Kh ả năng gây ô nhiễm môi trường Khi nước thải chưa được xử lý, nếu cho chảy ra các sông ngòi, kênh rạch… sẽ làm cho các thuỷ vực này bị nhiễm bẩn, gây hậu quả xấu đối với nguồn nước, có
GI ỚI THIỆU KCN NHƠN HỘI
T ỔNG QUAN VỀ KCN NHƠN HỘI – BÌNH ĐỊNH
KHU CÔNG NGHIỆP NHƠN HỘI – TỈNH BÌNH ĐỊNH.
Công ty Cổ phần KCN Sài Gòn – Nhơn Hội.
Tổng vốn đầu tư ban đầu của dự án để thành lập Khu Công Nghiệp Nhơn Hội là 80 triệu đô la Mỹ, với tổng diện tích khoảng 630 ha.
2.1.3 Địa điểm xây dựng KCN
Nhơn Hội là bán đảo nằm phía Đông Bắc thành phố Qui Nhơn có diện tích 96 km 2 , trong đó diện tích xây dựng 42km 2
KCN Nhơn Hội nằm trên Quốc lộ 1A, tuyến đường huyết mạch nối hai miền đất nước, đồng thời kết nối với Quốc lộ 19 để Quy Nhơn tiếp cận các tỉnh Tây Nguyên Với vị trí chiến lược, khu công nghiệp cách trung tâm TP Quy Nhơn khoảng 8 km, cách sân bay Phù Cát 35 km và gần ga Quy Nhơn, mang lại thuận lợi cho giao thương, logistics và thu hút đầu tư.
Diêu Trì chỉ cách Quy Nhơn 20 km và gần cảng Quy Nhơn 10 km, KCN Nhơn Hội được xem là địa điểm đầu tư tối ưu nhờ thủ tục đơn giản, chính sách thông thoáng và ưu đãi như miễn thuế thu nhập doanh nghiệp 4 năm, giảm 50% trong 9 năm tiếp theo và 10% trong 10 năm còn lại; hệ thống viễn thông đầy đủ và giá cho thuê đất hấp dẫn hỗ trợ triển khai nhanh các dự án KCN Nhơn Hội có thể mở rộng về phía Tây Bắc lên tới 12.000 ha, phía Đông và phía Nam hướng ra biển, được bảo vệ khỏi gió bão bởi dãy núi Phương Mai; phía Tây là đầm Thị Nại rộng 5.060 ha, và phía Tây Bắc là vùng đất duy nhất nối bán đảo với đất liền, tạo nền tảng phát triển hạ tầng và logistics thuận lợi cho nhà đầu tư.
Hình 2.1: B ản đồ mô hình KCN Nhơn Hội
2.1.4 Mục đích của việc xây dựng KCN
Là nguồn thu hút ngoại tệ.
Là nơi tạo ra nhiều công ăn việc làm.
Là nhân tố phát triển kinh tế địa phương.
Là phương tiện để chuyển giao công nghệ.
2.1.5 Giới thiệu sơ lược về KCN
Khu Công Nghiệp Nhơn Hội được trang bị hệ thống cơ sở hạ tầng đạt tiêu chuẩn quốc tế gồm:
Cung cấp điện : Công ty điện lực Bình Định đảm bảo cung cấp cho KCN nguồn điện ưu tiên từ lưới điện quốc gia.
Cung cấp nước : Nước sinh hoạt và sản xuất trong KCN do Công ty cấp thoát nước Bình Định cung cấp.
Hệ thống thông tin liên lạc : KCN có đủ đường dây điện thoại IDD để cung cấp cho các nhà đầu tư.
Mạng lưới thoát nước: là mạng lưới thoát nước riêng, nước thải của cả khu công nghiệp sẽ được đưa về nhà máy xử lý nước thải
Xử lý nước thải tại khu công nghiệp bắt đầu từ công đoạn xử lý sơ bộ tại các nhà máy và nước thải sau đó được kiểm tra chất lượng trước khi tiếp tục được xử lý bởi nhà máy xử lý nước thải của KCN để đảm bảo đạt tiêu chuẩn TCVN Quá trình này gồm các bước kiểm tra định kỳ để xác nhận các chỉ tiêu ô nhiễm sau xử lý sơ bộ và sau xử lý bổ sung luôn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Nhờ hệ thống xử lý nước thải tập trung của KCN, nước thải được làm sạch hiệu quả và an toàn trước khi thải ra môi trường, đồng thời tuân thủ các quy định về môi trường Việc duy trì tiêu chuẩn TCVN giúp bảo vệ môi trường và nâng cao uy tín của khu công nghiệp trong công tác quản lý nước thải.
5945 – 2005 trước khi xả vào hệ thống thoát nước chung của thành phố.
Hệ thống đường nội bộ : Hệ thống đường nội bộ được trải bê tông nhựa nóng và thiết kế theo tiêu chuẩn VN H30.
2.1.5.2 Các d ịch vụ sẵn có phục vụ tại chỗ
Câu lạc bộ thể dục thể thao phục vụ giải trí
Hỗ trợ tư vấn (miễn phí) về thủ tục cấp giấy phép đầu tư
Dịch vụ lắp đặt và xây dựng nhà xưởng
Cung cấp văn phòng phẩm
2.1.5.3 Ho ạt động kinh doanh
Hoạt động kinh doanh của dự án là cho thuê đất đã có cơ sở hạ tầng đầy đủ để xây dựng các nhà máy, xí nghiệp theo quy chế trong khu chế xuất Các ngành nghề sản xuất dự kiến triển khai tại KCN Nhơn Hội gồm các lĩnh vực công nghiệp trọng yếu được định hướng phát triển, phù hợp với quy định khu chế xuất và nhằm thu hút đầu tư, tối ưu hóa hiệu quả sử dụng đất và nguồn lực.
Sản phẩm điện gia dụng và công nghiệp.
Các ngành sản xuất điện và thiết bị điện.
Các ngành sản xuất thiết bị thông tin.
Các ngành dệt, may mặc, thêu, đan.
Các ngành sản xuất giày và phụ kiện ngành giày.
Các ngành sản xuất, gia công kính, gốm sứ, gạch, đá và các loại vật liệu xây dựng khác
Sản xuất, gia công chế biến gỗ, vật dụng trang trí nội thất, vật dụng gia đình.
Sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ.
Các loại ngành nghề khác phù hợp với chủ trương thu hút đầu tư của nhà nước.
2.1.6 Đặc tính nước thải KCN
2.1.6.1 Lưu lượng, thành ph ần, tính chất nước thải
Khi KCN đi vào hoạt động ổn định thì lưu lượng nước thải là 3000m 3
Nước thải sinh hoạt trong KCN.
/ngày, bao gồm các nguồn sau:
Nước thải công nghiệp tạo ra từ các quá trình sản xuất khác nhau của các nhà máy, xí nghiệp trong KCN.
2.1.6.2 Kh ả năng gây ô nhiễm môi trường
Việc nước thải chưa được xử lý xả ra các sông ngòi, kênh rạch sẽ gây ô nhiễm nguồn nước và làm giảm chất lượng nước ở các khu vực thủy vực Ô nhiễm nước thải ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái và có thể tăng nguy cơ dịch bệnh cho người và động vật, đồng thời tác động tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng Nguồn nước ô nhiễm còn ảnh hưởng đến đời sống sinh vật, năng suất nông nghiệp và hoạt động nuôi trồng thủy sản, du lịch sinh thái, khiến chi phí xử lý nước và các hệ quả kinh tế địa phương tăng lên Vì vậy, tăng cường xử lý nước thải, xả thải hợp vệ sinh và quản lý môi trường nghiêm ngặt là yếu tố then chốt để bảo vệ nguồn nước, giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường sống.
Làm thay đổi tính chất hoá lý, độ trong, màu, mùi, pH.
Tiêu thụ oxy trong quá trình oxy hóa các chất hữu cơ làm giảm oxy hòa tan trong nước, gây ảnh hưởng trực tiếp đến tài nguyên nước và động vật thuỷ sinh, đồng thời làm thay đổi hệ sinh thái nước Sự suy giảm oxy hòa tan làm mất cân bằng hệ sinh thái và khiến nguồn nước không thể sử dụng cho tưới tiêu thuỷ lợi và nuôi trồng thuỷ sản.
Việc nước thải chứa hàm lượng hữu cơ quá cao và cặn lắng lớn sẽ tích luỹ theo thời gian và lên men, dẫn đến phân huỷ và phát sinh mùi cùng khí đặc trưng gây ảnh hưởng đến môi trường Quá trình này làm suy giảm chất lượng nước và tác động xấu đến hệ sinh thái nước Khi nước thải được xả vào nguồn nước, các chất độc tích tụ có thể gây ô nhiễm cho nguồn nước và làm tăng nguy cơ tác động tiêu cực lên môi trường thủy sinh Tác hại này có thể ảnh hưởng đến cá, tôm và cả sức khỏe của con người thông qua chuỗi thực phẩm và tiếp xúc với nước ô nhiễm.
Nước thải từ Khu công nghiệp (KCN) sau khi được xử lý sẽ thải vào hệ thống cống chung và tiếp nhận bởi sông Hà Thanh Do đó nước thải KCN phải được xử lý đạt tiêu chuẩn nước thải công nghiệp trước khi xả vào nguồn nước sông nhằm bảo vệ thủy sinh và bảo đảm an toàn cho nguồn nước tiếp nhận.
Vậy nước thải của KCN phải xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 – 2005, loại B
B ảng 2.1 Yêu c ầu chất lượng nước thải đầu tr ạm xử lý nước thải tập trung sau khi x ử lý sơ bộ t ại các doanh nghiệp
STT THÔNG S Ố ĐƠN VỊ ĐẦU VÀO
Nhi ệt độ pH BOD 5 (20 o COD
Chất rắn lơ lửng Arsen
Cadium Chì mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l
D ầu động thực vật Đồng
Photpho h ữu cơ Photpho tổng
Thu ỷ ngân Nitơ tổn g Trichlorethylene Amoniac Fluoride Phenol
- mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l MPN/100ml
(Ngu ồn: Ban quản lý dự án KCN Nhơn Hội)
TỔNG QUAN CÁC PP XLNT
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CƠ HỌC
Phương pháp xử lý cơ học dùng để tách các chất không hòa tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải.
3.1.1 Song chắn rác, lưới lọc
Song chắn rác và lưới lọc có nhiệm vụ giữ lại các cặn bẩn có kích thước lớn hoặc ở dạng sợi như giấy, rau cỏ, rác, được gọi chung là rác Thông thường, rác được đưa tới máy nghiền rác; sau khi được nghiền nhỏ, chúng được đổ trở lại trước song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân hủy cặn để tiếp tục xử lý.
Trong những năm gần đây, các trạm xử lý nước thải có công suất vừa và nhỏ ngày càng ưa chuộng loại song chắn rác liên hợp, được thiết kế để vừa chắn rác vừa nghiền rác tại chỗ Thiết bị này giúp ngăn chặn các loại rác có kích thước lớn gây tắc nghẽn và đồng thời nghiền nhỏ các chất thải, từ đó tối ưu hóa công tác tiền xử lý và giảm tải cho các giai đoạn xử lý tiếp theo Nhờ tính năng kết hợp chắn giữ và nghiền, song chắn rác liên hợp cải thiện độ tin cậy của hệ thống, giảm thiểu hỏng hóc và chi phí bảo trì Sự linh hoạt về kích thước, tiết kiệm không gian và dễ vận hành khiến loại thiết bị này trở nên phổ biến ở các trạm xử lý nước thải công suất vừa và nhỏ Do đó, xu hướng sử dụng song chắn rác liên hợp tại các trạm xử lý nước thải quy mô nhỏ đang tăng lên, đóng góp vào hiệu quả tiền xử lý và an toàn của toàn bộ hệ thống.
Trong quá trình xử lý nước thải, bể lắng cát tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn như xỉ than và cát khỏi nước thải Những chất này không có lợi cho các quá trình làm trong và xử lý sinh hóa nước thải, cũng như không có lợi cho xử lý cặn bã và ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả của các thiết bị công nghệ tại trạm xử lý Cát thu được từ bể lắng cát được đưa đi phơi khô trên sân phơi và sau đó thường được tái sử dụng cho các mục đích xây dựng.
