Thuyết minh dây chuyền công nghệ xử lý nước thải

Thuyết minh dây chuyền công nghệ phương án 1 Song chắn rác: Nhiệm vụ: Nước thải đưa tới công trình làm sạch trước hết phải qua song chắn rác. Tại song chắn rác, các tạp vật thô có kích thước lớn được giữ lại. Các tạp vật này có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm đường ống hoặc kênh dẫn. Ngoài ra, các hợp chất cơ học trong nước còn có tác hại khác như bào mòn đường ống vận chuyển, làm tăng trở lực dòng chảy nên tăng tiêu hao năng lượng của bơm. Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện thuận lợi cho cả hệ thống. Ưu điểm: Đơn giản, rẻ tiền, dễ lắp đặt. Giữ lại tất cả các tạp vật lớn. Nhược điểm: Không xử lý, chỉ giữ lại tạm thời các tạp vật lớn. Làm tăng trở lực hệ thống theo thời gian. Phải xử lý rác thứ cấp. Hố thu gom: Nhiệm vụ: Thu gom nước thải từ các dây chuyền sản xuất và nước thải sinh hoạt của nhà máy. Giúp cho hệ thống xử lý nước hoạt động ổn định và hiệu quả. Bể điều hoà: Trước khi nước thải vào bể điều hoà, cần cho qua lưới lọc để giữ lại những bộ phận của mực, tôm, cá. Trong quá trình sơ chế, lượng râu tôm, tua mực, vỏ mực lột ra vụn thải ra theo nước thải chiếm một phần rất lớn vì vậy giai đoạn gạn “nội tạng rác” không chỉ là giai đoạn bắt buộc trong công nghệ xử lý nhằm giảm hàm lượng chất bẩn, để tránh phức tạp gây tốn kém cho khâu xử lý tiếp theo. Đáy bể điều hòa được lắp thêm một dàn sục khí để đảm bảo không có xảy ra hiện tượng lên men yếm khí gây mùi thối. Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và nồng độ nước thải nhằm đảm bảo cho các quá trình xử lý tiếp theo. Bể lắng đợt 1: Nhiệm vụ: Lắng trong nước ở phần trên để chuẩn bị đưa ra nguồn tiếp nhận dựa vào nguyên tắc sự khác nhau giữa trọng lượng các hạt cặn và nước. Đồng thời cô đặc bùn hoạt tính đến nồng độ nhất định ở phần dưới của bể để bơm tuần hoàn lại cho bể aerotank. Bể Aerotank : Quá trình oxy hoá chất hữu cơ trong bể Aerotank là nhờ các vi sinh vật phân huỷ hiếu khí. Để đảm bảo oxy cho các quá trình oxy hoá chất hữu cơ và giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng thì phải luôn luôn duy trì việc cung cấp khí. Trong bể Aerotank cần có sự kiểm soát BOD, COD để giữ cho tải trọng bể ổn định và đạt hiệu suất tối ưu. Tính quan trọng của bùn là khả năng tạo bông. Khi bông hình thành thì một số vi khuẩn bên trong bị tiêu diệt và phân huỷ. Do đó, thời gian lưu nước trong bể aerotank không lâu quá 12 giờ. Bùn hoạt tính có chứa nhiều sinh vật có khả năng oxy hoá các chất hữu cơ có nhiều trong nước thải. Số lượng quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần chất thải, hàm lượng các chất thải, lượng oxy hoà tan, chế độ thuỷ động học của bể. Mật độ vi khuẩn trong bùn hoạt tính dao động trong khoảng từ 108 – 1012 khuẩn lạc/mg MLSS. Trong bể phản ứng, vi sinh vật thực hiện các biến đổi theo các phương trình sau: Sự oxy hoá tổng hợp: COHNS + O2 + dinh dưỡng CO2 + NH3 + C5H7NO2 + các sản phẩm khác (Chất hữu cơ) (Tế bào vi khuẩn) Hô hấp nội sinh: C5H7NO2 + 5O2 5CO2 + NH3 + H2O + năng lượng Quá trình phân huỷ của vi sinh vật phụ thuộc vào các điều kiện sau: pH, nhiệt độ, các chất dinh dưỡng, nồng độ bùn và tính đồng nhất của nước thải. Do đó cần phải theo dõi các thông số này trong bể aerotank. Hiệu quả xử lý BOD của bể aerotank đạt từ 85 – 95%. Bể lắng đợt 2: Bể lắng II đặt sau bể Aerotank có chức năng loại bỏ bùn hoạt tính ra khỏi nước thải nhờ trọng lực. Một phần bùn lắng tại đáy bể sẽ được tuần hoàn lại bể Aerotank, phần bùn dư còn lại sẽ được bơm đến bể nén bùn để giảm độ ẩm trước khi đưa đến sân phơi. Bể lắng đợt II phải đáp ứng các yêu cầu sau : Thời gian lưu nước lớn hơn 12 giờ đủ lắng cặn nhẹ. Chiều cao lắng ≥ 1m. Có đủ dung tích ở phần đáy hồ để chứa lượng bùn lắng trong thời gian nén và phân huỷ bùn trong điều kiện yếm khí t ≥ 1năm. Không để cho rong, rêu tảo mọc và phát triển. Không để mùi hôi ảnh hưởng đến sinh hoạt của dân cư xung quanh Có nhiệm vụ lắng, làm trong nước và cô đặc bùn hoạt tính đến nồng độ nhất định. Nước thải được dẫn sang bể lọc áp lực, bùn được tuần hoàn trở lại bể aerotank để ổn định nồng độ MLSS. Lượng bùn dư đưa sang bể nén bùn làm phân bón. Tốc độ lắng của các bông cặn phụ thuộc vào nồng độ và tính chất của cặn. Bể lọc áp lực: Có nhiệm vụ giữ lại các cặn nhỏ Bể nén bùn: Có nhiệm vụ ép bùn làm giảm thể tích của bùn, tạo điều kiện cho viêïc phơi bùn. Bể ổn định bùn: Có nhiệm vụ ổn định lượng bùn và phân hủy bùn hiếu khí. Sân phơi bùn: Bùn sau khi được nén trong bể nén bùn sẽ chảy sang sân phơi bùn nhờ áp lực thủy tĩnh. Sân phơi tận dụng điều kiện tự nhiên để giảm thể tích và khối lượng cặn. Tại sân phơi độ ẩm của cặn giảm xuống là do một phần nước bốc hơi và phần khác ngấm xuống đất. Sau một thời gian lưu tại sân phơi bùn được chở đến bãi chôn lấp hợp vệ sinh. Ưu điểm: Hiệu quả xử lý cao Chi phí đầu tư thấp Thể tích Aeroten dạng mẻ lớn Nhược điểm: Nhiều công trình Quản lý và vận hành tương đối phức tạp Phương án 2: Nước thải Song chắn rác, hầm tiếp nhận Bể điều hòa Bể sinh học Aeroten Bể lắng Bể nén bùn Bể lọc áp lực Bể tiếp xúc Clo Nguồn tiếp nhận Thuyết minh dây chuyền công nghệ phương án 2 Nước thải của công ty chảy tự nhiên qua song chắn rác vào hầm bơm tiếp nhận. Từ đây nước thải được bơm vào bể điều hòa. Bể điều hòa làm việc theo nguyên tắc xáo trộn với các ống phân phối khí đục lỗ nhằm điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải, đồng thời xử lý một phần BOD. Sau đó nước thải được bơm từ bể điều hòa vào bể sinh học. Bể sinh học Aeroten có trang bị hệ thống đĩa phân phối khí cung cấp khí oxy tạo ra môi trường hiếu khí cho VSV. Sau khi qua bể Aeroten, nước thải được chảy vào bể lắng. Tại bể lắng, bùn được đưa tuần hoàn vào bể sinh học, phần bùn dư được đưa vào bể nén bùn làm giảm một phần độ ẩm của bùn và được thu gom định kỳ hai lần trong năm. Nước từ bể lắng qua bể lọc áp lực. Tại bể lọc áp lực các cặn nhỏ được giữ lại. Nước sạch từ bể lọc áp lực qua bể tiếp xúc Clo, nước thải được khử trùng trước khí thải ra kênh Tàu Hủ. Ưu điểm: Không có bể lắng 2, bể ổn định bùn (giảm được hai công trình) Chi phí thấp Nhược điểm: Hiệu quả xử lý chưa cao do thiếu công trình Sau khi phân tích hai phương án, phương án 1 là phương án được lựa chọn để tính toán thiết kế bởi các lý do sau: Là phương án rất đặc trưng Đầy đủ các công trình đảm bảo tốt cho quá trình xử lý Hiệu quả xử lý cao Chi phí đầu tư xây dựng tương đối thuận lợi Ít tốn năng lượng Phù hợp với điều kiện của công ty (diện tích, chi phí, nhân lực) Dễ vận hành, quản lý. 5.3. Tính toán các công trình đơn vị xử lý nước thải Các công trình của phương án I bao gồm: Ngăn tiếp nhận Song chắn rác Hầm tiếp nhận Bể điều hòa Bể lắng đợt 1 Bể bùn hoạt tính (Aeroten) xáo trộn hoàn toàn Bể lắng đợt 2 Bể trung gian Bể lọc áp lực Nén bùn trọng lực ở lắng I Bể phân hủy bùn hiếu khí Sân phơi bùn 5.3.1 Song chắn rác Kích thước song chắn rác có thể chọn theo bảng 5.1. Do công suất nhỏ và lượng rác không lớn, chọn song chắn rác làm sạch bằng thủ công. Bảng 5.3 Các thông số tính toán cho song chắn rác Thông số Làm sạch thủ công Kích thước song chắn: Rộng, mm 5 ÷ 15 Dày, mm 25 ÷ 38 Khe hở giữa các thanh, m 25 ÷ 50 Độ dốc theo phương đứng, độ 30 ÷45 Tốc độ dòng chảy trong mương đặt song chắn, m/s 0,3 ÷0,6 Tổn thất áp lực cho phép, mm 150 Kích thước mương đặt song chắn rác Chọn tốc độ dòng chảy trong mương là: v = 0,3 m/s Giả sử độ sâu đáy ống cuối cùng của mạng lưới thoát nước bẩn là: H = 0,7 m Chọn kích thước mương: rộng x sâu = B x H = 0,35 x 0,7 = 0,245 m2. Vậy chiều cao lớp nước trong mương là: Chọn kích thước thanh rộng x dày = b x d =5 x 25 =125 mm2 và khe hở giữa các thanh là w = 25 mm. Kích thước song chắn rác Hình 5.1 Thể hiện cách bố trí song chắn rác Hình 5.1 Cách bố trí song chắn rác Giả sử song chắn rác có n thanh, vậy số khe hở là m = n + 1 Mối quan hệ giữa chiều rộng mương, chiều rộng thanh và khe hở như sau: B = n x b + (n + 1) x w 350 = n x 5 + (n + 1) x 25 350 = 5n + 25n + 25 30n = 350 – 25 30n = 325 n = 10,8 Nếu chọn số thanh là 10 có thể điều chỉnh khoảng cách giữa các thanh lại như sau: 350 = 10 x 5 + (10 + 1) x w 350 = 50 + 11w 11w = 350 – 50 11w = 300 W = 27,3 mm Tổn thất áp lực qua song chắn Tổng tiết diện các khe song chắn, A: A = (B – bn ) x h Trong đó B: chiều rộng mương đặt song chắn rác, m. b: chiều rộng thanh song chắn, m. n: số thanh h: chiều cao lớp nước trong mương, m. A = (0,35 – 0,005 x 10 ) x 0,042 A = 0,0126 m2 Vận tốc dòng chảy qua song chắn: (m/s) Tổn thất áp lực qua song chắn: (m) = 2,5 mm < 150 mm Hầm bơm tiếp nhận (Hố thu) Thể tích hầm bơm tiếp nhận: (m3) Trong đó t: thời gian lưu nước, t =10 ÷30 phút, chọn t = 15 phút. Lưu lượng nước thải ngày đêm : Q =200 m3/ngày.đêm Lưu lượng nước thải lớn nhất h : Q =16 m3/h Lưu lượng nước thải trung bình giờ : Q =8,33 m3/h Chọn chiều sâu hữu ích h = 2 m Chiều cao an toàn lấy bằng chiều sâu đáy ống cuối cùng ht = 0,7 m. Vậy chiều sâu tổng cộng: H = 2 + 0,7 =2,7 (m) Kích thước hố thu gom là : L x B x H = 2,7 x 2 x 2,7 Công suất bơm Chọn loại bơm nhúng chìm đặt tại hầm bơm có = 16 (m3/h) Cột áp H = 8 ÷10 m. Chọn cột áp bơm H = 8 m Công suất bơm được tính N = = = 0,226 (KW) Trong đó : : Khối lượng riêng của nước thải : =1000kg/m3 : Hiệu suất bơm : = (0.7-0.8) chọn = 0.8 Chọn bơm có công suất : P = 0.2 (KW) Bảng 5.4 Các thông số xây dựng hố thu gom STT Thông số Giá trị Đơn vị 1 Chiều dài hố thu gom 2,7 m 2 Chiều rộng hố thu gom 2 m 3 Chiều cao xây dựng 2,7 m 4 Bơm chìm đặt dưới bể 2 cái Bể điều hòa Bảng 5.5 Thể tích tích lũy theo giờ Giờ trong ngày Q (m3/h) Thể tích tích lũy vào bể A Thể tích tích lũy bơm đi (B), m3 Hiệu số thể tích: (B) – (A), m3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 5 4,4 3,2 