Thiết kế hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn cho nhà máy chế biến thủy hải sản

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn cho nhà máy chế biến thủy hải sản

Mục lục

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề: 3

1.2 Mục tiêu đồ án: 3

1.3 Phương pháp thực hiện đồ án: 3

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY HẢI SẢN HIỆP THANH 2.1 Giới thiệu nhà máy: 4

2.1 1 Tên nhà máy: 4

2.1 2 Chủ đầu tư: 4

2.1 3 Vị trí địa lý nhà máy: 4

2.1 4 Quy mô nhà máy: 4

2.1 5 Quy trình công nghệ sản xuất: 5

2.2 Nước thải của nhà máy: 6

2.2 1 Nước thải sản xuất: 6

2.2 2 Nước thải sinh hoạt: 7

2.3 Hiện trạng môi trường xung quanh nhà máy: 7

2.3 1 Nhiệt độ không khí: 7

2.3 2 Khí hậu: 7

2.3 3 Gió-bão: 8

2.3 4 Độ ẩm không khí: 8

2.3 5 Chế độ mưa: 8

2.3 6 Đặt điểm thủy văn: 8

2.4 Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải của nhà máy 9

CHƯƠNG III: ĐỂ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 3.1 Đề xuất phương án: 11

3.1 1 Phương án 1: 11

3.1 2 Phương án 2: 12

3.1 3 Phương án 3: 13

3.1 Đề xuất phương án: 11

3.2 Lựa chọn phương án 14

3 3 Các hạng mục công trình trong phương án 2 15

3.3.1 Song chắn rác 15

3.3.2 Bể lắng cát 15

3.3.3 Bể điều lưu 15

3.3.4 Bể tuyển nổi 16

3.3.5 Bể bùn hoạt tính 16

3.3.6 Bể lắng thứ cấp 16

3.3.7 Bể khử trùng 17

3.3.8 Sân phơi bùn 17

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 4.1 Thiết kế kênh dẫn nước thải: 19

4.2 Thiết kế song chắn rác: 20

4.3 Thiết kế bể lắng cát: 23

4.4 Thiết kế bể điều lưu: 26

4.5 Thiết kế bể tuyển nổi: 28

4.6 Thiết kế bể bùn hoạt tính 33

4.7 Tính toán thiết kế bể lắng thứ cấp: 37

4.8 Tính toán thiết kế bể khử trùng 42

4.9 Tính toán thiết kế sân phơi bùn: 45

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH 47

CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU1.1 Đặt vấn đề:

Hiện nay, hoạt động kinh tế xã hội ở Cần Thơ đang phát triển mạnh mẽ, từngbước nâng cao chất lượng cuộc sống Tuy nhiên vấn đề đặt ra lại là những ảnhhưởng tiêu cực của việc phát triển kinh tế đến tài nguyên môi trường cũng như đếnđời sống con người Đó là những tác động xấu tới môi trường sống, cụ thể như việcthải ra những chất thải làm ô nhiễm môi trường không khí, nước, đất

Trước tình hình đó, nhằm ngăn chặn, giảm thiểu các tác động xấu đến môitrường thì việc xử lý các chất thải trong sản xuất cũng như trong sinh hoạt là vấn đềkhông thể thiếu Đặt biệt là với ngành chế biến thủy hải sản, một ngành đang pháttriển với quy mô rộng như hiện nay thì càng phải được chú trọng hơn trong công tác

xử lý nước thải Vì vậy mà việc thiết kế một hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn

là rất cần thiết

1.2 Mục tiêu đồ án:

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn cho nhà máy chế biến thủyhải sản (cụ thể là Công ty cổ phần chế biến thủy hải sản Hiệp Thành) dựa theo quychuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp chế biến thủy hải sản (QCVN11: 2008/BTNMT )

CHƯƠNG II: SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TY CHẾ BIẾN

THỦY HẢI SẢN HIỆP THANH2.1 Giới thiệu nhà máy:

2.1.1 Tên nhà máy: nhà máy chế biến thủy hải sản Hiệp Thanh.

2.1.2 Chủ đầu tư:

Công ty cổ phần chế biến thủy hải sản HIệp Thanh

Địa chỉ: QL 91, ấp Thới An, xã Thới Thuận, huyện Thốt Nốt, TP Cần Thơ.Điện thoại: 071.854888

Fax: 071.855889

2.1.3 Vị trí địa lý nhà máy:

Công ty cổ phần chế biến thủy hải sản Hiệp Thanh nằm ngoài địa phận khutiểu thủ công nghiệp huyện Thốt Nốt, thuộc ấp Thới An, xã Thới Thuận, huyệnThốt Nốt, TP Cần Thơ

Tổng điện tích:60,000 m2, trong đó:

Diện tích dùng để xây dựng nhà xưởng là: 6,334.4 m2

Diện tích xây dựng văn phòng: 195 m2

Diện tích nhà ở công nhân: 450 m2

Diện tích xây dựng các kho lạnh: 4,994 m2

Diện tích còn lại để xây dựng các công trình phụ trợ khác như: hệ thống

xử lý nước thải, khuôn viên cây xanh,…

Các mặt tiếp giáp của công ty như sau:

- Phía Nam tiếp giáp: Công ty TNHH Viển Mừng

- Phía Tây tiếp giáp: nhà máy lao bóng gạo xuất khẩu Hiệp Thanh III(nay thuộc công ty cổ phần chế biến thủy hải sản Hiệp Thanh)

- Phía Nam tiếp giáp: ao nuôi cá tra có diện tích 11,000 m2 mặt nước

- Phía Bắc tiếp giáp: sông Hậu (nguồn tiếp nhận nước thải của nhà máy).2.1.4 Quy mô nhà máy:

