Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy mì ăn liền gosaco

hoà ở trong nước ở 200C, CS20 = 9,08 (mg/l) Cd: Nồng độ oxy hoà tan cần duy trì trong bể, Cd= 2 (mg/l) CSh: Nồng độ oxy boã hoà trong nước sạch ứng với nhiệt độ duy trì trong bể t=200C, Tra bảng E-1/1258 (Wastewater Engineering), CSh = 7,54 (mg/l) Hệ số hiệu chỉnh sức căng bề mặt theo hàm lượng muối Đối với nước thải: Hệ số điều chỉnh lượng oxy thâm nhập vào nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thoáng, hình dáng và kích thước bể, có giá trị từ 0,6 đến 0,94., chọn Lượng không khí cần thiết: Chọn hệ thống phân phối bọt khí nhỏ, công suất hoà tan oxy vào nước thải dựa vào bảng sau: Bảng 6.8: Công suất hoà tan oxy vào nước của thiết bị bọt khí mịn Điều kiện thí nghiệm Điều kiện tối ưu Điều kiện trung bình Ou grO2/m3.m Ou grO2/m3.m Nước sạch ở điều kiện T = 20oC Nước thải =0.7 12 8.5 10 7 Ou = 7 grO2/m3.m Công suất hoà tan của thiết bị: OU = Ou . h = 7 4 = 28 grO2/m3 Trong đó: h: là chiều sâu ngập nước của bể aeroten, h = 4m. Lượng không khí cần thiết: Qkk= m3/ngày Trong đó: f: hệ số an toàn, chọn f = 1.5 Chọn đĩa phân phối khí dạng đĩa xốp đường kính 170mm, diện tích bề mặt F = 0.02m2. Lưu lượng riêng phân phối khí của đĩa thổi khí = 150 – 200 l/phút, chọn = 180 l/phút. Lượng đĩa thổi khí trong bể aeroten: N = đĩa. Trong đó: Qkk: Là thể tích không khí, Qkk =27791,79 m3/ngày. Phân phối đĩa thành 12 hàng theo chiều dài bể, mỗi hàng 9 đĩa Lưu lượng không khí cần để khử 1kg BOD5: = 65,98 m3khí/kgBOD5 Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải, Q =1000m3/ngày Qkk : Thể tích không khí , Qkk= 27791,79 m3/ngày So : BOD5 trong nước thải đầu vào, So= 437,4 mg/l S : BOD5 trong nước thải đầu ra, S = 16.17 mg/l Máy thổi khí: Áp lực cần thiết cho hệ thống ống nén khí được xác định theo công thức: Ho = hd + hc + hf + H = 0.4 + 0.5 +4 = 4.9m Trong đó: hd, hc: Tổn thất áp lực dọc theo chiều dài ống và tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh(m), Tổng tổn thất hd và hc không vượt quá 0.4m hf : Tổn thất qua các đĩa phân phối (m), giá trị này không vượt quá 0.5m H: Độ ngập sâu của đĩa phân phối , bằng chiều cao ngập nước của bể điều hoà, H = 4m Áp lực của máy nén khí tính theo atmphotphe: Pm = = 0.4842atm. Công suất của máy: Pw = Trong đó: G: Khối lượng của dòng không khí, kg/s G = Qkhi*= 0,32*1.3 = 0,416kg/s Qkhi : Lưu lượng không khí, Qkhi=27791,79 m3/ngày = 0,32m3/s : Khối lượng riêng của không khí, = 1.3kg/s R: Hằng số lý tưởng, R = 8.314 KJ/Kmol.oK T: Nhiệt độ tuyệt đối không khí, T= 25 +273 = 299oK P1: Áp suất tuyệt đối không khí đầu vào, P1 =1atm. P2: Áp suất tuyệt đối không khí đầu ra P2= P1+ 1 = 0.4842 + 1 = 1.4842 atm. n = k : Hệ số đối với không khí, k= 1.395 e: Hiệu suất của máy nén khí, n=0.7 – 0.9, chọn n =0.8 Ống phân phối khí: Ống dẫn khí chính: Dchính= ==0.165m=165mm Trong đó: Qkhi: Lưu lượng khí ở ống chính, Qkhi= 0,32m3/s v : Vận tốc khí trong ống chính, v = 10 – 15 m/s, chọn v =15m/s Chọn ống thép không gỉ đường kính =168mm Ống dẫn khí nhánh: dn = ==0.054m = 54mm. Trong đó: Qn: Lưu lượng khí trên ống nhánh Qn = Qkhi/n = 0,32/12= 0.027m3/s n: Số hàng phân phối đĩa sục khí v: Vận tốc khí, chọn v =12m/s Chọn ống thép không gỉ đường kính = 60mm Tính ống dẫn nước thải và ống dẫn bùn tuần hoàn: Ống dẫn nước thải vào: Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống: v = 0.7m/s Đường kính ống dẫn là: D = == 0.15m = 150mm Trong đó: QTB: Lưu lượng nước thải, QTBh= 42 m3/h Chọn ống nhựa PVC đường kính ống = 160mm Bể được xây bằng bêtông cốt thép M150 dày 0.2m Ống dẫn nước thải ra: Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 0.7m/s Lưu lượng nước thải : QTBh + Qr = 42 + 31,2 = 73,2m3/h Trong đó: QTB: Lưu lượng nước thải, QTBh= 42 m3/h Qr: Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn, Qr = 31,2 m3/h Đường kính ống là: D = ==0.192m = 192mm Chọn ống nhựa PVC có đường kính =200 mm Ống dẫn bùn tuần hoàn: Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 1m/s Lưu lượng tuần hoàn : Qr = 31,2m3/h Đường kính ống dẫn là: D = == 0,105m =105mm Chọn ống nhựa PVC đường kính ống = 110mm Bảng 6.9: Tổng hợp tính toán bể aeroten. Thông số Giá trị Thể tích bể: 526,5 Lưu lượng bùn thải Qw (m3/ngày) 15,8 Tỷ số tuần hoàn bùn, 0.75 Lưu lượng bùn tuần hoàn, Qr(m3/ngày) 750 Thời gian lưu nước, t(h) 9,6 Lượng không khí cần, Gkk(m3/ngày) 27791,79 Lượng không khí cần để khử 1kg BOD5, qkk(m3/kg BOD5) 65,98 Số đĩa sứ khuyếch tán khí, N (đĩa) 108 Đường kính ống dẫn khí chính, D(mm) 200 Đường kính ống nhánh dẫn khí, d(mm) 73 Công suất máy nén khí, (kw) 18,18 F/M (ngày-1) 0,4 Tải trọng thể tích (kgBOD5/m3.ngày) 1,09 6.1.8 BỂ LẮNG II 6.1.8.1 Nhiệm vụ: Bùn sinh ra từ bể Aeroten (hay màng sinh vật từ bể lọc sinh học) và các chất lơ lững sẽ được lắng ở bể II. Nước thải sau khi lắng sẽ được dẫn vào bể tiếp xúc. Riêng đối với phương án 2 nước thải sẽ một phần tuần hoàn lại bể lọc sinh học. Lượng bùn từ bể lắng II sẽ đi vào bể nén bùn. 6.1.8.2 Tính toán Bảng 6.10: Các thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng li tâm Thông số Đơn vị Giá trị Khoảng Đặc trưng Thời gian lưu nước h 1,5 – 2,5 Tải trọng bề mặt + Lưu lượng trung bình + Lưu lượng cao điểm m3/m2.ngày 32 – 48 32 – 48 80 - 120 Tải trọng máng tràn m3/m.ngày 125 – 500 Ống trung tâm + Đường kính + Chiều cao m 15 – 20% D 55 – 60%H Chiều sâu H bể lắng m 3 – 4,6 3,7 Đường kính D m 3 - 60 12 – 45 Độ dốc đáy mm/m 62 - 267 83 Tốc độ thanh gạt bùn vòng/phút 0,02 – 0,05 0,03 Chọn tải trọng xử lí cho bể lắng 2, căn cứ theo bảng sau: Bảng 6.11 Bảng các thông số chọn tải trọng xử lí bể lắng 2 Loại công trình xử lí sinh học Tải trọng bề mặt (m3/m2.ngày) Tải trọng chất rắn (kg/m2.h) Chiều cao công tác (m) Trung bình Lớn nhất Trung bình Lớn nhất Bùn hoạt tính khuếch tán bằng oxy không khí 16,3 – 32,6 40,7 – 48,8 3,9 – 5,9 9,8 3,7 – 6,1 Bùn hoạt tính khuếch tán bằng oxy nguyên chất 16,3 – 32,6 40,7 – 48,8 4,9 – 6,8 3,7 – 6,1 Chọn tải trọng bề mặt thích hợp cho bùn hoạt tính này là 20m3/m2.ngày và tải trọng chất rắn là 5.0kg/m2.h Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt: AL = Trong đó: Q : Lưu