Tải bản đầy đủ

BÀI TẬP SỐ 2 - MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY HẢI SẢN pdf

BÀI TẬP SỐ 2 - MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI
NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY HẢI SẢN
(LÔ 2.20A – KHU CÔNG NGHIỆP TRÀ NÓC II – TP.CẦN THƠ)
1. QUI TRÌNH CHẾ BIẾN CÁ PHI LÊ ĐÔNG LẠNH:


1
Tiếp nhận nguyên liệu
Philê
Lạng da
Định hình
Xếp khuôn
Cấp đông
Thành phẩm
Cân định lượng
Đóng gói Nhập kho
trữ đông -20
o
C
Xuất kho
Thành phẩm

Rửa cá
Nước rửa cá (máu cá, hầu cá, nhớt cá, cặn
bùn, vi sinh)→có nhiều BOD, COD, SS,
cát, sỏi, rác, vi trùng…
Nước máu cá, phụ phẩm cá (đầu cá, xương cá, đuôi
cá, nội tạng cá… ) )→có nhiều BOD, COD, mỡ cá,…
Rửa cá
Nước thải rửa cá (máu cá và các tạp chất trên
bề mặt miếng philê) có nhiều BOD, COD, mỡ
cá,vi trùng…
Phế phẩm ( da vụn→ rác)
Phế phẩm ( mỡ cá, xương cá→ rác)
Rửa
Nước thải có nhiệt độ thấp, vụn cá, vi
sinh vật…
Nước thải có nhiệt độ thấp
Rác thải (túi PE, thùng carton).
2. NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY ( THEO SỐ LIỆU ĐÃ CHỈNH SỮA):
Nước thải của nhà máy phát sinh từ 2 nguồn chính: nước thải sinh hoạt của công nhân và nước thải sinh
ra trong quá trình sản xuất. Ngoài ra còn có lượng nước mưa chảy tràn cuốn theo các chất bẩn, cát, đá, xi
măng, gạch vụn…phần nước mưa này tương đối sạch nên được dẫn đến bể thu gom, qua quá trình lắng thì sẽ
được thải ra môi trường.
2.1.Nước thải sinh hoạt:
Nước thải sinh hoạt bao gồm nước thải từ nhà vệ sinh, nước thải rửa tay chân, nước giặt giũ, tắm gội của
các công nhân có chứa các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, chất tẩy rửa, các chất lắng được hoặc không
lắng được, các ion amon, photphat…
Lượng nước thải sinh hoạt ước tính của nhà máy là khoảng 170m
3
/ngày.
Bảng 1. Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt
Chất ô nhiễm Hệ số ô nhiễm (g/người.ngày)
BOD
5
45 – 54
COD 72 – 102
Chất rắn lơ lững 70 – 145
Dầu mỡ 10 – 30
Tổng Nitơ 6 – 12
Tổng Phospho 0,6 – 4,5
Amoniac (NH


3
) 2,4 – 4,8
(Nguồn: Hoàng Kim Cơ và ctv, 2005)
Với tải lượng các chất ô nhiễm trong bảng 1 và lượng nước thải sinh hoạt của nhà máy thì ước tính nồng
độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt của công nhân viên trong nhà máy như sau:
Bảng 1. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt của nhà máy
Chất ô nhiễm Đơn vị tính Nồng độ chất ô nhiễm TCVN 6772 : 2000
( Mức II)
BOD
5
mg/l 468,75 30
COD mg/l 750 -
SS mg/l 729,2 50
Tổng Nitơ mg/l 62,5 -
Tổng Phospho mg/l 6,25 -
Amoniac (NH
3
) mg/l 25 -
Dầu mỡ mg/l 104,2 20
Coliform 100MPN/100ml 10
6
1000
Như vậy, nước thải sinh hoạt của công nhân trong nhà máy có chứa nồng độ các chất ô nhiễm cao,các chỉ
tiêu ô nhiễm như BOD
5
, SS, Coliform,…cao hơn tiêu chuẩn TCVN 6772:2000 gấp nhiều lần, nếu thải trực
tiếp vào nguồn tiếp nhận sẽ làm ô nhiễm nguồn nước mặt tại khu vực. Do đó cần phải xử lý trước khi thải vào
môi trường.
2.2.Nước thải sản xuất:
Trong quá trình sản xuất nước thải phát sinh từ nhiều công đoạn sau:
- Nước rửa nguyên liệu đầu vào
- Nước rửa nguyên liệu qua các công đoạn sản xuất từ tiếp nhận cho đến thành phẩm
- Nước rửa các trang thiết bị, máy móc và vệ sinh nhà xưởng sau khi sản xuất
Lượng nước thải sản xuất của nhà máy ước tính khoảng 1600m
3
/ngày.
Bảng 2. Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất chưa được xử lý
Chất ô nhiễm Đơn vị tính Nồng độ chất ô nhiễm QCVN
11 : 2008/BTNMT
( cột B)
2
pH - 7,15
5,5 − 9
BOD
5
mg/l 980
50
COD mg/l 1350
80
SS mg/l 480
100
Tổng Nitơ mg/l 72,8
60
N-NH
3
mg/l 1,5
20
Dầu mỡ mg/l 48,3
20
Coliform 100MPN/100ml 480.000
5.000
( Nguồn: Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh Thuận Hưng - Phường Ba Láng – Quận Cái Răng –
TP.Cần Thơ)
Từ số liệu tham khảo tính chất nước thải của nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh Thuận Hưng cho thấy
các chỉ tiêu đều vượt quá giới hạn cho phép của QCVN 11:2008/BTNMT, chỉ tiêu COD gấp 16,875 lần, SS
gấp 4,8 lần, BOD
5
gấp 19,6 lần, Coliform gấp 96 lần, dầu mỡ gấp 2,415 lần, tổng N gấp 1,213 lần. điều này
cho thấy nước thải nhà máy chế biến thủy sản có chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ, dinh dưỡng và vi sinh
vật. Vì vậy, việc xả trực tiếp lượng nước thải này vào nguồn tiếp nhận sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn
nước, ảnh hưởng đến đời sống của các thủy sinh vật trong vùng.
3. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU:
3.1. Đề xuất phương án:
- Vì nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất ở nhà máy có thành phần và tính chất giống nhau nên ta sẽ
thiết kế hệ thống xử lý chung cho hai loại nước thải này. Tổng lượng nước thải sinh ra từ nhà máy là Q = Q
sh
+
Q
sx
= 170 + 1600 = 1770m
3
/ngày với lưu lượng xả thải trung bình là: 20,486l/s. Vậy để an toàn cho hệ thống ta
sẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải với công suất 2000m
3
/ngày.
- 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 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:
3
Nước thải đầu
vào
Bùn xả
Bể
lắn
g

cấp
Bể bùn hoạt
tính
Bể khử
trùng
Bể
lắn
g
thứ
cấp
Song chắn
rác
Bể điều lưu
Bể
lắn
g
cát
Sân phơi bùn
Hoàn
Lưu
bùn
Nước thải đầu
ra
Nước rỉ
Sân phơi
cát
Thổi
khí
Chlorine
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 ( bọc nilong, đầu cá, xương cá…) để tránh 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 nhằm loại bỏ các thành
phần cát, sỏi, đá…để tránh gây ăn 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 bằng cách sử dụng máy thổi khí cho bể bùn hoạt tính, 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 bằng chlorine để loại thành
phần vi sinh vật gây bệnh và thải ra ngoài. Phần nước rỉ ở sân phơi bùn được đưa đến bể điều lưu để tiếp tục
xử lý.
3.1.2.Phương án 2:
4
Nước thải đầu
vào
Bể lắng
cát
Bể điều
lưu
Bể tuyển nổi
áp lực
Bể bùn hoạt
tính
Bể lắng
Thứ cấp
Bể khử
trùng
Nước thải đầu ra
Hoàn lưu bùn
Sân phơi cát
Chlorine
Sân phơi
bùn
Thổi
khí
Bùn xả
Nước
rỉ
Song chắn
rác
Thuyết minh quy trình:
Nước thải từ nơi sản sinh được dẫn đến kênh dẫn nước thải, sau đó qua song chắn rác để loại bỏ
thành phần rác có kích thướt lớn ( bọc nilong, đầu cá, xương cá…) để tránh 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 nhằm loại bỏ các thành
phần cát, sỏi, đá…để tránh gây ăn 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.
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. 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 oxy 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 bằng để loại bỏ thành phần vi sinh gây hại. Cuối cùng được thải ra ngoài. Phần nước rỉ ở sân phơi
bùn được đưa đến bể điều lưu để tiếp tục xử lý.
3.1.3. Phương án 3:

5
Bể lắng
cát
Bể điều lưu
Bể lọc sinh học
nhỏ giọt
Bể khử trùng
Bể lắng
sơ cấp
Bể lắng
thứ cấp
Nước thải đầu ra
Sân phơi bùn
Nước
rỉ
Sân
phơi cát
Nước thải đầu vào
Song chắn
rác
Bùn xả
Hoàn
Lưu
bùn
Chlorine
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 ( bọc nilong, đầu cá, xương cá…) để tránh 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 nhằm loại bỏ các thành
phần cát, sỏi, đá…để tránh gây ăn 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 dể đảm bảo lưu lượng cung cấp ổn định cho hệ thống
xử lý phía sau. Sau đó, nước thải được bơm sang bể lắng sơ cấp để loại bỏ thành phần chất rắn có khả năng
lắng. Sau khi qua bể lắng, thành phần chất rắn lơ lửng phải nhỏ hơn 150mg/l thì mới đủ tiêu chuẩn để cho qua
bể xử lý sinh học. Bể sinh học phía sau ta sử dụng là bể lọc sinh học nhỏ giọt. Nước được cung cấp bằng cách
phun thành giọt đều từ trên xuống đi qua lớp vật liệu làm giá thể để xử lý. Ở đáy bể ta thiết kế hệ thống cung
cấp khí cho hệ thống, đảm bảo oxy cần thiết cho vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ.
Nước thải sau khi qua bể lọc sinh học một phần được cho qua bể lắng thứ cấp, một phần hoàn lưu trở
lại bể lọc sinh học để đảm bảo mật độ vi sinh cho bể này hoạt động ổn định. Cuối cùng nước thải từ bể lắng
thứ cấp được cho qua bể khử trùng để loại thành phần vi sinh vật gây bệnh và thải ra ngoài. Phần nước rỉ ở
sân phơi bùn được đưa đến bể điều lưu để tiếp tục xử lý.
3.2. Phân tích ưu khuyết điểm từng phương án:
Vì tổng diện tích của nhà máy chỉ có 20.000 m
2
nên yêu cầu cần thiết của hệ thống xử lý là:
• Không tốn nhiều diện tích đất cho hệ thống xử lý (quan trọng nhất)
• Chi phí cho hệ thống xử lý thấp
• Nước thải sau xử lý đạt QCVN 11:2008/BTNMT ( hiệu suất xử lý)
• Dễ vận hành và sữa chữa
• Khả năng loại bỏ lượng dầu mỡ trong nước thải cao
Vậy gia quyền của các yêu cầu trên được cho như sau:
Yêu cầu Gia quyền
Diện tích đất 0.4
Chi phí 0.2
Hiệu suất xử lý 0.3
Vận hành và sữa chữa 0.05
Khả năng loại bỏ lượng dầu mỡ trong nước thải 0.05
Ta sử dụng thang điểm 10 để cho điểm từng phương án với mức độ như sau:
Yêu cầu
Mức độ
Thấp Trung bình cao
Diện tích đất 8 -10 6 - 8 4 - 6
Chi phí 8 -10 6 - 8 4 - 6
Khả năng loại bỏ lượng
dầu mỡ trong nước thải
4 - 6 6 - 8 8 - 10
Hiệu suất xử lý 4 - 6 6 - 8 8 - 10
Vận hành và sữa chữa Đơn giản (8 – 10) Trung bình (6 – 8) Phức tạp ( 4 – 6)
 So sánh ưu khuyết điểm của từng phương án:

Phương
án
Ưu điểm Khuyết điểm
6
Phương
án 1
- Hệ thống vận hành đơn giản, dễ
thi công, không đòi hỏi kỹ thuật
cao ( 10)
- Hiệu suất xử lý khá tốt (7)
- Diện tích đất vừa phải ( 7)
- Chi phí vận hành và bảo quản của bể bùn hoạt tính khá cao
(5)
- Khả năng loại bỏ lượng dầu mỡ trong nước thải thấp.(5)
Phương
án 2 - Xử lý hiệu quả nước thải có dầu
mỡ và chất hữu cơ cao ( 10)
- Tiết kiệm được diện tích xây
dựng, do bể tuyển nổi tốn ít diện
tích ( 10)
- Hiệu suất xử lý cao ( 10)
- Hệ thống vận hành phức tạp, đòi hỏi người vận hành phải
có chuyên môn và kỹ thuật.( 5)
- Chi phí vận hành cao do phải tốn nhiều năng lượng. (5)
Phương
án 3
- Chiếm diện tích đất vừa phải ( 7)
- Khả năng xử lý khá tốt ( 7 )
- Chi phí đầu tư cao ( 5 )
- Khó khăn trong vận hành và bảo trì bể lọc sinh học.( 5 )
- Khả năng loại bỏ lượng dầu mỡ trong nước thải thấp.(5)
Tổng điểm của từng phương án được tính như sau:
- Phương án 1:
Tổng điểm là: ( 10×0.05 ) + ( 7×0.3 ) + ( 7×0.4) + ( 5×0.2) + ( 5× 0.05) = 6.65 điểm
- Phương án 2:
Tổng điểm là: ( 10×0.05 ) + ( 10×0.4 ) + ( 10×0.3) + ( 5×0.05) + ( 5× 0.2) = 8.75 điểm
- Phương án 3:
Tổng điểm là: ( 7×0.4) + ( 7×0.3 ) + ( 5×0.2) + ( 5×0.05) + ( 5× 0.05) = 6.4 điểm
3.3. Lựa chọn Phương án tối ưu
Từ bảng phân tích ở trên, ta thấy Phương án 2 là phương án có tổng điểm cao nhất và hệ thống xử lý phù hợp
với thành phần, tính chất nước thải thuỷ sản của nhà máy. Vì thành phần nước thải chủ yếu của nhà máy các
chất hữu cơ, hàm lượng dầu mỡ và các vi sinh vật cao. Do đó đòi hỏi hệ thống xử lý phải có hiệu suất loại chất
rắn lơ lửng và dầu mỡ cao (từ 70-90%) mới đủ điều kiện cho bể sinh học phía sau, 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 điểm phù hợp nhất của phương án đối với diện tích đất hiện có ở nhà máy. Đồng thời 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
THIẾT KẾ
1. ÁP DỤNG CHO SỐ LIỆU CỦA NHÀ MÁY THỦY HẢI SẢN:
• Các thông số đầu vào
Bảng : Các thông số thiết kế.
Chất ô nhiễm Đơn vị tính Nồng độ chất ô nhiễm QCVN
7
11 : 2008/BTNMT
( cột B)
pH - 7,15
5,5 − 9
BOD
5
mg/l 980
50
COD mg/l 1350
80
SS mg/l 480
100
Tổng Nitơ mg/l 72,8
60
N-NH
3
mg/l 1,5
20
Dầu mỡ mg/l 48,3
20
Coliform 100MPN/100ml 480.000
5.000
 Tính toán và thiết kế kênh dẫn nước thải :

Các thông số của nhà máy:
- Q
sinh hoạt
= 170 m
3
/ngày
- Q
sản xuất
= 1600 m
3
/ngày
 Q
tổng
= Q
sinh hoạt
+ Q
sản xuất
= 170 + 1600 =1770m
3
Số giờ xả thải của nhà máy là 24 giờ nên ta có lưu lượng xả thải trung bình của nhà máy là:
hm
ngàyh
ngàym
Q
XTTB
/75,73
/24
/1770
3
3
==


0,0205m
3
/s = 20,5 l/s
Lưu lượng nước thải trong nhà máy thải ra không điều hòa nên ta cần xác định hệ số không điều hòa chung
K
o
. Khi thiết kế các hệ thống trước bể điều lưu cần thiết kế theo lưu lượng lớn nhất.
Tra bảng hệ số không điều hòa chung K
o
( bảng 2 TCXDVN 7957:2008 ) như sau:

Dùng phương pháp nội suy ứng với lưu lượng Q
XTTB
= 20,486 l/s ta được:
K
max
= 1,897 và K
min
= 0.501
Từ hệ số không điều hòa chung K
o
tính được:
Q
max
= Q
XTTB
* K
max
= 0,0205 m
3
/ s * 1,897 = 0,0389 m
3
/s
Q
min
= Q
XTTB
* K
min
= 0,0205 m
3
/ s * 0,501 = 0,0103 m
3
/s
Tốc độ dòng chảy trong kênh khoảng 0.7 ÷ 1 m/s . Chọn giá trị v = 0,7 m/s làm giá trị thiết kế kênh
dẫn, ứng với lưu lượng Q
max
= 0,0389 m
3
/s ta tìm
2.Thiết kế kênh dẫn nước thải:

Diện tích mặt cắt ướt của kênh A :
2
3
max
056,0
/7,0
/0389,0
m
sm
sm
v
Q
A ===
+Do nhà máy có lưu lương trung bình khá nhỏ nên chọn chiều sâu ngập nước trong kênh H
ngn
= 0,2 m.
+ Chọn cao trình ngay mặt đất làm cos chuẩn là 0,0
+ Chọn chiều cao chết từ mặt nước lên mặt đất là H
chết
= 0,3 m
+ Chọn chiều cao chống nước mưa chảy tràn là H
ct
= 0,2 m
8

Chiều cao tổng cộng cần xây dựng của kênh dẫn nước thải
H
tổng
= H
ngn
+ H
chết
+ H
ct
= 0,2 + 0,3 + 0,2 = 0,7(m)

Tính được chiều rộng kênh dẫn trước nơi đặt song chắn rác:

m
m
m
H
A
W
ngn
t
28,0
2,0
056,0
2
===
= 280mm
Độ dốc thủy lực (i
min
) của kênh dẫn chọn theo điều 3.39 – TCXDVN 51-2008
D = 200 mm , i
min
= 0,005
D = 300 mm , i
min
= 0,0033
Với chiều rộng kênh là 0,28m thì ta chọn độ dốc i
min
là 0,0033

Cao trình mực nước ở đầu kênh dẫn: Z
mực nước(đầu kênh dẫn)
= – H
chết
= – 0,3 m

Cao trình đáy ở đầu kênh dẫn : Z
đáy kênh (đầu kênh dẫn)
= – (H
ngn
+ H
chết
)
= – (0,2 + 0,3) = – 0,5 m
+ Chọn chiều dài kênh dẫn : L = 30 m
• Cao trình mực nước ở cuối kênh dẫn ( trước song chắn rác) :
Z
mực nước (cuối kênh dẫn)
= Z
mực nước(đầu kênh dẫn)
- L.i
min

= –0,3 – 30* 0,0033 = – 0,399 m
• Cao trình đáy kênh dẫn ở cuối kênh ( trước song chắn rác) :
Z
đáy kênh (cuối kênh dẫn)
= Z
mực nước (cuối kênh dẫn)
– H
ngn
= – 0,399 – 0,2 = – 0,599 m
 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
Giả sử rác của nhà máy có kích thước nhỏ nhất là 3cm. Do nước thải của nhà máy không chứa nhiều rác
nên chọn lượng rác có trong nước thải < 0,1 m
3
/ngày và dùng phương pháp cào rác thủ công ( ngày cào
2 – 3 lần ).
Bảng 4: Các thông số thiết kế song chắn rác
(Nguồn: Phương pháp xử lý nước thải – Lê Hoàng Việt
Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai)
STT Các thông số thiết kế Đơn vị
Khoảng
cho phép
Giá trị
thiết kế
1 Lưu lượng nước thải m
3
/ngày 1770
2 Kích thước rác cm 2 ÷ 6 3
3 Chiều rộng khe SCR cm 2,54 ÷ 5,08 2,5
4 Vận tốc nước qua SCR m/s 0,31 ÷ 0,62 0,5
5 Độ nghiêng SCR theo
trục thẳng đứng
độ 30 ÷ 45 45
6 Bề dày thanh cm 0,51 ÷ 1,52 1
9
Tổng lưu lượng nước thải của nhà máy là 1770m
3
/ngày.
Ta có lưu lượng lớn nhất : Q
max
= 0,0389 m
3
/s và Q
min
= 0,0103 m
3
/s
• Tổng diện tích phần khe hở ngập nước của SCR:
Vận tốc nước qua khe của SCR v
s
= 0,31 ÷ 0,62 m/s vậy ta chọn v
s
= 0,5m/s
2
3
max
0778,0
/5,0
/0389,0
m
sm
sm
v
Q
A
s
khe
===

Chọn chiều sâu ngập nước của kênh dẫn nước thải nơi đặt song chắn rác:H
ngn
= 0,2m
• Tổng chiều rộng các khe của SCR:
W
khe
=
ngn
khe
H
A
=
m389,0
2,0
0778,0
=
Do kích thướt rác nhỏ nhất là 3 cm nên chọn chiều rộng mỗi khe: B = 2,5 cm = 0,025 m
• Tổng số khe: N =
B
W
khe
=
56,15
025,0
389,0
=
khe

16 khe
• Vậy tổng số thanh sắt sử dụng là: F = N – 1 = 16 – 1= 15 thanh
Bề dầy thanh sắt C = 0,51 ÷ 1,52 cm vậy ta chọn C = 1 cm = 0,01m
• Chiều rộng lọt lòng của kênh dẫn đặt song chắn rác:
W
kênh
= W
khe
+ F * C = 0,389 +15*0,01 = 0,539 m
Ta nhận thấy chiều rộng kênh dẫn nơi đặt song chắn rác lớn hơn chiều rộng kênh dẫn trước song chắn rác (W
kênh
>W
t
) => Phải mở rộng kênh .Tránh hiện tượng chảy rối ta phải mở rộng kênh dần theo góc α = 20
0
.
• Chiều dài đoạn kênh mở rộng là:
L
mr
=
°∗

20tan2
WW
tkênh
=
m356,0
20tan*2
28,0539,0
=
°

Để tăng vận tốc ( từ 0,5 m/s trở lại 0,7 m/s ) sau khi qua song chắn rác thì thu hẹp đoạn kênh đặt song chắn rác lại một
đoạn là: L
th
= L
mr
= 0,356 m
Để nước tự chảy trong kênh dẫn ta hạ thấp đáy kênh dọc theo chiều dài kênh. Chọn khoảng cách từ đầu kênh dẫn
đến vị trí đặt song chắn rác là: L
SCR
= 2m
 Độ hạ thấp đáy kênh từ đầu kênh dẫn đến vị trí đặt song chắn rác là:
h
hạ
= L
SCR
*i
min
= 2*0,0033 = 0,0066 m
- Chọn góc nghiêng của song chắn rác so với phương thẳng đứng là β = 45
o
- Chọn chiều cao khỏi thành mương dẫn là: h
t
= 0,3m (tính tại đầu cong song chắn rác).
- Chọn bàn cào rác có răng dài 0,2m  Chọn khoảng cách từ song chắn rác đến sàn chắn rác là
L
1
= 0,3m
- Chiều dài đoạn song chắn rác nhô lên khỏi thành kênh dẫn tính đến đầu đoạn uốn cong là: L
2
=
h
t
*tan45
o
= 0,3 * 1 = 0,3m
- Chọn góc uốn cong của song chắn rác là 90
o
.
 Chiều dài đoạn uốn cong của song chắn rác (tính đến thành kênh): L
3
= 0,3(m).
Chọn khoảng hở từ đầu thanh sắt đến thành kênh là: h
hở
= 0,1 (m).
- Chiều dài đoạn uốn cong là: L
4
= L
3
– h
hở
* tan45
o
= 0,3 – 0,1*1 = 0,2 (m).
- Chiều dài đoạn kênh dẫn từ vị trí đặt song chắn rác tính đến miệng kênh dẫn:
L
5
= (H
tổng
+h
hạ
)* tan45
o
= ( 0,7 + 0,0066)*1 = 0,7066 m
Để được dễ dàng trong quá trình cào rác
- Chọn chiều dài sàn hứng rác là L
shr
= 1,5(m) (phải có nhiều lỗ nhỏ hơn kích thước rác.)
- Chọn khoảng cách từ đoạn mở rộng đến song chắn rác là L
6
= 0,4(m)
10
- Chọn khoảng cách từ đoạn thu hẹp đến song chắn rác là L
7
= 0,4(m)
• Tổng chiều dài đoạn kênh nơi đặt song chắn rác là:
L
tổng
= L
mr
+ L
th
+ L
1
+ L
5
+ L
6
+ L
7
+ L
shr
= 0,356 + 0,356 + 0,3 + 0,7066 + 0,4 + 0,4 + 1,5 = 4,0186 m
• Chiều dài thanh sắt làm song chắn rác là:
L
ts
= (h
hạ
+H
tổng
+h
t
)/cos45
o
+ L
3
/sin45
o
= (0,0066 + 0,7+ 0,3)/
2
2
+ 0,2/
2
2
= 0,853m
• Diện tích mặt cắt ướt ngay trước song chắn rác:
A = H
ngn
* W
kênh
= 0,2* 0,539 = 0,1078m
2
• Vận tốc dòng chảy ngay trước song chắn rác:
v =
max
Q
A
=
sm/36,0
1078,0
0389,0
=
• Độ giảm áp của dòng chảy qua song chắn rác khi song chắn rác còn sạch là:
h =
1
0,7
2 2
s
V v
2g
 

 ÷
 
=
1
0,7










81,92
36,05,0
22
= 0,0087 (m)
= 0,87 (cm) <15,24cm (TCVN 7957:2008)
 Khi song chắn rác đã bị bám rác thì tổn thất áp lực so với độ giảm áp khi SCR còn sạch là tăng gấp 3
lần.Vậy: sau song chắn rác ta phải hạ đáy kênh xuống một đoạn :
h
hạ đáy
= 0,0087*3 = 0,0261 (m)
để bù lại độ giảm áp khi nước chảy qua song chắn rác
• Cao trình mực nước ở cuối song chắn rác:
Z
mực nước ( cuối SCR)
= Z
mực nước (cuối kênh dẫn)
– L. i
min
– h
hạ đáy

= – 0,399 – 3,7686 *0,0033 – 0,0261 = – 0,438m
• Cao trình đáy kênh ở cuối song chắn rác:
Z
đáy kênh (cuối SCR)
= Z
mực nước ( cuối SCR)
– H
ngn
= – 0,438– 0,2 = – 0,638m
 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.

11
L
mr
L
5
L
4
α = 20
o
L
6
L
th
W
kênh
2. ÁP DỤNG THIẾT KẾ BỂ LẮNG CÁT (NGANG) CHO NHÀ MÁY THỦY HẢI SẢN
Bảng : Các thông số sử dụng để thiết kế bể lắng cát
STT Các thông số Đơn vị
Khoảng
cho phép
Giá trị
thiết kế
1 Lưu lượng tổng Q m
3
/ngày 1770
2 Kích thước hạt cát mm 0,25
3 Thời gian tồn lưu nước s 45 ÷ 90 60
4 Vận tốc chuyển động ngang m/s 0,24 ÷0,40 0,25
5 Lưu lượng tải đỉnh Q
max
m
3
/s 0,0389
6 Lưu lượng Q
min
m
3
/s 0,0103
7
Trọng lượng riêng của cát ρ
c
Kg/m
3
1600
8 Chiều sâu công tác của bể (H) m 0,5 ÷ 1,2 0,5
(Nguồn: Phương pháp xử lý nước thải – Lê Hoàng Việt
12
Cos 0
H
ngn
= 0,2 m
0,2m
0,3m
L
5
L
4
L
3
L
shr
L
6
β = 45
o
Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai)
Bảng tải trọng bề mặt của bể lắng cát ở 15
0
C
Đường kính hạt (mm) Tải trọng bề mặt của bể lắng cát U
0
ở 15
0
C (mm/s)
0,10 5,12
0,12 7,37
0,15 11,5
0,20 18,7
0,25 24,2
0,30 28,3
0,35 34,5
0,40 40,7
0,50 51,6
(Nguồn: Lê Hoàng Việt – Bài tập Phương pháp xử lý nước thải)
Giả sử: kích thước nhỏ nhất của hạt cát cần giữ lại là 0,25 mm
Tra bảng ta có vận tốc lắng của hạt là 24,2 mm/s => tải trọng bề mặt của bể lắng cát ở 15
o
C là: U
0
= 0,0242 m/s
Với U
0
= 24,2 mm/s thì hệ số kinh nghiệm tính đến dòng chảy rối trong bể: K= 1,3 (theo TCXDVN
7957:2008,Trang 52)
Ta có: Q
max
= 0,0389 (m
3
/s)
Q
min
= 0,0103 (m
3
/s)
Diện tích bề mặt của bể lắng cát:

09,2
0,0242
0,03891,3
0
max
==
U
QK
=A


(m
2
)
Chọn vận tốc chuyển động ngang qua bể là v = 0,25 (m/s)
Với U
0
= 24,2 mm/s vận tốc lớn nhất của nước chảy qua bể là v
max
=0,3m/s (theo TCXDVN 7957:2008, Trang
53)
Tỷ lệ dài/sâu của bể:
43,13
0242,0
25,0
3,1
0
=∗=∗=
U
v
K
H
L
Chọn chiều sâu công tác của bể H = 0,6 m (H sâu hơn dòng chảy nhưng không quá 1,2 lần)
Chiều dài bể lắng cát thiết kế: L =
mH
H
L
715,65,0*43,13* ==
Chiều rộng của bể lắng cát là: W =
m
L
A
31,0
715,6
09,2
==
- Chọn chiều sâu miệng dưới cống là 0,5 (m).
13
- Chọn chiều cao tránh nước mưa chảy tràn là 0,2 (m).
 Chiều cao chết H
chết
= 0,5 + 0,2 =0,7 (m).
Giả sử lượng cát trong nước thải là 0.03m
3
cát ứng với 1000 m
3
nước thải.Vậy lượng cát có trong 1770m
3
nước
thải trên một ngày là:
G =
3
0531,0
1000
03,0*1770
m=

Chọn thời gian lấy cát ra khỏi bể là 7 ngày. Giả sử hiệu suất lắng là 100%, vậy khối lượng cát tích lại trong 7
ngày là:
G
cát
= G * ρ
c
* 7 = 0,0531* 1600 * 7 = 594,72 kg
(Trong đó: ρ
c
= 1600 kg/m
3
là trọng lượng riêng của cát)
Thể tích cát trong 7 ngày là:
V
cát
=
3
3717,0
1600
72,594
m
G
c
cát
==
ρ
Chiều sâu lớp cát trong 7 ngày:
H
cát
=
m
A
V
cát
178,0
09,2
3717,0
==
Chọn độ giảm áp của bể lắng cát là: H
hạ
= 30% độ sâu ngập nước của bể ( h = 30 ÷ 40 % H theo_ bài giảng
KTXL nước thải_Lê Hoàng Việt)
H
hạ
= 30%*H = 0,3*0,6 =0,18m
Chiều sâu hạ thấp đầu ra để bù vào độ giảm áp của bể lắng cát: H

= H
hạ
= 0,18m
Chiều sâu tổng cộng của bể là:
H
tổng
= H
chết
+ H + H
cát
+ H

= 0,7 +0,6 +0,178 +0,18=1,658m
Thể tích hữu dụng của bể là:
V
hd
= H*A = 0,6 * 2,09 = 1,254 m
3
Kiểm tra thời gian tồn lưu:
• ở Q
max
:

)(24,32
0389,0
254,1
max
min
s
Q
v
hd
===
θ
• ở Q
min
:

)(75,121
0103,0
254,1
min
max
s
Q
v
hd
===
θ
TheoTCVN 7957 :2008 thời gian tồn lưu nước trong bể lắng cát không nhỏ hơn 30s
=>So với tiêu chuẩn trong TCVN 7957 :2008 thì thời gian tồn lưu thỏa
 Các thiết bị kèm theo khi thiết kế bể lắng cát:
 Thanh gạt đặt dưới đáy bể dùng để cào cát.
 Hố thu cát.
 Sân phơi cát.
 Lang can bảo vệ cao từ 0.8 (m) đến 1.2 (m). Giá trị chọn thiết kế là 0.8 (m).
14
 Sau 7 ngày lấy cát bằng máy bơm.

Để bố trí mặt bằng được đẹp hơn ta thiết kế them hố thu cát hình chóp cụt đáy hình chữ nhật:
Vì thể tích cát là V
cát
= 0,3717m
3
nên ta sẽ thiết kế hố thu cát có thể tích V
hố thu
= 0,4 (m
3
)
+ Chọn chiều rộng miệng (đáy lớn hình chóp) của hố thu cát đúng bằng chiều rộng của bể lắng cát:
W
mieng
= W = 0,31 m
+ Chiều dài miệng (đáy lớn hình chóp) của hố thu là: L
miệng
= 2*W
miệng
= 2*0.31 = 0,62m
+ Chọn chiều rộng đáy (đáy nhỏ hình chóp) của hố thu cát: W
day
= 0,155m
+ Chiều dài đáy (đáy nhỏ hình chóp) của hố thu cát:L
day
= 2* W
day
= 2*0,155 =0,31m
+ Chiều cao hố thu là: H
ht
=
)
nhodaylondaynhodaylonday
ht
SSSS
V
⋅⋅⋅⋅
∗++
(
3
1
=
) ( ) ( ) ( )
(( )
31,0*155,0*62,0*31,031,0*155,062,0*31,0
3
1
4,0
++
= 3,57m
Từ cao trình mực nước ở cuối song chắn rác : Z
mực nước ( cuối SCR)
= – 0,438m
Chọn chiều dài từ cuối song chắn rác đến bể lắng cát là 4m
• Cao trình mực nước đầu bể lắng cát:
Z
muc nuoc(dau be)
= Z
mực nước ( cuối SCR)
– L*i
min
= - 0,438 – 4* 0,0033 = -0,4512 (m)
• Cao trình đáy bể lắng cát ở đầu bể:
Z
day be (dau be)
= Z
muc nuoc (dau be)
– H = -0,4512 – 0,5 = -0,9512 m
• Cao trình mực nước cuối bể lắng cát là:
Z
muc nuoc (cuoi be)
= Z
muc nuoc(dau be)
– L * i
min
= -0,4512 – 6,715* 0,0033 = - 0,473 m
Trong đó: L = 6,715( m) là chiều dài bể lắng cát
• Cao trình đáy bể lắng cát (cuối bể):
Z
day be (cuoi bể)
= Z
muc nuoc (cuoi be)
- H
= - 0,473– 0,5
= -0,973 (m)
15
H
cát
H
H
chết
Hố thu cát

2. ÁP DỤNG THIẾT KẾ BỂ ĐIỀU LƯU CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY HẢI SẢN
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. Các thông số sử dụng thiết kế bể điều lưu
STT Các thông số Đơn vị
Khoảng cho
phép
Giá trị
thiết kế
1 Lưu lượng nước thải m
3
/day 1770
2 Lượng khí cung cấp (M
k
) m
3
/m
3
*phut 0,015
3 Hiệu suất cung cấp khí (H
k
) kgO
2
/hp*h 0,544÷1,089 1
4
Chiều cao tránh mưa chảy tràn
(H
1
)
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)
Số giờ xả thải của nhà máy là 24 giờ nên ta có lưu lượng xả thải trung bình của nhà máy là:
hm
ngàyh
ngàym
Q
XTTB
/75,73
/24
/1770
3
3
==
Bảng. Lưu lượng nước thải của nhà máy đo được trong 24 giờ
Giờ đo Lưu lượng nước thải đo
được
Lưu lượng thực tế cộng
dồn
Lưu lượng trung bình
cộng dồn
16
L
W
(m
3
/h)
0 0 0 0
1 45 45 73,75
2 48 93 147,5
3 57 150 221,25
4 60 210 295
5 90 300 368,75
6 94 394 442,5
7 98 492 516,25
8 150 642 590
9 76 718 663,75
10 70 788 737,5
11 85 873 811,25
12 95 968 885
13 85 1053 958,75
14 85 1138 1032,5
15 75 1213 1106,25
16 60 1273 1180
17 100 1373 1253,75
18 75 1448 1327,5
19 80 1528 1401,25
20 71 1599 1475
21 60 1659 1548,75
22 61 1720 1622,5
23 50 1770 1696,25
24 0 1770 1770
17
Dựa vào bảng trên ta có đồ thị biễu diễn tổng thể tích nước thải theo giờ như sau:
Từ đồ thị trên ta xác định được : A = 860 m
3
; B = 660m
3
Vậy: Thể tích phần chứa nước của bể điều lưu là:
V = A – B = 860 – 660 = 200m
3

Thể tích hữu dụng thực tế của bể điều lưu là thể tích tính toán cộng thêm 20% để phòng ngừa các biến động lưu
lượng do thời vụ sản xuất → V
hd
= V +20%*V = 200 + 0,2*200 = 240m
3
.
Chọn độ cao tránh nước mưa chảy tràn là: h
ct
= 0,2 (m).
Gọi h
1
là cao trình miệng cống, chọn h = 0,5(m). Chúng ta cần phải cộng thêm vào chiều sâu của bể điều lưu
một đoạn H
chết
= h + 0,2 = 0,5 +0,2 = 0,7 m để bù vào cao trình và nổi lên 0,2m để tránh nước mưa chảy tràn vào
bể.
Chọn chiều sâu hoạt động của bể là: h

= 3 (m).
Diện tích bề mặt của bể điều lưu là:
A =
2
80
3
240
m
h
V

hd
==
Thể tích xây dựng bể là:
V
xd
= A* (h

+H
chết
) = 80*(3 + 0,7) = 296m
3

Ta thiết kế bể điều lưu hình vuông.
Chọn chiều dài bể bằng 2 lần chiều rộng bể : L = W
18
A
B
Ta có: A = L*W → W =
mA 94,880 ==
→ Chiều dài bể L =W = 8,94 m
Trong bể điều lưu ta sẽ gắn thêm các máy khuấy để duy trì chất rắn ở trạng thái lơ lững và cung cấp một lượng
không khí là 0,015m
3
/ m
3
. phút cho bể để tránh việc các chất hữu cơ phân hủy trong điều kiện yếm khí sinh mùi
hôi.
Với thể tích hữu dụng của bể là 240m
3
, lượng không khí cần thiết để cung cấp cho bể là:
V
kk
=V
hd
* 0,015 = 240 * 0,015 = 3,6 m
3
/phút = 216 m
3
/h
Ở điều kiện tiêu chuẩn 1m
3
không khí nặng 1,2kg và oxy chiếm 23% khối lượng. Vậy máy khuấy cần phải có
khả năng cung cấp một lượng oxy là:
M
oxy
=
=23,0*2,1*
kk
V
216*1,2*0,23 = 59,616 kgO
2
/h
Chọn hiệu suất cung cấp khí của máy khuấy đảo bề mặt vận tốc thấp là : H
k
= 1kgO
2
/hp*h.
Công suất máy khuấy là: P =
616,59
1
616,59
==
k
oxy
H
M
hp
Ta chọn 4 máy khuấy mỗi máy có công suất 15hp phân bố đều trên 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 =
η
ρ
*000.1
*** QHg
=
24*
86400*8,0*1000
75,73*7*81,9*1000
= 1,76 kW
Trong đó :
Q: lưu lượng nước trung bình trong ngày , m
3
/ngày.
H: cột áp của bơm, mH
2
O (H = H
hút
+ H
đẩy
+
ζ
= 0,5 + 5,0 + 1,5 = 7m.
Với
ζ
: tổn thất các van, khóa, uốn của đường ống, chọn = 1,5m)
ρ: khối lượng riêng của chất lỏng
Nước: ρ = 1000kg/m
3
Bùn: ρ = 1006 kg/m
3
g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s
2
η: hiệu suất của bơm, η = 0,73 ÷ 0,93

chọn η = 0.8
Công suất thực tế của bơm :
N
tt
= 1,5 * N = 1,5 * 1,76 = 2,64 kW = 3,54hp ( vì 1kW = 1,34 hp)
Chọn máy bơm 4hp. Đặt 2 bơm 4 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…
19
Chọn chiều dài từ bể lắng cát đến bể điều lưu: L =3 m
• Cao trình mực nước ở đầu bể điều lưu:
Z
muc nuoc (dau be dieu luu)
= Z
muc nuoc (cuoi be lang cat)
– L*i
min

= - 0,473 – 3*0,0033 = - 0,4829 m
• Cao trình đáy bể điều lưu ở đầu bể:
Z
day be (dau be dieu luu)
= Z
muc nuoc (dau be dieu luu)
– h

= - 0,4829 – 3 = -3,4829 m
• Cao trình mực nước ở cuối bể điều lưu
Z
muc nuoc (cuoi be dieu luu)
= Z
muc nuoc (dau be dieu luu)
– L*i
min

= - 0,4829 – 8,94*0,0033 = - 0,512 m
Trong đó: L = 8,94(m) là chiều dài bể điều lưu
• Cao trình đáy bể điều lưu ở cuối bể:
Z
day be (dau be dieu luu)
= Z
muc nuoc (cuoi be dieu luu)
– h


= - 0,512 – 3 = - 3,512m
 Thiết kế bể tuyển nổi bằng cách hòa tan không khí ở áp suất cao:
• Lượng nước thải sản xuất hàng ngày là 1600 m
3
.
Bảng . Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất chưa được xử lý
Chất ô nhiễm Đơn vị tính Nồng độ chất ô nhiễm
pH - 7,15
BOD
5
mg/l 980
COD mg/l 1350
SS mg/l 480
Tổng Nitơ mg/l 72,8
Tổng Photpho mg/l 31,7
N-NH
3
mg/l 1,5
Dầu mỡ mg/l 48,3
Coliform 100MPN/100ml 480.000
( Nguồn: Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh Thuận Hưng - Phường Ba Láng – Quận Cái Răng –
TP.Cần Thơ)
20
h

H
chết
0,2m
• Lượng nước thải sinh hoạt hàng ngày là 170 m
3

Bảng. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt của nhà máy
Chất ô nhiễm Đơn vị tính Nồng độ chất ô nhiễm
BOD
5
mg/l 468,75
COD mg/l 750
SS mg/l 729,2
Tổng Nitơ mg/l 62,5
Tổng Phospho mg/l 6,25
Amoniac (NH
3
) mg/l 25
Dầu mỡ mg/l 104,2
Coliform 100MPN/100ml 10
6
Ta tính toán hàm lượng các chất trong nước thải đầu vào:
C
BOD5vào
=
1701600
170*75,4681600*980
+
+
= 930,9 mg/l
C
CODvào
=
1701600
170*7501600*1350
+
+
= 1292,37 mg/l
C
SSvào
=
1701600
170*2,7291600*480
+
+
= 503,93 mg/l
C
Pvào
=
1701600
170*25,61600*7,31
+
+
= 29,26 mg/l
C
Nvào
=
1701600
170*5,621600*8,72
+
+
= 71,81 mg/l
C
Coliformvào
=
mlMPN 100/10*3,5
1701600
170*101600*480000
5
6
=
+
+
Giả sử qua bể lắng cát hàm lượng các chất hữu cơ trong nước thải giảm 5% ( không làm giảm hàm lượng N và
P).Ta có hàm lượng chất hữu cơ còn lại sau bể lắng cát là:
C
BOD5ra
= 930,9 -
36,884
100
5*9,930
=
(mg/l)
C
CODra
= 1292,37 -
75,1227
100
5*37,1292
=
(mg/l)
C
SSra
= 503,93 -
73,478
100
5*93,530
=
(mg/l)
C
Pra
= 29,26 mg/l
C
Nra
=71,81 mg/l.
Ta có:
Bảng thông số nước thải đầu vào như sau:
21
Chỉ tiêu Đơn vị Nước thải sản xuất Nước thải sinh hoạt Tổng
Lưu lượng m
3
/ngày 1600 170 1770
BOD
5
mg/l
980 468,75
884,36
COD mg/l
1350 750
1227,75
SS mg/l
480 729,2
478,73
Tổng N mg/l
72,8 62,5
71,81
Tổng P mg/l
31,7 6,25
29,26
Bảng. Các thông số thiết kế bể tuyển nổi
Thông số cần thiết Đơn vị Tiêu chuẩn Giá trị chọn
thiết kế
Lưu lượng nạp nước (Q
n
) L / m
2
*phút
61÷163 (theo Giáo Trình
Phương Pháp Xử Lý
Nước Thải_ Lê Hoàng
Việt)
80
Lưu lượng nạp chất rắn (L
s
) kg / m
2
*ngày < 235.2
Khả năng hòa tan của không khí trong
nước ở 20
0
C, áp suất 1 atm ( s
a
)
ml /L 18.7 18.7
Tỉ lệ
S
A
ml KK/mg chất rắn 0,005 ÷ 0,06 0.02
Ta thiết kế bể tuyển nổi có hoàn lưu bùn.
• Tính bồn tạo áp:








−= 1
*
*
**3,1
aa
a
P
Pf
QS
Rs
S
A
(1)
Trong đó :
- A/S tỉ lệ (ml) khí trên (mg) chất rắn ở áp suất khí quyển.
Ta chọn A/S = 0,02 ml/mg
- P
a
: áp suất khí quyển (P
a
= 1 atm)
- Q: lưu lượng nước thải (Q = 1770 m
3
/ngày)
- R: lưu lượng hoàn lưu .Ta chọn hoàn lưu 100 % (R = 1770 m
3
/ngày)
- f : mức bão hòa không khí của nước trong thùng tạo áp suất
 Ta lấy f = 0,5 ( theo Bài Giảng Xử Lý Nước Thải_Lê Hoàng Việt)
22
- P: áp suất tuyệt đối (lực nén trong bình tạo áp)
- S
a :
hàm lượng dầu hay chất rắn trong nước thải (S
a
= 478,73 mg/ l)
- 1,3: 1(ml) oxi nặng 1,3 (mg)
- s
a
: Khả năng hòa tan của không khí trong nước ở 20
0
C, áp suất 1 atm
Thế tất cả giá trị vào (1) ta được:
)
1
1
*5,0
(
177073,478
1770*7,18*3,1
02,0 −

=
P

→ Áp suất tuyệt đối : P = 2,79 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:
)(69,3
60*24
3*1770
*
3
mtQV
n
===
Trên thực tế, thể tích nước (V
n
) chỉ chiếm 2/3 thể tích bồn tạo áp (V
b
):
V
n
= 2/3 V
b
 V
b
= 3/2 V
n
= 3/2 * 3,69 = 5,54(m
3
)
Ta thiết kế buồng tạo áp hình trụ
Chọn chiều cao buồng là: h = 2,5 (m)
Đường kính bồn tạo áp là:
Ta có: D =
h
V
b
*
*4
π
=
5,2*14,3
54,5*4
= 1,68 (m)
• Tính kích thước bể tuyển nổi:
Chọn thời gian tồn lưu nước trong bể là:
( )
phút30=
θ
Chọn chiều cao bảo vệ là: h
bv
= 0,5(m)
Thể tích bể tuyển nổi:
V = ( Q+R )*
θ
=
( )
60*24
30*17701770 +
= 73,75 (m
3
)
Diện tích bề mặt phần tuyển nổi:
S =
n
Q
RQ +
=
73,30
10*60*24*80
17701770
3
=
+

(m
2
)
Trong đó: Q
n
= 61÷163 (l/m
2
*phút), chọn Q
n
= 80(l/m
2
*phút)
Chiều sâu ngập nước bể tuyển nổi:
H
ngn
=
)(4,2
73,30
75,73
m
S
V
==
23
Tỉ số chiều rộng/ chiều sâu
ngn
H
B
từ 1: 1 đến 2,25 : 1 (Theo Lê Hoàng Việt, Phương pháp xử lý nước
thải,2003)
Chọn
ngn
H
B
=
1
11,1

Suy ra: B = 1,11* H
ngn
= 1,11* 2,4 = 2,67 (m)
Chiều dài bể: L =
)(5,11
67,2
73,30
m
B
S
==
Chọn chiều dài vùng phân phối vào: L
v
= 1m
Chọn chiều dài vùng thu nước: L
t
= 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:
L
Tổng
= L + L
v
+ L
t
= 11,5 + 1 +1 = 13,5 (m)
Kiểm tra tỉ số dài/rộng:
06,5
67,2
5,13
==
B
L
tong
> 3:1 (thỏa)
Chiều cao tổng của bể tuyển nổi:
H
Tổng
= H
ngn
+ h
bv
= 2,4 + 0,5 = 2,9 (m)
Kích thước máng thu váng nổi:
Chiều dài máng thu bằng với chiều rộng bể: L = B = 2,67 (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 = 2,67 (m)
Chiều rộng: B = 0,3 m
Chiều sâu: h = 0,3 m
Kiểm tra lưu lượng nạp chất rắn:

)*/(57,27
73,30
10*10*73,478*1770
*
2
36
ngàymKg
S
SQ
L
a
s
===

Từ kết quả trên, ta có L
S
< 235,2 (kg/m
2
*ngày) (thỏa )
Lượng không khí phóng thích khi đưa nước ở áp suất cao về áp suất khí quyển:

)/(4,377,18
1
37,18
lmls
P
Ps
S
a
a
a
=−

=−

=
Với P
a
là áp suất khí quyển (atm)
P là áp suất tuyệt đối trong buồng tạo áp (atm)
s
a
là lượng không khí bão hòa trong nước ở 20
0
C, áp suất 1 atm (ml/l)
Lượng không khí cần thiết phải hòa tan vào nước khi áp suất là 3atm:
24

)/(35,91
1
35,0
7,181
*
lml
P
Pf
sS
a
ac
=








∗=








−∗=
Lượng không khí cần thiết phải hòa tan vào nước mỗi ngày là:
Chọn hệ số an toàn là: 3
S
k
= 3* S
c
*Q = 3*9,35*1770*10
3
*10
-6
= 49,65 (m
3
/ngày)
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) ta có bảng
sau :

Bảng: Hiệu suất xử lý của bể tuyển nổi:
Chỉ tiêu Đơn vị Hiệu suất
SS mg /l 86%
BOD
5
mg /l 83,7%
Tổng N mg /l 86%
Tổng P mg /l 84,1%
Ta tính nồng độ các chỉ tiêu đầu ra dựa vào công thức :
C
ra
= C
vào
*( 1 – E )
Trong đó :
C
ra
: nồng độ đầu ra (mg/l)
C
vào
: nồng độ đầu vào (mg/l)
E :Hiệu suất xử lý (%)
Bảng: Kết quả tính toán đầu ra
Chỉ tiêu Đơn vị Đầu vào Đầu ra
Hiệu suất xử lý
E (%) thiết kế
BOD
5
mg / L 884,36 144,15 83,7
COD mg / L 1227,75 200,21 83,7
SS mg / L 478,73 67,02 86
Tổng N mg / L 71,81 10,05 86
Tổng P mg / L 29,26 4,65 84,1
Riêng COD được tính theo tỉ số:
72,0
75,1227
36,884
==
vào
vào
COD
BOD
25

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×