GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU CÔNG NGHIỆP RẠCH BẮP
Vị trí địa lý,địa hình khu công nghiệp Rạch Bắp
1.1.Vị trí địa lý: KCN Rạch Bắp thuộc huyện Bến Cát - Tỉnh Bình Dương cách trung tâm thị xã Thủ Dầu Một 18km, cách TP.HCM khoảng 30km, TP Biên Hòa khoảng 25km khu vực có vị trí giao thông về đường bộ ,đường sắt và đường không Nằm gần trục Quốc lộ 13.
KCN nằm ở cửa ngõ phía Bắc của Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, tiếp giáp với tỉnh Bình Phước và các tỉnh vùng cao nguyên, gần ranh giới phía Đông Bắc Campuchia Vị trí này mang lại lợi thế lớn trong việc cung cấp nguyên liệu cho các ngành công nghiệp chế biến nông - lâm sản, đặc biệt là cao su, cà phê, điều, gỗ và khoáng sản phục vụ sản xuất gốm sứ.
Diện tích xây dựng KCN là 305,6 ha ,giới hạn của khu đất như sau:
- Phía Bắc giáp rừng cao su của nông trường cao su Phan Văn Tiến.
- Phía Nam giáp với đường nhựa 7A đi thị trấn Mỹ phước,Huyện Bết Cát tỉnh Bình Dương và đất trồng cao su.
- Phía Đông giáp với đất rừng cao su và đất vườn của dân.
- Phía Tây giáp với tuyến đường nhựa tỉnh lộ ĐT 744 đoạn từ Thị Xã TDM đi thị trấn Dầu Tiếng.
1.1.2 Địa hình : Khu đất của KCN Rạch Bắp có độ cao tương đối cao, nhìn chung địa hình toàn khu có dạng đất phẳng, cao độ chênh lệch không đáng kể, dốc về phía tây hướng ra sông Bình Dương .Độ dốc cục bộ về phía sông Bình Dương tương đối lớn, đảm bảo cho việc tiêu thoát nước mưa,nước thải của KCN được dễ dàng Các tuyến cống thoát nước sẽ được tính toán thiết kế đảm bảo độ dốc tối thiểu đạt 0,5%, các
SVTH: LÊ THANH LÂM – 09B1080036 1 tuyến đường giao thông phải đạt độ dốc 5-6% tránh ngập úng cục bộ.
KCN Rạch Bắp được xây dựng để đáp ứng nhu cầu đầu tư và phát triển công nghiệp ngày càng tăng tại khu vực, phù hợp với định hướng phát triển của Huyện Bến Cát và quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của khu vực phía Bắc tỉnh Bình Dương.
1.1.4 Qui mô hoạt động của KCN : KCN Rạch Bắp triển khai xây dựng đầy đủ hệ thống hạ tầng và tiện ích công cộng trên khu đất 305,6 ha, bao gồm:
- Khu hành chính quản lý tập trung và cung cấp dịch vụ tiện ích cho toàn KCN
Đất có hạ tầng kỹ thuật đầy đủ hoặc đã được sang lắp mặt bằng sẵn sàng cho doanh nghiệp thuê để xây dựng nhà xưởng trong thời gian tối thiểu 50 năm, phù hợp với quy định pháp luật hiện hành.
- Hệ thống kho bãi để tồn trữ hành hóa,nguyên liệu và vật tư cho các nhà máy
- Hệ thống cấp nước, thoát nước,câp điện,xử lý nước thải, xử lý chất thải, hơi đốt, thông tin liên lạc phục vụ cho nội bộ KCN.
- Các loại hình giải trí,ăn uống sinh hoạt, thể dục thể thao, y tế, trạm kinh doanh nhiên liệu, hơi đốt
1.1.5 Các khu vực chức năng của khu công nghiệp : bao gồm các khu vực chức năng như sau:
Trung tâm điều hành và các công trình dịch vụ trong khu công nghiệp (KCN) được đặt tại vị trí trung tâm, đóng vai trò kết nối các khu chức năng trong KCN Điều này tạo ra mối quan hệ chặt chẽ giữa các hoạt động bên trong và bên ngoài KCN, góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững và hiệu quả của toàn khu.
