Do an soan

Đồ án xử lý nước thải CBHD: Lê Hoàng Việt

Mục lục

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề: ..............................................................................................3

1.2. Mục tiêu đồ án:.........................................................................................3

1.3. Phương pháp thực hiện đồ án:.................................................................3

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY HẢI SẢN HIỆP THANH

2.1. Giới thiệu nhà máy:...................................................................................42.1. 1. Tên nhà máy:.........................................................................................42.1. 2. Chủ đầu tư:...........................................................................................42.1. 3. Vị trí địa lý nhà máy:...........................................................................42.1. 4. Quy mô nhà máy:.................................................................................42.1. 5. Quy trình công nghệ sản xuất:.............................................................5

2.2. Nước thải của nhà máy:...........................................................................6

2.2. 1. Nước thải sản xuất:..............................................................................6

2.2. 2. Nước thải sinh hoạt:..............................................................................7

2.3. Hiện trạng môi trường xung quanh nhà máy:.........................................7

2.3. 1. Nhiệt độ không khí:.............................................................................7

2.3. 2. Khí hậu:................................................................................................7

2.3. 3. Gió-bão:................................................................................................8

2.3. 4. Độ ẩm không khí:.................................................................................8

2.3. 5. Chế độ mưa:.........................................................................................8

2.3. 6. Đặt điểm thủy văn:...............................................................................8

2.4. Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải của nhà máy ...................................9

CHƯƠNG III: ĐỂ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

3.1. Đề xuất phương án:.................................................................................11

3.1. 1. Phương án 1:.......................................................................................11

3.1. 2. Phương án 2:.......................................................................................12

3.1. 3. Phương án 3:.......................................................................................13

3.1. Đề xuất phương án:.................................................................................11

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Soàn. 1


3.2. Lựa chọn phương án...............................................................................143..3. Các hạng mục công trình trong phương án 2.........................................153.3.1. Song chắn rác.......................................................................................153.3.2. Bể lắng cát............................................................................................153.3.3. Bể điều lưu...........................................................................................153.3.4. Bể tuyển nổi.........................................................................................163.3.5. Bể bùn hoạt tính...................................................................................163.3.6. Bể lắng thứ cấp....................................................................................163.3.7. Bể khử trùng.........................................................................................173.3.8. Sân phơi bùn........................................................................................17

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

4.1. Thiết kế kênh dẫn nước thải:...................................................................19

4.2. Thiết kế song chắn rác:...........................................................................20

4.3. Thiết kế bể lắng cát: ...............................................................................23

4.4. Thiết kế bể điều lưu: ..............................................................................26

4.5. Thiết kế bể tuyển nổi:.............................................................................28

4.6. Thiết kế bể bùn hoạt tính........................................................................33

4.7. Tính toán thiết kế bể lắng thứ cấp: .........................................................37

4.8. Tính toán thiết kế bể khử trùng...............................................................42

4.9. Tính toán thiết kế sân phơi bùn:..............................................................45

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH.......................................47

CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ......................................51

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................52



CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề:

Hiện nay, hoạt động kinh tế xã hội ở Cần Thơ đang phát triển mạnh mẽ, từng bước nâng cao chất lượng cuộc sống. Tuy nhiên vấn đề đặt ra lại là những ảnh hưởng tiêu cực của việc phát triển kinh tế đến tài nguyên môi trường cũng như đến đời sống con người. Đó là những tác động xấu tới môi trường sống, cụ thể như việc thải ra những chất thải làm ô nhiễm môi trường không khí, nước, đất.

Trước tình hình đó, nhằm ngăn chặn, giảm thiểu các tác động xấu đến môi trường thì việc xử lý các chất thải trong sản xuất cũng như trong sinh hoạt là vấn đề không thể thiếu. Đặt biệt là với ngành chế biến thủy hải sản, một ngành đang phát triển với quy mô rộng như hiện nay thì càng phải được chú trọng hơn trong công tác xử lý nước thải. Vì vậy mà việc thiết kế một hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn là rất cần thiết.

1.2. Mục tiêu đồ án:

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn cho nhà máy chế biến thủy hải sản (cụ thể là Công ty cổ phần chế biến thủy hải sản Hiệp Thành) dựa theo quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp chế biến thủy hải sản (QCVN 11: 2008/BTNMT ).

1.3. Phương pháp thực hiện đồ án:

Thu thập số liệu từ bài báo cáo đánh giá tác động môi trường của công ty cổ phần chế biến thủy hải sản Hiệp Thanh.

Tham khảo các tài liệu có liên quan.



CHƯƠNG II: SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TY CHẾ BIẾN THỦY HẢI SẢN HIỆP THANH

2.1. Giới thiệu nhà máy:

2.1.1. Tên nhà máy: nhà máy chế biến thủy hải sản Hiệp Thanh.

2.1.2. Chủ đầu tư:

Công ty cổ phần chế biến thủy hải sản HIệp Thanh.Địa chỉ: QL 91, ấp Thới An, xã Thới Thuận, huyện Thốt Nốt, TP Cần Thơ.Điện thoại: 071.854888.Fax: 071.855889

2.1.3. Vị trí địa lý nhà máy:

Công ty cổ phần chế biến thủy hải sản Hiệp Thanh nằm ngoài địa phận khu tiểu thủ công nghiệp huyện Thốt Nốt, thuộc ấp Thới An, xã Thới Thuận, huyện Thốt Nốt, TP Cần Thơ.

Tổng điện tích:60,000 m2, trong đó:Diện tích dùng để xây dựng nhà xưởng là: 6,334.4 m2

Diện tích xây dựng văn phòng: 195 m2

Diện tích nhà ở công nhân: 450 m2

Diện tích xây dựng các kho lạnh: 4,994 m2

Diện tích còn lại để xây dựng các công trình phụ trợ khác như: hệ thống xử lý nước thải, khuôn viên cây xanh,…

Các mặt tiếp giáp của công ty như sau:- Phía Nam tiếp giáp: Công ty TNHH Viển Mừng.- Phía Tây tiếp giáp: nhà máy lao bóng gạo xuất khẩu Hiệp Thanh III (nay thuộc công ty cổ phần chế biến thủy hải sản Hiệp Thanh).- Phía Nam tiếp giáp: ao nuôi cá tra có diện tích 11,000 m2 mặt nước.- Phía Bắc tiếp giáp: sông Hậu (nguồn tiếp nhận nước thải của nhà máy).

2.1.4 Quy mô nhà máy:

Nhà máy chế biến thủy hải sản Hiệp Thanh chủ yếu là fillet cá tra với công suất 100 tấn nguyên liệu/ngày. Ngoài ra, nhà máy còn có khả năng sản xuất và chế biến sản phẩm từ cá Lóc và một số thủy sản nước ngọt khác tùy theo nhu cầu của khách hàng.

Nhà máy có 1000 công nhân.



2.1.5 Quy trình công nghệ sản xuất:

Hình 1: Quy trình công nghệ sản xuất theo sơ đồ sau:

Cá từ vùng nuôi được vận chuyển về nhà máy bằng thuyền thông thủy. Tại nhà máy cá được kiểm tra cảm quan trước khi đưa vào chế biến (nhà máy chỉ nhận nguyên liệu khi đạt yêu cầu). Cá được rửa và giết chết nhanh để thuận lợi cho công đoạn fillet bằng cách cắt hầu cá. Sau đó cá được fillet, lạng da, lóc mỡ và chỉnh


Nguyên liệu

Fillet

Rửa 1

Tạo hình

Phân cở

Cấp đông

Mạ băng

Cân 2

Đóng gói

Bảo quản

- Nước máu cá, phụ phẩm cá (đầu cá, xương cá, đuôi cá, nội tạng cá… )- MùiNước thải rửa cá (máu cá và các tạp chất trên bề mặt miếng fillet.

Mỡ cá, xương cá.

Rác thải (túi PE, thùng carton).

Khí có nhiệt độ thấp.

BụiKhí thải

Lạng da Da vụn.

Phân cở

Cân 1

Rửa 2 Nước thải có nhiệt độ thấp,vụn cá, vi sinh vật.

Nước thải có nhiệt độ thấp.

Vận chuyển bằng ghe, xe đến nhà

máy.

Nước rửa cá (máu cá, hầu cá, nhớt cá, cận bùn, vi sinh.

Nước

Nước

Điện


thành miếng fillet. Các phụ phẩm sẽ được thu và chở đến nhà máy chế biến thành thức ăn cho chăn nuôi thủy sản, đảm bảo quy trình khép kín và không gây hại cho môi trường.

Miếng fillet sẽ được cân và kiểm tra, sau đó rửa sạch bằng nước, tiếp đó được IQF làm đông lạnh ở nhiệt độ -180C trong khoảng thời gian 4 giờ đối với tủ đông tiếp xúc và 7 giờ đối với hầm đông thông gió.

Mạ băng sản phẩm, đóng gói PE hàn kín rồi xếp vào thùng carton với trọng lượng theo yêu cầu của khách hàng và đem bảo quản ở kho lạnh ở nhiệt độ -200C. Thời gian bảo quản có thể được 2 năm.

2.2. 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.

2.2.1. Nước thải sản xuất:

Nguồn gốc nước thải từ quá trình sản xuất này là nước rửa nguyên liệu, nước rửa ở các công đoạn sản xuất từ sơ chế đến thành phẩm, nước rửa máy móc, thiết bị và nhà xưởng sau mỗi ca sản xuất.

Lưu lượng nước thải sinh ra hàng ngày khoảng 800m3/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 mùi hôi rất khó chịu, ô nhiễm môi trường và làm ảnh hưởng đến sức khoẻ của công nhân và người dân sống xung quanh nhà máy.

Bảng 1:Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất.STT Các chỉ tiêu Đơn vị Kết quả

1 BOD5 mg/l 1300

2 COD mg/l 1700

3 SS mg/l 500

4 Tổng Nitơ mg/l 250

5 Photpho mg/l 30

6 Dầu mỡ mg/l 250



2.2.2. Nước thải sinh hoạt:

Nước thải sinh hoạt chủ yếu từ nhà ăn, khu vệ sinh, với lưu lượng khoảng 30 m3/ngày. Trong nước thải sinh hoạt có chứa nhiều chất ô nhiễm và vi sinh độc hại.

STT Các chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ chất ô nhiễm

1 BOD5 mg/l 450

2 COD mg/l 720

3 SS mg/l 700

4 Tổng Nitơ mg/l 100

5 Photpho mg/l 8

6 Coliforms MPN/100ml 106

Bảng 2: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt.