Bể lắng là hệ thống tách chất lơ lửng trong nước thải dựa trên sự khác biệt về trọng lượng riêng Những chất có trọng lượng riêng cao hơn nước thải sẽ dần lắng xuống đáy, còn những chất nhẹ hơn sẽ nổi lên trên mặt nước Cặn lắng và bọt nổi được thu gom bằng thiết bị cơ học và vận chuyển đến công trình xử lý cặn để tiếp tục quá trình xử lý nước thải hiệu quả.
Bể vớt dầu mỡ được áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ, đặc biệt với nước thải công nghiệp Đối với nước thải sinh hoạt có hàm lượng dầu mỡ không cao, việc vớt dầu mỡ thường được thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt nổi.
Bể lọc là hệ thống xử lý nước thải có chức năng tách các chất rắn lơ lửng có kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, giúp loại bỏ các chất rắn và làm nước sạch hơn trước khi tiếp tục được xử lý hoặc xả thải Công trình này được sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải công nghiệp.
Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được 60% các tạp chất không hòa tan và 20% BOD.
Hiệu quả xử lý nước thải có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30-35% theo BOD khi áp dụng các biện pháp làm thoáng sơ bộ hoặc đông tụ sinh học, giúp tối ưu quá trình xử lý và giảm thiểu chi phí vận hành.
Khi điều kiện vệ sinh cho phép, nước thải sau xử lý cơ học được khử trùng và xả ra nguồn nước Tuy nhiên, xử lý cơ học thường chỉ đóng vai trò là giai đoạn sơ bộ trước khi nước thải được đưa vào xử lý sinh học.
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HÓA HỌC
Phương pháp xử lý nước thải bằng hóa học là đưa vào nước thải một chất phản ứng để tác động lên các tạp chất, biến đổi hóa học chúng và hình thành kết tủa hoặc chuyển đổi thành dạng hòa tan vô hại, giúp nước thải không gây ô nhiễm môi trường Tùy theo giai đoạn và mức độ xử lý, phương pháp này có thể tăng cường quá trình xử lý cơ học hoặc xử lý sinh học bằng các phản ứng như oxy hóa - khử, tạo chất kết tủa, hoặc phân hủy các hợp chất độc hại để loại bỏ chúng khỏi nước thải.
Phương pháp xử lý hóa học là một trong những phương thức được áp dụng phổ biến để xử lý nước thải công nghiệp Tùy thuộc vào điều kiện địa phương và yêu cầu vệ sinh môi trường, phương pháp xử lý hóa học có thể được hoàn tất ở giai đoạn cuối của quá trình xử lý nước thải hoặc chỉ đóng vai trò là bước sơ bộ ban đầu Việc lựa chọn phương pháp phù hợp giúp tối ưu hóa quá trình xử lý, đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý đạt chuẩn và tuân thủ các tiêu chuẩn xả thải địa phương.
Phương pháp này được dùng để đưa nước thải chứa axit vô cơ hoặc kiềm về trạng thái pH trung tính (6.5–8.5) Có thể thực hiện bằng nhiều cách: trộn nước thải axit với nước thải kiềm để trung hòa, bổ sung tác nhân hóa học nhằm cân bằng pH, lọc nước qua lớp vật liệu lọc có chức năng trung hòa, hoặc hấp phụ khí chứa axit bằng nước thải kiềm để loại bỏ axit và ổn định độ pH.
3.2.2 Phương pháp keo tụ (đông tụ keo)
Xử lý nước thải bằng keo tụ và trợ keo tụ là phương pháp làm trong nước và khử màu hiệu quả, sử dụng phèn và các chất trợ keo tụ để liên kết các chất rắn lơ lửng và các keo có trong nước thải thành các bông keo tụ có kích thước lớn hơn Những bông keo tụ này lắng và/hoặc được loại bỏ bằng quá trình lọc, giúp giảm độ đục và loại bỏ chất hữu cơ, kim loại hòa tan, từ đó cải thiện chất lượng nước thải trước khi thải ra môi trường hoặc tái sử dụng.
Xử lý nước thải chứa chất hữu cơ ở dạng hòa tan và dạng keo bằng ozon là phương pháp hiệu quả để oxi hoá và phân hủy các hợp chất này Ozon dễ dàng nhường oxy nguyên tử cho các tạp chất hữu cơ, phá vỡ liên kết phân tử và hình thành các sản phẩm phân hủy dễ dàng hoặc dễ bị loại bỏ trong hệ thống xử lý nước Nhờ quá trình oxi hoá mạnh, hàm lượng chất hữu cơ hòa tan và keo được giảm đáng kể, giúp giảm COD, loại bỏ màu và nâng cao chất lượng nước thải trước khi xả thải hoặc tái sử dụng Công nghệ ozon thường được tích hợp với các biện pháp tiền xử lý hoặc hậu xử lý để tối ưu hoá hiệu quả vận hành và chi phí.
3.2.4 Phương pháp điện hóa học
Phương pháp oxy hoá điện hoá trên cực anot là quá trình phá hủy các tạp chất độc hại trong nước thải thông qua phản ứng oxy hóa điện hóa và có thể đồng thời phục hồi các kim loại quý như đồng, chì, sắt từ nguồn nước thải Thực chất của công nghệ này là hai nhiệm vụ chính được thực hiện song song: phân hủy hoàn toàn các chất độc hại và thu hồi các chất quý, tối ưu hóa hiệu quả xử lý nước thải và tái chế kim loại có giá trị.
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HÓA - LÝ
Quá trình chưng nước thải là phương pháp tách các chất hòa tan ra khỏi nước bằng cách nung nước thải để chúng bay hơi cùng với hơi nước Khi nước thải được đun nóng, các chất hòa tan dễ bay hơi sẽ theo hơi nước bay lên và di chuyển ra khỏi dung dịch ban đầu Khi hơi nước được ngưng tụ, các chất dễ bay hơi và nước ngưng lại tạo thành các lớp riêng biệt, giúp tách các chất bẩn ra khỏi nước thải một cách dễ dàng Nhờ nguyên lý chưng cất, quá trình xử lý nước thải mang lại nước sau xử lý có độ sạch cao và hiệu quả tách chất ô nhiễm được cải thiện.
Phương pháp tuyển nổi là kỹ thuật xử lý nước nhằm loại bỏ tạp chất bằng cách gắn chúng với các bọt khí để chúng nổi lên mặt nước Khi tạp chất bám theo bọt khí, chúng có thể nổi lên và được thu gom ở bề mặt nước, tách khỏi nước một cách hiệu quả Phương pháp này thường được áp dụng trong xử lý nước cấp, nước thải và các hệ thống xử lý chất lỏng, mang lại hiệu suất cao và vận hành tương đối đơn giản.
Phương pháp thu hồi các cation và anion bằng các chất trao đổi ion (ionit) là kỹ thuật xử lý nhằm tách và tái sử dụng các ion từ dung dịch Các chất trao đổi ion là những chất rắn ở dạng tự nhiên hoặc vật liệu nhựa nhân tạo, có khả năng hoán đổi cation và anion để làm sạch dung dịch Chúng không hòa tan trong nước hay dung môi hữu cơ, giúp duy trì hiệu quả trao đổi ion và dễ dàng tái sinh để sử dụng lại trong nhiều quy trình xử lý nước và tinh chế dung dịch.
Đây là phương pháp tách các chất tan ra khỏi các hạt keo bằng cách dùng màng bán thấm, cho phép các phân tử nhỏ đi qua trong khi các hạt keo bị ngăn lại Màng bán thấm là một lớp xốp đặc biệt có khả năng ngăn các hạt keo đi qua nhưng cho phép một số thành phần hòa tan và dung môi đi qua tùy kích thước Công nghệ này có ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước, tách chất tan khỏi dung dịch keo và các quá trình phân tích thành phần.
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC
Phương pháp này căn cứ vào khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật để phân hủy và oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải ở dạng keo và hòa tan Quá trình này diễn ra nhờ vi sinh vật phát triển và hoạt động, biến các hợp chất hữu cơ thành các sản phẩm vô hại hoặc dễ bị oxy hóa hơn Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào điều kiện sống của vi sinh như lượng oxy, nhiệt độ và pH, cùng với các tham số vận hành khác Đây là phương pháp xử lý nước thải dựa trên công nghệ sinh học nhằm tối ưu loại bỏ chất hữu cơ và các chỉ tiêu như COD và BOD trong nước thải.
Những công trình xử lý sinh học được phân thành 2 nhóm:
Những công trình xử lý nước thải hoạt động dựa trên điều kiện tự nhiên như cánh đồng tưới, bãi lọc và hồ sinh học thường cho quá trình xử lý chậm hơn so với hệ thống công nghệ cao Các cơ chế lọc và xử lý sinh học tự nhiên giúp loại bỏ chất hữu cơ, rắn và một phần nitơ, nhưng tốc độ xử lý phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, lưu lượng nước, thành phần chất ô nhiễm và sự cân bằng của hệ sinh thái tại hiện trường Vì vậy, dù mang lại chi phí vận hành thấp và tác động môi trường nhỏ, hiệu quả xử lý có thể ổn định nhưng cần thời gian để đạt chuẩn mong muốn Để tối ưu hóa, có thể mở rộng diện tích tiếp xúc, điều chỉnh dòng nước và chăm sóc hệ vi sinh có lợi trong môi trường tự nhiên.
Trong các công trình xử lý nước thải, quá trình xử lý được thực hiện trong điều kiện nhân tạo, điển hình là bể lọc sinh học (bể Biophin) và bể làm thoáng sinh học (bể aerotank) Những điều kiện vận hành được thiết kế nhân tạo này làm cho quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn và có cường độ mạnh hơn, nhờ tối ưu hóa các yếu tố như oxy, lưu lượng và thời gian lưu nước, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý chất ô nhiễm.
Các quá trình xử lý sinh học chủ yếu được ứng dụng để xử lý nước thải:
Trong công nghệ xử lý nước thải, có hai cơ chế tăng trưởng sinh học chủ đạo: tăng trưởng lơ lửng và tăng trưởng bám dính Tăng trưởng lơ lửng gắn liền với quá trình bùn hoạt tính diễn ra ở hồ làm thoáng, nơi vi sinh vật phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ để làm sạch nước thải Ngược lại, tăng trưởng bám dính diễn ra trên bề mặt vật liệu trong các hệ thống như lọc nhỏ giọt, tiếp xúc sinh học quay và bể phản ứng tầng vật liệu cố định, nơi vi sinh bám dày lên bề mặt và tăng cường hiệu quả xử lý thông qua quá trình tiếp xúc sinh học.
Quá trình kết hợp tăng trưởng lơ lửng và tăng trưởng bám dính: lọc nhỏ giọt kết hợp với bùn hoạt tính.
Tăng trưởng lơ lửng: tăng trưởng lơ lửng khử nitrat.
Tăng trưởng bám dính: tăngtrưởng bám dính khử nitrat.
Tăng trưởng lơ lửng: quá trình kỵ khí tiếp xúc, phân hủy kỵ khí.
Tăng trưởng bám dính: kỵ khí tầng vật liệu cố định và lơ lửng.
Bể kỵ khí dòng chảy ngược: xử lý kỵ khí dòng chảy ngược qua lớp bùn (UASB).
Kết hợp: lớp bùn lơ lửng dòng hướng lên/ tăng trưởng bám dính dòng hướng lên.
Quá trình kết hợp hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí:
Tăng trưởng lơ lửng: quá trình một hay nhiều bậc, mỗi quá trình có đặc trưng khác nhau
Kết hợp: quá trình một hay nhiều bậc với tầng giá thể cố định cho tăng trưởng bám dính
Quá trình hồ sinh vật
Hồ xử lý triệt để (bậc 3).
Quá trình xử lý sinh học có thể đạt được hiệu suất khử trùng 99,9% (trong các công trình trong điều kiện tự nhiên), theo BOD tới 90 – 95%
Trong quy trình xử lý nước thải, giai đoạn xử lý sinh học thường được tiến hành sau giai đoạn xử lý cơ học Bể lắng đặt sau giai đoạn xử lý cơ học được gọi là bể lắng I, có chức năng tách các chất rắn còn lại sau xử lý cơ học Bể lắng II được dùng để tách màng sinh học (đặt sau bể bophin) hoặc tách bùn hoạt tính (đặt sau bể aerotank).
