Đồ án NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY TNHH BAO BÌ GIẤY VIỆT TRUNGQTB = 9800 m3/ngày.đêm

Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều nước. Nước được dùng cho các công đoạn rữa nguyên liệu, nấu, tẩy trắng, xeo giấy và sản xuất hơi nước. Ở các nhà máy giấy, hầu như tất cảc lượng nước đưa vào sử dụng cuối cùng đều trở thành nước thải và mang theo các tạp chất, hoá chất, bột giấy, các chất ô nhiễm dạng hữu cơ và vô cơ. Trong đó dòng thải từ các quá trình nấu bột và tẩy trắng có mức độ ô nhiễm và độc hại nhất. Xử lý nước thải sản xuất bột giấy là công việc hết sức khó khăn và tốn kém, đòi hỏi vốn đầu tư và chi phí vận hành cao. Xử lý nước thải giấy chủ yếu là tách chất rắn lơ lững và các chất hữu cơ hoà tan trong dòng thải bằng xử lý lắng, tạo bông và xử lý sinh học.

MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài

Giấy là một trong những mặt hàng tiêu dùng thiết yếu phục vụ nhu cầu khác nhautrong đời sống của con người và phục vụ sự phát triển kinh tế xã hội của mỗi quốc gia.Trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của con người và phục vụ sự phát triể kinh tế xã hộicho nhiều mục đích khác nhau như giấy viết, giấy vệ sinh, giấy in sách báo, tranh ảnh,…Trong sản xuất công nghiệp giấy được dùng cho nhiều mục đích như: giấy báo gói sảnphẩm, giấy làm hộp đựng sản phẩm,… Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, nhu cầucuộc sống của con người được cải thiện và ngày càng nâng cao kéo theo gia tăng nhiềunhu cầu khác nhau, trong số đó nhu cầu về sử dụng giấy cũng gia tăng theo Ở Việt Nam,mức tiêu dùng bình quân năn 1989 chỉ ở mức 1kg/người/năm, năm 2000 tăng lên mức6,5kg/người/năm, năm 2005 là 9,4kg/người/năm và 2009 là 10,5kg/người/năm Dự báođến năm 2020 đạt mức 33,6 kg/người/năm Tuy nhiên với mức tiêu dùng giấy như trên thìngười Việt Nam vẫn thuộc loại thấp so với các nước trong khu vực và trên thế giới

Ngành công nghiệp giấy là ngành có đặc trưng sử dụng một khối lượng lớn nguyênliệu thô, năng lượng, nước và các hóa chất khác trong quá trình sản xuất Đồng thời cũnglà ngành có vốn đầu tư lớn mới có hiệu quả vì thời gian hoàn vốn lâu dài Để sản xuất 1tấn giấy thành phẩm trung bình cần 1,3 – 5 tấn nguyên liệu thô tuyệt đối, 3 – 5 tấn than,

200 – 500 m3 nước, 100 – 300 KW điện, ngoài ra còn sử dụng các loại hóa chất như phèn,nhựa thông, vôi, chất tẩy rửa,… Do ngành giấy cũng tạo ra một lượng lớn chất thải, nướcthải, khí thải và chất thải rắn có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu khôngđược xử lý

Ngành công nghiệp giấy của nước ta xuất hiện từ rất lâu, khoảng thế kỷ III, sauCông nguyên Tuy nhiên, so với ngành công nghiệp giấy trong khu vực và trên thế giới thìngành công nghiệp giấy ở Việt Nam thuộc loại thấp kém cả về kỹ thuật, sản lượng và tínhcạnh tranh Có rất nhiều nguyên nhân như: trình độ lạc hậu, đầu tư không có chiều sâu,không được quann tâm đứng mức,… Trong các nguồn thải ra môi trường thì nguồn nướcthải mà ngành công nghiệp giấy thải ra có hàm lượng chất gây ô nhiễm cao, nếu khôngqua xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Do đó nhiều dây chuyền sản xuất đãphải ngừng hoạt động, gây thiệt hại lớn cho sự phát triển của ngành công nghiệp giấy nóiriêng và sự phát triển kinh tế xã hội của nước ta nới chung

Xuất phát từ các vấn đề thực tiễn trên của ngành công nghiệp giấy nước ta nóichung, của Cụm công nghiệp tại KCN Xuyên Á, Đức Hòa, Long An nói riêng và cụ thểlà công ty TNHH Bao Bì Giấy Việt Trung, em xin chọn đề tài

“NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY TNHH BAO BÌ GIẤY VIỆT TRUNG.”

II Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

- Tìm hiểu thành phần, tính chất và đặc trưng của nước thải ngành giấy

- Tìm hiểu tình hình hoạt động, công nghệ sản xuất của các dòng thải ra của cơ sở

- Từ đó, đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp với điều kiện của cơ sở, đạt tiêu chuẩn đầu ra theo quy định Nhà nước

III Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập thông tin, tài liệu lien quan về tình hình sản xuất giấy

- Thu thập thông tin, tài liệu về ngành giấy

Chương 1 Tổng Quan Khu Vực Nghiên Cứu

1.1 Giới thiệu Công Ty Việt Trung

Tỉnh Long An có vị trí địa lý khác biệt , tuy nằm ở vùng Đồng bằng song CửuLong song lại thuộc vùng phát triển kinh tế trọng điểm phía Nam, được xác định là vùngkinh tế động lức có vai trò đặc biệt quan trọng trong chiến lước phát triển kinh tế ViệtNam

Công Ty TNHH Bao Bì Giấy Việt Trung nằm ở Đường số 7, KCN Xuyên Á, Xã Mỹ Hạnh Bắc, Huyện Đức Hòa, Long An Vị trí KCN cách trung tâm TP.HCM 25km, cách quốc lộ 1A 11km

Công ty có diện tích 16.000m2, công ty có các dây truyền máy hiện đại và cáctrang bị đạt yêu câu sản xuất với số lượng lớn mỗi ngày

Chủ yếu công ty sản xuất bao bì, và các loại giấy 3 lớp, 5 lớp, phục vụ cho cả nhu

cầu nội địa và xuất khẩu

1.2 Quy trình sản xuất giấy

1.

Hình 1.3 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất giấy từ nguyên liệu tre nứa

- Dòng thải rửa nguyên liệu bao gồm chất hữu cơ hòa tan, đất đá, thuốc bảo vệ thựcvật, vỏ cây…

- Dòng thải từ công đoạn tẩy của nhà máy sản xuất bột giấy bằng phương pháp hóahọc và bán hóa chứa các chất hữu cơ, lignin hòa tan và hợp chất tạo thành của nhữngchất đó với chất tẩy ở dạng độc hại, có khả năng tích tụ sinh học trong cơ thể sốngnhư các hơp chất clo hữu cơ Dòng thải có độ màu, giá trị BOD5 và COD cao

- Dòng thải của quá trình nấu và rửa sau nấu chứa phần lớn các chất hữu cơ hòa tan,các chất nấu và một phần xơ sợi Dòng thải có màu tối nên thường được gọi là dịchđen Dịch đen có nồng độ chất khô khoảng 25 đến 35%, tỷ lệ giữa chất hữu cơ và vô

cơ 70:30 Thành phần hữu cơ trong dịch đen chủ yếu là lignin hòa tan vào dịch kiềm(30-35% khối lượng chất khô), ngoài ra là những sản phẩm phân hủy hydratcacbonaxit hữu cơ Thành phần vô cơ bao gồm những hóa chất nấu, một phần nhỏ là NaOH,

Chất thải của quá trình xeo giấy chính là lượng còn dư của các hóa chất đưa vào nhằmphối trộn hoặc kết dính để tạo ra sản phẩm Ngoài ra còn có các chất tẩy trắng, chất oxyhóa cũng cần phải quan tâm trong xử lý nước thải giấy.

