Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản phát tiến

Bùn xảHoàn lưu bùn Clo Oxy Nước thải đầu ra Song chắn rác Thuyết minh quy trình: Nước thải từ nơi sản sinh được dẫn đến kênh dẫn nước thải, sau đó qua song chắn rác để loại bỏ thành phần

GIỚI THIỆU

Như chúng ta đã biết, nước ta có điều kiện rất thuận lợi để phát triển nuôi trồng thủy

sản,vì thế trong những năm gần đây nhu cầu nuôi trồng thủy hải phát triển rất mạnh, đặc biệt

là khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long Cho nên điều cần thiết là phải có các nhà máy chế

biến thủy sản để thu gom và chế biến, đóng gói các nguyên liệu trước khi xuất khẩu

Điều đó đã dẫn đến sự ra đời của Nhà Máy chế biến thủy sản Phát Tiến để đáp ứng

nhu cầu nói trên Trong quá trình hoạt động của các nhà máy này không tránh khỏi sản sinh

ra các chất thải, phụ phẩm, nước thải trong quá trình chế biến Do đó, vấn đề quản lí và xử lí

lượng chất thải ( đa số là nước thải) này phải thật sự nghiêm túc và chặt chẽ nếu không sẽ

ảnh hưởng đến môi trường xung quanh khu nhà máy

Để thực hiện được yêu cầu đảm bảo chất lượng nước đầu ra không gây hại đến môi

trường Nhà Máy cần phải có hệ thống xử lý thích hợp và an toàn, đảm bảo yêu cầu về chất

lượng nước thải đầu ra của pháp luật quy định

Chính vì thế trong Đồ Án Môn Học Xử Lý Nước Thải tôi xin đưa ra các hệ thống xử lý và

quy trình thiết kế để xử lý lượng nước thải này đạt yêu cầu về môi trường

Trong quá trình thực hiện Đồ Án sẽ không tránh khỏi những sai sót trong quá trình

tính toán, thiết kế hệ thống xử lý ; chính vì thế rất mong sự đóng góp ý, sửa chữa của Thầy

Lê Hoàng Việt phụ trách giảng dạy môn Xử Lý Nước Thải

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY SẢN

PHÁT TIẾN

I GIỚI THIỆU NHÀ MÁY:

I.1 Tên nhà máy: Nhà máy chế biến Thủy Sản Phát Tiến

I.2 Chủ đầu tư:

Công ty TNHH thủy sản Phát Tiến

Giám đốc: Trần Văn Hài

Địa chỉ: 642, Phạm Hữu Lầu, Phường 6, TP Cao Lãnh, Đồng Tháp

Điện Thoại: 067 3883555 Fax: 067 3883789

I.3 Vị trí địa lý Nhà Máy:

Nhà máy được xây dựng tại cụm Công Nhiệp Mỹ Hiệp, xã Mỹ Hiệp, huyện Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp và cách TP Hồ Chí Minh khoảng 140km

Diện tích đất xây dựng nhà máy là 54.741 m2:

- Phía Bắc giáp với đường nội bộ số 2

- Phía Nam giáp sông Cái Nhỏ

- Phía Tây giáp kênh thoát nước

- Phía Đông giáp với khu B2

I.4 Quy mô nhà máy:

Nhà máy chế biến thủy sản Phát Tiến chủ yếu là fillet cá tra với công suất 200 tấn nguyên liệu/ngày

I.5 Quy trình công nghệ sản xuất:

Quy trình công nghệ sản xuất theo sơ đồ sau:

Trong đó:

Các công đoạn được đánh số 1,2,3,4,5 là các công đoạn phát sinh nước thải

Nhà máy áp dụng quy trình sản xuất theo tiêu chuẩn HACCH và được tóm tắt như sau:

Cá được chở về nhà máy còn tươi sống, sau đó được phân loại, kiểm tra dịch bệnh, rồi đem

đi rửa sạch và cắt tiết

Sau đó cá được fillet, lạng da, lóc mỡ và chỉnh thành miếng fillet Các phụ phẩm sẽ được thu

và chở đến nhà máy bột cá để chế biến thành thức ăn cho chăn nuôi thủy sản, đảm bảo quy trình khép kín và không gây hại cho môi trường

Miếng fiilet sẽ được cân và kiểm tra, sau đó rửa sạch bằng nước, tiếp đó được xếp khuôn loại 2-5kg hoặc IQF làm đông lạnh ở nhiệt độ -350C → -400C trong khoảng thời gian <4h

