2 và tạo ra 0,31 mg tế bào mới, (Theo, TS.Trịnh Xuân Lai – Tính toán thiết kế các công trình XLNT). Như vậy trong quá trình khử NH4+ thì không phải toàn bộ hàm lượng NH4+ bị chuyển hoá thành NO3- mà khoảng 20 – 40% NH4+ bị đồng hoá thành vỏ tế bào. a) Khối lượng NH4+ bị đồng hoá: Khối lượng NH4+ chuyển hoá thành NO3-: 117 – 36,3 = 81mg/l. b) Tốc độ khử NO3- ở nhiệt độ 150C: Trong đó: T: nhiệt độ thấp nhất 150C. DO: oxy hoà tan trong bể DO= 0,15mg/l. : tốc độ khử NO3- ở nhiệt độ 200C = 0,10 mgNO3-/mgbùn.ngày. c) Thời gian cần thiết để khử NO3-: d) Thể tích vùng thiếu khí trong bể Aerotank để khử NO3-: Tổng thể tích của bể Aerotank là :270 + 325 =595(m3). Bể Aerotank được chia ra làm 4 vùng: 2 vùng thiếu khí – 2 vùng hiếu khí . Thể tích của mỗi vùng thiếu khí là 163m3. Thể tích của mỗi vùng hiếu khí là 135m3. Chọn chiều cao hữu ích của bể là 3m. Diện tích mặt bằng của mỗi vùng thiếu khí là 54m2. Diện tích mặt bằng của mỗi vùng hiếu khí là 45m2. Tại mỗi vùng hiếu khí, không khí được cấp bằng hệ thống đĩa phân phối khí. C. LƯỢNG BÙN SINH RA DO KHỬ BOD5. a) Tốc độ tăng trưởng của bùn: b) Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày: c) Tổng lượng cặn sinh ra trong một ngày: d) Lượng cặn dư xả đi hàng ngày: Pxa = P – Pra = P – (Q*SSra*10-3) = 150 – (500*50*10-3)= 150 – 25 = 125(kg/ngày) e) Lưu lượng xả bùn: Trong đó: Xra = b*0,7 = 32,5*0,7 = 22,75 (mg/l) (0,7 là tỷ lệ cặn bay hơi trong tổng số cặn hữu cơ). Với b = 50*0,65 = 32,5 là lượng cặn hữu cơ trong nước ra khỏi bể lắng.( Hàm lượng cặn lơ lửng là 50, trong đó có 65% cặn hữu cơ). D. LƯỢNG OXY CẦN THIẾT: (Theo TS. Trịnh Xuân Lai. Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải). a) Lượng oxy cần thiết cho quá trình xử lý nước thải bằng sinh học gồm lượng oxy cần để làm sạch BOD, oxy hoá NH4+ thành NO3-, khử NO3-: Trong đó: C0: lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 200C. Q: lưu lượng nước thải cần xử lý(m3/ngay.đêm). S0, S:nồng độ BOD5 trong nước thải đầu vào và đầu ra (g/m3). f: hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD hay BOD20, , f: 0,45 – 0,68. Px: phần tế bào dư thải ra ngoài theo bùn dư, Trong đó: Yb: hệ số lượng bùn sản sinh từ việc khử BOD: 1,42: hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD. N0, N: Tổng hàm lượng Nitơ đầu vào và đầu ra (g/m3). 4,57: hệ số sử dụng oxy khi oxy hoá NH4+ thành NO3-. b) Lượng oxy sử dụng trong thực tế: Trong đó: : hệ sốđiều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước thải thường lấy = 1. Csh: nồng độ oxy bão hoà trong nước sạch ứng với T0C và độ cao theo mực nước biển tại nhà máy xử lý (mg/l). Csh = 9,08. CS20: nồng độ oxy bão hoà trong nước sạch ở 200C. CS20= 9,08. Cd: nồng độ oxy cần duy trì trong công trình (mg/l), thường lấy bằng 1,5 – 2mg/l. Chọn Cd= 2 mg/l. : hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải, = 0,6 – 0,94. c) Tính toán thiết bị phân phối khí. Diện tích bề mặt của vùng hiếu khí trong bể aerotank là 45m2, chiều dài 10m và chiều rộng 4,5m. Lượng oxy cần cung cấp cho 1 vùng hiếu khí trong bể aerotank là 345kgO2/ngày. (theo TS. Trịnh Xuân Lai. Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, Bảng 7 -1 Tr 112). Lượng không khí cần thiết : Trong đó: f: hệ số an toàn, thường từ 1,5 – 2, chọn f= 1,5. OU: công suất hoà tan oxy của thiết bị phân phối. OU= Ou*h= 7*3= 21(grO2/m3). Với Ou là lượng oxy hòa tan (grO2 cho 1m3 không khí) với độ ngập nước của thiết bị phân phối khí là 1m. Ou = 7. h: là độ ngập nước của thiết bị phân phối khí, h=3m. Chọn hệ thống phân phối khí cho bể là hệ thống đĩa phân phối khí, được thiết kế dạng xương cá. Vận tốc khí trong ống là 10 – 15m/s, chọn v = 12,5m/s. Đường kính ống chính là: chọn D= 168mm. Bọt khí đi ra từ đĩa phân phối khí có cường độ khí từ 0,01m3/s đến 0,02m3/s trên một mét vuông bề mặt rỗng của thiết bị. Chọn đĩa phân phối khí có đường kính 400 mm, có diện tích bề mặt là 0,125m2, cường độ khí qua mỗi đĩa là 1,25l/s đến 2,5/s (TS Trịnh Xuân Lai - Tính toán thiết kế các công trình XLNT, 2000). Chọn cường độ khí qua mỗi đĩa là 2,5l/s = 0,0025m3/s = 9m3/h. Số đĩa phân phối khí trong bể: Tổng diện tích của đĩa phân phối khí trong bể là: 100*0,125 = 12,5(m2). Đường kính ống nhánh: Các ống nhánh được phân phối điều và đối xứng với nhau từng cập qua ống chính, chọn 10 ống nhánh, mỗi ống nhánh có 12 đĩa phân phối khí. Chọn vận tốc khí đi trong ống nhánh v= 10m/s. Aùp lực cần thiết cho hệ thống khí nén: Trong đó: hd: là tổn thất áp lực do ma sát trên chiều dài ống dẫn. hcb: là tổn thất áp lực cục bộ. hf: là tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối khí. H: là chiều sâu hữu ích của bể. Thông thường hd và hcb không vượt quá 0,4m, hf không vượt quá 0,5m. (Theo PGS.TS Hoàng Huệ – XLNT-Tr122) Công suất máy khí nén: Trong đó: : hiệu suất máy khí nén, chọn = 0,8. P : áp lực máy khí nén (atm). Bảng6.13: Tóm tắt thông số thiết kế bể Aerotank hỗn hợp. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Thể tích vùng Aerobic m3 270 2 Thể tích vùng Anoxic m3 325 3 Thể tích tổng cộng m3 595 4 Diện tích m2 198 5 Chiều cao (H) m 3,3 6 Chiều dài (L) m 19,8 7 Chiều rộng (B) m 10 8 Thời gian lưu nước h 28,5 Bể lắng 2. a) Diện tích mặt bằng của bể: Trong đó: : hệ số tuần hoàn, chọn = 0,75. C0 : Nồng độ bùn duy trì trong bể aerotank. C0= X/= 2000/0,7 = 2857 (g/m3), do độ tro của cặn là 0,3. Ct : nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn, Ct = 10000(mg/l). VL : vận tốc lắng. Với CL= ½*Ct = 5000 (g/m3). Nồng độ bùn ở bề mặt phân chia lắng. Vmax: vận tốc lắng cực đại, Vmax=7 m/h. b) Diện tích tổng cộng của bể( kể cả diện tích buồn phân phối trung tâm): c) Đường kính của bể: d) Đường kính ống trung tâm: e) Diện tích buồng phân phối trung tâm: f) Diện tích vùng lắng của bể: g) Tải trọng thuỷ lực: h) Vận tốc của dòng nước đi lên trong bể: i) Máng thu nước đặt theo chu vi bể có đường kính bằng 0,8 đường kính bể. Chiều dài máng thu nước: Tải trọng thu nước trên 1m chiều dài của máng: j) Tải trọng bùn: k) Chiều cao bể lắng: Chọn chiều cao bể H = 4m, trong đó: Chiều cao dự trữ là h1= 0,3m. Chiều cao phần nước trong h2 = 1,5m. Chiều cao phần chóp đáy bể, chọn đáy có góc nghiêng 250 về phía tâm: Chiều cao phần chứa bùn: h4 = H – h1 – h2 – h3 = 4 – 0,3 – 1,5 – 1,5 = 0,7(m) l) Thể tích phần chứa bùn: m) Nồng độ bùn trong bể: n) Lượng bùn chứa trong bể lắng: o) Lượng bùn cần thiết trong bể aerotank. p) Thể tích bể lắng: q) Lưu lượng nước đi vào bể: r) Thời gian lưu nước trong bể: Bảng 6.14: Tóm tắt thông số thiết kế bể lắng 2. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Diện tích (F) m2 32 2 Chiều cao (H) m 4 3 Đường kính (D) m 6,6 4 Thể tích (W) m3 126 5 Thời gian lưu nước h 3,4 Tính toán sân phơi bùn. Cách tính toán sân phơi bùn ở phương án 2 giống như là phương án 1. Lượng bùn ở sân phơi bùn bao gồm bùn sinh ra ở bể lắng 1 và bùn dư ở bể lắng 2. a) Lượng bùn xả ra ở bể lắng 2 là: 125 kg/ngày. Lượng bùn cần xử lý: Trong đó: S: tỷ trọng cặn tươi, S= 1,005kg/l. (bảng 13-1. TS.Trịnh Xuân Lai, XLNT) P: nồng độ cặn, P= 5%, (bảng 13 – 5). b) Tổng lượng bùn: Q = Qlắng 1+ Qlắng 2 = 2,487 + 5,324 = 7,8(m3). c) Diện tích hữu ích của sân phơi bùn được xác định: Trong đó: q0: tải trọng cặn lênh sân phơi bùn, (theo bảng 3.17- XLNTĐT&CN-Lâm Minh Triết), chọn q0= 2,0m3/m2.năm. n: hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, n= 4. Sân phơi bùn chia làm 6 ô, kích thước mỗi ô là B*L = 8*7,5m. Tổng diện tích của sân phơi bùn, trong đó diện tích các công trình phụ lấy bằng 20% của diện tích của sân phơi bùn. Chiều cao bảo vệ là: 0,3m. Chiều cao lớp xả lớp bùn là: 0,5m. Chiều cao lớp cát trong sân phơi bùn là: 0,25m Chiều cao lớp sỏi là: 0,4m Chiều cao lớp bê tông: 0.2m Chiều cao tổng cộng của sân phơi bùn là: 1,65 m. Bảng6.15: Tóm tắt thông số thiết kế sân phơi bùn phương án 2. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Diện tích (F) m2 356 4 Chiều cao (H) m 1,35 5 Chiều dài (L) m 22.5 6 Chiều rộng (B) m 16 6.5 Khái toán kinh tế và giá thành công trình. Trong quá trình xây dựng thì tuỳ theo chức năng và yêu cầu của từng bể mà ta chọn loại vật liệu cũng như là kết cấu vật liệu phù hợp và mang tính kinh tế: Kí hiệu vật liệu: A: xây dựng bằng Bêtông cốt thép và ước tính chi phí xây dựng cho 1m2 vật liệu là 2.000.000 (đồng/m2). B: xây dựng bằng gạch và có Bêtông cốt thép, chi phí xây dựng cho 1m2 vật liệu là 250.000 (đồng/m2). C: Bể xây dựng bằng Bêtông và có lớp lưới B40, chi phí xây dựng cho 1m2 vật liệu là 150.000 (đồng/m2). D: Bể xây dựng bằng thép, chi phí được tính theo thể tích của bể, 1m3 3.000.000 (đồng/m3). 6.5.1 PHƯƠNG ÁN 1. Chi phí xây dựng và lắp đặt hệ thống. a). Chi phí xây dựng. STT Công trình Vật liệu XD Số lượng Diện tích xây dựng m2 Thành tiền (đồng) 1 Mương đặt song chắn rác B 01 1,5 600.000 2 Bể gạn mủ B 01 152 38.000.000 3 Hồ điều hoà C 01 157 23.000.000 4 Bể khuấy trộn D 01 3,5m3 10.000.000 5 Bể tạo bông D 01 3,5m3 10.000.000 6 Bể lắng đứng A 01 11,9 24.000.000 7 Hồ kị khí C 01 936 140.000.000 8 Hồ thiếu khí C 01 676 100.000.000 9 Hồ hiếu khí C 01 676 100.000.000 10 Hồ lắng C 01 546 82.000.000 11 Sân phơi bùn B 01 261 65.000.000 12 Nhà điều hành B 01 20 5.000.000 TỔNG CỘNG 597.600.000 b). Chi phí lấp đặt thiết bị: STT Thiết bị Số lượng Thành tiền (đồng) 1 Song chắn rác (inox) 1 1.750.000 2 Bơm nước thải nhúng chìm . 