1.3 Đặc tính nước thải

Nước thải của công ty chủ yếu từ phân xưởng xeo và một phần nước thải sinh hoạt Nướcthải từ phân xưởng xeo được tuần hoàn lại để sản cuất, nước thải còn lại cho qua hệ thốngxử lý trước khi thải ra nguồn tiếp nhận hoặc tuần hoàn sử dụng lại Mức độ ô nhiễm nướcthải ở đây rất cao

1.4 Phạm vi áp dụng

Áp dụng xử lý ngành giấy Không áp dụng cho nước thải ngành khác

Chương 2 Tổng Quan Và Các Phương Pháp Xử Lý – Lựa Chọn Dây Chuyền Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Ngành Giấy

2.1 Các phương pháp xử lý

Việc xử lý nước thải ngành giấy nhằm giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong nướcthải đến một nồng độ cho phép có thể xả vào nguồn tiếp nhận Việc lựa chọn phươngpháp làm sạch và lựa chọn quy trình xử lý nước phụ thuộc vào các yếu tố như :

 Các yêu cầu về công nghệ và vệ sinh nước

 Lưu lượng nước thải

 Các điều kiện của nhà máy

 Hiệu quả xử lý

Đối với nước thải ngành giấy, có thể áp dụng các phương pháp sau

 Phương pháp cơ học

 Phương pháp hóa lý

 Phương pháp sinh học

Trong các phương pháp trên ta chọn xử lý sinh học là phương pháp chính Côngtrình xử lý sinh học thường được đặt sau các công trình xử lý cơ học, hóa lý

Xử lý cơ học

Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thu gom,phân riêng Có thể dùng song chắn rác, bể lắng sơ bộ để loại bỏ cặn thô, dễ lắng tạođiều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo Ngoài ra có thểdùng phương pháp ly tâm hoặc lọc Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải ngành giấykhá lớn (khoảng vài ngàn mg/L) và dễ lắng nên có thể lắng sơ bộ trước rồi đưa sang cáccông trình xử lý phía sau

Sau khi tách, nước thải được đưa sang các công trình phía sau, còn phần chất rắnđược đem đi chôn lấp

Nước thải giấy còn chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ dạng hạt có kích thước nhỏ,khó lắng, khó có thể tách ra bằng các phương pháp cơ học thông thường vì tốn nhiềuthời gian và hiệu quả không cao Ta có thể áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏchúng Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn,… kết hợp vớipolymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ

Nguyên tắc của phương pháp này là : cho vào trong nước thải các hạt keo mangđiện tích trái dấu với các hạt lơ lửng có trong nước thải (các hạt có nguồn gốc silic vàchất hữu cơ có trong nước thải mang điện tích âm, còn các hạt nhôm hidroxid và sắthidroxi được đưa vào mang điện tích dương) Khi thế điện động của nước bị phá vỡ, cáchạt mang điện trái dấu này sẽ liên kết lại thành các bông cặn có kích thước lớn hơn và dễlắng hơn.

Phương pháp này loại bỏ được hầu hết các chất bẩn có trong nước thải Tuy nhiênchi phí xử lý cao Áp dụng phương pháp này để xử lý nước thải ngành giấy là khônghiệu quả về mặt kinh tế

Ngoài ra, tuyển nổi cũng là một phương pháp để tách các hạt có khả năng lắng kémnhưng có thể kết dính vào các bọt khí nổi lên Tuy nhiên chi phí đầu tư, vận hành chophương pháp này cao, cũng không hiệu quả về mặt kinh tế đối với các nhà máy sản xuấtgiấy

a) Phương pháp xử lý sinh học

Phương pháp này dựa trên sự hoạt động của các vi sinh vật có khả năng phân hủycác chất hữu cơ Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làmnguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Tùy theo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu khí hay kỵkhí mà người ta thiết kế các công trình khác nhau Và tùy theo khả năng về tài chính,diện tích đất mà người ta có thể dùng hồ sinh học hoặc xây dựng các bể nhân tạo để xử lýNhững công trình xử lý sinh học được phân thành hai nhóm:

- Nhóm những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên:Cánh đồng tới, bãi lọc, hồ sinh học,…thường quá trình xử lý diễn ra chậm