Mạ băng sản phẩm, đóng gói PE hàn kín rồi xếp vào thùng carton loại 5-10 kg/thùng và đembảo quản ở kho lạnh ở nhiệt độ -180C → -250C Thời gian bảo quản có thể được 3 năm

Nguyên liệu

chuẩn

Kiểm tra kháng sinh & vi sinhNhập nguyên liệu

Rửa nguyên liệu (1)

Cắt tiết, loại bỏ nội

tạng và đầu cá

Loại bỏ nguyên liệu

Rửa, ngâm nước sạc(2) (2)

Fillet cá Rửa Fillet (3)

Lạng da

Cân fillet và chuyển

Bảo quản chờ xuất bánBao bì, vật tư

II NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY:

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

II.1 Nước thải sản xuất:

Lưu lượng nước thải sinh ra hằng ngày khoảng 1500m3/ngày, thành phần chủ yếu của nước thải là mỡ cá, máu cá, thịt vụn và các phụ phẩm khác từ cá

Vì thế đặc điểm của nước thải là hàm lượng COD, BOD5 rất cao Nếu nước thải này không được xử lý tốt thì các chất hữu cơ có trong nước thải sẽ bị phân huỷ tạo ra các sản phẩm trung gian của sự phân huỷ các axit béo không bão hoà, gây ra mùi hôi rất khó chịu, ô nhiễmmôi trường và làm ảnh hưởng đến sức khoẻ của công nhân và người dân sôngs xung quanh nhà máy

Bảng 2: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất

II.2 Nước thải sinh hoạt:

Nước thải sinh hoạt được sinh ra chủ yếu từ nhà ăn, khu vệ sinh, với lưu lượng khoảng 200

m3/ngày

Bảng 3: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt

CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN

I ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ:

Nước đầu vào

Bể lắng cát Bể điều lưu Bể tuyển nổi

Bùn xả

Hoàn lưu bùn Clo

Oxy

Nước thải đầu ra

Song chắn rác

Thuyết minh quy trình:

Nước thải từ nơi sản sinh được dẫn đến kênh dẫn nước thải, sau đó qua song chắn rác

để loại bỏ thành phần rác có kích thướt lớn: xương cá, da cá, bọc nilong Song chắn

rác có nhiệm vụ loại bỏ thành phần rác ảnh hưởng đến hoạt động 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 hỏng máy bơm và các thiết bị cơ giới

phía sau

Nước thải tiếp tục được cho qua bể điều lưu để điều chỉnh lưu lượng và các chất ô

nhiễm trong hệ thống được ổn định

Sau khi qua bể điều lưu, nước thải 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 thanh gạt loại ra ngoài đưa vào sân phơi bùn Nước thải đầu ra ở bể

tuyển nổi một phần được bơm lên buồng tạo áp để hoàn lưu, phần còn lại chảy qua bể

bùn hoạt tính có sục khí

Tại bể bùn hoạt tính các chất hữu cơ bị ô xy hóa và xử lý, bùn tạo ra từ sinh khối vi

sinh vật sẽ cho qua bể lắng thứ cấp Tại bể lắng thứ cấp một phần sinh khối bùn sẽ bị

lắng xuống đáy và đưa ra ngoài sân phơi bùn; phần còn lại được hoàn lưu trở lại bể

bùn để đảm bảo mật độ vi sinh cần thiết cho bể bùn hoạt động ổn định Nước thải đầu

ra bể lắng thứ cấp sau đó được cho qua bể khử trùng để loại bỏ thành phần vi sinh gây

hại Cuối cùng được thải ra ngoài Ngoài ra, còn có sân phơi cát để trữ và xử lý lượng

CloSân phơi cát

Thuyết minh quy trình:

Nước thải từ nơi sản sinh được dẫn đến kênh dẫn nước thải, sau đó qua song chắn rác để loại

bỏ thành phần rác có kích thướt lớn: xương cá, da cá, bọc nilong Song chắn rác có nhiệm

vụ loại bỏ thành phần rác ảnh hưởng đến hoạt động 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 hỏng máy bơm và các thiết bị cơ giới phía sau