Trong xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính, một phần bùn hoạt tính được quay trở lại hệ thống (gọi là bùn tuần hoàn) nhằm duy trì và nâng cao hiệu quả quá trình sinh học Việc tuần hoàn bùn giúp đảm bảo nồng độ vi sinh tối ưu, cải thiện khả năng phân hủy chất hữu cơ và ổn định hệ sinh thái sinh học của bể, từ đó tăng hiệu quả xử lý nước thải Vì vậy, bùn tuần hoàn đóng vai trò quan trọng trong tối ưu hiệu suất của hệ thống xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính.
Phần bùn còn lại, được gọi là bùn dư, là phần cặn thừa sau quá trình xử lý nước thải Bùn dư thường được đưa đến bể nén bùn nhằm làm giảm thể tích trước khi đưa tới các công trình xử lý cặn bã bằng phương pháp sinh học Việc nén bùn không chỉ tối ưu hóa lưu lượng và chi phí vận hành mà còn tăng hiệu quả của hệ thống xử lý sinh học nhờ giảm tải thể tích cặn.
Quá trình xử lý nước thải diễn ra trong điều kiện nhân tạo nhưng vẫn không loại bỏ hoàn toàn mọi vi khuẩn, đặc biệt là các vi khuẩn gây bệnh và truyền nhiễm; vì vậy, sau giai đoạn xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo, cần thực hiện khử trùng nước thải trước khi xả ra môi trường để bảo đảm an toàn cho sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái.
Trong quá trình xử lý nước thải bằng bất kỳ phương pháp nào cũng hình thành một lượng cặn bã đáng kể, khoảng 0.5–1% tổng lượng nước thải Những cặn này thường có mùi hôi thối khó chịu và gây ra nguy cơ vệ sinh, vì vậy cần xử lý cặn bã một cách thích đáng Để giảm lượng chất hữu cơ và đạt các tiêu chuẩn vệ sinh, nên áp dụng xử lý sinh học kỵ khí ở hố bùn đối với các trạm xử lý nhỏ, hoặc sử dụng sân phơi bùn, thiết bị sấy khô bằng cơ học, lọc chân không và lọc ép cho các trạm xử lý có công suất vừa và lớn Khi lượng cặn lớn, có thể dùng thiết bị sấy nhiệt để xử lý hiệu quả.
XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN VÀ
X ÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ TÍNH TOÁN
4.1.1 Lưu lượng nước thải tính toán
Lưu lượng nước thải từ các nhà máyđưa về trạm xử lý tập trung theo từng giờ.
(Ngu ồn: Ban quản lý dự án KCN Nhơn Hội)
Xác định lưu lượng tính toán của nước thải:
Lưu lượng trung bình ngày:
Lưu lượng trung bình giờ:
Lưu lượng trung bình giây:
3 = Lưu lượng giờ lớn nhất:
Q h max = 212 m 3 Lưu lượng giây lớn nhất:
Lưu lượng giờ nhỏ nhất:
Lưu lượng giây nhỏ nhất:
Bảng 4.2 Tổng hợp lưu lượng tính toán
Lưu lượng trung bình ngày, Q ngd tb (m 3 /ngđ) 3000
Lưu lượng trung bình giờ, Q h tb (m 3 /h) 125
Lưu lượng trung bình giây, Q tb s (l/s) 34.72
Lưu lượng giờ lớn nhất, Q h max(m 3 /h) 212
Lưu lượng giây lớn nhất, Q s max(l/s) 59
Lưu lượng giờ nhỏ nhất, Q h min(m 3 /h) 36
Lưu lượng giây nhỏ nhất, Q s min(l/s) 10
4.1.2 Nồng độ chất bẩn trong nước thải Để tính toán thiết kế công tình xử lý nước thải cần phải dựa vào các thông số nồng độ chất bẩn trong nước thải, làm cơ sở lựa chọn công nghệ và tính toàn các công trình đơn vị.
Nồng độ tối đa cho phép các chất ô nhiễm trong nước thải của các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh và dịch vụ thải ra các vùng nước được xác định theo một hệ thống chuẩn mực và phương pháp tính toán cụ thể, quy định rõ loại chất ô nhiễm, giới hạn tương ứng và điều kiện xả thải phù hợp với nguồn nước nhận thải Quy trình này nhằm đảm bảo an toàn cho sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái, đồng thời tuân thủ các quy định pháp lý về bảo vệ môi trường và quản lý chất ô nhiễm.
C max là nồng độ tối đa cho phép của chất ô nhiễm trong nước thải do các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh và dịch vụ thải ra, được tính bằng miligam trên lít nước thải (mg/L) Đây là ngưỡng chuẩn mà nước thải phải đạt được trước khi xả ra môi trường, nhằm bảo vệ nguồn nước và tuân thủ các quy chuẩn bảo vệ môi trường Việc tuân thủ C max giúp các cơ sở quản lý chất thải hiệu quả và đáp ứng yêu cầu giám sát chất lượng nước thải trong các ngành công nghiệp.
C là giá trị nồng độ tối đa cho phép của chất ô nhiễm quy định trong Tiêu chuẩn
Kq là hệ số theo lưu lượng / dung tích nguồn tiếp nhận nước thải.
Kf là hệ số theo lưu lượng nguồn thải.
Vì nguồn tiếp nhận là sông Hà Thanh có lưu lượng 70m 3
Vì lưu lượng xả thả là 3000m
/s, tra tiêu chuẩn ta có Kq=1
3/ngày, tra tiêu chuẩn ta có Kf
Do đó ta có bảng sau:
Bảng 4.3: Yêu cầu chất lượng nước thải trước và sau khi xử lý tập trung
STT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ
GIỚI HẠN ĐẦU VÀO ĐẦU RA (TCVN 5945 – 2005)
Dầu động thực vật Đồng
Sắt mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l
- mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l MPN/100ml
PHÂN TÍCH L ỰA CHỌN CÔNG NGHỆ
4.2.1 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải
Việc lựa chọn công nghệ xử lý của trạm xử lý dựa vào các yếu tố cơ bản sau:
Công suất của trạm xử lý;
Thành phần và đặc tính của nước thải;
Mức độ cần thiết xử lý nước thải;
Tiêu chuẩn xã nước thải vào nguồn tiếp nhận;
Phương pháp sử dụng cặn; Điều kiện mặt bằng và đặc điểm địa chất thủy văn của khu vực;
Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật khác;…
Nhìn chung, các nhà máy và xí nghiệp nhận vào KCN Nhơn Hội là các loại nhà máy, xí nghiệp và các ngành nghề ít gây ô nhiễm hoặc có nước thải có thể xử lý dễ dàng Nước thải trước khi xả vào cống chung của khu chế xuất để đưa về trạm xử lý tập trung đã qua giai đoạn xử lý sơ bộ và đạt các chỉ tiêu nguồn tiếp nhận, trừ các chỉ tiêu cần xử lý tiếp tục như BOD, COD, SS và coliform Do đó, xử lý nước thải ở trạm tập trung chỉ cần qua giai đoạn xử lý cơ lý và sinh học, với tỉ lệ BOD:COD là 0.625 Trong luận văn này, công nghệ bể aeroten xáo trộn hoàn toàn được áp dụng để xử lý nước thải.
Phương án : Xử lý sinh học hiếu khí - Bể Aeroten
Toàn bộ nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp được xử lý nhằm đạt mức xả vào cống thoát nước chung và đưa về trạm xử lý nước thải Quy trình vận hành bắt đầu từ việc nước thải được đưa qua máng dẫn nước, qua song chắn rác, đến hầm bơm, qua lưới lọc tinh và bể lắng cát; sau đó chảy vào bể điều hòa, tiếp tục đi qua bể lắng I, bể aeroten, bể lắng II và kết thúc ở bể khử trùng Dòng nước ra khỏi bể khử trùng có chất lượng đáp ứng tiêu chuẩn xả ra nguồn tiếp nhận (tiêu chuẩn nguồn loại B).
(Sơ đồ công nghệ đính kèm )
BÁNH BÙN SÔNG HÀ THANH
BỂ AEROTEN MÁY TH ỔI KHÍ
Nước thải từ các doanh nghiệp tập trung về trạm xử lý
NGĂN TIẾP NHẬN LƯỚI LỌC TINH
B Ể ĐIỀU HOÀMÁY THỔI KHÍ
4.2.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Song chắn rác là thiết bị tách các loại rác và tạp chất thô có kích thước lớn trong nước thải trước khi đưa nước thải vào các công trình xử lý phía sau Việc sử dụng song chắn rác sẽ tránh hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và hư hỏng bơm do rác gây ra Nước thải sau khi qua song chắn rác hàm lượng BOD và SS giảm đi 5%.
Ngăn tiếp nhận và hầm bơm đóng vai trò là cửa ngõ quan trọng của trạm xử lý nước thải Nước thải từ hệ thống cống được đưa về ngăn tiếp nhận và sau đó được bơm phân phối đi đều đến các công trình xử lý phía sau trong trạm xử lý, đảm bảo lưu lượng và áp lực bơm cần thiết cho các giai đoạn xử lý tiếp theo.
Lưới lọc tinh được lắp trước bể điều hòa nhằm loại bỏ rác có kích thước > 1 mm và một phần chất rắn lơ lửng trong nước thải, trước khi nước thải được đưa vào bể điều hòa Việc này giúp giảm hàm lượng BOD và SS trong nước thải khoảng 5%, cải thiện chất lượng nước và hiệu quả xử lý cho toàn bộ hệ thống.
Bể lắng cát ngang được thiết kế để loại bỏ các tạp chất vô cơ không hòa tan như cát, sỏi, xỉ và các vật liệu rắn khác có vận tốc lắng hoặc trọng lượng riêng lớn hơn các chất hữu cơ có thể phân hủy được trong nước thải, đồng thời cho phép giữ lại các vật liệu có kích thước lớn hơn Vai trò của bể là bảo vệ thiết bị và máy móc khỏi bào mòn, giảm sự lắng đọng của vật liệu nặng trong ống và mương dẫn, và làm giảm số lần súc rửa các bể phân hủy cặn do tích tụ quá nhiều cát.
Bể điều hoà: do tính chất nước thải thay đổi theo từng giờ sản xuất và nó phụ thuộc nhiều vào loại nước thải theo từng công đoạn, vì vậy cần phải xây dựng bể điều hoà Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và chất lượng nước thải Bể điều hoà còn làm giảm kích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình xử lý phía sau, nhất là sẽ tránh được hiện tượng quá tải của hệ thống xử lý.
Bể keo tụ tạo bông: trong bể xảy ra quá trình hoà trộn phèn nhôm với nước thải, phải có một khoảng thời gian nhất định để tạo thành bông bùn Bể có tác dụng khử màu, kim loại hoà tan và một phần chất rắn lơ lửngcó trong nước thải.
Trong bể lắng đợt I, lượng lớn chất rắn lơ lửng được thu giữ và hình thành bông bùn tại bể điều hòa; bùn sau đó được đưa qua bể nén bùn để làm đặc Quá trình lắng làm giảm hàm lượng SS trong nước thải khoảng 65%, và sau bể lắng, hàm lượng cặn phải đạt dưới 150 mg/L trước khi nước thải được chuyển sang công trình xử lý tiếp theo.
Bể Aeroten là giai đoạn xử lý nước thải sau quá trình lắng, nơi nước thải được đưa vào quá trình xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính Trong hệ thống Aeroten, bùn hoạt tính là khối quần thể vi sinh có khả năng phân hủy và ổn định chất hữu cơ ở điều kiện hiếu khí Nhờ đó, quá trình xử lý bằng bùn hoạt tính có thể loại bỏ trên 90% chất bẩn và nâng cao hiệu quả làm sạch nước thải, chuẩn bị nước cho các bước xử lý tiếp theo hoặc thải ra môi trường.
Trong hệ thống xử lý nước thải, Bể lắng đợt II thực hiện lắng các bông bùn do bể aeroten tạo ra Một lượng bùn tươi được tuần hoàn lại bể aeroten, giúp duy trì nồng độ bùn sinh học ở mức tối ưu và ổn định cho quá trình xử lý sinh học.
Bể chứa bùn: Thu bùn từ bể lắng đợt II và đưa về bể nén bùn.
Ở bể nén bùn, cặn tươi từ bể lắng đợt I và bùn hoạt tính từ bể lắng II có độ ẩm tương đối cao, lần lượt 92–96% và 90–99,7%, nên cần tiến hành giảm độ ẩm và thể tích trước khi đưa vào các công trình phía sau để đảm bảo hiệu quả xử lý và tối ưu hóa vận chuyển.
Máy ép bùn là thiết bị then chốt trong hệ thống xử lý nước thải Cặn sau khi qua bể nén có nồng độ từ 3–8% cần được đưa qua máy ép bùn để giảm độ ẩm xuống 70–80%, tương ứng với nồng độ cặn khô 20–30% Việc ép bùn giúp giảm thể tích bùn, tiết kiệm chi phí vận chuyển và xử lý, tăng hiệu quả tách chất rắn–lỏng, cải thiện chất lượng nước thải cấp ra và tối ưu hóa quá trình xử lý của cả hệ thống.
Giảm khối lượng bùn vận chuyển ra bãi thải.
Cặn khô dễ chôn lắp hay cải tạo đất hơn cặn ướt.
Giảm lượng nước bẩn có thể thấm vào nước ngầm ở bãi thải. Ít gây mùi khó chịu và ít độc tính.
Bể khử trùng: công đoạn xử lý cuối cùng để diệt vi khuẩn, vi trùng gây bệnh trong nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC
Song ch ắn rá c
5.1.1.1 Ch ức năng song chắn rác
Song chắn rác giữ lại tạp chất, rác thải nổi và các vật lơ lửng có kích thước trên 16 mm trong dòng nước, bảo vệ thiết bị và nâng cao hiệu quả làm sạch nước thải cho các công trình xử lý nước thải ở giai đoạn tiếp theo.
5.1.1.2 Nguyên lý làm vi ệc song chắn rác
Nước thải được dẫn qua song chắn rác đặt trong mương có tiết diện hình chữ nhật Nhờ bố trí hợp lý của các song chắn, nước chảy qua song chắn và rác bị giữ lại trên mặt chắn Rác mắc trên song chắn được thu gom và làm sạch bằng thủ công.
5.1.1.3 Tính toán song ch ắn rác
Tính toán mương dẫn nước thải:
Mương dẫn nước qua song chắn rác có tiết diện chữ nhật Song chắn rác đặt nghiêng
Ta lấy lưu lượng nước thải lớn nhất để tính toán so với phương dòng chảy
Chọn vận tốc lớn nhất nước chảy trong máng: v = 0,6 (m/s).
Diện tích mặt cắt ướt của nước thải trong mương:
Tính toán song chắn rác:
Số lượng khe hở của song chắn rác:
Số khe hở của song chắn rác:
Trong đó: n: số khe hở của song chắn rác l: khoảng cách giữa các thanh chắn, chọn l = 16 mm r: bề rộng thanh chắn, chọn r = 8 mm
Thay vào phương trình trên ta được: bề rộng của mương dẫn.
Chọn song chắn rác có 10 khe.
Kiểm tra lại bề rộng mương dẫn:
Tổn thất áp lực qua song chắn rác:
Trong đó: v max : vận tốc dòng chảy lớn nhất qua song chắn rác, vmax
: hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng rác ở song chắn rác,
1 = 2 – 3 , chọn K1 = 3 ξ : hệ số sức cản cục bộ của song chắn rác, tính theo công thức: α β ξ ( ) 3 sin
Trong thiết kế song chắn rác, hệ số phụ thu β phụ thuộc vào tiết diện ngang của song chắn rác với tiết diện hình chữ nhật, β = 2,42 α là góc nghiêng của song chắn rác so với hướng dòng chảy, α = 60°.
Tổn thất áp lực ở song chắn rác: h s *3 0.046m
Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác:
= − với Bs : bề rộng song chắn, Bs
%6mm m : chiều rộng mương dẫn trước song chắn, chọn Bm
= 250mm ϕ : góc nghiên chỗ mở rộng, ϕ= 20 o
Chiều dài phần mở rộng sau song chắn:
Chiều dài xây dựng của phần mương lắp đặt song chắn rác:
= 0.08 + 0.04 + 1.2 = 1.32 m s : chiều dài phần mương đặt song chắn rác, Ls
H = h + h s + h bv Hàm lượng SS và BOD của nước thải sau khi qua song chắn rác giảm 4%:
Cấu tạo song chắn rác
SONG CHẮ N RÁ C SÀ N CÔ NG TÁ C
Bảng 5.1 Tổng hợp tính toán song chắn rác
Bề rộng song chắn, Bs(mm) 256
Chiều cao song chắn, h(mm) 486
Góc nghiêng song chắn so với phương ngang 60 o
Số khe của song chắn rác, n 10
Khoảng cách giữa các thanh chắn, l(mm) 16
Vận tốc chảy qua song chắn, v(m/s) 0,6
Tổn thất áp lực chảy qua song chắn, hs(mm) 46
Chiều dài mương lắp đặt song chắn, L(m) 1,320
Hàm lượng SS sau song chắn (mg/l) 288
Hàm lượng BOD sau song chắn(mg/l) 480
Hàm lượng COD sau song chắn(mg/l) 768
Ngăn ti ếp nhận (hầm bơm)
5.1.2.1 Ch ức năng ngăn ti ếp nhận
Nước thải từ các nhà máy được thu gom qua hệ thống cống thoát nước và sau khi qua song chắn rác chảy về hầm tiếp nhận Chiều sâu hầm tiếp nhận từ 5–10 m và thời gian lưu nước từ 10–60 phút, tạo điều kiện cho quá trình xử lý và cân bằng lưu lượng nước thải.
5.1.2.2 Tính toán ngăn ti ếp nhận
Chọn thời gian lưu nước : t = 10 phút
212 m h ph ph h m Chọn chiều cao hữu ích của bể h = 2m
V = Chiều cao xây dựng của ngăn tiếp nhận:
H = h + h với h: chiều cao hữu ích của bể, h = 2m bv h bv : chiều cao bảo vệ, hbv = 0.5m
→ H = 2 + 0.5 = 2.5 m Kích thước ngăn tiếp nhận:
Chọn bể đặt 2 máy bơm nhúng chìm hiệu ShinMaywa, Japan (trong đó có 1 máy dự phòng), lưu lượng mỗi máy bơm :Q = 250 m
Bảng 5.2 Tổng hợp tính toán ngăn tiếp nhận
Thời gian lưu nước, t(phút) 10
Kích thước ngăn tiếp nhận
Chiều dài, L(m) 4.5 Chiều rộng, B(m) 3.5 Chiều cao, H(m) 2.5
Do hàm lượng chất rắn lơ lửng ở dòng vào có thể vượt quá 40 mg/L, quy trình xử lý nước thải được thiết kế để nước thải đi qua một lưới lọc tinh nhằm loại bỏ các hạt có kích thước nhỏ hơn 1 mm, từ đó bảo vệ thiết bị trước khi đưa nước vào bể điều hòa Đặc điểm lưới lọc tinh giúp loại bỏ hiệu quả các hạt mịn và đảm bảo lưu lượng, áp suất ổn định cho quá trình xử lý nước thải.
Nơi sản xuất: CZECO, Taiwan.
Số lượng : 3 lưới. Đường kính mắt lưới: 1mm.
Các thông số thiết kế:
Khoảng cách các thanh = 10mm
Lắp đặt:1 lưới chắn rác tự động rộng 1m.
Hàm lượng SS, BOD và COD sau khi qua lưới lọc tinh giảm 5%:
B ể lắng cát
5.1.4.1 Ch ức năng bể lắng cát
Bể lắng cát ngang được thiết kế để loại bỏ các tạp chất vô cơ không hòa tan như cát, sỏi, xỉ và các vật liệu rắn có vận tốc lắng và trọng lượng riêng lớn hơn các chất hữu cơ có thể phân hủy trong nước thải Bể lắng cát cũng cho phép giữ lại các vật liệu có kích thước lớn hơn, giúp tách các tạp chất này và ngăn ảnh hưởng xấu đến hiệu suất của các công trình phía sau Thành phần vật liệu lắng trong bể rất biến đổi, với độ ẩm từ 13–65% và hàm lượng chất dễ bay hơi từ 1–56% Trọng lượng riêng của các hạt vô cơ sạch có thể đạt tới 2.7, nhưng đôi khi chỉ bằng 1.3 khi vật liệu hữu cơ lẫn với các hạt cát, sỏi.
Vai trò của bể lắng cát là bảo vệ thiết bị và máy móc khỏi mài mòn, giảm sự lắng đọng của các vật liệu nặng trong ống và mương dẫn Nhờ đó hệ thống giảm nguy cơ tắc nghẽn và hao mòn do cát tích tụ Nhờ hiệu quả này, số lần súc rửa các bể phân hủy cặn tích tụ do cát được giảm thiểu, giúp giảm chi phí vận hành và tăng hiệu suất hệ thống xử lý nước thải.
5.1.4.2 Tính toán b ể lắng cát ngang
Tính toán bể lắng cát ngang được tiến hành như chỉ dẫn trong TCXD-51-84 (Điều 6.3)
Chiều dài của bể lắng cát ngang được tính theo công thức:
0 max = Trong đó: v max : vận tốc chuyển động ngang lớn nhất của nước trong bể lắng cát ngang, v max
K : hệ số phụ thuộc vào loại bể lắng cát và độ thô thủy lực của hạt cát U
0, Ứng với U0 $.2 mm ta có K = 1.3
H : Độ sâu tính toán của bể láng cát ngang, H = 0.25 – 1m (Điều 6.3.4.a – TCXD-51-84), chọn H = 0.3m.
U 0 : Độ thô thủy lực của hạt cát, chọn U0
Bảng 5.3 : giá trị hệ số K, U
= 24.2 mm/s Đường kính của hạt cát giữ lại trong bể.
0 Độ thô thủy lực của hạt cát, U 0
Giá trị K của bể lắng cát ngang
Diện tích mặt thoáng của bể lắng cát ngang được tính theo công thức:
Q s max : lưu lượng lớn nhất giây, Q s max = 59 l/s = 0.059 m 3
0 : Độ thô thủy lực của hạt cát, chọn U0
Chiều ngang tổng cộng của bể lắng cát ngang:
2 Lượng cát trung bình sinh ra mỗi ngày:
Q tb ngd : lưu lượng nước thải trung bình ngày, Q tb ngd = 3000 m 3 q
/ ngđ. o : lượng cát trong 1000 m 3 nước thải, qo = 0.15 m 3 cát/ 1000 m 3
Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngang sau 1 ngày đêm:
Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang :
H : chiều cao công tác của bể lắng cát ngang, H = 0.3 m. h c : chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngang, hc
Trong hệ thống xử lý nước, số lượng bể lắng cát được thiết kế gồm hai bể làm việc luân phiên nhằm đảm bảo liên tục và ổn định quá trình Cát sau khi lắng được thu gom về hố thu gom cát tại đầu bể bằng thiết bị cào cơ giới Từ hố thu, thiết bị nâng thủy lực sẽ đưa hỗn hợp cát - nước đến sân phơi cát để tiến hành phơi và tách nước Việc vận hành hai bể lắng theo chu kỳ giúp tối ưu hiệu quả lọc, tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu suất thu hồi cát so với một bể duy nhất. -**Support Pollinations.AI:**🌸 **Quảng cáo** 🌸 Nâng cao quy trình xử lý nước với công nghệ thiết bị cào cơ giới và nâng thủy lực hiện đại từ [Pollinations.AI](https://pollinations.ai/redirect/kofi)!
Chọn độ dốc ngang của đáy bể ở i = 0,3 để tối ưu dòng chảy và vận chuyển cát Để dẫn cát tới sân phơi cát bằng hệ thống nâng thủy lực, cần pha loãng cát với nước thải đã qua xử lý ở tỉ lệ 1:20 theo trọng lượng cát.
Nước công tác do máy bơm với áp lực 3 – 3 at
Thời gian mỗi lần xả cát là 20 phút. Độ ẩm của cát là 60%
Trọng lượng thể tích của cát : 1.5 T/m 3
Lượng nước công tác cần cho thiết bị nâng thủy lực được tính theo công thức :
CẤU TẠO BỂ LẮNG CÁT NGANG
1 ống dẫn hỗn hợp cát nước, 2 ống dẫn nước công tác, 3 van hai chiều,
4 trục truyền động, 5 tấm chắn trước, 6 thiết bị nâng thủy lực, 7 thanh cào cát,
5.1.4.3 Tính toán sân phơi cát
Nhiệm vụ của sân phơi cát là làm ráo nước trong hỗn hợp cát – nước, để dễ dàng vận chuyển đi nơi khác.