3,2 3,2 3,8 6,0 16,0 15,0 14,0 9,0 7,6 7,0 7,0 8,0 15,8 10,8 9,4 9,0 8,8 9,8 9,6 8,4 6,0 5 9,4 12,6 15,8 19,0 22,8 28,8 44,8 59,8 73,8 82,8 90,4 94,7 104,4 112,4 128,2 139,0 148,4 157,4 166,2 176,0 185,6 194,0 200,0 8,3 16,7 25,0 33,3 41,7 50,0 58,3 66,7 75,0 83,3 91,7 100,0 108,3 116,7 125,0 133,3 141,7 150,0 158,3 166,7 175,0 183,3 191,7 200,0 3,3 7,3 12,4 17,5 22,7 27,2 29,5 (max) 21,9 15,2 9,5 8,9 9,6 10,9 12,3 12,6 5,1 2,7 1,6 0,9 0,5 -1,0 -2,3 -2,3 (min) 0 Bảng 5.6 Tính toán hàm lượng BOD5 trung bình và tải lượng BOD5 trước và sau bể điều hòa. Giờ trong ngày Q m3/h Thể tích nước trong bể, m3 BOD vào, mg/l BOD trung bình ra khỏi bể, mg/l Tải lượng BOD5 trước điều hòa, kgBOD5/h Tải lượng BOD5 sau điều hòa, kgBOD5/h 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7 16,0 15,0 14,0 9,0 7,6 7,0 7,0 8,0 15,8 10,8 9,4 9,0 8,8 9,8 9,6 8,4 6,0 5,0 4,4 3,2 3,2 3,2 3,8 6,0 7,7 14,3 20 20,7 20 18,6 17,3 17 24,4 27 28 28,6 29,1 30,6 31,9 31,9 29,6 26,3 22,3 17,2 12,1 6,94 2,41 0,0 1220 1210 860 780 690 540 520 605 1200 860 780 520 530 860 865 520 345 345 432 600 605 780 780 860 1220 1162 1001 712 720 637 534 569 1170 959 808 709 519 629 857 770 463 327 351 433 608 642 826 1134 20,7 19,4 12,0 7,0 5,2 3,8 3,6 4,8 19,0 9,3 7,3 4,7 4,7 8,4 8,3 4,4 2,1 1,5 1,7 1,8 1,8 2,3 2,7 5,2 10,2 10,1 8,7 7,0 6,3 5,4 4,5 4,5 7,3 9,2 7,0 6,0 4,4 5,1 7,2 6,6 4,1 2,9 3,0 3,8 5,0 5,3 6,5 7,0 Trung bình 6,1 Xác định thể tích bể điều hòa V = Qhmax * t = 16 * 5 = 80 (m3 ) Trong đó : Qmax : lưu lượng nước thải tính bằng m3/h t : thời gian lưu nước thải trong bể điều hoà từ 4 – 8 h, chọn t = 5h Kích thước bể : Chọn chiều cao làm việc : h = 4m Chiều cao bảo vệ : hbv = 0.5m Vậy chiều cao tổng cộng: H = h + hbv = 4 + 0,5 = 4,5 (m) Diện tích mặt bằng của bể điều hoà F = = = 17,78 ( m2) Chọn kích thước bể : L * B * H = 7 x 3 * 4,5 Trong đó : L : chiều dài của bể (m) B : chiều rộng của bể (m) H: chiều cao của bể (m) Đường kính ống dẫn nước: D == = 0,077 (m) = 77 (mm) Trong đó: Qtbng : lưu lượng trung bình ngày v: vận tốc nước thải trong ống do chênh lệch độ cao v = [ 0,3 – 0,9 m/s] chọn v = 0,5 m/s Chọn D = 80 mm ống nhựa PVC Tính lưu lượng không khí cần thiết cho bể : Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa Qkhí = qkhí x V x 60 Qkhí=0,015x 80 x 60 = 72 (m3/h) qkhí : lượng khí cần thiết cung cấp cho 1m3 bể trong 1 phút là :0,01 – 0,015 m3/s (tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai): Chọn qkhí = 0,015 m3/s Thiết bị phân phối khí trong bể điều hoà là các ống nhựa PVC đục lổ, bao gồm 4 đường ống với chiều dài mỗi ống là 7 m đặt cách nhau 1 m. Lưu lượng khí trong mỗi ống : qống== (m3/h) Đường kính chính dẫn khí vào bể : Dống=== 0,05 (m) = 50 (mm) Chọn Dống = 50 mm Đường kính ống nhánh : dống===0,025 (m) = 25 (mm) Chọn dống=25mm Vống : vận tốc trong ống (10 – 15m/s) chọn Vống =10 m/s Đường kính lỗ ống dẫn khí : Đường kính các lổ thoát khí ( 2 – 5 mm ), ta chọn 3 mm Vận tốc khí qua các lổ : 15 m/s Lưu lượng khí qua các lổ qlổ = vlổ x x 3600 = 15 x x 3600 = 0,382 (m3/h) Số lổ trên 1 ống N== 47 lổ Số lổ trên 1 m ống dài n = 7 lổ/m ống dài Tính áp lực cần thiết cho hệ thống dẫn khí : Aùp lực cần thiết của máy thổi khí : Hk=hd + hc + h f + H Trong đó : hd : tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống hd 0,4m, chọn hd = 0,4m hc :tổn thất cục bộ : hc 0,5 m chọn 0,5 m hf: tổn thất qua thiết bị phân phối khí hf 0,5m chọn 0,5m H : chiều sâu hưu ích của bể điều hoà H = 3 m H k= 0,4 + 0,5 + 0,5 +3 = 4,4 m Aùp lực cần thiết của máy tính theo atm Pm ==0,44 atm Chọn Pm = 0,4 atm Tính toán và chọn máy thổi khí : Năng lượng tổn thất của hệ thống nén khí Pw= Trong đó Pw : năng lượng của máy thổi khí W : khối lượng riêng không khí hệ thống cung cấp trong 1s Tỉ trọng riêng của không khí là : 0,0118 kgN/m3 W== 1,323 * 10-4 = 0,1323*10-3 kg/s = 0,1323 g/s T: nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T = 20 + 273 = 293 P1 =1 atm : áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P2 = Pm + 1 = 1 + 0,44= 1,44 atm : áp suất không khí đầu ra n = = = 0,283 (K =1,395 đối với không khí) e : hiệu suất của máy e = 0,7 – 0,8 chọn e = 0,8 Vậy Pw = 5,85 KW Các 5.7 Thông số xây dựng bể điều hoà Stt Thông số Giá trị Đơn vị 1 Chiều dài bể 7 m 2 Chiều rộng bể 3 m 3 Chiều cao bể 4,5 m 4 Số lổ phân phối khí trên 1 ống 47 lổ 5 Đường kính ống chính 50 mm 6 Đường kính ống nhánh 25 mm 7 Máy thổi khí 2 cái 5.3.4 Bể lắng đợt 1 Diện tích bể : F = = = 5,6 (m2) Trong đó Qh : lưu lượng nước thải đầu vào Qh = 16 (m3 /h) V : vận tốc chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng : V = 0,5 – 0,8 (mm/s) chọn V = 0,8 (mm/s) (TCXD 51-84) Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm : f = = = 0,15 (m2) Trong đó Vtt : vận tốc chảy trong ống trung tâm Vtt = 30 (mm/s) (TCXD 51-84) Diện tích tổng cộng của mặt bằng : F1= F + f = 5,6 + 0,15 = 5,75 (m2) Đường kính bể : D = = = 2,7 (m) Đường kính ống trung tâm : d = == 0,44 (m) Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng : htt = V x t = 0,0008 * 1,5 * 3600 = 4,32 (m) Trong đó V : vận tốc chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng : V = 0,0008 (m/s) t : thời gian lưu nước trong bể lắng đứng, t = [1.5-2.5h] chọn t = 1,5 h Đường kính hố thu bùn : Đường kính hố thu bùn lấy bằng 20% đường kính bể : dh= 20% * D = 0,2 * 2,7 = 0,54 (m) Chọn dh=1(m) Chọn chiều cao hố thu bùn hh = 0,5 (m) Đường kính ống dẫn bùn D = 100 (mm) Chiều cao phần chóp đáy bể : hch= = = 1,08 (m) Chiều cao ống trung tâm : Chiều cao ống trung tâm bằng chiều cao tính toán vùng lắng = 4,32 (m) Đường kính miệng ống loe trung tâm dl = 1,35 x 0,44 = 0,594 (m) Chiều cao của miệng loe: hl = dl = 0,594 (m) Đường kính tấm hắc dh = 1,3 x dl = 1,3 x 0,594 = 0,77 (m) Góc nghiên giữa tấm hắc so với mặt phẳng nằm ngang lấy =200 Chiều cao của tấm hắc: hh = x tg 200 = 0,14 (m) Máng thu nước : Máng thu nước đặt vòng tròn có đường kính bằng 0,8 đường kính bể Dmáng= 0,8 x 2,7 = 2,16 (m) Chiều dài máng thu nước : L =x Dmáng = 2,16 = 6,8 (m) Tải trọng thu nước trên 1 m dài máng : al= 29,4 (m3/m dài. ngày) < 125 Lượng cặn tươi từ bể lắng đợt I : Sau khi qua bể lắng đợt I Hàm lượng chất lơ lửng giảm từ 50 – 70% BOD5 giảm từ 25 – 40 % Vậy lượng cặn tươi trong bể lắng là : Wc=== 0,5 (m3/ngày) Trong đó E : Hiệu suất lắng E = 52,63 Gc: Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải dẫn đến bể lắng I : Gc= 200 (mg/l) k : Hệ số tính đến khả năng tăng lượng cặn cở hạt lơ lửng lớn, k = 1,1 – 1,2. Chọn k =1,2 P : Độ ẩm của cặn tươi P = 95% Q : Lưu lượng nước thải trung bình Q = 200 (m3 /ngày) Hiệu quả xử lý BOD : EBOD = ==31.25% Với a, b là hằng số thực nghiệm ở t = 200C Bảng 5.8 Giá trị hằng số thực nghiệm Chỉ tiêu a đơn vị (h) b Khử BOD5 0,018 0,020 Khử cặn lơ lửng SS 0,0075 0,014 Hiệu quả sử lý SS : Ess = == 52.63% t : thời gian lưu nước t = 1,5h Hàm lượng chất lơ lửng ra khỏi bể lắng : SSra = = 94,74 (mg/l) Lượng BOD ra khỏi bể lắng : BODra= = 495(mg/l) Tính toán máy bơm bùn cặn tươi từ bể lắng I sang bể chứa bùn : Chọn bơm có lưu lượng: Qb = Qhmax =16 (m3/h) = 0,044 (m3/s), cột áp H = 8 (m) Công suất bơm : N = = 4,34 (KW) Trong đó Qb : Lưu lượng bùn tính theo m3/s H : Chiều cao cột áp bơm : Khối lượng riêng của bùn = 1006(kg/l) : Hiệu suất bơm = 0.8 Công suất bơm Nt =1,2 x N = 1,2 x 4,34 = 5,208 (KW) Trong đó: 1,2 : hệ số an toàn Các 5.9 Các thông số xây dựng bể lắng đợt I STT Thông số Giá trị Đơn vị 1 Đường kính bể 2,7 m 2 Đường kính ống trung tâm 0,44 m 3 Chiều cao vùng lắng 4,32 m 4 Chiều cao phần hình nón của bể lắng 1,08 m 5 Đường kính miệng loe ống trung tâm 0,594 m 6 Đường kính tấm hắc 0,77 m 7 Chiều cao tấm hắc 0,14 m 8 Chiều cao miệng ống loe 0,594 m 9 Chiều cao xây dựng của bể lắng 6,134 m 10 Bơm bùn 2 cái 11 Đường kính máng 2,16 m 12 Chiều dài máng 6,8 m 5.3.5 Bể bùn hoạt tính (Aeroten) xáo trộn hoàn toàn Các thông số tính toán Theo bảng 5.6, BOD5 trung bình sau điều hòa là 740 mg/l. Giả sử hàm lượng BOD5 sau lắng đợt 1 giảm 20%. Vậy hàm lượng BOD5 vào Aeroten là: Giả sử theo kết quả thực nghiệm tìm được các thông số động học như sau: Ks= 50 mg/l; Y=0,5 mgVSS/mg BOD5; kd=0,05 ngày-1 Có thể áp dụng các điều kiện sau để tính toán quá trình bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn: Tỉ số MLVSS : MLSS = 0,8. Hàm lượng bùn tuần hoàn: Cu = 8000 mgSS/l. Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể aeroten: MLVSS = 3000 mg/l. Thời gian lưu bùn trung bình: = 10 ngày. Nước thải chế biến thủy sản có chứa đầy đủ lượng chất dinh dưỡng nitơ, phốtpho và các chất vi lượng khác. Nước thải sau lắng 2 chứa 25 mg/l cặn sinh học, trong đó có 65% cặn dễ phân hủy sinh học. BOD5 : BODL = 0,68. BOD5 sau lắng 2 còn lại 20 mg/l. Dựa vào tỉ số BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1 và thành phần N, P của nước thải (BOD5 = 720 mg/l, NKjeldahl = 40 mg/l và Ptổng = 8 mg/l tương ứng với tỉ số BOD5 : N : P = 5,6 : 1 : 1), có thể kết luận chất dinh dưỡng đa lượng đủ cho vi sinh vật phát triển. Giả sử các chất dinh dưỡng vi lượng cũng đủ cho sinh trưởng tế bào. Xác định BOD5 hòa tan sau lắng 2 theo mối quan hệ sau: Tổng BOD5 = BOD5 hòa tan + BOD5 của cặn lơ lửng Xác định BOD5 của cặn lơ lửng ở đầu ra: Hàm lượng cặn sinh học dễ phân hủy: 0,65 x 25mg/l = 16,25 mg/l BODL của cặn lơ lửng dễ phân hủy sinh học của nước thải sau lắng 2: 16,3 mg/l x (1,42 mgO2 tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hóa) = 23 mg/l BOD5 của cặn lơ lửng của nước thải sau bể lắng 2: 23 mg/l x 0,68 =15,64 mg/l BOD5 hòa tan của nước thải sau lắng 2: 20 = C + 16 C = 4 mg/l Hiệu quả xử lý BOD5 của bể aeroten: Tính thể tích bể Thể tích bể Earoten được tính theo 2 công thức sau: Trong đó : thời gian lưu bùn Q: lưu lượng nước thải Y: hệ số sản