- Các ngành công nghiệp ít gây ô nhiễm, lượng công nhân làm việc đông được bố trí gần tuyến giao thông chính ở phía nam KCN
- Các ngành công nghiệp có nước thải ô nhiễm được bố trí ở phía bắc KCN.
- Nhóm ngành công nghiệp gây ô nhiễm được bố trí vào khu đất cuối hướng gió và cuối dòng nước chảy.
Các ngành công nghiệp có nhu cầu vận tải lớn và vận chuyển hàng hóa cồng kềnh thường được đặt gần trục đường chính và cửa ra vào khu công nghiệp Ngược lại, những ngành công nghiệp có nhu cầu vận chuyển ít và hàng hóa nguyên liệu gọn nhẹ thường được bố trí ở vị trí xa trục đường chính.
Các khu cây xanh và vườn hoa trung tâm được bố trí đồng đều trong KCN, tại những vị trí có tầm nhìn thích hợp Điều này không chỉ tạo ra môi trường khí hậu và cảnh quan tốt cho toàn khu vực mà còn giúp giữ lại các cây xanh sinh thái Những khu vực này đóng vai trò quan trọng trong việc cải tạo môi trường sinh thái trong KCN và tạo ra ranh giới cách ly giữa KCN và các khu vực xung quanh.
Các công trình đầu mối, bao gồm trạm truyền tải điện, trạm bơm, trạm xử lý nước thải và điểm trung chuyển chất thải, được đặt tại góc phía Tây Bắc của KCN.
1.1.6 Các ngành công nghiệp đầu tư vào KCN : bao gồm các ngành công nghiệp như sau:
- Công nghiệp chế biến nông lâm sản,đặc biệt là sản phẩm từ cao su.
- Ngành công nghiệp may mặc.
- Ngành công nghiệp sản xuất gỗ mỹ nghệ xuất khẩu, trang thiết bị văn phòng.
- Ngành công nghiệp nhẹ như đồ chơi trẻ em, dệt, da giày(không có công đoạn thuộc da)
- Ngành công nghiệp điện máy, sản xuất máy móc và thiết bị phụ tùng.
- Ngành công nghiệp cơ khí chế tạo, sữa chữa máy móc và cơ khí xây dựng
- Các sản phẩm nhựa kim khí, dụng cụ gia đình.
1.1.7 Cơ sở hạ tầng KCN a / Hệ thống đường giao thông:
- Diện tích đất giao thông nội bộ: 38,169 ha
- Chiều dài đường giao thông nội bộ: Tổng chiều dài là 18,225km
- Gồm đường trục chính trong KCN rộng 40m, 30m, các đường nhánh KCN có chiều rộng từ 10-24 km.
- Mật độ đường nội bộ:6,54 km/km2 b/ Cấp nước:
Nguồn cung cấp nước cho KCN Rạch Bắp được lấy từ nhà máy nước Rạch Bắp, sử dụng nước thô từ sông Bình Dương để xử lý Với định mức nhu cầu sử dụng nước trung bình là 40m3/ha, nhu cầu nước sạch của KCN Rạch Bắp ước tính đạt 12.224 m3 cho diện tích 305,6 ha.
Nguồn cung cấp điện cho KCN Rạch Bắp được kết nối với mạng lưới điện cao áp Quốc gia 240KV, chạy từ thị trấn Mỹ Phước-Bến Cát đến xã An Tây và đường 7A Để tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu và thuận tiện cho việc quản lý, lưới điện trong KCN sẽ được thiết kế dưới dạng lưới điện nổi.
- Hướng thoát: Xã ra sông Bình Dương
- Hệ thống thoát:dùng hệ thống cống tách biệt hoàn toàn với nước thải.
- Mạng lưới:dùng mạng lưới cống phân tán theo từng địa hình khu vực nhỏ để giảm kích thước cống.
- Kết cấu: dùng cống hộp và cống tròn bê tông cốt thép.
SVTH: LÊ THANH LÂM – 09B1080036 3 e / Thoát nước thải:
Nước thải từ các nhà máy trong khu công nghiệp sẽ được xử lý cục bộ đạt tiêu chuẩn loại B-C theo QCVN 5945-2009 Sau đó, nước thải sẽ được thu gom qua các tuyến cống nội bộ bằng ống nhựa PVC kết hợp ống đúc sẵn đến trạm xử lý nước thải tập trung Tại đây, nước thải sẽ được xử lý đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN 5949-2009 trước khi được thải ra tuyến cống riêng và chảy vào sông, góp phần bảo vệ nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho khu vực Bình Dương.
Để đảm bảo hiệu quả hoạt động của trạm xử lý nước thải tập trung, nước thải từ các nhà máy trong khu công nghiệp cần được xử lý cục bộ, với các thông số và nồng độ không vượt quá quy định tại cột B-C, QCVN 5945-2009 Việc này là cần thiết để ngăn chặn hóa chất còn lại trong nước thải gây ăn mòn cống, phản ứng hóa học trong hệ thống thu gom, và ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải tập trung bằng phương pháp sinh học hiếu khí.
1.1.8 Hiện trạng thoát nước thải KCN :
Hiện nay, KCN đang tiến hành xây dựng cơ sở hạ tầng, do đó chưa có hệ thống thoát nước chung Nước mưa và nước thải từ các hộ dân chủ yếu được thoát tự nhiên theo độ dốc về phía Tây và Tây Bắc, chảy ra sông Bình Dương.
Khu Công Nghiệp Rạch Bắp nằm trong vùng chịu ảnh hưởng khí hậu chung của TP.Hồ Chí Minh. a / Nhiệt độ
Nhiệt độ trung bình năm là: 27.0 0 C
Nhiệt độ trung bình cao nhất: 28.9 0 C
Nhiệt độ trung bình thấp nhất: 25.7 0 C
Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 39.3 0 C
Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối: 12.0 0 C b/ Chế độ mưa:
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Phương pháp xử lý cơ học
Xử lý cơ học, hay còn gọi là xử lý bậc I, có mục đích chính là loại bỏ các tạp chất không tan như rác, cát nhựa, dầu mỡ và cặn lơ lửng trong nước thải Phương pháp này cũng giúp điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm, đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi tiếp tục xử lý.
Các công trình xử lý cơ học xử lý nước thải thông dụng:
Song chắn rác được lắp đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc tại các miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất lớn như nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nilông, vải vụn và các loại rác khác Việc này không chỉ bảo vệ các công trình bơm mà còn ngăn ngừa tình trạng ách tắc trong đường ống và mương dẫn.
Hình 2.1: Song chắn rác cơ giới
Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn được chia thành 2 loại:
- Song chắn thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 ÷100mm.
- Song chắn mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷25mm.
Lưới lọc được sử dụng để loại bỏ các chất lơ lửng có kích thước nhỏ, giúp thu hồi các thành phần quý không tan và loại bỏ rác nhỏ Kích thước mắt lưới dao động từ 0,5 đến 1,0mm.
Lưới lọc thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (hay còn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình dĩa.
Bể lắng cát được đặt sau song chắn và lưới chắn, cũng như trước bể điều hòa và bể lắng đợt I Nhiệm vụ chính của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô nặng như cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, kim loại, tro tán, thanh vụn, và vỏ trứng, nhằm bảo vệ các thiết bị cơ khí khỏi mài mòn và giảm lượng cặn nặng trong các công đoạn xử lý tiếp theo Bể lắng cát bao gồm ba loại khác nhau.
Hình 2.2: Bể lắng cát ngang
- Bể lắng cát thổi khí
- Bể lắng cát ly tâm
Các công trình xử lý nước thải công nghiệp thường được thiết kế để loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước Những tạp chất này không chỉ làm tắc nghẽn các lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong bể sinh học mà còn gây hại cho cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aerotank, làm khó khăn quá trình lên men cặn.
Bể điều hòa giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì dòng thải và nồng độ ổn định cho các công trình xử lý nước thải, giúp khắc phục sự cố vận hành do biến động về nồng độ và lưu lượng nước thải, từ đó nâng cao hiệu suất của quá trình xử lý sinh học Bể điều hòa có thể được phân loại thành nhiều loại khác nhau.
- Bể điều hòa lưu lượng
- Bể điều hòa nồng độ
- Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ.
Bể lắng được sử dụng để tách các chất không tan lơ lửng trong nước thải dựa trên nguyên tắc trọng lực, có thể được bố trí nối tiếp nhau Quá trình lắng hiệu quả có khả năng loại bỏ từ 90 đến 95% cặn trong nước thải, do đó, đây là một bước quan trọng trong xử lý nước thải, thường được thực hiện ở giai đoạn xử lý ban đầu hoặc sau khi xử lý sinh học Để nâng cao hiệu quả lắng, có thể thêm chất đông tụ sinh học vào quy trình.
Bể lắng được chia làm 3 loại:
- Bể lắng ngang (có hoặc không có vách nghiêng):
- Bể lắng đứng: mặt bằng là hình tròn hoặc hình vuông Trong bể lắng hình tròn nước chuyển động theo phương bán kính (radian).
Bể lắng li tâm có thiết kế hình tròn, nơi nước thải được dẫn vào từ tâm và chảy ra đến thành bể Sau đó, nước thải sẽ được thu vào máng tập trung để dẫn ra ngoài.
Công trình này có chức năng tách các phần tử lơ lửng và phân tán trong nước thải, sử dụng các vật liệu lọc như cát, thạch anh, và than gỗ Bể lọc hoạt động theo hai chế độ: lọc và rửa lọc, chủ yếu phục vụ cho các công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng nhằm thu hồi các thành phần quý hiếm Các loại bể lọc được phân loại dựa trên chức năng và công nghệ sử dụng.
- Bể lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt
Phương pháp xử lý hoá học
2.2.1 Đông tụ và keo tụ:
Phương pháp đông tụ-keo tụ là quá trình làm cho các hạt phân tán và nhũ tương trở nên thô hơn, dẫn đến việc phá hủy độ bền của các tập hợp và gây ra hiện tượng lắng đọng.
Sử dụng đụng tụ hiệu quả khi cỏc hạt keo phõn tỏn cú kớch thước 1-100àm Để tạo đông tụ, cần có thêm các chất đông tụ như:
- Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O Độ hòa tan của phèn nhôm trong nước ở 20 0 C là 362 g/l pH tối ưu từ 4.5-8.
- Phèn sắt FeSO4.7H2O.Độ hòa tan của phèn sắt trong nước ở 20 0 C là 265 g/l Quá trình đông tụ bằng phèn sắt xảy ra tốt nhất ở pH
- Các muối FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O, MgCl2.6H2O, MgSO4.7H2O, …
Khác với đông tụ, keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng thông qua các hợp chất cao phân tử như tinh bột, ester và cellulose Chất keo tụ có thể được sử dụng độc lập hoặc kết hợp với chất đông tụ để tăng tốc độ đông tụ và lắng cặn Chất đông tụ mở rộng phạm vi tối ưu của quá trình keo tụ, nâng cao tính bền và độ chặt của cặn, từ đó giảm lượng chất đông tụ cần thiết và tăng hiệu quả xử lý Hiện tượng đông tụ không chỉ xảy ra do tiếp xúc trực tiếp mà còn nhờ vào sự tương tác giữa các phân tử chất keo tụ hấp phụ trên hạt lơ lửng Khi hòa tan vào nước thải, chất keo tụ có thể tồn tại ở trạng thái ion hoặc không ion, tạo thành các chất keo tụ ion hoặc không ion.
Hình 2.5: Quá trình tạo bông cặn của các hạt keo
Nước thải từ một số ngành công nghiệp, đặc biệt là ngành hóa chất, có thể chứa các acid hoặc bazơ do quy trình công nghệ, gây ăn mòn vật liệu và ảnh hưởng xấu đến các quá trình sinh hóa trong các hệ thống xử lý sinh học Vì vậy, việc trung hòa nước thải là cần thiết để giảm thiểu tác hại và bảo vệ môi trường.
Các phương pháp trung hòa bao gồm:
- Trung hòa lẫn nhau giữa nước thải chứa acid và nước thải chứa kiềm.
- Trung hòa dịch thải có tính acid, dùng các loại chất kiềm như: NaOH, KOH, NaCO3, NH4OH, hoặc lọc qua các vật liệu trung hòa như CaCO3, dolomit,…
Đối với chất thải có tính kiềm, việc trung hòa có thể thực hiện bằng cách sử dụng acid hoặc khí acid Khi lựa chọn tác chất để thực hiện phản ứng trung hòa, cần xem xét các yếu tố liên quan.
