Thiết kế tính toán hệ thống xử lý nước thải nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng-Quảng Trị

Ngành công nghiệp tinh bột sắn là một ngành quan trong đối với kinh tế nước ta,đặc biệt đối với một tỉnh còn gặp nhiều khó khăn như Quảng Trị.Nhưng song song với sự phát triển thì công n

Danh sách nhóm:

1 Trần Thị Tâm

2 Nguyễn Thị Kim Ngân

3 Trương Hoàng Vũ

4 Nguyễn Thị Hoài Thương

5 Đậu Văn Quý

6 Nguyễn Thị Cẩm Tú

7 Nguyễn Thị Nhật Lệ

8 Nguyễn Văn Trường

Mục lục:

I.Lời mở đầu

II.Các thông số đầu vào và đầu ra.

III.Quy trình công nghệ xử lý nước thải: 1.Tính toán thiết kế song chắn rác

Ngành công nghiệp tinh bột sắn là một ngành quan trong đối với kinh tế nước ta,đặc biệt đối với một tỉnh còn gặp nhiều khó khăn như Quảng Trị.Nhưng song song với sự phát triển thì công nghiệp tinh bột sắn

cũng tác động lớn đến ô nhiễm môi trường.Trong đó

ô nhiễm môi trường nước, đặc biệt là những nguồn nước xung quanh Nhà máy Do các công nghệ sử dụng hầu hết đã lạc hậu, thiết bị cũ và không đồng bộ,định mức nước cho một đơn vị sản phẩm còn lớn chính vì vậy nhóm em chon chủ đề:”Thiết kế tính toán

hệ thống xử lý nước thải nhà máy tinh bột sắn Hải

Lăng-Quảng Trị”

I.Lời mở đầu

Nước thải sinh ra từ dây chuyền sản

xuất tinh bột sắn có các thông số đặc

trưng pH thấp, hàm lượng chất hữu

cơ và vô cơ cao, thể hiện qua hàm

lượng chất rắn lơ lửng (SS),

TSS rất cao, các chất dinh dưỡng

chứa N, P, các chỉ số về nhu cầu oxy

sinh học (BOD5), nhu cầu oxy hoá

học (COD), …với nồng độ rất cao và

trong thành phần của vỏ sắn và lỏi

củ sắn có chứa Cyanua (CN) một

trong những chất độc hại có khả

năng gây ung thư.

II.Các thông số đầu vào và đầu ra.

-Lưu lượng nước hệ thống:

)./

(97010

16

Q Q

Q HT  sx  sh   

74 , 1

24 970

81 , 0 35

, 1 81 , 0 35

Trong đó: 60 là công suất nhà máy (tấn/ng.đ)

16 là định mức nước sử dụng (m3/tấn)

- Lưu lượng nước cực đại của hệ thống:

)/(

32,

7024

970

74,1.Q

K

III.Quy trình công nghệ xử lý nước thải:

Nước

thải

Song chắn rác

Bể lắng cát ngang Bể điều hòa

Sân phơi cát Nước tách

Bể lắng bậc 1

Bể UASB

Bể Aerontank

Máy thổi khí

Hồ chứa bùn Nước tách bùn

Bể lắng đứng

Hồ tùy nghi

Sông

Nhùng

Bùn hồi lưu

Nước thải nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng được thu gom vào mương dẫn

có lắp Song chắn rác và được đưa vào Bể lắng cát ngang.Tại đây, cát

lắng đọng dưới đáy bể được thu gom chuyển sang sân phơi cát, nước

tách cát và nước thải sau đó được dẫn sang Bể điều hoà.Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng ổn định để bơm vào Bể lắng 1 Bể lắng1 có tác dụng loại bỏ phần lớn hàm lượng SS và một phần COD và BOD lắng cặn ở trong nước thải.Sau đó, nước thải được dẫn sang bể xử lý kỵ khí UASB Tại bể UASB nước thải được xử lý bằng các vi sinh vật kỵ khí Khoảng 75% COD và BOD , 50% SS được xử lý.Nước thải tiếp tục

được dẫn sang bể xử lý hiếu khí Aerotank để loại bỏ chất hữu cơ hoà tan trong nước thải, trước khi qua bể lắng đứng Cuối cùng nước thải được chuyển sang hồ sinh học nhằm xử lý đạt QCVN 40:2011 cột B trước khi thải ra sông Nhùng

Bùn cặn từ bể lắng đứng một phần được tuần hoàn lại Bể tuần hoàn,

phần còn lại được đưa sang hồ chứa và cô cặn bùn, sau 2 năm tháo bùn một lần.