Nhà máy chế biến thủy hải sản Hiệp Thanh chủ yếu là fillet cá tra vớicông suất 100 tấn nguyên liệu/ngày Ngoài ra, nhà máy còn có khả năng sản xuất vàchế biến sản phẩm từ cá Lóc và một số thủy sản nước ngọt khác tùy theo nhu cầucủa khách hàng

Nhà máy có 1000 công nhân

2.1.5 Quy trình công nghệ sản xuất:

Hình 1: Quy trình công nghệ sản xuất theo sơ đồ sau:

Cá từ vùng nuôi được vận chuyển về nhà máy bằng thuyền thông thủy Tại

nhà máy cá được kiểm tra cảm quan trước khi đưa vào chế biến (nhà máy chỉ nhận

nguyên liệu khi đạt yêu cầu) Cá được rửa và giết chết nhanh để thuận lợi cho công

đoạn fillet bằng cách cắt hầu cá Sau đó cá được fillet, lạng da, lóc mỡ và chỉnh

Nguyên liệuFilletRửa 1

Tạo hìnhPhân cở

Cấp đông

Mạ băngCân 2Đóng gói Bảo quản

- Nước máu cá, phụ phẩm cá(đầu cá, xương cá, đuôi cá,nội tạng cá… )

- MùiNước thải rửa cá (máu cá vàcác tạp chất trên bề mặtmiếng fillet

Rửa 2 Nước thải có nhiệt độ

thành miếng fillet Các phụ phẩm sẽ được thu và chở đến nhà máy chế biến thànhthức ăn cho chăn nuôi thủy sản, đảm bảo quy trình khép kín và không gây hại chomôi trường.

Miếng fillet sẽ được cân và kiểm tra, sau đó rửa sạch bằng nước, tiếp đóđược IQF làm đông lạnh ở nhiệt độ -180C trong khoảng thời gian  4 giờ đốivới tủ đông tiếp xúc và  7 giờ đối với hầm đông thông gió

Mạ băng sản phẩm, đóng gói PE hàn kín rồi xếp vào thùng carton với trọnglượng theo yêu cầu của khách hàng và đem bảo quản ở kho lạnh ở nhiệt độ -

200C Thời gian bảo quản có thể được 2 năm

2.2 Nước thải của nhà máy:

Nước thải của nhà máy phát sinh từ hai nguồn: nước thải sinh ra trong quátrình sản xuất và nước thải sinh hoạt của công nhân

2.2.1 Nước thải sản xuất:

Nguồn gốc nước thải từ quá trình sản xuất này là nước rửa nguyên liệu, nướcrửa ở các công đoạn sản xuất từ sơ chế đến thành phẩm, nước rửa máy móc, thiết bị

và nhà xưởng sau mỗi ca sản xuất

Lưu lượng nước thải sinh ra hàng ngày khoảng 800m3/ngày, thành phần chủyếu của nước thải là mỡ cá, máu cá, thịt vụn và các phụ phẩm khác từ cá Vì thế đặcđiểm của nước thải là hàm lượng COD, BOD5 rất cao Nếu nước thải này khôngđược xử lý tốt thì các chất hữu cơ có trong nước thải sẽ bị phân huỷ tạo ra mùi hôirất khó chịu, ô nhiễm môi trường và làm ảnh hưởng đến sức khoẻ của công nhân vàngười dân sống xung quanh nhà máy

Bảng 1:Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất

Nước thải sinh hoạt chủ yếu từ nhà ăn, khu vệ sinh, với lưu lượng khoảng 30 m 3 /ngày Trong nước thải sinh hoạt có chứa nhiều chất ô nhiễm và

Bảng 2: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt.

2.3 Hiện trạng môi trường xung quanh nhà máy:

2.3.1 Nhiệt độ không khí:

Nhiệt độ không khí thay đổi theo mùa trong năm (có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa vàmùa nắng), tuy nhiên sự chênh lệch giữa các tháng trong năm là không lớn ( 2-30C).Nhiệt độ không khí ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình phát tán chất ô nhiễmtrong khí quyển Nhiệt độ không khí càng cao thì tốc độ phân hủy và chuyển hóacác chất ô nhiễm càng nhanh Ngoài ra nhiệt độ không khí còn là yếu tố quan trọngtác động đến sức khỏe công nhân trong quá trình lao động,… Vì vậy, trong quátrình tính toán dự báo ô nhiễm không khí và thiết kế các hệ thống khống chế ônhiễm cần phân tích các yếu tố nhiệt độ

Diễn biến chế độ nhiệt độ không khí trong vùng như sau:

- Nhiệt độ trung bình trong nhiều năm: 26-280C

- Tháng nóng nhất là tháng 4, nhiệt độ trung bình tháng: 28.50C

- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 37.20C

- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối: 14.80C

- Số giờ nắng trung bình: 2,400 giờ/ năm

Nhiệt độ không khí có ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học các chấtgây ô nhiễm trong nước thải nên sẽ được quan tâm chú ý trong quá trình xử lý nướcthải

2.3.2 Khí hậu:

Về khí hậu: chịu ảnh hưởng chung của khí hậu trong khu vực, là vùng nhiệtđới gió mùa, khí hậu ít thay đổi, có 2 mùa và có chế độ mưa hàng năm theo mùa rõrệt

2.3.3 Gió - bão:

Gió là yếu tố đóng vai trò quan trọng nhất trong việc lan truyền chất ô nhiễmkhông khí Tốc độ gió càng lớn thì chất ô nhiễm được vận chuyển càng xa nguồn

gây ra ô nhiễm và nồng độ các chất ô nhiễm càng được pha loãng bởi không khísạch Khi tốc độ gió nhỏ gần bằng 0 hoặc lặng gió thì các chất ô nhiễm sẽ khôngđược vận chuyễn đi xa mà tập chung rơi xuống mặt đất, gây nên tình trạng ô nhiễmcao nhất tại khu vực Vì vậy, khi đánh giá mức độ ô nhiễm cần quan tâm đến tốc độgió.