Diện tích hưu ích của sân phơi cát được tính theo công thức :
Trong đó: h : chiều cao lớp cát trong năm, h = 4 – 5 m/ năm (khi lấy cát đã phơi kho theo chu kỳ)
Chọn sân phơi cát gồm 1 ô có diện tích bằng 41 m 2
Hiệu quả xử lý chất lơ lửng và BOD
Hàm lượng chất lơ lửng giảm 4%, còn lại: sau bể lắng cát có thể tính sơ bộ như sau:
COD = CODlưới lọc tinh * (1 – 0.05) = 693 mg/l
Bảng 5.4 Tổng hợp tính toán bể lắng cát ngang.
Thời gian lưu nước, t(phút) 1
Kích thước bể lắng cát Chiều dài, L(m) 4.8
Chiều rộng, B(m) 0.5 Chiều cao, H(m) 0.786 Kích thước sân phơi cát
Nồng độ SS sau khi qua bể lắng cát 262.7mg/l
Nồng độ BOD sau khi qua bể bể lắng cát 433.2mg/l
Nồng độ COD sau khi qua bể lắng cát 693mg/l
B ể điều hoà
5.1.5.1 Ch ức năng bể điều hòa
Lượng nước thải thu gom từ các nhà máy biến động theo giờ sản xuất và phụ thuộc vào loại nước thải ở từng công đoạn, vì vậy cần thiết xây dựng bể điều hòa để cân bằng lưu lượng và thành phần nước thải trước khi đưa vào hệ thống xử lý Bể điều hòa giúp ổn định tải trọng ô nhiễm, cân bằng độ pH và ngăn ngừa quá tải cho các giai đoạn xử lý tiếp theo Việc quản lý nước thải công nghiệp hiệu quả đòi hỏi giám sát liên tục và điều chỉnh thông số vận hành nhằm tối ưu hoá hiệu suất xử lý và đảm bảo tuân thủ các quy chuẩn môi trường Kế hoạch vận hành nên đi kèm các phương án kiểm soát và tối ưu hóa lưu lượng, nồng độ chất ô nhiễm và thời gian lưu nước để đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý.
Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và chất lượng nước thải Việc sử dụng bể điều hào mang lại những hiệu quả sau:
Đẩy mạnh hiệu quả xử lý bằng phương pháp sinh học nhờ bể điều hòa có khả năng giảm thiểu hoặc loại bỏ hiện tượng vi sinh vật sốc khi tải trọng đột ngột tăng cao, từ đó ngăn chặn ức chế quá trình xử lý sinh học Bên cạnh đó, hệ thống bể điều hòa giúp ổn định pH của nước thải một cách hiệu quả mà không cần tốn nhiều hóa chất, tối ưu hóa chi phí vận hành và tăng tính ổn định cho toàn bộ quá trình xử lý.
Nâng cao hiệu quả lắng cặn ở các bể lắng giúp duy trì tải trọng chất rắn vào hệ thống ở mức ổn định, từ đó tối ưu hóa quá trình lắng và chuẩn bị cho dòng nước vào bể lọc sinh học Nhờ duy trì tải trọng chất rắn không đổi, việc cấp nước vào bể lọc sinh học được thực hiện liên tục ngay cả khi nước thải đổ về trạm xử lý với lưu lượng thấp, đảm bảo quá trình xử lý nước vận hành ổn định và hiệu quả.
Trong bể chứa, hệ thống khuấy trộn kết hợp với cấp khí được bố trí nhằm tạo sự xáo trộn đều các chất ô nhiễm trên toàn bộ thể tích nước thải, từ đó ngăn ngừa lắng cặn và tích tụ trong bể Đồng thời quá trình khuấy và cấp khí còn giúp oxy hóa một phần các chất bẩn, nâng cao hiệu quả xử lý nước thải.
Xác định thể tích bể
Thể tích tích lũy dòng vào của giờ thứ i đượ xác định theo công thức:
V v(i) = V v(i-1) +Q Trong đó: V i v(i-1) thể tích tích lũy dòng vào cả giờ trước đó,m Q
3 i lưu lượng nước thải của giờ đang xét (thứ i), m 3
Thể tích tích lũy bơm đi trong giờ thứ i:
V b(i) = V b(i-1) +Q Trong đó: V b(i) b(i-1) thể tích tích lũy bơm của giờ trước đó m Lưu lượng bơm của giờ đang xét (thứ i), m
Dựa vào lưu lượng theo giờ Q h , thể tích tích lũy vào Vv(i) và thể tích tích tích lũy bơm
Bảng 5.5 Thể tích tích lũy theo giờ lập bảng thể tích tích lũy cho mỗi giờ trong ngày như bảng 4.5
Thể tích tích lũy vào bể(A), m /h)
Thể tích tích lũybơm đi(B), m
Thể tích bể điều hòa:
Để xác định thể tích lý thuyết của bể điều hòa, ta áp dụng phương pháp hiệu số tích lũy dựa trên lưu lượng vào ra Người ta tính cột hiệu số tích lũy của lưu lượng và tìm giá trị dương lớn nhất cũng như giá trị âm nhỏ nhất trong cột này Thể tích lý thuyết của bể điều hòa được ước lượng bằng hiệu giữa giá trị dương lớn nhất và giá trị âm nhỏ nhất của cột hiệu số tích lũy, nhằm xác định dung tích tối ưu để đảm bảo cân bằng dòng chảy và ổn định hệ thống Phương pháp này hỗ trợ thiết kế bể điều hòa hiệu quả, giảm biến động lưu lượng và tăng hiệu quả quá trình Các bước thực hiện bao gồm thu thập dữ liệu lưu lượng, tính cột hiệu số tích lũy, xác định các giới hạn và tính thể tích theo công thức tương ứng.
Thể tích thực tế của bể điều hòa:
Chọn chiều cao của bể: H = 4m.
⇒ Chọn L x B = 16m x 12.5m Chiều cao xây dựng của bể:
H xd = H + h bv với H : chiều cao hữu ích của bể, H = 4m
= 4 + 0.5 = 4.5m h bv : chiều cao bảo vệ , hbv
= 0.5m Kích thước của bể điều hoà:
Thể tích thực của bể:
Tốc độ khuấy trộn bể điều hoà:
Chọn khuấy trộn bể điều hoà bằng hệ thống thổi khí Lượng khí nén cần cho thiết bị khuấy trộn: q khí = R * V dh(tt) = 0.012 m 3 /m 3 phút x 810m 3 = 9.72 m 3
Trong đó: R: tốc độ khí nén, R = 10 – 15 l/m
Bảng 5.6 : Các thông số cho thiết bị khuếch tán khí
: thể tích thực tế của bể điều hoà
Lưu lượng khí (l/phút.cái)
Hiệu suất chuyển hoá oxy Tiêu chuẩn ở độ sâu 4.6m, % Đĩa sứ - lưới
Bản sứ - lưới Ống plastic xốp cúng bố trí:
Hai phía theo chiều dài( dòng chảy xoắn hai bên)
Một phía theo chiều dài(dòng chảy xoắn một bên) Ống plastic xốp mềm bố trí:
Một phía theo chiều dài Ống khoan lỗ bố trí:
Một phía theo chiều dài
Chọn khuếch tán khí bằng đĩa sứ bố trí dạng lưới Vậy số đĩa khuếch tán là: n = 83
Trong đó r : lưu lượng khí, chọn r = 83 l/phút đĩa.
Các đĩa được bố trí dạng lưới đều khắp đáy bể, khoảng cách giữa các đĩa bố trí như hình vẽ:
Chọn đường ống dẫn và cách bố trí:
Với lưu lượng khí qkk = 9.72 m 3 /phút = 0.162 m 3 /s và chọn vận tốc khí trong ống: vkk
Chọn đường kính ống chính D = 120mm.
Tính lại vận tốc khí trong ống chính: v c = m s = m s⇒
= thoả mãn vkk= 10 – 15 m/s Đối với ống nhánh có lưu lượng qnh l s l s
162 = và chọn đường kính ống nhánh d nh = 34mm ứng với vận tốc vn
Tính toán các ống dẫn nước vào và ra khỏi bể điều hoà:
Nước thải sau khi đi qua bể lắng cát ngang chảy vào bể điều hoà, chọn vận tốc nước vào bể là 0.7 m/s, lưu lượng nước thải 125m 3
/h, đường kính ống vào là: v 3600
⇒Chọn ống nhựa PVCcó đường kính Φ250mm
Chọn vận tốc nước ra khỏi bể là 1m/s, đường kính ống ra:
Chọn ống nhựa PVC có đường kính 250 mm để đáp ứng lưu lượng và áp suất của hệ thống nén khí Trong thiết kế, áp lực và công suất của hệ thống nén khí phụ thuộc vào yêu cầu vận hành, nên việc xác định áp lực cần thiết là bước quan trọng Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí được xác định theo công thức phù hợp với đặc tính hệ thống, giúp tính toán chính xác và tối ưu hóa hiệu suất.
: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn c h
: tổn thất áp lực cục bộ, m f
H: chiều cao hữu ích của bể điều hoà, H = 4 m : tổn thất qua thiết bị phân phối, m
Tổng tổn thất hd và h c thường không vượt quá 0.4m, tổn thất hf
H không vượt quá 0.5m, do đó áp lực cần thiết là: tc Áp lực không khí sẽ là:
10 + = + Công suất máy thổi khí tính theo công thức sau:
− − Trong đó: q kk : lưu lượng không khí, qkk = 0.162 m 3 n : hiệu suất máy thổi khí, n = 0.7 – 0.9, chọn n = 0.8
/s k : hệ số an toàn khi sử dụng trong thiết kế thực tế, chọn n = 2.
Chọn hai máy bơm chìm (một dự phòng) hiệu Shin Maywa, Japan, lưu lượng 210 m 3
Hàm lượng BOD sau khi qua bể điều hòa giảm 10%.
/h,cột áp H = 6(m), công suất 11KW
Hàm lượng COD sau khi qua bể điều hòa giảm 10%.
C COD = CODbể lắng cát *(1 – 0.1) = 693*(1 – 0.1) = 623.7 mg/l
Bảng 5.7: Tổng hợp tính toán bể điều hoà.
Kích thước bể điều hoà
Trong hệ thống khuếch tán khí, số đĩa khuếch tán khí là 117 đĩa, đảm bảo phân bố khí đều và hiệu quả Đường kính ống dẫn khí chính là 120 mm, đường kính ống nhánh dẫn khí là 34 mm, giúp bố trí và phân nhánh khí tối ưu cho quá trình vận hành Đường kính ống dẫn nước vào và ra khỏi bể là 250 mm, đảm bảo lưu lượng nước và trao đổi chất lượng của hệ thống được duy trì.
Công suất máy nén khí, N(kw) 17
Nồng độ SS sau khi qua bể điều hòa 262.7mg/l
Nồng độ BOD sau khi qua bể điều hòa 390mg/l
Nồng độ COD sau khi qua bể điều hòa 623.7mg/l
B ể keo tụ (bể tạo bông cơ khí)
Trong bể xử lý, quá trình hòa phèn nhôm với nước thải được thực hiện để tăng kích thước các hạt cặn, từ đó nâng cao hiệu quả lắng và loại bỏ chất rắn lơ lửng Quá trình này cũng giúp khử màu nước và giảm hàm lượng kim loại hòa tan, cải thiện chất lượng nước sau xử lý Nhờ sự kết tụ của phèn nhôm, nhiều chất rắn và chất màu được lắng xuống, tạo điều kiện cho các giai đoạn xử lý tiếp theo diễn ra thuận lợi Đây là bước làm sạch quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải, ảnh hưởng đến hiệu quả khử và ổn định chất lượng nước sau xử lý.
Chọn :Thời gian khuấy trộn t= 2ph = 120 s (theo quy phạm 1 ÷3 phút)
Thể tích bể trộn cần:
Chọn bể trộn vuông, kích thước bể: 1.2 x 1.2 x 3 m
Tính lại kích thước bể: V = 4.3m Đường kính máy khuâý D
≤ ẵ chiều rộng bể, chọn D = ẵ * 1.2 = 0.6 m Máy khuấy đặt cách đáy một khoảng : h = D = 0.6m
Chiều rộng bản cánh khuấy = 1/5 x D = 1/5 x 0.6 = 0.12m
Chiều dài bản cỏnh khuấy = ẳ x D = ẳ x 0.6 = 0.15m
Vậy năng lượng cần truyền vào nước:
Với: G: cường độ khuấy trộn, G = 900s
:: độ nhớt động học của nước, ở 24
Hiệu suất động cơ 0= 0.8 nên công suất động cơ = 3918 J / s
3135 Xác định số vòng quay của máy khuấy: n = 3
Với P: năng lượng khuấy trộn, P= 3135 J/s
K: hệ số sức cản của nước, chọn cánh khuấy tuabin 4 cánh nghiêng 45 o
∆ : khối lượng riêng của nước, t$
, tra bảng ta có K= 1.08 oC lấy ∆ = 10 3 kg/m D: đường kính cánh khuấy, D = 0.6m
Vậy đường kính máy khuấy và số vòng quay đã chọn đạt chế độ chảy rối.
