Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy đông dược – Công ty Cổ phần dược phẩm Q.3

Cùng với việc nâng cấp, thay đổi trang thiết bị hiện đại để đạt được các tiêu chuẩn quốc tế về “thực hành tốt sản xuất thuốc tốt” nhằm thúc đẩy việc xuất khẩu các sản phẩm dược và hợp tác với các nước trên thế giới

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG1.1 TÊN ĐỀ TÀI

“Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy đông dược – Công ty Cổ phần dược phẩm Q.3”.Thời gian thực hiện: 01/03/2011 - 16/06/2011

1.2 ĐẶT VẤN ĐỀ

Cùng với việc nâng cấp, thay đổi trang thiết bị hiện đại để đạt được các tiêu chuẩn quốc tế về

“thực hành tốt sản xuất thuốc tốt” nhằm thúc đẩy việc xuất khẩu các sản phẩm dược và hợp tácvới các nước trên thế giới Để được cấp phép hoạt động, nhà máy đông dược thuộc Công ty Cổphần dược phẩm quận 3 cần phải có một hệ thống xử lý nước thải sản xuất hoạt động hiệu quảvới nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn môi trường yêu cầu

Đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy đông dược” được thực hiện nhằm mụcđích đề xuất phương án xây dựng một hệ thống xử lý nước thải vừa hiệu quả vừa tiết kiệm chiphí góp phần xây dựng nhà máy phát triển vững mạnh và đạt được các tiêu chuẩn hiện hành

1.3 MỤC ĐÍCH, NỘI DUNG, PHẠM VI ĐỀ TÀI.

1.3.1 Mục đích đề tài

Đề xuất phương án xử lý nước thải cho nhà máy đông dược - Công ty Cổ phần dược phẩm Q.3

1.3.2 Nội dung đề tài

 Thông số thiết kế;

 Đề xuất các phương án xử lý nước thải;

 Tính toán thiết kế mạng lưới thoát nước;

 Tính toán thiết kế các phương án xử lý nước thải;

 Thể hiện bản vẽ chi tiết các công trình đơn vị;

 Tính toán kinh tế

1.3.3 Phạm vi đề tài

Đề tài được thiết kế với quy mô sản xuất của nhà máy đông dược, áp dụng cho nước thải phátsinh trong quá trình sản xuất

1.4 CẤU TRÚC BÀI THUYẾT MINH

Chương 1 – Giới thiệu chung;

Chương 2 – Giới thiệu khu vực thiết kế

Chương 3 – Tính toán mạng lưới thoát nước và đề xuất các phương án xử lý nước thải;

Chương 4 – Tính toán thiết kế các phương án xử lý nước thải;

Chương 5 – Tính toán kinh tế;

Chương 6 – Kết luận và kiến nghị

Chương 2 GIỚI THIỆU KHU VỰC THIẾT KẾ2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY

2.1.1 Giới thiệu về công ty

Tên giao dịch tiếng Việt Nam: Công ty Cổ phần dược phẩm quận 3

Tên giao dịch quốc tế: The Third District Pharmaceutical Joint- Stock Company

Tên gọi tắt : THREEPHARCO

Trụ sở chính: Số 243 đường Hai Bà Trưng, P.6, Q.3, Tp.HCM

Nhà máy đông dược: lô II - 9, đường số 8, KCN Tân Bình, Q Tân Phú, Tp.HCM

Là đơn vị thành viên của Công Ty Dược Sài Gòn Hạch toán độc lập, có tư cách pháp nhân

2.1.2 Đặc điểm qui trình công nghệ sản xuất

Các loại thuốc được sản xuất tại Nhà máy sản xuất đông dược thuộc Công Ty Cổ Phần DượcPhẩm Quận 3 bao gồm thuốc viên trần và thuốc viên bao đường

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất.