Hàng năm, khu vực đồng bằng sông Cửu Long có 2 mùa gió chính:

 Từ tháng 5 đến tháng 10, chịu ảnh hưởng của gió Tây Nam

 Từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc.Vận tốc gió trung bình là: 2 m/s

Vận tốc gió lớn nhất là: 20 m/s

Giông xảy ra nhiều trong năm, hàng năm từ 100 – 140 ngày có giông, tập trungnhiều vào tháng 7 và tháng 8

2.3.4 Độ ẩm không khí:

Độ ẩm trung bình hàng năm khá cao ( khoảng 82% )

 Độ ẩm trung bình mùa khô ( tháng 4 ): 79%

 Độ ẩm trung bình mùa mưa ( tháng 4 ): 83%

Chế độ mưa trong khu vực hàng năm phân bố theo 2 mùa rõ rệt:

 Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11, số ngày mưa chiếm 86% và lượngmưa chiếm từ 90-93% tổng lượng mưa hàng năm

 Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau, lượng mưa chiếm từ 7-10% tổnglượng mưa toàn năm Số ngày mưa có tháng chỉ có 1-3 ngày (tháng 1,2,3 )điển hình cho tính chất khô hạn ở Đồng bằng sông Cửu Long

2.3.6 Đặt điểm thủy văn:

Khu vực nhà máy chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi chế độ thủy văn sông Hậu Lưulượng dòng sông chảy vào mùa lũ chiếm khoảng 70-85% lượng dòng chảy trongnăm Lượng nước lớn nhất của sông Hậu tập trung vào các tháng 9, 10, 11 và chiếmkhoảng 50% dòng chảy sông Mùa lũ, dòng chảy có lưu lượng lớn, địa hình trongkhu vực thấp và bằng phẳng nên khả năng thoát nước chậm Vào mùa mưa, biên độdao động của bán nhật triều chỉ có 0.5m nhưng vào mùa khô biên độ dao động lênđến 2.16m, đây là điều đáng lưu ý khi tính toán hệ thống xử lý nước thải

2.4 Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải của nhà máy:

Hiện tại nhà máy đang sử dụng hệ thống xử lý nước thải do Công ty cổ phầncông nghệ Môi Trường Xanh thi công với công suất xử lý 350 m3/ ngày.đêm

Hình 2: Sơ đồ dây chuyền xử lý nước thải công suất 350 m 3 / ngày.đêm:

Đặc tính của từng hạng mục trong công trình hệ thống xử lý:

 Lưới chắn rác: đặt trên kênh dẩn thải, thu hồi da cá, mỡ nổi, thịt vụn và một số ít rác thải

 Bể gom: thu gom nước thải bơm vào bể xử lý

 Bể tuyển nổi sơ bộ: tách mỡ nổi bằng vách ngăn thông đáy, thu hồi mỡ nổi chuyển đến nhà máy chế biến phụ phẩm

 Bể điều hòa: ổn định lưu lượng xử lý, nồng độ chất ô nhiễm, pH, nồng độchất khử trùng vào các giờ vệ sinh

 Bể tuyển nổi DAF: tuyển nổi bằng cách đưa hóa chất keo tụ vào nước thải, bảo hòa nước bằng không khí dưới áp suất cao và tách khí hòa tan trong nước ở điều kiện khí quyển

 Bể ANANES: đây là hệ thống gồm 03 bể, được thông với nhau bằng khe

mở giửa các bể, hai bể 1 và 3 đảm nhận đồng thời hai chức năng: vừa là

bể phản ứng sinh học vừa là bể lắng Nước thải được đưa vào từng bể tùytheo chu kỳ

Bể ANAES

Thải vào nguồn tiếp nhận

Bùndư

Bể nén bùnCụm bể HTXL có sẳn

Bể khử trùng

Nước thải đầu vào

Với hệ thống xử lý như trên thì chi phí xây dựng và vận hành rất cao do phảixây dựng khá nhiều bể và tiêu tốn nhiều hóa chất, sử dụng nhiều năng lượng chocác máy bơm, máy thổi khí và máy nén khí Hiện tại nhà máy đang sử dụng 15 máybơm các loại và 1 bộ máy nén khí (5 máy bơm nước thải chìm, 2 máy bơm nướcthải, 2 máy bơm bùn, 3 máy bơm định lượng, 3 máy thổi khí và 1 bộ máy nén khí).Bên cạnh đó với việc thiết kế nhiều bể xử lý sẽ tiêu tốn rất nhiều diện tích đất, khảnăng xảy ra sự cố của hệ thống là rất cao.

Nhằm khắc phục những nhược điểm trên, tôi thực hiện đồ án thiết kế hệ thống

xử lý nước thải này để tìm ra một hệ thống xử lý mới phù hợp hơn mà vẫn đảm bảođược hiệu quả xử lý đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN 11: 2008/BTNMT

CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG

ÁN XỬ LÝ TỐI ƯU:

3.1 Đề xuất phương án:

- Nhà máy chế biến thủy hải sản Hiệp Thanh có tổng lưu lượng nước thải là

830 m3/ngày, lưu lượng xả thải trung bình là 9.606 l/s Thành phần chủ yếu có trongnước thải là hợp chất hữu cơ, dưỡng chất (N,P), chất rắn lơ lửng, dầu mỡ vàcoliform Các chỉ tiêu ô nhiễm phân tích được đều vượt tiêu chuẩn cho phép(QCVN 11:2008/BTNMT) Nếu không được xử lý tốt, khi thải ra môi trường sẽlàm ô nhiễm môi trường xung quanh, ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt, sản xuất

và sức khỏe của người dân xung quanh Để giải quyết những vấn đề trên, nhà máynhất thiết phải có hệ thống xử lý chất thải mà đặt biệt là hệ thống xử lý nước thải để

xử lý nước thải đầu ra theo QCVN 11: 2008/BTNMT Để giải quyết yêu cầu đó, tôi

có một số phương án sau:

3.1.1 Phương án 1:

Thuyết minh quy trình:

Nước thải từ nơi sản sinh được dẫn đến kênh dẫn nước thải, sau đó qua songchắn rác để loại bỏ thành phần rác có kích thướt lớn: xương cá, da cá, nội tạn cá,bọc nilong Song chắn rác có nhiệm vụ loại bỏ thành phần rác ảnh hưởng đến hoạtđộng của các thiết bị phía sau Nước thải sau khi qua song chắn rác được đưa qua

bể lắng cát Tại bể lắng cát, thành phần cát, sỏi, đá sẽ bị giữ lại để tránh gây ănmòn, hư hỏng máy bơm và các thiết bị cơ giới phía sau, lượng cát lắng này sẽ đượcthu gom và đưa ra sân phơi cát để xử lý

Tiếp theo, nước thải được đưa đến bể điều lưu để điều chỉnh ổn định về lưulượng và nồng độ các chất ô nhiễm cho hệ thống xử lý phía sau Sau đó, nước thảiđược bơm sang bể lắng sơ cấp để loại bỏ thành phần chất rắn có khả năng lắng Saukhi qua bể lắng, thành phần chất rắn lơ lửng phải nhỏ hơn 150mg/l thì mới đủ tiêuchuẩn để cho qua bể xử lý sinh học Bể sinh học phía sau ta sử dụng là bể bùn hoạttính Tại đây ta cung cấp oxi cho vi sinh vật hoạt động, lượng sinh khối bùn tạo ra

Nước đầu vào

Song chắn rác

Bể lắng cát Bể điều lưu

Bể lắng sơ cấp1

Bể bùn hoạttính

Bể lắng thứ cấp

Bùn hoàn lưu Nước thải đầu ra

CloSân phơi cát

Bể khử trùng

Bể lắng sơ cấp2

sẽ được đưa sang bể lắng thứ cấp để tiếp tục xử lý Ở bể lắng thứ cấp một phần bùn

sẽ được lắng xuống đáy bể và thu hồi cho vào sân phơi bùn; phần còn lại được hoànlưu trở lại bể bùn hoạt tính để đảm bảo mật độ vi sinh vật luôn ổn định để bể hoạtđộng tốt

Cuối cùng nước thải từ bể lắng thứ cấp được cho qua bể khử trùng để loạithành phần vi sinh vật gây bệnh và thải ra ngoài

3.1.2 Phương án 2:

Thuyết minh quy trình:

Nước thải từ nơi sản sinh được dẫn đến kênh dẫn nước thải, sau đó qua songchắn rác để loại bỏ thành phần rác có kích thướt lớn: xương cá, da cá, nội tạn cá,bọc nilong Song chắn rác có nhiệm vụ loại bỏ thành phần rác ảnh hưởng đến hoạtđộng của các thiết bị phía sau Nước thải sau khi qua song chắn rác được đưa qua

bể lắng cát Tại bể lắng cát, thành phần cát, sỏi, đá sẽ bị giữ lại tránh gây hư hỏngmáy bơm và các thiết bị cơ giới phía sau, lượng cát lắng này sẽ được thu gom vàđưa ra sân phơi cát để xử lý

Nước thải tiếp tục được cho qua bể điều lưu để điều chỉnh lưu lượng và nồng

độ các chất ô nhiễm cho hệ thống phía sau hoạt động Sau khi qua bể điều lưu, nướcthải tiếp tục được cho qua bể tuyển nổi áp lực để loại bỏ thành phần chất hữu cơ,váng mỡ, chất lơ lửng trong nước thải Các chất này sẽ bị đẩy lên trên và bị thanhgạt loại ra ngoài đưa vào sân phơi bùn Nước thải đầu ra ở bể tuyển nổi một phầnđược bơm lên buồng tạo áp để hoàn lưu, phần còn lại chảy qua bể bùn hoạt tính cósục khí Tại bể bùn hoạt tính các chất hữu cơ bị ô xy hóa và xử lý, bùn tạo ra từ sinhkhối vi sinh vật sẽ cho qua bể lắng thứ cấp Tại bể lắng thứ cấp một phần sinh khốibùn sẽ bị lắng xuống đáy và đưa ra ngoài sân phơi bùn; phần còn lại được hoàn lưutrở lại bể bùn để đảm bảo mật độ vi sinh cần thiết cho bể bùn hoạt động ổn định

Bể điều lưu Bể tuyển nổi

Nước đầu vào

Song chắn rác

Bể lắng cát

Bể bùn hoạttính

Bể lắng thứ cấp

Bùn hoàn lưu Nước thải đầu ra

CloSân phơi cát

Bể khử trùng

Oxy

Nước thải đầu ra bể lắng thứ cấp sau đó được cho qua bể khử trùng để loại bỏ thànhphần vi sinh gây hại Cuối cùng được thải ra ngoài

3.1.3 Phương án 3:

Thuyết minh quy trình:

Nước thải từ nơi sản sinh được dẫn đến kênh dẫn nước thải, sau đó qua songchắn rác để loại bỏ thành phần rác có kích thướt lớn: xương cá, da cá, nội tạn cá,bọc nilong Song chắn rác có nhiệm vụ loại bỏ thành phần rác ảnh hưởng đến hoạtđộng của các thiết bị phía sau Nước thải sau khi qua song chắn rác được đưa qua

bể lắng cát Tại bể lắng cát, thành phần cát, sỏi, đá sẽ bị giữ lại tránh gây hư hỏngmáy bơm và các thiết bị cơ giới phía sau, lượng cát lắng này sẽ được thu gom vàđưa ra sân phơi cát để xử lý