/ngày đêm , chọn ống dẫn sang bể lắng có đường kính d 200mm ứng với vận tốc v =1.1 m/s ( quy phạm 0.8 – 1.2 m/s)
Thời gian lưu nước trong bể :30 phút.
Q tb h là lưu lương nước thải trung bình giờ, m 3 t là thời gian lưu lượng nước trong bể keo tụ, chọn t = 30 phút (theo quy phạm
Theo chiều dài của bể ta chia làm 3 buồng bằng các vá ch ngăn hướng dòng theo phương thẳng đứng.
Dung tích mỗi buồng là: 62.5/3 = 20.8 m
Chiều cao bể tạo bông chọn H = 2.5 m
Khoảng cách giữa các vách ngăn là:
Tiết diện ngang của ngăn phản ứng:
Thờigian lưu nước trong mỗi ngăn phản ứng:
Chọn thiết bị khuấy là bản cánh Kích thước bản cánh chọn: 15% bể (theo quy phạm
Tổng diện tích bản cánh: fc
Vậy kích thước bản cánh:
Bản cánh đặt ở khoảng cách tính từ mép ngoài đến trục quay là R
Tốc độ của guồng khuấy n = 14 vòng/phút.
Tốc độ tương đối của bản khuấy so với nước:
Năng lượng cần để quay cánh khuấy:
A : diện tích cánh khuấyđối xứng, m
2 ρ là khối lượng riêng của chất lỏng, chọn ρ = 1000 kg/m C
D hệ số cánh khuấy, dài/rộng = 2/0.16 = 12.5 → CD
= 1116.6 W Radient vận tốc trung bình:
G là gradient vận tốc trung bình,s
P là nhu cầu năng lượng, W
-1 à là độ nhớt động lực học, NS/m 2 Ở 25 o C, à = 0.092NS/m
- V là thể tích buồng tạo bông, m
Tốc độ quay của guồng khuấy n = 10 vòng/phút
Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy so với nước:
Năng lượng cần để quay cánh khuấy:
= 406.86 W Gradient vận tốc trung bình:
Tốc độ quay của guồng khuấy n = 6 vòng/phút
Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy so với nước:
Năng lượng cần để quay cánh khuấy:
= 87.9 W Gradient vận tốc trung bình:
BỂ KEO TỤ TẠO BÔNG
B ể lắng đợt I
5.1.7.1 Ch ức năng bể lắng đợt I
Bể lắng đợt I có nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất lơ lửng sau khi qua bể tạo bông Các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn nước sẽ lắng xuống đáy, các chất nhẹ hơn nổi lên mặt nước và được các thanh gạt cặn đưa ra ngoài bể Hàm lượng cặn sau khi qua bể lắng đợt I cần đạt dưới 150 mg/L trước khi nước được đưa vào công trình xử lý tiếp theo.
Chọn bể lắng đợt I có dạng hình tròn trên mặt bằng, nước thải vào từ tâm và thu nước theo chu vi bể (bể lắng ly tâm).
Bảng 5.8: Các thông số cơ bản thiết kế cho bể lắng đợt I
Thời gian lưu nước, giờ
Tải trọng máng tràn, m 3 /m Ống trung tâm
Chiều sâu H của bể lắng, m Đường kính D của bể lắng, m Độ dốc đáy bể, mm/m
Tốc độ thanh gạt bùn, vòng/phút
Diện tích mặt thoáng của bể lắng ly tâm trên mặt bằng được tính theo công thức:
Q tb h :lưu lượng giờ trung bình, Q tb h = 125 (m 3 L
A: tải trọng bề mặt, chọn LA = 32 (m 3 /m 2 Đường kính bể lắng:
D = 4.S π = 4*93.75 π = 11 m Đường kính ống trung tâm: d = 20%D = 20%* 11 = 2.2 m
Chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng H=3.5m,
Chiều cao lớp bùn lắng hb
Chiều cao lớp trung hoà h
Vậy chiều cao tổng cộng của bể lắng đợt I là:
H tc = H + h b + h th + h bv Chiều cao ống trung tâm:
CẤU TẠO BỂ LẮNG ĐỢT I
Kiểm tra thời gian lưu nước của bể lắng:
Kiểm tra lại tải trọng bề mặt:
3/m.ngày ⇒ thoả mãn Lượng bùn sinh ra ở mỗi ngày là:
C 2 : Hàm lượng cặn đi ra khỏi bể lắng, C2
: hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lắng.
0:hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lắng, C0 = 273.6 mg/l a p : hàm lượng phèn, ap k : hệ số tạo cặn từ phèn, đối với phèn sắt kĩ thuật, k = 1.
Giả sử nước thải có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm 95%), tỷ số VSS : SS = 0.8 và khối lượng riêng của bùn tươi = 1.053 kg/L Lấy 1 L bùn tươi làm ví dụ, khối lượng chất rắn tổng SS trong 1 L là 0.05 × 1.053 = 0.05265 kg; trong đó VSS chiếm 80% nên VSS trong 1 L là 0.8 × 0.05265 = 0.04212 kg Tương ứng, nồng độ SS của bùn tươi là 52.65 kg/m3 và nồng độ VSS là 42.12 kg/m3 Do đó, lưu lượng bùn tươi cần xử lý để cung cấp lượng chất rắn từ nước thải có lưu lượng Qw (m3/h) và nồng độ cặn Cw (kg/m3) là Qb = Qw × Cw / 52.65 (m3/h).
Lượng bùn tươi có khả năng phân huỷ sinh học:
M tươi (VSS) Bùn dư từ quá trình sinh học được đưa về bể nén bùn.
= 3580.8 kgSS/ngày*0.8 = 2865 kg VSS/ ngày
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:
⇒ (cao x rộng) = ( 150mm x 400mm)/máng
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:
D rc Trong đó D: đường kính trong bể lắng I, D = 11m
0.4: bề rộng máng tràn = 400mm = 0.4m 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 90 o
CHI TIẾ T MÁ NG RĂ NG CƯA TL: 1:10
150 100 với các thông số thể hiện trên hình như sau:
Như vậy tổng số khe dọc theo máng bê tông là : 10 * π* 4 = 126 khe
Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe:
Mặt khác ta lại có:
C d : hệ số lưu lượng, Cd g : gia tốc trọng trường (m/s
2) θ: góc của khía chữ V, θ = 90 o H: mực nước qua khe (m)
Giải phương trình trên ta được H = 0.033m = 33 mm < 50 mm chiều sâu của khe ⇒ đạt yêu cầu.
Tải trọng thu nước trên 1m dài thành tràn: q rc ngd
Hàm lượng chất rắn lơ lửng sau bể lắng I:
SS = SSlưới lọc tinh(1- 0.65) = 262.7*(1-0.65) = 91.945 mg/l
Bảng 5.9: Tổng hợp tính toán bể lắng I
Thông số Giá trị Đường kính bể lắng, D(m) 11
Chiều cao bể lắng, H(m) 4.7 Đường kính ống trung tâm, d(m) 2.2
Chiều cao ống trung tâm, h(m) 2.1
Tổng số khe máng răng cưa, n (khe) 126
Kích thước máng Đường kính máng răng cưa, m 10 Chiều rộng máng thu nước, m 0.4
Chiều cao máng thu nước, m 0.15 Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày, Wtươi(kgSS/ngày) 3580.8
Lưu lượng bùn tươi cần xử lý, Qtươi(m 3 /ngày) 68
Hàm lượng SS sau khi qua bể lắng I 95.76mg/l
Hàm lượng BOD sau khi qua bể lắng I 390mg/l
Hàm lượng COD sau khi qua bể lắng I 623.7mg/l
B ể Aeroten
5.1.8.1 Ch ức năng bể Aeroten
Bể Aeroten được ứng dụng phổ biến trong quá trình xử lý nước thải bằng sinh học hiếu khí, nơi các chất hữu cơ khó lắng được hòa tan nhờ hoạt động của vi sinh vật hiếu khí Tùy vào thành phần nước thải cụ thể, nitơ và photpho có thể được bổ sung để tăng hiệu quả phân hủy sinh học, từ đó nâng cao khả năng xử lý và loại bỏ các chất ô nhiễm mà vi sinh vật hiếu khí có thể phân hủy.
Xử lý sinh học gồm các quá trình:
Chuyển các hợp chất hưu cơ gốc Cacbon và dạng hòa tan thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh vật.
Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô cơ trong nước thải.
Loại các bông cặn ra khỏi nước bằng các quá trình lắng trọng lực.
Nước thải sau khi được trung hoà tại bể điều hoà nên pH trung tính
Hàm lượng chất lơ lửng sau khi qua lắng I 67mg/l < 150mg/l
Tỷ lệ dinh dưỡng BOD5: N: P = 500: 60: 6 100 : 10: 1 ≈ ⇒ Với tỉ lệ dinh dưỡng này ta kết luận là đủ dinhdưỡng để bể aeroten vận hành.
Các thông số thiết kế như sau:
5 sau bể điều hoà giảm 10% Vậy hàm lượng BOD5 trong nước thải dẫn vào aeroten: La= 390 mgBOD 5
Trong cách tính này, chọn aeroten kiểu xáo trộn hoàn toàn để tính toán thiết kế
Các thông số cơ bản tính toán :
Thời gian lưu bùn : θ c =5÷15ngày
Tỷ số F/M : 0.2 – 0.6 kg/kg.ngày
Tải trọng thể tích : 0.8 – 1.92 kgBOD 5 /m 3
Tỷ số tuần hoàn bùn hoạt tính : Q th
Giả sử kế quả thực nghiệm tìm được các thông số động học như sau:
Hệ số sản lượng bùn : Y = 0.6 mgVSS/mgBOD
Hệ số phân huỷ nội bào : k
5. d = 0.05 ngày -1 Áp dụng các số liệu sau dùng để tính toán:
Tỷ số MLVSS: MLSS = 0.8 (độ tro của bùn hoạt tính là 0.2).
Hàm lượng chất lơ lửng dễ bay hơi (MLVSS) trong hỗn hợp bùn hoạt tính ở bể aeroten
Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể aeroten:
Hàm lượng cặn được cô đặc trong phần bùn phía dưới bể : 10000mg/l
Nước thải đầu ra chứa 30mg/l cặn sinh học, trong đó có 65% cặn dễ phân huỷ sinh học.
Nồng độ BOD hoà tan trong nước ở đầu ra:
BOD hoà tan trong nước ở đầu ra được tính theo quan hệ sau:
5 = BOD 5 hoà tan trong nước ở đầu ra + BOD5
BOD của chất lơ lửng ở đầu ra
Phần có khả năng phân huỷ sinh học của chất rắn sinh học ở đầu ra là: của chất lơ lửng ở đầu ra được tính như sau:
Lượng oxy cần cung cấp để oxy hoá hết lượng cặn này được tính dựa vào phương trình phản ứng:
(lượng oxy cung cấp này chính là BOD 20
Vậy BOD hoàn toàn của chất rắn có khả năng phân huỷ sinh học ở đầu ra là:
BOD tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hoá) = 27.69 mg/l
BOD của chất rắn lơ lửng ở đầu ra là:
35 mg/l = BOD hoà tan trong nước ở đầu ra xác định như sau: ht
Xác định hiệu quả xử lý E:
Hiệu quả xử lý được xác định theo phương trình sau:
Hiệu quả xử lý tính theo BOD5
390− Hiệu quả xử lý tính theo BOD5
Xác định thể tích bể aeroten:
Thể tích bể aeroten được tính theo công thức sau:
Trong đó: θ c : thời gian lưu bùn, theo quy phạm 5 – 15 ngày, chọn θ c = 10ngày
Q : lưu lượng trung bình ngày, Q = 3000m 3
Y : hệ số sản lượng bùn, Y = 0.6 mgVSS/mg BOD
5 a: hàm lượng BOD5 dẫn vào aeroten, L a L
= 390 mg/l t: hàm lượng BOD 5 hoà tan của nước thải dẫn ra khỏi aeroten,
X : nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính,
K d : hệ số phân huỷ nội bào, chọn Kd = 0.05 ngày -1
Xác định kích thước bể aeroten:
Bảng 5.10 : Các kích thước điển hình của aeroten xáo trộn hoàn toàn
Khoảng cách từ đáy đến đầu khuyếch tán khí, (m) 0.45 – 0.75
Diện tích mặt bằng bể aeroten:
H : chiều cao công tác của bể aeroten, chọn H = 4m.