- Nhóm những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện nhân tạo:bể lọc sinh học, bể làm thoáng sinh học,…do các điều kiện tạo nên bằng nhân tạo màquá trình xử lý diễn ra nhanh hơn, cường độ mạnh hơn

- Quá trình xử lí sinh học học có thể đạt tới hiệu suất khử trùng 99.9%

- Thông thường giai đoạn xử lý sinh học tiến hành sau giai đoạn xử lý cơ học

- Trong quá trình xử lý nước thải bằng bất cứ phương pháp nào cũng tạo nên một lượngcặn bã đáng kể Nói chung các loại cặn giữ lại ở trên các công trình xử lý nước thảiđều có mùi hôi thối rất khó chịu Do vậy, nhất thiết phải xử lý cặn bã Để gảm lượngchất hữu cơ trong cặn bã và để dạt các chỉ tiêu vệ sinh thường sử dụng phương phápxử lý sinh học kị khí trong các hố bùn

b) Phương pháp xử lý hóa lý

- Chưng cất: là quá trình chưng cất nước thải để các chất hòa tan trong đó cùng bay hơilên theo hơi nước Khi ngưng tụ, hơi nước và chất bẩn dễ bay hơi sẽ hình thành cáclớp riêng biệt và do đó dễ dàng tách các chất bẩn ra

- Tuyển nổi: Là phương pháp dùng để loại bỏ các tạp chất ra khỏi nước bằng cách tạocho chúng khả năng dễ nổi lên mặt nước khi bám theo các bọt

c) Keo tụ đông tụ

- Mục đích nhằm loại bỏ các chất hữu cơ, chất vô cơ dạng hạt có kích thước nhỏ, khólắng, khó có thể tách ra bằng các phương pháp cơ học thông thường vì tốn nhiều thờigian và hiệu quả không cao Ta có thể áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng.Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, kết hợp với polymer trợ keotụ để tăng quá trình keo tụ

- Theo nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh ( 2001 ) tại trại chăn nuôi heo 2/9: Phươngpháp keo tụ có thể tách đc 80-90% hàm lượng chất lơ lửng có trong nước thải chănnuôi heo

- Bể vớt dầu mỡ: thường áp dụng khi nước thải chứa dầu mỡ Tuy nhiên nếu hàm lượngdầu mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ thường được thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết

bị gạt nổi

- Nước thải đầu ra phải đạt theo QCVN 12:2008/BTNMT

2.2 Yêu cầu chất lượng nước thải đầu ra

QCVN 12:2008/BTNMT

Cơ sở chỉ sảnxuất giấy(B1)

Cơ sở cósản xuấtbột giấy(B2)

(Nguồn: Công Ty Môi Trường Xuyên Việt)

2.3 Lựa chọn dây chuyền công nghệ

Sản phẩm chính của cơ sở sản xuất giấy Việt Trung là loại giấy không tẩy trắng:giấy carton đi từ nguyên liệu là các loại giấy tận dụng bìa thải được thu mua từ nhiều nơi

Công nghệ sử sụng để tái chế giấy tại đây là công nghệ kiềm lạnh Đây là loại hìnhcông nghệ đơn giản, dễ thực hiện nhưng thường áp dụng ở quy mô nhỏ và với sản phẩmkhông yêu cầu có chất lượng cao, phù hợp với trình độ kỹ thuật của người dân ở nôngthôn

Sơ đồ dây chuyền công nghệ

Nước thải đầu vào

Đường dẫn hóa chấtĐườngdẫn bùn tuần hoàn

Nước vào bể UASB theo kiểu đi từ dưới lên xuyên qua lớp bùn lơ lửng và cácchất hữu cơ bị phân hủy trong điều kiện kỵ khí Sau khi ra khỏi bể UASB, nước đãgiảm một lượng COD đáng kể và được đưa qua công trình xử lý hiếu khí bể Aerotankđể tiếp tục phân hủy phần chất hữu cơ còn lại Tại đây nước thải được trộn đều với bùnhoạt tính và nhờ oxy không khí do máy thổi khí cung cấp, vi sinh vật hiếu khí có trongbùn phân hủy các chất hữu cơ còn lại trong nước thải

Nước thải có chứa bùn hoạt tính được dẫn sang bể lắng đợt 2 để tách bùn Phầnnước trong cho vào bể khử trùng có cung cấp Clo để khử trùng nước thải Nước thảisau khi ra khỏi hệ thống đạt tiêu chuẩn xả thải và xả ra nguồn tiếp nhận.