Nước thải tiếp tục được cho qua bể điều lưu để điều chỉnh lưu lượng và nồng

độ các chất ô nhiễm cho hệ thống phía sau hoạt động Sau khi qua bể điều lưu, nướcthải tiếp tục được cho qua bể tuyển nổi áp lực để loại bỏ thành phần chất hữu cơ,váng mỡ, chất lơ lửng trong nước thải Các chất này sẽ bị đẩy lên trên và bị thanhgạt loại ra ngoài đưa vào sân phơi bùn Nước thải đầu ra ở bể tuyển nổi một phầnđược bơm lên buồng tạo áp để hoàn lưu, phần còn lại chảy qua bể lọc sinh học nhỏgiọt Ở bể lọc sinh học nhỏ giọt nước được cung cấp bằng cách phun thành giọt đều

từ trên xuống đi qua lớp vật liệu làm giá thể để xử lý Ở đáy bể ta thiết kế hệ thốngcung cấp khí cho hệ thống, đảm bảo oxy cần thiết cho vi sinh vật phân hủy các chấthữu cơ Nước thải sau khi qua bể lọc sinh học một phần được cho qua bể lắng thứcấp, một phần hoàn lưu trở lại bể lọc sinh học để đảm bảo mật độ vi sinh cho bể nàyhoạt động ổn định Cuối cùng nước thải từ bể lắng thứ cấp được cho qua bể khửtrùng để loại thành phần vi sinh vật gây bệnh và thải ra ngoài

3.2 Lựa chọn phương án:

Bể điều lưu Bể tuyển nổi

Nước đầu vào

Song chắn rác

Bể lắng cát

Bể lọc sinh hoc nhỏ giọt

Bể lắng thứ cấp

Bùn hoàn lưu Nước thải đầu ra

CloSân phơi cát

Bể khử trùng

Với ba phương án được nêu ra ở trên thì mỗi phương án xử lý đều có ưu vàkhuyết điểm riêng, vì thế ta cần xem xét cẩn trọng để lựa chọn phương án phù hợpnhất.

Về yêu cầu cần thiết của hệ thống xử lý là:

 Qui trình công nghệ đơn giản

 Không tốn nhiều diện tích đất cho hệ thống xử lý

 Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp

 Nước thải sau xử lý đạt QCVN 11:2008/BTNMT

Dưới đây là bảng phân tích ưu khuyết điểm của từng phương án, là căn cứ đểlựa chọn ra phương án tối ưu cho hệ thống xử lý

Bảng 3: phân tích ưu khuyết điểm của các phương án.

- Hệ thống vận hành đơn giản, dễ thi

công, không đòi hỏi kỹ thuật cao

- Chi phí vận hành và bảo quản của bể bùn hoạt tính khá cao

- Tốn nhiều diện tích đất do phải

- Chịu được sự thay đổi đột ngột của

lưu lượng và chất hữu cơ

- Xử lý hiệu quả nước thải có dầu

mỡ và chất hữu cơ cao

- Tiết kiệm được diện tích xây dựng,

do bể tuyển nổi tốn ít diện tích

- Hệ thống vận hành phức tạp, đòi hỏi người vận hành phải có chuyên môn và kỹ thuật

- Chi phí vận hành cao do phải tốn nhiều năng lượng

- Sân phơi bùn chiếm diện tích đáng kể

Phương

án 3 - Chịu được sự thay đổi về lưu lượng và chất hữu cơ

- Xử lý hiệu quả nước thải có dầu

mỡ và chất hữu cơ cao

- Tiết kiệm được diện tích xây dựng,

do bể tuyển nổi tốn ít diện tích

- Chi phí đầu tư cao khó khăn trong vận hành và bảo trì bể lọc sinh học Cột lọc dễ bị nghẹt, thời gian nghỉ lâu và lưu lượng nạp thấp

- Sân phơi bùn chiếm diện tích đáng kể

Từ bảng phân tích ở trên, ta thấy Phương án 2 là phương án có nhiều lợi điểm

và hệ thống xử lý phù hợp với thành phần, tính chất nước thải thuỷ sản của Công

Ty Bởi vì: thành phần nước thải chủ yếu của công ty là nước thải thuỷ sản, có hàmlượng dầu mỡ cao Do đó đòi hỏi hệ thống xử lý phải có hiệu suất loại chất rắn lơlửng và dầu mỡ cao (từ 70-90%) mới đủ điều kiện cho bể sinh học phía sau ( SS<=150mg/l), Phương án 2 đã đáp ứng được yêu cầu này Ngoài ra trong hệ thống xử lýcủa Phương án 2, bể tuyển nổi tốn rất ít diện tích xây dựng, đây là lợi điểm mà rấtnhiều công ty lựa chọn Bể tuyển nổi còn tiết kiệm được một lượng đáng kể chất tạobông, keo tụ

Vậy: theo lập luận trên ta thấy phương án 2 là phương án lựa chọn tối ưu nhất

Mang tính chủ quan phải dựa trên điều kiện biên

3.3 Các hạng mục công trình trong phương án 2:

3.3.1 Song chắn rác:

Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn ( xương

cá, thịt vụn, giấy, bọc nylon,…) Kích thước tối thiểu của rác bị giữ lại tùy thuộcvào khoảng cách các thanh kim loại của song chắn rác

Song chắn rác được đặt ở kênh trước khi nước thải vào trạm xử lý Hai bên tườngkênh phải chừa một khe hở đủ để dễ dàng lắp đặt và thay thế song chắn rác Khi mởrộng hay thu hẹp kênh nơi đặt song chắn rác thì phải mở rộng dần dần với góc 

=200 để tránh tạo dòng chảy rối trong kênh

3.3.2 Bể lắng cát:

Bể lắng cát nhằm loại bỏ cát, sạn, sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước thải

Bể lắng cát thường đặt phía sau song chắn rác Đôi khi người ta đặt bể lắng cáttrước song chắn rác, tuy nhiên việc đặt sau song chắn rác có lợi hơn cho việc quản

lý bể Ở đây phải tính toán như thế nào cho các hạt cát và các hạt vô cơ cần loại bỏlắng xuống còn các chất hữu cơ lơ lững khác trôi đi

