Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm công suất 1500m3 ngày đêm

Nói chung, nước thải của ngành dệt nhuộm gây ô nhiễm rất cao do trong quá trình sản xuất sử dụng các hoá chất như: NaOH, H2SO4, Enzim, NaClO, các loại thuốc nhuộm, các chất trợ…Chính lượ

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP DỆT NHUỘM 3

1.1 Vai trò và sự phát triển của ngành dệt nhuộm 3

1.2 Quy trình công nghệ 4

1.3 Vấn đề môi trường của ngành dệt 7

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT LỰA CHỌN THIẾT KẾ 11

HỆ THỐNG NƯỚC THẢI 11

2.1 Đặc tính của nước thải và yêu cầu nước thải sau xử lý 11

2.2 Các phương pháp có thể áp dụng để xử lý nước thải dệt nhuộm… 12 2.3 Lựa chọn hệ thống xử lý nước thải 15

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG.20 3.1 Các thiết bị xử lý sơ cấp 20

3.1.1 Song chắn rác 20

3.1.2 Tính toán bể lắng cát 22

3.1.3 Tính toán bể điều hòa 23

3.2 Các thiết bị xử lý cấp I 25

3.2.1 Bể đông keo tụ 25

3.2.1.1 Ngăn phản ứng 25

3.2.1.2 Ngăn tạo bông 27

3.2.1.3 Tính toán lượng hóa chất cần thiết cho vào bể đông keo tụ 28

3.2.2 Bể lắng cấp I 32

3.3 Các thiết bị xử lý cấp II 33

3.3.1 Bể trung hòa 33

3.3.2 Bể Aeroten 36

3.3.3 Bể lắng cấp II 39

3.3.4 Sân phơi bùn 40

3.3.5 Hệ thống khử trùng 41

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

PHỤ LỤC 46

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP

DỆT NHUỘM

1.1 Vai trò và sự phát triển của ngành dệt nhuộm

Sản phẩm dệt may gắn liền với nhu cầu thiết thực của mỗi chúng ta, nó cũng là nhu cầu cần thiết như cơm ăn nước uống hàng ngày Xã hội càng phát triển, nhu cầu ấy càng cao hơn, nó không chỉ dừng lại ở “mặc ấm” mà đã nâng lên thành mặc đẹp Đứng trước những cơ hội cũng như thách thức của cuộc sống, ngành dệt nhuộm đang từng bước vươn mình để ngày một hoàn thiện hơn, đáp ứng tối đa và tốt nhất những nhu cầu của cuộc sống

Dệt nhuộm đã, đang và sẽ mãi là một trong các ngành công nghiệp mũi nhọn trong sự phát triển kinh tế - xã hội của toàn cầu Dệt nhuộm Việt Nam cũng không nằm ngoài xu thế ấy Ở nước ta, trong những năm gần đây, dệt nhuộm đã trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn chỉ sau ngành công nghiệp dầu mỏ Cùng với quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, sản lượng ngành dệt nước ta tăng trưởng ngày càng nhanh về số lượng, chất lượng, phong phú về chủng loại và màu sắc Sản phẩm dệt may không chỉ đáp ứng các nhu cầu về may mặc trong nước mà nó còn có vai trò to lớn, đóng góp tích cực cho lĩnh vực xuất khẩu của nước ta Quy mô và tính chất của công nghiệp dệt nhuộm ngày càng được quan tâm phát triển

Bên cạnh nhữnh thành tựu đã đạt được, dệt may Việt Nam vẫn còn tồn tại một số vấn đề cơ bản Đó là sự chưa ổn định và tốc độ phát triển còn chậm

so với các nước khác Có nhiều nguyên nhân khác nhau, vấn đề công nghệ là một trong những nguyên nhân ấy Công nghệ lạc hậu sẽ dẫn đến tình trạng kém phát triển và đặc biệt là sẽ gây ô nhiễm môi trường Nước thải công nghiệp dệt nhuộm cần phải có sự quan tâm cần thiết Với mục tiêu đó, nhiệm

vụ của đề tài này là: tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm

Thông thường, công nghệ dệt nhuộm gồm 3 quá trình cơ bản là:

+ Kéo sợi

+ Dệt vải và xử lý (nấu tẩy)

+ Nhuộm, in và hoàn thiện vải

Trên thực tế có rất nhiều sơ đồ công nghệ dệt nhuộm khác nhau Quy trình sản xuất điển hình được mô tả trên hình 1.1

Kéo sợi, chải, ghép, đánh ống

Hồ sợi Dệt vải Giũ hồ

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý công nghệ dệt – nhuộm hàng sợi

bông và các nguồn nước thải [1]

Nước thải chứa hồ tinh bột, hóa chất

Nước thải chứa hồ tinh bột

bị thủy phân, NaOH Nước thải

* Xử lý sơ bộ: Chính là quá trình làm sạch nguyên liệu Nguyên liệu bông thô được đánh tung, làm sạch và trộn đều Sau quá trình làm sạch, bông thu được dưới dạng các tấm bông phẳng đều

* Chải: Các sợi bông được chải song song và tạo thành các sợi thô

* Kéo sợi, đánh ống, mắc sợi: Nhằm giảm kích thước sợi, sợi con trong các ống nhỏ được đánh ống thành các quả to để chuẩn bị dệt vải Tiếp tục mắc sợi, tức là dồn các quả ống để chuẩn bị cho công đoạn hồ sợi

* Hồ sợi: Bằng hồ tinh bột và tinh bột biến tính để tạo màng hồ bao quanh sợi, tăng độ bền, độ trơn và độ bóng của sợi để có thể tiến hành dệt vải Cũng có thể dùng các loại hồ nhân tạo như polyvinylancol (PVA)

* Dệt vải: Kết hợp sợi ngang với sợi dọc để hình thành tấm vải mộc

* Giũ hồ: Tách các thành phần của hồ bám trên vải mộc Vải sau đó được giặt bằng nước, xà phòng, xút, chất ngấm rồi đem sang tẩy

* Nấu vải: Loại trừ phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên của sợi như dầu mỡ, sáp…nhằm tăng khả năng hấp phụ thuốc nhuộm của vải, tăng độ mềm và đẹp của vải

* Tẩy trắng: Để tẩy màu tự nhiên của vải, làm sạch vết bẩn Khi đó vải

có độ trắng yêu cầu Sau khi tẩy tiếp tục giặt để loại các hoá chất đã sử dụng

* Làm bóng vải: Tăng độ bóng của vải, xơ sợi xốp hơn làm tăng khả năng bắt màu của thuốc nhuộm

* Nhuộm vải, in hoa: Nhuộm vải để tạo màu sắc khác nhau trên vải Đây là công đoạn gây ô nhiễm lớn nhất trong các nhà máy dệt nhuộm Nước thải từ công đoạn này bao gồm phần thuốc nhuộm dư không gắn vào vải và các tạp chất chứa trong vải Trong một số trường hợp khi muốn có những tấm vải in hoa người ta tiến hành tạo ra các vân hoa trên vải Sau đó, vải được giặt nóng và giặt lạnh nhiều lần, khi đó phần thuốc nhuộm và phần hoá chất không gắn vào vải sẽ đi vào nước thải