lượng trung bình ngày, m3/ngày LA: Tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày Diện tích bề mặt lắng tính theo tải trọng chất rắn là: AS = Trong đó: LS: Tải trọng chất rắn, kgSS/m2.ngày Do AL<AS, vậy diện tích bề mặt lắng tính theo tải trọng chất rắn là diện tích bề mặt tính toán, A = 55m2 Đường kính bể lắng: D = ==8,4m Đường kính ống trung tâm: d = 20%D = 20% = 1,68m Như vậy, ta chọn: Chiều sâu lắng : hL = 3m Chiều sâu lớp nước trung hòa: hth = 0,3 m Chiều sâu bùn lắng: hb = 0,5 m Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3 m Tổng chiều cao xây dựng của bể: Hxd = hL + hth + hb + hbv = 3,0 + 0,3 + 0,5 + 0,3 = 4,1 m. Chiều cao ống trung tâm h = 60%hL = 60%*3.0 = 1.8m Thời gian lưu nước của bể lắng: Thể tích phần lắng: VL = Thời gian lưu nước: t = Thể tích bể chứa bùn: Vb = A. hb = 55 1,5 = 82,5 m3 Thời gian lưu giữ bùn trong bể: tb = Tải trọng bề mặt: LS = m3/m.h = 66,72m3/m.ngày Giá trị này nằm trong khoảng cho phép LS < 500 m3/m.ngày Máng thu nước: Chọn kích thước máng thu nước có bề rộng là 0,4m và chiều cao là 0,3m Diện tích mặt cắt ướt của máng: A = 0,4 0,3 = 1,2 m Máng bê tông cốt thép dày 100mm, có lắp thêm máng răng cưa thép tấm không gỉ. Vận tốc nước trong máng thu: Trong quá trình lắng, bùn cặn lắng xuống nên để tính máng chảy tràn ta chỉ quan tâm đến lưu lượng nước (hàm lượng bùn theo dòng nước tràn ra máng thu coi như không đáng kể) vmáng = = 0,23m/s Máng răng cưa: Đường kính máng răng cưa được tính theo công thức: Drc = D – (0,6 + 0,1 + 0,003)2 = 8,4 – 20,803 = 6,8 m Trong đó: D: Đường kính trong bể lắng II, D = 8,4m 0,6: Bề rộng máng tràn = 600mm = 0,6m 0,1: Bề rộng thành bê tông = 100mm = 0,1m. 0,003: Tấm đệm giữa máng răng cưa và máng bê tông = 3mm Máng răng cưa được thiết kế có 4 khe/m dài, khe tạo góc 90o . Như vậy tổng số khe dọc theo máng bê tông là : 6,8 4 = 86 khe Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe: Qkhe = Mặt khác ta lại có: Qkhe = Trong đó: Cd: Hệ số lưu lượng, Cd = 0.6 g : Gia tốc trọng trường (m/s2). : Góc của khía chữ V, H: Mực nước qua khe (m) Giải phương trình trên ta được H = 0.021m = 21 mm < 50 mm chiều sâu của khe đạt yêu cầu. Tải trọng thu nước trên 1m dài thành tràn: q = = Tính ống dẫn nước thải và ống dẫn bùn tuần hoàn: Ống dẫn nước thải vào: Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống: v = 0.7m/s Lưu lượng nước thải vào bể: QT = Q+ Qr = 42+31,2 = 73,2m3/h. Đường kính ống dẫn là: D = == 0,192m = 192mm Chọn ống nhựa PVC đường kính ống = 200mm Bể được xây bằng bêtông cốt thép M250 dày 0.2m Ống dẫn nước thải ra: Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 0.7m/s Lưu lượng nước thải : Q = 42m3/h. Đường kính ống là: D = ==0.146m = 146mm Chọn ống nhựa PVC có đường kính =160mm Ống dẫn bùn: Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 1m/s Lưu lượng bùn: Qb = Qr + Qw = 31,2 + 0,66 = 31,86m3/h Đường kính ống dẫn là: D = == 0,106m =106mm Chọn ống nhựa PVC đường kính ống = 110mm Bơm bùn Bơm bùn tuần hoàn Công suất bơm: N = Trong đó: Q- Lưu lượng nước thải, Q = 8,68 x 10-3 m3/s H- Chiều cao cột áp, chọn H = 10 mH20 - Hiệu suất của bơm từ 0,72 – 0,93. Chọn Công suất bơm thực: (lấy bằng 120% công suất tính toán) Nthực = N x 1,2 = 1,1 x 1,2 = 1,32 kW = 1,78 Hp Chọn bơm công suất 1,78 Hp Bơm bùn dư Công suất bơm: N = Trong đó: Q- Lưu lượng bùn xã ra hằng ngày, Q = 1,83 x 10-4 m3/s H- Chiều cao cột áp, chọn H = 10 mH20 - Hiệu suất của bơm từ 0,72 – 0,93. Chọn Công suất bơm thực: (lấy bằng 120% công suất tính toán) Nthực = N x 1,2 = 0,22 x 1,2 = 0,26kW = 0,36 Hp Chọn bơm công suất 0,36 Hp Bảng 6.12: Tổng hợp tính toán bể lắng đợt II. Thông số Giá trị Đường kính bể lắng , D(m) 8.4 Chiều cao bể lắng, H(m) 4,1 Đường kính ống trung tâm, d(m) 1.68 Chiều cao ống trung tâm, h(m) 1.8 Thời gian lưu nước, t(h) 2,19 Thời gian lưu bùn, tb(h) 2,59 Đường kính máng răng cưa, Drc(m) 6,8 Tổng số khe của máng, khe 86 6.1.9 Bể tiếp xúc 6.1.9.1 Nhiệm vụ Nước thải sau khi qua bể lắng II sẽ được đưa đến bể tiếp xúc để khử trùng bằng dung dịch NaOCl 10%. Bể tiếp xúc được thiết kế với dòng chảy zich zắc qua từng ngăn để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc giữa clo và nước thải. 6.1.9.2 Tính toán Chọn thời gian tiếp xúc là 30 phút Thể tích hữu ích của bể tiêp1 xúc được tính theo công thức Thể tích bể tiếp xúc: V = Q.t = = 21 m3 Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải đưa vào bể tiếp xúc, Q = 42 m3/h t : Thời gian tiếp xúc, t = 30 phút Diện tích bể tiếp xúc F = Chọn chiều sâu hữu ích của bể h = 0,7m. Bể xây hình chữ nhật có 10 ngăn Diện tích mỗi ngăn f = Trong đó: n là số ngăn, n = 10 Kích thước mỗi ngăn Chiều dài: L = 6m Chiều rộng: B = 0,5 m Chiều dài bể L = nB + (n-1)b = 10 x 0,5 + 9 x 0,1 = 6 m Trong đó: b là bề dày vách ngăn, b = 0,1 m Chiều cao bảo vệ: hBV = 0,3 m Chiều cao bể: H = h + hBV = 0,7 + 0,3 = 1m Bảng 6.13: Tổng hợp bể tiếp xúc Thông số Giá trị Dài, L(m) Rộng (10 ngăn), B(m) Cao, H(m) 6 5 1 6.1.10 Bể nén bùn 6.1.10.1 Nhiệm vụ Bùn dư từ bể lắng đợt II được đưa về bể nén bùn. Dưới tác dụng của trọng lực, bùn sẽ lắng và kết chặt lại. Sau khi nén, bùn được lấy ra ở đáy bể. 6.1.10.2 Tính toán Khối lượng cặn từ bể chứa bùn chuyển tới bể nén Trong đó: Vhh : Là hỗn hợp nước và bùn xả từ bể lắng 2. Vhh = Qw = 15,8 m3/ngày. Sbun : Là tỉ trọng bùn so với nước. Sbun = 1,005 : Là khối lượng riêng của nước. =1000kg/m3 Ps : Nồng độ cặn tính theo cặn khô, %. Ps = 0,8 – 2,5%. Chọn Ps = 1,3% Lượng bùn cực đại dẫn tới bể nén bùn Trongđó: k là hệ số không điều hòa tháng của bùn hoạt tính dư. k =1,15-1,2. Chọn k = 1,2. Diện tích bể nén bùn Trong đó: U: Tải trọng chất rắn, U = 29– 49 (kg/m2.ngày) chọn U = 40 (kg/m2.ngày) Diện tích bể nén bùn tính luôn phần ống trung tâm Đường kính bể nén bùn Chọn D = 3,2 m Đường kính ống trung tâm Chọn d = 0,5m Đường kính phần loe của ống trung tâm d1 = 1.35d = 1.35 * 0.5 = 0.7m Đường kính tấm chắn dch= 1.3d1 = 1.3 * 0.7 = 0.9m Chiều cao phần lắng của bể Trong đó: t : Là thời gian lưu bùn trong bể nén. Chọn t = 10h. v : Là vận tốc bùn dâng. v = 0,5mm/s ( Chiều cao phần nón với góc nghiêng 45o, đường kính bể D = 3.2m và chọn đường kính