Một phần bùn hoạt tính từ bể lắng đợt 2 được tuần hoàn trở lại bể Aerotank Phầncòn lại cùng với bùn từ bể lắng đợt 1 và phần bùn trong bể UASB (định kỳ 2 tháng xảmột lần) được đưa vào bể chứa bùn, sau đó cho vào bể nén bùn (nước tách bùn đượcđưa trở lại ngăn tiếp nhận của bể điều hòa) Lượng bùn đặc, ổn định đưa đến máy épbùn, ép thành bánh Sau đó bùn có thể được xử lý bằng cách chôn lấp hoặc tận dụnglàm phân bón

 Áp dụng cả 2 loại bể Aeroten, UASB và xử lý sinh học chọn xử lý UASB trước vì:hàm lượng BOD5 trong nước thải ban đầu cao, phù hợp với xử lý kị khí Trong phânhủy kị khí phần lớn các chất hữu cơ được phân hủy thành các chất khí bởi vậy lượngbùn phát sinh nhỏ Bùn phát sinh do phân hủy kị khí nhầy hơn, dễ dàng tách nước hơn

so với bùn hiếu khí Do nhược điểm của bể UASB nên ta sử dụng bể Aeroten để xử lýtiếp theo Để xử lý triệt để lượng BOD bể UASB không làm được Do công đoạn xử lýbằng bể UASB đã giảm cơ bản hàm lượng chất hữu cơ nên cũng khắc phục được hạnchế của xử lý hiếu khí bằng bể Aeroten là lượng bùn phát sinh giảm đáng kể Vì thếnước thải được xử lý triệt để hơn

 Nhận xét: Nước thải ngành sản xuất giấy có hàm lượng BOD5 cao nên phù hợp với xửlý kỵ khí trước sau đó qua bể hiếu khí Vì vậy ta chọn phương án hai để xử lý nướcthải ngành sản xuất giấy

Chương 3 Tính Toán Công Nghệ Công Trình

Lưu lượng trung bình ngày đêm QTB = 9800 m3/ngày.đ

Lưu lượng ngày lớn nhất Qmax = QTB× Kch =9800 × 1,37 = 13426 m3/ngàyLưu lượng giờ lớn nhất Qhmax = 560 m3/h

Lưu lượng giây lớn nhất qs = 0,156 m3/s

Các thông số cần tính toán

BOD5 = 3000mg/l

COD = 5000mg/l

Tổng chất rắn lơ lửng SS = 3000mg/l

3.1 Lưu lượng tính toán

Lưu lượng trung bình ngày đêm: Qtb = 9800 m3/ngày đêm

Lưu lượng trung bình giờ: m3/h

Lưu lượng trung bình giây: m3/s

Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất:

Qh

max

=

Qh tb

3.2 Tính toán mương dẫn nước thải

Nhiệm vụ: đưa nước thải đến các công trình xử lý, mương dẫn có tiết diện hình chữ nhật

Hình 1.4 Mương dẫn nước thải

Lưu lượng nước thải lớn nhất vào mương dẫn là: Qmaxh = 560 m3/h =0,156m3/s

Chọn kênh dẫn hình chữ nhật, vận tốc qua song chắn rác là v = 0,3÷0,6 m/s, chọn v = 0,3m/s (theo bảng 9-3 trang 410 sách “xử lý nước thải đô thị và công nghiệp” của Lâm MinhTriết)

Ta có diện tích mặt cắt ướt là A = = = 0,52 m2

Trong đó:

v : vận tốc dòng nước

A: diện tích mặt cắt ướt của mương dẫn

Kênh có diện tích hình chữ nhật có B = 2h sẽ cho tiết diện lớn nhất về mặt thủy lực(Thoát nước tập 2, , Tr522, Hoàng Văn Huệ, Trần Đức Hạ 2002)