⇒ Chọn kích thước bể : dài x rộng = 20m x 16m
Chọn chiều cao bảo vệ hbv
= 0.5m, vậy tổng chiều cao bể aeroten: tc = H + h bv = 4 + 0.5 = 4.5m
Tính toán lưu lượng bùn thải bỏ mỗi ngày:
Hệ số sản lượng quan sát tính theo công thức:
Lượng sinh khối gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS:
Tổng lượng bùn gia tăng mỗi ngày theo MLSS:
Lượng bùn thải bỏ mỗi ngày = lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLSS – hàm lượng chất lơ lửng còn lại trong dòng ra = 466 – (3000*30*10
Xác định lưu lượng bùn thải:
Giả sử bùn dư được xả bỏ (dẫn đến bể nén bùn), hàm lượng bùn tuần hoàn được dẫn trở lại như hình vẽ:
Trong hệ thống xử lý nước thải, hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay hơi (MLVSS) ở bùn đầu ra chiếm 80% tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng (MLSS) Điều này cho thấy lượng bùn dư thải ra được xác định dựa trên một công thức tính toán liên quan đến các tham số e, w, c, Q và X, nhằm xác định lượng bùn cần loại bỏ để vận hành hệ thống hiệu quả Việc áp dụng công thức này giúp tối ưu quá trình xử lý và giảm thiểu lượng bùn thải ra ngoài môi trường.
Trong đó: W : thể tích aeroten, W = 1244 m
X : nồng độ MLVSS trong hỗn hợp bùn hoạ t tính ở bể aeroten,
: nồng độ MLVSS trong chất rắn ra khỏi bể lắng e
= 0.8*30 = 24mg/l w: lưu lượng bùn thải, m 3 Q
e: lưu lượng nước thải ra khỏi bể lắng II, Qe = Q tb ng = 3000m 3
Xác định tỷ số tuần hoàn bùn dựa vào phương trình cân bằng vật chất:
Từ hình trên, dựa vào sự cân bằng sinh khối quanh bể aeroten, xác định tỷ lệ bùn tuần hoàn dựa vào phương trình cân bằng sinh khối: ng
Q tb X o + Q r X u = (Q tb ng + Q r Trong đó:
Q tb : lưu lượng nước thải , m 3 Q
/ngày r: lưu lượng bùn tuần hoàn, m 3 X
X : nồng độ bùn hoạt tính trong bể aeroten, X = 3000 mg/l.
: nồng độ cặn lơ lửng trong nước thải dẫn vào aeroten, mg/l
X u : hàm lượng VSS của lớp bùn lắng hoặc bùn tuần hoàn,
= 8000mg/l o thường rất nhỏ so với X và Xr do đó trong phương trình cân bằng vật chất ta có thể bỏ qua đại lượng X o
Q Khi đó phương trình cân bằng vật chất có thể viết như sau: r.X u = (Q ng tb + Q r Đặt Q
Vậy lưu lượng tuần hoàn bùn:
Xác định thời gian lưu nước của bể aeroten:
Xác định lượng oxy cung cấp cho bể aeroten theo BOD 20
Lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 20
Q tb : lưu lượng nước thải , Q tb ng = 3000m 3 S
/ngày o: BOD 5 của nước thải đầu vào, So
5 f : hệ số chuyển đổi BOD của nước thải đầu ra, S = 16.17mg/l
5 sang BOD 20 1.42: hệ số chuyển đổi tế bào sang BOD.
P x : phần tế bào dư xả ra theo bùn dư, Px
Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực tế:
OC o : lượng O2 cần thiết trong điều kiện chuẩn, OCo
: nồng độ oxy bảo hoà trong nước sạch ở nhiệt độ tiêu chuẩn oC, C S20 C
= 9.09mg/l sh : nồng độ oxy bảo hoà ứng với nhiệt độ thực tế T = 25 o C,
= 8.28 mg/l d : nồng độ oxy cần duy trì trong bể aeroten, Cd = 1.5 – 2mg/l,
Trong mô hình xử lý nước thải, hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt được xác định theo hàm lượng muối; đối với nước thải bình thường chọn β = 1 làm tham chiếu α là hệ số điều chỉnh lưu lượng oxy ngấm vào nước thải, chịu ảnh hưởng bởi hàm lượng cặn và chất hoạt động bề mặt, và chịu tác động của loại thiết bị làm thoáng, cùng với hình dáng và kích thước của bể.
Nồng độ cặn lơ lửng trong bùn X = 3000mg/L = 3g/L < 4g/L, thì hệ số α = 0.7 ( theo tài liệu tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải của Trịnh Xuân Lai).
Nồng độ các chất ô nhiễm sau khi qua aerotank.
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 5.11: 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
Công suất hoà tan của thiết bị:
OU = Ou h = 7 * 4 = 28 grO 2 /m Trong đó: h là chiều sâu ngập nước của bể aeroten, h = 4m.
Lượng không khí cần thiết:
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 0.02m 2 Lưu lượng riêng phân phối khí của đĩa thổi khí Ω= 150 – 200 l/phút, chọn
Lượng đĩa thổi khí trong bể aeroten:
Trong đó: Qkk là thể tích không khí, Qkk 9595 m 3
Phân phối đĩa thành 24 hàng theo chiều dài bể, mỗi hàng 18 đĩa như trong hình vẽ:
Lưu lượng khí cấp cho 1m 3
Lưu lượng không khí cần để khử 1kg BOD
Trong đó: Q : lưulượng nước thải, Q 000m
/ngày kk : thể tích không khí , Qkk= 109595 m 3 S
/ngày o : BOD 5 trong nước thải đầu vào, So
Máy thổi khí: trong nước thải đầu ra, S = 16.17 mg/l Áp lực cần thiết cho hệ thống ống nén khí được xác định theo công thức:
Trong hệ thống ống dẫn, h_d là tổn thất áp lực dọc theo chiều dài ống và h_c là tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh (đo bằng mét) Tổng của hai thành phần này, h_d + h_c, không vượt quá 0,4 mét để đảm bảo hiệu suất dòng chảy và an toàn vận hành hệ thống, đồng thời giúp các kỹ sư đánh giá chính xác sự tiêu hao áp lực khi thiết kế và vận hành đường ống.
H : độ ngập sâu của đĩa phân phối , bằng chiều cao ngập nước của bể aerotank H = 4m
: tổn thất qua các đĩa phân phối (m), giá trị này không vượt quá 0.5m Áp lực của máy nén khí tính theo atmptphe:
G : khối lượng của dòng không khí, kg/s
: lưu lượng không khí, khi9595 m 3 /ngày = 1.27m 3 /s γ : khối lượng riêng của không khí, γ = 1.3kg/s
R : hằng số lý tưởng, R = 8.314 KJ/Kmol o
T : nhiệt độ tuyệt đối không khí, T= 25 +273 = 299
1 : áp suất tuyệt đối không khí đầu vào, P1
: áp suất tuyệt đối không khí đầu ra
1 − − k k 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:
Q khi : lưu lượng khí ở ống chính, Qkhi= 1.27m 3 v : vận tốc khí trong ống chính, v = 10 – 15 m/s, chọn v m/s
⇒Chọn ống thép không gỉ đường kính φ50mm Ống dẫn khí nhánh: d n v
: lưu lượng khí trên ống nhánh n = Q khi /n = 1.27/24 = 0.053 m 3 n : số hàng phân phối đĩa sục khí
⇒ Chọn ống thép không gỉ đường kính φ= 75mm
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:
Chọn ống nhựa PVC đường kính ống Φ= 250mm
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 + Qr = 125 + 75 = 200m 3 Đường kính ống là:
Chọn ống nhựa PVC có đường kính Φ00mm
⇒ Kiểm tra vận tốc: v = 0.79 m/s < 1m/s ⇒ Thoả Ống dẫn bùn tuần hoàn:
Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 1m/s
Lưu lượng tuần hoàn : Qr = 75m 3 Đường kính ống dẫn là:
Chọn ống nhựa PVC đường kính ống Φ= 160mm ⇒ v = 1.04 m/s ≥ 1m/s
Kiểm tra tỷ số F/M và tải trọng hữu cơ:
Tỷ số F/M xác định theo công thức sau:
Tải trọng thể tích bằng:
Cả hai giá trị này đều nằm trong giá trị cho phép đối với aeroten xáo trộn hoàn toàn:
Bảng 5.12: Tổng hợp tính toán bể aeroten
Thể tích bể: dài x rộng x cao 20m x 16m x 4.5m Lưu lượng bùn thải Qw (m 3 /ngày) 100.4
Tỷ số tuần hoàn bùn, α 0.6
Lưu lượng bùn tuần hoàn, Qr(m 3 /ngày) 1800
Lượng không khí cần, Gkk(m 3 /ngày) 109595
Lượng không khí cần để khử 1kg BOD5, q kk (m 3 /kg BOD 5
Số đĩa sứ khuyếch tán khí, N (đĩa) 432 Đường kính ống dẫn khí chính, D(mm) 350 Đường kính ống nhánh dẫn khí, d(mm) 75
Công suất máy nén khí, (kw) 72.1
Tải trọng thể tích (kgBOD5/m 3 ngày) 0.9
Nồng độ SS sau khi qua bể aerotank 95.76mg/l
Nồng độ BOD sau khi qua bể aerotank 39mg/l
Nồng độ COD sau khi qua bể aerotank 62.37mg/l
B ể lắng đợt II
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 chất rắn, kg/m 2
Chọn tải trọng bề mặt thích hợp cho bùn hoạt tính này là 20m 3 /m 2 ngày và tải trọng chất rắn là 5.0kg/m 2
Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt:
Q ngd : lưu lượng trung bình ngày, m 3 L
Diện tích bề mặt lắng tính theo tải trọng chất rắn là:
L S : tải trọng chất rắn, kgSS/m 2
L>A S, vậy diện tích bề mặt lắng tính theo tải trọng bề mặt là diện tích bề mặt tính toán, A = 240m Đường kính bể lắng:
D = 4.A π = 4*240 π 5m Đường kính ống trung tâm: d = 20%D = 20%*17.5 = 3.5m
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: tc = h L + h b + h bv Chiều cao ống trung tâm;
Thời gian lưu nước của bể lắng:
Thể tích bể chứa bùn:
Thời gian lưu giữ bùn trong bể:
Giá trị này nằm trong khoảng cho phép L
Nồng độ SS sau khi qua lắng II giảm thêm được 20% còn lại
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:
+ = + ⇒ (cao x rộng) = ( 300mm x 400mm)/máng
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:
D rc Trong đó D: đường kính trong bể lắng II, D = 17.5m
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 90 o
Như vậy tổng số khe dọc theo máng bê tông là : 16 *
π* 4 = 200 khe Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe:
Q ngd Qr m ngay m s Sokhe khe s ngay
Mặt khác ta lại có:
C d : hệ số lưu lượng, Cd g : gia tốc trọng trường (m/s
2) θ: góc của khía chữ V, θ = 90 o H: mực nước qua khe (m)
Giải phương trình trên ta được H = 0.033m = 33 mm < 50 mm chiều sâu của khe ⇒ đạt yêu cầu.
CẤU TẠO BỂ LẮNG ĐỢT II
Tải trọng thu nước trên 1m dài thành tràn: q = 2 tb ngd r rc
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:
Q T = Q ngd tb + Q r 000+1800 H00 m 3 /ngày = 200m 3 Đường kính ống dẫn là:
Chọn ống nhựa PVC đường kính ống Φ= 300mm
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 = 125m 3 /h Đường kính ống là:
Chọn ống nhựaPVC có đường kính Φ%0mm Ống dẫn bùn:
Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 1m/s
Lưu lượng bùn: Qb = Q r + Q w = 75 + 3.76 = 78.76m 3 Đường kính ống dẫn là:
Chọn ống nhựa PVC đường kính ống Φ= 160mm
⇒Vận tốc kiểm tra: v = 1.1 m/s (thoả).