3.3.3 Bể điều lưu:

Nước thải công ty được thải ra với lưu lượng biến đổi theo thời vụ sản xuất,giờ và theo mùa Trong khi đó các hệ thống sinh học phải được cung cấp nước thảiđều đặn về thể tích cũng như các chất cần xử lý 24/24 giờ Do đó sự hiện diện của

bể điều lưu là hết sức cần thiết

Bể điều lưu có chức năng điều hòa lưu lượng nước thải và các chất cần xử

lý để đảm bảo hiệu quả cho các quá trình xử lý sinh học phía sau, nó chứa nước thải

và các chất cần xử lý ở những giờ cao điểm rồi phân phối lại cho các giờ khônghoặc ít sử dụng để cung cấp ở một lưu lượng nhất định 24/24 giờ cho các hệ thống

xử lý sinh học phía sau

Trong bể điều lưu nên lắp dặt thêm các thiết bị để:

- Rửa các chất rắn hay dầu mỡ bám vào thành bể

- Hệ thống chảy tràn khi bơm bị hỏng

- Thiết bị lấy các chất rắn nổi hay bọt trong bể

- Các vòi phun để tránh bọt bám vào thành bể

- Rốn thu nước để có thể tháo cạn nước xử lý khi cần thiết và hệ thống ốngdẫn để chuyển hướng nước thải trực tiếp sang các bể phía sau

Ngoài ra trong bể còn phải thiết kế hệ thống khuấy để không cho các chấtrắn lắng xuống đáy bể Để giảm bớt nhu cầu khuấy trộn, nên đặt bể điều lưu phíasau bể lắng cát

3.3.4 Bể tuyển nổi:

Bể tuyển nổi được sử dụng để loại bỏ các hạt rắn hoặc lỏng ra khỏi hỗnhợp nước thải và cô đặc bùn sinh học Lợi điểm chủ yếu của bể tuyển nổi là nó cóthể loại các hạt chất rắn nhỏ, có vận tốc lắng chậm trong một thời gian ngắn

Bể tuyển nổi gồm có các loại:

- Bể tuyển nổi theo trọng lượng riêng

- Bể tuyển nổi bằng phương pháp điện phân

- Bể tuyển nổi bằng cách hoà tan không khí ở áp suất cao

- Bể tuyển nổi bằng sục khí

- Bể tuyển nổi theo kiểu tạo chân không

Trong hệ thống ta tuyển nổi bằng cách hoà tan không khí ở áp suấtcao.Theo cách này không khí được hoà tan vào nước thải ở áp suất cao vài atm, sau

đó nước thải được đưa trở lại áp suất thường của khí quyển Lúc này không khítrong nước thải sẽ phóng thích trở lại vào áp suất khí quyển dưới dạng các bọt khínhỏ Các bọt khí này sẽ bám vào các hạt chất rắn tạo lực nâng các hạt chất rắn nàynổi lên bề mặt của bể, sau đó các chất rắn này được loại bỏ bằng các thanh gạt.3.3.5 Bể bùn hoạt tính:

Bể bùn hoạt tính được nghiên cứu và triển khai ở Anh năm 1914 bởiArdern và Lockett, được gọi là bể bùn hoạt tính vì trong bể này tạo ra sinh khối cókhả năng hoạt động cố định các chất hữu cơ Hiện nay có nhiều phiên bản khácnhau của loại bể này, tuy nhiên các nguyên lý cơ bản vẫn giống nhau

Tại bể bùn hoạt tính diễn ra quá trình phân hủy hiếu khí theo các phản ứng sau:

Quá trình oxy hóa:

(CHONS) + O2 +Vi khuẩn hiếu khí CO2 + NH4 + sản phẩm khác + năng lượng

Quá trình tổng hợp:

(CHONS) +O2 + vi khuẩn hiếu khí +năng lượng C5H7O2N (tế bào vi khuẩn mới)

Nước thải từ bể tuyển nổi và bùn hoàn lưu từ bể lắng thứ cấp được khuấytrộn bằng máy nén khí hay sục khí cơ học Lượng khí cung cấp cho bể phải đồngnhất ở tất cả mọi điểm trên đường đi của nước thải Trong suốt quá trình sục khí cácphản ứng hấp phụ, oxy hóa các chất hữu cơ và tạo bông cặn sẽ diễn ra Sau đó nướcthải được đưa sang bể lắng thứ cấp và sinh khối sẽ được tách ra khỏi nước thải bằngquá trình lắng

3.3.6 Bể lắng thứ cấp:

Bể lắng thứ cấp có dạng hình tròn hoặc hình chữ nhật dùng để loại bỏ các tếbào vi khuẩn nằm ở dạng các bông cặn Bể lắng thứ cấp có hình dạng cấu tạo gầngiống với bể lắng sơ cấp, tuy nhiên thông số thiết kế về lưu lượng nạp nước thải trênmột đơn vị diện tích bề mặt của bể khác rất nhiều Tại bể lắng thứ cấp một phần bùnđược hoàn lưu về bể bùn hoạt tính và phần còn lại được đưa ra sân phơi bùn

3.3.7 Bể khử trùng:

Để hoàn thành công đoạn xử lý nước thải dùng chlorine, nước thải và dungdịch chlorine được cho vào bể trộn, trang bị một máy khuấy vận tốc cao, thời gian

lưu tồn của nước thải và dung dịch chclorine trong bể không ngắn hơn 30 giây Sau

đó nước thải đã trộn lẫn với dung dịch chclorine được cho chảy qua bể tiếp xúcđược chia thành những kênh dài và hẹp theo đường gấp khúc.Thời gian tiếp xúcgiữa chclorine và nước thải từ 15  45 phút, ít nhất phải giữ được 15 phút ở tảiđỉnh Bể tiếp xúc chclorine thường được thiết kế theo kiểu plug_flow Tỷ lệ dài :rộng từ 10:1 đến 40:1 Vận tốc tối thiểu của nước thải từ 2  4.5m/phút để tránhlắng bùn trong bể

3.3.8 Sân phơi bùn:

Bùn thải ra từ bể lắng thứ cấp và váng, bọt, các chất hữu cơ bị tuyển nổi từ

bể tuyển nổi được đưa ra sân phơi bùn Sân phơi bùn được coi là một công đoạnlàm khô bùn, làm giảm ẩm độ bùn xuống còn khoảng 70  80%

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

Các thông số cần thiết cho việc thiết kế:

 Các thông số đầu vào:

Bảng 4: Các thông số thiết kế.