2 20.000.000 3 Bơm bùn 2 28.000.000 4 Bơm định lượng hoá chất 2 1.200.000 5 Môtơ cánh khuấy 2 10.000.000 6 Hệ thống điện và tủ điện điều khiển 1 24.000.000 7 Máy nén khí 2 50.000.000 8 Thùng pha hoá chất 2 2.000.000 9 Hệ thống đường ống kỹ thuật, ống dẫn hoá chất. 20.000.000 10 Đường ống dẫn khí nén 10.000.000 11 Thiết bị làm thoáng cơ khí 4 60.000.000 12 Cầu thang, lang cang, sàn công tác 20.000.000 13 Đĩa phân phối khí 40 3.200.000 14 Bơm nước thải tuần hoàn 1 15.000.000 Tổng cộng 249.150.000 Tổng chi phí xây dựng cơ bản là: 597.600.000 + 249.150.000= 846.750.000(đồng). Niên hạn thiết kế là 15năm. Chi phí đầu tư xây dựng cho 1m3 nước thải. Chi phí lãi suất ngân hàng tính cho 1m3 nước thải. Chi phí quản lý và vận hành. a). Chi phí hoá chất Chi phí PAC: 2.000.000 đồng/ngày. Chi phí NaOH: 125.000 đồng/ngày. Tổng chi phí hoá chất là 2.125.000 đồng/ngày = 775.625.000 đồng/năm. b). Chi phí điện năng. Ước tính chi phí tiêu thụ điện năng hằng ngày là 100KW, với chi phí 1KW điện là 1.200 đồng Tổng chi phí điện năng là 120.000 đồng/ngày = 43.800.000 đồng/năm. c). Lương công nhân. Trả lương cho 2 người với mức lương 1.200.000 đồng/ người.tháng. Tổng chi phí: 2*1.200.000*12 = 28.800.000 đồng/năm. d). Chi phí sửa chữa nhỏ: Chi phí sửa chữa nhỏ bằng 0,07% tổng chi phí đầu tư. Chi phí sửa chữa nhỏ = e). Chi phí sửa chữa lớn Chi phí sửa chữa lớn bằng 0,9% tổng chi phí đầu tư. Chi phí sửa chữa lớn = Tổng chi phí quản lý và vận hành là: chi phí hoá chất + chi phí điện năng + lương công nhân + chi phí sửa chữa = 857.369.675 đồng/năm. Chi phí quản lý vận hành cho 1m3 nước thải. Tổng chi phí giá thành cho 1m3 nước thải theo phương án 1 là: T = T1 + T2 +T3 = 309 + 37,1 + 4.692 = 5.000( đồng/m3). 6.5.2 PHƯƠNG ÁN 2. Chi phí xây dựng và lắp đặt hệ thống. a). Chi phí xây dựng. STT Công trình Vật liệu XD Số lượng Diện tích xây dựng m2 Thành tiền (đồng) 1 Mương đặt song chắn rác B 01 1,5 600.000 2 Bể gạn mủ B 01 152 38.000.000 3 Hồ điều hoà C 01 157 23.000.000 4 Bể khuấy trộn D 01 3,5m3 10.000.000 5 Bể tạo bông D 01 3,5m3 10.000.000 6 Bể lắng đứng A 01 11,9 24.000.000 7 Bể UASB A 01 26 52.000.000 8 Bể Aerotank A 01 190 380.000.000 9 Bể lắng 2 A 01 32 64.000.000 10 Hồlắng C 01 546 82.000.000 11 Sân phơi bùn B 01 356 89.000.000 12 Nhà điều hành B 01 20 5.000.000 Tổng cộng 753.600.000 b). Chi phí lấp đặt thiết bị: STT Thiết bị Số lượng Thành tiền (đồng) 1 Song chắn rác (inox) 1 1.750.000 2 Bơm nước thải nhúng chìm . 