(Khóa luận tốt nghiệp) Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy sản xuất bo mạch điện tử công suất 200 m3 ngày đêm(Khóa luận tốt nghiệp) Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy sản xuất bo mạch điện tử công suất 200 m3 ngày đêm(Khóa luận tốt nghiệp) Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy sản xuất bo mạch điện tử công suất 200 m3 ngày đêm(Khóa luận tốt nghiệp) Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy sản xuất bo mạch điện tử công suất 200 m3 ngày đêm(Khóa luận tốt nghiệp) Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy sản xuất bo mạch điện tử công suất 200 m3 ngày đêm(Khóa luận tốt nghiệp) Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy sản xuất bo mạch điện tử công suất 200 m3 ngày đêm(Khóa luận tốt nghiệp) Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy sản xuất bo mạch điện tử công suất 200 m3 ngày đêm(Khóa luận tốt nghiệp) Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy sản xuất bo mạch điện tử công suất 200 m3 ngày đêm(Khóa luận tốt nghiệp) Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy sản xuất bo mạch điện tử công suất 200 m3 ngày đêm(Khóa luận tốt nghiệp) Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy sản xuất bo mạch điện tử công suất 200 m3 ngày đêm(Khóa luận tốt nghiệp) Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy sản xuất bo mạch điện tử công suất 200 m3 ngày đêm(Khóa luận tốt nghiệp) Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy sản xuất bo mạch điện tử công suất 200 m3 ngày đêm
GIỚI THIỆU
Đặt vấn đề
Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng đối với con người và mọi sinh vật sống trên Trái đất Nếu thiếu nước, sự sống sẽ bị đe dọa và nền văn minh hiện đại có thể không tồn tại được Vì vậy, bảo vệ nguồn nước và quản lý tài nguyên nước một cách hiệu quả là chìa khóa cho an sinh xã hội, sự phát triển bền vững và duy trì các hệ sinh thái thiết yếu cho tương lai.
Nước có vai trò đặc biệt quan trọng đối với cơ thể con người và các sinh vật sống khác: con người có thể nhịn ăn vài ngày nhưng không thể nhịn uống nước; nước chiếm khoảng 70% trọng lượng cơ thể và một người bình thường cần bổ sung 2-3 lít nước mỗi ngày để các hoạt động sống diễn ra bình thường Ngoài vai trò là môi trường sống, nước còn là nguyên liệu thiết yếu cho các hoạt động sống hằng ngày của nhiều loài Theo thống kê toàn cầu, khoảng 40% lượng nước được dùng cho công nghiệp, 50% dành cho nông nghiệp và 10% còn lại được dùng cho sinh hoạt.
Hiện nay nước ta đang trên đường phát triển bền vững và đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể trên các lĩnh vực kinh tế - xã hội và môi trường Tốc độ tăng trưởng GDP ổn định, cùng với các chương trình giảm nghèo bền vững đã cải thiện đáng kể đời sống người dân; phổ cập giáo dục được đẩy mạnh và chất lượng giáo dục ngày càng được nâng cao; việc tiếp cận các dịch vụ y tế và chăm sóc sức khỏe được mở rộng, góp phần nâng cao sức khỏe cộng đồng; đồng thời chú trọng bảo vệ môi trường và quản lý tài nguyên thiên nhiên, hướng tới sự cân bằng giữa tăng trưởng kinh tế và phát triển bền vững.
Nhận thức về phát triển bền vững ở nhiều cơ quan, đơn vị, doanh nghiệp và người dân còn chưa đầy đủ và thiếu sự thống nhất; các chính sách kinh tế - xã hội vẫn thiên về tăng trưởng nhanh và ổn định xã hội, chưa chú trọng đầy đủ đến tính bền vững khi khai thác, sử dụng tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường Cùng với sự phát triển vượt bậc là sự hình thành của nhiều khu công nghiệp, từ đó phát sinh nhiều vấn đề, nổi bật là ô nhiễm nước Dù đã có nhiều nỗ lực của các cấp, ngành trong thực thi chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, tình trạng ô nhiễm nước vẫn đáng lo ngại Tốc độ công nghiệp hóa và đô thị hóa nhanh, cùng với gia tăng dân số đã gây áp lực ngày càng nặng nề lên nguồn nước và tài nguyên nước.
Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn Ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp thiếu hệ thống và thiết bị xử lý chất thải khiến nước thải chưa được xử lý hoặc xử lý yếu ra môi trường, gây ô nhiễm nguồn nước và tác động tiêu cực đến hệ sinh thái cũng như sức khỏe cộng đồng Ô nhiễm nước do sản xuất công nghiệp là rất nặng và đòi hỏi sự chú ý cấp thiết từ phía quản lý và đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải và biện pháp quản lý môi trường.
Từ các vấn đề trên , đề tài “TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ
LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT NHÀ MÁY SẢN XUẤT BO MẠCH ĐIỆN
TỬ CÔNG SUẤT 200 m3/ngày đêm” được chọn làm đề tài báo cáo tốt nghiệp cho ngành khoa học môi trường.
✓ Nhằm tiếp xúc với công việc thực tế về nghề nghiệp chuyên môn
✓ Tìm hiểu thành phần tính chất nước thải, quy trình công nghệ của hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt tại công ty
✓ Tính toán thiết kế và so sánh hiệu suất xử lí cho các phương án đề ra
✓ Đề xuất thêm biện pháp khắc phục những khó khăn thiếu sót còn tồn tại.