Toàn bộ qui trình công nghệ được thực hiện thông qua 3 giai đoạn chính:

 Giai đoạn 1: đưa nguyên liệu vào pha chế

 Giai đoạn 2: xát hạt cốm và đưa vào dập viên

 Giai đoạn 3: bao đường màu và đánh bóng

2.1.3 Quy hoạch phát triển trong tương lai

Nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển thị trường trong nước và xuất khẩu ra nước ngoài, Ban giámđốc công ty đã định hướng từ năm 2010 đến 2020 công suất hoạt động của nhà máy sẽ đượcnâng lên gấp 10 lần so với hiện tại - từ 50.000.000 viên thuốc/năm lên 500.000.000 viên/năm(Thái An Diệu – GĐ Công ty CP Dược phẩm Q.3, 12/2010)

Xát hạt cốmPha chế Xát cốm ướt

Dập viênKho thành phẩm

Kho nguyên liệu

Bao đường màu

2.2 LƯU LƯỢNG VÀ THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI

2.2.1 Lưu lượng nước thải

Nước thải sản suất: trong quá trình sản xuất lượng nước thải tiêu thụ của nhà máy là 10 m3/ngày.Nước thải sinh hoạt sinh: tổng số lượng cán bộ công nhân viên của nhà máy là 20 người, tiêuchuẩn dùng nước là 200 lít/người/ngày Lượng nước thải sinh hoạt phát sinh:

20 người x 200 lít/người/ngày = 4000 lít/ngày = 4 m3/ngày

Tổng lượng nước thải phát sinh của nhà máy là 14 m3/ngày

Dự kiến trong tương lai, nhà máy sẽ tăng công suất lên gấp 10 lần hiện nay Do đó, lượng nướcthải ước tính cũng tăng lên gấp 10 lần, tương đương 100 m3/ngày cho lượng nước thải sản xuất

và 40 m3/ngày cho lượng nước thải sinh hoạt

2.2.2 Thành phần nước thải

Bảng 2.1 Thành phần nước thải của nhà máy đông dược

Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị TCVN 5945:2005

Chương 3

TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC VÀ

ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI3.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

Phương án 1: Hệ thống thoát nước chung

Hệ thống mà tất cả các loại nước thải (nước thải sinh hoạt, nước thải từ quá trình vệ sinh thiết bịsản xuất và nước mưa) được xả chung vào mạng lưới thoát nước và dẫn đến công trình xử lý

 Không thích hợp đối với những khu nhà thấp tầng và phân tán;

 Do lượng nước mưa chảy tới trạm bơm, trạm xử lý không đều hòa nên việc quản lý điều phốitrạm bơm và trạm xử lý trở nên phức tạp, khó đạt hiệu quả mong muốn;

 Đường kính ống lớn, mùa khô làm việc lãng phí, sử dụng vốn đầu tư không hiệu quả;

 Vốn xây dựng bỏ ra cùng một lúc quá lớn

Phương án 2: Hệ thống thoát nước riêng

Hệ thống thoát nước riêng là hệ thống có hai hay nhiều mạng lưới riêng biệt Bao gồm:

 Mạng lưới thoát nước bẩn nhiều (nước thải sinh hoạt, nước thải từ quá trình vệ sinh thiết bị sảnxuất) chảy đến hệ thống xử lý;

 Mạng lưới thoát nước ít bẩn hơn (như nước mưa) xả thẳng vào mạng lưới thoát nước mưa củakhu công nghiệp

Ưu điểm

 Chỉ phải bơm và vận chuyển một lượng nước thải bé hơn do đó kích thước đường ống nhỏ;

 Hiệu quả sử dụng cao;

 Vốn xây dựng có thể chia thành từng đợt

Nhược điểm

 Tổng chiều dài lớn (lớn hơn khoảng 30 – 40%)

Phương án 3: Hệ thống thoát nước riêng một nửa

Đây là hệ thống có nhiều ưu điểm, khắc phục được nhược điểm của hệ thống thoát nước riêng vàchung Hệ thống thoát nước riêng một nửa gồm hai hệ thống: (1) thoát nước thải sinh hoạt vànước thải sản xuất và (2) thoát nước mưa

Hệ thống này có điểm khác biệt so với hệ thống thoát nước riêng là tiến hành thu lượng nướcmưa buổi đầu tiên để xử lý trước khi xả ra nguồn Để thực hiện, người ta dùng công trình giếngthu nước mưa trong hệ thống thoát nước riêng một nửa

Phương án 4: Hệ thống thoát nước hỗn hợp

Hệ thống thoát nước hỗn hợp là sự kết hợp các loại hệ thống đã nói ở trên, thường dùng cho việccải tạo mở rộng

Việc lựa chọn hệ thống và sơ đồ thoát nước phụ thuộc vào:

 Tính chất phục vụ lâu dài và ổn định của các công trình thiết bị trên hệ thống;

 Điều kiện nơi thiết kế;

 Tính kinh tế, kỹ thuật và yêu cầu vệ sinh môi trường

Dựa vào ưu và nhược điểm của 4 phương án trên cùng với điều kiện cho phép của khu công(diện tích, hạ tầng khu công nghiệp, tính kinh tế) thì phương án 2 và phương án 3 là phương án

có thể lựa chọn

Tuy nhiên, do điều kiện kinh tế hạn chế và nước mưa được xem như nước sạch nên ta thiết kế hệthống mương thoát nước mưa của nhà máy chảy thẳng ra hệ thống thoát nước mưa của khu côngnghiệp Còn nước thải sản xuất và sinh hoạt sẽ được dẫn về trạm xử lý nước thải của nhà máy

Do đó, phương án 3 được lựa chọn để thiết kế hệ thống thoát nước cho nhà máy

3.2 TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC THẢI SẢN XUẤT VÀ SINH HOẠT

Hệ thống thoát nước này được thiết kế chủ yếu cho các khu vực sau đây:

 Phòng rửa dụng cụ;

 Rửa tay;

 Nhà tắm cho công nhân

3.2.1 Tính toán tuyến cống dẫn nước thải về trạm xử lý

Nhà máy có 8 thiết bị sử dụng nước với tổng lưu lượng nước thải là 140m3/ngđ, lưu lượng nướcthải trong giờ dùng nước lớn nhất là Qmax = 35 m3/h, giả sử các thiết bị thải nước có lưu lượngbằng nhau thì lưu lượng nước thải của từng thiết bị là:

h m h

m

/ 4

Bảng 3.1 Thống kê lưu lượng nước thải theo các tuyến cống chính

STT Tuyến cống chính Chiều dài (m) Lưu lượng (l/s)

Bảng 3.2 Thống kê lưu lượng nước thải theo các tuyến cống nhánh

STT Tuyến cống nhánh Chiều dài (m) Lưu lượng (l/s)

3.2.2 Tính toán thủy lực và xây dựng trắc dọc tuyến cống chính

Lấy độ sâu chôn cống đầu tiên tại hố thu số 1 là 0,3m, độ sâu nhỏ nhất là 0,3m (đối với nơikhông có xe cơ giới qua lại) (TCXDVN 51:2008) Cốt đáy cống bằng số giữa cốt mặt đất và độsâu chôn cống, giả sử cao độ mặt đất của nhà máy nhìn chung là bằng phẳng và cao hơn mựcnước biển là 10m Khi đó cốt đáy cống bằng 9,7 m

Độ dốc đặt cống lấy sơ bộ theo độ dốc tính toán thủy lực của cống vì độ dốc của mặt đất tại nhàmáy là không đáng kể

Phương pháp nối ống

Chọn cách nối ống theo mực nước cho MLTN vì đây là cách nối ống có lợi về mặt thủy lực, độsâu chôn ống vừa phải

Tính toán thủy lực đoạn cống 2 – 4

Q = 3,66 l/s, tra bảng thủy lực ta chọn cống d = 150mm, i = 0,01, v = 0,68m/s , h = 0,35d Nếuchọn d=150mm thì i = 0,017, v = 0,82 m/s như vậy sẽ làm tăng độ dốc đặt cống, chính vì vậy tachọn ống d = 150mm với i = 0,01, (Bảng tính toán thủy lực Cống và Mương Thoát Nước, NXBXây Dựng)

Tổn thất áp lực trên đoạn (2 – 4):

H= i.l = 0,01 x 10,2 = 0,102 (m)

Cốt đáy cống tại giếng số 4 bằng hiệu số giữa cốt đáy cống tại giếng 2 và tổn thất áp lực trênđoạn 2 – 4:

Bảng 3.3 Bảng tính toán thủy lực tuyến cống chính

Đường kính

d (mm)

Độ dốc i

Tốc độ (m/s)

Độ đầy Tổn thất

áp lực (m)

Cao độ (m)

Chiều sâu chôn cống (m) Mặt đất Mặt nước Đáy cống

Đầu Cuối h/d H(m ) Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối

3.2.3 Tính toán thủy lực tuyến cống nhánh

Thực hiện nối cống bằng cách nối cống ngang mặt nước với tất cả các đoạn cống

Bảng 3.4 Bảng tính toán thủy lực tuyến cống nhánh

Đường kính

d (mm)