của đáy bể 0.6m sẽ bằng: h2 = D/2 – 0.6 /2 = 3.2/2 – 0.3 = 1.3m Chiều cao phần bùn hoạt tính đã nén : Hb = h2 - ho - hth = 1.3 – 0.25 – 0.3 = 0,75m Trong đó: ho: Khoảng cách từ đáy ống loe đến tâm tấm chắn, ho = 0.25 – 0.5 m, chọn ho =0.25m hth : Chiều cao lớp trung hoà, hth = 0.3m Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn Htc = Hlắng + h2 + h3 = 1,8 + 1,3 + 0.4 = 3,5m Trong đó : Hlắng : Là chiều cao phần lắng của bể h2 : Là chiều cao phần nón với góc nghiêng 45o h3:Là khoảng cách từ mực nước trong bể đến thành bể , h3 = 0.4m Nước tách ra trong bể nén bùn được đưa về bể điều hoà để tiếp tục xử lý. Máng thu nước Vận tốc nước chảy trong máng: 0.6 – 0.7 m/s, chọn v = 0.7 m/s. Diện tích mặt cắt ướt của máng: A = Máng bê tông cốt thép dày 100mm, có lắp thêm máng răng cưa thép tấm không gỉ. Máng răng cưa Đường kính máng răng cưa được tính theo công thức: Drc = D – (0,33 + 0,1 + 0,003)*2 = 3.2 – 0,866 = 2,3m Trong đó D: Đường kính trong bể lắng I, D = 3,2m 0.33: Bề rộng máng tràn = 330mm = 0.33m 0.1: Bề rộng thành bê tông = 100mm = 0.1m. 0.003: Tấm đệm giữa máng răng cưa và máng bê tông = 3mm Máng răng cưa được thiết kế có 6 khe/m dài, khe tạo góc 90o. Như vậy tổng số khe dọc theo máng bê tông là : 2,3 * * 6 = 44 khe Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe: Qkhe = Mặt khác ta lại có Qkhe = Trong đó: Cd: Hệ số lưu lượng, Cd = 0,6 g: Gia tốc trọng trường (m/s2). : Góc của khía chữ V, H: Mực nước qua khe (m) Giải phương trình trên ta được H = 0.04m = 40 mm < 50 mm chiều sâu của khe đạt yêu cầu. Bảng 6.14 : Tổng hợp tính toán bể nén bùn. Thông số Giá trị Lượng bùn cực đại dẫn tới bể nén bùn 247,72 Đường kính bể nén bùn, D(m) 3.2 Đường kính ống trung tâm, d(m) 0.5 Đường kính phần loe của ống trung tâm, dl(m) 0.7 Đường kính tấm chắn, dch(m) 0.9 Chiều cao phần lắng, hl(m) 1,8 Chiều cao phần bùn nén, Hb(m) 0,75 Chiều cao tổng cộng bể nén bùn, Htc(m) 3,5 6.1.11 Máy ép bùn Thông số thiết kế máy ép bùn: Bề rộng dây đai: b = 0.5 – 3.5m Tải trọng bùn: 90 – 680 kg/m.h Chất kết tủa polymer khử nước cho bùn Lượng bùn khô là 247,72 kg/ngày. Thời gian vận hành: 3h/ngày, 3lần/tuần. Như vậy 2 ngày máy ép bùn hoạt động 1 lần. Suy ra lượng bùn khô cần ép trong 1 giờ là: Liều lượng polymer sử dụng là 5kg/tấn bùn. Suy ra liều lượng polymer tiêu thụ bằng: . Hàm lượng polymer sử dụng là 0,2% = 2o/oo = 2g/l. Suy ra lượng dung dịch châm vào bằng 0,826/2 = 0,413m3/h. Chọn 1 hệ thống châm polymer công suất 0,413m3/h. Đường kính ống dẫn bùn Giả sử máy ép bùn làm việc 1h/ngày; 1 tuần 3 ngày. Thể tích cặn sau quá trình nén bùn sau 1 ngày Trong đó, các kí hiệu tương tự như trong phần bể nén bùn, chỉ khác lúc này độ ẩm của cặn đã giảm xuống sau quá trình nén nên nồng độ bùn tăng lên. . Chọn . Như vậy, cứ 2 ngày máy ép bùn làm việc 1 lần, 1 lần 1 tiếng. Thể tích bùn đưa vào máy trong 1h là Đường kính ống dẫn bùn về máy ép m = 60mm Chọn ống thép không rỉ, đường kính trong là dt=60mm, đường kính ngoài dn = 64mm. 6.1.12 Tính toán hóa chất 6.1.12.1 Tính toán hóa chất trung hòa nước thải pHnước thải = 5,88 Nồng độ ion [H+] trong nước thải ban đầu pHnước thải = -lg[H+]nước thải = 5,88 è [H+]nước thải = 10-5,88 mol/l pHtrung hòa = 7 Nồng độ ion [H+] trong nước thải sau khi trung hòa pHtrung hòa = -lg[H+]trung hòa = 7 è [H+]nước thải = 10-7 mol/l Phản ứng trung hòa: [H+] + [OH-] H2O Ban đầu 10-5,88 mol/l x mol/l 10-7 mol/l Cân bằng 10-5,88 - x mol/l 10-7 + x mol/l è Lượng [OH-] cần bổ sung pHtrung hòa = pHnước thải +lg Bể chứa dung dịch NaOH và bơm châm NaOH Lưu lượng thiết kế: Q = 42 m3/h = 42 x 1000 l/h pHvào min = 5,88 pHtrung hoà = 7 x = 0.00001 mol/l Khối lượng phân tử NaOH = 40 g/mol Nồng độ dung dịch NaOH = 10% ( Quy phạm 5 -10%) Trọng riêng của dung dịch = 1,33 g/ml = 1330 g/l Liều lượng châm vào = = 1,25 l/h Thời gian lưu = 15 ngày Thể tích cần thiết của bể chứa = 1,25 x 24 x15 = 450lít Chọn: 0.2 bơm châm NaOH (một bơm hoạt động, một dự phòng) Đặt tính bơm định luợng: Q = = 1,25 l/h 6.1.12.2 Tính toán hóa chất để khử trùng nước thải Lượng clo châm vào bể X = Q x a = 1000 x 10 = 10000 g/ngày = 10 kg/ngày Trong đó: Q: Là lưu lượng nước thải, Q = 1000m3/ngày A: Là liều lượng clo hoạt tính, a = 10 g/m3 = 10.10-3 kg/m3 Lượng NaOCl cần châm vào bể tiếp xúc M = Lượng dung dịch NaOC; 10% cần châm vào bể tiếp xúc V1 = Chọn thời gian lưu của dung dịch NaOCl là 1 tuần, thể tích thùng hóa chất V = V1 x t = 210 x 7 = 1470 l Chọn bơm định lượng châm NaOCl lưu lượng 8,75 l/h 6.2 TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG ÁN 2 Phương án 1 và phương án 2 đều có các công trình xử lý cơ học giống nhau, chỉ khác nhau ở công trình xử lý sinh học. Nước tuần hoàn L ắng II đ ợt 1 Nước tuần hoàn L ắng II đ ợt 2 Bùn xả Bể lọc bậc 2 Bùn xả Bể lọc bậc 1 Hình 6.2 :Sơ đồ xử lý ở phương án 2 6.2.1 Bể lọc sinh học bậc 1 Thông số thiết kế Lưu lượng nước thải : Q = 1000m3/ngày BOD5 : So= 437,4mg/l Hệ số tuần hoàn : R = 1 Nhiệt độ nước thải : 25oC Vật liệu lọc (sỏi) có đường kính d = 25 – 60mm, diện tích bề mặt riêng:12 – 15m3/m3, khối lượng riêng 500kg/m3, độ rỗng: 40 – 50%, và chiều dày lớp vật liệu lọc H = 1.5 – 2m. Lượng BOD5 đi vào bể lọc bậc 1 W = Q. So = 1000 437,4 = 437400 g/ngày = 437,4 kg/ngày Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải , Q =1000 m3/ngày So: Hàm lượng BOD5 đầu vào bể lọc, So=437,4mg/l Giá trị thông số tuần hoàn nước F F = Trong đó: R: hệ số tuần hoàn nước, R= 0.5 – 2 , Chọn R =1. Thể tích lớp vật liệu lọc LBOD= Trong đó LBOD: Tải trọng BOD5, LBOD =0,4 – 1,6 kgBOD5/m3.ngày. Chọn LBOD =0,7 kgBOD5/m3.ngày F : Thông số tuần hoàn nước, F = 1,65 W: Tải trọng BOD5 đầu vào, W = 437,4kg/ngày Hiệu suất xử lý của bể lọc sinh học và bể lắng II khi có tuần hoàn ở 200C được tính như sau: E1 = Hiệu suất xử lý của bể lọc sinh học và bể lắng II khi có tuần hoàn ở 250C được tính như sau: E25 = E1 (1,034)T-20 = 72,96 (1,034)25-20 = 86,24% Lượng BOD5 còn lại trong nước thải đầu ra khi qua bể lọc bậc 1: S1 = S0 (1 – 86,24%) = 437,4 (1- 0,8624) = 60,19 mg/l Chiều cao lớp vật liệu lọc từ 0.9 – 2.5m, chọn Hvl = 2m Diện tích bề mặt lọc S = Đường kính bể lọc D = Chiều cao bể