- Loại acid hay bazơ có trong nước thải và nồng độ của chúng.
- Độ hòa tan của các muối được hình thành do kết quả phản ứng hóa học.
2.2.3 Oxy hoá khử: Đa số các chất vô cơ không thể xử lý bằng phương pháp sinh hóa được, trừ các trường hợp các kim loại nặng như: Cu, Zn, Pb, Co, Fe, Mn, Cr,…bị hấp phụ vào bùn hoạt tính Nhiều kim loại như : Hg, As,…là những chất độc, có khả năng gây hại đến sinh vật nên được xử lý bằng phương pháp oxy hóa khử Có thể dùng các tác nhân oxy hóa như Cl2, H2O2, O2 không khí, O3 hoặc pirozulite ( MnO2) Dưới tác dụng oxy hóa, các chất ô nhiễm độc hại sẽ chuyển hóa thành những chất ít độc hại hơn và được loại ra khỏi nước thải.
Sự điện phân bao gồm hai quá trình chính: oxy hóa tại anod và khử tại catod Phương pháp điện hóa rất hiệu quả cho các loại nước thải có lưu lượng nhỏ, chủ yếu ô nhiễm bởi các chất hữu cơ và vô cơ đậm đặc Những ưu điểm của phương pháp này là khả năng xử lý hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
- Không cần pha loãng sơ bộ nước thải.
- Không cần tăng thành phần muối của chúng.
- Có thể tận dụng lại các sản phẩm quý chứa trong nước thải.
- Diện tích xử lý nhỏ.
- Phải tẩy sạch bề mặt điện cực khỏi các tạp chất.
Phương pháp xử lý hóa lý
Trong dây chuyền công nghệ xử lý, công đoạn xử lý hóa lý thường được thực hiện sau xử lý cơ học Các phương pháp xử lý hóa lý bao gồm hấp phụ, trao đổi ion, trích ly, chưng cất, cô đặc và lọc ngược Những phương pháp này được áp dụng nhằm loại bỏ các tạp chất hiệu quả.
SVTH: LÊ THANH LÂM – 09B1080036 13 khỏi dịch thải các hạt lơ lửng phân tán, các chất hữu cơ và vô cơ hòa tan, có một số ưu điểm như:
Loại được các hợp chất hữu cơ không bị oxi hóa sinh học.
- Không cần theo dõi các hoạt động của vi sinh vật.
- Có thể thu hồi các chất khác nhau.
- Hiệu quả xử lý cao và ổn định hơn.
Quá trình dính bám phân tử của các hạt chất bẩn lên bề mặt phân chia giữa hai pha khí và nước xảy ra khi có năng lượng tự do tại bề mặt này Hiện tượng này liên quan đến sự thấm ướt bề mặt, xuất hiện xung quanh vùng tiếp xúc giữa khí và nước.
Tuyển nổi dạng bọt là phương pháp hiệu quả trong việc tách các chất không tan ra khỏi nước thải, đồng thời giảm nồng độ một số chất hòa tan.
Phân ly dạng bọt là phương pháp hiệu quả trong việc xử lý các chất hòa tan, đặc biệt là chất hoạt động bề mặt có trong nước thải Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là khả năng thu cặn với độ ẩm thấp và khả năng loại bỏ tạp chất Phương pháp tuyển nổi được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm tơ sợi nhân tạo, giấy cellulose và thực phẩm.
Hình 2.6: Bể tuyển nổi kết hợp với cô đặc bùn 2.3.2 Hấp phụ:
Hấp phụ là quá trình mà chất bẩn được thu hút lên bề mặt của chất hấp phụ, chủ yếu là các chất hấp phụ rắn Quá trình này có thể diễn ra trong cả điều kiện tĩnh và động.
Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch, cho phép chất bị hấp phụ có thể giải hấp và quay trở lại môi trường Các vật liệu hấp phụ thường được sử dụng bao gồm tro, mẫu vụn than cốc, than bùn, silicagen, keo nhôm, và đất sét hoạt tính Đặc biệt, những chất hấp phụ này có khả năng tái sinh, giúp tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường trong quá trình sử dụng.