Đối tượng
Xử lí nước thải sinh hoạt tại công ty sản xuất bo mạch điện tử.
Phạm vi thực hiện
Nội dung bài viết tập trung vào tính toán thiết kế và đánh giá hiệu suất xử lý của hai phương án, sau đó thực hiện so sánh giữa chúng để làm sáng tỏ các yếu tố ảnh hưởng như hiệu năng, độ tin cậy, tiêu thụ năng lượng và chi phí vận hành Qua phân tích chi tiết, bài viết xác định ưu nhược điểm của từng phương án và từ đó đưa ra công nghệ xử lý tối ưu nhất phù hợp với yêu cầu về hiệu suất và ngân sách, giúp người đọc nắm bắt quyết định đầu tư một cách logic và hiệu quả.
Phương pháp thực hiện
1.5.1 Phương pháp thu thập thông tin, kế thừa tài liệu
Kế thừa thông tin, tài liệu đã có liên quan đến các vấn đề trong bài báo cáo này Tài liệu này chủ yếu bao gồm:
➢ Tìm hiểu những cách tính toán thiết kế cho hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt
➢ Các công trình nghiên cứu đã thực hiện tại Công ty TNHH TM DV KT Môi Trường Việt
Để rút ngắn thời gian thực hiện và kế thừa kết quả từ các dự án trước đó, công ty nên tận dụng nguồn số liệu và thông tin từ các bộ phận chuyên trách liên quan đến đề tài Việc khai thác dữ liệu từ các phòng ban đảm bảo tính đầy đủ, chính xác và kịp thời, đồng thời tăng cường phối hợp để chuẩn hóa tiêu chuẩn báo cáo và quy trình ra quyết định Nhờ tái sử dụng các phân tích và kết quả đã có, tiến độ công việc được đẩy nhanh, nguồn lực được tiết kiệm và kết quả dự án duy trì tính nhất quán, từ đó nâng cao hiệu quả và khả năng cạnh tranh của công ty.
➢ Kế thừa những công trình nghiêm cứu của những bài baosv tập chí về môi trường
Để tối ưu hiệu quả xử lý, bài viết tiến hành so sánh ưu điểm và nhược điểm của công nghệ xử lý hiện có với công nghệ xử lý được đề xuất Phân tích hiệu suất xử lý, độ ổn định và khả năng tích hợp với hệ thống hiện tại, đồng thời đánh giá chi phí đầu tư ban đầu, chi phí vận hành và thời gian triển khai Công nghệ xử lý hiện có thường cho mức độ rủi ro thấp và sự quen thuộc trong vận hành, nhưng có giới hạn về hiệu suất, linh hoạt và khả năng mở rộng Trong khi đó, công nghệ xử lý được đề xuất có thể mang lại hiệu quả xử lý cao hơn, tối ưu hóa năng lượng và cải thiện tốc độ xử lý, song đi kèm với chi phí đầu tư cao, yêu cầu đào tạo và rủi ro triển khai Từ kết quả so sánh này, ta lựa chọn công nghệ xử lý tối ưu nhất dựa trên tiêu chí hiệu quả, chi phí, khả thi và tính bền vững, đồng thời đảm bảo đáp ứng các mục tiêu vận hành và ROI dài hạn.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải thực tế tại Công Ty
Trạm xử lý nước khu công nghệ cao QCVN 14:2008/BTNMT/Cột A
Chú thích: Đường bùn Đường hóa chất Đường nước Đường khí
Hình 3: Sơ đồ Công nghệ xử lí nươc thải thực tế tại Công Ty
Bể chứa bùn Bồn hóa chất Máy thổi khí
3.1.1 Thuyết minh công nghệ thực tế tại Công Ty
Nước thải từ nhà xưởng, nhà ăn và nhà vệ sinh của công ty được thu gom và dẫn về bể tiếp nhận Tại bể tiếp nhận có đặt giỏ lọc rác nhằm loại bỏ và giữ lại các loại rác thô kích thước lớn như giấy, nắp chai, nilon và các chất thải khác Bên cạnh đó, bể tiếp nhận còn được trang bị hai bơm chìm hoạt động dựa trên mức nước báo phao để bơm nước thải về bể điều hòa, chuẩn bị cho quá trình xử lý nước thải.
Bể tiếp nhận thực hiện làm sạch sơ bộ nước thải bằng cách lắng các chất cặn ở đáy bể và phân hủy nhờ các vi sinh vật yếm khí, làm cặn lên men, giảm mùi hôi và thể tích chất thải Từ đây nước thải tự chảy qua bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa nồng độ, lưu lượng và nhiệt độ nước thải, nhờ vậy hệ thống được giảm kích thước và các công trình phía sau được vận hành ổn định, tránh hiện tượng quá tải do sự biến đổi thành phần và tính chất nguồn nước thải.
Nước thải từ bể điều hòa sẽ được bơm chìm bơm qua bể thiếu khí Anoxic nhằm loại bỏ lượng N2 và P có trong nước thải, tại đây 2 loại vi khuẩn tham gia vào quá trình này là Nitrosomonas và Nitrobacter, quá trình nitrar hóa và photphoril hóa xảy ra liên tục ở đây Để cho quá trình này diễn ra thuận lợi và tăng hiệu quả xử lí, bể được bố trí 2 bơm khuấy trộn chìm AMP với tốc độ khuấy trộn phù hợp
Nước thải từ bể Anoxic sẽ chảy tràn qua bể sinh học hiếu khí có giá thể bám dính Các chủng vi sinh này hoạt động trong điều kiện được cung cấp oxy liên tục, chúng sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3 -, SO4 2-,…Bùn sinh ra từ quá trình này sẽ được bơm tuần hoàn một phần về bể Anoxic, phần còn lại được đưa qua bể lắng đứng
Quá trình bắt đầu khi nước thải từ bể hiếu khí chảy vào bể lắng đứng nước; ở đây các chất cặn được giữ lại và lắng xuống đáy, đồng thời nước trong bể lên phía trên Bùn lưu giữ lại trong bể lắng được bơm một phần đến bể Anoxic, phần lớn được đưa sang bể chứa bùn Lưu lượng bùn tích tụ lâu ngày trong bể chứa bùn sẽ hình thành hiện tượng tách pha lỏng và rắn; nước tách pha từ bể chứa bùn sẽ được bơm về bể điều hòa để cân bằng và điều chỉnh dòng nước thải.
Trong nước sau lắng tồn tại nhiều loại vi khuẩn gây bệnh, do đó cần khử trùng tại bể khử trùng Tại bể này, dung dịch clo được bơm định lượng để tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh trước khi nước được đưa vào hệ thống chung của trạm xử lý Sau khi được khử trùng, nước thải sẽ chảy về các khu vực xử lý tiếp theo trong hệ thống.
Hệ thống thu gom chung của trạm xử lý nước khu công nghệ cao, nước đạt QCVN 14:2008/BTNMT/Cột A
Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại công ty mang lại hiệu quả xử lý cao, đạt chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT/Cột A Với thiết kế hợp khối và nhỏ gọn cùng với sự tính toán khoa học trong quá trình xây dựng, hệ thống xử lý nước thải của công ty luôn ổn định và hiệu quả.
3.1.3 Hiệu quả xử lí thực tế của hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt tại công ty
Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt của công ty được thiết kế hợp khối và nhỏ gọn, kết hợp tính toán khoa học để đảm bảo hiệu quả xử lý cao và vận hành ổn định, đồng thời tuân thủ QCVN 14:2008/BTNMT/Cột A Việc đáp ứng chuẩn này giúp hệ thống đạt hiệu suất xử lý tối ưu, giảm thiểu tác động môi trường và tối ưu chi phí vận hành, đảm bảo an toàn cho môi trường và nhà máy.
Bảng 9: Hiệu suất xử lý thực tế các chất ô nhiễm của Hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt tại công ty
STT Chỉ tiêu Đơn vị
5 Tổng dầu mỡ ĐTV mg/l 14.0 - 10 100%
Bảng 10: Bảng hiệu suất tính toán thực tê cho từng công trình
STT Công trình đơn vị H% xử lí thực tế[1]
Nước thải từ các tòa nhà, căn tin, nhà vệ sinh trong trường chảy qua sọt chắn rác và vào hố thu gom
Nước từ bể tự hoại chảy tràn qua bể điều hòa, tại đây bể có nhiệm vụ điều hòa nồng độ lưu lượng của nước thải
Nước thải từ bể điều hòa được bơm nhúng chìm bơm qua bể Anoxic, nhằm xử lí N2 và P
Bể sinh học hiếu khí
Nước thải từ bể Anoxic chảy sang bể sinh học hiếu khí, nơi có lớp giá thể được lắp đặt để VSV bám dính và phát triển Quá trình này tập trung xử lý BOD và COD, tăng hiệu quả xử lý nước thải và cải thiện chất lượng nước ra.
Quá trình xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học dẫn nước chảy sang bể lắng, nơi các chất cặn lơ lửng dần lắng xuống đáy Phần nước trong ở phía trên được chuyển sang bể khử trùng để loại bỏ các chất ô nhiễm còn lại và đảm bảo nước đạt chuẩn.
Phần nước trong từ bể lắng lamen chảy sang bể khử trùng và được bơm định lượng bơm clo vào để tiêu diệt vi khuẩn
Bùn được hút từ bể lắng thông qua bơm chìm đưa về bể chứa một phần được bơm tuần hoàn về cụm bể anoxic và aerotank
Chất lượng nước đạt QCVN 14:2008/Cột A
Sơ đồ công nghệ đề suất
Bể Khử Trùng Bồn hóa chất
Trạm xử lý nước khu công nghệ cao QCVN 14:2008/BTNMT/Cột A
Hình 4: Sơ đồ đề suất hệ thống xử lý nước thải cho công ty
Thuyết minh sơ đồ công nghệ đề suất
Nước thải từ nhà máy, nhà ăn và nhà vệ sinh của công ty được thu gom qua hệ thống và chảy về hố thu gom Tại hố thu gom có đặt sọt chắn rác nhằm giữ lại các loại rác thô có kích thước lớn như giấy, vải, nilon, rác và nắp chai Hố thu gom được trang bị hai bơm chìm hoạt động theo mực nước báo phao để bơm nước thải về hố thu gom chung Hố thu gom chung có cấu tạo và trang bị tương tự hố thu gom; nước thải từ hố thu gom chung sẽ chảy về bể tách dầu và được hai bơm chìm bơm lên bể tự hoại.
Bể tự hoại thực hiện xử lý sơ bộ nước thải bằng cách lắng các chất cặn ở đáy và phân hủy nhờ các vi sinh vật yếm khí, làm giảm thể tích và mùi hôi của cặn; nước thải sau đó tự chảy sang bể điều hòa, nơi điều hòa nồng độ, lưu lượng và nhiệt độ để giảm biến động của đặc tính nguồn nước thải và tạo điều kiện làm việc ổn định cho các công trình phía sau, đồng thời tránh quá tải hệ thống do sự thay đổi thành phần nước thải.
Nước thải từ bể điều hòa được bơm chìm sang bể thiếu khí (anoxic) nhằm loại bỏ lượng nitơ và photpho có trong nước thải Tại đây, hai loại vi khuẩn tham gia chính là Nitrosomonas và Nitrobacter, quá trình nitrification và phosphoril hóa diễn ra liên tục Để quá trình xử lý diễn ra thuận lợi và tăng hiệu quả, hệ thống bể được bố trí hai bơm khuấy trộn chìm AMP với tốc độ khuấy phù hợp, đảm bảo khuếch tán và trộn đều các thành phần ô nhiễm và vi sinh vật.
Trong hệ thống xử lý nước thải, nước từ bể Anoxic chảy qua bể sinh học hiếu khí có giá thể bám dính Tại đây các chủng vi sinh hiếu khí hoạt động trong điều kiện oxy được cung cấp liên tục để phân hủy chất hữu cơ và chuyển hóa chúng thành tế bào mới, một phần chất hữu cơ được oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO4^2- và các sản phẩm khác Bùn sinh ra từ quá trình này được bơm tuần hoàn một phần về bể Anoxic để duy trì chu trình, phần còn lại được đưa tới bể lắng đứng để tách riêng và xử lý.
Quy trình xử lý nước bắt đầu từ nước đi qua Bể Sinh học, sau đó qua Bể ổn định, tiếp tục qua Bể Lọc Áp lực và kết thúc ở Bể Khử trùng Đầu ra đạt cột A của QCVN 14 2008 BTNMT, đảm bảo nước đạt chuẩn an toàn khi tái sử dụng cho việc tưới cây hoặc được xả thải trực tiếp vào nguồn tiếp nhận (sông).
3.2.2 Hiệu quả xử lí của hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt đề suất tại công ty
Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt của công ty đạt hiệu quả xử lý cao và đáp ứng chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT/Cột A Với thiết kế hợp khối và nhỏ gọn cùng với tính toán khoa học trong quá trình xây dựng, hệ thống xử lý nước thải tại cơ sở luôn ổn định và hiệu quả, tối ưu chi phí vận hành và đảm bảo môi trường làm việc an toàn.
Bảng 11: Hiệu suất xử lý các chất ô nhiễm của hệ thống đề suất theo lý thuyết ST
Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ QCVN
Lý thuyết Đầu vào Đầu ra
Bảng 12: Bảng hiệu suất tính toán lý thuyết cho từng công trình đề suất
STT Công trình đơn vị H% xử lí theo lý thuyết
Nước thải từ các tòa nhà, căn tin, nhà vệ sinh trong trường chảy qua sọt chắn rác và vào hố thu gom
Loại bỏ các chất rắn lơ lững có trong nước
Nước thải từ các hố gom sẽ được bơm về bể tách dầu, ở đây những chất bẩn nổi trên bề mặt và dầu mỡ được giữ lại
Nước từ bể tự hoại chảy tràn qua bể điều hòa, tại đây bể có nhiệm vụ điều hòa nồng độ lưu lượng của nước thải
Nước thải từ bể điều hòa được bơm nhúng chìm bơm qua bể Anoxic, nhằm xử lí N2 và P
Nước thải từ bể Anoxic chảy qua bể sinh học hiếu khí, nơi lắp đặt một lớp giá thể để VSV bám dính và phát triển, nhằm tăng hiệu quả xử lý BOD và COD Lớp giá thể mở rộng diện tích tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải, giúp VSV phân hủy các chất hữu cơ nhanh hơn Quá trình hiếu khí trong bể sinh học hiếu khí nhờ sự hoạt động của VSV trên giá thể sẽ nâng cao hiệu quả xử lý nước thải và ổn định chất lượng nước sau xử lý về BOD và COD.
Sau quá trình xử lí sinh học, nước chảy sang bể lắng lamen theo chiều từ dưới lên nhằm loại bỏ các loại cặn lắng
Trong quy trình xử lý nước thải, nước sau khi khử trùng đi qua bồn lọc theo hướng từ dưới lên, giúp loại bỏ các cặn còn sót lại trong nước; nước được tiếp tục lọc qua lớp than hoạt tính để loại bỏ các tạp chất và hợp chất hữu cơ còn dư, cho nước thải đầu ra đạt chuẩn chất lượng.
Phần nước trong từ bể lắng chảy sang bể khử trùng và được bơm định lượng bơm clo vào để tiêu diệt vi khuẩn
3.2.3 So sánh hiệu quả xử lý của hai hệ thống
Việc tính toán hiệu suất xử lý của các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt và các hệ thống xử lý tập trung trong khu công nghiệp là rất quan trọng để đánh giá mức độ ổn định của vận hành, nhận diện thông số xử lý tối ưu và phát hiện thông số có hiệu suất thấp Dữ liệu hiệu suất được phân tích để xác định các thông số vận hành tối ưu, từ đó điều chỉnh quy trình, giảm thiểu rủi ro và tối ưu hóa chi phí Nhờ đó có thể nhận diện sớm các sự cố ngoài ý muốn, lập kế hoạch bảo trì và khắc phục nhanh chóng, đồng thời nâng cao hiệu quả xử lý nước thải và bảo vệ môi trường.
H% Công nghệ đề suất Nhận xét – Đánh giá
3 Bể tách dầu mỡ - 60% Dầu mỡ[3] -
4 Bể tự hoại 89.04%TS S 55-60% SS[7] -
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ
Tính toán thiết kế cho phương án tối ưu
Cơ sở tính toán các đơn vị công trình:
[2] Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân
(2014), Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toán thiết kế công trình, nhà xuất bản Đại Học TP Hồ Chí Minh
[4] Trịnh Xuân Lai (2009), Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB xây dựng
[19] Lê Văn Cát (2007), Xử lý nước thải giàu hợp chất N và P, NXB Khoa học tự nhiên và công nghệ
[20] Theo TCXDVN 51-2008 Quy định về thoát nước – mạng lưới thoát nước và công trình bên ngoài
Cơ sở tính toán cho phương án tối ưu
Dựa vào bảng so sánh ở mục 3.2.3 ở chương 3 làm cở sở tính toán các đơn vị công trình
Lưu lượng nước thải cần xử lí Q = 200 m 3 /ngày.đêm
4.1.1 Mức độ cần thiết xử lí
Mức độ cần thiết phải xử lí hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng TSS
TSSv: Hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng trong nước thải chưa xử lí (mg/l),
TSSr: Hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng trong nước thải sau xử lí cho phép xả vào nguồn tiếp nhận (mg/l)
Mức độ cần thiết phải xử lí hàm lượng BOD 5
𝐵𝑂𝐷5𝑣: Hàm lượng BOD 5 trong nước thải chưa xử lí (mg/l), 𝐵𝑂𝐷5𝑟: Hàm lượng BOD 5 trong nước thải sau xử lí cho phép xả vào nguồn tiếp nhận (mg/l).
Mức độ cần thiết phải xử lí hàm lượng Amoni
Amoniv: Hàm lượng Amoni trong nước thải chưa xử lí (mg/l),
Amonir: Hàm lượng Amoni trong nước thải sau xử lí cho phép xả vào nguồn tiếp nhận (mg/l)
Mức độ cần thiết phải xử lí Coliform
Coliformv: Hàm lượng Coliform trong nước thải chưa xử lí (MPN/100ml),
Coliformr: Hàm lượng Coliform trong nước thải sau xử lí cho phép xả vào nguồn tiếp nhận (MPN/100ml)
4.1.2 Xác định các thông số tính toán
-Hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt hoạt động 24/24 nên nước thải đổ ra liên tục
-Ta có một vài thông số tính toán sau:
-Lưu lượng trung bình ngày Qng.đ = 200 (m 3 /ngày.đêm) -Lưu lượng trung bình giờ Qh = 8,33 (m 3 /giờ)
-Lưu lượng trung bình giây Qs = 2,315 (l/s) -Ta dựa vào TCXDVN 51:2008 để tìm hệ số không điều hòa chung K0
Bảng 13: Bảng hệ số không điều hòa chung
Hệ số không điều hòa chung K 0
Lưu lượng nước thải trung bình Q tb (l/s)
-Với việc ta có lưu lượng trung bình giây Qh = 8,33 (l/s) và dựa vào bảng hệ số không điều hòa chung, ta nội suy ra kết quả như sau:
Lưu lượng giây lớn nhất
Lưu lượng giây nhỏ nhất
Tính toán bể thu gom
Tính toán kích thước bể
Theo Giáo trình Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình của Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng và Nguyễn Phước Dân, thời gian lưu nước trong bể thu gom được xác định từ 10 đến 30 phút, là căn cứ quan trọng cho tính toán thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải đô thị và công nghiệp.
Bảng 14: tính toán bể thu gom
1 Thể tích bể thu gom 10.4166667 m³
𝒘 5 Kích thước bể thu gom V XD =W x L x H = 12.63 m 3
7 Cao độ cột nước bơm 8 m
78 mm t: thời gian lưu nước 10 - 30p', chọn t = 30’
Chiều cao an toàn (m) hbv= 0.7
Vb: thể tích bể điều hòa h: chiều sâu hữu ích (m) h= 2.5 chọn chiều ngang W= 2m
Hd: tổn thất cục bộ và tổn thất dọc đường, chọn Hd= 3m
Hh: tổn thất khắc phục hình học khi nước thải từ hầm sang bể điều hòa, chọn Hh= 5m η: hiệu suất chung của bơm từ 0,72 - 0,93.chọn η=0,8
Hệ số an toàn của bơm: 1.5
Q: lưu lượng giây lớn nhất Qmax/s = 0.0122 m³/s, Qmax/s = 0.0043 m 3 /s
H: độ cao cột bơm H = 8 m g: là gia tốc trọng trường g= 9.81 m/s p: lấy là1000 v: tốc độ nước trong ống hút lấy trong khoảng 0,7-1,5 m/s, chọn v = 1,2 m/s
Bảng 15: Kết quả tính toán bể thu gom
STT Thông số Ký hiệu Kết quả Đơn vị
1 Thể tích bể thu gom Vb 10.4 m³
2 Thể tích xây dựng bể V XD 12.63 m 3
8 Cao độ cột nước bơm H 8 m
Tính toán bể tách dầu
Bảng 16: Tính toán bể tách dầu
STT Thông số tính toán
Ký hiệu - Công thức tính toán
1 Diện tích hữu ích của mặt nước 2.54 m 2
2 Diện tích mặt cắt ngang bể
4 Thể tích hữu ích của bể 5.1 m³
5 Thời gian lưu nước 0.61 giờ
Vận tốc nổi của dầu 150 um ở 37°C chọn v = 5 m/h, dựa vào bảng 18
Hệ số điều chỉnh a: a1 = 1.2, a2 = 1.27 dựa vào bảng 19
V: là vận tốc nước chảy trong bể v = 50 (m/h)
Diện tích hữu ích của mặt nước F = 6.35 m², F= 1.905 m 2
H: Chọn chiều sâu H = 2m, dựa vào bảng 20
B: Chọn chiều rộng B = 2m, dựa vào bảng 20
Bảng 17: Thông số xây dựng bể tách dầu mỡ
STT Thông số Ký hiệu Kết quả Đơn vị
1 Diện tích mặt cắt ngang bể A 0.125 m²
5 Thể tích hữu ích của bể 3.8 m³
Bảng 18: Bảng quan hệ giữa nhiệt độ nước và các thông số của dầu
Tỷ trọng của dầu 0.94 0.90 0.87 0.94 0.90 0.87 0.94 0.90 0.87 Vận tốc nổi của giọt dầu 150 um (m/h)
𝐵 𝐿 × 𝐻 × 𝐵 (𝐿 × 𝐻 × 𝐵)/𝑄 Vận tốc nước trong bể (m/h) 30.6 48.6 54 43.2 54 54 54 54 54
Tải trọng m³/h trên 1 m² bề mặt bể
Nguồn: Trịnh Xuân Lai Xử lý nước thải công nghiệp, NXB xây dựng, 2009
Bảng 19: Bảng hệ điều chỉnh a
Nguồn: Trịnh Xuân Lai Xử lý nước thải công nghiệp, NXB xây dựng, 2009
Bảng 20: Tỷ số giữa chiều cao và chiều rộng
Tỷ số giữa chiều cao và chiều rộng bể lấy từ 0.3 đến 0.5
Nguồn: Trịnh Xuân Lai Xử lý nước thải công nghiệp, NXB xây dựng, 2009
tính toán bể điều hòa
Bảng 21: Tính toán bể điều hòa
STT Thông số tính toán Ký hiệu - công thức Kết quả Đơn vị
1 Thế tích tính toán bể điều hòa 33.33 m³
2 Thể tích thực tế bể điều hòa 40 m³
4 Chiều cao vượt tải H vt 0.3 m
5 Chiều cao bảo vệ H bv
6 Chiều cao bể điều hòa 2.8 m
10 Thể tích xây dựng bể ĐH 40 m 3
Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa
Lượng khí nén cần thiết cho vào khuấy trộn
12 Đường kính ống dẫn khí 0.03 m
14 Đường kính ống dẫn khí nhánh
Vận tốc thật của khí trong ống
Tổng diện tích lỗ trên các ống nhánh
Tổng diện tích lỗ trên một ống nhánh
19 Số lỗ trên một ống nhánh
20 Số lỗ trên toàn ống nhánh 9 lỗ
Khoảng cách giữa các lỗ trên ống
22 Công suất máy thổi khí 2.8 m
Công suất thực tế của máy thổi khí
𝑸 𝒌𝒌 = 𝑹 × 𝑽 𝑿𝑫 t: thời gian lưu nước trong bể điều hòa t = 4 - 8h, chọn t= 4h
R là tốc độ nén khí nằm trong khoảng 10-15 L/m³.phút chọn R= 12 L/m³.phút
Trong thiết kế hệ thống dẫn khí, vận tốc khí trong ống được chọn là 10 m/s Tổn thất do ma sát dọc theo chiều dài đường ống (hd) có giới hạn hd ≤ 0,4 m và được chọn hd = 0,4 m Tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh (hc) có giới hạn hc ≤ 0,4 m và được chọn hc = 0,2 m Tổn thất qua lỗ phân phối khí (hf) có giới hạn hf ≤ 0,5 m và được chọn hf = 0,2 m.