2.3. Hiện trạng môi trường xung quanh nhà máy:

2.3.1. Nhiệt độ không khí:

Nhiệt độ không khí thay đổi theo mùa trong năm (có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa nắng), tuy nhiên sự chênh lệch giữa các tháng trong năm là không lớn ( 2-30C).

Nhiệt độ không khí ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình phát tán chất ô nhiễm trong khí quyển. Nhiệt độ không khí càng cao thì tốc độ phân hủy và chuyển hóa các chất ô nhiễm càng nhanh. Ngoài ra nhiệt độ không khí còn là yếu tố quan trọng tác động đến sức khỏe công nhân trong quá trình lao động,… Vì vậy, trong quá trình tính toán dự báo ô nhiễm không khí và thiết kế các hệ thống khống chế ô nhiễm cần phân tích các yếu tố nhiệt độ.

Diễn biến chế độ nhiệt độ không khí trong vùng như sau:- Nhiệt độ trung bình trong nhiều năm: 26-280C.- Tháng nóng nhất là tháng 4, nhiệt độ trung bình tháng: 28.50C.- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 37.20C.- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối: 14.80C.- Số giờ nắng trung bình: 2,400 giờ/ năm.

Nhiệt độ không khí có ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học các chất gây ô nhiễm trong nước thải nên sẽ được quan tâm chú ý trong quá trình xử lý nước thải.

2.3.2. Khí hậu:

Về khí hậu: chịu ảnh hưởng chung của khí hậu trong khu vực, là vùng nhiệt đới gió mùa, khí hậu ít thay đổi, có 2 mùa và có chế độ mưa hàng năm theo mùa rõ rệt.



2.3.3. Gió - bão:

Gió là yếu tố đóng vai trò quan trọng nhất trong việc lan truyền chất ô nhiễm không khí. Tốc độ gió càng lớn thì chất ô nhiễm được vận chuyển càng xa nguồn gây ra ô nhiễm và nồng độ các chất ô nhiễm càng được pha loãng bởi không khí sạch. Khi tốc độ gió nhỏ gần bằng 0 hoặc lặng gió thì các chất ô nhiễm sẽ không được vận chuyễn đi xa mà tập chung rơi xuống mặt đất, gây nên tình trạng ô nhiễm cao nhất tại khu vực. Vì vậy, khi đánh giá mức độ ô nhiễm cần quan tâm đến tốc độ gió.

Hàng năm, khu vực đồng bằng sông Cửu Long có 2 mùa gió chính: Từ tháng 5 đến tháng 10, chịu ảnh hưởng của gió Tây Nam. Từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc.

Vận tốc gió trung bình là: 2 m/s.Vận tốc gió lớn nhất là: 20 m/s.Giông xảy ra nhiều trong năm, hàng năm từ 100 – 140 ngày có giông, tập trung nhiều vào tháng 7 và tháng 8.

2.3.4. Độ ẩm không khí:

Độ ẩm trung bình hàng năm khá cao ( khoảng 82% ). Độ ẩm trung bình mùa khô ( tháng 4 ): 79%. Độ ẩm trung bình mùa mưa ( tháng 4 ): 83%. Độ ẩm nhỏ nhất ( tháng 3 ): 75%. Độ ẩm lớn nhất ( tháng 10 ): 85-87%.Độ ẩm không khí là yếu tố ảnh hưởng lên quá trình chuyển hóa các chất ô

nhiễm và là yếu tố vi khí hậu ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân.

2.3.5. Chế độ mưa:

Mưa có tác dụng thanh lọc và pha loãng nước thải, lượng mưa càng lớn thì mức độ ô nhiễm không khí và nước thải càng giảm. Mưa còn cuốn theo các chất ô nhiễm rơi vãi từ mặt đất xuống các nguồn nước. Mưa có tác dụng làm sạch không khí, đồng thời ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống xử lý nước thải trong khu vực nhà máy.

Chế độ mưa trong khu vực hàng năm phân bố theo 2 mùa rõ rệt: Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11, số ngày mưa chiếm 86% và lượng

mưa chiếm từ 90-93% tổng lượng mưa hàng năm. Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau, lượng mưa chiếm từ 7-10% tổng

lượng mưa toàn năm. Số ngày mưa có tháng chỉ có 1-3 ngày (tháng 1,2,3 ) điển hình cho tính chất khô hạn ở Đồng bằng sông Cửu Long.

2.3.6. Đặt điểm thủy văn:



Khu vực nhà máy chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi chế độ thủy văn sông Hậu. Lưu lượng dòng sông chảy vào mùa lũ chiếm khoảng 70-85% lượng dòng chảy trong năm. Lượng nước lớn nhất của sông Hậu tập trung vào các tháng 9, 10, 11 và chiếm khoảng 50% dòng chảy sông. Mùa lũ, dòng chảy có lưu lượng lớn, địa hình trong khu vực thấp và bằng phẳng nên khả năng thoát nước chậm. Vào mùa mưa, biên độ dao động của bán nhật triều chỉ có 0.5m nhưng vào mùa khô biên độ dao động lên đến 2.16m, đây là điều đáng lưu ý khi tính toán hệ thống xử lý nước thải.

2.4. Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải của nhà máy:

Hiện tại nhà máy đang sử dụng hệ thống xử lý nước thải do Công ty cổ phần công nghệ Môi Trường Xanh thi công với công suất xử lý 350 m3/ ngày.đêm.

Hình 2: Sơ đồ dây chuyền xử lý nước thải công suất 350 m3/ ngày.đêm:

Đặc tính của từng hạng mục trong công trình hệ thống xử lý:

Lưới chắn rác: đặt trên kênh dẩn thải, thu hồi da cá, mỡ nổi, thịt vụn và một số ít rác thải.

Bể gom: thu gom nước thải bơm vào bể xử lý. Bể tuyển nổi sơ bộ: tách mỡ nổi bằng vách ngăn thông đáy, thu hồi mỡ

nổi chuyển đến nhà máy chế biến phụ phẩm. Bể điều hòa: ổn định lưu lượng xử lý, nồng độ chất ô nhiễm, pH, nồng độ

chất khử trùng vào các giờ vệ sinh. Bể tuyển nổi DAF: tuyển nổi bằng cách đưa hóa chất keo tụ vào nước

thải, bảo hòa nước bằng không khí dưới áp suất cao và tách khí hòa tan trong nước ở điều kiện khí quyển.

Bể ANANES: đây là hệ thống gồm 03 bể, được thông với nhau bằng khe mở giửa các bể, hai bể 1 và 3 đảm nhận đồng thời hai chức năng: vừa là


Lưới chắn rác

Bể Tuyển nổi DAF

Bể ANAES

Thải vào nguồn tiếp nhận

BùndưBể nén bùn

Cụm bể HTXL có sẳn

Bể khử trùng

Nước thải đầu vàoBể gom

Bể Tuyển nổi sơ bộBể gom

Bể Tuyển nổi sơ bộ Bể Điểu hòa


bể phản ứng sinh học vừa là bể lắng. Nước thải được đưa vào từng bể tùy theo chu kỳ.

Bể khử trùng: khử trùng bằng dung dịch chlorine.

Chi phí xây dựng: do chủ đầu tư đảm nhận.Chi phí thiết bị: 426,020,000 VNĐVới hệ thống xử lý như trên thì chi phí xây dựng và vận hành rất cao do phải

xây dựng khá nhiều bể và tiêu tốn nhiều hóa chất, sử dụng nhiều năng lượng cho các máy bơm, máy thổi khí và máy nén khí. Hiện tại nhà máy đang sử dụng 15 máy bơm các loại và 1 bộ máy nén khí (5 máy bơm nước thải chìm, 2 máy bơm nước thải, 2 máy bơm bùn, 3 máy bơm định lượng, 3 máy thổi khí và 1 bộ máy nén khí).Bên cạnh đó với việc thiết kế nhiều bể xử lý sẽ tiêu tốn rất nhiều diện tích đất, khả năng xảy ra sự cố của hệ thống là rất cao.

Nhằm khắc phục những nhược điểm trên, tôi thực hiện đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải này để tìm ra một hệ thống xử lý mới phù hợp hơn mà vẫn đảm bảo được hiệu quả xử lý đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN 11: 2008/BTNMT.



CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ TỐI ƯU:

3.1. Đề xuất phương án:

- Nhà máy chế biến thủy hải sản Hiệp Thanh có tổng lưu lượng nước thải là 830 m3/ngày, lưu lượng xả thải trung bình là 9.606 l/s. Thành phần chủ yếu có trong nước thải là hợp chất hữu cơ, dưỡng chất (N,P), chất rắn lơ lửng, dầu mỡ và coliform. Các chỉ tiêu ô nhiễm phân tích được đều vượt tiêu chuẩn cho phép (QCVN 11:2008/BTNMT). Nếu không được xử lý tốt, khi thải ra môi trường sẽ làm ô nhiễm môi trường xung quanh, ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt, sản xuất và sức khỏe của người dân xung quanh. Để giải quyết những vấn đề trên, nhà máy nhất thiết phải có hệ thống xử lý chất thải mà đặt biệt là hệ thống xử lý nước thải để xử lý nước thải đầu ra theo QCVN 11: 2008/BTNMT. Để giải quyết yêu cầu đó, tôi có một số phương án sau:

3.1.1 Phương án 1:

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, nội tạn 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 để tránh gây ăn


Nước đầu vào

Song chắn rác

Bể lắng cát Bể điều lưu

Bể lắng sơ cấp1

Bể bùn hoạt tính

Bể lắng thứ cấp

Sân phơi bùnBùn xả

Bùn hoàn lưu

Nước thải đầu ra

Clo

Sân phơi cát

Bể khử trùng

Bể lắng sơ cấp2


mòn, hư hỏng máy bơm và các thiết bị cơ giới phía sau, lượng cát lắng này sẽ được thu gom và đưa ra sân phơi cát để xử lý.

Tiếp theo, nước thải được đưa đến bể điều lưu để điều chỉnh ổn định về lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm 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 bùn hoạt tính. Tại đây ta cung cấp oxi cho vi sinh vật hoạt động, lượng sinh khối bùn tạo ra sẽ được đưa sang bể lắng thứ cấp để tiếp tục xử lý. Ở bể lắng thứ cấp một phần bùn sẽ được lắng xuống đáy bể và thu hồi cho vào sân phơi bùn; phần còn lại được hoàn lưu trở lại bể bùn hoạt tính để đảm bảo mật độ vi sinh vật luôn ổn định để bể hoạt động tốt.