Tiếp theo, nước thải được đưa đến bể điều lưu dể đảm bảo lưu lượng cung cấp ổn định cho

hệ thống xử lý phía sau Sau đó, nước thải được bơm sang bể lắng sơ cấp để loại bỏ thành phần chất rắn có khả năng lắng Sau khi qua bể lắng, thành phần chất rắn lơ lửng phải nhỏ hơn 150mg/l thì mới đủ tiêu chuẩn để cho qua bể xử lý sinh học Bể sinh học phía sau ta sử dụng là 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 thống cung cấp khí cho hệ thống, đảm bảo oxy cần thiết cho vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ

Nước thải sau khi qua bể lọc sinh học một phần được cho qua bể lắng thứ cấp, một phần hoàn lưu trở lại bể lọc sinh học để đảm bảo mật độ vi sinh cho bể này hoạt động ổn định Cuối cùng nước thải từ bể lắng thứ cấp được cho qua bể khử trùng để loại thành phần vi sinhvật gây bệnh và thải ra ngoài Ngoài ra, còn có sân phơi cát để trữ và xử lý lượng cát sinh ra

từ bể lắng cát

I.3 Phương án 3:

Nước đầu vào

Bể lắng cát Bể điều lưu Bể lắng sơ cấp

Thuyết minh quy trình:

Nước thải từ nơi sản sinh được dẫn đến kênh dẫn nước thải, sau đó qua song chắn rác để loại

bỏ thành phần rác có kích thướt lớn: xương cá, da cá, bọc nilong Song chắn rác có nhiệm

vụ loại bỏ thành phần rác ảnh hưởng đến hoạt động 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 hỏng máy bơm và các thiết bị cơ giới phía sau

Tiếp theo, nước thải được đưa đến bể điều lưu dể đảm bảo lưu lượng cung cấp ổn định cho

hệ thống xử lý phía sau Sau đó, nước thải được bơm sang bể lắng sơ cấp để loại bỏ thành phần chất rắn có khả năng lắng được

Do nước thải thủy sản có hàm lượng chất hữu cơ cao nên ta cho qua bể xử lý sinh học kỵ khíUASB để xử lý Nước thải từ bể lắng sơ cấp được bơm qua bể UASB theo hướng từ dưới lên, đi qua lớp thảm bùn Do sự tích tụ dần các chất ô nhiễm (chủ yếu là chất rắn lơ lửng) nên có tác dụng làm giá bám cho vi khuẩn phát triển và phân hủy chất hữu cơ

Nước thải đầu ra của bể UASB được tiếp tục cho qua bể bùn hoạt tính, tại đây ta cung cấp ôxyđể bể sih học hiếu khí hoạt động Tại bể bùn hoạt tính, lượng sinh khối bùn được tạo ra

từ xác bả vi sinh vật sẽ được tiếp tục cho qua bể lắng thứ cấp để xử lý

Bùn sinh ra ở bể lắng thứ cấp một phần sẽ được lắng xuống đáy bể và thu hồi cho vào sân phơi bùn; phần còn lại được hoàn lưu trở lại bể bùn để đảm bảo mật độ vi sinh vật luôn ổn định, đảm bảo bể sinhn học hoạt động tốt và ổn định

Cuối cùng nước thải được cho qua bể khử trùng để tiêu diệt vi sinh còn lại Ngoài ra, còn có sân phơi cát để trữ và xử lý lượng cát sinh ra từ bể lắng cát

I.4 Phân tích các phương án và lựa chọn phương án xử lý:

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

Bể khử trùngClo

Oxy

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

Phương án 1 - Ít bị ảnh hưởng bởi các sự cố

- 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, đòihỏi người vận hành phải có chuyên môn và kỹ thuật

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

- Sân phơi bùn chiếm diện tích đáng kể

Phương án 2 - Chịu được sự thay đổi về lưu

lượng và chất hữu cơ

- Chiếm diện tích đất vừa phải

- Khả năng xử lý khá tốt

- Khó khăn trong vận hành và bảotrì bể lọc sinh học Cột lọc dễ bị nghẹt, thời gian nghỉ lâu và lưu lượng nạp thấp

- Chi phí đầu tư cao cho bể lọc sinh học (mua vật liệu lọc)

- Sân phơi bùn chiếm diện tích đáng kể

Phương án 3 - Chịu được sự thay đổi về lưu

lượng và chất hữu cơ

- Hiệu suất xử lý cao do có cả

bể lắng sơ cấp và bể UASB

- Chi phí vận hành tương đối

- Tốn diện tích lớn do có bể lắng

sơ cấp và bể UASB

- Mùi hôi phát sinh từ bể UASB

- Nhạy cảm với các sự cố môi trường

- Kỹ thuật vận hành cao

- Tốn diện tích sân phơi bùn

Lựa chọn Phương án:

Từ bảng phân tích ở trên, ta thấy Phương án 1 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 hàm lượng dầu mỡ cao

Do đó đòi hỏi hệ thống xử lý phải có hiệu suất loại chất rắn lơ lửng và dầu mỡ cao (từ 90%) mới đủ điều kiện cho bể sinh học phía sau ( SS<= 150mg/l), Phương án 1 đã đáp ứng được yêu cầu này

70-Ngoài ra trong hệ thống xử lý của Phương án 1, bể tuyển nổi tốn rất ít diện tích xây dựng, đây là lợi điểm mà rất nhiều công ty lựa chọn

Bể tuyển nổi còn tiết kiệm được một lượng đáng kể chất tạo bông, keo tụ Theo Sổ tay xử lý nước, 1999 ta có thể tiết kiệm khoảng 30% so với liều lượng sử dụng trong bể lắng

Vậy: theo lập luận trên ta chọn Phương án 1

II CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH TRONG PHƯƠNG ÁN 1:

II.1 Song chắn rác:

Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn ( xương cá, thịtvụn, giấy, bọc nylon, rác thải sinh hoạt…) 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 tường kênh phảichừa một khe hở đủ để dễ dàng lắp đặt và thay thế song chắn rác Khi mở rộng hay thu hẹpkênh nơi đặt song chắn rác thì phải mở rông dần dần với góc  =200 để tránh tạo dòng chảyrối trong kênh

II.2 Bể lắng cát:

Bể lắng cát nhằm loại bỏ cát, sạn , sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước thải Bểlắngcátthường đặt phía sau song chắn rác Đôi khi người ta đăt bể lắng cát trước song chắn rác, tuynhiên việc đặt sau song chắn rác có lợi hơn cho việc quản lý bể Ở đây phải tính toán như thếnào cho các hạt cát và các hạt vô cơ cần loại bỏ lắng xuống còn các chất hữu cơ lơ lững kháctrôi đi

II.3 Bể điều lưu:

Nước thải công ty được thải ra với lưu lượng biến đổi theo thời vụ sản xuất, giờmùa Trong khi đó các hệ thống sinh học phải được cung cấp nước thải đều đặn về thể tíchcũng như các chất cần xử lý 24/24 giờ Do đó sự hiện diện của bể điều lưu là hết sức cầnthiết

Bể điều lưu có chức năng điều hòa lưu lượng nước thải và các chất cần xử lý để đảm bảohiệu quả cho các quá trình xử lý sinh học phía sau, nó chứa nước thải và các chất cần xử lý ởnhững giờ cao điểm rồi phân phối lại cho các giờ không hoặc ít sử dụng để cung cấp ở mộtlưu 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:

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

II.4 Bể tuyển nổi:

Bể tuyển nổi được sử dụng để loại bỏ các hạt rắn hoặc lỏng ra khỏi hỗn hợp nướcthải và cô đặc bùn sinh học Lợi điểm chủ yếu của bể tuyển nổi là nó có thể loại các hạt chấtrắn 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 cách hoà tan không khí ở áp suất cao

- Bể tuyển nổi theo kiểu tạo chân không

Trong hệ thống ta tuyển nổi bằng cách hoà tan không khí ở áp suất cao.Theo cách nàykhông khí được hoà tan vào nước thải ở áp suất cao vài atm, sau đó nước thải được đưa trởlại áp suất thường của khí quyển lúc này không khí trong nước thải sẽ phóng thích trở lạivào áp suất khí quyển dưới dạn các bọt khí nhỏ Các bọt khí này sẽ bám vào các hạt chất rắntạo lực nâng các hạt chất rắn này nổi lên bề mặt của bể, sau đó các chất rắn này được loại bỏbằng các thanh gạt

II.5 Bể bùn hoạt tính:

Bể bùn hoạt tính được nghiên cứu và triển khai ở Anh năm 1914 bởi Ardern và

Lockett, được gọi là bể bùn hoạt tính vì trong bể này tạo ra sinh khối có khả năng hoạt động

cố định các chất hữu cơ Hiện nay có nhiều phiên bản khác nhau 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:

Quá trình tổng hợp:

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

Nước thải từ bể tuyển nổi và bùn hoàn lưu từ bể lắng thứ cấp được khuấy trộn bằng

máy nén khí hay sục khí cơ học Lượng khí cung cấp cho bể phải đồng nhất ở tất cả mọi

điểm trên đường đi của nước thải Trong suốt quá trình sục khí các phản ứng hấp phụ, oxy

hóa các chất hữu cơ và tạo bông cặn sẽ diễn ra Sau đó nước thải được đưa sang bể lắng thứ

cấp và sinh khối sẽ được tách ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng

II.6 Bể lắng thứ cấp:

Bể lắng thứ cấp có dạng hình tròn hoặc hình chữ nhật dùng để loại bỏ các tế bào vikhuẩn nằm ở dạng các bông cặn Bể lắng thứ cấp có hình dạng cấu tạo gần giống với bể lắng sơcấp, tuy nhiên thông số thiết kế về lưu lượng nạp nước thải trên một đơn vị diện tích bề mặt của bểkhác rất nhiều Tại bể lắng thứ cấp một phần bùn được hoàn lưu về bể bùn hoạt tính và phần còn lạiđược đưa ra sân phơi bùn

II.7 Bể khử trùng:

Để hoàn thành công đoạn xử lý nước thải dùng chlorine, nước thải và dung dịch

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 xúc được chia thành những kênh dài

và hẹp theo đường gấp khúc.Thời gian tiếp xúc giữa chclorine và nước thải từ 15  45 phút,

ít nhất phải giữ được 15 phút ở tải đỉnh 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 tránh lắng bùn trong bể

II.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 đoạn làm khô bùn,

làm giảm ẩm độ bùn xuống còn khoảng 70  80%

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 1.Thông số đầu vào:

Lưu lượng xử lý: Q = 1700 m3/ngày

Với thời gian làm việc 10h/ngày

Suy ra: lưu lượng trung bình xả thải QTBXT = 1700.1000

10.3600 = 47,22 (l/s)Dựa vào QTBXT và bảng hệ số không điều hòa chung K0 ( TCXDVN 51: 2008 )

ta nội suy ra hệ số không điều hòa chung K0max và K0min :

Bảng 4: Hệ số không điều hoà chung (TCXDVN 51-2008)

Hệ số không điều Lưu lượng nước thải trung bình qtb (l/s)

Chọn chiều cao bảo vệ để tránh nước mưa chảy tràn: H bv = 0,1m

Chiều cao tổng của kênh dẫn:

H TONG = H ngn + H chet + H bv

= 0,3 + 0,2 + 0,1

= 0,6 m

 Cao trình mực nước ở đầu kênh dẫn:

Zmuc nuoc(dau kenh dan) = - Hchết = - 0,2 m

 Cao trình đáy kênh ở đầu kênh dẫn:

Chiều sâu ngập nước kênh dẫn: Hngn = 0,3 m

Zday kenh (dau kenh dan) = - (Hngn + Hchết ) = - (0,3 + 0,20) = - 0,5 m

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

 Cao trình mực nước ở cuối kênh dẫn ( trước SCR) :

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

= -0,2 – 20 0,002612

= - 0,25224 m

 Cao trình đáy kênh dẫn ở cuối kênh ( trước SCR) :

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

= - 0,25224 -0,3 = - 0,55224 m

Bảng 5: Các thông số thiết kế song chắn rác

(Nguồn: Phương pháp xử lý nước thải – Lê Hoàng Việt

Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai)

Ta có: Qmax = 0,08114 (m3/s)

Chọn vận tốc dòng chảy qua khe của song chắn rác V s = 0,5 m/s

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

 Vậy tổng số thanh sắt sử dụng là: n = N -1 = 22-1= 21 thanh

Chọn bề dầy thanh sắt là 1cm

Tổng bề dầy thanh sắt là : 21 0,01 = 0,21 (m)

 Chiều rộng lọt lòng của kênh dẫn đặt song chắn rác:

Bkênh = 0,54 + 0,21 = 0,75 (m)

Để tránh chảy rối do song chắn rác gây ra, ta mở rộng kênh một góc 200

 Chiều dài đoạn kênh mở rộng là:

Ta chọn chiều dài đoạn thu hẹp Lthu hẹp = Lmở rộng = 0,5 (m)

 Tổng chiều cao của song chắn rác đặt tại kênh ( chiều cao tổng ) là:

Ht = Hngn + Hchết + 0,1 + 0,2 = 0,3 + 0,2 + 0,1 + 0,2 = 0,8 (m) Trong đó: Hchết = 0,2 là chiều cao chết

0,1 là chiều cao cần xây them để tránh nước mưa chảy tràn

0,2 là chiều cao cốt sàn đặt song chắn rác

Hngn là chiều cao ngập nước ( H = 0,3 m )

Chọn góc nghiêng của song chắn rác so với trục thẳng là α = 45 0

 Chiều dài song chắn rác là:

45sin

t

H

+ 0,2 =

0,822

+ 0,2 = 1,33 (m)

Trong đó: 0,2 là phần uốn cong của thanh sắt

 Hình chiếu tại đỉnh của song chắn rác xuống đáy kênh:

45sin

t

H

* cos450 =

0,822

Vậy: sau song chắn rác ta phải hạ đáy kênh xuống một đoạn bằng:

hhạ = 0,00876 3 = 0,02628 m (để bù lại độ giảm áp khi nước chảy qua 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

= - 0,25224 – 4,24 0,002612 – 0,02628 = - 0,2895 m

Cao trình đáy kênh ở cuối song chắn rác:

Zday kenh (cuoi SCR) = Zmuc nuoc ( cuoi SCR) - Hngn

= - 0,2895 – 0,3 = - 0,5895 mTrong đó L = 4,24 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 rác được dễ dàng

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

4 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

8 Trọng lượng riêng của cát c kg/m3 1600

(Nguồn: Phương pháp xử lý nước thải – Lê Hoàng Việt

Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai)

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)

08114 , 0

* 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 v max = 0,3 m/s (theo

Chiều rộng mỗi ngăn: Bn = 0,4m

Chiều dài mỗi ngăn: Ln = 18/3 = 6m

 Chiều rộng thực của bể là: B = 0,4*3 + 2*0,1= 1,4m

(Trong đó: 0,1 là bề dày tường)

Chọn chiều sâu công tác của bể là H ngn = 0,5 m

Q

= 1000

04 , 0 1700

= 0,068 m3

Chọn thời gian lấy cát ra khỏi bể là 7 ngày

 Khối lượng cát tích lại trong 7 ngày: (hiệu suất 100%)

Vì thể tích cát là Vcát = 0.476 m3 nên ta chọn hố thu cát có thể tích Vhố thu = 0,6 m3

Bể lắng cát thiết kế nước chảy theo hình chữ chi và có 3 ngăn nên ta phải thiết

kế 3 hố thu cát

 Kích thướt mỗi hố thu:

Hố thu được thiết kế theo hình chóp cụt

Chiều rộng hố thu (đáy lớn hình chóp cụt) bằng chiều rộng bể: B= B = 0.4mChiều dài hố thu ( đáy lớn hình chóp ): L = 1.2m

Diện tích đáy lớn: Aday lon = 1.2*0.4= 0.48m2

Chiều rộng hố thu (đáy bé hình chóp cụt) : B= B = 0.2mChiều dài hố thu ( đáy bé hình chóp ): L = 0.8m

Diện tích đáy lớn: Aday lon = 0.8 *0.2= 0.16 m2 Chiều cao hố thu cát:

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

Zmuc nuoc ( cuoi SCR) = - 0,2895 m

Chiều dài từ cuối song chắn rác đến bể lắng cát: L = 3m

Cao trình mực nước đầu bể lắng cát:

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

= - 0,2895 m – 3* 0,002612

= 0,297 m ≈ 0,3m

Nên ta chọn chiều cao chết ở bể lắng cát: H chet = 0,3m

Htổng = Hngn + Hchet + Hbv + Hcát

= 0,5+ 0,3 + 0,1 + 0,0276

= 0,90276 m

Trong đó: Hngn = 0,5m là chiều sâu công tác của bể

Hbv = 0,1 là chiều cao bảo vệ của bể

Hcát = 0,0276 m là chiều cao lớp cát

Bề dày vách : d = 0,1m

Chiều dài vách bằng chiều rộng mỗi ngăn nhỏ của bể : L = 0,4 m

Vách được đặt cao hơn mực nước 0,1m

Vách đặt cách miệng cống dẫn nước thải đầu vào 0,4 m

Chiều dài máng thu bằng chiều rộng mỗi ngăn : L = B = 0,4m

Chiều rộng : 0,2m

Chiều sâu : 0,2 m

Đỉnh máng thu được đặt thấp hơn mực nước khoảng 0,03m

 Kiểm tra thời gian tồn lưu của bể:

Tại thời điểm Qmax = 0,08114 m3/s:

45 08114 , 0

688 , 3

max

Q

V hd

giây đối với lưu lượng lớn nhất)

Theo số liệu thu thập từ nhà máy thì lượng dầu mỡ trong nước thải sinh hoạt là 100 – 300mg/l và nước thải sản xuất là 1000 mg/l ; lưu lượng nước thải sinh hoạt là 200 m3 và lưulượng nước thải sản xuất là 1500m3

Suy ra: hàm lượng dầu mỡ tổng cộng của nước thải:

1500 1000 200

300 1500

200

1500 1000 200

100

 Lượng dầu mỡ còn lại là: 900*(1-0,4) = 540 mg/l

 Tính toán cao trình:

Cao trình đầu bể:

 Cao trình mực nước đầu bể lắng cát là:

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

= - 0,2895 m – 3* 0,002612

= 0,297 m ≈ 0,3m

 Cao trình đáy bể lắng cát ở đầu bể:

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

= - 0,3 – 0,5

= - 0,8 m

Cao trình cuối bể:

 Cao trình mực nước cuối bể lắng cát là:

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

= - 0,3 – 18*0,002612 = - 0,347 m

Trong đó: L = 18 m là chiều dài bể lắng cát

 Cao trình đáy bể lắng cát (cuối bể):

Zday be (cuoi bể) = Zmuc nuoc (cuoi be) - Hngn

Bảng 8: Các thông số sử dụng thiết kế bể điều lưu

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

4 Chiều cao tránh mưa chảy tràn

(Nguồn: Phương pháp xử lý nước thải – Lê Hoàng Việt

Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai)

Do nhà máy chưa đi vào hoạt động nên ta tính thể tích tính toán bể điều lưu dựa vào côngthức:

 Chọn thời gian hoạt động nhà máy là 10 h

3

992 24

10

* 1700 1700

24

*

m t

Q

Q

2003) (chọn thời gian hoạt động nhà máy là 10 h)

Thể tích hữu dụng thực tế của bể điều lưu là bằng thể tích tính toán cộng thêm 20% phòngngừa để tránh các biến động và sự cố do thời vụ.

V hd V tt  20 %V tt  992  0 , 2 * 992  1190m3

Chọn chiều sâu hoạt động của bể là H ngn = 4 m

Chọn chiều cao bảo vệ của bể: H bv = 0,3 m

Ta có cao trình mực nước ở cuối bể lắng cát:

Zmuc nuoc (cuoi be lang cat) = - 0,347 m

 Cao trình mực nước ở đầu bể điều lưu:

Zmuc nuoc (dau be dieu luu) = Zmuc nuoc (cuoi be lang cat) – L*imin

= - 0,347 – 3 * 0,002612

= - 0,35m

Trong đó: L = 3m là chiều dài từ bể lắng cát đến bể điều lưu

→ Chọn chiều cao chết ở bể điều lưu là: Hchet = 0,35 m

 Chiều cao tổng của bể là:

L

b b

b

2

298 2

 Lượng không khí cần thiết để cung cấp cho bể là:

trạng thái hiếu khí ( theo Lê Hoàng Việt, giáo trình Phương Pháp Xử Lý Nước Thải, 2003)

 Khối lượng oxy cần cung cấp:

M oxy V kk 1 , 2 * 0 , 23  1071 1 , 2 * 0 , 23  295kgO2/h(do ở điều kiện chuẩn 1m3 khôngkhí nặng 1,2 kg và oxy chiếm 23,2% khối lượng)

Chọn máy khuấy bề mặt có hiệu suất cung cấp khí là H k = 1kgO 2 /hp*h

 Công suất máy khuấy là:

295







Ta chọn 6 máy khuấy, mỗi máy có công suất là 50 hp phân bố đều theo bề mặt bể

Ở bể điều lưu ta đặt 2 bơm chìm (1 bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng)

Với lưu lượng bơm là 70,8m3/h (do bể xử lý sinh học hoạt động 24/24 giờ nên:

h m Q

* 000 1

8 , 70

* 7

* 81 , 9

* 000 1

= 1,6kW

Trong đó :