lọc H = Hvl + hbv + h = 2 + 0.3 + 0.6 = 2.9m Trong đó: Hvl: Chiều cao lớp vật liệu lọc, Hvl = 2m hbv: Chiều cao bảo vệ, hbv= 0.3m h: Khoảng cách giữa 2 lớp đáy, h = 0.6m Kiểm tra tải trọng thuỷ lực của bể lọc m3/m2.ngày /m2.ngày. Trong đó: Q: Là lưu lượng nước thải, Q = 1000 m3/ngày QT: Là lưu lượng nước tuần hoàn, QT = RQ = 11000 = 1000 m3/ngày S: Là diện tích bề mặt lọc Lượng BOD5 còn lại trong nước thải đầu ra khi qua bể lọc bậc 1 Tính lưu lượng không khí Trong đó: S0 : Là hàm lượng BOD5 đầu vào, S0 = 437,4 mg/l K1: Là hệ số dự trữ, K1 = 2-3, chọn K1 = 2 Q: Là lưu lượng nước thải trung bình, Q = 1000 m3/ngày R: Là hệ số tuần hoàn, R = 2 Tính toán hê thống phân phối nước: với các điều kiện cần tuân thủ: Tốc độ nước chảy ở đầu ống : 0,6 ÷ 1 m/s. Tốc độ nước qua lổ phân phối: ≥ 0,5 m/s với đường kính lổ d ≥ 10 mm. Áp lực nước hệ thống tưới: 0,5 ÷ 0,7 mH2O. Ống phân phối cách bề mặt vật liệu lọc 0,15 ÷ 0,3 m. Khoảng cách từ đáy bể đến sàn đỡ: 0,4 ÷ 6 m. (Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải đô thị và khu công nghiệp ). Lưu lượng tổng cộng vào bể lọc sinh học là Chọn số ống phân phối n = 4 Với 4 cánh phân phối, lưu lượng qua mỗi cánh: Đường kính mỗi ống D0 = m Chọn D = 0,105 m Trong đó v: Là tốc độ đầu ống, chọn v= 0,7 m/s Kiểm tra lại vận tốc nước chảy đầu ống nằm trong khoảng 0,6 ÷ 1 m/s. Số lỗ trên mỗi nhánh ống phân phối Trong đó: Dt : đường kính hệ thống tưới, mm. Dt = D – 0,2m = 15,5- 0,2 = 16,5* m = 16500 mm. => m = 104 lỗ Vị trí của các lỗ được bố trí cách tâm trục một khoảng được tính theo số thứ tự của lỗ i : Các số liệu tính toán được thể hiện trong bảng sau: Bảng 6.15 : Khoảng cách từ trục của hệ thống tưới tới các lỗ. I li(mm) i li(mm) i li(mm) 1 809 39 5052 77 7099 2 1144 40 5116 78 7145 3 1401 41 5180 79 7190 4 1618 42 5243 80 7236 5 1809 43 5305 81 7281 6 1982 44 5366 82 7326 7 2140 45 5427 83 7370 8 2288 46 5487 84 7414 9 2427 47 5546 85 7458 10 2558 48 5605 86 7502 11 2683 49 5663 87 7546 12 2802 50 5720 88 7588 13 2917 51 5777 89 7632 14 3027 52 5834 90 7675 15 3133 53 5890 91 7717 16 3236 54 5945 92 7759 17 3336 55 6000 93 7801 18 3432 56 6054 94 7843 19 3526 57 6108 95 7885 20 3618 58 6161 96 7926 21 3707 59 6214 97 7968 22 3795 60 6266 98 8008 23 3880 61 6318 99 8049 24 3963 62 6370 100 8089 25 4045 63 6472 101 8130 26 4125 64 6471 102 8170 27 4204 65 6522 103 8210 28 4281 66 6572 104 8250 29 4356 67 6622 30 4431 68 6671 31 4504 69 6720 32 4576 70 6768 33 4647 71 6817 34 4717 72 6864 35 4786 73 6912 36 4854 74 6959 37 4921 75 7006 38 4987 76 7053 Tốc độ hệ thống phân phối nước ở điều kiện bình thường Trong đó n : Số vòng quay của hệ thống, vòng/phút, A: Số cánh phân phối, A =4 cánh q : Tải trọng thuỷ lực (bao gồm cả dòng tuần hoàn), m3/m2.h q = 13,7 m3/m2.ngày = 0,571 m3/m2.h DR: Mức độ tưới, cm/vòng DR = 19 LBOD = 19 0.7 = 13,3 cm/vòng vòng/ phút. Bảng 6.16: Tổng hợp tính toán bể lọc bậc 1 Thông số Giá trị Thể tích lớp vật liệu lọc, m3 379 Đường kính bể lọc, m 15,5 Chiều cao bể lọc 2.9 Hiệu quả xử lý BOD5, % 86,24% Hàm lượng BOD5 đầu ra, mg/l 60,19 Số lỗ trên mỗi nhánh phân phối nước, m(lỗ) 104 6.2.2 Bể lắng đợt II bậc 1 Các thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng đợt II với bùn hoạt tính khuyếch tán bằng không khí như sau: Tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày Trung bình: 16.3 – 32.6 Lớn nhất: 40.7 – 48.8 Tải trọng chất rắn, kg/m2.h Trung bình: 3.9 – 5.9 Lớn nhất: 9.8 Chiều cao công tác (m): 3.7 – 6.1 Chọn tải trọng bề mặt thích hợp cho bùn hoạt tính này là 20m3/m2.ngày và tải trọng chất rắn là 5.0kg/m2.h Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt A = Đường kính bể lắng D = == 11,28m Chọn D = 11 m Đường kính ống trung tâm: d = 20%D = 20%11 = 2m Chọn chiều cao hữu ích của bể lắng là hL= 3m, chiều cao lớp bùn lắng hb= 1.5m và chiều cao bảo vệ hbv= 0.5m. Vậy chiều cao tổng cộng của bể lắng II: Htc = hL + hb + hbv = 3.0 + 1.5 + 0.5 = 5.0m < 6m Chiều cao ống trung tâm: h = 60%hL = 60%3,0 = 1,8m Thời gian lưu nước của bể lắng Thể tích phần lắng VL = Thời gian lưu nước: t = Thể tích bể chứa bùn Vb = A. hb = 100 * 1.5 = 150 m3 Tải trọng bề mặt LS = m3/m.h = 58,32 m3/m.ngày Giá trị này nằm trong khoảng cho phép LS < 500 m3/m.ngày Máng thu nước: Vận tốc nước chảy trong máng: 0.6 – 0.7 m/s, chọn v = 0.6 m/s. Diện tích mặt cắt ướt của máng: A = Máng bê tông cốt thép dày 100mm, có lắp thêm máng răng cưa thép tấm không gỉ. Máng răng cưa: Đường kính máng răng cưa được tính theo công thức: Drc = D – (0,6 + 0,1 + 0,003) 2 = 11 – 20,803 = 9,4 m Trong đó D: Đường kính trong bể lắngII, D = 11m 0.6: Bề rộng máng tràn = 600mm = 0.6m 0.1: Bề rộng thành bê tông = 100mm = 0.1m. 0.003: Tấm đệm giữa máng răng cưa và máng bê tông = 3mm Máng răng cưa được thiết kế có 4 khe/m dài, khe tạo góc 90o . Như vậy tổng số khe dọc theo máng bê tông là : 9,4 4 = 118 khe Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe: Qkhe = Mặt khác ta lại có: Qkhe = Trong đó: Cd: Hệ số lưu lượng, Cd = 0.6 g: Gia tốc trọng trường (m/s2). : Góc của khía chữ V, H: Mực nước qua khe (m) Giải phương trình trên ta được H = 0.030m = 30 mm < 50 mm chiều sâu của khe đạt yêu cầu. Tải trọng thu nước trên 1m dài thành tràn: q = = Bảng 6.17: Tổng hợp tính toán bể lắngII đợt 1. Thông số Giá trị Đường kính bể lắng , D(m) 11 Chiều cao bể lắng, H(m) 5 Đường kính ống trung tâm, d(m) 2 Chiều cao ống trung tâm, h(m) 1,8 Thời gian lưu nước, t(h) 3,28 Đường kính máng răng cưa, Drc(m) 9,4 Tổng số khe của máng, khe 118 Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe, m3/s 1,96.10-4 6.2.3 Bể lọc sinh học bậc 2 Thông số thiết kế Lưu lượng nước thải : Q = 1000m3/ngày BOD5 : S1= 60,19mg/l Hệ số tuần hoàn : R = 1 Nhiệt độ nước thải : 25oC Vật liệu lọc (sỏi) có đường kính d = 25 – 60mm, diện tích bề mặt riêng:12 – 15m3/m3, khối lượng riêng 500kg/m3, độ rỗng: 40 – 50%, và chiều dày lớp vật liệu lọc H = 1,5 – 2m. Lượng BOD5 đi vào bể lọc bậc 2 W = Q. S1 = 1000 60,19= 60190 g/ngày = 60,19 kg/ngày Trong đó Q: Lưu lượng nước thải , Q =1000 m3/ngày S1: Hàm lượng BOD5 đầu vào bể lọc, S1= 60,19 mg/l Giá trị thông số tuần hoàn nước F: F = Với R: Hệ số tuần hoàn nước, R= 0.5 – 2 Chọn R =1. Thể tích lớp vật liệu lọc LBOD= Trong đó LBOD: Tải trọng BOD5, LBOD =0.4 – 1.6 kgBOD5/m3.ngàyChọn LBOD =0.7 kgBOD5/m3.ngày F: Thông số tuần hoàn nước, F = 1.65 W: Tải trọng BOD5 đầu vào, W = 60,19 kg/ngày Hiệu suất xử lý của bể lọc sinh học và bể lắng II khi có tuần hoàn ở 200C được tính như sau: E2 = Trong đó E1: Là hiệu quả xử lý bể lọc sinh học đợt 1 ở 200C, E1 = 72,96% = 0,7296 Hiệu suất xử lý của bể lọc sinh học và bể lắng II khi có tuần hoàn ở 250C được tính như sau: E25 = E2 x (1,035)T-20 = 46,56 x (1,035)25-20 = 55,30% Chiều cao lớp vật liệu lọc từ 0.9 – 2.5m, chọn Hvl = 1.5m Diện tích bề mặt lọc S = Đường kính bể lọc D = Chiều cao bể lọc: H = Hvl + hbv + h = 1.5 + 0.3 + 0.6 = 2.4m Trong đó Hvl: Chiều cao lớp vật liệu lọc, Hvl = 1.5m hbv : Chiều cao bảo vệ, hbv= 0.3m h : Khoảng cách giữa 2 lớp đáy, h = 0.6m Lượng BOD5 còn lại trong nước thải đầu ra khi qua bể lọc bậc 2: S2= S1(1 – E2 ) = 60,19 (1 – 55,3%) = 26,9 mg/l < 40mg/l Tính lưu lượng không khí: Trong đó S0: Là hàm lượng BOD5 đầu vào, S0 = 65,61 mg/l K1: Là hệ số dự trữ, K1 = 2-3, chọn K1 = 2 Q: Là lưu lượng nước thải trung bình, Q = 1000 m3/ngày R: Là hệ số tuần hoàn, R = 2 Tính toán hê thống phân phối nước: với các điều kiện cần tuân thủ: Tốc độ nước chảy ở đầu ống : 0,6 ÷ 1 m/s. Tốc độ nước qua lổ phân phối: ≥ 0,5 m/s với đường kính lổ d ≥ 10 mm. Áp lực nước hệ thống tưới: 0,5 ÷ 0,7 mH2O. Ống phân phối cách bề mặt vật liệu lọc 0,15 ÷ 0,3 m. Khoảng cách từ đáy bể đến sàn đỡ: 0,4 ÷ 6 m. (Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải đô thị và khu công nghiệp ). Lưu lượng tổng cộng vào bể lọc sinh học là Chọn số ống phân phối n = 4 Với 4 cánh phân phối, lưu lượng qua mỗi cánh: Đường kính mỗi ống D0 = m Chọn D = 0,105 m Trong đó: v : Là tốc độ đầu ống, chọn v= 0,7 m/s Kiểm tra lại vận tốc nước chảy đầu ống: nằm trong khoảng 0,6 ÷ 1 m/s. Số lỗ trên mỗi nhánh ống phân phối: Trong đó: Dt : Đường kính hệ thống tưới, mm. Dt = D – 0,2m = 6,65 - 0,2 = 6,45 m = 6450 mm. => m = 41 lỗ Vị trí của các lỗ được bố trí cách tâm trục một khoảng được tính theo số thứ tự của lỗ i : Các số liệu tính toán được thể hiện trong bảng sau: Bảng 6.18 : Khoảng cách từ trục của hệ thống tưới tới các lỗ. I li (mm) i li (mm) i li (mm) i li (mm) 1 504 11 1670 21 2308 31 2804 2 712 12 1745 22 2362 32 2849 3 875 13 1816 23 2415 33 2893 4 1007 14 1885 24 2467 34 2937 5 1126 15 1951 25 2518 35 2980 6 1233 16 2015 26 2568 36 3022 7 1333 17 2077 27 2617 37 3064 8 1425 18 2137 28 2665 38 3105 9 1511 19 2195 29 2712 39 3145 10 1593 20 2252 30 2759 40 3185 41 3225 Tốc độ hệ thống phân phối nước ở điều kiện bình thường: n = Trong đó n : Số vòng quay của hệ thống, vòng/phút, A: Số cánh phân phối, A =4 cánh q : Tải trọng thuỷ lực (bao gồm cả dòng tuần hoàn), m3/m2.h q = 13,7 m3/m2.ngày = 0,571 m3/m2.h DR: Mức độ tưới, cm/vòng DR = 19 LBOD = 19 0.7 = 13,3 cm/vòng vòng/ phút. Bảng 6.19: Tổng hợp tính toán bể lọc bậc 2 Thông số Giá trị Thể tích lớp vật liệu lọc, m3 52,11 Đường kính bể lọc, m 6,65 Chiều cao bể lọc 2,4 Hiệu quả xử lý BOD5, % 55,30% Hàm lượng BOD5 đầu ra, mg/l 26,9 Số lỗ trên mỗi nhánh phân phối nước, m(lỗ) 41 6.2.4 Bể lắng đợt II bậc 2 Tính tương tự bể lắng II bậc 1, kết quả tính toán được trình bày ở bảng sau: Bảng 6.20: Tổng hợp tính toán bể lắng II đợt 2. Thông số Giá trị Đường kính bể lắng , D(m) 11 Chiều cao bể lắng, H(m) 5 Đường kính ống trung tâm, d(m) 2 Chiều cao ống trung tâm, h(m) 1,8 Thời gian lưu nước, t(h) 3,28 Đường kính máng răng cưa, Drc(m) 9,4 Tổng số khe của máng, khe 118 Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe, m3/s 1,96.10-4 6.2.5 Bể nén bùn Lượng bùn sinh ra trong bể lắng đợt II tỷ lệ với lượng BOD5 tiêu thụ trong bể lọc sinh và thường có 0.4 – 0.5 kg bùn sinh ra khi tiêu thụ 1kg BOD5. Chọn giá trị này là 0.45kg bùn/kg BOD5 (Shun DaLin, Inc, 2001, Water and Wastewater Calculation Manual). Lượng bùn sinh ra ở bể lắng II đợt 1 kg/ngày Trong đó So: Hàm lượng BOD5 đi vào bể lọc bậc 1, So= 437,4mg/l S1: Hàm lượng BOD5 đi ra khỏi bể lọc bậc 1, So = 60,19 mg/l. Q : Lưu lượng nước thải, Q = 1000m3/ngày Lượng bùn sinh ra ở bể lắng II đợt 2 kg/ngày Trong đó S1: Hàm lượng BOD5 đi vào bể lọc bậc 2, S1= 60,19 mg/l S2: Hàm lượng BOD5 đi ra khỏi bể lọc bậc 1, S2 = 26,9 mg/l. Q: Lưu lượng nước thải, Q = 1000m3/ngày. Tổng lượng bùn sinh ra kg/ngày = 0,4105tấn/ngày Lượng bùn cực đại dẫn tới bể nén bùn Trongđó k: Là hệ số không điều hòa tháng của bùn hoạt tính dư. k = 1,15-1,2. Chọn k = 1,2. Bùn từ bể lắng II được đưa về bể nén bùn. Dưới tác dụng của trọng lực, bùn sẽ lắng và kết chặt lại. Sau khi nén, bùn được lấy ra ở đáy bể. Diện tích bể nén bùn Trong đó: U: Tải trọng chất rắn, U = 49 – 59 (kg/m2.ngày) chọn U = 59 (kg/m2.ngày) Diện tích bể nén bùn tính luôn phần ống trung tâm Đường kính bể nén bùn Đường kính ống trung tâm Chọn d = 0,55m Đường kính phần loe của ống trung tâm: d1 = 1.35d = 1.35 * 0.55 = 0.74m Đường kính tấm chắn: dch= 1.3d1 = 1.3 * 0.74 = 0.96m Chiều cao phần lắng của bể Trong đó: t: Là thời gian lưu bùn trong bể nén. Chọn t = 10h. v: Là vận tốc bùn dâng. v = 0,5mm/s ( Chiều cao phần nón với góc nghiêng 45o, đường kính bể D = 3.6m và chọn đường kính của đáy bể 0.6m sẽ bằng: h2 = D/2 – 0.6 /2 = 3.6/2 – 0.3 = 1.5m Chiều cao phần bùn hoạt tính đã nén : Hb = h2 - ho - hth = 1.5 – 0.25 – 0.3 = 0,95m Trong đó: ho: Khoảng cách từ đáy ống loe đến tâm tấm chắn, ho = 0.25 – 0.5 m, chọn ho =0.25m hth: Chiều cao lớp trung hoà, hth = 0.3m Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn : Htc = Hlắng + h2 + h3 = 1,8 + 1,5 + 0.4 = 3,7m Trong đó: Hlắng: Là chiều cao phần lắng của bể h2: Là chiều cao phần nón với góc nghiêng 45o h3: Là khoảng cách từ mực nước trong bể đến thành bể , h3 = 0.4m Nước tách ra trong bể nén bùn được đưa về bể điều hoà để tiếp tục xử lý. Máng thu nước Vận tốc nước chảy trong máng: 0.6 – 0.7 m/s, chọn v = 0.7 m/s. Diện tích mặt cắt ướt của máng: A = Máng bê tông cốt thép dày 100mm, lắp thêm máng răng cưa thép tấm không gỉ. Máng răng cưa Đường kính máng răng cưa được tính theo công thức: Drc = D – (0,33 + 0,1 + 0,003)*2 = 3.6 – 0,866 = 2,7m Trong đó D: Đường kính trong bể lắng I, D = 3,6m 0.33: Bề rộng máng tràn = 330mm = 0.33m 0.1: Bề rộng thành bê tông = 100mm = 0.1m. 0.003: Tấm đệm giữa máng răng cưa và máng bê tông = 3mm Máng răng cưa được thiết kế có 6 khe/m dài, khe tạo góc 90o. Như vậy tổng số khe dọc theo máng bê tông là : 2,7 * * 6 = 51 khe Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe: Qkhe = Mặt khác ta lại có: Qkhe = Trong đó: Cd: Hệ số lưu lượng, Cd = 0,6 g : Gia tốc trọng trường (m/s2). : Góc của khía chữ V, H: Mực nước qua khe (m) Giải phương trình trên ta được H = 0.03m = 30 mm < 50 mm chiều sâu của khe đạt yêu cầu. Bảng 6.21 : Tổng hợp tính toán bể nén bùn. Thông số Giá trị Lượng bùn cựu đại dẫn tới bể nén bùn 497,6 Đường kính bể nén bùn, D(m) 3.6 Đường kính ống trung tâm, d(m) 0.55 Đường kính phần loe của ống trung tâm, dl(m) 0.74 Đường kính tấm chắn, dch(m) 0.96 Chiều cao phần lắng, hl(m) 1,8 Chiều cao phần bùn nén, Hb(m) 0,95 Chiều cao tổng cộng bể nén bùn, Htc(m) 3,7 6.2.6 Máy ép bùn Thông số thiết kế máy ép bùn: Bề rộng dây đai: b = 0.5 – 3.5m Tải trọng bùn: 90 – 680 kg/m.h Chất kết tủa polymer khử nước cho bùn Lượng bùn khô là 497,6 kg/ngày. Thời gian vận hành: 3h/ngày, 3lần/tuần. Như vậy 2 ngày máy ép bùn hoạt động 1 lần. Suy ra lượng bùn khô cần ép trong 1 giờ là: Liều lượng polymer sử dụng là 5kg/tấn bùn. Suy ra liều lượng polymer tiêu thụ bằng: . Hàm lượng polymer sử dụng là 0,2% = 2o/oo = 2g/l. Suy ra lượng dung dịch châm vào bằng 1,592/2 = 0,796m3/h. Chọn 1 hệ thống châm polymer công suất 0,796m3/h. Đường kính ống dẫn bùn Giả sử máy ép bùn làm việc 1h/ngày; 1 tuần 3 ngày. Thể tích cặn sau quá trình nén bùn sau 1 ngày Trong đó, các kí hiệu tương tự như trong phần bể nén bùn, chỉ khác lúc này độ ẩm của cặn đã giảm xuống sau quá trình nén nên nồng độ bùn tăng lên. . Chọn . Như vậy, cứ 2 ngày máy ép bùn làm việc 1 lần, 1 lần 1 tiếng. Thể tích bùn đưa vào máy trong 1h là Đường kính ống dẫn bùn về máy ép m = 84mm Chọn ống thép không rỉ, đường kính trong là dt = 84mm, đường kính ngoài dn = 88mm. Chương 7 TÍNH KINH TẾ 7.1 VỐN ĐẦU TƯ CHO PHƯƠNG ÁN 1 7.1.1 Phần xây dựng STT CÔNGTRÌNH THỂ TÍCH (M3) SỐ LƯỢNG ĐƠN GIÁ(VNĐ/M3) THÀNH TIỀN (VNĐ) 1 Bể vớt dầu mỡ 15,144 1 1.800.000 27.259.200 2 Bể thu gom 17,108 1 1.800.000 30.794.400 3 Bể điều hòa 74,208 1 1.800.000 133.574.400 4 Bể tuyển nổi 18,216 1 1.800.000 32.788.800 5 Bể Aeroten 109,128 1 1.800.000 196.430.400 6 Bể lắng II 46,459 1 1.800.000 83.626.200 7 Bể tiếp xúc 21,408 1 1.800.000 38.534.400 8 Bể nén bùn 11,547 1 1.800.000 20.784.600 9 Nhà điều hành 50 1 800.000 40.000.000 Tổng cộng 603.792.400 7.1.2 Phần thiết bị STT Thiết bị, máy móc Đơn vị tính Số lượng Đơn giá Triệu VNĐ Thành tiền Triệu VNĐ 1 Song chắn rác thô Cái 1 1.000.000 1.000.000 2 Song chắn rác tinh Cái 2 95.000.000 190.000.000 3 Bơm chìm ở bể thu gom Cái 2 22.000.000 44.000.000 4 Bơm chìm ở bể điều hòa Cái 2 22.000.000 44.000.000 5 Máy thổi khí Cái 2 20.000.000 40.000.000 6 Đĩa phân phối khí Cái 132 100.000 13.200.000 7 Bộ điều chỉnh pH Bộ 1 16.000.000 16.000.000 8 Bơm định lượng NaOH Cái 1 4.500.000 4.500.000 9 Bơm ly tâm cho bể tuyển nổi Cái 2 10.000.000 20.000.000 10 Bơm nước thải hoàn lưu Cái 2 10.000.000 20.000.00 11 Mô tơ kéo dàn gạt váng nổi Bộ 1 8.000.000 8.000.000 12 Giàn gạt váng nổi Bộ 1 25.000.000 25.000.000 13 Bồn áp lực Cái 1 10.000.000 10.000.000 14 Máng thu váng nổi Bộ 1 2.000.000 2.000.000 15 Máy thổi khí bể Aeroren Cái 2 30.000.000 60.000.000 16 Máng thu nước răng cưa bể lắng II Bộ 2 2.500.000 5.000.00 17 Bơm bùn dư Cái 1 10.000.000 10.000.000 18 Bơm bùn tuần hoàn Cái 1 30.000.000 30.000.000 19 Giàn gạt cặn bể lắng II Bộ 1 25.000.000 25.000.000 20 Motơ kéo giàn gạt cặn Bộ 1 8.000.000 8.000.000 21 Máng thu ván nổi Bộ 1 2.000.000 2.000.000 22 Bơm định lượng NaOCl Cái 1 3.000.000 3.000.000 23 Máng răng cưa bể nén bùn Bộ 2 2.500.000 5.000.000 24 Bơm hút bùn Cái 1 20.000.000 20.000.000 25 Đường ống, lan can,van khóa,điện 1 100.000.000 150.000.000 26 Tủ điều khiển 1 16.000.000 16.000.000 27 Máy ép bùn 1 200.000.000 300.000.000 Tổng cộng 1.071.700.000 TỔNG CỘNG Tổng vốn đầu tư cơ bản: SĐT = 603.792.400 + 1.071.700.000 = 1.675.492.400 ( đồng) 7.1.3 Chi phí quản lý và vận hành 7.1.3.1 Chi phí nhân công Công nhân vận hành 4 người chia làm 2 ca làm việc. Cán bộ quản lý 1 người làm giờ hành chính. Tổng số: 5 người với lương tháng 2 triệu/người.tháng S1 = (5 công nhân* 2.000.000 đồng/tháng)* 12 tháng = 120.000.000(đồng/năm) 7.1.3.2 Chi phí điện năng STT Thiết bị Số lượng Công suất (KW) Thời gian ( h/ngày) Điện năng tiêu thụ (KWh/ngày) 1 Bơm nước thải bể gom 2 1,70 12 20,4 2 Bơm nước thải hoàn bể điều hoà 2 1,70 12 20,4 3 Bơm nước thải bể tuyển nổi 2 2,96 24 71,04 4 Bơm nước thải tuần hoàn bể tuyển nổi 2 1,7 24 40,8 5 Bơm bùn bể lắng 2 2 0,74 10 7,4 6 Bơm bùn bể nén bùn 1 1,48 3 4,44 7 Máy thổi khí bể điều hoà 2 2,0 12 24 8 Máy thổi khí bể Aerotank 2 18,18 24 436,32 9 Máy ép bùn băng tải 1 1,1 8 8,8 10 Bơm định lượng dung dịch 2 0,74 12 8,88 Tổng cộng 624,48 Chi phí cho 1kw điện : 1000 VNĐ Chi phí điện năng cho 1 ngày vận hành: S2 = (624,48kW/ngày 1000 đồng/kW 365 ngày/năm) = 227.935.200 (VNĐ/năm) 7.1.3.3 Chi phí hoá chất NaOCl 40 (l/ngày) x 365 (ngày/năm) = 14.600 (l/năm). 14.600 (l/năm) x 1000 (VNĐ/l) = 14.600.000 (VNĐ/năm) Polyme 219 (kg/năm) x 100.000 (VNĐ) = 21.900.000 (kg/năm) NaOH 730(kg/năm) x 2000= 1.460.000 (VNĐ/năm) Tổng chi phí hoá chất trong 1 năm: S3 = 14.600.000 + 21.900.000 + 1.460.000 = 39.960.000 (VNĐ/năm). 7.1.4 Chi phí xử lý 1m3 nước thải Chi phí xây dựng cơ bản được khấu hao trong 30 năm, chi phí máy móc thiết bị khấu hao trong 15 năm: S4 = 603.792.400 /30 +1.071.700.000 /15 = 91.573.080 (VNĐ/năm) Tổng chi phí đầu tư trong 1 năm TC = S1 +S2 + S3 + S4 = 120.000.000 + 227.935.200 + 39.960.000 + 91.573.080 = 479.468.280 (VNĐ/năm). Chi phí tính cho 1m3 nước thải được xử lý T = (VNĐ/m3) 7.2 VỐN ĐẦU TƯ CHO PHƯƠNG ÁN 2 7.2.1 Phần xây dựng STT CÔNG TRÌNH THỂ TÍCH (M3) SỐ LƯỢNG ĐƠN GIÁ(VNĐ/M3) THÀNH TIỀN (VNĐ) 1 Bể vớt dầu mỡ 15,144 1 1.800.000 27.259.200 2 Bể thu gom 17,108 1 1.800.000 30.794.400 3 Bể điều hòa 74,208 1 1.800.000 133.574.400 4 Bể tuyển nổi 18,216 1 1.800.000 32.788.800 5 Bể lọc sinh học đợt 1 122.60 1 1.800.000 196.430.400 6 Bể lắng 1 đợt 2 75,98 1 1.800.000 136.764.000 7 Bể lọc sinh học đợt 2 25,93 1 1.800.000 46.674.000 8 Bể lắng 2 đợt 2 75,98 1 1.800.000 136.764.000 9 Bể tiếp xúc 21,408 1 1.800.000 38.534.400 10 Bể nén bùn 13.85 1 1.800.000 24.930.000 11 Nhà điều hành 50 1 800.000 40.000.000 TỔNG CỘNG 1.124.570.200 7.2.2 Phần thiết bị STT Thiết bị, máy móc Đơn vị Số lượng Đơn giá Triệu VNĐ Thành tiền Triệu VNĐ 1 Song chắn rác thô Cái 1 1.000.000 1.000.000 2 Song chắn rác tinh Cái 2 95.000.000 190.000.000 3 Bơm chìm ở bể thu gom Cái 2 22.000.000 44.000.000 4 Bơm chìm ở bể điều hòa Cái 2 22.000.000 44.000.000 5 Máy thổi khí Cái 2 20.000.000 40.000.000 6 Đĩa phân phối khí Cái 132 100.000 13.200.000 7 Bộ điều chỉnh pH Bộ 1 16.000.000 16.000.000 8 Bơm định lượng NaOH Cái 1 4.500.000 4.500.000 9 Bơm ly tâm cho bể tuyển nổi Cái 2 10.000.000 20.000.000 10 Bơm nước thải hoàn lưu Cái 2 10.000.000 20.000.00 11 Mô tơ kéo dàn gạt váng nổi Bộ 1 8.000.000 8.000.000 12 Giàn gạt váng nổi Bộ 1 25.000.000 25.000.000 13 Bồn áp lực Cái 1 10.000.000 10.000.000 14 Máng thu váng nổi Bộ 1 2.000.000 2.000.000 15 Dàn phân phối nước Biophin(2 bể) Bộ 2 20.000.000 40.000.000 16 Bơm tuần hoàn nước Cái 2 10.000.000 20.000.000 17 Quạt gió bể Biophin Bộ 2 30.000.000 60.000.000 18 Máng thu nước răng cưa bể lắng II Bộ 2 5.000.000 10.000.00 19 Bơm bùn dư Cái 1 10.000.000 10.000.000 20 Bơm bùn tuần hoàn Cái 1 30.000.000 30.000.000 21 Giàn gạt cặn bể lắng II Bộ 1 25.000.000 25.000.000 22 Motơ kéo giàn gạt cặn Bộ 1 8.000.000 8.000.000 23 Máng thu ván nổi Bộ 1 2.000.000 2.000.000 24 Bơm định lượng NaOCl Cái 1 3.000.000 3.000.000 25 Máng răng cưa bể nén bùn Bộ 2 2.500.000 5.000.000 26 Bơm hút bùn Cái 1 20.000.000 20.000.000 27 Đường ống, lan can,van khóa,điện 1 100.000.000 150.000.000 28 Tủ điều khiển 1 16.000.000 16.000.000 29 Máy ép bùn 1 300.000.000 300.000.000 Tổng cộng 1.106.700.000 Tổng vốn đầu tư cơ bản: SĐT =1.124.570.200 + 1.106.700.000 = 2.231.270.200 ( VNĐ) 7.2.3 Chi phí quản lý và vận hành 7.2.3.1 Chi phí nhân công Công nhân vận hành 4 người chia làm 2 ca làm việc. Cán bộ quản lý 1 người làm giờ hành chính. Tổng số: 5 người với lương tháng 1,5 triệu/người.tháng S1 = (5 công nhân* .2000.000 đ/tháng)* 12 tháng = 120.000.000(đồng/năm) 7.2.3.2 Chi phí điện năng STT Thiết bị Số lượng Công suất (KW) Thời gian ( h/ngày) Điện năng tiêu thụ (KWh/ngày) 1 Bơm nước thải bể gom 2 1,70 12 20,4 2 Bơm nước thải hoàn bể điều hoà 2 1,70 12 20,4 3 Bơm nước thải bể tuyển nổi 2 2,96 24 71,04 4 Bơm nước thải tuần hoàn bể tuyển nổi 2 1,7 24 40,8 5 Bơm tuần hoàn nước 2 2,96 24 71,04 6 Quạt gió bể Biophin 1 18 24 432 7 Mô tơ kéo dàn phân phối nước 2 1,5 24 36 8 Mô tơ kéo giàn gạt cặn 2 1,1 24 26,4 8 Bơm bùn bể lắng 2 2 0,74 10 7,4 9 Bơm bùn bể nén bùn 1 1,48 3 4,44 10 Máy thổi khí bể điều hoà 2 2,0 12 24 11 Máy ép bùn băng tải 1 1,1 8 8,8 10 Bơm định lượng dung dịch 2 0,74 12 8,88 TỔNG CỘNG 771,6 TỔNG CỘNG Chi phí cho 1kw điện : 1000 VNĐ Chi phí điện năng cho 1 ngày vận hành: S2 = (771,6 kW/ngày 1000 đồng/kW 365 ngày/năm) = 281.634.000 (VNĐ/năm) 7.2.3.3. Chi phí hoá chất: NaOCl: 40 (l/ngày) x 365 (ngày/năm) = 14.600 (l/năm). 14.600 (l/năm) x 1000 (VNĐ/l) = 14.600.000 (VNĐ/năm) Polymer: 219 (kg/năm) x 100.000 (VNĐ) = 21.900.000 (kg/năm) NaOH: 730(kg/năm) x 2000= 1.460.000 (VNĐ/năm) Tổng chi phí hoá chất trong 1 năm: S3 = 14.600.000 + 21.900.000 + 1.460.000 = 39.960.000 (VNĐ/năm). 7.2.4 Chi phí xử lý 1m3 nước thải Chi phí xây dựng cơ bản được khấu hao trong 30 năm, chi phí máy móc thiết bị khấu hao trong 15 năm: S4 = 1.124.570.200 /30 +1.106.700.000 /15 = 111.265.673,3 (VNĐ/năm) Tổng chi phí đầu tư trong 1 năm TC = S1 +S2 + S3 + S4/1000 = 120.000.000 +281.634.000 + 39.960.000 + 111.265.673,3 = 552.859..673,3 (VNĐ/năm). Chi phí tính cho 1m3 nước thải được xử lý T = (VNĐ/m3) 7.3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ Tổng chi phí cho phương án 1: Chi phí xây dựng công trình: 603.792.400 (VNĐ)  Chi phí cho việc xử lý 1m3 nước thải: 1.314(VNĐ)  Tổng chi phí cho phương án 2: Chi phí xây dựng công trình: 1.124.570.200(VNĐ)  Chi phí cho việc xử lý 1m3 nước thải: 1.670(VNĐ)  Chi phí cho việc xây dựng công trình của phương án 2 lớn hơn phương án 1 là: 1.124.570.200 - 603.792.400 = 520.777.800(VNĐ)  Chi phí cho việc xử lý 1 m3 nước thải của phương án 2 lớn hơn phương án 1 là: 1.670 - 1.314 = 356 (VNĐ/m3 nước thải) Trong 1 năm chi phí cho việc xử lý 1 m3 nước thải của phương án 2 lớn hơn phương án 1 là: 356 x 1000 x 365 = 129.940.000 (VNĐ/năm) Dựa vào tính kinh tế của hai phương án nêu trên ta thấy phương án hai có chi phí xây dựng cũng như chi phí vận hành cao hơn phương án một. Về mặt công nghệ cả hai phương án này hiện nay cũng được áp dụng khá phổ biến ở nước ta và vãn hành tương đối đơn giản. Điều kiện khí hậu để xử lý sinh học phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam, đặt biệt là sau quá trình xử lý không sinh them chất ô nhiễm thứ cấp phù hợp với xu thế sử dụng phương pháp sinh học trong xử lý nước thải. Mặt khác bể aeroten ở phương án 1 so với bể lọc sinh học ở phương án 2 thì bể lọc sinh học có 1 số nhược điểm như sau: Hiệu suất làm sạch nhỏ hơn với cùng 1 tải lượng khối Dễ bị tắc nghẽn Rất nhạy cảm với nhiệt độ Không khống chế được quá trình thông khí, dễ bốc mùi Chiều cao hạn chế Bùn dư không ổn định Khối lượng vật liệu tương đối nặng nên giá thành xây dựng cao Tuy nhiên dựa vào điều kiện thực tế về diện tích mặt bằng để xây dựng trạm xử lý thì phương án 2 tốn nhiều diện tích để xây dựng 2 bể lọc sinh học và 2 bể lắng II gây khó khăn trong quá trình quản lý. Qua những vấn đề trình bày ở trên ta rút ra kết luận đó là: yếu tố về kinh tế và yếu tố về mặt bằng để xây dựng trạm xử lý là hai yếu tố quyết định trong việc lựa chọn phương án xử lý nước thải của nhà máy. Trong phạm vi của luận văn này xin chọn phương án 1 làm phương án thiết kế thi công. Chương 8 QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH 8.1 NGHIỆM THU CÔNG TRÌNH Công trình trước khi đưa