Cuối cùng nước thải từ bể lắng thứ cấp được cho qua bể khử trùng để loại thành phần vi sinh vật gây bệnh và thải ra ngoài.

3.1.2. Phương án 2:


chắn rác để loại bỏ thành phần rác có kích thướt lớn: xương cá, da cá, nội tạn 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, lượng cát lắng này sẽ được thu gom và đưa ra sân phơi cát để xử lý.

Nước thải tiếp tục được cho qua bể điều lưu để điều chỉnh lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm cho hệ thống phía sau hoạt động. 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,


Bể điều lưu Bể tuyển nổiNước đầu vào

Song chắn rác

Bể lắng cát

Bể bùn hoạt tính



Bùn hoàn lưu


Clo

Sân phơi cát

Bể khử trùng

Oxy


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.

3.1.3. Phương án 3:


chắn rác để loại bỏ thành phần rác có kích thướt lớn: xương cá, da cá, nội tạn 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, lượng cát lắng này sẽ được thu gom và đưa ra sân phơi cát để xử lý.

Nước thải tiếp tục được cho qua bể điều lưu để điều chỉnh lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm cho hệ thống phía sau hoạt động. 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 lọc sinh học nhỏ giọt. Ở 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


Bể điều lưu Bể tuyển nổiNước đầu vào

Song chắn rác

Bể lắng cát

Bể lọc sinh hoc nhỏ giọt



Bùn hoàn lưu


Clo

Sân phơi cát

Bể khử trùng


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 sinh vật gây bệnh và thải ra ngoài.

3.2. Lựa chọn phương án:

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.

Về yêu cầu cần thiết của hệ thống xử lý là: Qui trình công nghệ đơn giản Không tốn nhiều diện tích đất cho hệ thống xử lý Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp Nước thải sau xử lý đạt QCVN 11:2008/BTNMT.

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.

Bảng 3: phân tích ưu khuyết điểm của các phương án.Phương án

Ưu điểm Khuyết điểm

Phương án 1

Có khả năng chịu các thay đổi đột ngột của lưu lượng và chất hữu cơ.- Bùn cặn sinh ra được xử lý một cách triệt để, không phát sinh mùi hôi.- Hệ thống vận hành đơn giản, dễ thi công, không đòi hỏi kỹ thuật cao.

- Chi phí vận hành và bảo quản của bể bùn hoạt tính khá cao.- Tốn nhiều diện tích đất do phải sử dụng đến 2 bể lắng sơ cấp.- Sân phơi bùn chiếm diện tích đáng kể.

Phương án 2

- 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, đòi hỏi người vận hành phải có chuyên môn và kỹ thuật.- Chi phí vận hành cao do phải tốn nhiều năng lượng. - Sân phơi bùn chiếm diện tích đáng kể.

Phương án 3

- Chịu được sự thay đổi về 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

- Chi phí đầu tư cao khó khăn trong vận hành và bảo trì bể lọc sinh học. Cột lọc dễ bị nghẹt, thời gian nghỉ lâu và lưu lượng nạp thấp.- Sân phơi bùn chiếm diện tích đáng kể

Từ bảng phân tích ở trên, ta thấy Phương án 2 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


Mang tính chủ quan phải dựa trên điều kiện biên


lửng và dầu mỡ cao (từ 70-90%) mới đủ điều kiện cho bể sinh học phía sau ( SS<= 150mg/l), Phương án 2 đã đáp ứng được yêu cầu này. Ngoài ra trong hệ thống xử lý của Phương án 2, 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.Vậy: theo lập luận trên ta thấy phương án 2 là phương án lựa chọn tối ưu nhất

3.3. Các hạng mục công trình trong phương án 2:

3.3.1. Song chắn rác:

Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn ( xương cá, thịt vụn, giấy, bọc nylon,…) . Kích thước tối thiểu của rác bị giữ lại tùy thuộc vào 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 phải chừa một khe hở đủ để dễ dàng lắp đặt và thay thế song chắn rác. Khi mở rộng hay thu hẹp kênh nơi đặt song chắn rác thì phải mở rộng dần dần với góc =200 để tránh tạo dòng chảy rối trong kênh.

3.3.2. Bể lắng cát:

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

3.3.3. Bể điều lưu:

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

Bể điều lưu có chức năng điều hòa lưu lượng nước thải và các chất cần xử lý để đảm bảo hiệu quả cho các quá trình xử lý sinh học phía sau, nó chứa nước thải và các chất cần xử lý ở những giờ cao điểm rồi phân phối lại cho các giờ không hoặc ít sử dụng để cung cấp ở một lưu 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:- Rửa các chất rắn hay dầu mỡ bám vào thành bể.- Hệ thống chảy tràn khi bơm bị hỏng.- Thiết bị lấy các chất rắn nổi hay bọt trong bể.- Các vòi phun để tránh bọt bám vào thành bể.- Rốn thu nước để có thể tháo cạn nước xử lý khi cần thiết và hệ thống ống

dẫn để chuyển hướng nước thải trực tiếp sang các bể phía sau.



Ngoài ra trong bể còn phải thiết kế hệ thống khuấy để không cho các chất rắn lắng xuống đáy bể. Để giảm bớt nhu cầu khuấy trộn, nên đặt bể điều lưu phía sau bể lắng cát.

3.3.4. Bể tuyển nổi:Bể tuyển nổi được sử dụng để loại bỏ các hạt rắn hoặc lỏng ra khỏi hỗn

hợp nước thải và cô đặc bùn sinh học. Lợi điểm chủ yếu của bể tuyển nổi là nó có thể loại các hạt chất rắn 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 phương pháp điện phân.- Bể tuyển nổi bằng cách hoà tan không khí ở áp suất cao. - Bể tuyển nổi bằng sục khí.- 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 này không khí được hoà tan vào nước thải ở áp suất cao vài atm, sau đó nước thải được đưa trở lại áp suất thường của khí quyển. Lúc này không khí trong nước thải sẽ phóng thích trở lại vào áp suất khí quyển dưới dạng các bọt khí nhỏ. Các bọt khí này sẽ bám vào các hạt chất rắn tạo lực nâng các hạt chất rắn này nổi lên bề mặt của bể, sau đó các chất rắn này được loại bỏ bằng các thanh gạt.

3.3.5. 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:(CHONS) + O2 +Vi khuẩn hiếu khí CO2 + NH4

++ sản phẩm khác + năng lượngQuá trình tổng hợp:(CHONS) +O2 + vi khuẩn hiếu khí +năng lượng C5H7O2N (tế bào vi khuẩn mới)

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.

3.3.6. Bể lắng thứ cấp:

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



3.3.7. 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.

3.3.8. 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 IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Các thông số cần thiết cho việc thiết kế:

Các thông số đầu vào:

Bảng 4: Các thông số thiết kế.

Số TT Chỉ tiêu Đơn vị tính Kết quả QCVN 11:2008/BTNMT

Loại A

1 pH 8 6 – 9

2 SS mg/l 507.23 50

3 COD mg/l 1664.58 50

4 BOD mg/l 1269.28 30

5 Tổng Nito mg/l 244.58 30

6 Tổng Phospho mg/l 29.2 4

7 Tổng dầu mở thực vật

mg/l 240.96 10

8 Tổng coliform MPN/100ml 106 3000

Các thông số của nhà máy:

Qsan xuat = 800 m3/ngày

Qsinh hoat = 30 m3/ngày

→ Q tong = 800 m3/ngày + 30 m3/ngày = 830 m3/ngày

Số giờ xả thải của nhà máy: 24 giờ

→ Lưu lượng trung bình của nhà máy :



Theo TCVN 7957: 2008:

Nội suy ta được:

K0 max = 2.13→ Qmax= Qtb* K0max = 9.606(l/s)* 2.13 = 20.46 (l/s)

= 0.0205 (m3/s)

→ Qmax = 0.0205 (m3/s)

*K0 min =0.44 → Qmin = Qtb * K0min = 9.606(l/s)* 0.44 = 4.23 (l/s)

= 0.00423 (m3/s)

→ Qmin = 0.00423 (m3/s)

4.1. Thiết kế kênh dẫn nước thải:

Chọn vận tốc dòng chảy trong kênh là: v= 0.7 (m/s)

- Diện tích mặt cắt ướt (Ak) của kênh dẫn nước là:

- Do nhà máy có lưu lương trung bình khá nhỏ nên chọn chiều sâu ngập nước trong kênh H = 0.1 (m)

- Chiều cao miệng dưới kênh: Hd = 0.25 (m)

- Chiều cao tránh nước mưa chảy tràn: Hct = 0.2 (m)

Chiều cao tổng cộng cần xây dựng của kênh dẫn nước thải:

Hk = 0.1 + 0.25 + 0.2 = 0.55 (m)

Chiều rộng kênh dẫn nước thải:

Cao trình mực nước ở đầu kênh dẫn:Zmuc nuoc(dau kenh dan) = Hd = - 0.25 (m)

Cao trình đáy kênh ở đầu kênh dẫn Zday kenh (dau kenh dan) = - (Hngn + Hd ) = - (0.1 + 0.25) = - 0.35 (m) Chọn chiều dài kênh dẫn nước thải là L =20 (m)



Cao trình mực nước ở cuối kênh dẫn ( trước song chắn rác) : Z muc nuoc (cuoi kenh dan) = Zmuc nuoc(dau kenh dan) - L.imin

= -0.25 – 20* 0.00347 = - 0.3194 (m)

Cao trình đáy kênh dẫn ở cuối kênh ( trước Song chắn rác) : Zday kenh (cuoi kenh dan) = Z muc nuoc (cuoi kenh dan)– Hngn

= - 0.3194 -0.1 = - 0.4194 (m)

4.2. Thiết kế song chắn rác:

Song chắn rác được đặt ở kênh trước khi nước thải vào trạm xử lý. Hai bên

tường kênh phải chừa một khe hở đủ để dể dàng lắp đặt và thay thế song chắn rác.

Do lượng rác trong nước thải không nhiều nên có thể sử dụng cào rác bằng thủ công.

Bảng 5: Các giá trị thông dụng để thiết kế song chắn rác

Chỉ tiêu Khoảng biến thiên

Vận tốc nước chảy qua song chắn v (m/s)

0,31 ÷ 0,62

Chiều rộng khe (cm) 2,5 ÷ 5

Độ nghiêng so với trục thẳng đứng (độ)

30 ÷ 45

Bề dày của sắc (cm) 0,51 ÷ 1,52

Bề bản của sắt (cm) 2,54 ÷ 3,81

Độ giảm áp cho phép (cm) 15,24

(Theo Ths.Lê Hoàng Việt, Giáo trình Phương Pháp Xử Lý Nước Thải, 2003 )

- Chọn vận tốc dòng chảy qua song chắn rác là Vs = 0,5 (m/s)

Tổng diện tích phần khe hở ngập nước của song chắn rác:

Tính tổng chiều rộng các khe của song chắn :



- Chọn chiều sâu ngập nước nơi đặt song chắn rác là Hng = 0,1(m)

Tính số thanh sắt cần sử dụng:

- Chọn kích thước nhỏ nhất của rác là 3cm, vậy ta nên chọn chiều rộng một

khe hở của song chắn rác là : B = 0.025(m )= 2.5(cm)

→ Số khe của song:

Do ta không đặt thanh sắt ở sát 2 bên thành của kênh dẫn do đó:

Số thanh sắt cần sử dụng: F = số khe − 1 = 16 (thanh)

Tính chiều rộng lọt lòng của kênh nơi đặt song chắn rác:

- Chọn chiều dày thanh sắt: C = 0.01(m) = 1(cm) (chọn theo bảng5).

Chiều rộng lọt lọng của kênh dẫn nơi đặt song chắn rác :

Tính chiều dài đoạn kênh mở rộng:

- Để tránh dòng chảy rối ta phải mở rộng kênh dẫn theo góc α = 200.

- Chiều dài đoạn kênh thu hẹp L2 bằng chiều dài đoạn kênh mở rộng L1:

L2 = L1 = 0.385(m)

Tổng chiều cao (Ht) kênh đặt song chắn rác là:

- Chọn chiều cao cột sàn của nhà đặt song chắn rác là Hc = 0.2(m)

Ht = Hng + Hct +Hd + Hc = 0.1(m) + 0.2(m) +0.25(m)+0.2(m)= 0.75 (m)

Trong đó: Hng =0.1(m): Chiều sâu ngập nước nơi đặt song chắn rác.

Hct = 0.2(m): Chiều cao tránh nước mưa chảy tràn.



Hd = 0.25(m): Chiều cao miệng dưới kênh.

Chọn góc nghiêng của song chắn rác so với phương thẳng đứng là 45o.

Chiều dài thanh sắt song chắn rác cần dùng là:

Trong đó 0.2 (m) là đoạn uốn cong của thanh sắt khỏi thành kênh.(vẽ hình ra tính)

Chiều dài đoạn kênh mà song chắn rác nghiêng một gốc 45o so với phương thẳng đứng là:

L3= cos45o * X = * 1.26(m) = 0.89(m)

Để được dễ dàng trong quá trình cào rác

- Chọn chiều dài bản hứng rác là Lb= 1.5(m) (phải có nhiều lỗ nhỏ hơn kích thước rác.)

- Chọn khoảng cách từ đoạn mở rộng đến song chắn rác là L4 = 0.4(m)

- Chọn khoảng cách từ đoạn thu hẹp đến song chắn rác là L5 = 0.4(m)

Tổng chiều dài đoạn kênh nơi đặt song chắn rác là:

L = L1 + L2 + L3 +L4+L5 = 0.385(m)+0.385(m)+0.89(m)+0.4(m)+0.4(m)

= 2.46(m).

Tính độ giảm áp của dòng chảy qua song chắn rác:

Diện tích mặt cắt ướt ngay trước song chắn rác là:

A = Hng * Wk = 0.1*0.57 = 0.057 (m2)

Vận tốc dòng chảy ngay trước song chắn rác là:

(m/s)

Độ giảm áp của dòng chảy qua song chắn rác là:

= 0.88(cm) < 15.24 (cm) ( TCVN 7957: 2008)

Sau song chắn rác, ta hạ đáy kênh xuống 1 đoạn hh = 0.0088*3 = 0.0264(m)

để bù lại độ giảm áp gây ra bởi 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 = - 0.3194 – 1.79* 0.00347– 0.0264 = - 0.353 (m).

Cao trình đáy kênh ở cuối song chắn rác: Zday kenh (cuoi SCR) = Zmuc nuoc ( cuoi SCR) - Hngn

= - 0.353 – 0,1 = - 0.453(m)Trong đó L = 1.79 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.

4.3. Thiết kế bể lắng cát:

Bảng 6: Các thông số sử dụng để thiết kế bể lắng cát

STT Các thông số Đơn vịKhoảng cho phép

Giá trịthiết kế

1 Lưu lượng tổng Q m3/ngày 8302 Kích thước hạt cát mm 0,23 Thời gian tồn lưu nước s 45 ÷ 90 60

4 Vận tốc nước chảy qua bể m/s0,24 ÷0.4

0,40,2

5 Thời gian giữa 2 lần lấy cát ngày 2 ÷ 4 76 Lưu lượng tải đỉnh Qmax m3/s 0.0205 7 Lưu lượng Qmin m3/s 0,004238 Trọng lượng riêng của cát c kg/m3 1600

9 Chiều sâu công tác của bể (H) m 0,5 ÷ 1,2 0,5(Nguồn: Phương pháp xử lý nước thải – Lê Hoàng Việt

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

Bảng 7: Tải trọng bề mặt của bể lắng cát ở 150C



(N gu ồn :

Lê Hoàng Việt – Bài tập Phương pháp xử lý nước thải)Với đường kính nhỏ nhất của hạt cát cần giữ lại là 0,2 mmSuy ra: tải trọng bề mặt của bể lắng cát là U0 = 18,7 mm/s = 0,0187 m/s (theo bảng trên) K = 1,7 ( Theo TCXDVN 7957:2008 )Ta có: Qmax = 0.0205 (m3/s)

Qmin = 0,00423(m3/s) Diện tích bề mặt của bể lắng cát:

( m2 )

- Chọn vận tốc nước chảy qua bể là v = 0,2 m/s- Chọn vận tốc lớn nhất của nước chảy qua bể là vmax = 0,3 m/s (theo

TCXDVN 7957:2008,Trang 53) - Chọn thời gian tồn lưu của nước (giá trị thường sử dụng) trong bể là = 60s (theo Lê Hoàng Việt, Bài giảng xử lí nước thải).

Tính tỉ lệ dài/sâu:

Tính chiều dài bể:- Chọn chiều sâu công tác của bể là H = 0.5 (m).

Chiều dài bể lắng cát thiết kế: L =

Tính chiều rộng bể:

m

Tính chiều sâu tổng cộng của bể:- Chọn chiều sâu miệng dưới cống là 0.5 (m).- Chọn chiều cao tránh nước mưa chảy tràn la 0.2 (m).→ Chiều cao chết Hchết = 0.5 (m) + 0.2 (m) =0.7 (m).

- Chiều sâu lớp cát: Giả sử lượng cát có trong nước thải là C = 50 (mg/l). Tổng lượng nước thải qua bể lắng cát là Qt = 830 (m3/ngày). Dự định 07 ngày sẽ lấy cát ra một lần.

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Soàn.

Đường kính hạt (mm)

Tải trọng bề mặt của bể lắng cát U0 ở 150C (mm/s)

0,10 5,120,12 7,370,15 11,50,20 18,70,25 24,20,30 28,30,35 34,50,40 40,70,50 51,6

24


- Lượng cát tích lại trong bể trong 07 ngày, giả sử hiệu suất lắng là 100%: Gcát = ( Q*C )* 7 = ( 830*50 )* 7 = 290.5 (kg)

- Thể tích cát:

vcát =

- Chiều sâu lớp cát:

Hcat =

Chiều sâu tổng cộng của bể là:Htt = Hchết + H + Hcat = 0.7 + 0.5 + 0.098 = 1.298 (m)

Thể tích hửu dụng của bể là:Vhd = H * A = 0.5 * 1.864 = 0.932 (m3).

- Kiểm tra thời gian tồn lưu ở bể: Ở Qmax:

Ở Qmin:

Vì thể tích cát là Vcát = 0.182m3 nên ta chọn hố thu cát có thể tích Vhố thu = 0.2 (m3).Hố thu cát hình chữ nhật:Chiều rộng hố thu bằng chiều rộng bể: B = B = 0.205(m)Chiều dài hố thu: L = 3*B = 3*0.205 = 0.615(m).

Chiều cao của hố:

Máng thu nuoc dau ra:Mỗi máng có kích thước: 1*0.205*1.5

Từ cao trình mực nước ở cuối song chắn rác: Zmuc nuoc ( cuoi SCR) = - 0.353 (m)

Cao trình mực nước đầu bể lắng cát:Zmuc nuoc(dau be) = Zmuc nuoc ( cuoi SCR) – L*imin

= - 0.353 m – 3* 0.00347 = -0.363 (m)

Trong đó:L=3(m) là chiều dài từ cuối song chắn rác đến bể lắng cátCao trình đáy bể lắng cát ở đầu bể:

Zday be (đầu bể) = Zmuc nuoc (đầu bể) - H= -0.363 – 0.5= -0.863 (m)

Cao trình mực nước cuối bể lắng cát là:Zmuc nuoc (cuoi be) = Zmuc nuoc(dau be) – L * imin

= -0.363 – 9.09* 0.00347 = - 0.395 (m) Trong đó: L =9.09( m) là chiều dài bể lắng cát

Cao trình đáy bể lắng cát (cuối bể):



Zday be (cuoi bể) = Zmuc nuoc (cuoi be) - H = - 0.395 – 0.5 = -0.895(m)4.4. Thiết kế bể điều lưu:

Do lượng nước thải từ nhà máy thải ra không đồng đều tại các thời điểm khác nhau nhưng hệ thống xử lý sinh học phía sau thì hoạt động 24/24 và cần cung cấp một lượng nước thải ổn định để tránh hiện tượng ‘shock’ do lưu lượng không ổn định. Vì vậy ta cần thiết kế bể điều lưu để điều hoà lưu lượng một cách ổn định các dưỡng chất cần thiết cho hệ thống sinh học phía sau. Bảng 8: Các thông số sử dụng thiết kế bể điều lưu

STT Các thông số Đơn vịKhoảng cho

phépGiá trịthiết kế

1 Lưu lượng nước thải m3/day 8302 Lượng khí cung cấp (Mk) m3/m3*phut 0.015

3 Hiệu suất cung cấp khí (Hk) kgO2/hp*h0,544 ÷ 1,089

1

4 Chiều cao tránh mưa chảy tràn (H1)

m 0,2

5 Chiều sâu hoạt động của bể (H) m 3(Nguồn: Phương pháp xử lý nước thải – Lê Hoàng Việt

Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai)Chọn thời gian hoạt động nhà máy là 24h

Thể tích bể điều lưu là:V = 2*Qmax = 2*73.8 = 147.6 (m3)

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

- Chọn chiều sâu miệng dưới kênh dẫn nước thải là: h1 = 0.5(m)- Chọn độ cao tránh nước mưa chảy tràn là: h2 = 0.2 (m).- Chọn chiều sâu hoạt động của bể là: h3 = 3 (m).

Diện tích bề mặt của bể điều lưu là :

Thể tích xây dựng bể là:Vxd = A ( h1 + h2 + h3 ) = 59.04 (0.5 + 0.2 + 0.3) = 218.44 (m3)

Ta chọn chiều dài bể bằng 2 lần chiều rộng bể: Ta có:

Vậy:



Khi thiết kế bể điều lưu ta cần cung cấp một lượng oxy để duy trì chất rắn ở trạng thái lơ lửng và tránh các quá trình yếm khí xảy ra ở bể gây mùi khó chịu. Để cung cấp lượng oxy này ta gắn thêm các máy khuấy bề mặt.

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

Trong đó: 0,015m3/m3.phút là lượng không khí cần cung cấp cho nước thải để nó duy trì ở trạng thái hiếu khí ( theo Lê Hoàng Việt, giáo trình Phương Pháp Xử Lý Nước Thải, 2003)

Khối lượng oxy cần cung cấp:

(do ở điều kiện chuẩn 1m3 không khí nặng 1.2 kg và oxy chiếm 23.2% khối lượng)Chọn máy khuấy bề mặt có hiệu suất cung cấp khí là Hk = 1kgO2/hp*h.

Công suất máy khuấy là:

Ta chọn 2 máy khuấy, mỗi máy có công suất là 30 (hp) phân bố điều theo bề mặt bể và được đặt neo cố định trên phao nổi để đảm bảo máy khuấy hoạt động tốt khi mực nước thay đổi.

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

Công suất máy bơm: N =

=

= 0.82 Kw

Trong đó :

Q: lưu lượng nước trung bình trong ngày , m3/ngày.

H: cột áp của bơm, mH2O (H = Hhút + Hđẩy + = 0.5 + 5.0 + 1.5 = 7m.

Với : tổn thất các van, khóa, uốn của đường ống, chọn = 1.5m)

ρ: khối lượng riêng của chất lỏng

Nước: ρ = 1000kg/m3

Bùn: ρ = 1006 kg/m3

g: gia tốc trọng trường, g = 9.81 m/s2

η: hiệu suất của bơm, η = 0.73 ÷ 0.93 chọn η = 0.8

Công suất thực tế của bơm : Ntt = 1.5 * N = 1.5 * 0.82= 1.23 kW = 1.65 Hp ( vì 1kW = 1,34 Hp)Chọn bơm 2 Hp Đặt 2 bơm 2 Hp ,1 bơm làm việc,1 bơm dự phòng. Ta còn gắn thêm van điều áp ở máy 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 có một khoảng cách an toàn tránh sự va đập giữa cánh khuấy và đáy bể làm hư hỏng cánh khuấy.



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; các vòi phun nước rửa các bọt, dầu mỡ bám vào các thành bể; đáy bể nên lắp hệ thống thoát nước để có thể tháo cạn nước khi cần thiết…

Tính toán cao trình:Cao trình mực nước ở đầu bể điều lưu:

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

= - 0.395 – 3 * 0.00347 = -0.405 (m) Trong đó: L = 3m là chiều dài từ bể lắng cát đến bể điều lưu

Cao trình đáy bể điều lưu ở đầu bể: Zday be (dau be dieu luu) = Zmuc nuoc (dau be dieu luu) – h3

= -0.405 – 3 = - 3.405 (m) Cao trình mực nước ở cuối bể điều lưu

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

= -0.405 – 10.87 * 0.00347 = - 0.44 (m) Trong đó: L = 10.87(m) là chiều dài bể điều lưu

Cao trình đáy bể điều lưu ở cuối bể: Zday be (dau be dieu luu) = Zmuc nuoc (cuoi be dieu luu) – h3

= - 0.44– 3 = -3.44 (m)

4.5. Thiết kế bể tuyển nổi: (bể tuyển nổi hòa tan khí ở áp suất cao)

Áp dụng công thức:

Chh

Bảng 9: thông số đầu vào nông độ nước thải hỗn hợp:STT Chỉ tiêu Đơn vị Nước thải sản

xuấtNước thải sinh

hoạtTổng

1 Lưu lượng m3/ngày 800 30 8302 BOD mg/l 1300 450 1269.283 COD mg/l 1700 720 1664.584 SS mg/l 500 700 507.235 Ntổng mg/l 250 100 244.586 Ptổng mg/l 30 8 29.27 Dầu mỡ mg/l 250 - 240.96

Bảng 10: Các thông số thiết kế bể tuyển nổi

Thông số cần thiết Đơn vị Tiêu Giá trị chọn



chuẩn thiết kế

Lưu lượng nạp nước (Qn) L / m2*phút 61163 80

Lưu lượng nạp chất rắn (Ls) kg / m2*ngày < 235.2

Lượng không khí bão hòa trong

nước ở 200C, áp suất 1 atm ( sa )

ml /L 18.7 18.7

Tỉ lệ ml KK/mg chất

rắn

0,005 ÷ 0,06 0.02

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

Tính bồn tạo áp:

Ta có:

( 1 )

Trong đó :

A/S tỉ lệ (ml) khí / (mg) chất rắn ở áp suất khí quyển.

Ta chọn A/S = 0.02 ml / mg

Pa: áp suất khí quyển (Pa = 1 atm )

Q: lưu lượng nước thải ( Q = 830 m3 / ngày )

Qr lưu lượng hoàn lưu

Ta chọn hoàn lưu 100 % (Qr = 830 m3 / ngày)

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

Ta lấy f = 0.5

P: áp suất tuyệt đối (lực nén trong bình tạo áp )

Sa : nồng độ chất rắn (Sa= 507.23 mg/ l )

1.3 : 1(ml) oxi nặng 1.3 (mg)

sa là lượng không khí bão hòa trong nước ở 200C, áp suất 1 atm

Thế tất cả giá trị vào (1) ta được:

P = 2.83 atm

Ta chọn thiết kế bồn tạo áp có áp suất 3 (atm)

Tính kích thước bồn tạo áp:



- Chọn thời gian lưu nước trong bồn tạo áp là: t = 3 (phút)

Thể tích nước của bồn tạo áp là:

Trên thực tế, thể tích nước (Vn) chỉ chiếm 2/3 thể tích bồn tạo áp (Vb):

Vn = 2/3 Vb

Vb = 3/2 Vn = 3/2 * 1.73 = 2.6 (m3)

- Thiết kế buồng tạo áp hình trụ

Chọn chiều cao buồng là: h = 2 (m)

Đường kính bồn tạo áp là:

Ta có: D = = = 1.29 (m)

Tính kích thước bể tuyển nổi:

Thời gian tồn lưu nước trong bể là:

Chiều cao bảo vệ là: hbv= 0.6 (m)

Thể tích bể tuyển nổi:

V = ( Q+R )* = = 34.6 (m3)

Diện tích bề mặt phần tuyển nổi:

S = = (m2)

Trong đó: SOR = 61÷163 (l/m2*phút), chọn SOR = 70(l/m2*phút)

Chiều sâu ngập nước bể tuyển nổi:

hngn =

Tỉ số chiều rộng/ chiều sâu : từ 1: 1 đến 2.25 : 1 (Theo Lê Hoàng

Việt, Phương pháp xử lý nước thải,2003)

Chọn =

Suy ra: B = 1.11* hngn = 1.11* 2.1 = 2.331(m)

Chiều dài bể: L =



Chọn chiều dài vùng phân phối vào: Lv = 1m

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 bể 0,3m và cao hơn mực nước trong bể khoảng 0,2m

Chiều dài tổng cộng của bể tuyển nổi:

LTổng= L + Lv + Lt = 7.066 + 1 +1 = 9.066 (m)

Kiểm tra tỉ số dài/rộng: > 3:1 (thỏa)

Chiều cao tổng của bể tuyển nổi:

HTONG= hngn + hbv = 2.1 + 0,6 = 2.7 (m)

Kích thước máng thu váng nổi:

Chiều dài máng thu bằng với chiều rộng bể: L = B = 2.331 (m)

Chiều rộng: B = 0,4m

Chiều sâu: h = 0,4 m

Kích thước máng thu nước đầu ra:

Chiều dài máng thu bằng với chiều rộng bể: L = B = 2,331 (m)

Chiều rộng: B = 0,3 m

Chiều sâu: h = 0,3 m

Kiểm tra lưu lượng nạp chất rắn:

Từ kết quả trên, ta có LS < 235.2 (kg/m2*ngay) (thỏa )

Lượng không khí phóng thích khi đưa nước ở áp suất cao về áp

suất khí quyển:

Với Pa là áp suất khí quyển (atm)

P là áp suất trong buồng tạo áp (atm)

sa là lượng không khí bão hòa trong nước ở 200C, áp suất 1

atm (ml/l)

Lượng không khí cần thiết phải hòa tan vào nước khi áp suất là 3atm:



Lượng không khí cần thiết phải hòa tan vào nước mỗi ngày là:

Chọn hệ số an toàn là: 3

Sk = 3* Sc *Q = 3*9.35*830*103*10-6 = 23.28 (m3/ngay)

Để tăng hiệu suất của quá trình tuyển nổi, ta dùng phèn với một lượng là 60 (mg/l).

Theo thực nghiệm thực tế _ (Huỳnh Long Toản, Luận văn tốt nghiệp, Hiệu suất của

bể tuyển nổi trong việc loại bỏ chất rắn lơ lửng một số loại nước thải _ 2004; và

Trần Tự Trọng, Luận văn tốt nghiệp _ 2003)

Bảng 11: Hiệu suất xử lý của bể tuyển nổi:

Chỉ tiêu Đơn vị Hiệu suất

SS mg / L 86%

BOD5 mg / L 83.7%

Tổng N mg / L 84.1%

Tổng P mg / L 88%

Dầu mỡ mg / L 80%

Ta tính nồng độ các chỉ tiêu đầu ra dựa vào công thức :

Cra = Cvào *( 1 – E )

Trong đó :

Cra: nồng độ đầu ra

Cvào: nồng độ đầu vào (mg/l)

E :Hiệu suất xử lý (%)

Riêng COD được tính theo tỉ số:

Suy ra: CODra = (mg/l)

Hiệu suất loại COD =

Bảng 12: Kết quả tính toán đầu ra

Chỉ tiêu Đơn vị Đầu vào Đầu ra Hiệu suất xử


Giảm hiệu suất này lại


lý E (%)

SS mg / L 507.23 71 86

BOD5 mg / L 1269.28 206.9 83.7

COD mg / L 1664.58 271.17 83,71

Tổng N mg / L 244.58 38.9 84.1

Tổng P mg / L 29.2 4.38 88

Dầu mỡ mg / L 240.96 48.2 80

Lượng chất lơ lửng và dầu mỡ thu được mỗi ngày là:

M = 507.23 mg/l * 0.86 +240.96mg/l *0.8= 629( kg/ngay)

Giả sử lượng váng nổi có hàm lượng chất rắn 3%

Thể tích bùn cần xử lý mỗi ngày là:( tỉ trọng của bùn là 1.03)

V =

(m3/ngay)

4.6. Thiết kế bể bùn hoạt tính: Bảng 13: Các thông số đầu vào bể bùn hoạt tính:

Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độBOD5 mg/ l 206.9COD mg/ l 271.17SS mg/ l 71

Tổng N mg/ l 38.9Tổng P mg/ l 4.38

Bảng 14: Các tiêu chuẩn thiết kế bể bùn hoạt tính theo kiểu truyền thốngThông số Đơn vị Khoảng biến thiên

Lưu lượng nạp chất hữu cơ kgBOD5 / m3*ngày 0.31.0Phần trăm BOD5 bị loại bỏ % 8595

Tỷ lệ F / M kgBOD5 / kgMLVSS*ngày 0.20.6Thời gian hoàn lưu Giờ ( h ) 48

Tốc độ sinh trưởng cực đại Y mgVSS /mgBOD5 0.40.8Nồng độ vi khuẩn trong bể X mg / L 15004000

Nồng độ vi khuẩn trong bùn hoàn lưu,Xw

mg / L 800010000

Tốc độ phân hủy nội bào, Kd d-1 0.0250.075(Nguồn : Lê Hoàng Việt , Phương pháp xử lý nước thải, 2003.)

Bảng 15: Thông số nồng độ chất ô nhiễm đầu ra đạt tiêu chuẩn loại A, QCVN 11 – 2008



K

i ểm

tra tỷ lệ dưỡng chất đầu vào:Kiểm tra tỉ lệ: BOD5:N:P = 100:5:1 Lượng Nito phản ứng trong bể:

Ta có: → Npư = Lượng Nito còn lại trong bể: Ndư = Nv -Npư = 38.9-10.35 = 28.55 (mg/l).Lượng Photpho phản ứng trong bể:

Ta có: → Ppư =

Lượng Photpho còn lại trong bể: Pdư = Pv - Ppư = 4.38 – 2.07 = 2.31 (mg/l).

Dựa vào QCVN 11:2008, nước thải loại A ta thấy:- Lượng N đầu ra khi ra khỏi bể bùn hoạt tính đạt tiêu chuẩn nên không cần quá trình khử nitrat.

Tính hiệu suất loại BOD5, COD, SS:Ta có: Hàm lượng BOD5 đầu ra và SS đầu ra theo QCVN 11:2008 lần lượt là 30 mg/l , 50 mg/l. Do đó ta chọn BOD5 đầu ra và SS đầu ra sau khi đã xử lý bằng bể bùn hoạt tính lần lượt là : BOD5 ra = 15mg/l, SSra = 15 mg/l. Lượng BOD cần loại bỏ là: BODb = BOD5 vao - BOD5 ra = 206.9 – 15 = 191.9 (mg/l)

Hiệu suất loại bỏ BOD5 của bể bùn hoạt tính theo BOD hòa tan là:

E1 =

Hiệu suất loại bỏ COD của bể bùn hoạt tính là: E2 = E1- 10% = 92.75% – 10% = 82.75 %

CODra = 271.17 * ( 1 – 0.8275 ) = 46.78 (mg/l).

Hiệu suất loại bỏ SS của bể bùn hoạt tính (E3) là: L ượng SS cần loại bỏ là: SSb = SSv – SSr = 71-15 = 56 (mg/l).

E3 =


STT Thông số Đơn vị Loại A1 pH 6-92 BOD5 ở 200C mg/l 303 COD mg/l 504 Ntổng mg/l 305 Clodư mg/l 16 Tổng Coliform MPN/100ml 30007 Dầu mỡ mg/l 108 Tổng chất rắn lơ lửng mg/l 509 Amoni (tính theo N) mg/l 10

34


Tính kích thước bể bùn hoạt tính: Theo Lê Hoàng Việt, Phương pháp xử lý nước thải, 2003 thì X = 15004000 (mg/l)Ta chọn X = 1500 (mg/l).

Thể tích bể bùn hoạt tính là:


(Thời gian tồn lưu trong bể nằm trong khoảng từ 4-8 giờ)

Kích thước bể bùn hoạt tính:- Chiều sâu hoạt động của bể: H = 4.6 (m).- Chiều cao mặt thoáng của bể: Hmt = 0.4 (m).- Chiều cao xây dựng tổng cộng của bể: Ht = 4.6+0.4 = 5 (m).- Diện tích của bể:

Ta thiết kế bể bùn hoạt tính hình chữ nhật, chia bể thành 4 ngăn với dòng chảy hình chữ Chi. Chọn chiều rộng mỗi ngăn: Bn = 2(m), bề dầy tường ngăn btuong = 0.1 (m).

Tổng chiều dài của các ngăn là:

Chiều dài của mỗi ngăn cũng là chiều dài của bể ( kích thước trong):

Chiều rộng bể (kích thước trong):

B = 4*Bn + (4-1)* btuong = 4*2 + 3*0.1 = 8.3 (m)

Tính năng suất thực tế của vi sinh vật trong bể:



Lượng vi sinh vật sinh ra trong một ngày (đây cũng chính là lượng vi sinh vật cần thải bỏ trong một ngày khi hệ thống đã hoạt động ổn định).

Px = Q*Yobs*BODb = 830*0.25*191.9*10-3 = 39.82 (kg/ngày)

Tính lượng bùn xả:- Lượng vi sinh vật trong nước thải đầu ra:

Xe = SSr*(1- Rssra)(1-Ash) = 15*(1-0.35)*(1-0.3) = 6.83 (mg/l)- Lượng vi sinh vật trong bùn hoàn lưu:

Xr = MLSSr(1-Ash) = 10000(1-0.3) = 7000 (mg/l)→ Lượng bùn xả trong một ngày là :

Qw =

Thời gian cần thiết để vi sinh vật trong bể bùn tăng lên đến mức tính toán là:

(đây là thời gian khởi động hoàn lưu bùn 100%)Lượng bùn hoàn lưu:

Tỷ lệ hoàn lưu:

Tốc độ sử dụng chất nền:

Tính tỷ lệ F/M:

Lượng oxy sử dụng là:

Trong không khí oxy chiếm 23% thể tích, trọng lượng riêng của kông khí=1.2kg/m3

Chọn bơm nén khí với hệ số phân phối khí là ống plastic cứng đục lỗ với độ sâu ngập nước là 4.6(m), hiệu suất chuyển hóa khí 30%, hệ số an tòn cấp khí:2.

Công suất máy bơm nén khí:

Chọn 2 máy bơm nén khí có công suất nén khí là 3000(lít/phút), 1 máy hoạt động và một máy dự phòng.



Từ bể bùn hoạt tính ta thiết kế thêm một đường ống phụ dẫn nước trực tiếp sang bể khủ trùng. Đường ống này sẽ hoạt động khi vận hành bể lắng tứ cấp gặp sự cố hoặc khi cần vệ sinh bể.

4.7. Thiết kế bể lắng thứ cấp:

Bể lắng thứ cấp thường đặt sau bể xử lý sinh học nhằm loại bỏ các tế bào vi khuẩn nằm ở dạng các bông cặn.

Bảng 16: Thông số tham khảo thiết kế bể lắng thứ cấp

Thông số tham khảo Giá trị Đơn vị

Tải trọng nạp nước (SOR) 16,3 32,6 m3/m2.ngày

Lượng nạp chất rắn 3,9 5,9 kg/m2.h

Chiều sâu của bể 3,66 6,1 m

Đường kính buồng phân phối nước 30% 40% DL m

Nồng độ chất rắn lơ lửng trong bùn hoàn lưu 8000÷10000 mg/l

Thời gian tồn lưu nước θ (giờ) 2 ÷ 6 h

(Nguồn: Wastewater Engineering: Treatment, reuse, disposal, 1999)

Thông số đầu vào:

Q = 830(m3/ngày)

Qr = 0.4 Q = 332 (m3/ngày)

Thiết kế bể lắng đứng hình trụ tròn:

Chọn tải lượng nạp bề mặt bể là: SOR = 20 (m3/m2.ngày)

Diện tích bề mặt vùng lắng;

(m2)

Đường kính vùng lắng:



(m)

Bán kính vùng lắng:

(m)

- Chọn đường kính bồn phân phối nước (Dbpp): Dbpp = 30%DL

(m)

Diện tích bồn phân phối:

(m2)

Tổng diện tích bể lắng cần thiết kế:

Abể = AL + Abpp = 58.1 +5.23 = 63.33 (m2)

Tổng đường kính bể cần thiết kế là:

(m)

Kiểm tra tải lượng nạp chất rắn :

(kg/m2.ngày)

Ubùn = 3.28(kg/m2.giờ)

Kiểm tra tải lượng nạp nước bề mặt bể:

(m3/m2.ngày)

Lượng bùn hàng ngày của bể lắng:



Trong đó:

- PX: lượng sinh khối bùn thải bỏ (PX = 39.82 kg/ngày)

- là trọng lượng riêng của bùn ( = 1005 kg/ m3)

- C là hàm lượng chất rắn có trong bùn ( C = 3% )

(m3)

Chọn đường kính hố thu bùn là: Dhtb= 1(m)

Chiều sâu hố thu bùn:

(m)

Xác dịnh chiều cao bể lắng:

- Chọn:

Chiều cao cột nước ở sát tường của bể là: h1 = 3.6 (m)

Chiều cao phần mặt thoáng: h2 = 0.4(m)

Chiều cao phần nước trong là: h3 = 1.5 (m)

Độ dốc đáy bể về tâm là: i = 1/12

Thể tích phần hình trụ của bể:

Vh.trụ = Abể h1= 63.33 * 3.6 = 228 (m3)

Chiều sâu phần chóp cụt là:



(m)

Thể tích phần chóp cụt là:

Tổng thể tích hữu dụng của bể lắng là:

Vhd= Vh.trụ +Vcc = 228+ 7.83 =235.83(m3)


(giờ)

Thể tích vùng lắng của bể là:

VL = AL * h3 = 58.1* 1.5 = 87.15 (m3)

Thời gian lắng là:

(giờ)

Chiều cao bể phần chứa bùn:

h4 = h1 - h3 = 3.6-1.5 = 2.1(m)

Thể tích bể phần chứa bùn:

Vbùn = Abể h4 = 63.33 2.1= 133 (m3)

Thiết kế máng thu nước:

Ta thiết kế máng thu nước vòng tròn.