1.Tính toán thiết kế song chắn rác:

-Số lượng song chắn

13 008

, 0 2 , 0 3600

1

05 ,

1 32 ,

70

1

d h V

Q n

s

(chiếc)

Trong đó:

+k=1,05:hệ số tính tới lý thuyết thu hẹp dòng.

+d-bề dày(thanh HCN) các thanh song chắn(m).

+b-chiều rộng khe hở giữa các song.

+Qmax Lưu lượng tối đa của nước thải(m3/h)

+Vs Tốc độ nước chảy qua song chắn.

+h1 Độ sâu lớp nước song chắn(m)

-Chiều rộng thiết kế song chắn:

-Tính kích thước buồng đặt song chắn:

•Tính chiều dài đoạn thu hẹp:

37,

120

06576 ,

0 13152

, 0 5 , 0

5 ,

-Tổn thất cột nước:

) ( 1273 ,

0 3

8 , 9 2

1 60

sin 016

, 0

008 ,

0 42 , 2

2

sin

2

2 0

3 4

2 3

4 2

m

p g

V b

d p

Trong đó:Q là lưu lượng nước thải lớn nhất (m3/s)

Uo là độ lớn thủy lực của hạt cần giữ(m/s)

Từ Uo=24,2mm => k = 1,1

2.Bể lắng cát ngang

Chiều dài bể:

L = k.V.H/Uo = 1,3.0,2.0,5 / (24,2.10 -3 )= 5,37 (m)

Trong đó:

H: chiều cao công tác của bể, lấy H=0,5m

V: là vận tốc chuyển động của nước trong bể (mm/s)Ứng với Qmax=> V=0,2m/s

Uo là độ lớn thủy lực của hạt cần giữ trong bể, (mm/s)k: hệ số kinh nghiệm

U0 = 24,2 mm/s =>k=1,3

Chiều rộng bể

B = F/L = 0,86/5,37 = 0,16 m

Hiệu suất bể lắng: E =( C1 – C2 )/C1

= (4800 – 100)/4800

= 0,98Trong đó C1, C2 là hàm lượng cặn lơ lửng trongnước thải trước và sau khi lắng, mg/lít

Thời gian lưu nước từ 0,5 – 2 phút, chon t = 120s 

3 Tính toán bể lắng:

Do vận tốc nước lưu trong bể là 0,20 m/s nên tốc độ rối thành phần đứng W =0,5 mm/s

2160

.2.45,0

)3.5,0.(

840

) (

 Dung tích phần chứa bùn cặn của bể:

 Wc = 10-4 Q.E.tlc .C 1/[(100-P).Ɣ]

= 10-4.40,4.0,98.4800.4/(100-95)

= 15,2 ( m3 ) Trong đó:

V: tốc độ chuyển động của nước thải trong bể m/s

h1: chiều cao công tác của bể, thường 2,7-3,8 m,đối với bể lắng đứng

K: hệ số lấy căn cứ vào loại bể lắng và kết cấu của thiết bị phân phối và thu nước, thường chọn

từ 0,3 – 0,5

Q: lưu lượng nước thải m3/h

U0: tốc độ lắng của hặt cặn lơ lửng mm/s

-Trong đó tlc là thời gian giữa 2 lần xả Xả bằng

cơ giới : 4 giờ.

Ɣ là khối lượng thể tích của cặn = 1 tấn/m3 p: độ ẩm bùn cặn lắng bằng 93,5% đến 95% Chọn p = 95%

4.Tính toán bể UASB

-Xác định hiệu quả làm sạch:

985 ,

0 10000

150 10000

L

L

L E

Trong đó:

Lv,Lr: COD đầu vào và ra của bể(mg/l)

-Lượng COD cần khử một ngày:

) /

( 5 , 9554 10

).

150 10000

.(

970 10

06 ,

1124 5

, 8

5 ,

m a

G

a –tải trọng khử COD lấy theo bảng

-Tốc độ nước dâng lên trong bể: ta chọn v=0,85 (m/h)-Diện tích bể cần thiết:

) (

12 ,

48 24

85 , 0

970 24

.

2

m v

Q

-Chiều cao phần xử lý yếm khí:

) (

36 ,

23 12

, 48

06 ,

1124

F V

-Tổng chiều cao của bể:

H=H1+H2+H3=23,36+1,2+0,3=24,86 (m)Trong đó: H1-chiều cao phần xử lý yếm khí(m)

H2-chiều cao vùng lắng(m)-thường lấy bằng 1,2m

H3-chiều cao dự trử(m)-thường lấy bằng 0,3m

-Kiểm tra thời gian lưu nước:

) ( 60 , 29 24

970

86 , 24 12 ,

48 24

.

24

Q

H F Q

V

Với V=F.H

5.Bể phản ứng hiếu khí(aerotank):

-Thể tích bể:

)(

40,

241273

)

3,01

.(

3

77

9231

4,40

.1

3

m

p Z

a

L

L Q

t Q V

b

t a

Q: lưu lượng nước thải (m3/h)

tlbthời gian làm thoáng trong bể (h)

-Lượng sinh khối bùn hoạt tính(giờ):

+Hệ số sản lượng tế bào thực:

6 , 0 055

, 0 73

6 , 0

1

055 ,

0 1

6 , 0

.

1

1 )

1

lb d tbt

k p

y k

y t

k

y Y

Kg bùn hoạt tính/kg BOD20

Y hệ số sản lượng tế bào (gr/gr)

Kd hệ số phân hủy nội bào (ngày-1)

tlb thời gian lưu bùn(ngày)

-Lượng sinh khối sản sinh mỗi giờ:

68 , 665 150

50

1000

) 77 9231

.(

4 , 40 6 , 0

1000

) (

-Lượng không khí cần cấp(theo BOD20):

+Xác định lượng oxy cần cấp:

•Lượng BOD20 tiêu thụ

46 , 1109 150

50 1000

77 9231

4 , 40

Q

•Lượng oxy cần thiết:

20 , 164 68

, 665

42 , 1 46

, 1109

42 ,

+1,42 hệ số tế bào sang oxy(1mgBOD tiêu thụ 1,42mg oxy)+Psklượng sinh khối mỗi giờ

+Lượng không khí theo lí thuyết:

) /

( 80 ,

589 2

, 1 232 ,

0

20 ,

164 2

, 1 232 ,

0

3

2

h kk

m

L

Trong đó:

0,232 hàm lượng oxy có trong không khí

1,2(kg/m3) trọng lượng riêng của không khí

+Lượng không khí thực tế cần

)/(

147452

.08,0

80,

5892

.08,0

3

h kk m

(

21064 7

, 0

h kk

m

L Q

Dung tích phần công tác của bể lắng:

Chiều cao phần công tác của bể lắng:

h1 = v*T = 0,5*10-3 3600 = 1,8mTrong đó: v là vận tốc dòng chảy trong vùng lắng, lấy

103600

.03,0

4,

40832

,80

12,1

3600

.12,1

12,

f F

V: tốc độ chuyển động của nước thải trong bể m/s

h1: chiều cao công tác của bể, thường 2,7-3,8 m,

đối với bể lắng đứng

K: hệ số lấy căn cứ vào loại bể lắng và kết cấu của thiết

bị phân phối và thu nước, thường chọn từ 0,3 – 0,5

Q: lưu lượng nước thải m3/h

U0: tốc độ lắng của hặt cặn lơ lửng mm/s