* Hoàn tất, văng khổ: Tạo kích thước theo yêu cầu cho vải, chống nhàu

và ổn định nhiệt

1.3 Vấn đề môi trường của ngành dệt

Đi đôi với sự tăng trưởng về sản lượng thì vấn đề ô nhiễm môi trường

do ngành dệt gây ra đang ở mức độ báo động; nguồn chất thải bao gồm nhiều loại: Khí thải, chất thải rắn, nước thải, tiếng ồn…trong đó nước thải là mối quan tâm hàng đầu vì ngành này sử dụng một lượng lớn nước, hoá chất, thuốc nhuộm và chất trợ Tuy nhiên, mức độ ô nhiễm phụ thuộc vào mặt hàng sản phẩm và công nghệ sản xuất Lượng nước thải này nếu không xử lý trước khi thải ra nguồn tiếp nhận sẽ gây ảnh hưởng tới nguồn tiếp nhận, môi trường sống của các loài thuỷ sinh và từ đó gián tiếp gây ảnh hưởng tới sức khoẻ cộng đồng Do đó, đối với các cơ sở dệt nhuộm, việc đề xuất phương pháp giảm thiểu và xây dựng các hệ thống xử lý nước thải là rất cần thiết nhằm thực hiện tốt các quy định của Nhà nước về mặt môi trường đồng thời cũng là nhiệm vụ bảo vệ môi trường Để thực hiện được điều đó, trước hết phải xác định được các đặc tính chính của nước thải

Nói chung, nước thải của ngành dệt nhuộm gây ô nhiễm rất cao do trong quá trình sản xuất sử dụng các hoá chất như: NaOH, H2SO4, Enzim, NaClO, các loại thuốc nhuộm, các chất trợ…Chính lượng và thành phần các hoá chất này làm cho nước thải ngành dệt nhuộm có BOD, COD, SS, độ kiềm cao, độ màu lớn (Bảng 1.1)

Nấu tẩy NaOH, chất sáp, dầu mỡ, tro, sôđa,

silicatnatri, xơ sợi, vụn

Độ kiềm cao, màu tối, BOD cao (30% BOD tổng)

Tẩy trắng Hợp chất chứa clo, NaOH, axit Độ kiềm cao, BOD chiếm

In hoa Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét, muối

kim loại, axit

Độ màu cao, BOD cao, dầu

mỡ

Hoàn

thiện Vết tinh bột, mỡ động vật, muối

Kiềm nhẹ, BOD thấp, lượng thải nhỏ

Bảng 1.1 Các chất ô nhiễm trong từng công đoạn của quá trình dệt nhuộm và

đặc tính dòng thải [1]

Trong công đoạn nhuộm, mức độ gắn màu của thuốc nhuộm vào vải không hoàn toàn, lượng còn lại đi vào nước thải gây ô nhiễm nước Đồng thời trong công nghiệp dệt nhuộm có rất nhiều công đoạn giặt sau hồ sợi, tẩy trắng, nấu, làm bóng Lượng nước sử dụng để giặt rất lớn và nước sau giặt chứa rất nhiều tạp chất Có thể nói, đối với nước thải ngành dệt thì đặc trưng quan trọng nhất là sự dao động lớn cả về lưu lượng và tải lượng chất ô nhiễm trong nước thải, nó biến động theo mùa và thời gian, tuỳ thuộc vào công nghệ sản xuất (Bảng 1.2)

Thông số ô nhiễm Khoảng giá trị

50 – 2000

Bảng 1.2 Khoảng dao động nồng độ các chất ô nhiễm chính trong nước thải

công nghiệp dệt nói chung.[1]

Đặc tính dòng

thải Đơn vị

Các mặt hàng dệt nhuộm

Hàng bông dệt thoi

nước thải mà thải thẳng ra ngoài gây ảnh hưởng lớn đến nguồn tiếp nhận Cụ thể là BOD, COD cao làm nồng độ oxy hoà tan ( DO) bị suy giảm, ức chế quá trình hô hấp của các loài thuỷ sinh; thuốc nhuộm còn dư đi vào nước thải gây nên độ màu cao, nó sẽ ngăn cản quá trình quang hợp của tảo làm thiếu oxy trong nước và gây ảnh hưởng tới môi trường cảnh quan; nước thải từ quá trình nhuộm có chứa các chất độc như: sunfit, kim loại nặng,…sẽ gây tích tụ trong

cơ thể sinh vật, qua chuỗi thức ăn gây mầm bệnh cho người và động vật Chính vì vậy, việc xử lý nước thải là rất cần thiết Cùng với nước thải sản xuất còn có nước thải sinh hoạt và nước mưa chảy tràn Tuy nhiên, các loại nước này không gây ô nhiễm lớn nên không đề cập trong khoá luận này