- Chọn vị trí đặt máng thu nước có đường kính trong bằng đường kính bể.

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

Chiều dài máng thu nước:

(m)

Chọn chiều rộng máng thu nước là 0.5 (m)

Đường kính ngoài của máng thu nước là:

Dngoài= 8.98 + 0.5 = 9.48(m)

Ta thiết kế máng thu nước có các răng cưa hình thang cân, dày 0.15(m).

- Chọn :

+ Chiều rộng mỗi răng cưa: (chiều rộng đáy lớn =0.15m; chiều rộng đáy nhỏ=0.1m)+ Chiều cao mỗi răng cưa: 0.2m+ Khoảng cách giữa các đỉnh răng cưa: bđỉnh=0.15m+ Khoảng cách giữa các đáy răng cưa: bđáy=0.1m Như vậy mỗi mét chiều dài máng bố trí 4 răng cưa

Tính tổng số răng cưa trên máng thu nước:

N=Lmáng*4=28.2*4=112.8 (răng cưa) 113 (răng cưa).

Tính tải trọng máng thu nước trên 1m dài của máng:

Ngoài ra, ta xây thêm hành lang công tác có chiều rộng là 1 (m) và chiều cao

lang cang là 0.8 (m) trên miệng bể, nhằm thuận lợi cho nhân viên kiểm tra, giám sát

trong lúc bể vận hành.

4.8. Thiết kế bể khử trùng:

Các thông số thiết kế:- Lưu lượng nước: Qtb=34.58(m3/h)



- Lưu lượng nước tại đỉnh: Qmax=0.0205(m3/s)- Coliform đầu vào: N0=106 MPN/100ml- Coliform đầu ra: (QCVN 11: 2008) Nt=3000MPN/100ml

Bảng 17: Hiệu suất khử trùng của một số phương pháp( Nguồn :

Lê Hoàng Việt, Gt Phương Pháp Xử Lý Nước Thải_2003_trang 248 )Áp dụng công thức:

Cra = Cvào *( 1 – E ) Trong đó :

Cvào: là nồng độ Coliform đầu vào Cra: là nồng độ Coliform đầu ra E : là hiệu suất xử lý

Nồng độ Coliform đầu ra từ các bể:

Nồng độ Coliform đầu ra bể lắng cát là:

Cra.1 = 106*(1-0.2) = 8 *105 (MPN/100ml)

Nồng độ Coliform đầu ra bể tuyển nổi có sử dụng hóa chất là:

Cra.2 = 8 *105 * (1 – 0.75) = 2*105 (MPN/100ml)

Nồng độ Coliform đầu ra hệ thống bể bùn họat tính là:

Cra.3 = 2 *105 *(1–0.95) = 10000 (MPN/100ml)

Nồng độ Coliform đầu vào của bể khử trùng là :10000 (MPN/100ml)

Bảng 18: Các thông số cần thiết để thiết kế bể khử trùngThông số Đơn vị Giá trịThời gian lưu tồn của nước thải và dung dịch chlorine trong bể trộn

giây


Phương pháp Hiệu suất (%) Chọn

Bể lắng cát 1025 20

Bể tuyển nổi có thêm hóa chất 4080 75

Bể bùn hoạt tính ( bao gồm bể lắng thứ cấp)

90 98 95

42


Thời gian tiếp xúc giữa chlorine và nước thải

Phút 1545

Vận tốc tối thiểu của nước thải trong bể m/phút 24.5Liều lượng chlorine sử dụng mg/L 28Tỷ lệ sâu : rộngTỷ lệ dài : rộng 40:1 70:1

(Nguồn: Lê Hoàng Việt, Giáo trình các phương pháp xử lý nước thải _ 2003)

Thiết kế bể:Bể được thiết kế theo loại bể có đường nước dài hẹp, gấp khúc.

- Chọn thời gian lưu nước trong bể = 30 phútThể tích hữu dụng của bể:

Chọn:- Chiều sâu nước trong kênh: h=0.75m.- Chiều cao mặt thoáng 0.2m

Tổng chiều cao bể: H=h+0.2=0.75+0.2=0.95(m)- Chiều rộng kênh: W=1m

+ Chiều dài trong kênh:

Tỷ lệ: (thỏa)

Tỷ lệ: (thỏa)

Cấu tạo của bể tiếp xúc Chlorine dạng ziczac nhiều ngăn thông nhauChia bể thành 3 kênh với chiều dày tường ngăn kênh 0.1m

Chiều dài một kênh cũng là chiều dài bể ( kích thước trong):

Chiều rộng bể ( kích thước trong):Wb=3*W+(3-1)*0.1=3*1+2*0.1=3.2(m)

- Vậy kích thước bể khử trùng:Lb=16.4(m)Hb=0.95(m)Wb=3.2(m)

- Thiết kế ngăn khuấy: Chọn chiều dài ngăn khuấy: Lkhuấy=1.2m Chiều rộng khe nước vào: Bkhe=0.3m

Tính lượng Chlorine cần để khử trùng:

Theo Lê Hoàng Việt, Giáo trình Phương Pháp Xử Lý Nước Thải, 2003 liều lượng Chlorine dùng khử trùng nước thải sau bể bùn họat tính là 2 ÷ 8 mg/l Chọn nồng độ C = 5 mg/l


Tính vận tốc xem có đặt không


Lượng chlorine cần sử dụng trong một ngày:M = Q*C = 830*103*5*10-6 = 4.15 (kg/ngày)

Trong thực tế, trong hóa chất chỉ chiếm khoảng 20 % Chlorine hữu dụng o Lượng hóa chất thực tế là

/ngày

Dung dịch chlorine được đựng trong bình nhựa kín và được châm định lượng vào bể khuấy trộn với nước thải trước khi đi vào bể khử trùng.

Tính dư lượng Chlorine:

Theo QCVN 11: 2008/BTNMT, tổng Coliform đầu ra của nước thải đạt tiêu chuẩn loại A là 3000 (MPN/100ml)

- Chọn thời gian tiếp xúc giữa chlorine và nước thải là t = 30 (phút)Áp dụng công thức:

Trong đó: n : Hệ số thực nghiệm (n = 2,8 ÷ 4) chọn n =3 Ct : Dư lượng chlorine trong thời gian tiếp xúc (mg/L) Nt : Tổng Coliform đầu ra (3000 MPN/100ml) No : Tổng Coliform đầu vào (10000 MPN/100ml)

Đặt:

Dư lượng Chlorine là Ct = 0.07 (mg /l) < 1mg/l (đạt tiêu chuẩn loại A, QCVN 11- 2008).

4.9. Thiết kế sân phơi bùn:

Các thông số thiết kế sân phơi bùn:

- Nồng độ bùn đầu vào (5% - 8%) Chọn C0 = 5%.

- Nồng độ bùn đầu ra: Cra= 25%.

- Tỷ trọng bùn tươi: = 1,02 tấn/m3.

- Tỷ trọng bùn khô: = 1,07 tấn/m3



(Theo Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải)

Trọng lượng bùn tươi đem ra sân phơi bùn trong 1 ngày:bao gồm lượng bùn từ

bể tuyển nổi (TN) và bể lắng thứ cấp (LTC).

W = WTN +WLTC

WTN = 629( kg/ngày)

WLTC = PX = 39.82 (kg/ngày)

W = 39.82 +629 = 668.82 (kg/ngày)

Thể tích dung dịch bùn đưa ra sân phơi bùn mỗi ngày:

Vbùn = VBunLTC+ VBunTN= 20.36 + 1.32 = 21.68 (m3)

Theo Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, 2002: Bùn

ra phải đạt nồng độ cặn 25% ( độ ẩm 75%)

Chọn : Chiều dày lớp bùn là 8 cm ( D = 0.08 m)

Thời gian phơi bùn 21 ngày

1m2 sân phơi có thể tích chứa bùn là:

Vchứa = 1m2 * D = 1* 0.08 = 0.08 m3

Bùn sau khi phơi có tỉ trọng 1.07 tấn / m3 và hàm lượng 25%

Do đó, lượng bùn mà 1m2 sân phơi bùn chứa được là:

Wchứa = Vchứa* * Cf = 0.08*1.07*0.25*1000 = 21.4 kg

Lượng bùn cần phơi trong 21 ngày:

Wphơi = 21* W = 21*668.82 = 14045.22 (kg)

Diện tích sân phơi bùn:

A = Wphơi / Wchứa = 14045.22 / 21.4 = 656.3 m2

Ta bố trí thành 15 ô, diện tích 1 ô là:

A1 = A / 15 = 656.3 / 15 = 43.75 (m2) 44 (m2)

một ô có kích thước dài *rộng là : 8*5.5 ( m )

Chọn: Chiều dày tường xây là 0.1m

Ta chia sân ra làm 3 hàng , mỗi hàng 5 ô

Chiều dài tổng cộng của sân phơi bùn là:

L = 5.5*5 + 0.1*( 5- 1) = 27.9 (m)



Chiều rộng tổng cộng của sân phơi bùn là:

B = 8*3 + ( 0.1*3) = 24.3 (m)

Chiều cao dung dịch bùn:

hddb = Vbùn / A1 = 21.68 / 44 = 0.49 (m)

Chọn chiều cao lớp cát: hc = 0.2 (m)

Chiều cao lớp sỏi: hs = 0.2 (m)

Chiều cao dự trữ: hdt = 0.2 (m)

Vậy chiều cao tổng cộng là:

H = hs+ hc + hdt + hddb = 0.2 +0.2 + 0.2 + 0.49 = 1.09 (m)

Nước thu được từ sân phơi được hoàn lưu lại hệ thống để tiếp tục xử lý.

- Sân phơi bùn nên có mái che nhằm tránh nước mưa đỗ vào.