Phương pháp tách chất bẩn hữu cơ hòa tan trong nước bằng cách sử dụng dung môi có khả năng hòa tan tốt hơn Bằng cách trộn lẫn chất hữu cơ với dung môi, quá trình tách chiết diễn ra hiệu quả, giúp loại bỏ các tạp chất không mong muốn trong nước.
Ionit là các chất cấu thành pha rắn, nơi diễn ra quá trình trao đổi ion Chúng có thể được sản xuất từ nguồn gốc nhân tạo hoặc tự nhiên, thuộc nhóm hữu cơ hoặc vô cơ, và có khả năng tái sinh để sử dụng liên tục Ionit thường được áp dụng để loại bỏ các ion kim loại trong nước thải.
Phương pháp xử lý sinh học
Phương pháp sinh học trong xử lý nước thải dựa vào khả năng của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ Vi sinh vật chuyển hóa các chất hữu cơ hòa tan thành sản phẩm cuối như CO2, H2O, và NH4, đồng thời sử dụng hợp chất hữu cơ và khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và năng lượng Thông thường, công trình xử lý sinh học được áp dụng sau khi nước thải đã trải qua các bước xử lý sơ bộ bằng cơ học, hóa học và hóa lý.
2.4.1 Công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên:
2.4.1.1 Ao hồ sinh học: ( ao hồ ổn định nước thải) Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất và đã được áp dụng từ xưa Phương pháp này cũng không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chí phí hoạt động rẻ tiền, quản lý đơn giản và hiệu quả cũng khá cao.Quy trình được tóm tắt như sau:
Nước thải loại bỏ rác, cát sỏi, Các ao hồ ổn định Nước đã xử lý
Ao nông với độ sâu từ 0,3-0,5m có vai trò quan trọng trong quá trình oxi hoá các chất bẩn hữu cơ, chủ yếu nhờ vào sự hoạt động của vi sinh vật Có hai loại ao làm thoáng: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo.
Ao kị khí là ao sâu với độ sâu từ 2-6m, nơi có ít hoặc không có oxy Các vi sinh vật kị khí hoạt động mà không cần oxy từ không khí, mà thay vào đó sử dụng oxy từ các hợp chất như nitrat và sulfat để oxi hoá các chất hữu cơ, rượu, và sản sinh ra khí như CH4, H2S, CO2 và nước.
Quá trình này bao gồm hai hoạt động chính: phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hòa tan trong nước và phân hủy kị khí, chủ yếu là methane (CH4), của cặn lắng ở đáy.
Ao hồ tùy nghi được phân chia thành ba vùng chính: vùng trên cùng là vùng hiếu khí, nơi có sự hiện diện của oxy; vùng giữa là vùng kị khí tùy tiện, nơi oxy không ổn định; và vùng đáy sâu là vùng kị khí, nơi không có oxy.
- Hồ ổn định bậc III
Nước thải sau khi xử lý bậc II có thể chưa đạt tiêu chuẩn xả thải vào nguồn nước, do đó cần phải qua xử lý bổ sung bậc III Một trong những giải pháp hiệu quả cho xử lý bậc III là sử dụng ao hồ ổn định sinh học kết hợp với việc thả bèo nuôi cá.
2.4.1.2 Phương pháp xử lý qua đất:
Quá trình xử lý nước thải qua đất giữ lại các chất rắn lơ lửng và keo ở lớp bề mặt, tạo thành một màng vi sinh vật bao phủ các hạt đất Màng vi sinh vật này hấp phụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải, trong khi các vi sinh vật sử dụng ôxy từ không khí để chuyển hóa các chất hữu cơ thành hợp chất khoáng.
Hình 2.8 : Xử lý nước thải bằng đất
2.4.2 Công trình xử lý sinh học hiếu khí :
Xử lý sinh học trong điều kiện hiếu khí có thể kể đến hai quá trình cơ bản :
- Quá trình xử lý sinh trưởng lơ lửng.
- Quá trình xử lý sinh trưởng bám dính.
Các công trình xử lý sinh học hiếu khí bao gồm: bể Aerotank với bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc (vi sinh vật dính bám), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học và bể sinh học tiếp xúc quay.