Bên cạnh nước thải, cũng giống như bất kỳ một ngành công nghiệp nào khác, công nghiệp dệt nhuộm cũng có các chất thải khác như: Chất thải rắn, khí thải, nhiệt thải và tiếng ồn

- Trong các nhà máy dệt nhuộm, khí thải gây tác động đáng kể đến môi trường Nguồn gây ô nhiễm chủ yếu do bụi bông, khí thải lò hơi và hơi hoá chất Tuy nhiên, phạm vi của khoá luận không quan tâm đến loại thải này

- Tiếng ồn cũng là một trong những vấn đề cần quan tâm trong ngành dệt, tuy nhiên, tiếng ồn cũng không nằm trong phạm vi nghiên cứu của khoá luận

- Chất thải rắn gồm rác thải sản xuất và rác thải sinh hoạt như: xơ sợi, vải vụn, bông xơ phế thải, xỉ than, vỏ thùng đựng hoá chất và các chất thải hữu cơ Tuy nhiên, chúng có thể được tận thu để tái sử dụng hoặc làm phân hữu cơ hoặc chôn lấp một cách an toàn

- Nhiệt thải không phải là mối quan tâm lớn trong ngành dệt

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÍ THUYẾT LỰA CHỌN THIẾT KẾ

HỆ THỐNG NƯỚC THẢI

Do đặc thù công nghệ nước thải dệt nhuộm có độ màu, COD, BOD5cao Ngoài ra còn có thể có các kim loại nặng và pH cao Nước thải của dệt nhuộm còn có sự dao động cả về lưu lượng lẫn tải lượng các chất ô nhiễm Do

đó mà có thể có nhiều phương pháp xử lý khác nhau, việc lựa chọn công nghệ

xử lý thích hợp phải dựa vào nhiều thông số như lưu lượng thải, tiêu chuẩn dòng thải…cũng như phải phù hợp và đạt hiệu quả về mặt kinh tế

2.1 Đặc tính của nước thải và yêu cầu nước thải sau xử lý

Trong phạm vi của đồ án môn học, nhiệm vụ là thiết kế hệ thống xử lý nước thải của một cơ sở dệt nhuộm với các thông số đặc trưng như sau:

o Lưu lượng trung bình: 1500 m3

/ ngày đêm

o Đặc trưng ô nhiễm chính:

pH = 9,3 COD = 664 mg / l BOD5 = 162 mg / l

TS = 750 mg / l

SS = 154 mg / l

Độ màu ( Pt – Co ) = 1520 Yêu cầu đặt ra đối với hệ thống xử lý là nước thải ra phải đạt tiêu chuẩn loại B (QCVN 13: 2008/BTNMT) Tức là được phép thải vào nguồn nước dùng cho giao thông thuỷ, tưới tiêu, bơi lội, trồng trọt Các yêu cầu cụ thể cho một số chỉ tiêu được đưa trong bảng 2.1

Thông số Đơn vị đo Giá trị giới hạn

2.2 Các phương pháp có thể áp dụng để xử lý nước thải dệt nhuộm

Từ đặc tính của nước thải và quan tâm đến yêu cầu xử lý thì các phương pháp xử lý sau đây có thể được xem xét:

* Xử lý sơ bộ

+ Sàng lọc: Mục đích là để tách các xơ sợi, tạp chất, rác thải…sinh ra

từ công đoạn chuẩn bị nguyên liệu, vệ sinh nhà xưởng, máy móc…bằng các thanh chắn rác hoặc lưới chắn rác Các tạp chất trên sẽ được định kì cào ra theo phương pháp thủ công hay cơ giới Đây là khâu rất quan trọng và cần thiết để tránh cho các tạp chất có thể làm tắc hoặc hỏng bơm, tắc đường ống hoặc kênh dẫn Sau song chắn rác có thể bố trí thêm lưới chắn mịn để tách nốt các xơ rác, tạp chất có kích thước nhỏ hơn