Số TT Chỉ tiêu Đơn vị tính Kết quả QCVN 11:2008/

BTNMT Loại A

 Các thông số của nhà máy:

 Q san xuat = 800 m3/ngày

 Q sinh hoat = 30 m3/ngày

→ Q tong = 800 m 3 /ngày + 30 m 3 /ngày = 830 m 3 /ngày

Số giờ xả thải của nhà máy: 24 giờ

→ Lưu lượng trung bình của nhà máy :

 /  9 606 ( / ) 58

34 /

24

/ngày m 830 /

24

3 3

s l h

m ngày

h ngày

 K0 max = 2.13→ Qmax= Qtb* K0max = 9.606(l/s)* 2.13 = 20.46 (l/s)

4.1 Thiết kế kênh dẫn nước thải:

Chọn vận tốc dòng chảy trong kênh là: v= 0.7 (m/s)

- Diện tích mặt cắt ướt (Ak) của kênh dẫn nước là:

) ( 029 0 /

7 0

/s) (m 0205

s m v

Q A K

- Chiều cao miệng dưới kênh: Hd = 0.25 (m)

- Chiều cao tránh nước mưa chảy tràn: Hct = 0.2 (m)

 Chiều cao tổng cộng cần xây dựng của kênh dẫn nước thải:

Hk = 0.1 + 0.25 + 0.2 = 0.55 (m)

 Chiều rộng kênh dẫn nước thải:

) ( 29 0 ) ( 1 0

029

m m

m H

A

 Cao trình mực nước ở đầu kênh dẫn:

Zmuc nuoc(dau kenh dan) = Hd = - 0.25 (m)

 Cao trình đáy kênh ở đầu kênh dẫn

Zday kenh (dau kenh dan) = - (Hngn + Hd ) = - (0.1 + 0.25) = - 0.35 (m)

Chọn chiều dài kênh dẫn nước thải là L =20 (m)

 Cao trình mực nước ở cuối kênh dẫn ( trước song chắn rác) :

Z muc nuoc (cuoi kenh dan) = Zmuc nuoc(dau kenh dan) - L.imin

= -0.25 – 20* 0.00347

= - 0.3194 (m)

 Cao trình đáy kênh dẫn ở cuối kênh ( trước Song chắn rác) :

Zday kenh (cuoi kenh dan) = Z muc nuoc (cuoi kenh dan)– Hngn

= - 0.3194 -0.1

Bảng 5: Các giá trị thông dụng để thiết kế song chắn rác

Vận tốc nước chảy qua song

(Theo Ths.Lê Hoàng Việt, Giáo trình Phương Pháp Xử Lý Nước Thải, 2003 )

- Chọn vận tốc dòng chảy qua song chắn rác là V s = 0,5 (m/s)

 Tổng diện tích phần khe hở ngập nước của song chắn rác:

 2

3

) / ( 5 , 0

/s) (m 0.0205

m s

m V

Q A

S

 Tính tổng chiều rộng các khe của song chắn :

- Chọn chiều sâu ngập nước nơi đặt song chắn rác là H ng = 0,1(m)

 m m

m H

A W

ng

) ( 1 0

) ( 041







 Tính số thanh sắt cần sử dụng:

- Chọn kích thước nhỏ nhất của rác là 3cm, vậy ta nên chọn chiều rộng một

khe hở của song chắn rác là : B = 0.025(m )= 2.5(cm)

) ( 025 0

) ( 41 0

khe khe

m

m B

W

Do ta không đặt thanh sắt ở sát 2 bên thành của kênh dẫn do đó:

Số thanh sắt cần sử dụng: F = số khe − 1 = 16 (thanh)

 Tính chiều rộng lọt lòng của kênh nơi đặt song chắn rác:

- Chọn chiều dày thanh sắt: C = 0.01(m) = 1(cm) (chọn theo bảng5).

Chiều rộng lọt lọng của kênh dẫn nơi đặt song chắn rác :

 

* 0.41( ) 16*0.01( ) 0.57

k

 Tính chiều dài đoạn kênh mở rộng:

- Để tránh dòng chảy rối ta phải mở rộng kênh dẫn theo góc α = 200

   m

tg

m m

tg

B W

20 2

) ( 29 0 ) ( 57 0 2

Tổng chiều cao (H t ) kênh đặt song chắn rác là:

- Chọn chiều cao cột sàn của nhà đặt song chắn rác là Hc = 0.2(m)

Ht = Hng + Hct +Hd + Hc = 0.1(m) + 0.2(m) +0.25(m)+0.2(m)= 0.75 (m)Trong đó: Hng =0.1(m): Chiều sâu ngập nước nơi đặt song chắn rác

Hct = 0.2(m): Chiều cao tránh nước mưa chảy tràn

Hd = 0.25(m): Chiều cao miệng dưới kênh

Chọn góc nghiêng của song chắn rác so với phương thẳng đứng là 45o.Chiều dài thanh sắt song chắn rác cần dùng là:

Trong đó 0.2 (m) là đoạn uốn cong của thanh sắt khỏi thành kênh.(vẽ hình ra tính)

 Chiều dài đoạn kênh mà song chắn rác nghiêng một gốc 45 o so với phương thẳng đứng là:

L3= cos45o * X=

2

2

* 1.26(m) = 0.89(m)

Để được dễ dàng trong quá trình cào rác

- Chọn chiều dài bản hứng rác là Lb= 1.5(m) (phải có nhiều lỗ nhỏ hơn kíchthước rác.)

