Tải bản đầy đủ

THIẾT KẾ BỂ KEO TỤTUYỂN NỔI VÀ MƯƠNG OXY HÓA CHO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN, CÔNG SUẤT 1800M3NGÀY

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
KĨ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI
------------------------------------◊-◊-◊-----------------------------------

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BỂ KEO TỤ-TUYỂN NỔI VÀ
MƯƠNG OXY HÓA CHO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC
THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN, CÔNG SUẤT
1800M3/NGÀY
GVHD:PGS.TS Đặng Viết Hùng
Lớp: MO15KT2.
SVTH:
1. Võ Thị Thùy Trâm.
2.

Nguyễn Thị Hạnh Trang .

1513601
1513571



TpHCM,ngày - tháng - năm 2018
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
I.

Tổng quan ngành chế biến thủy sản ở Việt Nam.
1. Giới thiệu về chế biến thủy sản.

Việt Nam là một trong 10 nước xuất khẩu thủy sản hàng đầu trên thế giới, ngành
thủy sản hiện tại chiếm 4% GDP, 8% xuất khẩu và 9% lực lượng lao động (khoảng 3,4
triệu người) của cả nước. Nhóm hàng chủ đạo trong xuất khẩu thủy sản của Việt Nam là
cá tra, cá basa, tôm và các động vật thân mềm như mực, bạch tuộc, nghêu, sò,… Trong
vòng 20 năm qua ngành thủy sản luôn duy trì tốc độ tăng trưởng ấn tượng từ 10-20%
(INEST, 2009)
Tuy nhiên, ngành Chế biến Thủy sản cũng là một trong những ngành gây ô nhiễm
nghiêm trọng đến môi trường. Ảnh hưởng của ngành chế biến thủy sản đến môi trường
có sự khác nhau đáng kể, không chỉ phụ thuộc vào loại hình chế biến, mà còn phụ thuộc
vào nhiều yếu tố khác như quy mô sản xuất,
sản phẩm, nguyên liệu đầu vào, mùa vụ, trình độ công nghệ sản xuất, trình độ tổ chức
quản lý sản xuất…, trong đó yếu tố kỹ thuật, công nghệ và tổ chức quản lý sản xuất có
ảnh hưởng quyết định đến vấn đề bảo vệ môi trường của từng doanh nghiệp.
Một số tác động đặc trưng của ngành Chế biến Thuỷ sản gây ảnh hưởng đến
môi trường có thể kể đến như sau:
-

Ô nhiễm không khí: mùi hôi phát sinh từ việc lưu trữ các phế thải trong quá trình
sản xuất, khí thải từ các máy phát điện dự phòng. Trong các nguồn ô nhiễm
không khí, mùi là vấn đề chính đối với các nhà máy chế biến thủy sản.

-

Chất thải rắn phát sinh chủ yếu từ quá trình chế biến bao gồm các loại đầu vỏ tôm,
vỏ nghêu, da/mai mực, nội tạng mực và cá,....

-

Nước thải sản xuất trong chế biến thủy sản chiếm 85-90% tổng lượng nước thải,
chủ yếu từ các công đoạn: rửa trong xử lý nguyên liệu, chế biến, hoàn tất sản
phẩm, vệ sinh nhà xưởng và dụng cụ, thiết bị, và nước thải sinh hoạt.


Trong các nguồn phát sinh ô nhiễm, nước thải là nguồn gây ô nhiễm nghiêm

trọng đến môi trường bởi phát sinh thể tích nước thải lớn với nồng độ ô nhiễm cao nếu
không được xử lý thích hợp.
2. Công nghệ chế biến thủy sản
Công nghệ chế biến của mỗi nhà máy khác nhau, tùy theo loại nguyên liệu,


mặt hàng sản xuất, và yêu cầu chất lượng của sản phẩm. Những nhà máy lớn thường sản
xuất một mặt hàng như nhà máy chế biến cá tra, cá basa hay tôm đông lạnh, đa số các nhà
máy này đều có nguồn nguyên liệu cố định. Các mặt hàng tổng hợp hoặc các sản phẩm
giá trị gia tăng thường thích hợp với các nhà máy vừa và nhỏ. Các cơ sở sản xuất và chế
biến thủy sản có thể đơn giản hoặc phức tạp hơn ở một số công đoạn nhưng nhìn chung
vẫn giống nhau về công nghệ sản xuất.

Sơ đồ cơ bản của chế biến thủy sản.


II.

Đặc trưng nước thải ngành chế biến thủy sản
1. Nguồn phát sinh

Ô nhiễm do nước thải tại các cơ sở chế biến thủy sản gồm nước thải sản xuất và nước
thải sinh hoạt:
Nước thải sản xuất: sinh ra trong quá trình chế biến và nước vệ sinh nhà xưởng, máy
móc, thiết bị,… Thành phần nước thải có chứa các chất hữu cơ, các chất rắn lơ lửng, các
chất cặn bã, vi sinh vật và dầu mỡ. Lưu lượng và thành phần nước thải chế biến thủy sản
rất khác nhau giữa các nhà máy tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu sử dụng, và thành phần
các chất sử dụng trong chế biến (các chất tẩy rửa, phụ gia,…).
Nước thải sinh hoạt: sinh ra tại các khu vực vệ sinh và nhà ăn. Thành phần nước thải có
chứa các cặn bã, các chất rắn lơ lửng, các chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng và vi sinh.
2. Tính chất nước thải ngành chế biến thủy sản.
Cùng với sự phát triển theo từng năm thì ngành chế biến thủy hải sản cũng đưa vào môi
trường một lượng nước thải khá lớn, gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước.
Nước thải ngành này chứa phần lớn các chất thải hữu cơ có nguồn gốc từ động vật và có
thành phần chủ yếu là protein và các chất béo. Trong hai thành phần này, chất béo khó bị
phân hủy bởi vi sinh vật.
Các chất hữu cơ chứa trong nước thải chế biến thủy sản chủ yếu là dễ bị phân hủy. Trong
nước thải chứa các chất như cacbonhydrat, protein, chất béo,… khi xả vào nguồn nước sẽ
làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để phân
hủy các chất hữu cơ. Nồng độ oxy hòa tan dưới 50% bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng
tới sự phát triển của tôm, cá. Oxy hòa tan giảm không chỉ gây suy thoái tài nguyên thủy
sản mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng
nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp.
Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, nó hạn chế độ sâu tầng nước được
ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong rêu,… Chất
rắn lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh đồng thời
gây tác hại về mặt cảm quan (tăng độ đục nguồn nước) và gây bồi lắng lòng sông, cản trở
sự lưu thông nước và tàu bè,…
Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện tượng phát triển bùng nổ các loài tảo, đến
mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy gây nên hiện tượng thiếu oxy. Nếu nồng độ


oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tới chất lượng nước của thủy
vực. Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nước tạo thành lớp màng khiến cho bên dưới
không có ánh sáng. Quá trình quang hợp của các thực vật tầng dưới bị ngưng trệ. Tất cả
các hiện tượng trên gây tác động xấu tới chất lượng nước, ảnh hưởng tới hệ thủy sinh,
nghề nuôi trồng thủy sản, du lịch và cấp nước.
Trong quá trình chế biến thủy sản, sự khác biệt trong nguyên liệu thô và sản phẩm cuối
liên quan đến sự khác nhau trong quá trình sản xuất, dẫn đến tiêu thụ nước khác nhau.
Cùng tham khảo lượng nước sử dụng chế biến một số loại thủy sản:
-

Cá da trơn: 5-7m3/tấn sản phẩm

-

Tôm đông lạnh: 4-6m3/tấn sản phẩm.

-

Surimi ( sản phẩm giả cua): 20-25m3/tấn sản phẩm.

-

Thủy sản đông lạnh hỗn hợp: 4-5m3/ tấn sản phẩm.

Đặc trưng của nước thải chế biến thủy sản là: độ màu, mùi, chất rắn không hòa tan, chất
rắn lơ lửng, các vi trùng gây bệnh, chất hữu cơ hòa tan, các chất dinh dưỡng,…
Thành phần nước thải chế biến thủy sản
Nồng độ
Tôm đông
Cá da trơn
Thủy sản đông
lạnh
(Tra- Basa)
lạnh hỗn hợp
pH
6.5-9
6.5-7
5.5-9
SS
mg/L
100-300
500-1200
50-194
COD
mgO2/L
800-2000
800-2500
694-2070
BOD5
mgO2/L
500-1500
500-1500
391-1539
NTổng
mg/L
50-200
100-300
30-100
PTổng
mg/L
12-120
50-100
3-100
Dầu và mỡ
mg/L
250-830
2.4-100
(Nguồn Tổng cục môi trường-Tài liệu kỹ thuật hướng dẫn đánh giá sự phù hợp của công
nghệ xử lý nước thải và giới thiệu một số công nghệ xử lý nước thải đối với ngành Chế
biến thuỷ sản, Dệt may, Giấy và bột giấy,2011)
Chỉ tiêu

Đơn vị

Dựa vào bảng trên cho thấy thành phần nước thải phát sinh từ chế biến thủy sản có nồng
độ COD, BOD5, chất rắn lơ lửng, tổng Nito và photpho cao.
Nước thải có khả năng phân hủy sinh học cao thể hiện qua tỉ lệ BOD/COD, tỉ lệ này
thường dao động từ 0.6 đến 0.9. Đặc biệt từ nước thải phát sinh từ chế biến cá da trơn có
nồng độ dầu và mỡ rất cao từ 250 đến 830mg/l. Nồng độ photpho trong nước thải chế
biến tôm rất cao có thể lên đến trên 120mg/l.


CHƯƠNG II: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
Đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nước thải thủy sản:
SCR đầu
thô vào
Nước

SCR
tinhgom
Hố thu

Mương oxy hóa

Bể tuyển
nổi

Bể chứa bùn

Bể tách dầu

Bể keo tụ

Bể điều
hòa

Nước đầu ra

Bể khử trùng

Ghi chú:
Máy ép bùn

: Đường nước
Sân phơi bùn
: Đường bùn

Nước thải từ nhà máy vào bể thu gom nước thải của hệ thống xử lý. Nước thải vào bể
thu gom phải qua song chắn rác thô. Tại đây các loại rác có kích thước lớn ( xương, da,
vây cá, đầu cá…) được giữ lại và chuyển vào thùng chứa và được công nhân thu gom
khi đầy.
Nước thải từ bể thu gom được bơm đưa qua song chắn rác tinh để giữ lại các chất rắn
có kích thước nhỏ như thịt cá vụn, da,mỡ... Sau đó nước sẽ chảy về bể tách dầu mỡ để
loại bỏ các thành phần dầu mỡ nhẹ có khả năng tự nổi trên nước thải. Dầu mỡ sau khi
tách ra khỏi nước thải được chứa trong các thùng chứa dầu mỡ.
Nước thải sau khi tách mỡ được dẫn sang bể điều hòa bằng cách tự chảy.

Bể lắng


Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong
nước thải trước khi đưa vào các công trình đơn vị phía sau.
Từ bể điều hòa, nước thải được bơm đến hệ thống xử lý hóa lý bao gồm bể keo tụ và
bể tuyển nổi. Nhằm tạo điều kiện tốt cho quá trình tuyển nổi các chất khó lắng như mỡ
cá, nước thải được hòa trộn với phèn nhôm trên đường ống trước khi vào bể keo tụ.
Polymer được châm vào bể keo tụ và được khuấy trộn bằng cơ khí. Từ bể keo tụ nước
thải được bơm vào thiết bị tạo áp và theo chế độ tự chảy chảy qua bể tuyển nổi, các hạt
cặn được kết dính tạo thành các bông cặn sẽ lắng xuống đáy bể, các bọt khí mịn lôi cuốn
và kết dính các bông cặn nhỏ nổi lên bề mặt. Váng trên bề mặt được thiết bị gạt bọt bề
mặt gạt vào ống đứng trung tâm cùng với cặn lắng đáy bể được đưa vào bể chứa bùn. Bể
tuyển nổi kết hợp keo tụ để tách phần lớn lượng mỡ cá sau khi qua bể tách mỡ trọng lực
và SS cũng như photpho trước khi vào mươn oxy hóa.
Mương oxy hóa làm việc trong chế độ làm thoáng kéo dài với bùn hoạt tính lơ lửng
trong nước thải chuyển động tuần hoán liên tục trong mương. Hàm lượng oxy hòa tan
được cung cấp bởi thiết bị cấp khí bề mặt. Cung cấp oxy trong vùng hiếu khí giúp diễn ra
quá trình oxy hóa các chất hữu cơ và nitrat hóa. Trong vùng thiếu khí thì hàm lượng DO
thấp hơn giúp diễn ra quá trình khử nitrat.
Như vậy, tại mương oxy hóa nước thải di chuyển vòng quanh bể theo chiều quay của
máy sục khí bề mặt, vì vậy không cần bơm tuần hoàn bùn hoạt tính từ vùng hiếu khí về
vùng thiếu khí mà vẫn đảm bảo quá trình khử nito.
Hỗn hợp bùn (vi sinh vật) và nước thải sau khi trải qua thời gian xử lý trong mương
oxy hóa được dẫn qua bể lắng nhằm tiến hành tách bùn ra khỏi nước thải bằng phương
pháp lắng trọng lực.
Bùn từ bể lắng được tuần hoàn lại mương oxy hóa nhằm duy trì nồng độ bùn nhất
định trong bể, phần bùn dư được bơm về bể chứa bùn.
Nước thải sau xử lý bằng phương pháp sinh học qua công đoạn xử lý cuối cùng là
khử trùng nước trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Nước thải được hòa trộn với dung dịch
NaOCl bằng thủy lực với sử dụng vách ngăn để đảm bảo hiệu quả xáo trộn.
Phần nước thải trong bể chứa bùn được dẫn vào bể tiếp nhận để xử lý lại. Bùn từ bể
chứa bùn được bơm máy ép bùn nhằm tiến hành quá trình tách nước sau cùng. Nước sau
ép bùn được dẫn về hố thu gom. Bùn sau khi ép sẽ được đưa tới sân phơi bùn.


CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN
Bảng 3.1: Thành phần nước thải đầu vào của Công ty CBTS 01 :
Chỉ tiêu
Đơn vị
PH
SS
mg/l
COD
mgO2/l
BOD5
mgO2/l
Amoni
mg/l
Cl2 dư
mg/l
Ptổng
mg/l
*
Coliform MPN/100ml
Ghi chú ‘’-‘’ không có giá trị

Nồng độ đầu vào
7-7.1
742-795
1960-2320
1803-2158
22-63
0.01-0.02
23-41
6×105-1.2×106

‘’*’’ QCVN24:2009 BTNMT
Bảng 3.2: Đặc tính nước thải đầu vào theo thiết kế của Công ty CBTS 01:
Chỉ tiêu
pH
SS
COD
BOD5
NTổng
PTổng
Dầu và mỡ

Đơn vị
mg/L
mgO2/L
mgO2/L
mg/L
mg/L
mg/L
MPN/100m
Coliform
L
Ghi chú ‘’-‘’ không có giá trị

Nồng độ đầu
vào
2400
1400
520
90
66.7

QCVN 11:2008
cột
6-9A
50
50
30
30
10

21×104

3000

(Nguồn Tổng cục môi trường-Tài liệu kỹ thuật hướng dẫn đánh giá sự phù hợp của
công nghệ xử lý nước thải và giới thiệu một số công nghệ xử lý nước thải đối với ngành
Chế biến thuỷ sản, Dệt may, Giấy và bột giấy,2011)
Như vậy, ở đây chúng so sánh chất lượng nước đầu ra với Quy chuẩn kỹ thuật Quốc
Gia về nước thải chế biến thủy sản QCVN 11-MT:2015/BTNM (sửa đổi QCVN
11:2008/BTNMT)
Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải chế biến thủy sản
khi xả ra nguồn tiếp nhận nước thải được tính theo công thức sau:
Trong đó:


- Cmax là giá trị tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong nước thải chế biến thủy
sản khi xả ra nguồn tiếp nhận nước thải;
- C là giá trị của thông số ô nhiễm trong nước thải chế biến thủy sản quy định tại mục
2.2.
- Kq là hệ số nguồn tiếp nhận nước thải quy định tại mục 2.3 ứng với lưu lượng dòng
chảy của sông, suối, khe, rạch; kênh, mương; dung tích của hồ, ao, đầm; mục đích sử
dụng của vùng nước biển ven bờ.
Giả sử lưu lượng dòng chảy của nguồn tiếp nhận nước thải (Q) Đơn vị tính: mét
khối/giây (m3/s) trong đồ án này là 50  Q  200 ► hệ số Kq=1
- Kf là hệ số lưu lượng nguồn thải quy định tại mục 2.4 ứng với tổng lưu lượng nước
thải của các cơ sở sản xuất chế biến thủy sản khi xả ra nguồn tiếp nhận nước thải.
Lưu lượng nguồn thải (F) Đơn vị tỉnh: mét khối/ngày đêm (m3/24h) trong đồ án này
là F=1800m3/ngày ► 500 < F ≤ 5.000 ► Kf=1
Giả sử trong đồ án này nước thải chế biến thủy sản khi xả ra nguồn nước được dùng
cho mục đích cấp nước sinh hoạt ► giá trị C lấy ở cột A
Bảng 1: Giá trị C để làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép của các thông số ô
nhiễm trong nước thải chế biến thủy sản
TT

Thông số

Đơn vị

1
2
3
4
5
6
7
8
9

PH
BOD5 ở 200C
COD
Tổng chất rắn lơ lửng
Amoni (NH4+ tính theo N)
Tổng Nito (tính theo N)
Tổng photpho ( tính theo P)
Tổng dầu, mỡ động thực vật
Clo dư

10

Tổng coliforms

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
MPN hoặc
CFU/100ml

I.

Gíá trị C
A
6-9
30
75
50
10
30
10
10
1

B
5.5-9
50
150
100
20
60
20
20
2

3000

5000

BỂ KEO TỤ- TUYỂN NỔI

1. Bể keo tụ.
a. Tính toán liều lượng phèn.
Dựa theo điều 6.11 và bảng 6.3- Liều lượng phèn để xử lý nước (TCXDVN 33:2006) thì
liều lượng phèn không chứa nước Al2(SO4)3 chọn là 45mg/l.


Phèn nhôm trên thị trường dạng Al2(SO4)3.18H2O, có 17% Al2O3, Tỷ trọng 1.69 kg/l.
Liều lượng phèn nhôm Al2(SO4)3..18H2O cần thiết cho vào nước :

Nồng độ của Al2O3 trong phèn :
Nồng độ phèn nhôm Al2(SO4)3 :
Liều lượng phèn nhôm Al2(SO4)3..18H2O trên thị trường cần thiết cho vào nước trong một
phút :

Lượng phèn nhôm cần thiết cho một lần hòa trộn :
Hay . (2)
Từ (1) và (2) Biết được thùng trộn hóa chất phèn nhôm Al 2(SO4)3..18H2O mỗi ngày 2 mẽ,
mỗi mẽ 12 giờ và mỗi lần trộn tương ứng 82.08l phèn (hay 138.7 kg phèn
Al2(SO4)3..18H2O)
b. Kích thước bồn hòa trộn.
Dung tích bể hòa trộn phèn được tính theo công thức:
(điều 6.19- TCXDVN33:2006):
(1)
Trong đó:
-

q : lưu lượng nước xử lý (m3/h)
p : Liều lượng hóa chất dự tính cho vào nước (g/m3).
n : Số giờ giữa hai lần hòa tan phèn ( công suất 1800 m3/ngày, chọn n = 12 giờ

-

(TCXDVN 33: 2006).
bh : Nông độ dung dịch hóa chất trong thùng hòa trộn (chọn 10% theo điều 6.20,

-

TCXDVN 33 : 2006 ).
γ : Khối lượng riêng của dung dịch lấy bằng 1T/m3.

Chọn bồn khuấy trộn hình trụ với chiều cao H : 1.5 m
Đường kính bồn hòa trộn :
c. Tính toán khuấy trộn cho bồn hòa trộn phèn.
Đường kính khuấy trộn :


Trong đó D : đường kính cánh quạt
Chọn cánh khuấy chân vịt 3 cánh hệ số k là 0.32, với số vòng quay 30 vòng/ phút (điều
6.22, TXDVN 33 : 2006 ).

d. Tính toán bể keo tụ.
Số lượng : 1 bể
Thời gian lưu nước : 20 – 30 s
G = 950s-1
- Tính toán kích thước bể :
Thể tích bể :
V = Qx t = 1800m3/ngày×30s=×30s=0.625
Trong đó:
Q: Lưu lượng nước thải cần xử lý; Q=1800m3/ngày.
t: Thời gian lưu; t=30s.
Bể có hình vuông với tỉ số chiều sâu (w) và chiều rộng (d) là 2 ( theo TLTK-X)
Thiết kế dài×rộng×cao=0.679m×0.679m×1.358m.
Chiều cao tổng cộng (Chiều cao xây dựng)
H = Ho + HBV = 1.358 + 0.4 = 1.758 (m) (HBV = 0.4: TCVN 33 - 2006).
- Tính toán cánh khuấy :
Năng lượng cần thiết để khuấy trộn (bài giảng Thầy Đặng Viết Hùng- ĐH BK
TpHCM)
P = G2 x V x μ =(950s-1)2 ×0.625m3×1.005x10-3 N/m2.s=566.9W
Trong đó :
P : năng lượng cần thiết truyền vào nước (W)
μ: độ nhớt của chất lỏng ; μ =1.005x10-3 N/m2.s (với nhiệt độ nước là 200C )
V : thể tích bể; V= 0.625
G : Gradient vận tốc G= 950s-1
Giả sử hiệu quả khuấy trộn là 90% thì năng lượng của cánh khuấy thực tế cần:
P’ =
Đường kính khuấy trộn tương đương :


Te = 1.13 (LW)0.5 = 1.13×(0.679×0.679)0.5 = 0.767 (m)
Tỉ lệ giữa đường kính cánh khuấy và đường kính khuấy trộn tương đương:
→ D = 0.35×Te = 0.35×0.767=0.268(m)
Cánh khuấy đặt cách đáy: h = × Ho = × 1.358=0.453 (m)
Chiều rộng cánh:

b = 0.2 D = 0.2×0.268=0.054 (m)

Chiều dài cánh:

a = 0.5 D =0.5×0.268=0.134(m)

Tính toán số vòng quay trong 1 giây:
Trong đó:
- P: năng lượng cần thiết (W); P=629.9W
- K: hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy. Chọn cánh khấy chân
vịt 3 cánh, K=0.32 (bảng 2.6, Cấp nước tập 2, Trịnh Xuân Lai)
- �: khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3); giả sử khối lượng riêng của nước thải
chế biến thủy sản là �=1000kg/m3.
- D: đường kính cánh khuấy (m); D= 0.268m
Chiều dài trục khuấy: Htrục = Hxd – h = 1.358-0.453=0.905 (m)
Htrục : Tính từ vị trí đặt motor.
Bên trong bể thiết kế 4 tấm chắn xung quyanh 4 mặt trong của bể để ngăn chuyển
động của xoáy nước. Với chiều cao tấm chắn h tc = Hxd = 1.358m, chiều rộng Btc = 0.1
B = 0.12 (m) và chiều dày là 5 (mm).
e. Tính toán đường ống ra khỏi bể keo tụ qua bể tuyển nổi.
Theo điều 6.59-TCXDVN 33 - 2006 thì tốc độ nước chảy trong ống không quá 0.8 1(m/s), chọn 0.8 (m/s) và thời gian lưu lại nước trong ống không quá 2 phút, chọn 30 (s)
Ta tính được diện tích mặt cắt ngang ống:

►Chọn ống Φ180mm
Chiều dài ống:
Chọn L = 25 (m)


Tính toán lại: V = 0.82 (m/s)
t = 30.54 (s)

(phù hợp TCXDVN 33 : 2006)
(Phù hợp TCXDVN 33 : 2006)

f. Pha Polymer
-

Nồng độ hóa chất sử dụng là 0.1%. Hòa tan 0.8kg Polymer vào 1500l nước

-

Khuấy khoảng 3 phút cho polymer tan hết. (tham khảo dựa theo cách pha polymer
0.1% tại Hệ thống xử lý nước thải tập trung Khu công nghiệp Tân Bình)
g. BỂ TUYỂN NỔI
Bảng 4.10: Thông số thiết kế bể tuyển nổi khí hòa tan
Thông số
2

Giá trị
Trong khoảng
170 - 475
0.03 - 0.45
1-3

Áp suất, kN/m
Tỉ số khí:rắn
Chiều cao lớp nước, m
Tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày
20-325
Thời gian lưu nước, phút
Bể tuyển nổi
20-60
Cột áp lực
0.5-3
Mức độ tuần hoàn %
5-120
(nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Lâm Minh Triết)

Đặc trưng
270 - 340
0.01-0.20

Theo kết quả thực nghiệm cho mô hình tuyển nổi không tuần hoàn cho thấy:
-

-

Ở tỷ số khí/rắn: A/S = 0.03ml khí/mg chất rắn đạt hiệu quả tối ưu.
Nhiệt độ trung bình, t = 270C.
Độ hòa tan không khí: sa = 16,4 ml/l
Tỷ số bảo hòa: f = 0,5 (phần khí hòa tan ở áp suất P)
Tải trọng bề mặt bể tuyển nổi; L = 48 m3/m2 ngày (ở tải trọng này hiệu quả khử
cặn lơ lửng đạt 90%, khử dầu mỡ đạt 85%, khử COD đạt 50% và khử BOD5 đạt
36 %)
Sa : Hàm lượng bùn khi vào bể tuyển nổi mg/l
Lượng SS đầu vào trạm xử lý là 795 mg/l. Khi qua song chắn rác lượng SS giảm
15% nên SS vào bể tuyển nổi còn như sau:
Sa = (1-0.15) ×795 = 675.75 mg/l ~676mg/l
Áp suất yêu cầu cho cột áp lực:

-

Vậy P=3.9atm=395.167kPa=40.3m nước
Chọn bể tuyển nổi hình trụ:
Vật liệu chế tạo bể: thép CT03
Chiều cao toàn bể: H = 1m
Chiều cao ngăn tạo bọt: H1 = 0.3m

-


-

Chiều cao vùng lắng: H2 =0.4m
Chiều cao bảo vệ Hbv=0.3m
Diện tích bề mặt tuyển nổi:
Đường kính bể:
Đường kính ống trung tâm:
Đường kính ngăn tạo bọt:
Thể tích bể tuyển nổi:

-

Thời gian lưu nước của vùng tuyển nổi:
=
Góc nghiêng đáy bể chọn nghiêng 300 so với mặt phẳng ngang. Đường ống nước
vào bể:

-

Tính toán bình tích áp.
Chọn thời gian lưu nước trong cột tạo áp là t = 2 phút.
=2.5
Trên thực tế thể tích nước chỉ chiếm 2/3 thể tích bồn khí hòa tan:
Chọn bồn tạo áp Varem.
Thông tin về sản phẩm Bình tích áp Varem :
Model: S3 N30H61CS000000
Kiểu dáng: Đứng
Dung tích: 3000L
Áp lực: 10 bar
Màu sắc: Đỏ
Lượng khí cung cấp
A/S=0.03mg khí/ mg chất rắn ► A=0.03S
Trong đó S là lượng cặn tách ra trong 1 phút:
Vậy lượng khí cần cung cấp là:
► Chọn máy nén khí có Qk=26l/ phút
Thông số kỹ thuật Máy nén khí Fusheng D1:
Model:
Công suất (HP-KW):
Lưu lượng (l/phút):
Điện áp sử dụng (V):
Tốc độ quay puly đầu nén (v/phút):

D1
0.5-0.37
69
220
807


Số xi lanh đầu nén:
Áp lực làm việc (kg/cm2):
Áp lực tối đa (kg/cm2):
Dung tích bình chứa (L):
Kích thức DxRxC (mm):
Trọng lượng (kg):
Xuất xứ:
Tính toán bơm vào bể tuyển nổi

1
7
10
33
244 x 244 x 720
45
Việt nam

Trong đó:
Q là lưu lượng nước; Q=1800m3/ngày
� là khối lượng riêng của nước; �=1000kg/m3
 là hiệu suất bơm; chọn =80%
Hb là cột áp của bơm :
Trong đó Z là khoảng cách từ mặt nước bể keo tụ đến mặt nước bể tuyển
nổi ; Z=1.5m nước
h là tổng tổn thất áp lực từ mặt nước ở bể keo tụ đến mặt nước trong bể
tuyển nổi ; h=1.5 m nước.
Chọn động cơ :
Công suất của bơm :
Chọn máy bơm Pentax CM40-125B với thông số kĩ thuật sau:
Hãng sản xuất

Pentax

Lưu lượng (m3/h)
Công suất (kW)
Xuất xứ
Ý

180
2.2

-

Hàm lượng COD sau tuyển nổi:

-

Hàm lượng BOD5 sau keo tụ-tuyển nổi (giả sử giảm 70%):

-

Hàm lượng SS sau tuyển nổi:

-

Hàm lượng dầu mỡ sau tuyển nổi:

-

Chất lơ lửng và dầu mỡ thu được mỗi ngày:
Giả sử bùn tươi ( gồm hỗn hợp váng nổi và cặn lắng) có hàm lượng chất rắn là
TSv=3.4%, VSv=65% và khối lượng riêng Sv=1.0072.
Dung tích bùn tươi cần xử lý mỗi ngày là:
Lượng VS của bùn tươi cần xử lý mỗi ngày:


778.16kgVS/ngày
MƯƠNG OXY HÓA
Hàm lượng BOD5 sau hệ thống keo tụ tuyển nổi giảm 70%. Vậy hàm lượng BOD 5
vào mương oxy hóa là: 420mg/l
Thể tích của mương oxy hóa cần thiết để khử BOD5 được tính theo công thức
sau:
-

Q: lưu lượng nước thải cần xử lý; m3/ day
S0: hàm lượng BOD5 của nước thải dẫn vào mương oxy hóa; S0=560mg/l
X: Nồng độ bùn hoạt tính; X=4000mg/l (theo bảng 6-1, Thiết kế các công trình xử
lý nước thải, Trịnh Xuân Lai, t92)
F/M: Tỷ lệ BOD5 có trong nước thải và bùn hoạt tính; mgBOD5/mg bùn (theo
bảng 6-1, Thiết kế các công trình xử lý nước thải, Trịnh Xuân Lai, t92)

Thể tích mương oxy hóa để nitrat hóa (txl 81):
Tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn Nitrate hóa:
Trong đó:
-

µnm: tốc độ tăng trưởng riêng cực đại của vi khuẩn nitrat hóa ở 150C.

-

No: nồng độ amoni đầu vào; N0=63mg/l.
Kn: hằng số bán bão hòa amoni ở 270C.

-

Kn20ºC = 0.2-3 mg/l bảng 5-4, Thiết kế các công trình xử lý nước thải, Trịnh Xuân
Lai, t80)
DO: nồng độ oxy hòa tan trong bể; DO=2mgO2/l
Ko: hằng số bán bão hòa oxy, Ko=1.3mgO2/l
PH:giá trị PH để có tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn nitrat hóa chấp nhận
được là từ 7.2 đến 9 đối với công trình xử lý phối hợp khử BOD và nitrat hóa.;
chọn pH=7.2

Hằng số tiêu thụ cơ chất riêng cực đại:
Trong đó:
-

µn là tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn nitrate hóa ở 270C; µn=0.87
YN hệ số sản lượng; YN=0.16mg bùn/ mg NH4+ (bảng 5.4 Thiết kế các công trình
xử lý nước thải, Trịnh Xuân Lai t80)

Tốc độ sử dụng amoni của vi khuẩn nitrat hóa:


Trong đó:
-

KS là hằng số tiêu thụ cơ chất riêng cực đại; KS=5.44 ngày-1
N1 nồng độ amoni đầu ra; N1=5mg/l
KN hằng số bán bão hòa amoni ở 270C , KN=1.06 mg NH4/l

Tỷ số hợp chất hữu cơ bị nitrate hóa trong quá trình khử BOD5:
Trong đó:
-

N0 là nồng độ amoni đầu vào; N0=63mg/l
N1 ;à nồng độ amoni đầu ra; N1=5mg/l
S0 là nồng độ BOD5 đầu vào ; S0=420mg/l
S1 là nồng độ BOD5 đầu ra; S1=30mg/l

Sinh khối hoạt tính của vi khuẩn nitrate hóa trong bùn hoạt tính:
Thể tích cần thiết để nitrate hóa:
Thể tích vùng khử BOD5 và nitrate là:
Chọn thể tích lớn V1= để xây dựng mương vì khi khử hể BOD5 thì toàn bộ lượng
amoni sẽ chuyển hết thành NO3Tốc độ khử nitrate ở 270C:
Trong đó:
-

�DN là tốc độ khử nitrate ở 200C, �DN= 0.1 mgNO3/ mg bùn. Ngày (txl. 85)
DO: nồng độ oxy hòa tan trong vùng thiếu khí; DO=0.2mg/l

Thể tích vùng thiếu khí trong mương:
Trong đó:
-

NO3 là nồng độ NO3- sau nitrate hóa; NO3- =520mg/l
NO3ra là nồng độ NO3- đầu ra; NO3ra=30mg/l
�’DN tốc độ khử nitrate hóa ở 270C; �’DN=
X: nồng độ sinh khối; X=4000mg/l

Tổng thể tích mương oxy hóa:


Chọn hình dạng trên mặt bằng của mương oxy hóa là hình oval. Tiết diện ngang là hình
thang cân.
-

Chiều rộng mặt nước : a=10m
Chiều rộng đáy mương: b=5m
Độ sâu lớp nước trong mương: h1=1.7m
Khoảng cách từ mặt nước đến mặt trên mương: h2=0.3m
Độ sâu xây dụng của mương: H=h1+h2=1.7+0.3=2m

Mặt cắt ngang mương oxy hóa
Chiều ngang xây dựng mương:
Diện tích mặt cắt ướt của mương oxy hóa:

Chiều dài tổng cộng của mương oxy hóa là:

Mương oxy hóa có dang hình chữ ‘’O’’ kéo dài trên mặt bằng với bán kính trung bình của
đoạn uốn cong là R=10m.
Tổng chiều dài phần mương uốn cong là:
Chiều dài phần mương thẳng là:


Sơ đồ cấu tạo mương oxy hóa
1-dẫn nước thải từ bể tuyển nổi; 2-ngăn tiếp nhận; 3-máy nạp khí;4-mương oxy
hóa; 5-dẫn hỗn hợp bùn-nước đến bể lắng đợt II.
Tuần hoàn bùn hoạt tính.
Chọn hệ số tuần hoàn bùn hoạt tính =0.6 (theo bảng 6-1 tlt 92)
Lưu lượng tuần hoàn:
Chọn bơm:
Tính toán lượng bùn thải:
Giả sử lượng bùn dư được thải bỏ (dẫn đến bể nén bùn) từ đường ống dẫn bùn tuần hoàn,
Qra=Q và hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay hơi (VSS) trong bùn ở đầu ra chiếm 80%
hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS). Khi đó lưu lượng bùn dư thải bỏ được tính:
Trong đó:
-

V là thể tích mương oxy hóa; V=3446.5m3
X là nồng độ bùn hoạt tính trong bể; X=4000mg/l
Xr nồng độ bùn hoạt tính trong nước ra khỏi bể lắng ( hoặc nồng độ VSS trong SS
ra khỏi bể lắng); Xr=10667mg/l
Xe nồng độ chất rắn bay hơi ở đầu ra của hệ thống


-

Qe lưu lượng nước thải ra khỏi bể lắng đợt II. Xem như lượng nước thất thoát do
tuần hoàn bùn là không đáng kể; Qe=Q=1800m3/ngày.
c thời gian lưu bùn, chọn c=25 ngày (theo bảng 6.1 txl, 92).

Chọn bơm tsurumi
Tính lượng không khí cần xáo trộn.
Theo TCXD-51-2008 Điều 7.138, thời gian nạp khí trong mương oxy hóa được xác định
theo công thức:

-

L0: Hàm lượng BOD5 của nước thải dẫn vào mương oxy hóa; L0=420mg/l
Lt: Hàm lượng BOD5 sau xử lý; Lt=30mg/l
a: liều lượng bùn hoạt tính; a=4g/l (điều 7.136 TCXD-51-2008)
S: độ tro của bùn hoạt tính; S=0.35 (điều 7.136 TCXD-51-2008)
�: tốc độ oxy hóa trung bình theo BOD5; �=6mg/g.h (điều 7.136 TCXD-512008).
Để nạp khí cho mương oxy hóa sử dụng máy nạp khí cơ học trục ngang và được
bố trí ở phần đầu đoạn thẳng của mương oxy hóa.
Lượng oxi cần cung cấp để loại bỏ lượng chất bẩn trong nước thải được tính theo
công thức sau:

-

G0: liều lượng oxi đơn vị; G0=1.42mgO2 để loại bỏ 1mg BOD5 ( điều 7.9.2-TCXD51-84)
L0: Hàm lượng BOD5 của nước thải dẫn vào mương oxy hóa; L0=420mg/l
Lt: Hàm lượng BOD5 sau xử lý; Lt=30mg/l
Q: lưu lượng nước thải vào mương oxy hóa; Q=1800m3/day

-

Lượng oxy cần cung cấp mỗi giờ là:
Thời gian lưu nước trong mương:
Thiết bị làm thoáng
Để nạp khí cho mương oxy hóa sử dụng thiết bị làm thoáng kiểu rulo và được bố
trí ở phần đầu đoạn thẳng của mương oxy hóa.
Rulo kiểu tấm phẩm gồm trục chuyển động, trên chu vi trục hàn của các tấm thép
phẳng rộng 5cm cách nhau 5cm tạo thành hình bàn chải tròn đường kính 0.5m-1m;
dài từ 2.5m-9m.
Bảng 4.13- Thông số kỹ thuật thiết bị làm thoáng.
Thiết bị

Chiều dài
(mm)

Đường kính
(mm)

Công suất
(kW)

Công suất cấp
khí (kgO2/h)


ROT 300
3000
1000
17.05
16.68
ROT 600
6000
1000
34.10
39.36
ROT 900
9000
1000
51.15
59.05
Chọn thiết bị làm thoáng ROT 900 có chiều dài 9m và đường kính 1.0m.
Vận tốc quay n= 72 vòng/phút.
Độ sâu ngập nước của cánh khuấy rulo là 0.3m.
Mỗi làn đặt 1 máy khuấy rulo như vậy mương oxy hóa cần đặt 2 máy.
Công suất cấp khí của 02 máy khuấy rulo: N= 2x51.15= 102.3 kgO2/h
Tính đường ống dẫn bùn tuần hoàn
Lưu lượng bùn tuần hoàn Qth=1080m3/ngày
Chọn v=1.5m/s (vận tốc từ 1-2m/s)
Đường kính ống dẫn bùn:
Chọn ống HDPE có đường kính danh nghĩa 105mm, dày 4.3mm, áp suất 6bar
Kiểm tra lại vận tốc:
Tính toán ống dẫn nước vào
Chọn vận tốc nước thải trong ống là v=1m/s
Lưu lượng nước thải là Q=1800m3/ngày
Đường kính ống là
Chọn ống HDPE đường kính ống là 165mm
Kiểm tra lại vận tốc trong ống:
Tính toán ống dẫn nước ra
Chọn vận tốc nước thải trong ống là v=1m/s
Lưu lượng nước trong ống là Qt =Q+Qth= 1800+1080=2880m3/ngày
Đường kính ống là
Chọn ống HDPE đường kính ống là 206mm



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×