- Đáy sân phơi bùn xây bằng bêtông cốt thép nhằm tránh hiện tượng nước bùn

xâm nhập xuống tầng nước ngầm làm ô nhiễm nước ngầm.

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH

Để nước thải có thể tự chảy qua các công đoạn trong hệ thống xử lý, ta phải

bố trí các hạng mục công trình ở một cao độ hợp lý sao cho mực nước ở trong bể

phía trước phải cao hơn mực nước ở trong bể phía sau một giá trị bằng tổn thất cột

áp qua bể phía trước.



Tổn thất cột áp qua từng công đoạn xử lý của hệ thống được cho trong bảng

sau:

Bảng 19: tổn thất cột áp qua từng công đoạn

Công đoạn Độ giảm áp

( m )

Giá trị chọn

( m )

Song chắn rác 0.152 0.305 0.2

Bể tuyển nổi 0.5

Bể bùn hoạt tính 0.213 0.61 0.4

Bể lắng thứ cấp 0.46 0.91 0.8

Bể khử trùng Chlorine 0.213 1.83 0.3

(Nguồn: Lê Hoàng Việt, Gtr Phương Pháp Xử Lý Nước Thải, 2003, trang 108)

Trong hệ thống xử lý, ta dùng máy bơm để bơm nước từ bể điều lưu lên bể

tuyển nổi nên cao trình mực nước được chia thành hai phần tính như sau:

Phần 1: tính từ song chắn rác đến bể điều lưu.

Phần 2: tính ngược từ kênh thải nước ra sông trở lại bể tuyển

nổi.

Phần thứ nhất tính từ song chắn rác đến bể điều lưu:

Ta có kết quả từ các phần tính toán ở các bể trước:

Kênh dẫn nước thải và song chắn rác:

Cao trình mực nước ở đầu kênh dẫn:Zmuc nuoc(dau kenh dan) = Hd = - 0.25 (m)

Cao trình đáy kênh ở đầu kênh dẫn Zday kenh (dau kenh dan) = - (Hngn + Hd ) = - (0.1 + 0.25) = - 0.35 (m) Chọn chiều dài kênh dẫn nước thải là L =20 (m)

Cao trình mực nước ở cuối kênh dẫn ( trước song chắn rác) : Z muc nuoc (cuoi kenh dan) = Zmuc nuoc(dau kenh dan) - L.imin

= -0.25 – 20* 0.00347 = - 0.3194 (m)

Cao trình đáy kênh dẫn ở cuối kênh ( trước Song chắn rác) : Zday kenh (cuoi kenh dan) = Z muc nuoc (cuoi kenh dan)– Hngn

= - 0.3194 -0.1



= - 0.4194 (m) Cao trình mực nước ở cuối song chắn rác:

Zmuc nuoc ( cuoi SCR) = Z muc nuoc (cuoi kenh dan) – L. imin - hhạ = - 0.3194 – 1.79* 0.00347– 0.0264 = - 0.353 (m).

Cao trình đáy kênh ở cuối song chắn rác: Zday kenh (cuoi SCR) = Zmuc nuoc ( cuoi SCR) - Hngn

= - 0.353 – 0,1 = - 0.453(m)Trong đó L = 1.79 là chiều dài đoạn kênh đặt song chắn rác

Bể lắng cát:

Cao trình mực nước đầu bể lắng cát:Zmuc nuoc(dau be) = Zmuc nuoc ( cuoi SCR) – L*imin

= - 0.353 m – 3* 0.00347 = -0.363 (m)

Trong đó:L=3(m) là chiều dài từ cuối song chắn rác đến bể lắng cátCao trình đáy bể lắng cát ở đầu bể:

Zday be (đầu bể) = Zmuc nuoc (đầu bể) - H= -0.363 – 0.5= -0.863 (m)

Cao trình mực nước cuối bể lắng cát là:Zmuc nuoc (cuoi be) = Zmuc nuoc(dau be) – L * imin

= -0.363 – 9.09* 0.00347 = - 0.395 (m) Trong đó: L =9.09( m) là chiều dài bể lắng cát

Cao trình đáy bể lắng cát (cuối bể):Zday be (cuoi bể) = Zmuc nuoc (cuoi be) - H

= - 0.395 – 0.5 = -0.895(m)

Bể điều lưu:

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

= - 0.395 – 3 * 0.00347 = -0.405 (m) Trong đó: L = 3m là chiều dài từ bể lắng cát đến bể điều lưu

Cao trình đáy bể điều lưu ở đầu bể: Zday be (dau be dieu luu) = Zmuc nuoc (dau be dieu luu) – h3

= -0.405 – 3 = - 3.405 (m) Cao trình mực nước ở cuối bể điều lưu

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

= -0.405 – 10.87 * 0.00347 = - 0.44 (m) Trong đó: L = 10.87(m) là chiều dài bể điều lưu

Cao trình đáy bể điều lưu ở cuối bể: Zday be (dau be dieu luu) = Zmuc nuoc (cuoi be dieu luu) – h3



= - 0.44– 3 = -3.44 (m) Phần thứ hai tính ngược từ kênh thải nước ra sông trở lại

bể tuyển nổi:

Phần thứ hai được xác định theo công thức:

ZMN ( bể phía trước ) = ZMN ( bể phía sau) + Htt

ZĐB = ZMN - H

Với: Htt : Tổn thất cột áp của bể phía trước.

H: độ sâu ngập nước của từng công đoạn, theo kết quả tính toán.

Cao trình mặt nước (ZMN):

- Chọn cao trình mực nước kênh thải đầu ra là:

ZMN(kênh thải) = 0.0 (m)

Cao trình mực nước bể khử trùng:

ZMN(bể khử trùng) = 0.0 + 0.3 = 0.3 (m)

Cao trình mực nước bể lắng thứ cấp:

ZMN(bể lắng thứ cấp) = 0.3+ 0.8 = 1.1 (m)

Cao trình mực nước bể bùn hoạt tính:

ZMN(bể bùn hoạt tính) = 1.1 + 0.4 = 1.5 (m)

Cao trình mực nước bể tuyển nổi:

ZMN(bể tuyển nổi) = 1.5 + 0.5 = 2 (m)

Vậy sự chênh lệch mực nước của bể điều lưu và bể tuyển nổi là:ZMN(betuyennoi) - ZMN(bedieuluu) = 2 – (- 0.39 ) = 2.39 (m).

Cao trình đáy bể (ZĐB):

Bảng 20:Độ sâu ngập nước của các bể theo kết quả tính toán.

Cộng đoạn Độ sâu H (m)

Bể tuyển nổi 2.1



Bể bùn hoạt tính 4.6

Bể lắng thứ cấp 3.6

Bể khử trùng 0.75

ZĐB = ZMN - H

Cao trình đáy của bể tuyển nổi:

ZĐB (bể tuyển nổi) = 2 – 2.1 = - 0.1 (m)

Cao trình đáy của bể bùn hoạt tính:

ZĐB (bể bùn hoạt tính) = 1.5 – 4.6 = -3.1(m)

Cao trình đáy của bể lắng thứ cấp:

ZĐB (bể lắng thứ cấp) = 1.1– 3.6 = -2.5 (m)

Cao trình đáy của bể khử trùng:

ZĐB (bể khử trùng) = 0.3 – 0.75 = -0.45(m)

CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

6.1. Kết luận:Để thiết kế một hệ thống xử lý nước thải đạt hiệu quả cả về chất

lượng và kinh tế thì việc thiết lập quy trình phát sinh nước thải trong quá trình sản xuất và phán đoán những đặt tính có thể có của nước thải là điều rất quan trọng. Đối với loại hình chế biến thủy sản thì nước thải của nhà máy thường có nồng độ các



chất ô nhiễm cao và lượng váng mỡ lớn nên việc lựa chọn bể tuyển nổi sẽ có ưu thế xử lý tốt hơn bể lắng sơ cấp. Bên cạnh đó, nước thải của nhà máy còn có khả năng phân hủy sinh học rất cao đây là điều kiện thích hợp để thiết kế bể xử lý sinh học. Với loại nước thải có chứa hàm lượng các chất dinh dưỡng cao như Nito, Photpho,… ta cần kết hợp thêm một số biện pháp xư lý khác như Nitrat hóa, khử nitrat,…

Với quy trình xử lý được thiết kế như trên áp dụng để xử lý nước thải của nhà máy chế biền thủy hải sản Hiệp Thanh thuộc công ty cổ phần chế biến thủy hải sản Hiệp Thanh đảm bảo nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN 11: 2008/BTNMT.

6.2. Kiến nghị:Để đạt hiệu quả xử lý tốt hệ thống phải đạt các yêu cầu về các thông số

kĩ thuật đã thiết kế, phải có sự giám sát chặt chẽ chế độ hoạt động liên tục.

Bên cạnh việc xử lý nước thải nhà máy phải có biện pháp khắc phục và

xử lý tiếng ồn, khói và các phụ phẩm.

Tất cả các máy móc thiết bị trước khi đưa vào lắp đặt phải kiểm tra kỹ

nguồn gốc, các thông số kỹ thuật, tình trạng máy móc để đảm bảo máy hoạt động

tốt khi tiến hành sử dụng. Các máy móc, thiết bị có công suất lớn, khi lắp đặt nên

lắp đặt các khớp chống run để đảm bảo không gây ảnh hưởng đến độ bền của toàn

hệ thống.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bài báo đánh giá tác động môi tường Công ty cổ phần chế biến thủy hải sản Hiệp

Thanh.

Hoàng huệ, 2005, Xử lý nước thải, Nhà xuất bản khoa học kĩ thuật.



Huỳnh Long Toản, Luận văn tốt nghiệp, Hiệu suất của bể tuyển nổi trong việc loại

bỏ chất rắn lơ lửng một số loại nước thải _ 2004.

Lê Hoàng Việt, 2003_Phương pháp xử lý nước thải.

Lê Hoàng Việt, 2003_Bài tập phương pháp xử lý nước thải.

Trịnh Xuân Lai, 2002,Giáo trình Tính toán và thiết kế các công trình xử lý nước

thải,nhà xuất bản xây dựng Hà Nội.

Trần Tự Trọng, 2003, Luận văn tốt nghiệp-Thiết kế quy trình xử lý nước thải cho

công ty TNHH hải sản Việt Hải.

TCVN 7957-2008: Thoát nước-Mạng lưới và công trình bên ngoài-Tiêu chuẩn thiết

kế.

QCVN 11: 2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệ

chế biến thủy sản.

Wastewater Engineering: Treatment, reuse, disposal, 1999.


Education

Do an soan