- Chọn khoảng cách từ đoạn mở rộng đến song chắn rác là L4 = 0.4(m)

- Chọn khoảng cách từ đoạn thu hẹp đến song chắn rác là L5 = 0.4(m)

Tổng chiều dài đoạn kênh nơi đặt song chắn rác là:

L = L1 + L2 + L3 +L4+L5 = 0.385(m)+0.385(m)+0.89(m)+0.4(m)+0.4(m)

= 2.46(m)

 Tính độ giảm áp của dòng chảy qua song chắn rác:

Diện tích mặt cắt ướt ngay trước song chắn rác là:

A = Hng * Wk = 0.1*0.57 = 0.057 (m2)Vận tốc dòng chảy ngay trước song chắn rác là:

3 max

2

0.0205(m /s)

0.36(m/s)0.057(m )

Q v A

 Sau song chắn rác, ta hạ đáy kênh xuống 1 đoạn hh = 0.0088*3 = 0.0264(m)

để bù lại độ giảm áp gây ra bởi song chắn rác ( Trong đó: số “3” là hệ số cần phải nhân vào để dự trù song chắn rác có rác, vì độ giảm áp tính ở trên chỉ áp dụng cho trường hợp song chắn rác không có rác)

Cao trình mực nước ở cuối song chắn rác:

Zmuc nuoc ( cuoi SCR) = Z muc nuoc (cuoi kenh dan) – L imin - hhạ = - 0.3194 – 1.79* 0.00347– 0.0264 = - 0.353 (m)

Cao trình đáy kênh ở cuối song chắn rác:

Zday kenh (cuoi SCR) = Zmuc nuoc ( cuoi SCR) - Hngn = - 0.353 – 0,1 = - 0.453(m)Trong đó L = 1.79 là chiều dài đoạn kênh đặt song chắn rác

 Điều lưu ý khi thiết kế song chắn rác:

- Chọn vật liệu làm song chắn rác là loại thép không rỉ

- Bảng hứng rác phải đục lỗ và các lỗ này phải nhỏ hơn kích thước rác

- Không thiết kế các thanh sắt ngang trên song chắn rác để việc cào rácđược dễ dàng

- Khoảng cách giữa lưới chắn rác và song chắn rác phải lớn hơn chiềudài của răng bàn cào

4.3 Thiết kế bể lắng cát:

Bảng 6: Các thông số sử dụng để thiết kế bể lắng cát

STT Các thông số Đơn vị cho phép Khoảng thiết kế Giá trị

4 Vận tốc nước chảy qua bể m/s 0,24 ÷0.40,4 0,2

9 Chiều sâu công tác của bể (H) m 0,5 ÷ 1,2 0,5

(Nguồn: Phương pháp xử lý nước thải – Lê Hoàng Việt Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai)

Bảng 7: Tải trọng bề mặt của bể lắng cát ở 15 0 C

Lê Hoàng Việt – Bài tập Phương pháp xử lý nước thải)

Với đường kính nhỏ nhất của hạt cát cần giữ lại là 0,2 mm

Suy ra: tải trọng bề mặt của bể lắng cát là U0 = 18,7 mm/s = 0,0187 m/s (theo bảng trên)

0.0205

* 7 , 1

- Chọn vận tốc nước chảy qua bể là v = 0,2 m/s

- Chọn vận tốc lớn nhất của nước chảy qua bể là vmax = 0,3 m/s (theo

2 0

* 7 1

 Tính chiều dài bể:

- Chọn chiều sâu công tác của bể là H = 0.5 (m)

Chiều dài bể lắng cát thiết kế: L = *H 18 182 * 0 5 9 09 (m)

864 1

 Tính chiều sâu tổng cộng của bể:

- Chọn chiều sâu miệng dưới cống là 0.5 (m)

- Chọn chiều cao tránh nước mưa chảy tràn la 0.2 (m)

→ Chiều cao chết Hchết = 0.5 (m) + 0.2 (m) =0.7 (m)

- Chiều sâu lớp cát:

 Giả sử lượng cát có trong nước thải là C = 50 (mg/l)

 Tổng lượng nước thải qua bể lắng cát là Qt = 830 (m3/ngày)

- Lượng cát tích lại trong bể trong 07 ngày, giả sử hiệu suất

/ ( 1600

3

m kg

182 0

m A

932 0

932 0

Chiều rộng hố thu bằng chiều rộng bể: B= B = 0.205(m)

Chiều dài hố thu: L = 3*B = 3*0.205 = 0.615(m)

615 0

* 205 0

182 0

 Từ cao trình mực nước ở cuối song chắn rác:

Zmuc nuoc ( cuoi SCR) = - 0.353 (m)

Cao trình mực nước đầu bể lắng cát:

Zmuc nuoc(dau be) = Zmuc nuoc ( cuoi SCR) – L*imin

= - 0.353 m – 3* 0.00347 = -0.363 (m)

Trong đó:L=3(m) là chiều dài từ cuối song chắn rác đến bể lắng cát

Cao trình đáy bể lắng cát ở đầu bể:

Zday be (đầu bể) = Zmuc nuoc (đầu bể) - H

= -0.363 – 0.5

= -0.863 (m)

Cao trình mực nước cuối bể lắng cát là:

Zmuc nuoc (cuoi be) = Zmuc nuoc(dau be) – L * imin = -0.363 – 9.09* 0.00347 = - 0.395 (m)

Trong đó: L =9.09( m) là chiều dài bể lắng cát

Cao trình đáy bể lắng cát (cuối bể):