lượng tế bào S0: BOD5 nước thải vào bể aeroten S: nồng độ BOD5 sau lắng 2 X: hàm lượng tế bào chất trong bể kd: hệ số phân hủy nội bào Thay vào phương trình trên, xác định được thể tích bể aeroten: Thời gian lưu nước của bể Aeroten: Các giá trị đặc trưng cho kích thước của bể earoten xáo trộn hoàn toàn được thể hiện trong bảng sau: Bảng 5.10 Các kích thước điển hình của bể Aeroten xáo trộn hoàn toàn Thông số Giá trị Chiều cao hữu ích, m Chiều cao bảo vệ, m Khoảng cách từ đáy đến đầu khuếch tán khí, m Tỉ số rộng : sâu (W : H) 3,0 ÷ 4,6 0,3 ÷ 0,6 0,45 ÷ 0,75 1,0 :1 ÷ 2,2 : 1 Chọn chiều cao hữu ích H = 4,0 m, chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m. Vậy chiều cao tổng cộng là: Htc = 4,0m + 0,5m = 4,5 m Chọn tỉ số W : H = 1 : 1, vậy chiều rộng bể là: W = H = 4,0 m Chiều dài l của bể: Tính lượng bùn dư thải ra mỗi ngày Hệ số sản lượng quan sát (Yobs) tính theo phương trình: Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày theo VSS: /ngày Tổng lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo SS: /ngày Lượng bùn dư cần xử lý mỗi ngày: Lượng bùn dư cần xử lý = Tổng lượng bùn – Lượng SS trôi ra khỏi lắng 2 Mdư(SS) = 49 kgSS/ngày – 200 m3/ngày x 25 (g/m3) x 10-3kg/g = 44 kgSS/ngày Lượng bùn dư có khả năng phân hủy sinh học cần xử lý: Mdư(VSS) = 44 kgSS/ngày x 0,8 = 35,2 kgVSS/ ngày Giả sử hàm lượng bùn hoạt tính lắng ở đáy bể lắng có hàm lượng chất rắn 0,8% và khối lượng riêng là 1,008 kg/lít. Vậy lưu lượng bùn dư cần xử lý: Qdư = lít/ngày 5,52 m3/ngày Hoặc có thể tính theo công thức sau: 10 ngày = Qdư = 5,52 m3/ngày Từ hình, dựa vào sự cân bằng sinh khối quanh bể aeroten, xác định tỉ lệ bùn tuần hoàn dựa trên phương trình cân bằng sinh khối: Trong đó X0: hàm lượng cặn lơ lửng đầu vào, mg/l Q: lưu lượng vào bể, m3/ngày Qr: lưu lượng bùn tuần hoàn, m3/ngày Xu: hàm lượng SS của lớp bùn lắng hoặc bùn tuần hoàn, mg/l X: hàm lượng bùn hoạt tính trong bể aeroten, mgMLSS/l Hình 5.2 Sơ đồ thiết lập cân bằng sinh khối quanh bể aeroten Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể aeroten: MLSS = MLVSS/0,8 = 3000(mgVSS/l)/0,8 = 3750 mgSS/l Giả sử X0 = 0 và Qr = Q, chia hai vế cho Q, biểu thức trên có thể triển khai như sau: Trong đó : hệ số tuần hoàn, Vậy lưu lượng bùn tuần hoàn: m3/ngày=176 m3/ngày 7,33 m3/giờ. Kiểm tra tải trọng thể tích LBOD và tỉ số F/M Tải trọng thể tích: ngày Trị số này nằm trong khoảng cho phép (LBOD = 0,8 ÷ 1,9). Tỉ số F/M: ngày-1. Trị số này nằm trong khoảng cho phép: F/M = (0,2 ÷ 0,6) ngày-1. Tính lượng khí cần thiết cho quá trình bùn hoạt tính, biết rằng hiệu suất chuyển hóa oxygen của thiết bị khuếch tán khí là E = 9%, hệ số an toàn f = 2,0 để tính công suất thiết kế thực tế của máy thổi khí. Giả sử BOD5 = 0,68 BODL, vậy khối lượng BODL tiêu thụ trong quá trình sinh học bùn hoạt tính là: kgBODL/ngày. Nhu cầu oxy cho qúa trình: = 173kg/ngày – (1,42kgO2/kgVSS x 39kgVSS/ngày) =117,6 kgO2/ngày. Giả sử rằng không khí có 23,2% trọng lượng O2 và khối lượng riêng không khí là 1,20 kg/m3. Vậy lượng không khí lý thuyết cho quá trình là: m3/ngày Kiểm tra lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hòan toàn: l/m3.phút Trị số này nằm trong khoảng cho phép: q = (20 ÷ 40 ) l/m3.phút. Như vậy lượng khí cấp cho quá trình bùn hoạt tính cũng đủ cho nhu cầu xáo trộn hoàn toàn. Lưu lượng khí cần thiết của máy thổi khí: m3/phút. Kích thước bể Aeroten: Thể tích bể Vb = 131 m3 Chiều sâu chứa nước của bể: h = 4 m Diện tích bể: F = = m2 Chiều dài bể: L = 8,2 m Chiều rộng bể: B = 4 m (W : H = 1 : 1) Chiều cao dự trữ nước trên mặt hbv = 0,5 m Chiều cao tổng cộng của bể: H = 4 + 0,5 = 4,5 m Các 5.11 Các thông số xây dựng bể Aeroten: STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế 1 Số lượng Công trình 1 2 Chiều dài bể m 8,2 3 Chiều rộng bể m 4 4 Chiều cao bể m 4,5 5 Thể tích m3 147,6 Bể lắng đợt 2 Diện tích phần lắng của bể : Slắng = Trong đó : Q : lưu lượng nước thải Q = 200 (m3/ngày) = 8,33 (m3/h) Co: nồng độ bùn duy trì trong bể aerotank, Co= 3409 (mg/l)=3409 (g/m3) : hệ số tuần hoàn Ct= 8000 (g/m3) nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn Vl : vận tốc lắng bề mặt phân chia ứng với Cl, theo công thức (9-7) Trịnh Xuân Lai Cl = 1/2 Ct = 1/2 x 8000 = 4000 (g/m2) Xác định vận tốc lắng Vl = Vmax=7(m/h) K = 600 ( cặn có chỉ số thể tích 50 <SVI <150) Vậy Vl = 7 * = 0,635 (m/h) Diện tích phần lắng của bể Slắng ==10,5(m2) Diện tích bể tính thêm phần phân phối trung tâm S =1,1 x 10,5 = 11,55 (m2) Đường kính bể lắng : Dbể = = 3,66 (m) Chọn 3,7 (m) Đường kính buồng phân phối trung tâm : D = 0,25 x Dbể = 0,25 x3,7 = 0,925 (m) Diện tích buồng phân phối trung tâm : F = = = 0,67 (m2) Chọn 0,7 (m2) Tải trọng thủy lực : a = 19,05 (m3/m2.ngày) Vận tốc đi lên của dòng nước trong bể V = = 0,8 (m/h) Máng thu trong bể : Máng thu đặt trong vòng tròn có đường kính bằng 0.8 đường kính bể