TÀI LIỆU THAM KHẢO CHUẨN CÓ CHỈNH SỬA CỦA NHÀ TRƯỜNG, THAM KHẢO CÁC BẢN TRƯỚC ĐÓ, ÁP DỤNG CHO CÁC BẠN THEO HỌC NGÀNH MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC BẠN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG HN CÁC CÂU HỎI ĐÃ ĐƯỢC XÁC MINH, CHỈNH SỬA PHÙ HỢP VỚI YÊU CẦU ÔN THI Các bạn có thể tải về và áp dụng công thức với những công suất khác, bản đồ án này được 10đ trong đồ án môn học, đã được làm một cách kỹ càng về cả công thức, trích nguồn cũng như tiêu chuẩn, cảm ơn các bạn đã quan tâm và chúc các bạn kết thúc môn học với điểm A. Xin cảm ơn! Nguyễn Tuấn Linh
Trang 1BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
Họ và tên sinh viên: Nhóm 5
Lớp : DH5M1
Họ và tên giảng viên hướng dẫn: Lê Ngọc Thuấn
1- Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý nước thảitheo các số liệu dưới đây:
- Nguồn thải loại: Nước thải công nghiệp
- Công suất thải nước: …450…m3/ngày đêm
- Chỉ tiêu chất lượng nước thải:
2- Thể hiện các nội dung nói trên vào :
- Thuyết minh công nghệ (đề xuất hai phương án công nghệ, lựa chọn 1 phương án)
- Vẽ chi tiết hai công trình chính
Lê Ngọc Thuấn
• Thành viên nhóm 5:
- Trần Duy Cường
- Đỗ Vũ Khánh Huyền (Nhóm trưởng)
- Nguyễn Tuấn Linh
- Lê Thị Thu Phương
Trang 2STT Thành Viên Cho Điểm
NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
1.1. Tổng quan về nước thải công nghiệp
Nước thải công nghiệp là nước thải được sinh ra trong quá trình sản xuất công nghiệp từ các công đoạn sản xuất và các hoạt động phục vụ cho sản xuất như nước thải khi tiến hành vệ sinh công nghiệp hay hoạt động sinh hoạt của công nhân viên Nước thải công nghiệp rất đa dạng, khác nhau về thành phần cũng như lượng phát thải và phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại hình công nghiệp, loại hình công nghệ sử dụng, tính hiện đại của công nghệ, tuổi thọ của thiết bị, trình độ quản lý của cơ sở và ý thức cán bộ công nhân viên.
Tính chất nước thải công nghiệp
Trong sản xuất công nghiệp, nước thải được tạo ra trong quá trình khai thác và chế biến các nguyên liệu hữu cơ, vô cơ Trong các quá trình công nghệ, các nguồn nước thải như:
trong quá trình chế biến.
Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước hạt trong khoảng 10-4-10-6mm
Các chất bẩn dạng hòa tan có kích thước nhỏ hơn 10-6mm, có thể ở dạng phân tử hoặc phân
li thành ion
Trang 3b. Thành phần hóa học
Các chất hữu cơ trong nước thải chiếm khoảng 50 - 60% tổng các chất Các chất hữu cơ nàybao gồm chất hữu cơ thực vật: cặn bã thực vật, rau, hoa quả, giấy và các chất hữu cơ động vật:chất thải bài tiết của người Các chất hữu cơ trong nước thải theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu làprotein (chiếm 40 – 60%), hydratcacbon (25 – 50%), các chất béo, dầu mỡ (10%) Urê cũng làchất hữu cơ quan trọng trong nước thải Nồng độ các chất hữu cơ thường được xác định thôngqua chỉ tiêu BOD, COD Bên cạnh các chất trên nước thải còn chứa các liên kết hữu cơ tổng hợp:các chất hoạt động bề mặt mà điển hình là chất tẩy tổng hợp (Alkyl bezen sunfonat- ABS) rất khó
xử lí bằng phương pháp sinh học và gây nên hiện tượng sủi bọt trong các trạm xử lý nước thải vàtrên mặt nước nguồn – nơi tiếp nhận nước thải
Các chất vô cơ trong nước thải chiếm 40 - 42% gồm chủ yếu: cát, đất sét, các axit, bazơ vôcơ,… Nước thải chứa các hợp chất hóa học dạng vô cơ như sắt, magie, canxi, silic, nhiều chấthữu cơ sinh hoạt như phân, nước tiểu và các chất thải khác như: cát, sét, dầu mỡ Nước thải vừa
xả ra thường có tính kiềm, nhưng dần dần trở nên có tính axit vì thối rữa
c. Thành phần vi sinh, vi sinh vật
Trong nước thải còn có mặt nhiều dạng VSV: vi khuẩn, vi rút, nấm, rong tảo, trứng giun sán.Trong số các dạng vi sinh vật đó, có thể có cả các vi trùng gây bệnh, ví dụ: lỵ, thương hàn, có khảnăng gây thành dịch bệnh Về thành phần hóa học thì các loại vi sinh vật thuộc nhóm các chấthữu cơ
Khi xét đến các quá trình xử lý nước thải, bên cạnh các thành phần vô cơ, hữu cơ, vi sinhvật như đã nói trên thì quá trình xử lý còn phụ thuộc rất nhiều trạng thái hóa lý của các chất đó vàtrạng thái này được xác định bằng độ phân tán của các hạt Theo đó, các chất chứa trong nướcthải được chia thành 4 nhóm phụ thuộc vào kích thước hạt của chúng
- Nhóm 1: Gồm các tạp chất phân tán thô, không tan ở dạng lơ lửng, nhũ tương, bọt Kích thước hạt
của nhóm 1 nằm trong khoảng 10-1-10-4mm Chúng cũng có thể là chất vô cơ, hữu cơ, vi sinh vật
và hợp cùng với nước thải thành hệ dị thể không bền và trong điều kiện xác định, chúng có thểlắng xuống dưới dạng cặn lắng hoặc nổi lên trên mặt nước hoặc tồn tại ở trạng thái lơ lửng trongkhoảng thời gian nào đó Do đó, các chất chứa trong nhóm này có thể dễ dàng tách ra khỏi nướcthải bằng phương pháp trọng lực
- Nhóm 2: Gồm các chất phân tán dạng keo với kích thước hạt của nhóm này nằm trong khoảng 10
-4-10-6mm Gồm 2 loại keo: keo ưa nước và keo kị nước
Thành phần các chất keo có trong nước thải chiếm 35-40% lượng các chất lơ lửng Do kíchthước nhỏ bé nên khả năng tự lắng của các hạt keo là khó khăn Vì vậy, để các hạt keo có thể lắngđược, cần phá vỡ độ bền của chúng bằng phương pháp keo tụ hóa học hoặc sinh học
- Nhóm 3: Gồm các chất hòa tan có kích thước hạt phân tử nhỏ hơn 10-7mm Chúng tạo thành hệmột pha còn gọi là dung dịch thật Các chất trong nhóm 3 rất khác nhau về thành phần Một sốchỉ tiêu đặc trưng cho tính chất nước thải: độ màu, mùi, BOD, COD,… được xác định thông qua
sự có mặt các chất thuộc nhóm này và để xử lí chúng thường sử dụng biện pháp hóa lý và sinhhọc
- Nhóm 4: Gồm các chất trong nước thải có kích thước các hạt nhỏ hơn hoặc bằng 10-8mm (phântán ion) Các chất này chủ yếu là axit, bazơ và các muối của chúng Một trong số đó như cácmuối amonia, phosphat được hình thành trong quá trình xử lý sinh học
1.1.1. Tính chất của nước thải sinh hoạt
Tính chất nước thải giữ vai trò quan trọng trong thiết kế, vận hành hệ thống xử lý và quản lýchất lượng môi trường, sự dao động về lưu lượng và tính chất nước thải quyết định tải trọng thiết
kế cho các công trình đơn vị
Trang 4Thành phần và tính chất nhiễm bẩn của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tập quán sinhhoạt, mức sống của sinh viên, mức độ hoàn thiện của thiết bị, trạng thái làm việc của thiết bị thugom nước thải Lưu lượng nước thải thay đổi tuỳ theo điều kiện tiện nghi cuộc sống Tác hại đếnmôi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra.
- COD, BOD: sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxy của
nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước Nếu ô nhiễm quá mức,điều kiện yếm khí có thể hình thành Trong quá trình phân huỷ yếm khí sinh ra các sản phẩm như
H2S, NH3, CH4, làm cho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH của môi trường
- SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí.
- Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời sống của thuỷ sinh
vật nước
- Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy, ngộ độc thức ăn,
vàng da…
- Ammonia, phospho: đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng Nếu nồng độ trong nước quá
cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoá (sự phát triển bùng phát của các loại tảo, làm cho nồng độoxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt vong các sinh vật, trong khi đó vào banngày nồng độ oxy rất cao do quá trình hô hấp của tảo thải ra)
- Màu: mất mỹ quan.
- Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt.
1.2. Các phương pháp xử lý nước thải
1.2.1. Phương pháp xử lý cơ học
- Song chắn rác hoặc lưới chắn rác
Loại bỏ tất cả các tạp chất có thể gây sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nướcthải như tắc cống bơm, đường ống hoặc ống dẫn Có 2 loại song chắn rác: song chắn rác vớt rácthủ công và song chắn rác vớt rác cơ giới
có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước váchngăn hay áp suất thấp sau vách ngăn
1.2.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong các công trình nhân tạo
Phương pháp dựa trên cơ sở: hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gâynhiễm bẩn trong nước thải Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làmchất dinh dưỡng và tạo năng lượng Chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinhtrưởng, sinh sản nên sinh khối của chúng tăng lên Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi
Trang 5sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa Nước thải được xử lýbằng phương pháp sinh học sẽđược đặc trưng bằng các chỉ tiêu COD và BOD.
Tự làm sạch: do trong môi trường có các vi khuẩn giúp cho quá trình chuyển hóa, phân hủychất hữu cơ nên khi xử lý nước thải cần xem xét nước thải có vi sinh vật hay không để lợi dụng
sự có mặt của nó và nếu có thì tạo điều kiện tốt nhất cho các vi sinh vật phát triển
Bể phản ứng yếm khí: có dòng nước thải đi qua tầng cặn lơ lửng
- Các phương pháp hiếu khí:
Cơ chế phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí: các quá trình hiếu khí có thể xảy ratrong điều kiện tự nhiên hay trong các điều kiện xử lý nhân tạo Trong điều kiện xử lý nhân tạongười ta tạo ra các điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độcao và hiệu suất cao hơn
- Lọc sinh học:
Cơ chế xử lý nước thải theo nguyên tắc lọc – dính bám: sau một thời gian, màng sinh vậtđược hình thành chia làm 2 lớp: lớp ngoài cùng là lớp hiếu khí được oxy khuếch tán xâm nhập,lớp trong là lớp thiếu oxy (anoxic) Bề dày màng sinh vật từ 600 - 1000µm trong đó phần lớn làvùng hiếu khí Do đó quá trình lọc sinh học thường được xem như là quá trình hiếu khí nhưngthực chất là hệ thống vi sinh vật hiếu khí – yếm khí
Thành phần: vi khuẩn (chủ yếu), động vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn,… Sau một thờigian hoạt động, màng sinh vật dày lên và sau đó màng bị bóc khỏi vật liệu lọc Hàm lượng cặn
lơ lửng trong nước tăng lên Sự hình thành các lớp màng sinh vật mới lại tiếp diễn
- Xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính
Các vi sinh vật thường tồn tại ở trạng thái huyền phù Bể được sục khí để đảm bảo yêu cầuoxy và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng Huyền phù lỏng của các vi sinh vật trong bểthông khí được gọi chung là chất lỏng hỗn hợp và sinh khối (MLSS)
Khi nước thải đi vào bể thổi khí (bể aeroten), các bông bùn hoạt tính được hình thành màhạt nhân của nó là các phần tử cặn lơ lửng
Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú, phát triển dần cùng với các động vật nguyên sinh,nấm, xạ khuẩn,… tạo nên các bông bùn màu nâu sẫm, có khả năng hấp thụ các chất hữu cơ hòatan, keo và không hòa tan phân tán nhỏ
Vi khuẩn và vi sinh vật sống dùng chất hữu cơ và chất ding dưỡng (N, P) làm thức ăn đểchuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và thành tế bào mới
Dẫn đến trong bể aeroten lượng bùn hoạt tính tăng dần lên, sau đó được tách ra tại bể lắngđợt 2, một phần được quay trở lại đầu bể aeroten để tham gia xử lý nước thải theo chu trình mới.Quá trình cứ tiếp diễn đến khi chất thải cuối cùng không thể là thức ăn của các vi sinh vật đượcnữa
Nếu trong nước thải đậm đặc chất hữu cơ khó phân hủy, cần có thời gian để chuyển hóa thì
Trang 6phần bùn hoạt tính tuần hoàn phải được tách riêng và sục khí oxy cho chúng tiêu hóa thức ăn đãhấp thụ.Đó là quá trình tái sinh bùn hoạt tính.
1.2.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên
Các phương pháp xử lý nước thải trong đất: dựa vào mức độ xử lý và tải trọng tưới nướcthải, các phương pháp xử lý nước thải được phân thành ba loại sau: quá trình lọc tưới chậm,quá trình lọc nhanh, quá trình lọc ngập nước trên mặt
Các loại công trình xử lý nước thải trong đất: dựa vào đặc điểm xây dựng và khả năngkhảo sát quá trình xử lý người ta chia ra 2 loại công trình là: cánh đồng ngập nước tự nhiên,cánh đồng ngập nước nhân tạo (gồm cánh đồng ngập nước bề mặt và cánh đồng ngập nướcphía dưới)
1.2.4. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và hóa lý
- Phương pháp đông tụ
Mục đích: để tăng nhanh quá trình lắng các chất lơ lửng phân tán nhỏ, keo, Người tadùng phương pháp đông tụ, khi đó nồng độ chất màu, mùi, lơ lửng sẽ giảm xuống Các chấtđông tụ thường dùng là nhôm sunfat, sắt sunfat, sắt clorua,
- Phương pháp trung hòa
Trung hòa còn với mục đích làm cho một số muối kim loại nặng lắng xuống và tách rakhỏi nước
- Phương pháp oxy hóa khử
Các chất bẩn trong nước thải công nghiệp có thể phân ra hai loại: vô cơ và hữu cơ
Các chất hữu cơ thường là đạm, mỡ, đường, các hợp chất chứa phenol, chứa nitơ, nên
có thể bị phân hủy bởi vi sinh vật, do đó có thể dùng phương pháp sinh học để xử lý Các chất
vô cơ thường là những chất không xử lý bằng phương pháp sinh học được
Các ion kim loại nặng không thể xử lý bằng vi sinh vật cũng như không loại được dướidạng cặn, chỉ 1 phần bị hấp phụ bằng bùn hoạt tính Thủy ngân, asen, còn là những chất rấtđộc khó xử lý mà còn tiêu diệt các vi sinh vật có lợi trong nước thải
1.2.5. Khử trùng và xả nước thải ra nguồn
- Khử trùng nước thải
Sau khi xử lý cơ học, sinh học trong điều kiện nhân tạo, vi khuẩn gây bệnh không bị tiêudiệt hoàn toàn.Vì vậy, để đảm bảo điều kiện vệ sinh, nước thải đô thị hoặc nước thải sinhhoạt sau xử lý cơ học hoặc xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo cần phải khử trùng tiếp tục
- Trộn, bể tiếp xúc và cống xả nước thải ra nguồn
Hóa chất khử trùng được đưa vào máng trộn để trộn đều cùng nước thải, sau đó hỗn hợpnày chuyển qua bể tiếp xúc để thực hiện các quá trình và phản ứng diệt khuẩn
Chương 1: ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ
1.Chất lượng nước mặt yêu cầu sau khi xử lý
-Áp dụng QCVN 40:2011/BTNMT ban hành ngày 28 tháng 12 năm 2011 về chất lượng nước thảicông nghiệp Lấy theo giới hạn tối đa cho phép,ta có bảng so sánh các chỉ tiêu trong đề bài với quy chuẩn như sau:
BẢNG THÔNG SỐ CHẤT LƯỢNG ĐẦU VÀO VÀ YÊU CẦU ĐẦU RA
Trang 7-Nhiệt độ: thấp nhiều so với quy chuẩn 40:2011/BTNMT
-pH : khoảng giá trị thấp nhiều so với quy chuẩn 40:2011/BTNMT
BOD5: vượt quá gấp 3 lần so với quy chuẩn 40:2011/BTNMT
COD: vượt quá gấp 2,67 lần so với quy chuẩn 40:2011/BTNMT
TS: vượt quá gấp 1,7 lần so với quy chuẩn 40:2011/BTNMT
N-NH4: vừa bằng quy chuẩn
- Đề xuất công nghệ
-Dựa vào bảng phân tích chỉ tiêu nước mặt đầu vào: COD, TS cao nên dây chuyện công nghệ : điều hòa lắng sơ cấp Xử lí sinh học lắng thứ cấp Khử Trùng
-Qúa trình lắng sơ cấp ta có thể sử dụng , bể lắng đứng, lắng ngang
-xử lí sinh học : có thể dùng bể biofin, hồ sinh học, bể aerotank……
2.Lựa chọn dây chuyền công nghệ
a.Đề xuất các phương án
Lựa chọn sơ đồ công nghệ
Bể lắng đứng I
Song chắn
rác
Bể điều hòa
Bể metan
Chôn lấp
định kì
Bể nén bùn
Khử trùng
Bể lắng đứng II
Bể aerotenNước
javen
Nước ra
Trang 8Chú thích: : đường nước
: đường bùn: đường khí: Đường hóa chấtThuyết minh sơ đồ công nghệ:
Nước thải được thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa về ngăn tiếp nhận bằng đường ống áplực.Từ ngăn tiếp nhận nước thải được dùng bơm đẩy lên mương dẫn và tự chảy vào công trìnhđơn vị tiếp theo trong trạm xử lý
Đầu tiên nước thải được dẫn qua song chắn rác,tại đây rác và cặn có kích thước lớn được giữlại,sau đó được thu gom ,đưa về máy nghiền rác.Sau khi qua song chắn rác,nước thải được tiếptục đưa vào bể điều hòa, tại bể điều hóa có sử dụng bơm định lượng để bơm hóa chất NaOH để
ổn định pH sao cho đạt yêu cầu để các công trình kế tiếp xử lý đạt hiệu quả cao nhất
Nước thải từ bể đièu hòa tiếp tục được bơm vào bể lắng đứng đợt I,tại đây các chất hữu cơ khônghòa tan trong nước thải được giữ lại, các các chất rắn trong nước Cặn lắng được đưa đến bểmetan để lên men, nước thải tiếp tục đi vào bể aeroten
Tại bể aeroten,các vi khuẩn sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước thải trong điều kiệnsục khí liên tục Qúa trình phân hủy này sẽ làm sinh khối bùn hoạt tính tăng lên, tạo thành bùnhoạt tính dư, sau đó nước thải được chảy qua bể lắng đợt II ,phần bùn trong hỗn hợp bùn-nướcsau bể aeroten sẽ được giữ lại, một phần sẽ được bơm tuần hoàn trở lại bể aeroten nhằm ổn địnhnồng độ bùn hoạt tính trong bể aeroten, phần còn lại sẽ được đưa về bể nén bùn để giảm độ ẩm và
ổn định bùn hoạt tính dư, sau đó đưa qua bể metan
Sau khi xử lý sinh học và lắng đợt II, Hàm lượng cặn và nồng độ BOD trong nước thải giảmđáng kể,đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng đầu ra nhưng nồng độ vi khuẩn (coliform) vẫn còn 1lượng khá lớn do đó yêu cầu phải tiến hành khử trùng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếpnhận Nước thải được khử trùng bằng hệ thống hơi,nước thải sau khi xử lý sẽ được thải nguồntiếp nhận
Bùn sau khi được nén sẽ đưa vào bể metan để lên men ổn định yếm khí Nhờ sự khuấy trộn, sấynóng sơ bộ bùn cặn nên sự phân hủy chất hữu cơ ở ể metan diễn ra nhanh hơn Lượng khí thuđược trong bể metan có thể được dự trưc trong bể khí hoặc sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu Bùn
Trang 9sau khi lên men sẽ được chuyển ra sân phơi bùn, cuối cùng được đem đi phục vụ cho mục đíchnông nghiệp hoặc chôn lấp.
Trang 10
Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
Nước thải được thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa về ngăn tiếp nhận bằng đường ống áp lực.Từ ngăn tiếp nhận nước thải có thể tự chảy sang các công trình đơn vị tiếp theo trong trạm xử lý
Đầu tiên nước thải chảy qua bể lắng đợt I như phương án I.Sau đó,nước thải sẽ được dẫn đến bể biofil thườ.Tại đây nước thải được lọc qua lớp vật liệu có bao bọc lớp màng vi sinh vật.Màng vi sinh vật đã sử dụng theo nước trôi khỏi bể và được tách khỏi nước thải đã xử lý tại bể lắng đợt
NaOH
Máy thổikhí
Bể lắng đứng
Song chắn
rác
Bể điều hòa
Bể metan
Chôn lấp
định kì
Bể nén bùn
Khử trùng
Bể lắng đứng
Bể biofin thường
Nước
javen
Nước ra
Trang 11II.Tại bể lắng bùn để giảm độ ẩm và ổn định bùn hoạt tính Nước thải sau lắng tiếp tục qua máng trộn clo để đến bể tiếp xúc và thải ra nguồn tiếp nhận.
b.So sánh phương án-lựa chọn công nghệ :
Ưu điểm Bể aerotank:
- Hiệu suất xử lý BODlên đến 90% • Loại bỏđược Nito trong nước thải
- Vận hành đơn giản, antoàn, Thích hợp với nhiềuloại nước thải
- Thuận lợi khi nâng cấpcông suất đến 20% màkhông phải gia tăng thểtích bể
- Phổ biến rộng dãi, xâydựng dễ dàng
Nhược điểm
Bể aerotank:
Nhân viên vận hành cần đượcđào tạo kỹ càng về chuyênmôn
Chất lượng nước thải sau xử lýảnh hưởng nếu một trong cáccông trình đơn vị trong trạmkhông được vận hành đúngtheo yêu cầu kỹ thuật
Không loại bỏ màu từ chất thảicông nghiệp và có thể làm tăngmàu sắc thông qua sự hìnhthành các chất trung gian màucao thông qua quá trình oxyhóa
Bẻ lọc sinh học nhỏ giọt:
Dễ bị tắc nghẽn
- Rất nhạy cảm với nhiệt độ (ảnhhưởng trực tiếp tới quá trình sinhtrưởng và phát triển của hệ vi sinhvật trong bể)
- Không khống chế được quá trìnhthông khí, dễ sinh mùi
- Bùn dư không ổn định
- Giá thành xây dựng cao (Khốilượng vật liệu lọc tương đối nặng)
Trang 12-Kết luận : Trên cơ sở so sánh trên ta chọn sơ đồ công nghệ dùng bể hiếu khí aerotank và bể lắng
đứng để đơn giản trong quá trình vận hành nhưng hiệu quả xử lý của 2 công nghệ tương đương nhau
Chương 2 : TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC
THẢI1.Mương dẫn nước thải
Nước thải được thu theo mương dẫn chảy qua song chắn rác
Các thông số tính toán mương dẫn nước thải
Lưu lượng nước vào mương q= 5,21 x 10-3 (m3/s)
Vận tốc trung bình qua khe hở của song chắn,theo TCVN 7957:2008 điều 7.2.10 thì V=0,8-1,0(m/s) do đó chọn vận tốc nước chảy trong mương V= 0,8 (m/s)
Chọn mương có tiết diện hình chữ nhật Ta có Q= WxV
Suy ra ,diện tích mặt cắt ướt của mương dẫn W = = = 6,5125 x 10-3 (m2)
Chọn mương có tiết diện hình chữ nhật Có B=2h sẽ cho tiết diện tốt về mặt thủy lực
[sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 285]
Trong đó:
B: chiều rộng của mương dẫn nước(m)
h: chiều cao mực nước trong mương(m)
-Chiều cao xây dựng của mương : H = h + h’
Với h’ là chiều cao bảo vệ của mương h’ : (0,1-0,2)m
Chọn h’= 0,1 (m)
chiều cao xây dựng của mương là :
H = h + h’ = 0,06 + 0,1 = 0,16(m) = 16 (cm)
Với thông số quá nhỏ, ta thiết kế xây mương sao cho dễ xây dựng và vận hành
Xây bể với kích thước 1x0,5m
Bảng thông số thiết kế mương dẫn nước thải
Trang 132.Song chắn rác (tính toán theo mục 8.2-TCVN 7957:2008)
-nhiệm vụ song chắn rác là giữ lại các loại rác thô có kích thước lớn trong nước thải,tạo điều kiệnthuận lợi cho việc hoạt động của xử lý phía sau.Chọn bộ song chắn rác loại cố đặt cố định,cào rácbằng cơ giới và có máy nghiền rác
Song chắn rác được bố trí nghiêng một góc 600 so với phương nằm ngang để tiện khi sửa chữa,bảo trì, vận hành Song chắn rác làm bằng thép không rỉ, các thanh trong song chắn rác có tiếtdiện hình tròn với bề dày 10mm, khoảng cách giữa các khe hở là l = 16mm = 0,016m
-Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy tính toán của mương dẫn ứng với q:
h1 = 0,4 m
- Số khe hở của song chắn rác được tính theo công thức :
n = = 1,2= 9 khe [Công thức 3.1-sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 68]
Trong đó :
n : là số khe hở
q : lưu lượng của nước thải q=0,00521(m3/s)
V: vận tốc nước chảy trong song chắn rác, theo mục 7.2.10 TCVN 7957 : 2008, vận tốc nướcchảy qua khe hở song chắn rác cơ giới là v = 0,8– 1m chọn v=0,8 m /s
b : khoảng cách giữa các khe hở, l=16mm = 0,016m [bảng 19-TCXD 7957:2008]
k: hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, cào rác thủ công chọn k=1,2,[sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 68]
-Chiều rộng của song chắn rác:
Bs = d(n+1) + n.b = 0,01 x ( 9+ 1) + 0,016 x 9 = 0,244 m Chọn Bs = 0,25 m
[Công thức 3.2-sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 68]
trong đó:
d: bề dày của thanh song chắn rác lấy s = 0,01 m
b:là chiều rộng khe hở của song chắn rác (16-20mm).chọn 16 mm =0,016 m
-Kiểm tra lại vận tốc dòng chảy tại vị trí mở rộng của mương trước song chắn rác với lưu lượngnước thải nhỏ nhất nhằm tránh lắng cặn tại đó.Vận tốc này phải >0,4 m/s
Trang 14v= x k = x 1,2 = 0,76 (m/s) Thỏa mãn yêu cầu tránh lắng cặn
- Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác L1:
L1 = =1,37(BS – Bm )= 1,37 x (0,25 – 0,12) = 0,1781 m.Chọn Ll = 0,18m
[Công thức 3.7-sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 69]
Bm: chiều rộng máng nước trước SCR (m)
-Độ dài phần thu hẹp song chắn rác:
L2 = 0,5 x L1 = 0,5 x 0,18 = 0,09 (m)
-Chiều dài hình chữ nhật ngăn SCR Lp là:
Lp=L3+L4+L5 (m)[Công thức 3.8-sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 69]
L4: hình chiếu ngang của SCR và xác định như sau:
L4= ==0,0924 mTrong đó:
hp: chiều cao lớp nước trong máng đặt SCR (m)
h’: chiều cao từ mặt nước lên mặt mương (m)
hp+h’=H: chiều cao xây dựng (m)
: góc nghiêng của SCR: bằng 60o