Trong đó: B: chiều rộng mương dẫn nước (m)

h: chiều cao mương dẫn nước (m)

Chiều cao xây dựng mượng : H = 0,51 + 0,3 = 0,81 m

Với h’=0,3m là chiều cao bảo vệ

Bảng 4.1 Các thông số tính toán mương dẫn nước thải

3.3 Hố thu nước thải

Chọn thời gian lưu nước t=15 phút

Vậy thể tích hố thu nước

102,08 m3

Kích thước hố thu nước: L4.7 x 4.7 x 4.7

Đường ống dẫn nước từ mương nước thải đến hố thu: Dống dẫn= = = 0.7 (m)

Trong đó: Q là lưu lượng trung bình ngày =9800m3/ng =0.113 m3/s

v: vận tốc chảy trong ống = 0,3 m/s

Bảng 4.2 Các thông số tính toán hố thu nước thải

3.4 Tính toán song chắn rác

Nhiệm vụ: - Loại bỏ các chất thải rắn khô: nhánh cây, gỗ, rễ cây, giấy.

- Bảo vệ bơm, van, đường ống, cánh khuấy

• Song chắc rác được làm từ kim loại và đặt dưới đường chảy của nước thải theophương thẳng đứng

• Kích thước và khối lượng rác giữ lại ở song chắc rác phụ thuộc vào kích thước khehở giữa các thanh đan Tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực cần thường xuyênlàm vệ sinh song chắn rác.

Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo của song chắn rác

1 – Song chắn, 2 – Sàn công tác

Vận tốc trung bình qua song chắc rác: v = ( 0,3÷ 0,6 m/s ) chọn v = 0,3 m/s

Khe hở giữa các thanh chắn rác: b = ( 16 – 25 mm) Chọn b = 20 mm = 0.02m

Chiều rộng và chiều sâu mương dẫn: B x H = 1,02 x 0,81 m

Độ dày các thanh:

3 5

b

s = ÷

chọn s = 6 mm = 0,006 mChiều cao lớp nước trong mương h1 :

Số khe hở song chắn rác:

Trong đó:

n : Là số khe hở

Lưu lượng lớn nhất của nước thải, =0,156 (m3/s)

v : Tốc độ nước chảy qua song chắn rác, v= 0,3( m/s)

k : hệ số tính đến mực độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác k = 1,05

Số thanh của song chắn rác:

Có hai song chắn rác nên số thanh của mỗi song sẽ là 54 thanh và bằng số khe hở

Bề rộng của mỗi song chắn rác:

Trong đó:

s: bề dày của thanh song chắn rác, thường lấy s=0,008 m

b: khoảng cách giữa các khe hở của song chắn, b= 0,02m

Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác: l1

Trong đó: Bs : Chiều rộng song chắn rác

Bk = B : chiều rộng mương dẫn

ϕ

: góc nghiêng đoạn mở rộng mương dẫn ( 15 ÷ 20o ) Chọn Chiều dài đoạn thuhẹp sau song chắn rác: l2

Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác:

Trong đó: Ls là chiều dài phần mương đặt SCR, Ls = 1,5m

Tổn thấp áp lực qua song chắn rác:

2 max

vmax là vận tốc nước thải trước song chắn rác ứng với Qmax, chọn vmax = 0,8m/s

K : hệ số tính tới sự tăng tổn thấp áp lực do rác mắc phải song chắc rác ( k = 2 ÷ 3)Chọn K = 2 ( ThS Lâm Vĩnh Sơn, Giáo trình xử lý nước thải)

ξ

hệ số tổn thất áp suất cục bộ, xác định theo công thức:

4 4

3 3

Trong đó: hmax : độ đầy ứng với chế độ Qmax, hmax=h1 =0,51 m

hs: tổn thất áp lực qua song chắn rác

hbv: chiều cao bảo vệ: Chọn hbv = 0,81 m

Hiệu quả xử lý nước thải sau khi qua song chắn rác:

• Hàm lượng chất lơ lửng còn lại: SS = 3000 x (100 – 4)% = 2880 mg/l

• Hàm lượng BOD5 còn lại: BOD5 =3000 x (100 – 4)% = 2880 mg/l

• Hàm lượng COD còn lại: COD= 5000x(100 - 4)%= 4800mg/l

(Theo xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toán và thiết kế công trình – Lâm Minh Triết )

Bảng 4.3 Các thông số thiết kế song chắn rác

1

Kích thước thanh chắn

3.5 Bể điều hòa

Mục đích xây dựng bể điều hòa: điều hòa, ổn định về lưu lượng và nồng độ các chất;

ổn định pH của nước thải; tránh phát sinh mùi hôi nhờ làm thoáng cung cấp khí oxy chonước thải Nhờ đó giúp các công trình phía sau không bị quá tải, nước thải cấp vào cáccông trình xử lý sinh học phía sau được liên tục nên vận hành tốt, đạt được hiệu quả xử lýcao

• Thể tích bể điều hòa: V=t= 560.4=2240 (m3)

Trong đó:

: lưu lượng nước thải lớn nhất trên giờ

t: thời gian lưu trung bình của nước thải trong bể điều hòa lấy t=4h (t= 4- 6h, theotính toán thiết kế các công trình của Lâm Minh Triết)

• Kích thước bể điều hòa:

Chọn chiều sâu hoạt động của bể là Hdh= 5m

Diện tích của bể điều hòa:

Lấy F=448 m2

Chiều cao bảo vệ của bể chọn: Hbv=0,5m

Chiều cao xây dựng của bể điều hòa: Hxd=Hdh+Hbv=5+0,5=5,5m

Xây bể điều hòa hình chữ nhật có thể tích:

Lkhí = Qmax

h.a = 560.3,74 = 2094,4 m3/h = 0,58m3/sTrong đó:

Qmax

h: lưu lượng nước thải theo giờ max, Qmax

h = 560m3/h

a : lượng không khí cấp cho bể điều hòa, a= 3,74 m3 khí/m3 nước thải

Chọn hệ thống phân phối khí là hệ thống ống cấp khí bằng thép có đục lỗ, mỗi bể gồm 4ống đặt dọc theo chiều dài bể(10m) các ống cách nhau 1m

Lưu lượng khí trong mỗi ống: qống = = = 209,44 m3/h

Trong đó: vống là vận tốc khí trong ống, vống =10-15m/s Chọn vống =10 m/s

Đường kính ống phân phối khí

D = = = 0,086 m=86mmChọn ống có đường kính D = 30 mm, đường kính các lỗ 2-5mm Chọn dlỗ =4mm=0,004m, vận tốc khí qua lỗ vlỗ = 5-20m/s, chọn vlỗ = 15m/s

Lưu lượng khí qua 1 lỗ:

qlỗ = vlỗ = 15 3600 = 0,678 m3

Số lỗ trên 1 ống:

N = = = 308,9 lỗ, chọn N =309 lỗ

Số lỗ trên 1m chiều dài ống:

n = = = 30,9 lỗ, chọn n =31 lỗ/m ống

Trong đó: L- chiều dài ống, m

N- số lỗ trên 1 ống

Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén được xác định theo công thức

+5,5=6,8m

Trong đó:

m

m

: Tổn thất cục bộ của ống phân phối khí, không vượt quá 0,4m

Hiệu quả xử lý nước thải sau khi qua bể điều hòa:

• Chất lơ lửng giảm 4%:

• Hàm lượng BOD5, COD sau khi thực hiện sục khí giảm còn với hiệu suất khoảng 20% đối với BOD5

Vậy sau khi qua bể điều hòa hàm lượng BOD5 còn lại là:

Hàm Lượng COD còn lại là: COD=CODv(100 – 25)%=4608 mg/l

Bảng 4.4 Thông số thiết kế bể điều hòa

Đường kính ống dẫn nước

3.6 Tính toán bể lắng 1

Nhiệm vụ: Loại bỏ các chất hữu cơ lơ lửng có thể lắng.