Bảng 5.13: Tổng hợp tính toán bể lắng đợt II.
Thông số Giá trị Đường kính bể lắng , D(m) 17.5
Chiều cao bể lắng, H(m) 5 Đường kính ống trung tâm, d(m) 3.5 Chiều cao ống trung tâm, h(m) 1.8
Thời gian lưu bùn, tb(h) 4.57 Đường kính máng răng cưa, Drc(m) 16
Tổng số khe của máng, khe 200
Nồng độ SS sau khi qua bể lắng II 76.6mg/l
Nồng độ BOD sau khi qua bể lắng II 39mg/l
Nồng độ COD sau khi qua bể lắng II 62.37mg/l
B ể tiếp xúc
Nước thải sau khi qua bể lắng II được đưa đến bể tiếp xúc để khử trùng bằng dung dịch NaOCl 10% Bể tiếp xúc được thiết kế với dòng chảy zig-zag qua từng ngăn, nhằm tăng hiệu quả tiếp xúc giữa clo và nước thải.
Xem như hiệu quả khử trùng của quá trình xử lý sinh học không đáng kể, liều lượng clo cho vào có thể tính theo công thức sau:
N t :số vi khuẩn coliform sau thời gian tiếp xúc t,N t N
000MPN/100ml o: số vi khuẩn coliform ban đầu, No
= 10000MPN/100ml t t : thời gian tiếp xúc, phút
: lượng chlorine yêu cầu, mg/l
Phương trình trên có thể viết lại như sau:
Chọn thời gian tiếp xúc t = 30phút Vậy C t
Trong nước thải, một lượng clo sẽ bị tiêu hao do quá trình oxy hóa các chất khử, điển hình là các chất hữu cơ còn lại Vì sự tiêu hao này, lượng clo cấp vào hệ thống xử lý có thể lấy làm C = 2 mg/L, nhằm đảm bảo hiệu quả diệt khuẩn và cân bằng nồng độ clo dư sau xử lý.
Tính kích thước bể tiếp xúc:
Bảng 5.14 : Các thông số thiết kế bể tiếp xúc chlorine
Tốc độ dòng chảy, m/phút 2 – 4.5
Thời gian tiếp xúc, phút 15 – 30
Thể tích bể tiếp xúc:
Q tb h : lưu lượng nước thải đưa vào bể tiếp xúc, Q tb h = 125 m 3 t : thời gian tiếp xúc, t = 30 phút
Chọn vận tốc dòng chảy trong bể tiếp xúc v = 3.0 m/phút Tiết diện ngang bể tiếp xúc là:
Chọn chiều sâu hữu ích của bể H = 1.0m Chiều rộng của bể:
Chiều dài tổng cộng của bể:
L : B = 89.3 : 0.7 = 128 > 10 Để giảm chiều dài xây dựng ta chia bể ra làm 10 ngăn chảy zich zắc Chiều rộng mỗi ngăn B = 0.7m Chiều dài L mỗi ngăn:
Vậy kích thước tổng thể hữu ích của bể tiếp xúc:
Do có chiều cao bảo vệ là 0.5m, vậy kích thước thực của bể tiếp xúc:
Lượng clo tiêu thụ trong một ngày:
M clo = Q C = 3000(m 3 /ngày)* 2 (mg/l) = 6kg/ngày
Hoá chất sử dụng là NaOCl 10% nên lượng hoá chất cần là:
Chọn thời gian lưu t = 5 ngày
Thể tích cần thiết của bồn chứa:
Bảng 5.15: Tổng hợp bể tiếp xúc
Lượng hoá chất NaOCl cần, (l/ngày) 60
Thể tích bồn chứa NaOCl , V(lít) 300
B ể nén bùn
Bùn dư từ bể lắng đợt II được đưa sang bể nén bùn để nén và cô đặc Dưới tác dụng của trọng lực, bùn lắng xuống, co lại và kết dính thành lớp bùn đặc Sau khi nén, bùn được lấy ra từ đáy bể nén.
Q dư = Q vào + Q bể lắng I = 90.2 + 68 = 158.2 m 3 Hàm lượng TS vào bể : TS
Giả sử hàm lượng bùn nén đạt TS
Dựa vào sự cân bằng khối lượng chất rắn, có thể xác định lưu lư ợng bùn nén cần xử lý là:
Q vào TS vào = Q nén TS Trong đó: Q nén vào
: lưu lượng bùn vào bể nén bùn vào
: hàm lượng TS vào bể nén bùn nén
: lưu lượng bùn đã nén bơm ra khỏi bể nén: hàm lượng TS của lớp bùn nén
Q nen vao vao nen = = ⇒ /ngày
Diện tích của bể nén bùn đứng được tính dựa theo công thức:
Trong đó, qo là tải trọng tính toán (m3/m2·h), được lựa chọn phụ thuộc vào nồng độ bùn hoạt tính dẫn vào bể Trong trường hợp bùn hoạt tính được dẫn từ bể lắng II và có nồng độ bùn Cd 000 mg/l, ta chọn qo = 0,3 m3/m2·h.
.h o < 0.36 m 3 /m 2 Đường kính của bể nén bùn :
4 = 4.2m Đường kính ống trung tâm: d = 0.1D = 0.1* 4.2 = 0.42m, chọn d = 0.5m Đường kính phần loe của ống trung tâm: d 1 Đường kính tấm chắn:
= 1.35d = 1.35 * 0.5 = 0.7m d ch = 1.3d 1 Chiều cao phần lắng của bể nén bùn :
Với t : thời gian nén bùn Đối với bể nén bùn đứng, ứng với C
Chiều cao phần nón với góc nghiêng 45 o h
, đường kính bể D = 4.2m và chọn đường kính của đáy bể 0.6m sẽ bằng:
Chiều cao phần bùn hoạt tính đã nén :
= 1.8 – 0.25 – 0.3 = 1.25m h o : khoảng cách từ đáy ống loe đến tâm tấm chắn, ho = 0.25 – 0.5 m, chọn ho =0.25m h th : chiều cao lớp trung hoà, hth
Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn :
3 là khoảng cách từ mực nước trong bể đến thành bể , h3
Nước tách ra trong bể nén bùn được đưa về bể điều hoà để tiếp tục xử lý.
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:
Q = ⇒ (cao x rộng) = ( 150mm x 330mm)/máng
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:
D rc Trong đó D: đường kính trong bể nén bùn, D = 4.2m
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 90 o
Như vậy tổng số khe dọc theo máng bê tông là : 3.4 *
π* 6 = 64 khe Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe:
Q khe m s ngay s khe ngay m Sokhe
Mặt khác ta lại có:
C d : hệ số lưu lượng, Cd g : gia tốc trọng trường (m/s
2) θ: góc của khía chữ V, θ = 90 o 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.
Tải trọng thu nước trên 1m dài thành tràn: q D rc
Bảng 5.16: Tổng hợp tính toán bể nén bùn.
Lưu lượng bùn sau khi nén, Qnén(m 3 /ngày) 39.55 Đường kính bể nén bùn, D(m) 4.2 Đường kính ống trung tâm, d(m) 0.42 Đường kính phần loe của ống trung tâm, d l
0.7 (m) Đường kính tấm chắn, dch(m) 0.9
Chiều cao phần bùn nén, Hb(m) 1.25
Chiều cao tổng cộng bể nén bùn, Htc(m) 5.2
Máy ép bùn
Thông số thiết kế máy ép bùn:
Lưu lượng bùn dẫn đến máy ép bùn từ bể nén bùn: Qnén = 36.08 m 3
Khối lượng bùn cần ép: 36.08 m
Nồng độ bùn sau nén = 2% ( quy phạm 1 – 3%)
Nồng độ bùn sau ép = 18% ( quy phạm 12 – 20%)
Khối lượng bùn sau ép = 7 8
Số giờ hoạt động của thiết bị t = 12h/ngày.
Tải trọng bùn tính trên 1m chiều rộng băng tải chọn = 450 kg/m.h
Vậy ta chọn một máy ép bùn dây đai có bề rộng 1.5m.
Lượng polymer sử dụng cho thiết bị khử nước cho bùn:
Thời gian vận hành : 12h/ngày
Liều lượng polymer: 5kg/tấn bùn kg/h
Liều lượng polymer tiêu thụ: 3.6*10 3
Hàm lượng polymer sử dụng : 0.2% = 2kg/m
Lượng dung dịch polymer châm vào = 9 m / h
Chọn 1 hệ thống châm polymer, công suất N = 9 m 3
Tính toán hoá ch ất
5.1.13.1 B ể chứa dung dịch axít H 2 SO 4 và bơm châm H 2 SO
Khối lượng phân tử H2SO 4
Trọng riêng của dung dịch = 1.84
Thể tích cần thiết của bể chứa = 0.666*24*30 = 480 lít
Chọn thể tích bồn chứa V = 500 lít.
Chọn: 0.2bơm châm axít H2SO 4 Đặt tính bơm định luợng: Q (một bơm hoạt động, một dự phòng)
5.1.13.2 B ể chứa dung dịch NaOH và bơm châm NaOH
Lưu lượng thiết kế: Q = 125 m 3 pH
Khối lượng phân tử NaOH = 40 g/mol
Nồng độ dung dịch NaOH = 5% ( Quy phạm 5 -10%)
Trọng riêng của dung dịch = 1.53
Thể tích cần thiết của bể chứa = 0.654 * 24 *30 = 471lít
Chọn thể tích bồn chứa V = 500 lít.
Chọn: 0.2 bơm châm NaOH (một bơm hoạt động, một dự phòng) Đặt tính bơm định luợng: Q 24
Thể tích bể hoà trộn:
3 q: là lưu lượng nuớc cần xử lý, m 3 /h, q = 125 m 3 t: là thời gian giữa hai lần pha, h, t = 12h
/h c: là liều lượng phèn cho vào nước, g/m 3 c = 1000 g/m
Theo thí nghiệm jartest thì p: là nồng độ phần trăm dung dịch hoá chất trong thùng trộn, p = 10%
3 γ: là trọng lượng riêng của dung dịch, γ = 1.2 T/m
Các kích thước tính toán của bể: 2.5m x 2.5m x 2.0m
Chọn chiều cao bảo vệ: hbv
Chọn bể hoà trộn phèn dùng cánh khuấy kiểu phẳng Máy khuấy kiểu cánh phẳng có số vòng quay là 20 ÷ 30 vòng/phút Số cánh quạt chọn n = 2.
Chiều dài cánh khuấy tính từ trục quay bảo vệ bể ( theo quy phạm 0.4 ÷ 0.45 Bề rộng bể) l = 0.4 * 2.5 =1m
5.1.13.4 B ể ch ứa dung dịch NaOCl (10%)
Ta chọn phần trăm nồng độ hoá chất ở bể tiêu thụ bằng bể pha trộn là 10 %
Thể tích bể sẽ là: 12.5 m
Các kích thước tính toán của bể: 2.5m x 2.5m x 2.0m
Chọn chiều cao bảo vệ: hbv
Tính hệ thống cánh khuấy của thùng tiêu thụ:
Năng lượng cần truyền vào nước:
Với: G :cường độ cánh khuấy, chọn G = 900s
V :dung tích bể tiêu thụ, V = 12.5 m
:: độ nhớt động học của nước, ở 25
Hiệu suất động cơ là 0 = 0.8 , vậy công suất động cơ:
9 Xác định số vòng quay của máy khuấy: n = 3
P ρ Đường kớnh mỏy khuấy D ≤ ẵ đường kớnh bể → D = 1 m
Chiều rộng bản cánh khuấy = 1/5 D = 1/5 1 = 0.2m
Chiều dài bản cỏnh khuấy = ẳ D = ẳ 1 = 0.25m
Chọn cánh khuấy tuabin 4 cánh phẳng , ta có K = 6.3
Phải có hộp giảm tốc cho động cơ , vì theo qui phạm, n = 500 – 1500v/ph
Kiểm tra số Reynold: NR 3 6
→ Vậy đường kính và số vòng quay đã chọn đạt chế độ chảy rối
Lượng dung dịch NaOCl tiêu thụ trong 1 ngày.
Chọn liều lượng Clo = 8mg/l.
Lượng Clo châm vào bể tiếp xúc = 8 * 3000 * 10 -3
Liều lượng NaOCl 10% châm vào bể tiếp xúc = 24/0,1= 240 l/ngày.