2 20.000.000 3 Bơm bùn 4 56.000.000 4 Bơm định lượng hoá chất 2 1.200.000 5 Môtơ cánh khuấy 2 10.000.000 6 Hệ thống điện và tủ điện điều khiển 1 24.000.000 7 Máy nén khí 4 100.000.000 8 Thùng pha hoá chất 2 2.000.000 9 Hệ thống đường ống kỹ thuật, ống dẫn hoá chất. 20.000.000 10 Đường ống dẫn khí nén 10.000.000 11 Cầu thang, lang cang, sàn công tác 20.000.000 12 Đĩa phân phối khí 140 1.280.000 Tổng cộng 326.950.000 Tổng chi phí xây dựng cơ bản là:753.600.000 + 326.950.000= 1.080.550.000(đồng). Niên hạn thiết kế là 15năm. Chi phí đầu tư xây dựng cho 1m3 nước thải. Chi phí lãi suất ngân hàng tính cho 1m3 nước thải. Chi phí quản lý và vận hành. a). Chi phí hoá chất Chi phí PAC: 2.000.000 đồng/ngày. Chi phí NaOH: 125.000 đồng/ngày. Tổng chi phí hoá chất là 2.125.000 đồng/ngày = 775.625.000 đồng/năm. b). Chi phí điện năng. Ước tính chi phí tiêu thụ điện năng hằng ngày là 100KW, với chi phí 1KW điện là 1.200 đồng Tổng chi phí điện năng là 120.000 đồng/ngày = 43.800.000 đồng/năm. c). Lương công nhân. Trả lương cho 2 người với mức lương 1.200.000 đồng/ người.tháng. Tổng chi phí: 2*1.200.000*12 = 28.800.000 đồng/năm. d). Chi phí sửa chữa nhỏ: Chi phí sửa chữa nhỏ bằng 0,07% tổng chi phí đầu tư. Chi phí sửa chữa nhỏ = e). Chi phí sửa chữa lớn bằng 0,9% tổng chi phí đầu tư. Chi phí sửa chữa lớn = Tổng chi phí quản lý và vận hành là: chi phí hoá chất + chi phí điện năng + lương công nhân + chi phí sửa chữa = 858.706.335 đồng/năm. Chi phí quản lý vận hành cho 1m3 nước thải. Tổng chi phí giá thành cho 1m3 nước thải theo phương án 2 là: T = T1 + T2 = 394 + 47,4 + 4.705 = 5.200( đồng/m3). Bảng 6.16: Tóm tắt chi phí của các phương án xây dựng Tên phương án Phương án 1 Phương án 2 Chi phí xây dựng (đồng) 846.750.000 1.080.550.000 Chi phí cho 1m3 nước thải (đồng/m3) 5.000 5.200 Diện tích xây dựng (m2) 3.443 1.516 Tổng thời gian lưu nước (ngày) 9 3,2 6.6 Lựa chọn phương án. Như vậy qua quá trình tính toán sơ bộ thì giá để xử lý 1m3 nước thải theo phương án 1 là 5.000 đồng/m3, theo phương án 2 là 5.200 (đồng/m3). Ở phương án 1 thì chiếm diện tích mặt bằng là 3.443m2 và ở phương án 2 là 1.546m2, tổng thời gian lưu nước cho toàn bộ quá trình xử lý ở phương án 1 là 9 ngày và ở phương án 2 là 3,2 ngày. Ở hai phương án xử lý điều trải qua quá trình xử lý sinh học và quá trình xử lý sinh học đó diễn ra trong các môi trường phân huỷ khác nhau: Phương án 1: Hồ kị khí – Hồ thiếu khí – Hồ hiếu khí. Phương án 2 : Bể UASB – Bể Aerotank hỗn hợp (thiếu khí – hiếu khí). Như vậy cả hai phương án thiết kế điều đáp ứng được quá trình xử lý kết hợp COD, BOD, N, P và nước thải ra đạt cột B TCVN 5945 – 1995 đổ ra suối Bến Ván. Nhưng mỗi phương án điều có những mặt hạn chế của nó, vì vậy việc lựa chọn phương án thiết kế phải xem xét đến nhiều yếu tố: Chi phí xây dựng. Hiệu quả xử lý. Diện tích mặt bằng. Phương án Ưu điểm Nhược điểm Phương án 1 Giá thành xử lý của 1 m3 nước thải rẻ hơn phương án 2. Tổng thời gian lưu nước cho toàn hệ thống là 9 ngày và hệ thống xử lý chịu được sự biến đổi về tải trọng của các chất ô nhiễm và hiệu quả xử lý cao hơn phương án 2. Hệ thống vận hành đơn giản hơn phương án 2. Diện tích mặt bằng xây dựng lớn hơn phương án 2. Phương án 2 Diện tích mặt bằng xây dựng nhỏ hơn phương án 1. Giá thành xử lý 1m3 nước thải lớn hơn phương án 1. Tổng thời gian lưu nước của hệ thống là 3,2 ngày và tại bể Aerotank hỗn hợp thì rất khó tạo ra sự thay đổi liên tiếp từ môi trường Thiếu khí đến Hiếu khí và ngược lại trong điều kiện