Dmáng = 0,8 3,7 = 2,96 (m) Chiều dài máng thu nước L = x Dmáng = * 2,96 = 9,3 (m) Tải trọng máng thu trên 1 m dài của máng Al= = 21,5 (m3/mdài.ngày) < 125 Tải trọng bùn B == 5,97 (kg/m2h) Xác định chiều cao của bể : Chọn H = 4m Chiều cao dự trữ trên mặt thoáng h1 = 0,5 m Chiều cao cột nước trong bể h = 4m Chiều cao phần nước trong : h2=1,5m Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 2% về tâm : h3=0,02=0,04 (m) Chiều cao phần chứa bùn hình trụ : h4 = H - h1 – h2 – h3 = 4 – 0,5 – 1,5 – 0,04 = 1,96 (m) Diện tích phần lắng của bể : Vb = S x h4 = 11,55 * 1,96 = 22,64 (m3) Nồng độ bùn trung bình trong bể Ctb = = 6000 (mg/l) = 6 (kg/m3) Lượng bùn chiếm trong bể lắng : Gb = Vb x Ctb = 6 x 22,64 = 135,84 (kg) Lượng bùn cần thiết cho 1 bể Aerotank : Gcần =Vaerotankx C0 = 90 x =153405 (g) = 153,405 (kg) Nếu tháo khô 1 bể aerotank để sữa chửa sau đó hoạt động lại thì lượng bùn bể lắng đủ cấp để bể aerotank hoạt động ngay, không cần phải có thời gian khởi động để tích lũy cặn. Thời gian lưu nước trong bể lắng Dung tích bể lắng V = H x S = 3,5 x 11,55 = 40,425 (m3) Lượng nước vào bể lắng : Ql =(1+)Q = (1+0,88) * 200 = 376 (m3/ngày) Thời gian lắng : T = = 2,6 h Chiều dài và đường kính miệng ống loe : Dl = 1,35 x Dtt = 1,35 x 1,1 = 1,485 (m) Chọn Dl = 1,5 (m) Chiều dài miệng ống loe Hl=Dl =1,5 (m) Đường kính tấm hướng dòng Dhd = 1,3 x 1,5 = 1,95 (m) Chọn Dhd = 2 (m) Bảng 5.12 Các thông số xây dựng bể lắng đợt II STT Thông số Giá trị Đơn vị 1 Đường kính 3,7 m 2 Chiều cao ống trung tâm 1,5 m 3 Đường kính buồng phân phối trung tâm 0,925 m 4 Đường kính miệng ống loe 1,5 m 5 Chiều cao ống loe 1,5 m 6 Chiều cao bể lắng 4 m 7 Đường kính máng thu 2,96 m 8 Chiều dài máng thu 9,3 m 9 Đường kính tấm hướng dòng 2 m Bể trung gian Trước bể lọc áp lực phải có bể bơm chuyển tiếp vì sau bể lắng 2 thì không thể bơm trực tiếp lên bể lọc nên ta phải chon thêm một bể nữa goi là bể trung gian. Bể trung gian được thiết kế dùng để chứa nước sau lắng 2. Bể này ta tính toán tương tự như hầm bơm tiếp nhận Thể tích bể trung gian: (m3) Trong đó t: thời gian lưu nước, t =10 ÷30 phút, chọn t = 15 phút. Lưu lượng nước thải ngày đêm : Q =200 m3/ngày.đêm Lưu lượng nước thải lớn nhất h : Q =16 m3/h Lưu lượng nước thải trung bình giờ : Q =8,33 m3/h Chọn chiều sâu hữu ích h = 2 m Chiều cao an toàn lấy bằng chiều sâu đáy ống cuối cùng ht = 0,7 m. Vậy chiều sâu tổng cộng: H = 2 + 0,7 =2,7 (m) Kích thước hố thu gom là : L x B x H = 2,7 x 2 x 2,7 Công suất bơm Chọn loại bơm nhúng chìm đặt tại hầm bơm có = 16 (m3/h) Cột áp H = 8 ÷10 m. Chọn cột áp bơm H = 8 m Công suất bơm được tính N = = = 0,226 (KW) Trong đó : : Khối lượng riêng của nước thải : =1000kg/m3 : Hiệu suất bơm : = (0.7-0.8) chọn = 0.8 Chọn bơm có công suất : P = 0.2 (KW) Bảng 5.13 Các thông số xây dựng bể trung gian STT Thông số Giá trị Đơn vị 1 Chiều dài bể trung gian 2,7 m 2 Chiều rộng bể trung gian 2 m 3 Chiều cao xây dựng 2,7 m 4 Bơm chìm đặt dưới bể 2 cái 5.3.8 Bể lọc áp lực Giả sử chọn bể lọc áp lực hai lớp: Than Anthracite Cát thạch anh Kích thước vật liệu lọc được thể hiện trong bảng sau: Chọn: Chiều cao lớp cát h1 = 0,3 m có đường kính hiệu quả de = 0,5 mm, U = 1,6 Chiều cao lớp than h2 = 0,5 m có đường kính hiệu quả de = 1,2 mm, U = 1,5 Tốc độ lọc v = 9 m/h, và số bể lọc n = 2. Diện tích bề mặt bể lọc: Đường kính bể lọc áp lực: Bảng 5.14 Kích thước vật liệu lọc hai lớp cho xử lý nước thải bậc cao Đặc tính Khoảng gía trị Giá trị đặc trưng Anthracite: Chiều cao h, m Đường kính hiệu quả de, mm Hệ số đồng nhất U Cát: Chiều cao h, m Đường kính hiệu quả de, mm Hệ số đồng nhất U Tốc độ lọc v, m/h 0,3 ÷ 0,6 0,8 ÷ 2,2 1,3 ÷ 1,8 0,15 ÷ 0,3 0,4 ÷ 0,8 1,2 ÷ 1,6 5 ÷ 24 0,45 1,2 1,6 0,3 0,5 1,5 12 Khoảng cách từ bề mặt vật liệu lọc đến miệng phểu thu nước rửa: Trong đó HVL: chiều cao lớp vật liệu lọc e: độ giản nở lớp vật liệu lọc khi rửa ngược, e = 0,25 ÷ 0,5 Chiều cao tổng cộng bể lọc áp lực: Trong đó hbv: chiều cao an toàn, hbv = 0,25 m hthu: chiều cao phần thu nước (tính từ mặt chụp lọc đến đáy bể) Lượng nước rửa lọc ta có thể lấy theo bảng sau: Bảng 5.15 Tốc độ rửa ngược bằng nước và khí đối với bể lọc cát một lớp và lọc anthraccite Vật liệu lọc Đặc tính vật liệu lọc Tốc độ rửa ngược, m3/m2.phút Đường kính hiệu Hệ số đồng nhất U Nước Khí quả de, mm Cát Anthracite 0,50 0,70 1,00 1,49 2,19 1,10 1,34 2,00 1,4 1,4 1,4 1,4 1,3 1,73 1,49 1,53 0,15 0,26 0,41 0,61 0,81 0,29 0,41 0,61 0,5 0,8 1,3 2,0 2,6 0,7 1,3 2,0 Dựa vào bảng và đường kính hiệu quả của cát và than anthracite có thể chọn tốc độ rửa nước vnước = 0,35 m3/m2.phút và tốc độ khí là 1,0 m3/m2.phút. Rửa ngược chia làm 3 gian đoạn: Rửa khí có tốc độ vkhí =1,0 m3/m2.phút trong thời gian t = 1 ÷ 2 phút. Rửa khí và nước trong thời gian 4 ÷ 5 phút. Rửa ngược bằng nước trong khoảng thời gian 4 ÷ 5 phút với tốc độ rửa vnước = 0,35 m3/m2.phút Lượng nước cần