ρ: khối lượng riêng của chất lỏng

η: hiệu suất của bơm, η = 0,73 ÷ 0,93  chọn η = 0,8

Ntt = 1.5 * N = 1.5 * 1,6 = 2,4 kW = 3,21 Hp ( vì 1kW = 1,34 hp)

Chọn bơm 3,5 Hp

Đặt 2 bơm 3,5 Hp ,1 bơm làm việc,1 bơm dự phòng Ta còn gắn thêm van điều áp ởmáy bơm để tránh hiện tượng máy chạy hết công suất gây thiếu hụt nước trong bể điều lưu.Các máy khuấy được đặt trên các phao nổi, khoảng cách giữa cánh khuấy và đáy bể phải cómột khoảng cách an toàn tránh sự va đập giữa cánh khuấy và đáy bể làm hư hỏng cánhkhuấy

Ngoài ra nên lắp thêm các thiết bị khác: hệ thống để nước chảy tràn khi bơm bị

hỏng; thiết bị lấy các chất rắn nổi, các chất dầu mỡ bám hay bọt bám vào các thành bể; cácvòi phun nước rửa các bọt, dầu mỡ bám vào các thành bể; đáy bể nên lắp hệ thống thoátnước để có thể tháo cạn nước khi cần thiết…

 Tính toán cao trình:

Cao trình đầu bể:

Cao trình mực nước ở đầu bể điều lưu:

Zmuc nuoc (dau be dieu luu) = Zmuc nuoc (cuoi be lang cat) – L*imin

= - 0,347 – 3 * 0,002612

= - 0,35m

Trong đó: L = 3m là chiều dài từ bể lắng cát đến bể điều lưu

Cao trình đáy bể điều lưu (đầu bể):

Zday be (dau be dieu luu) = Zmuc nuoc (dau be dieu luu) – Hngn

= - 0,35 – 4

= - 4,35 m

Cao trình cuối bể:

Cao trình mực nước ở cuối bể điều lưu

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

= - 0,35 – 24,4 * 0,002612

= - 0,413 m

Trong đó: L = 24,4m là chiều dài bể điều lưu

Cao trình đáy bể điều lưu (cuối bể):

Zday be (dau be dieu luu) = Zmuc nuoc (cuoi be dieu luu) – Hngn

= - 0,413 – 4

= - 4,413 m

Thông số đầu vào: Q sx = 1500 m 3 /ngày

Bảng 9: thông số đầu vào nông độ nước thải hỗn hợp:

STT Chỉ tiêu Đơn vị Nước thải sản

Bảng 10: Các thông số thiết kế bể tuyển nổi

chuẩn

Giá trị chọn thiết kế

Lượng không khí bão hòa trong

nước ở 200C, áp suất 1 atm ( s a )

rắn

0,005 ÷ 0,06 0.02

(Nguồn: Lê Hoàng Việt, Phương pháp xử lý nước thải _ 2003)

 Tính toán lực nén trong bồn tạo áp:

Ta có:

 Pa: áp suất khí quyển (Pa = 1 atm )

 Q: lưu lượng nước thải ( Q = 1700 m3 / ngày )

 Qr lưu lượng hoàn lưu

Ta chọn hoàn lưu 100 % (Qr = 1700 m3 / ngày)

 f : hệ số tỉ lệ độ hòa tan của không khí vào nước ở áp lực P

n

V   Q t  3,5 (m3) Trên thực tế, thể tích nước (Vn) chỉ chiếm 2/3 thể tích bồn tạo áp (Vb):

V n = 2/3 V b

 Vb = 3/2 Vn = 3/2 * 3.5 = 5.25 (m3)

 Thiết kế buồng tạo áp hình trụ Chọn chiều cao buồng là: h = 2,5 m

 Tính kích thước bể tuyển nổi:

 Thời gian tồn lưu nước trong bể là:   30phút

 Chiều cao bảo vệ là: hbv= 0,5 (m)



(1700 1700)80*24*60*10

Tỉ số chiều rộng/ chiều sâu

ngn

B

h : từ 1: 1 đến 2.25 : 1 (Theo Lê Hoàng Việt,

Phương pháp xử lý nước thải)

Chọn chiều dài vùng thu nước: Lt = 1 m

Vách tường ngăn vùng thu nước được đặt cách thành bể đầu ra 1m, cách đáy bể0,3m và cao hơn mực nước trong bể khoảng 0,2m

Chiều dài tổng cộng của bể tuyển nổi: