kỹ thuật xử lí nước thải (1)

- Chi phí ñầu tư xây dựng bể lọc than hoạt tính không hợp lý,tốn kém do phải thay than hoạt tính theo ñịnh kì, nước thải có thể không cần qua giaiñoạn này mà vẫn ñạt hiệu quả.3.4.4 Khu C

SVTH: Võ Chính Minh - 104108031 Trang 1

Tính chấtcơ bản của nước thải dầu vào

HỐ THU & TRẠM BƠM

Công nghệ chủ ựạo: Công nghệ truyền thống xử lý sinh học với bùn hoạt tắnh

sinh trưởng lơ lửng

Ưu

- Sử dụng trong trường hợp nước thải có lưu lượng lớn

- Hệ thống ựược ựiều khiển hoàn toàn tự ựộng, vận hành ựơngiản, ắt sửa chữa

- đòi hỏi nhiều năng lượng trong suốt quá trình hoạt ựộng

- Không ựề phòng ựược sự cố kim loại nặng, dễ gây chết bùn

3.4.2 Khu công nghiệp Việt Nam Ờ Singapore (VSIP)

Thông số cơ bản

Lưu lượng dòng thải thiết kế: 6.000 m3/ngày.ựêm

Lưu lượng dòng thải thực tế hiện nay: 2.500 m3/ng.ựêm

Tắnh chất nước thải ựầu vào

Nước thải sau xử lý

Hình 3.2: Sơ ñồ công nghệ HTXLNT khu công nghiệp Việt Nam -

Singapore

Công nghệ chủ ñạo: Sử dụng công nghệ vi sinh bám dính (lọc sinh học) kết

hợp với bùn hoạt tính aerotank truyền thống

Ưu

bằng vi sinh vật lơ lửng và dính bám vì vậy hiệu quả xử lý rất cao

- Hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh, nước thải ñầu ra ñạtchất lượng tốt

- Chi phí ñầu tư ban ñầu cao, tốn nhiều diện tích xây dựng

- Sử dụng trong trường hợp lưu lượng nước thải không lớn

3.4.3 Khu công nghiệp Linh Trung 1

Lưu lượng nước thải thiết kế: 5.000m3/ngñ

Tính chất nước thải ñầu vào

Hình 3.3: Sơ ñồ công nghệ HTXLNT khu công nghiệp Linh Trung 1

Công nghệ chủ ñạo: Sử dụng công nghệ bùn hoạt tính theo phương pháp SBR

là chủ yếu, có kết hợp cơ học - vật lý

Ưu

diện tích, không cần nhiều nhân viên

- Không tốn chi phí cho việc tuần hoàn bùn

- Thời gian xử lý có thể ñiều chỉnh linh hoạt

- Chi phí ñầu tư xây dựng bể lọc than hoạt tính không hợp lý,tốn kém do phải thay than hoạt tính theo ñịnh kì, nước thải có thể không cần qua giaiñoạn này mà vẫn ñạt hiệu quả.

3.4.4 Khu Chế Xuất Tân Thuận

Công suất thiết kế: 10.000m3/ngày

Yêu cầu: nước thải ñầu ra phải ñược: Xử lý ñạt tiêu chuẩn loại B (TCVN

- Không ñòi hỏi nhiều năng lượng trong suốt quá trình hoạt

- Người ñiều hành cần có kỹ năng: Theo dõi, kiểm tra các chỉtiêu ñầu ra thường xuyên

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ðỀ XUẤT CÔNG NGHỆ

XỬ LÝ PHÙ HỢP CHO KCN KIM HUY

4.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

ðề xuất công nghệ xử lý nước thải dựa vào

- Công suất trạm xử lý

- Chất lượng nước sau xử lý

- Thành phần, tính chất nước thải khu công nghiệp

- Những quy ñịnh xả vào cống chung và vào nguồn nước

- Hiệu quả quá trình

- Diện tích ñất sẵn có của khu công nghiệp

- Quy mô và xu hướng phát triển trong tương lai của khu công nghiệp

- Yêu cầu về năng lượng, hóa chất, các thiết bị sẵn có trên thị trường

4.2 THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TẠI KCN KIM HUY

Lưu lượng nước thải

Bảng 4.1: Lưu lượng nước thải KCN Kim Huy

1. Lưu lượng nước thải giai ñoạn 1 m 3 /ngày 1000

3. Lưu lượng nước thải giai ñoạn 2 m 3 /ngày 1000

Tổng cộng công suất của 2 giai ñoạn m 3

Thành phần và tính chất nước thải ñầu vào

Nước thải có thể chứa các chất tan, không tan, các chất vô cơ hoặc hữu cơ.Theo yêu cầu HSMT, tất cả các chỉ tiêu nước thải ñầu vào nhà máy xử lý nước thảitâp trung phải ñạt nguồn loại C Tuy nhiên, ñể ñảm bảo hệ thống hoạt ñộng an toànkhi vượt tải, các thông số chính sau ñây sẽ ñược nhân hệ số an toàn là 1,5 lần

Bảng 4.2: Thành phần tính chất nước thải KCN Kim Huy trước xử lý

(Nguồn: Ban quản lý khu công nghiệp Kim Huy)

Nhận xét: Bảng thành phần tính chất nước thải trước xử lý cho thấy các thông

số trên còn khá cao và cần tiếp tục xử lý ñạt loại A – QCVN 24:2009/BTNMT trướckhi xả vào nguồn tiếp nhận

Thành phần và tính chất nước thải sau xử lý

Chất lượng nước thải sau xử lý tuân theo tiêu chuẩn nước thải Việt NamQCVN 24:2009/BTNMT, cột A với một số chỉ tiêu cơ bản ñược nêu trong bảng sau.Tuy nhiên, nếu có sự thay ñổi của Tiêu chuẩn Việt Nam, các thông số ñầu ra cũng sẽthay ñổi theo

Bảng 4.3: Bảng tiêu chuẩn nước thải Việt Nam QCVN 24:2009/BTNMT

Lưu ý: ðề xuất kỹ thuật của tôi ñược căn cứ trên các giá trị nêu ở các bảng trên Chất lượng nước thải ñầu ra ñạt tiêu chuẩn như ñã nêu trên với các ñiều kiện sau:

i) Mức ñộ ô nhiễm của nước thải ñầu vào không cao hơn giá trị ñã nêu ở bảng thuộcmục 4.2

ii)Lưu lượng nước thải ñầu vào không lớn hơn giá trị nêu ở bảng thuộc mục 4.1

4.3 ðỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP

Dựa trên việc phân tích lưu lượng, thành phần nước thải, yêu cầu mức ñộ xử

lý, ñiều kiện kinh tế, kỹ thuật ñề xuất phương án xử lý nước thải cho KCN như sau:

Bể Trung Gian

Polyme

hợp vệ sinh

Xả vào nguồn tiếp nhận

Hình 4.4 Sơ ñồ quy trình công nghệ

Máy Ép Bùn

Bể Khử Trùng

Hồ Sinh Học

4.3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ lựa chọn

Hố bơm

Tất cả các dòng thải từ nhà máy theo hệ thống thoát nước thải sẽ ñược dẫnvào hố của trạm xử lý Trước khi vào hố bơm, nước thải ñược ñưa qua hệthống song chắn rác thô (10mm) nhằm loại bỏ rác hoặc các vật liệu dạng sợilớn nhằm bảo vệ các công trình phía sau Hố bơm ñược chia làm 2 ngăn, khinước thải ñi vào hố bơm, cát sẽ bị giữ lại ở ngăn ñầu tiên Tại ñây có ñặtbơm chìm ñể bơm cát ñịnh kỳ lên sân phơi cát Sau ñó nước thải ñi vào ngănthứ 2 và ñược bơm lên bể ñiều hòa

Bể ñiều hòa

Bể này sẽ ñiều hòa lưu lượng và tải lượng chất ô nhiễm có trong nước thải

Bể ñiều hòa ñược thiết kế với dung tích lớn 2000 m3 ñảm bảo sức chứa cho

2000 m3/ngày Cánh khuấy chìm ñược lắp ñặt trong bể nhằm hạn chế quátrình sa lắng cặn Nước thải sau ñó ñược bơm lên cụm xử lý hóa lý

Bể keo tụ

Tại bể keo tụ, hóa chất keo tụ chỉ ñược châm vào khi trong nước thải cóchứa các chất ô nhiễm như kim loại nặng chưa ñược xử lý chủ yếu (Ni, ) Chất keo tụ giúp làm mất ổn ñịnh các hạt cặn có tính “keo” và kích thíchchúng kết lại với các cặn lơ lửng khác ñể tạo thành các hạt có kích thước lớnhơn ðộ pH của nước thải trong bể keo tụ cũng ñược ñiều chỉnh ñến giá trịtối ưu cho quá trình keo tụ

Bể tạo bông

Nước thải từ bể keo tụ ñược tiếp tục dẫn qua bể tạo bông Tương tự như bểkeo tụ, tại bể tạo bông, hóa chất kích thích quá trình tạo thành các bông cặnlớn hơn Polymer anion ñược trộn với nước thải khi có mặt các chất ô nhiễmkhông có khả năng phân hủy sinh học Polymer anion có tác dụng hìnhthành các “cầu nối” nhằm liên kết các bông cặn lại với nhau tạo thành cácbông cặn có kích thước lớn hơn nhằm nâng cao hiệu quả của bể lắng phíasau Nước thải từ bể tạo bông sẽ ñược dẫn qua bể lắng sơ cấp nhằm tách cácbông cặn ra khỏi nước thải

Bể lắng sơ cấp

Tại bể lắng sơ cấp hình trụ, các chất rắn lắng ñược có trong nước thải sẽñược lắng xuống bằng phương pháp trọng lực Bể lắng sơ cấp có thể giúploại bỏ ñược khoảng 60% chất rắn lơ lửng và một phần BOD có trong cáchạt cặn hữu cơ Bùn lắng dưới ñáy bể lắng sơ cấp ñược chuyển ñến hố chứa

bùn hóa lý (TK16) bằng thanh gạt bùn Phần nước sau lắng ñược chảy tràn

về trung hòa

Bể Aeroten

Nước sau khi ra khỏi bể lắng I sẽ tự chảy về bể Aerotank Ở ñây khí ñượccung cấp nhờ các ñĩa phân phối khí giúp cho quá trình hòa tan oxy ñượchiệu quả Mục ñích giai ñoạn này là dựa vào hoạt ñộng phân hủy của vi sinhvật làm giảm lượng hữu cơ trong nước thải cũng như làm ñông tụ các chấtthải dưới dạng keo lắng Sinh khối vi sinh vật tăng lên ñồng thời, hàm lượngchất hữu cơ giảm ñi

Bể lắng thứ cấp

Hỗn hợp bùn & nước thải rời khỏi bể sinh học dính bám chảy tràn vào bểlắng hình chữ nhật nhằm tiến hành quá trình tách nước và bùn Bùn sinh họclắng dưới ñáy bể lắng thứ cấp ñược dẫn vào hố chứa bùn bằng thiết bị gạtbùn Bùn thu ñược trong hố chứa bùn ñược bơm vào bể chứa bùn sinh học(TK17) nhằm tiến hành quá trình tách nước trước khi mang ñi ép khô Nướcthải sau tách bùn ở bể lắng ñược dẫn qua bể chứa nước trung gian

Bể Trung Gian

Nước thải sau xử lý sinh học sẽ ñược kiểm ta chất lượng nước thải dầu ra,nếu thành phần chất vô cơ (COD) và căn lơ lững (SS) vượt quá mức chophép, nước thải sẽ ñược bơm từ bể chứa trung gian về cụm bể lọc ña lớp vậtliệu và lọc than hoạt tính

Bể lọc ña lớp vật liệu và than hoạt tính

Hệ thống lọc ña lớp vật liệu và lọc than hoạt tính ñược thiết kế dự phòng sẽñược kích hoạt nhằm loại bỏ hoàn toàn các kim loại nặng, các chất rắn lơlững này bằng cơ chế hấp phụ trong trường hợp cần thiết Nước sau xử lý sẽñược xả vào bể khử trùng

Bể khử trùng

Tại bể khử trùng, nước thải ñược trộn với chất khử trùng ñược cung cấp bởi

hệ thống bơm ñịnh lượng nhằm tiêu diệt các vi khuẩn coliform Bể khửtrùng cũng ñược thiết kế các tấm chắn nhằm tạo sự khuấy trộn tốt nhất giữanước thải và chất khử trùng Nước thải sau xử lý sẽ tự chảy vào bể khử clodư

Bể chứa bùn sơ cấp

Bùn từ bể lắng thứ cấp ñược bơm vào bể chứa bùn thứ cấp ñể lưu trữ trướckhi ñược bơm vào máy ép bùn băng tải Từ bể chứa bùn, bùn sẽ ñược bơmvào máy ép bùn băng tải ñể tách nước

Máy ép bùn băng tải

Máy ép bùn băng tải ñược sử dụng nhằm tách nước ra khỏi bùn ðối với quátrình này, polymer sẽ ñược châm vào như là chất phụ trợ cho quá trình táchnước trong bùn Bùn sau khi tách nước ở dạng bánh sẽ ñược mang ñi chônlấp hợp vệ sinh Nước từ quá trình tách bùn sẽ ñược tuần hoàn lại hố bơm

5

5

CHƯƠNG 5

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ðƠN VỊ

5.1 MỨC ðỘ CẦN THIẾT XỬ LÝ VÀ THÔNG SỐ TÍNH TOÁN

SSv: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải chưa xử lý, (mg/l)

SSr: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vàonguồn nước, (mg/l)

 Mức ñộ cần thiết phải xử lý hàm lượng BOD

BOD v : Hàm lượng BOD5 trong nước thải ñầu vào, (mg/l)

BOD r : Hàm lượng BOD5 trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nước, (mg/l)

 Mức ñộ cần thiết phải xử lý hàm lượng COD

COD = COD v  COD r 100  600  50 100  92%

5.1.2 Xác ñịnh các thông số tính toán

Hệ thống xử lý nước thải hoạt ñộng 24/24 vậy lượng nước thải ñổ ra liên tục

Lưu lượng trung bình ngày:

Q

h Q

Chọn hệ số khơng điều hịa, giờ cao điểm: kmax = 1,6

max = 83,33 x 1,6 = 133,33 (m /h)

5.2 TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ðƠN VỊ

5.2.1 SONG CHẮN RÁC THÔ

Mương dẫn nước thải vào

Chiều rộng: B = 300 mm.

Độ dốc: I = 0,0008.

Vận tốc nước chảy: v = 0,8 m/s.

Chọn song chắn rác làm bằng thép không rỉ, thanh chắn có thiết diện hỗn hợp

Tiết diện thanh : s x l = 8 x 50 mm

Khoảng cách giữa các thanh: b = 16 mm.

Số khe hở của song chắn rác

V: vận tốc nước thải qua song chắn rác ứng với lưu lượng tối đa Theo Giáo trình XỬ LÝ NƯỚC THẢI_GS.PTS Hoàng Huệ thì v = 0.8  1.0 m/s.

K = 1.05 là hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy khi qua song chắn rác.

h max : chiều cao ngập nước ở chân song chắn rác ứng với Q max Ta lấy h max

bằng chiều cao mực nước của mương ứng với Q max

 0,1542 (m).

b = 16 mm = 0,016 m.

0,8  0,016 0,1542

Kiểm tra sự lắng cặn ở phần mở rộng trước song chắn rác:

Vận tốc nước thải trước song chắn rác V kt không được nhỏ hơn 0,4 m/s (Theo Giáo trình XỬ LÝ NƯỚC THẢI_GS.PTS Hoàng Huệ).

 0,5m / s

V kt = 0,5 m/s > 0,4 m/s  thỏa điều kiện không lắng cặn.

Chiều dài mở rộng mương trước song chắn rác:

l  B s  B  472  300  235,6mm

1  l1  236mm  0,236m

2tg 2tg 200

Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác:

l  l1 2

2

 236  118mm 

0,18m 2

Chiều dài đoạn đặt song chắn rác có chiều rộng Bs.

l  1m (Theo Giáo trình XỬ LÝ NƯỚC THẢI_GS.PTS Hoàng Huệ).

g: gia tốc trọng trường (g = 9,81 m/s 2 ).

 : hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác, phụ thuộc vào hình dáng tiết diện

*  : góc nghiêng đặt song chắn rác so với phương ngang ( = 600 ).

*  : hệ số phụ thuộc tiết diện thanh chắn Thanh có tiết diện hỗn hợp nên 

= 1.83 (Tra bảng 2-2 Giáo trình XỬ LÝ NƯỚC THẢI_GS.PTS Hoàng Huệ).

h: chiều cao từ mực nước cao nhất đến sàn công tác.

Chiều cao xây dựng của bể thu gom

Với:

Hxd = H + hbv

H : Chiều cao hữu ích của bể, (m)

hbv : Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5

Kích thước bể thu gom: L x B x H = 4m x 3m x 4m

Thể tích xây dựng bể: Wt = 4 x 4 x 6 = 96 (m3)

 Chọn ống dẫn nước vào bể thu gom

Chọn ống dẫn nước vào với vận tốc v = 0,9(m/s), D = 500(mm) (ðiều 4.6.1 TCVN

7957 – 2008)

Theo ñiều 6.2.5 (TCVN 5957 – 2008) thì ñộ sâu ñặt ống ñối với nơi có nhiều xe cơ

giới ñi lại Hmin = 0,7(m) Vậy, Chọn H = 1(m)

4  A

  v

4 0, 0193,142  2

 Ống dẫn nước thải sang bể ñiều hòa

Nước thải ñược bơm sang bể ñiều hòa nhờ một bơm chìm, với vận tốc nước chảy

1000  0,8

= 4,5 (Kw) = 6 (Hp)

 : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93, chọn = 0,8

ρ : Khối lượng riêng của nước 1.000 (kg/m3)

Chọn bơm chìm, ñược thiết kế 2 bơm có công suất như nhau (4,5 Kw) Trong ñó 1bơm ñủ ñể hoạt ñộng với công suất tối ña của hệ thống xử lý, 1 bơm còn lại là dựphòng

Bảng 5.1: Tổng hợp tính toán bể thu gom

Kích thước bể thu gom

 Chọn L x B = 11m x 10m

Chiều cao xây dựng của bể:

Hxd = H + hbv = 5 + 0,5 = 5,5 (m)Với:

H : Chiều cao hữu ích của bể, (m)

hbv : Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 (m)

 Kích thước của bể ñiều hoà: L x B x Hxd = 11m x 8m x 5,5m

Thể tích thực của bể ñiều hòa: Wt = 11 x 8 x 5,5 = 484 (m3)

 Tính toán hệ thống ñĩa, ống, phân phối khí

Hệ thống ñĩa

Chọn khuấy trộn bể ñiều hoà bằng hệ thống thổi khí Lượng khí nén cần cho thiết bị khuấy trộn:

qkhí = R x Wdh(tt) = 0,012 (m3/m3.phút) x 416,67 (m3) = 5 (m3/phút) = 300(m3/h) = 5.000 (l/phút)

Trong ñó:

R : Tốc ñộ khí nén, R = 10 – 15 (l/m3.phút) Chọn R = 12 (l/m3.phút) =

0,012 (m3/m3.phút)

Wdh(tt) : Thể tích hữu ích của bể ñiều hoà, (m3)

Chọn khuếch tán khí bằng ñĩa bố trí dạng lưới Vậy số ñĩa khuếch tán là:

= 13,05 (m/s) => thoả mãn

vkk= 10 –

15 (m/s)

ðối với ống nhánh có lưu lượng qnh = 83,3(l /

Áp lực và công suất của hệ thống nén khí

Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí xác ñịnh theo công thức:

Htc = hd + hc + hf + HTrong ñó:

hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên ñường ống dẫn, (m)

hc : Tổn thất áp lực cục bộ, hc thường không vượt quá 0,4m

hf : Tổn thất qua thiết bị phân phối , hf không vượt quá 0,5m

H : Chiều cao hữu ích của bể ñiều hoà, H = 4 m

qkk : Lưu lượng không khí, (m3/s)

n : Hiệu suất máy thổi khí, n = 0,7 – 0,9, chọn n = 0,8

k : Hệ số an toàn khi sử dụng trong thiết kế thực tế, chọn k = 2

Chọn 2 máy thổi khí công suất 12 Hp (2 máy hoạt ñộng luân phiên)

 Tính toán các ống dẫn nước ra khỏi bể ñiều hoà

Nước thải ñược bơm sang bể keo tụ nhờ một bơm chìm, lưu lượng nước thải 83,33

m3/h, với vận tốc nước chảy trong ống là v = 2m/s, ñường kính ống ra:

s h

4  83, 33

  2  3600

Dr = = 0,121 (m)

 Chọn ống nhựa uPVC có ñường kính  =140mm

 Chọn máy bơm nước từ bể ñiều hòa sang keo tụ

Các thông số tính toán bơm

Lưu lượng mỗi bơm QTB = 2.000 (m3/ngày) = 0,023 (m3/s)

Sử dụng hai bơm hoạt ñộng luân phiên ñể bơm nước thải từ bể ñiều hòa lên bể keo tụ

Công suất của bơm:

  QTB

1000 

Trong ñó:

 :Khối lượng riêng chất lỏng  =1.000 (kg/m3)

TB : Là lưu lượng trung bình giờ nước thải Q tb 

H :Là chiều cao cột áp (tổn thất áp lực) (m)

g :Gia tốc trọng trường g = 9,81 (m/s2)

 : Là hiệu suất máy bơm  = 0,73 - 0,93 chọn  = 0,8

Xác ñịnh chiều cao cột áp của bơm theo ñịnh luật Bernulli:

H = Hh +  h = Hh + Ht + Hd +Hcb

Trong ñó:

Hh : Cột áp ñể khắc phục chiều cao dâng hình học, (m)

Ht : Tổn thất áp lực giữa hai ñầu ñoạn ống hút và ống ñẩy, (m)

Hd : Tổn thất áp lực dọc ñường, (m)

Hcb: Tổn thất áp lực cục bộ, (m)

Xác ñịnh cột áp ñể khắc phục chiều cao dâng hình học:

Hh = Z1 – Z2 = 5 (m)Trong ñó:

Z1 : Chiều cao ñẩy (ñộ cao bể ñiều hòa) Z1 = 5 (m)

Z2 : Chiều cao hút, Z2 = 0 (m)

Xác ñịnh tổn thất áp lực gữa hai ñầu ñoạn ống hút và ống ñẩy:

Q