L3 là phần chiều dài máng dẫn phía trước SCR L3 phải có độ lớn sao cho SCR xoay quay trục đặtcao hơn mặt mương 0,3m để sửa chữa thiết bị khi cần thiết
L3=+Lk-L2=+0,3-0,09=0,74 mTrong đó:
Lk: chiều dài dự phòng của SCR để cố định với trục quay để sữa chữa khi cần thiết, lấy bằng 0,3m
L5: chiều dài phần máng hình chữ nhật phía sau SCR, lấy bằng 1m
Lp=0,74+0,0924+1=1,8324 m
Chiều dài của máng được xác định theo công thức: L = L1+L2+Lp
•L = 0,18+0,09 + 1,8324=2,1024 (m)[ theo sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 69]
- Tổn thất áp lực qua song chắn rác:
h = = =0,037m[ theo sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 68]
Trong đó:
+ v: vận tốc của nước thải trước song chắn rác =0,8 m/s
+ p: hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn rác, xác định theo công thức:
p=3,36v-1,32=1,37+ ξ: hệ số sức cản cục bộ của song chắn :
Trang 15= sin=sin=0,828
Trong đó:
+ = 1,79 đối với thanh hình tròn
α:góc nghiêng của song chắn rác so với hướng dòng chảy, α = 60o
Bảng: các thông số thiết kế SCR
Hiệu quả xử lý qua song chắn rác là TS, BOD 5 , COD, N-NH 4 giảm 4%
Hàm lượng các chất sau song chắn rác là :
• Qh là lưu lượng lớn nhất của nước thải, Qh = 18,75 m3/ h
t : thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 2 h
• Thể tích thực tế của bể điều hoà:
Wdh(tt) = Vdh(lt) / 0,7 [sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 292]
Wdh(tt)=37,5/0,7= 55 (m3)
Chọn chiều cao Hdh của bể là 3,5 m
• Diện tích bể điều hoà:
Trang 16L × B × Hxd = 4 × 4 × 4 = 64 (m3)
• Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hoà:
Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi trong bể điều hoà cần cung cấp một lượng khíthường xuyên
• Đường kính ống chính dẫn khí vào bể điều hoà
Dc = = = 0,042(m)Chọn Dc =42 mm (Bảng thông số kỹ thuật ống nhựa PVC Tiền Phong-
http://bichvan.vn/upload/images/bang-thong-so-ky-thuat-ong-upvc-tien-phong2.jpg)
V =10 m/s vận tốc khí trong ống (10-15 m/s) : [sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 267]
Đường kính ống nhánh dẫn khí vào bể điều hoà
Dn = = = 0,021 (m)Chọn Dn = 21 mm (Bảng thông số kỹ thuật ống nhựa PVC Tiền Phong-
http://bichvan.vn/upload/images/bang-thong-so-ky-thuat-ong-upvc-tien-phong2.jpg)
• Không khí được phân phối qua hệ thống châm lỗ với đường kính từ 5mm, chọn dlỗ =5 mm, nằm ởmặt dưới ống, cách nhau 30-60 mm; chọn 50mm nên khoảng cách giữa các tâm lỗ là 53 mm.(điều8.4.7 TCVN 7957 :2008) Khi đó, số lỗ phân phối trên mỗi ống nhánh là:
nlỗ = +1= + 1 =73 lỗ
Ống chính đặt trên mặt bể chạy dọc theo thành bể
Khoảng cách giữa các ống nhánh là 1 m, các ống cách tường là 0,5m
• 0,2: đuôi của ống nhánh cách mép tường 0,2m chiều dài mỗi ống nhánh: 3,8 (m)
• Số ống nhánh được phân phối là:
n = L- 2x0,5 +1= 4-2x0,5+1= 4 (ống)
vừa đủ với số ống nhánh đã chọn bên trên
Bảng 5: Thông số thiết kể bể điều hòa