nhân tạo. Vì vậy hiệu quả xử lý thấp hơn phương án 1. Quá trình vận hành hệ thống phức tạp và tốn nhiều năng lượng hơn phương án 1. Kết luận: Từ những yếu tố đã phân tích, chọn phương án 1 làm phương án thiết kế cho hệ thống xử lý nước thải cho dây chuyền chế biến mủ Latex của nhà máy cao su Hiệp Thành – Bình Dương với công suất thiết kế 500m3/ngày. Chương 7: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 7.1 Kết luận. Ngành công nghiệp sản xuất và chế biến cao su là một trong những ngành góp phần quan trọng vào sự phát triển kinh tế của đất nước. Ngành công nghiệp sản xuất và chế biến cao su đã đem lại những ảnh hưởng xấu đến các vấn đề môi trường, đặc biệt là môi trường nước và không khí. Tuỳ theo công nghệ sản xuất, loại hình sản phẩm mà nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất và chế biến cao su có sự biến đổi khác nhau. Nhìn chung nước thải ngành sản xuất và chế biến cao su chứa nồng độ các chất ô nhiễm cao gấp nhiều lần so với nước thải đô thị và một số ngành sản xuất khác. Đã có nhiều nghiên cứu về công nghệ xử lý nước thải của ngành chế biến cao su, tuỳ theo đặc trưng của từng loại nước thải cao su mà áp dụng các biện pháp xử lý phù hợp. Trong đó quá trình xử lý sinh học diễn ra trong sự thay đổi giữa các môi trường Kị khí – Thiếu khí – Hiếu khí là phù hợp cho nước thải sinh ra từ quá trình chế biến mủ Latex. Trong quá trình xử lý nước thải chế biến mủ Latex, ở công đoạn keo tụ – tạo bông sử dụng PAC thì đạt được hiệu quả và mang tính kinh tế cao hơn so với phèn nhôm. Do nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất và chế biến cao su cao nên chi phí xử lý cho 1m3 nước thải cao, 5.000 - 6.000 đồng/m3 nước thải. Vấn đề mùi hôi tại các cơ sở sản xuất và chế biến cao su vẫn chưa được giải quyết. 7.2 Kiến nghị. Cần có những nghiên cứu cụ thể hơn về biện pháp xử lý nước thải chế biến cao su và nghiên cứu xử lý kết hợp mùi hôi trong nước thải chế biến cao su. Cần xây dựng tiêu chuẩn thải đặc thù cho ngành công nghiệp chế biến cao su. Vì nước thải ngành sản xuất và chế biến cao su mang tính đặc thù, trong đó một số chỉ tiêu vựơt tiêu chuẩn quy định rất nhiều (VD: Amoniac trong nước thải cao su rất cao, dao động trong khoảng 130 – 840 mg/l, theo tiêu chuẩn 5945 – 1995 thì nước thải loại A là 0,1mg/l – loại B là 1mg/l – loại C là 10mg/l) . Vì vậy việc xử lý nước thải của ngành sản xuất và chế biến cao su dựa theo những tiêu chuẩn chung cho tất cả các ngành sản xuất khác là không phù hợp. Do chi phí xây dựng và xử lý nước thải sản xuất và chế biến cao su lớn, do đó không tạo ra sự chủ động trong việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải của các cơ sở sản xuất và chế biến cao su hoặc có xây dựng thì phần lớn chỉ mang tính tạm thời. Do đó cần có những qui định cụ thể đối với các cơ sở sản xuất và chế biến cao su để đảm bảo các vấn đề về môi trường. Bên cạnh đó cần có những chính sách hỗ trợ của Nhà nước để tạo ra sự chủ động trong công tác bảo vệ môi trường tại các cơ sở sản xuất nói chung và ngành chế biến cao su nói riêng.