vào hoạt động cần có sự kiểm tra của các cơ quan chuyên môn. Đây là giai đoạn nghiệm thu công trình, gồm các bước: Kiểm tra công trình có được xây dựng với thiết kế đã duyệt hay chưa. Kiểm tra số lượng và quy cách lắp đặt các thiết bị kể cả dự trữ. Kiểm tra chất lượng thi công: dung nước sạch để kiểm tra rò rỉ của từng công trình, đầu tiên tiến hành thử độ khít kín của công trình, sau đó kiểm tra các thông số thủy lực, sự làm việc của các thiết bị, vị trí tương quan về độ cao, độ dốc của các công trình để cho nước có khả năng tự chảy từ công trình này qua công trình khác. 8.2 GIAI ĐOẠN ĐƯA CÔNG TRÌNH VÀO HOẠT ĐỘNG Đối với công trình xử lý cơ học (song chắn rác, bể điều hòa, bể tuyển nổi, bể lắng,…) thì thời gian đưa vào hoạt động tương đối ngắn. Trong thời gian đó, tiến hành diều chỉnh các bộ phận cơ khí, van khóa và các thiết bị đo lường, phân phối hoạt động. Đối với các công trình xử lý sinh học thì gian đoạn đưa vào hoạt động tương đối dài, cần một khoảng thời gian đủ để vi sinh vật thích nghi và phát triển để đạt hiệu quả thiết kế. Với bể Aeroten: giai đoạn vào hoạt động là giai đoạn tích lũy bùn hoạt tính cần thiết để hoạt động bình thường. Trong thời gian này toàn bộ cặn lắng từ bể lắng đợt 2 sẽ được tuần hoàn về bể Aeroten và chỉ vận hành với chế độ thủy lực nhỏ hơn nữa công suất thiết kế. Khi tích lũy đủ lượng cặn thì bắt đầu tăng tải trọng lên đến giá trị thiết kế đồng thời quan sát xem quá trình lắng bông cặn có diễn ra nhanh chóng hay không. 8.3 NHỮNG NGUYÊN NHÂN PHÁ HỦY CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC BÌNH THƯỜNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC Lượng nước thải đột xuất chảy vào quá lớn hoặc chất lượng nước thải không đáp ứng với yêu cầu thiết kế. Biện pháp khắc phục: Cần kiểm tra một cách hệ thống về thành phần,tính chất của nước thải theo các chỉ tiêu về số lượng và chất lượng. Nếu có những hiện tượng quy phạm về quy tắc quản lý thì phải kịp thời chấn chỉnh ngay.Khi công trình bị quá tải một cách thường xuyên do tăng lưu lượng và nồng độ nước thải thì phải báo cáo lên cấp trên để có biện pháp xử lý. Đồng thời đề ra chế độ quản lý tạm thời cho đến khi có biện pháp mới nhằm làm giảm tải trọng đối với công trình. Nguồn cung cấp điện bị ngắt Biện pháp khắc phục: Trong trạm xử lý nên dung 2 nguồn điện độc lập để khi nguồn điện này bị mất thì còn nguồn điện kia. Cán bộ công nhân quản lý không tuân theo các quy tắc quản lý kỹ thuật kể cả kỹ thuật an toàn. Biện pháp khắc phục: Nhắc nhở những công nhân thường trực ghi đúng sổ sách và kịp thời sữa chữa những sai sót.Tổ chức công nhân học tập kỹ thuật để nâng cao tay nghề và làm cho việc quản lý công trình được tốt hơn. 8.4 TỔ CHỨC QUẢN LÝ VÀ KỸ THUẬT AN TOÀN 8.4.1 Tổ chức quản lý Quản lý trạm xử lý nước thải được thực hiện trực tiếp của cơ quan quản lý hệ thống . Cơ cấu lãnh đạo, thành phần cán bộ kỹ thuật, số lượng công nhân mỗi trạm tùy thuộc vào công suất mỗi trạm, mức độ xử lý nước thải, kể cả mức độ cơ giới và tự động hóa của trạm. Quản lý về các mặt kỹ thuật an toàn, phòng hỏa và các biện pháp tăng năng suất. Tất cả các công trình phải có hồ sơ sản xuất. Nếu có những thay đổi về chế độ quản lý công trình thì kịp thời bổ sung vào hồ sơ đó. Đối với công trình phải giữ nguyên không được thay đổi về chế độ công nghệ. Tiến hành sữa chữa, đại tu đúng kỳ hạn theo kế hoạch đã duyệt. Nhắc nhở những công nhân thường trực ghi đúng sổ sách và kịp thời sữa chữa sai sót. Hàng tháng lập báo cáo kỹ thuật về bộ phận kỹ thuật của xí nghiệp. Nghiên cứu chế độ công tác của từng công trình và dây chuyền, đồng thời hoàn chỉnh các công trình và dây truyền đó. Tổ chức cho công nhân học tập kỹ thuật để nâng cao tay nghề và làm cho việc quản lý công trình được tốt hơn, đồng thời cho họ học tập về kỹ thuật an toàn lao động. 8.4.2 Kỹ thuật an toàn Khi công nhân mới vào làm việc phải đặc biệt chú ý đến an toàn lao động. Phải hướng dẫn, giảng dạy cho họ về cấu tạo, chức năng của từng công trình, kỹ thuật quản lý và an toàn, hướng dẫn cách sữ dụng máy móc thiết bị và tránh cho họ tiếp xúc trực tiếp với nước thải và cặn. Mỗi công nhân phãi được trang bị quần áo và các phương tiện bão hộ lao động. Ở những nơi làm việc cạnh các công trình phải có chậu rữa và thùng nước sạch. Đối với các công nhân tẩy rữa cặn ở các công trình, rửa vật liệu lọc ở bể Biophin,các công việc liên quan đến Clorine nước thì phải có những hướng dẫn và quy tắc đặc biệt. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Nhìn chung từ quá trình hoạt động sản xuất của nhà máy Gosaco ta có thể nhận thấy hàm lượng chất thải của nhà máy là rất lớn mà trong đó thành phần thải được xem là quan trọng nhất chính là nước thải. Nước thải của nhà máy Gosaco có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao và ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân trong khu vực do các chỉ số pH là pH = 5,88; COD = 830 mg/l; BOD5 = 486 mg/l; TSS = 202 mg/l; Tổng N = 22,5 mg/l; Tổng P = 4,43 mg/l; Dầu mỡ = 218 mg/l đều vượt quá tiêu chuẩn chất lượng nước nước thải công nghiệp thải ra môi trường. (TCVN 6984-2001) Trong điều kiện đang xét, công nghệ xử lý như trên: Xử lý cơ học (lưới chắn rác, bể tuyển nổi); xử lý sinh học hiếu khí (aeroten); lắng II; nén bùn; ép bùn và khử trùng là thích hợp. KIẾN NGHỊ Do thời gian thực hiện luận văn tương đối ngắn nên các thông số tính toán dựa trên cơ sở tài liệu tham khảo là chính. Nếu có điều kiện cần nghiên cứu các thông số động học, chạy thử mô hình để hiệu quả xử lý tối ưu. Đề nghị khi xây dựng hệ thống thoát nước, ban quản lý ở nhà máy cần: Trong quá trình thực hiện cần đầu tư nghiên cứu kỹ hơn các điều kiện sẵn có tại địa bàn. Trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải, cần theo dõi chất lượng nước đầu ra thường xuyên. Ban quản lý cần theo dõi, kiểm tra thường xuyên các nguồn xả thải để đảm bảo chỉ tiêu đầu vào như quy định, tránh trường hợp các nhà máy, xí nghiệp xả thải với nồng độ ô nhiễm quá cao Ngoài ra, nhà máy nên áp dụng sản xuất sạch hơn để hạn chế ô nhiễm (quản lý tốt hơn, thay đổi nguyên liệu, quy trình sản xuất, công nghệ và hoàn lưu tái sử dụng…)