thiết để rửa ngược cho 1 bể lọc: = 1,6205 m3/bể Lượng nước bơm rửa ngược: = 9,723 m3/h  Lưu lượng máy thổi khí: m3/phút = 27,78 m3/h Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc sạch (đầu chu lỳ lọc) được xác định theo công thức của Hazen: Trong đó C: hệ số nén ép, C = 600 ÷ 1200 tùy thuộc vào tính đồng nhất và sạch t0: nhiệt độ nước, 0C d10: đường kính hiệu quả, mm Vh: tốc độ lọc, m/ngày L: chiều dày lớp vật liệu lọc, m Đối với lớp lọc cát: Đối với lớp lọc anthracite: Tổng tổn thất áp lực qua 2 lớp vật liệu lọc: h = 0,179 + 0,052 = 0,231 m Sau bể lọc áp lực hàm lượng cặn lơ lửng SS còn lại Ce = 5 mg/l, tương ứng với BOD5 của cặn lơ lửng: BOD5 cặn lơ lửng = (5mgSS/l) x 0,65 x 1,42 x 0,68 = 3 mg/l Tổng BOD5 sau bể lọc áp lực: BOD5 sau xử lý = BOD5 cặn lơ lửng + BOD5 hòa tan = 3 + 4 = 7mg/l 5.3.9 Bể nén bùn trọng lực ở lắng 1 Giả sử bùn hoạt tính dư được bơm về bể điều hòa và bùn được lắng lại ở bể lắng đợt 1. Quá trình nén bùn dư và bùn tươi xảy ra ở đáy bể lắng 1 Lượng bùn hình thành bao gồm: Bùn tươi ở bể lắng 1: Qtươi = 0,456 m3/ngày, có hàm lượng cặn TStươi = 5% tương ứng với Mtươi(SS) = 24 kgSS/ngày. Bùn hoạt tính dư từ bể lắng 2: Qdư = 5,52 m3/ngày, có hàm lượng cặn TSdư = 0,8% tương ứng với Mdư(SS) = 44 kgSS/ngày. Tổng lưu lượng bùn: Qbùn = Qtươi + Qdư = 0,456 m3/ngày + 5,52 m3/ngày = 6 m3/ngày Hàm lượng TSvào vào phần nén bùn của lắng 1: TSvào = = TSvào = 1,12% Giả sử: Toàn bộ bùn hoạt tính dư lắng xuống đáy bể Hàm lượng bùn nén đạt TSnén = 3% Dựa vào sự cân bằng khối lượng chất rắn, có thể xác định lưu lượng bùn nén cần xử lý: Qbùn x TSvào = Qnén x TSnén Trong đó Qvào: lưu lượng bùn vào bể nén bùn TSvào: hàm lượng TS vào bể nén bùn Qnén: lưu lượng bùn đã nén bơm ra khỏi bể TSnén: hàm lượng TS của lớp bùn nén Qnén = Qbùn m3/ngày Kiểm tra tải trọng bề mặt: .ngày Kiểm tra tải trọng chất rắn: m2/ngày Vậy diện tích bể lắng 1 đáp ứng được tải trọng bùn và tải trọng bề mặt của nén bùn trọng lực. Biết rằng chiều cao lớp bùn hb = 0,6 m, kiểm tra thời gian lưu giữ bùn SVR: ngày ngày Bể phân hủy bùn hiếu khí Bể phân hủy bùn hiếu khí hoạt động theo chế độ từng mẻ và được thiết kế theo các số liệu sau: Nhiệt độ trung bình năm là t0 = 250C Hiệu quả khử VS yêu cầu là E = 40% Hằng số tốc độ phân hủy Kd = 0,12 ngày-1 ở nhiệt độ trung bình t = 250C Lưu lượng bùn vào bể phân hủy Qb = 2,24 m3/ngày có TSnén = 3% Hàm lượng bùn trong bể phân hủy X = 50%, Xi = 15.000 mg/l, trong đó Xi là hàm lượng TS vào (từ bể lắng 1 đến Xi = 30.000 mg/l) Thời gian ngưng thổi khí trong ngày để lắng tĩnh t = 2h và bơm nước trên mặt và bùn phân hủy t = 1h. Tổng lượng VSS vào bể phân hủy hiếu khí: =53,2 kgVSS/ngày Hiệu quả xử lý E = 40% Và E% = f () Vậy thời gian lưu bùn là: ngày Do mất thời gian để lắng tĩnh và bơm, vì vậy cần thiết tăng cường thời gian lưu bùn: 3h/ngày x 19 ngày/24h/ngày+19 ngày = 21,4 ngày Thể tích bể phân hủy hiếu khí: m3 Trong đó MVSS: lượng VSS vào bể mỗi ngày X: hàm lượng SS trong bể phân hủy (X = 50% Xi) Kd: hệ số phân hủy nội bào, ngày-1 P: tỉ lệ VSS : SS của hàm lượng SS trong bể phân hủy, P = 0,8 : thời gian lưu bùn, ngày Các thông số thiết kế cơ bản cho bể phân hủy bùn hiếu khí được thể hiện trong bảng sau: Bảng 5.16 Các thông số thiết kế cho bể phân hủy bùn hiếu khí Thông số Giá trị Thời gian lưu nước ở 200C, ngày Chỉ có bùn hoạt tính dư Bùn tươi + bùn hoạt tính dư hoặc bùn từ bể lọc sinh học Tải trọng chất rắn, kg/m3.ngày Nhu cầu oxy, kgO2/kg chất rắn phân hủy: Tế bào vi sinh Bùn bể lắng đợt 1 (bùn tươi) Nhu cầu năng lượng cho xáo trộn: Xáo trộn cơ khí, W/m3 Khuếch tán khí, lít/m3.phút DO trong dung dịch bùn, mg/l Hiệu suất giảm VSS, % 10 ÷15 15 ÷20 1,6 ÷ 4,8 2,3 1,6 ÷ 1,9 19,8 ÷ 39,5 20 ÷ 40 1 ÷ 2 40 ÷ 50 Kiểm tra lại tải trọng chất rắn: kgVSS/m3.ngày Chọn chiều cao hữu ích H = 4,2 m, chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m. Vậy chiều cao tổng cộng là: Htc = 4,2 + 0,3 = 4,5 m Đường kính bể: Vậy thời gian lưu nước của bể phân hủy là: ngày Hàm lượng SS còn lại sau phân hủy hiếu khí: /ngày Trong đó 0,8: là tỉ số giữa VSS và SS 0,4: hiệu suất khử VS của bể phân hủy hiếu khí Theo bảng trên, có thể tính toán nhu cầu oxy tiêu thụ: =43,9 kgO2/ngày Giả sử: Hiệu suất chuyển hóa oxy là E = 9% Không khí có 23,2% trọng lượng O2 Khối lượng riêng của không khí là 1,20 kg/m3| Hệ số an toàn f = 2 Vậy lượng không khí cần thiết cho quá trình: /ngày’ Kiểm tra lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn: .phút Trị số này nằm trong giới hạn cho phép: q = 20 ÷ 40 l/m3.phút Như vậy lượng khí cấp cho quá trình ổn định đủ cho nhu cầu xáo trộn hoàn toàn Lưu lượng không khí cần thiết của máy thổi khí: /phút Sân phơi bùn Các thông số thiết kế đặc trưng cho sân phơi bùn được thể hiện trong các bảng sau: Bảng 5.17 Tải trọng đặc trưng sân phơi bùn Loại bùn Tải trọng bùn (kg/m2.năm) Bùn tươi và màng vi sinh đã phân hủy