H: độ ngập sâu miệng vòi phun của ống phân phối khí, lấy bằng chiều cao hữu ích của bể điều hòa H = 2m
Trong đó:η: là hiệu suất máy thổi khí, η = 0.7 - 0.9 chọn η = 0.8
Bảng 22: Bảng thông số thiết kế của bể điều hòa
STT Thông số Đơn vị
1 Thể tích thực tế bể m 3 32,52 25,2
6 Đường kính ống dẫn nước vào bể mm 32 -
7 Lượng không khí cần thiết m 3 /h 77,9042 -
8 Lưu lượng khí trong mỗi ống m 3 /h 7,79042 -
9 Đường kính ống dẫn khí mm 16,6 -
10 Lưu lượng khí qua 1 lỗ m 3 /h 0,678 -
11 Số lỗ trên 1 ống lỗ 12 -
12 Số lỗ trên 1m chiều dài ống lỗ 2 -
14 Công suất bơm thực tế KW 4,26.10 -
Tính toán bể ANOXIC
Bảng 23: Bảng tính toán của bể ANOXT
Thể tích bể xử lý thiếu khí Anoxic
3 Chiều cao xây dựng của bể 2.8 m
4 Thời gian lưu nước trong bể
Lưu lượng nước qua bể
Diện tích ống phân phối nước
Năng lượng khuấy trộn cho bể thiếu khí
DO: nồng độ oxy hòa tan trong nước DO= 2 mg/l
KDO: Hằng số bán bão hòa nhu cầu oxy KDO= 1 mg/l
T: nhiệt độ nước thải thấp nhất T °C pH: pH hoạt động pH= 7.2 àm: tốc độ phỏt triển cực đại của vi sinh Nitrosomonas
N0: Nồng độ tổng N đầu vào, N0= 36 mg/l
KN: hằng số bán vận tốc ở 20°C, KN= 0.74 mg/l kp,N: Hệ số phân hủy nội bào ở 20°C, kp,N= 0.05
A: hệ số an toàn, A = 1.2 – 2, chọn A= 1.5
P: yếu tố giao động mức ô nhiễm, P = 1.1 - 1.2, chọn P= 1.2
F: Hệ số đặc trưng do sự đóng góp của giai đoạn xử lý hiếu khí,nó làm tăng thời gian lưu tế bào của hệ xử lý
Z: Phần thể tích ( tỉ lệ ) của bể thiếu khí trong khối phản ứng tổng thể của hệ
Giả thiết là thể tích bể thiếu khí chiếm 30 % của thể tích phản ứng, Z= 0.3 Đối với phần lớn hệ xử lý dinh dưỡng F có giá trị trong khoảng 1.4 – 2, Chọn F= 1.43
Ks: hằng số bán vận tốc, Ks= 60 mg/l kp,S: hệ số phân hủy nội bào ở 20°C, kp,S= 0.06
𝜃𝑆: Thời gian lưu bào của cả hệ, 𝜃𝑆= 7 ngày ks: tốc độ tăng trưởng riêng ở 20°C, ks= 5
Ys: hiệu suất tăng trưởng tế bào, Ys= 0.6 gSKHH/gBOD
KN: hằng số bán vận tốc, KN= 0.74 mg/l kp,N: hệ số phân hủy nội bào ở 20°C, kp,N= 0.05 kN: tốc độ tăng trưởng riêng ở 20°C, kN= 3
YN: hiệu suất tăng trưởng tế bào, YN= 0.15 gSKHH/gNH4-N
YS: Hiệu suất tăng trưởng tế bào (sinh vật dị dưỡng) YS= 0.6 gSKHH/gBOD
S0: Nồng độ BOD đầu vào
S: Nồng độ BOD đầu ra
Xe: Nồng độ vi sinh sau lắng (50mg/l) Nồng độ vi sinh hữu hiệu chiếm 75 % của tổng
FN: Tỉ lệ hàm lượng nitơ trong sinh khối hữu hiệu (5 - 12) chọn 12 %, FN= 0.12
TKN: là hợp chất nito xác định theo phương pháp Kjehdahl (amoni và nito trong hợp chất hữu cơ) của dòng vào, TKN= 62 mg/l
N: là nồng độ nito trong amoni sau xử lý, N= 16 mg/l
NSK: là lượng nito được sinh khối hấp thu để tạo thành tế bào
X: mật độ vi sinh tổng X= 3000 mg/l
XL: nồng độ chất rắn trơ XL= 60 mg/l
YS: Hiệu suất tăng trưởng tế bào (do giá trị 0.6 tính theo sinh khối hữu hiệu), YS= 0.8 Chọn chiều cao hữu ích của bể h= 2.3m
Chọn chiều cao bảo vệ hbv= 0.5m
Bảng 24: Bảng kết quả tính toán của bể ANOXT
Thông số Kết quả Đơn vị
Tính toán bể AEROTANK
Bảng 25: Bảng tính toán của bể AEROTANK
STT Thông số tính toán Ký hiệu - Công thức Kết quả Đơn vị sinh học có trong cặn lơ lửng ở đầu ra
Lượng oxy cần cung cấp để oxy hóa hết lượng cặn có thể phân hủy sinh học
3 Tính toán BOD5 ra BOD5 ra = BOD20 x 0.68 31.38 mg/l
Chuyển đổi từ giá trị BOD20 sang BOD5
BOD5(S) = BOD5(SS) - ( BOD20 x 0.68) 18.62 mg/l
Hiệu quả xử lý bể Aerotank theo BOD5 (theo
7 Chiều cao vượt tải hvt 0.3 m
9 Chiều cao bảo vệ hbv 0.5 m
11 Diện tích mặt bằng bể
12 Thể tích thực của bể 𝑉 𝑡𝑡 = 𝐿 × 𝐵 × 𝐻 57.15 m³
Thời gian lưu nước lại trong bể
14 Đường kính ống dẫn nước
15 Hệ số sản lượng quan sát Yobs
Lượng bùn gia tăng mỗi ngày tính theo
Tổng lượng cặn lơ lửng sinh ra trong 1 ngày
Lượng cặn dư hằng ngày phải xả đi
Lượng bùn xả thải ra khỏi hệ thống từ đáy bể lắng
20 Tỉ số tuần hoàn bùn 0.6 -
21 Lưu lượng bùn tuần hoàn 120 m³/ngày
22 Tải trọng thể tích LBOD
23 Tỉ số F/M 0.30 mgBOD5/mgVSS.ngày