Theo TCXDVN 51:2008, với Qngđ=9800m3/ngđ ta sử dụng 2 bể lắng đứng, công suất mỗibể là Qngđ=4900m3/ngđ=m3/s

Chọn thời gian lưu: t=2h

Diện tích ống trung tâm xác đinh theo lưu lượng giây tối đa:

Trong đó: Q: lưu lượng tính toán trung bình giây

V: Vận tốc chảy trong ống trung tâm Lấy v=30mm/s (theo TCVN 7957:2015)Đường kính ống trung tâm:

- Diện tích của bể:

Trong đó: : lưu lượng tính toán trung bình theo giây

v: vận tốc nước thải trong bể lắng đứng, v = 0,5-0,8 mm/s, chọn v = 0,7mm/s

- Diện tích tổng cộng của bể lắng:

- Đường kính của bể lắng

- Chọn:

Chiều sâu hữu ích của bể lắng H = 3 m [1 - 4, tr 426]

Chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,7 m

Chiều cao lớp trung hòa hth = 0,2 m

Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m

Chiều cao tổng cộng của bể lắng đợt 1:

Q=4900m3/ngđ là công suất của 1 bể

D: Đường kính của bể lắng

Hiệu quả xử lý nước thải sau khi qua bể lắng đợt 1:

Bể lắng đợt 1 có thể loại bỏ được từ 50 ÷ 70% chất rắn lơ lửng và 25 ÷ 50% BOD5

• Chọn lượng BOD5 sau lắng 1 giảm 35% Vậy lượng BOD5 còn lại sau lắng 1: BOD5 = 2764,8x (1 – 0,35) = 1797,1mg/l

• Chọn lượng COD sau lắng 1 giảm 35% Vậy lượng COD còn lại sau bể lắng 1 là:

Vậy: Mtươi = 2764,8 (g/m3) x 9800 ( m3/ngày) x 0,7 = 18966528 gSS/ngày = 18966,528 kgSS/ngày.

 Bùn tươi của nước thải có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm = 95%)

Tỉ số VSS : SS = 0,75 và khối lượng riêng bùn tươi 1,053 kg/l [ 24, tr 426 ] Vậy lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là:

Qtươi l/ngày = 36,02 m 3/ngày

Lượng bùn tươi có khả năng phân huỷ sinh học:

Mtươi(VSS) = 18966,528x 0,75 = 14224,896 kgVSS/ngày

Bảng 4.5 Thông số thiết kể bể lắng đợt 1

ST

Bảng 2: Sơ đồ cấu tạo bể UASB

Sơ đồ cấu tạo bể UASB

Trong bể UASB duy trì sự ổn định trong quá trình yếm khí thì phải cân bằng giá trị

pH ở khoảng 6,6 – 7,6 Dòng nước thải có giá trị pH dao động từ 6-8 thỏa mãn điều kiệnxử lý sinh học, tuy nhiên cần phải duy trì hàm lượng kiềm đạt từ 1000-1500 để ngăn pHgiảm xuống 6,6

Lượng NaOH cần thêm vào nước thải trong 1 ngày đêm:

MNaOH =1500.9800m3/ngày = 14,7kg/ngày

Chất dinh dưỡng N, P bổ sung cho vi sinh vật phát triển theo tỉ lệ COD:N:P = 350:5:1.Diện tích bề mặt phần lắng: A = = = 816,66 m2

Trong đó: Q- lưu lượng nước thải trung bình, Q = 9800 m3/ngày

LA- tải trọng bề mặt phần lắng, LA= 12 m3/m2.ngày

Thể tích ngăn phản ứng bể UASB: Vr = = = 2866,5 m3

Trong đó: CCOD – hàm lượng COD đầu vào (g/m3), CCOD = 2340 g/m3

LCOD – tải trọng thể tích, LCOD = 8 kg COD/ m3.ngày

Chọn 2 đơn nguyên hình vuông, vậy cạnh mỗi đơn nguyên là:

L = = = 20,2m

Lấy L=B=20,2m