+ Lắng: Trong xử lý nước thải quá trình lắng được sử dụng để loại các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra khỏi nước, tránh làm tắc hệ thống đồng thời làm giảm được một phần các chất ô nhiễm cần xử lý Tuỳ theo chức năng mà người ta thiết kế các loại bể lắng khác nhau

Lắng cấp I: Được sử dụng để loại các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra khỏi nước Sự lắng của các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng lực Để tiến

hành quá trình này người ta thường dùng các loại bể khác nhau như: Bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng theo phương bán kính, thiết bị lắng loại ống, thiết bị lắng loại ống nghiêng Trong công nghệ xử lý nước thải, theo chức năng, các bể lắng được phân thành: Bể lấy cát, bể lắng cấp I và bể lắng cấp II

Bể lắng cấp I có nhiệm vụ tách các chất lấn hữu cơ và các chất rắn khác

Lắng cấp II: Chủ yếu là loại các bông sinh học (bùn hoạt tính) từ các

bể sinh học hiếu khí (Aeroten, mương oxi hoá, đĩa sinh học, bể lọc sinh học… ) hoặc bùn từ các bể xử lý sinh học yếm khí Nước sau bể lắng cấp II được thải trực tiếp vào nguồn tiếp nhận

+ Tuyển nổi: Phương pháp này thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong một số trường hợp quá trình này cũng được dùng để tách các chất hoà tan như các chất hoạt động bề mặt Phương pháp này có ưu điểm so với phương pháp lắng là có thể khử được các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm với thời gian ngắn Tuy nhiên trong trường hợp cụ thể này thì không áp dụng phương pháp tuyển nổi

+ Điều hoà: Sự dao động lưu lượng, nồng độ nước thải sẽ ảnh hưởng đến chế độ làm việc của mạng lưới và các công trình xử lý Để các công trình

xử lý nước thải hoạt động ổn định, hiệu suất cao và kinh tế phải xây dựng các

bể điều hoà lưu lượng và nồng độ nước thải

Bể điều hoà có mục đích điều hoà lưu lượng và nồng độ cho các quá trình xử lý tiếp theo Thể tích bể điều hoà phải đủ lớn để sao cho khi có sự thay đổi đột ngột của dòng thải chảy vào thì dao động nồng độ chất bẩn trong

bể vẫn đảm bảo cho quá trình xử lý tiếp theo

* Phương pháp hoá lí:

+ Trung hoà: Mục đích là để điều chỉnh pH tới giá trị phù hợp sao cho quá trình keo tụ hoặc cho khâu xử lý sinh học Trung hoà cũng là để đạt tiêu

chuẩn thải Về mặt lí thuyết người ta tiến hành trung hoà bằng cách trộn dòng thải mang tính axit với dòng thải mang tính kiềm Nhưng trên thực tế hay điều chỉnh pH bằng cách dùng hoá chất Trong quá trình này, phương pháp trung hoà được sử dụng sau quá trình đông keo tụ và trước quá trình xử lý sinh học

+ Đông keo tụ: Đây là phương pháp rất thích hợp áp dụng cho xử lý nước thải dệt nhuộm Quá trình đông keo tụ có thể làm giảm đáng kể hàm lượng các chất ô nhiễm như COD, BOD5, kim loại nặng và đặc biệt là độ màu Trong phương pháp này người ta hay sử dụng các loại phèn nhôm hay phèn sắt, có thể kết hợp thêm sữa vôi Về nguyên lí thì khi đưa các chất trên vào nước sẽ tạo thành các hyđroxit không tan Trong quá trình lắng xuống các chất màu và các chất khó phân huỷ sinh học sẽ bị hấp phụ vào các bông keo này và cùng lắng xuống tạo thành bùn Đôi khi để tăng quá trình tạo bông và trợ lắng người ta bổ sung các chất trợ tạo bông như các polime hữu cơ

+ Một số các phương pháp khác như: Hấp phụ, trao đổi ion, phương pháp màng, phương pháp dùng chất oxi hoá mạnh: Đối với nước thải dệt nhuộm phương pháp này có thể khử được thuốc nhuộm hoạt tính, các chất độc ở trạng thái vết, khử muối và các chất hữu cơ không có khả năng phân huỷ sinh học , thu hồi thuốc nhuộm cũng như các chất có giá trị trong nước thải

Các phương pháp trên có ưu điểm là hiệu suất xử lý rất cao nhưng giá thành đầu tư rất lớn, không khả thi đối với các cơ sở sản xuất có quy mô vừa

và nhỏ

* Phương pháp sinh học:

Quá trình xử lý sinh học có khả năng làm giảm BOD, COD, SS…những chất có khả năng phân huỷ sinh học nhưng nó là phương pháp ít hiệu quả để khử màu do đó phải tiến hành khử màu trước khi đưa vào xử lý

sinh học Mặt khác để xử lý sinh học được thì nước thải phải đáp ứng các điều kiện tối thiểu sau:

Do đối với nước thải ngành dệt nhuộm thì hàm lượng COD, BOD5không quá cao do đó bằng phương pháp hiếu khí sẽ có hiệu quả Trong đó bao gồm: Xử lý nước thải nhờ quá trình bùn hoạt tính (bể Aeroten), lọc sinh học,

hồ oxi hoá hay kết hợp xử lý sinh học nhiều bậc Hay dùng là bể Aeroten vì thiết kế cũng như vận hành tương đối dễ dàng, giá thành lại không cao Trong khi đó phương pháp hồ sinh học thì đòi hỏi diện tích rất lớn mà hiệu quả xử lý không cao Sử dụng bể lọc sinh học thì hiệu quả xử lý cao nhưng chi phí lớn

do phải sử dụng vật liệu lọc, vận hành phức tạp hơn và cần thiết phải thường xuyên vệ sinh thiết bị…

2.3 Lựa chọn hệ thống xử lý nước thải

Từ việc phân tích so sánh các phương pháp trên ta có thể lựa chọn hệ thống xử lý nước thải có các đặc tính đã nêu ở trong phần 2.1 gồm có các công đoạn:

o Xử lý sơ bộ: Song chắn rác, bể lắng cát, bể điều hoà

o Xử lý cấp I: Bể đông keo tụ, bể lắng cấp I

o Xử lý cấp II: Bể trung hoà, bể Aeroten, bể lắng cấp II

o Khử trùng dòng thải

Điều hòa lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm trước khi đưa vào hệ thống xử lý Được khuấy trộn bằng hệ thống phân phối khí đáy bể đảm bảo nước thải không lắng cặn và không bị phân hủy yếm khí

BỂ GOM NƯỚC THẢI

BỂ ĐIỀU HÕA NƯỚC THẢI

Bể lắng cấp I

BỂ AEROTEN CHẾ ĐỘ DÕNG LIÊN TỤC

BỂ LẮNG CẤP II

BỂ BƠM

BỂ KHỬ TRÙNG

NƯỚC SAU XỬ LÝ ĐẠT TIÊU CHUẨN QCVN 13: 2008/BTNMT

BỂ PHÂN HỦY BÙN

BỂ LÀM ĐẶC BÙN HÓA LÝ

SINH HỌC MÁY ÉP BÙN KHUNG BẢN

Bể phản ứng-đông keo

Bể hấp phụ màu bằng than hoạt tính

Bùn, nước thải từ mạng lưới thu gom lên hệ thống xử lý nước thải

Bể đệm cho quá trình xử lý sinh học, nước thải và bùn hồi lưu được trộn đều trước khi vào bể Aeroten

Tách bùn (vi sinh vật) ra khỏi nước thải

Trong trường hợp độ màu quá cao

Chôn lấp hoặc làm phân

vi sinh Nước

Chôn lấp

kk

H 2 O

H2SO4Ca(OH)2

H2O FeSO4

Nước thải sinh hoạt

Cl2

1 Song chắn rác 3 Bể điều hòa 5 Bể keo tụ 7 Bể trung hòa 9 Bể lắng cấp II

2 Hố thu cát 4 Bể phản ứng 6 Bể lắng cấp I 8 Bể Aeroten 10 Thiết bị khử trùng

3

* Thuyết minh sơ đồ dây chuyền xử lý nước thải:

Nước thải sau khi qua song chắn rác và bể lắng cát đã loại bỏ được một phần các tạp chất thô như xơ sợi, đất, cát bụi…tiếp tục đưa sang bể điều hoà để điều hoà lưu lượng và nồng độ Sau bể điều hoà nước thải được đưa sang bể đông keo tụ Bể chia thành hai ngăn, trong mỗi ngăn có lắp đặt hệ thống khuấy trộn, tại đây sẽ đưa vào các chất đông keo tụ với liều lượng thích hợp Trong trường hợp này vì nước thải có pH = 9,3 nên chọn tác nhân keo tụ

là phèn sắt (FeSO4) vì như đã được trình bày trong [1] nó có một số ưu điểm:

o Hiệu quả hoạt động cao trong khoảng pH = 9,5 – 10

Sau khi qua bể đông keo tụ độ màu giảm, hiệu suất khử COD và BOD5giảm, nước thải sẽ được đưa qua bể lắng cấp I để lắng tách các bông keo Sau lắng cấp I nước thải tiếp tục được dẫn sang bể trung hoà để trung hoà và ổn định giá trị pH của dòng thải trước khi đưa vào hệ thống xử lý sinh học bằng

bể Aeroten Bên trong bể Aeroten có lắp đặt một hệ thống phân phối khí để đảm bảo cung cấp lượng không khí cần thiết cho quá trình sinh hoá của các VSV hiếu khí Sau quá trình xử lí sinh học bùn thải của quá trình sẽ được tách

ra ở bể lắng cấp II Một phần bùn tách ra sẽ cho tuần hoàn trở lại bể Aeroten

để duy trì và ổn định nồng độ bùn hoạt tính trong bể Phần bùn thải còn lại sẽ được đưa đi lọc ép khung bản, tách nước rồi đem đi phơi khô làm phân vi sinh

hoặc chôn lấp vệ sinh Còn bùn thải thu được từ song chắn, hố lắng cát và bể lắng cấp I sẽ được đem đi chôn lấp (hoặc tiêu huỷ yếm khí) Trước khi thải vào nguồn tiếp nhận nước thải được khử trùng để khử các vi khuẩn gây bệnh đảm bảo yêu cầu xử lý

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG

HỆ THỐNG

3.1 Các thiết bị xử lý sơ cấp

Từ sơ đồ sản xuất nhận thấy nước thải phát sinh ở hầu hết các công đoạn (và lượng nước thải chủ yếu do quá trình giặt sau mỗi công đoạn) Ta có thể chọn hệ số dao động về lưu lượng là: k = 0,2 Ta có:

 Số ca làm việc trong ngày của cơ sở sản xuất là 3 ca (24h)

 Lưu lượng nước thải trung bình là

Qtb = 1500 m3/ngày = 62,5 m3/h = 17,4.10-3 m3/s

Như vậy, khoảng dao động của lưu lượng nước là:

Qmax = 17,4.10-3.(1 + 0,2) = 20,88.10-3 (m3/s)

Qmin = 17,4.10-3.(1 – 0,2) = 13,92.10-3 (m3/s) Dựa trên cơ sở đó ta tính toán các thiết bị:

3.1.1 Song chắn rác

Song chắn rác có nhiệm vụ loại các tạp chất thô, ở đây các tạp chất đó chủ yếu là các cụm bông sơ, sợi…Do đó, lựa chọn song chắn có khoảng cách giữa các thanh là 0,02m là tương đối phù hợp Song chắn lựa chọn cần đảm bảo vật liệu làm song chắn không bị gỉ, không bị ăn mòn do điều kiện môi trường Dựa vào tính phổ thông của vật liệu ta chọn vật liệu là thép CT3, thông dụng nhất là loại thép tròn Chọn thép 10 là phù hợp với khả năng chịu lực, chịu mài mòn

Để tránh lắng cát, vận tốc dòng trước song chắn cần đảm bảo vmin  0,6 m/s [1]

Diện tích tiết diện phần có nước chảy của cống đặt trước song chắn là:

F = min

Q

=

313,92.10

= 23,2.10-3 (m2)

Chọn mức nước chảy trong cống khi Qmin là Hc = 5cm (0,05m) chiều rộng của cống là: Bc = Fc / Hc = 23,2.10-3 / 0,05 = 0,464m

Vận tốc nước song chắn đảm bảo dưới 1m/s để các tạp chất không bị cuốn trôi qua khe song chắn Chọn vmax = 0,8m/s Ta có thiết diện phần làm

việc hiệu quả của song chắn là Fc =

3

3 ax

ax

20,88.10

26,1.100,8

m

m

Q v

3 , 0 1 (

1 , 26

10.27,

s B

=

02,0

065,1

=54 thanh Tổn thất áp suất qua song chắn là:

hp = 

2.2

p: Hệ số tính đến tăng trở lực do song chắn bị bít kín bởi vật thải

(thường lấy p = 3)

g: Gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2

  : Trở lực cục bộ của song chắn

s: Chiều dày thanh chắn s = 0,01m

b: Khoảng cách giữa các song chắn b = 0,02m

 : Góc nghiêng song chắn so với mặt nằm ngang =60o, sin =0,866

  : Yếu tố hình dạng của song chắn  = 1,79 (sắt tròn) [1]

Do vậy để khắc phục tổn thất áp suất qua song chắn phần đáy buồng

phía sau song chắn đặt thấp hơn phía trước một khoảng 0,034m

3.1.2 Tính toán bể lắng cát

Theo các kinh nghiệm, nghiên cứu đã được công bố, các hạt cặn có

kích thước trên 0,02 mm thường gây cản trở cho các công đoạn xử lý tiếp

theo Do đó, bể lắng cát cần được thiết kế để loại bỏ hết các hạt cặn này Chọn

10 88 , 20

Chọn thời gian lưu của nước trong bể là 60s (thông thường thời gian lưu của nước trong bể lắng cát là 30-90s)

Ta có chiều sâu mực nước tối đa trong bể khi làm việc là:

Hl = Tl vl = 60 6,1 = 366 (mm) = 0,366 (m)

Vận tốc nước đi trong bể là:

vnước = vl

l l

L

H = 6,1 10

-3366,0

9,1

= 31,67 10-3 (m/s)

Như vậy, với vận tốc này thì chế độ chảy không ảnh hưởng nhiều đến tốc độ lắng của hạt, kích thước bể như vậy là khá phù hợp

3.1.3 Tính toán bể điều hoà

- Bể điều hoà có mục đích duy trì lưu lượng và nồng độ cho các quá trình xử lý tiếp theo

- Thể tích bể điều hoà phải đủ lớn để sao cho khi có sự đột ngột của dòng thải chảy vào thì dao động nồng độ chất bẩn trong bể vẫn đảm bảo cho quá trình xử lý tiếp theo

- Trong bể phải có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hoà tan và san đều nồng độ các chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho lắng cặn trong bể, trong bể cũng phải đặt các thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi (nếu có)

Do các ca sản xuất của cơ sở hoạt động tương tự nhau nên có thể thiết

kế bể điều hoà cho một ca sản xuất (hay một chu kỳ biến động của nước thải)

mà vẫn đảm bảo hoạt động của hệ thống, không gây quá tải cho hệ thống xử

lý Ở đây ta chọn thể tích bể cho một ca làm việc là: V = 62,5 8 = 500 (m3)

* Với nguồn nước tiếp nhận nước thải công nghiệp dệt nhuộm là sông suối, kênh, mương, khe, rạch thì hệ số dao động lưu lượng k = 1,2  Dung tích hoạt động của bể điều hoà cần thiết là: Vdh = 500 1,2 = 600 (m3)

Quy chuẩn Vdh = 600 (m3)