24 Tốc độ sử dụng cơ chất riêng
BODL tiêu thụ 57.50 kgBODL/ngày
Lượng oxy cần thiết cho quá trình xử lý
BODL ở điều kiện tiêu chuẩn
Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể
Lưu lượng không khí thực sự cần cung cấp
Lượng đĩa thổi khí trong bể 15.41 đĩa
𝑁 =𝑄 𝑘𝑘 𝑊 không khí thực sự cần cung cấp
31 Công suất máy thổi khí
32 Áp lực của khí nén
33 Công suất thực tế máy thổi khí
34 Đường kính ống dẫn khí chính vào bể
Vận tốc thực của khí trong ống
Vận tốc thực của khí trong ống
39 Số đĩa trên một ống nhánh mn = số đĩa/số ống nhánh 5 đĩa
Khoảng cách giữa các đĩa trên ống
Bảng 26: Bảng kết quả tính toán của bể AEROTANK
STT Thông số Ký hiệu Đơn vị
1 Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc V m³ 4.17
2 Chiều rộng bể tiếp xúc W m 1.60
3 Chiều dài tổng cộng bể tiếp xúc L m 1.3
4 Chiều sâu xây dựng bể H xd m 2.8
5 Chiều dài của mỗi ngăn L ngăn m 0.22
6 Thể tích xây dựng thực tế bể tiếp xúc V thực m³ 5.83
7 Lượng Cl hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải M kg/h 0.042
8 Lượng Cl qua bơm định lượng Q cl m³/h 0.08
9 Thể tích tổng của thùng hòa tan W tc m³ 0.230
10 Đường kính ống xả nước thải D m 0.266
Tính toán bể lắng
Bảng 27: Bảng tính toán của bể lắng
STT Thông số tính toán Ký hiệu - Công thức Kết quả Đơn vị
1 Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm 0.08 m2
Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng trong mặt bằng
3 Diện tích tổng cộng của bể lắng 2.97 m2
5 Đường kính ống trung tâm 0.389 m
Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng
7 hiều cao hình nón của bể lắng 0.54 m
8 Chiều cao ống trung tâm 1.8 m
9 Đường kính miệng lọc của ống trung tâm 0.51 m
10 Đường kính tấm chắn dòng
Khoảng các giữa mép ngoài cùng của miệng loa đến mép ngoài cùng bề mặt tấm chắn
12 Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng 2.84 m
14 Bề rộng máng thu nước 0.19 m
15 Chiều dài máng thu nước 4.89 m
16 Đường kính máng răng cưa bằng đường kính trong máng thu
17 Chiều dài máng răng cưa 4.887 m
18 Số răng trên máng 41.72 răng
Tải trọng thu nước trên 1m chiều dài máng
20 Số răng cửa trên 1 m chiều dài máng 8.54 răng
21 chiều cao răng cưa có thể chọn hr 100 mm
22 khoảng cách giữa các răng br 600 mm
23 Đường kính ống dẫn nước thải ra
Bảng 28: Bảng kết quả tính toán của bể lắng
STT Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
1 Diện tích ướt của ống trung tâm 𝑓 m² 0.0772
2 Diện tích ướt của bể lắng F m² 2.894
3 Đường kính ống trung tâm d m 0.389
5 Chiều cao tổng cộng của bể H m 2.84
6 Chiều cao của phần hình nón h n m 0.54
7 Đường kính máng thu D máng m 1.6
8 Đường kính ống dẫn nước ra D r mm 44
Tính toán bể khử trùng
Bảng 29: Bảng tính toán của bể khử trùng
STT Thông số tính toán Ký hiệu - Công thức Kết quả Đơn vị
1 Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc
2 Tiết diện ngang của bể tiếp xúc 0.06 m²
3 Chiều rộng bể tiếp xúc
Bảng 30: Bảng kết quả tính toán của bể khử trùng
STT Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
1 Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc V m³ 4.17
2 Chiều rộng bể tiếp xúc W m 1.60
3 Chiều dài tổng cộng bể tiếp xúc L m 1.3
4 Chiều sâu xây dựng bể H xd m 2.8
5 Chiều dài của mỗi ngăn L ngăn m 0.22
6 Thể tích xây dựng thực tế bể tiếp xúc V thực m³ 5.83
7 Lượng Cl hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải M kg/h 0.042
8 Lượng Cl qua bơm định lượng Q cl m³/h 0.08
9 Thể tích tổng của thùng hòa tan W m³ 0.230
4 Chiều dài tổng cộng bể tiếp xúc 1.3 m
6 Chiều sâu xây dựng bể 2.8 m
7 Chiều dài của mỗi ngăn
Thể tích xây dựng thực tế bể tiếp xúc
Lượng Cl hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải
Lượng Cl tiêu thụ trong
Lượng Cl qua bơm định lượng
Dung tích hữu ích của thùng hòa tan
Thể tích tổng của thùng hòa tan tính cả phần lắng
14 Đường kính ống xả nước thải 0.266 m