Độ dốc i

Tốc độ (m/s)

Độ đầy Tổn thất

áp lực (m)

Cao độ (m)

Chiều sâu chôn cống (m) Mặt đất Mặt nước Đáy cống

Đầu Cuối h/d H(m

3.3 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA

3.3.1 Tính toán mạng lưới thoát nước mưa trên mái

Xác định lưu lượng nước mưa, đường kính ống đứng thu nước mưa

Lưu lượng tính toán nước mưa trên diện tích mái:

Q: lưu lượng nước mưa, l/s

F: diện tích thu nước mưa, m2

496 828

Thiết kế có 2 đường ống đứng thoát nước mưa có đường kính d = 100 mm  qốđ = 20 l/s (lưulượng nước mưa tối đa đối với ống đứng d = 100)

qốđ : Lưu lượng tính toán của 1 ống đứng thu nước mưa theo bảng 9 (TCVN 4474 :1987)

Q < qốđ  chọn 1 đường ống đứng thoát nước mưa trên mái là hợp lý

Tính toán máng dẫn nước (Sênô)

Máng dẫn nước của công trình được thiết kế bằng bêtông cốt thép có dạng hình chữ nhật Kíchthước máng dẫn nước trên cơ sở lượng nước mưa thực tế chảy trên máng dẫn đến phễu thu vàphải dựa trên cơ sở tính toán thực tế

Lưu lượng nước mưa tính toán qm chảy đến phễu thu được xác định theo công thức

300

5

h F

q m  

trong đó:

F : diện tích mái thực tế trên mặt bằng mà 1 phễu phục vụ, tức là diện tích thu nước của 1 ốngđứng

Ψ : hệ số dòng chảy trên mái lấy bằng 1

h5 : lớp nước mưa tính toán ứng với thời gian mưa 5 phút và chu kỳ vượt quá cường độ tính toán

p = 1 năm Tại thành phố Hồ Chí Minh h5 = 10 cm = 0,1 m

300

1,0)4/828

(

Từ qm tra biểu đồ tính toán thủy lực cho máng chữ nhật bằng gạch hình 24.9 (Giáo trình cấp thoátnước trong nhà, 2007, trang 308), ta xác định các chỉ số của máng như sau:

- Chiều rộng máng : b = 50 cm

- Độ sâu đầu tiên của máng: h = 10 cm

- Vận tốc dòng chảy : v = 0,6 m/s

- Độ dốc lòng máng : i = 0,006

3.3.2 Tính toán lưu lượng thoát nước mưa chảy tràn trên mặt đất

Lưu lượng tính toán nước mưa trên mặt đất:

000

10

5

q F

k

Q mđ   

Trong đó

Q: lưu lượng nước mưa, l/s

F: diện tích thu nước mưa, m2



3.3.3 Tính mương hở thoát nước mưa

Tổng lưu lượng nước mưa tại nhà máy:

Wn có thể lấy bằng 1 – 3 lần lưu lượng nước thải ngày đêm chảy vào hầm tự hoại (Wn)

Lượng nước thải vào hầm tự hoại gồm nước thải từ hố xí

Lưu lượng nước thải ngày đêm:

0

q N

n

N: số hố xí mà hầm tự hoại phục vụ là 4

n : số lần đi vệ sinh mà 1 người đi trong một ngày, chọn n = 2

qo: lưu lượng nước thải một lần sử dụng hố xí qo = 6 – 8 lít (theo phụ lục 1 TCVN 4513 : 1988)

) (m 048 , 0 1000 / 6 2 4 1000

Trong đó

a: lượng cặn trung bình của một người thải ra một ngày, a = 0,5  0 , 8l/ng.ngđ, chọn a = 0,5 l/ng.ngđ

T: thời gian giữa 2 lần lấy cặn, chọn T = 2 năm = 720 ngày

W1, W2: độ ẩm cặn tươi vào bể và của cặn khi lên men tương ứng là 95% và 90%

b: hệ số kể đến việc giảm thể tích cặn khi lên men (giảm 30%) và lấy 0,7

c: hệ số kể đến việc để lại 1 phần cặn đã lên men khi hút cặn để giữ lại vi sinh vật giúp choquá trình lên men cặn được nhanh chóng, dễ dàng, để lại 20%; c= 1,2

Bùn lắngNước thải

Bể trung gian

Thuyết minh công nghệ

Nước thải từ nhà máy theo hệ thống cống chảy về hố thu

Nước thải từ hố thu sẽ được bơm qua thiết bị lọc rác tinh để loại bỏ các loại rác và cát có kíchthước nhỏ Thiết bị này còn có khả năng làm giảm một phần nhỏ hàm lượng chất lơ lửng vô cơ

có trong nước thải Thiết bị tách rác hoạt động liên tục và đưa rác vào các thùng chứa, lượng rácnày sẽ được đơn vị có chức năng thu gom và xử lý Nước thải sau khi qua song chắc rác tinh sẽ

tự chảy vào bể điều hòa Thiết bị lọc rác tinh được làm bằng thép không rỉ

Bể điều hòa có tác dụng điều hòa lưu lượng nước thải phù hợp với các công trình phía sau Bểđiều hòa được lắp một máy khuấy trộn để nâng cao mức độ đồng đều các chất, đồng thời cungcấp một lượng oxy vừa đủ để tăng cường khả năng phân hủy hiếu khí ban đầu, ngăn ngừa quátrình lên men yếm khí Do đó tại bể này không gây ra mùi hôi thối

Nước thải từ bể điều hòa sẽ được bơm qua cụm bể hóa lý cùng với hóa chất và được khuấy trộnbằng motor để thực hiện phản ứng keo tụ, tạo bông Sau quá trình phản ứng, các bông cặn đượchình thành và kết dính với nhau tạo thành những bông cặn có kích thước lớn hơn và được giữ ổnđịnh nhờ năng lượng khuấy trộn

Hỗn hợp nước thải và bông cặn từ ngăn tạo bông tiếp tục chảy sang bể lắng đứng Trong bể lắngđứng, nước được phân phối vào ống trung tâm và tạo dòng từ dưới lên trên Trong quá trình phânphối nước các bông cặn sẽ dính bám với nhau tạo thành các bông cặn có kích thước và trọnglượng lớn hơn tạo điều kiện cho quá trình lắng tốt hơn Phần nước trong sẽ được chảy qua bểtrung gian trước khi bơm qua bể SBR Bùn lắng sẽ được bơm về bể chứa bùn

Bể xử lý sinh học hiếu khí dạng mẻ (SBR) là công trình quan trọng nhất trong toàn bộ côngnghệ Tại đây, quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải bằng bùn hoạt tính hiếu khí ởtrạng thái lơ lửng và sục khí liên tục Sau 1 thời gian sục khí, nước sẽ được để lắng ngay trong

bể, phần nước trong sẽ chảy qua bể khử trùng

Tại bể khử trùng nước sẽ được khử trùng bằng Clo trước khi xả ra nguồn tiếp nhận

Lượng bùn trong bể lắng đứng và bùn dư trong bể SBR sẽ được bơm vào bể chứa bùn Bùn saukhi bơm đầy vào bể sẽ được để yên Bùn tách làm 2 phần: phần đặc lắng xuống đáy và được đưasang sang thiết bị tách bùn, còn phần lỏng ở trên được đưa lại hố thu gom

Bùn được đưa vào ngăn hòa trộn của thiết bị tách bùn cùng với Polyme và được ép, phần nước sẽchảy về hố thu

3.5.2 Phương án 2

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ phương án 2.

Thuyết minh công nghệ

Quy trình công nghệ từ Hố thu đến cụm bể keo tụ tạo bông giống phương án 1

Hỗn hợp nước thải và bông cặn từ ngăn tạo bông tiếp tục chảy sang bể lắng đợt 1 Trong bể lắngđợt 1, nước được phân phối vào ống trung tâm và tạo dòng từ dưới lên trên Trong quá trình phânphối nước các bông cặn sẽ dính bám với nhau tạo thành các bông cặn có kích thước và trọng

Hóa chất

Hố thu nước thải

Bể điều hòa

Cụm bể phản ứng hóa lý(chỉnh pH, keo tụ, tạo bông)

javen

Bể lắng đợt 1

Máy ép bùnBùn lắng

Nước thải

Bùn tuần hoàn

lượng lớn hơn tạo điều kiện cho quá trình lắng tốt hơn Phần nước trong sẽ được chảy qua bể bùnhọa tính hiếu khí Bùn lắng sẽ được bơm về bể chứa bùn

Tại bể sinh học hiếu khí, quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải bằng bùn hoạt tínhhiếu khí ở trạng thái lơ lửng và sục khí liên tục

Nước thải từ bể sinh học hiếu khí sẽ được dẫn qua bể lắng đợt 2 Tại bể lắng đợt 2 bùn sẽ đượclắng và bùn của bể lắng đợt 2 sẽ được dẫn vào bể nén bùn và 1 phần sẽ được tuần hoàn lại bểhiếu khí

Bùn từ bể lắng đợt 1 và bể lắng đợt 2 được đưa về bể nén bùn Bùn lỏng từ bể nén bùn nếu ít sẽđược đưa vào máy ép bùn, nếu nhiều sẽ bơm vào các sân phơi bùn Lượng bùn này cũng đượckiểm nghiệm và xử lý như bùn trong bể ép bùn

Nước được khử trùng bằng NaOCl và đưa ra nguồn tiếp nhận

Kết luận:

Dựa vào ưu nhược điểm và hiệu suất xử lý của 2 phương án (xem phụ lục 1), ta có thể thấy cả 2phương án đều có hiệu quả xử lý đạt yêu cầu tuy nhiên phương án 1 có thể được chọn làm côngnghệ xử lý cho nhà máy do phù hợp với lưu lượng xả thải và diện tích nhỏ của nhà máy

Tuy nhiên để chọn được công nghệ xử lý phù hợp, chúng ta còn phải so sánh chi phí xử lý vàvận hành trong thời gian hoạt động của từng phương án để chọn ra được công nghệ xử lý phùhợp nhất

Chương 4

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Các thông số thiết kế ban đầu

Lưu lượng :

Q = 140 m3/ngđ = 5,83 m3/h

Qmax = 35 m3/h

4.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN 1

4.1.1 Hố thu nước thải – B01

Lưu lượng thiết kế: Qmax = 35 m3/h

Chọn thời gian lưu nước HRT = 30 phút = 0,5 h

Thể tích hố thu:

W = Q x HRT = 35 x 0,5 = 17,5 (m3)

Chọn kích thước hố thu nước: L x B x H = 3,5 x 2,5 x 2

Do cốt ống đầu vào hố thu từ đường ống dẫn nước thải là - 0,8m nên chiều sâu hố thu sẽ tính từđáy của nước ống dẫn nước thải vào hố thu Do vậy chiều sâu của hố thu là:

H = 0,8 + 2 = 2,8 (m), lấy 3 m

→ kích thước hố thu thực tế là: Dài x Rộng x Sâu = 3,5m x 2,5m x 3m

Dùng 2 máy bơm (1 hoạt động, 1 máy dự phòng) để bơm nước lên thiết bị lọc rác tinh rồi tựchảy xuống bể điều hòa

Loại bơm sử dụng là Ebara model BEST 4MA; P = 1.1 kwh; h = 17.4 – 4.6; Q = 200 – 630lít/phút; Ø = 49mm

Bảng 4.1 Các thông số thiết kế của hố thu nước thải

Thông số Đơn vị Giá trị

Xác định kích thước bể điều hòa

Thời gian lưu nước trong bể điều hòa t = 4 ÷ 12h Chọn t = 8h

Thể tích bể điều hòa

7 , 46 8 83 ,

Q : là lưu lượng trung bình giờ

Lớp nước đệm trong bể điều hòa:

37 ,

Ta thiết kế bể điều hòa hình chữ nhật, với kích thước:

Chiều cao hữu ích của bể là 4 m

Chiều cao xây dựng Hxd = H + 0,5 = 4,5 (m)

Chiều dài bể là 4 m

Chiều rộng bể là 3,3 m

Lượng không khí cần cấp

3 , 46 37 , 51 60 015 ,

W: dung tích bể điều hòa

Để đảm bảo hòa tan và phân phối đều nồng độ chất bẩn trong bể, cặn không lắng và phân hủy kỵkhí thì trong bể trang bị hệ thống sục khí

Tính toán hệ thống thổi khí trong bể điều hòa:

Chọn hệ thống cấp khí bằng nhựa PVC có đục lỗ, hệ thống gồm 1 ống chính, 4 ống nhánh vớichiều dài mỗi ống là 3,3 m, đặt cách nhau 1 m

Đường kính ống dẫn khí chính vào bể điều hòa:

Chọn vận tốc dòng khí trong ống là : v khí  12m/s, quy phạm 10 – 15 m/s

)(037,0360012

43,464

m v

4

43,464

m v

005,014,31536004

2 2

Số lỗ trên 1 ống nhánh:

1106,14

3,46

Tính toán máy thổi khí nén

Áp lực cần thiết của máy thổi khí H m h1h đ H

trong đó

H1 : tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển h1 = 0,4 (m)

Hd : tổn thất qua lỗ phun không quá 0,5 m, chọn hđ = 0,5 (m)

H : độ sâu ngập nước của vòi phun H = 4 (m)

) ( 9 , 4 4 5

2 1

p

p e n

T R

3 , 46

s kg Q

R : hằng số khí, R = 8,314 (KJ/K.mol.0K)

T1 : nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1 = 273 +25 = 298 (0K)

P1 : áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào p1 = 1 (atm)

P2 : áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = 1 1 , 49 ( )

13 ,

298 314 , 8 017 ,

Tính toán đường ống dẫn nước vào bể điều hòa :

Nước được bơm từ hố thu qua song chắn rác tinh vào bể điều hòa :

) ( 05 , 0 3600 8

, 0

4 83 , 5 4

m v

D : đường kính ống dẫn nước thải ;

Q : lưu lượng nước thải, Q = 5,83 m3/h ;

V : vận tốc nước chảy trong ống, chọn v = 0,8 m/s

Tính toán đường ống dẫn nước ra khỏi bể điều hòa :

Nước từ bể điều hòa, cho tự chảy sang cụm bể keo tụ tạo bông, sử dụng van điều chỉnh lưulượng để đảm bảo, khi mực nước trong bê điều hòa thay đổi thì lượng nước đi vào cụm bể keo tụtạo bông vẫn giữ nguyên, không dao động

) ( 05 , 0 3600 8

, 0

4 83 , 5

Bảng 4.2 Các thông số thiết kế bể điều hòa

Thông số Đơn vị Giá trị

Thể tích hữu dụng bể điều hòa m3 51,37

Thời gian lưu nước của bể giờ 8

Nước từ bể điều hòa, cho tự chảy sang cụm bể keo tụ tạo bông, sử dụng van điều chỉnh lưulượng để đảm bảo, khi mực nước trong bê điều hòa thay đổi thì lượng nước đi vào cụm bể keo tụtạo bông vẫn giữ nguyên, không dao động

4.1.4 Cụm bể bể keo tụ – tạo bông – B04

Tính toán lượng phèn sử dụng và các thiết bị pha phèn: xem phụ lục 2

140

  0,29 (m3)Chọn chiều sâu bể keo tụ: H = 0,8m

Kích thước bể: Dài x Rộng x Cao = 0,8 m x 0,5 m x 0,8m

Chiều cao an toàn: 0,2 m

Chiều cao xây dựng: H = 0,8 + 0,2 = 1 (m)

Nước và hóa chất được đi vào phía đáy bể, sau khi hòa trộn đều được sẽ được thu dung dịch ởtrên mặt bể để đưa sang bể phản ứng Chọn máy khuấy cánh phẳng

Năng lượng cần truyền vào nước:

P = G2×V×µ 2002 × 0,29 × 0,001 = 11,6 (J/s).

Bảng 4.3 Thông số thiết kế bể keo tụ

Thông số Đơn vị Giá trị

Thời gian khuấy trộn phút 3

140

  1,46(m3)

trong đó:

t : tời gian lưu nước trong bể; (Quy phạm 10 – 15 phút) (TCXDVN 51 – 2008);

Qtbs : lưu lượng trung bình trạm xử lý

Chọn chiều cao bể: H = 1 m

Tiết diện bể: 1 , 46 ( )

1

46 ,

m H

V

Kích thước bể: Dài x Rộng x Cao = 1,8 m x 0,8 m x 1m

Chọn chiều cao bảo vệ: 0,3 m

04,115100

)(08,02

Tốc độ chuyển động của các bản khuấy so với nước :

75 , 0 15 2 , 0 14 , 3 2 60

75 , 0 2

75 , 0 15 2 , 0 14 , 3 2 60

75 , 0 2

27 ,

Tính toán ống dẫn nước thải ra khỏi bể keo tụ tạo bông

Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống là v = 0,3 (m/s)

Lưu lượng nước thải : Qtb = 5,83 (m3/h)

83 , 5 4 3600

4

v

Q

Chọn ống nhựa uPVC có đường kính là = 80 (mm)

Bảng 4.4 Thông số thiết kế bể tạo bông

Thông số Đơn vị Giá trị

Ống dẫn nước thải ra khỏi bể mm 80

Nước từ bể tạo bông sẽ tự chảy qua bể hoặc lắng đứng

4.1.5 Tính toán thiết kế bể lắng đứng – B05

Hình 4.1 Qui trình làm việc bể lắng đứng

Lựa chọn thiết kế bể lắng đứng theo TCXDVN 51 : 2008 : với trạm xử lý có công suất dưới20000m3/ngđ nên chọn kế bể lắng đứng Nhiệm vụ của bể lắng đứng là lắng các tạp chất lơ lửng

có sẵn trong nước thải

Ưu điểm: thuận tiện trong việc xả cặn, ít diện tích xây dựng

Nhược điểm: chiều cao xây dựng lớn, làm giá thành xây dựng bể tăng

Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng

41 , 3 000475 ,

0

00162 , 0

v: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, v = 0,5 mm/s (TCXD 51 :2008)

Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm

02 , 0

00162 ,

Bể keo tụ

tạo bông

ống dẫn nước vào

ống xả bùn



5 , 3 4



Đường kính buồng phân phối trung tâm

Ta chọn d = 0,25D (buồng phân phối có đường kính d = 0,25 – 0,3 đường kính bể, Lai 2009)

55 , 0 2

55 , 0 14 , 3 4

2 2

t : thời gian lắng, chọn thời gian lắng t= 1,5h ( qui phạm 1,5 – 2,5 h)

V: tốc dộ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, V = 0,0285 (m/phút) = 0,000475 (m/s)

Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng được xác định (chiều cao phần chứa bùn)

0 3

2

5,02,2

d D h

Hn : chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng

H2 : chiều cao lớp trung hòa (m)

H3 : chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể

D : đường kính trong bể bể lắng đứng, D = 2,2 (m)

Dn : đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt , lấy dn = 0,5 (m)

α : góc ngang của đáy bể lắng so với phương ngang, α không nhỏ hơn 500, chọn α = 500

Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của vùng lắng và bằng 2,7 (m)

Đường kính phần loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đường kính buồng phân phối trung tâm :

D1 = h1 = 1,35 × 0,55 = 0,74(m), chọn D1 = 0,7 m

Đường kính tấm chắn lấy bằng 1,3 đường kính miệng loe và bằng :

Dc = 1,3 × D1 = 1,3 × 0,7 = 0,9 (m)

Góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng ngang lấy bằng 170

Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng sẽ là :

Kiểm tra thời gian lưu nước của bể lắng

Thể tích bể lắng

3 2

2 2

2 ( 2 , 2 0 , 32 ) 2 , 7 10

4 )

w

t

tb

7 , 1 83

2 2

2 ( 2 , 2 0 , 32 ) 4 14 , 9

4 )

(

Tính toán máng thu nước sau lắng

Chọn chiều rộng thu nước bm = 0,25m, chiều cao tổng cộng máng thu hm = 0,2m

Máng răng cưa

Ta có đường kính Lmáng = 5,5 m, thiết kế 5khe/m chiều dài, khe tạo góc 900

Như vậy tổng số khe dọc theo máng bê tông là 5,5 × 5 = 27 khe

Chọn tấm xẻ khe hình chữ V với góc ở đáy 900 Máng răng cưa có khe điều chỉnh cao độ chománg Chiều cao chữ V là 40mm, khoảng cách giữa hai chữ V = 120mm, chiều rộng một chữ V

là 80mm, chọn chiều cao tổng cộng của máng răng cưa: H máng  200mm, mỗi m dài có 5 khechữ V

Máng răng cưa được bắt dính với máng thu nước bê tông bằng bulông qua các khe dịch chuyểnBulông được bắt cách mép dưới máng răng cưa 50 mm và cách đáy máng là 50 mm

120 mm 80 mm

200 mm

Hình 4.2 Máng tràn răng cưa thu nước sau lắng.

Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe

5 3

10 6 ) ( 86400 )

( 27

) ( 140

ngày m khe

so

Q

Hiệu quả xử lý : hiệu quả lắng đạt 64% (thực nghiệm)

Hàm lượng SS còn lại trong dòng ra :