Bùn tươi và bùn hoạt tính dư đã phân hủy Bùn tươi và bùn kết tủa hóa chất đã phân hủy 22 ÷ 88 58 ÷ 98 98 ÷ 161 Bảng 5.18 Thông số thiết kế sân phơi bùn Thông số Giá trị Hình dạng Dài Rộng Lớp cát: Chiều cao Đường kính hiệu quả Hệ số đồng nhất Lớp sỏi: Chiều cao Đường kính Dàn ống thu nước: Đường kính Độ dốc Chiều cao bảo vệ Chữ nhật, vuông 6 ÷ 12m 6m 25cm 0,3 ÷ 1,1mm < 4,0 30cm 3,2 ÷25mm 100mm 1% 30 ÷ 45cm Giả sử xí nghiệp làm việc 300 ngày/năm và tải trọng của sân phơi bùn là 100 kg/m2.năm. Vậy diện tích sân phơi bùn là: Sân phơi bùn chia làm hai nguyên đơn, mỗi nguyên đơn có dạng hình chữ nhật với chiều rộng W = 6m. Vậy chiều dài l của một đơn nguyên là: CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN KINH TẾ CHO CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 6.1 CHI PHÍ XÂY DỰNG Chi phí xây dựng các công trình xử lý nước thải được trình bày trong bảng 6.1 Bảng 6.1: Chi phí xây dựng Công trình Vật liệu Đơn giá (triệu/m3) Thể tích (m3) Thành tiền (VNĐ) Hầm tiếp nhận BTCT 1.200.000 15 18.000.000 Bể điều hòa BTCT 1.200.000 95 114.000.000 Bể lắng đợt I BTCT 1.200.000 36 43.200.000 Bể Earôten BTCT 1.200.000 148 171.600.000 Bể lắng đợt II BTCT 1.200.000 44 52.800.000 Bể trung gian BTCT 1.200.000 15 18.000.000 Bể lọc áp lực BTCT 1.200.000 1 1.200.000 Bể nén bùn BTCT 1.200.000 36 43.200.000 Bể ổn định bùn BTCT 1.200.000 32 38.400.000 Sân phơi bùn BTCT 1.200.000 120 144.000.000 TỔNG CỘNG 644.4000.000 Thuế VAT (10%) 64.440.000 TỔNG CỘNG (GXD) 708.840.000 Chi phí đầu tư cho thiết bị của công trình xử lý được trình bày trong bảng 6.2 Bảng 6.2: Chi phí thiết bị công trình Vật tư thiết bị Đơn vị Số lượng Đơn giá Thành tiền Song chắn rác cái 1 1.500.000 1.500.000 T/bị điều chỉnh áp lực cái 1 12.000.000 12.000.000 Máy nén khí cái 1 15.000.000 15.000.000 Máy thổi khí cái 1 6.000.000 6.000.000 Bơm nước thải cái 4 8.000.000 32.000.000 Bơm bùn tuần hoàn cái 2 10.000.000 20.000.000 Hệ thống đường ống, van kỹ thuật cái 1 20.000.000 20.000.000 Hệ thống điện điều khiển (tủ + cáp động lực) bộ 1 11.000.000 11.000.000 Cầu thang, lang can bảo vệ, sàn công tác bộ 1 15.000.000 15.000.000 Đĩa phân phối khí cái 45 300.000 13.500.000 TỔNG CỘNG 146.000.000 Thuế VAT (10%) 14.600.000 TỔNG CỘNG (GTB) 160.600.000 Tổng chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải của công ty Cổ Phần Hải Sản Bình Đông là: MĐT = MXD + MTB = 708.840.000 + 160.600.000 = 869.440.000 (vnđ/năm) 6.2 CHI PHÍ KHẤU HAO Phần đầu tư xây dựng tính khấu hao trong 20 năm là: (vnđ/năm) Phần đầu tư cho thiết bị khấu hao trong 10 năm là: (vnđ/năm) Tổng chi phí khấu hao: MKH = MXDKH + MTBKH = 35.442.000 + 16.060.000 = 51.502.000 (vnđ/năm) 6.3 CHI PHÍ VẬN HÀNH Hóa chất: MClorine = 12 tháng x 1.500.000 vnđ = 18.000.000 (vnđ/năm) Điện: Mđiện = 12 tháng x 6.000.000 vnđ = 72.000.000 (vnđ/năm) Lương công nhân: MCN = 12 tháng x 1 người x 2.000.000 vnđ = 24.000.000 (vnđ/năm) Chi phí sữa chữa: Chi phí sữa chữa lớn lấy bằng 5% chi phí đầu tư (5 năm sửa chữa một lần). Chi phí sữa chữa nhỏ lấy bằng 1% chi phí đầu tư (sửa chữa hàng năm) Msc = (0,01 + 0,01) x 869.440.000 = 17.388.800 (vnđ/năm) Tổng chi phí vận hành trong 1 năm: Mvh = Mhc + Mđ + Mcn + Msc = 18.000.000 + 72.000.000 +24.000.000 + 17.388.800 = 131.388.800 (vnđ/năm) 6.4 TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH XỬ LÝ Tổng chi phí tính cho hệ thống xử lý hoạt động trong 1 năm: M = Mvh + Mkh = 131.388.800 + 51.502.000 = 182.890.800 (vnđ/năm) Giá thành xử lý 1 m3 nước thải là: (vnđ/m3) CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 Kết luận Việc phân tích các quy trình sản xuất cho thấy nhiều công đoạn còn lãng phí, chưa tiết kiệm, ... chủ yếu là nguồn nước và điện, cần có những hướng khắc phục tốt hơn. Vì nằm trong nội thành và trong khu dân cư nên các nguồn ô nhiễm: tiếng ồn, độ rung, rác thải chưa thật triệt để, muốn công ty hoạt động lâu dài hơn nữa thì những vấn đề trên phải giải quyết thật triệt để, hiện tại chỉ là tạm thời và còn mang tính đối phó. Sau khi tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải, trên tính toán lý thuyết thì lượng nước thải ra đạt tiêu chuẩn loại B, tuy nhiên để xây dựng trạm xử lý trên thực tế còn nhiều ảnh hưởng khác: diện tích xây dựng còn hạn hẹp, nếu xây trạm xử lý thì sẽ không có khả năng mở rộng khu vực sản xuất trong tương lai. Kiến nghị Triển khai các biện pháp để tiết kiệm trong sản xuất, có kế hoạch, giám sát, đánh giá kết quả Lắp đặt các đồng hồ điện tại các khu vực, thiết bị dùng điện để có thể đánh gía việc sử dụng điện trong thời gian tới Tiếp tục nghiên cứu tính khả thi của các giải pháp khác để có kế hoạch thực hiện trong tương lai Quản lý, vận hành tốt các công trình xử lý Trong tương lai, có thể liên hệ các nhà may chế biến thủy hải sản xung quanh trong khu vực để cùng xử lý vào một hệ thống chung sẽ giảm được vốn đầu tư và chi phí vận hành.