2.4.2.1 Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank:
Quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính dựa vào vi sinh vật hiếu khí diễn ra trong bể Aerotank, nơi các chất lơ lửng là hạt nhân cho vi khuẩn cư trú và phát triển thành bùn hoạt tính Bùn hoạt tính, với màu nâu sẫm, chứa các chất hữu cơ từ nước thải và là môi trường sống cho nhiều vi sinh vật Những vi sinh vật này đồng hoá các chất hữu cơ thành dinh dưỡng, đồng thời sinh sản và giải phóng năng lượng, dẫn đến sự gia tăng sinh khối Kết quả là các chất hữu cơ trong nước thải được chuyển hoá thành các chất vô cơ như H2O và CO2, không gây hại cho môi trường.
Quá trình sinh học có thể diễn tả tóm tắt như sau :
Chất hữu cơ + vi sinh vật + ôxy NH3 + H2O + năng lượng + tế bào mới hay có thể viết :
Chất thải + bùn hoạt tính + không khí Sản phẩm cuối + bùn hoạt tính dư
Một số loại bể aerotank thường dùng trong xử lý nước thải:
Tuần hoàn bùn hoạt tính laộng Beồ đợt 2
Beồ Aerotank nguồn tiếp nhận Xả ra
Xả bùn hoạt tính thừa laộng Beồ đợt 1
Hình 2.9: sơ đồ công nghệ đối với bể Aerotank truyền thống
- Bể Aerotank tải trọng cao :
Bể aerotank tải trọng cao hoạt động giống như bể có dòng chảy nút, có khả năng chịu tải trọng chất bẩn lớn và mang lại hiệu suất làm sạch cao Hệ thống này tiêu thụ ít năng lượng và sản sinh lượng bùn thấp.
Nước thải đi vào có độ nhiễm bẩn cao, thường là BOD>500mg/l tải trọng bùn hoạt tính là 400 – 1000mg BOD/g bùn (không tro) trong một ngày đêm.
Bể Aerotank có hệ thống cấp khí giảm dần theo chiều dòng chảy (bể có dòng chảy nút ):
Nồng độ chất hữu cơ trong bể Aerotank giảm dần từ đầu đến cuối, dẫn đến nhu cầu ôxy cũng giảm theo Điều này giúp giảm lượng không khí cung cấp, từ đó giảm công suất của máy thổi khí Hơn nữa, việc kiểm soát lượng ôxy cung cấp còn ngăn ngừa hiện tượng làm thoáng quá mức, hỗ trợ sự sinh trưởng của vi khuẩn khử các hợp chất chứa Nitơ.
Có thể áp dụng ở tải trọng cao (F/M cao), chất lượng nước ra tốt hơn.
Bể Aerotank có ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định (Contact Stabilitation)
Bể có 2 ngăn : ngăn tiếp xúc và ngăn tái sinh
Ngăn tái sinh bùn hoạt tính Ngaên tieáp xuùc laộng Beồ đợt 1
Xả bùn tươi nguồn tiếp nhận laộng Beồ đợt 2
Xả bùn hoạt tính thừa
Bể Aerotank có ngăn tiếp xúc là một giải pháp hiệu quả cho xử lý nước thải, với dung tích nhỏ và khả năng chịu đựng sự dao động về lưu lượng cũng như chất lượng nước thải Đặc biệt, loại bể này rất phù hợp cho việc xử lý nước thải có hàm lượng keo cao.
Bể thông khí kéo dài:
Khi nước thải có tỉ số F/M ( tỉ lệ giữa BOD5 và bùn hoạt tính-mgBOD5/mg bùn hoạt tính) thấp, tải trọng thấp, thời gian thông khí thường là 20-30h
Tuần hoàn bùn hoạt tính
Bể Aerotank làm thoáng kéo dài
20 -30 giờ lưu nửục trong beồ
Lưới chắn rác laộng Beồ đợt 2
Xả ra nguồn tiếp nhận Định kỳ xả bùn hoạt tính thừa
Hình 2.11: Sơ đồ làm việc của bể Aerotank làm thoáng kéo dài
Bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh :
Xả bùn tươi laộng Beồ đợt 1
Xả bùn hoạt tính thừa Tuần hoàn bùn laộng Beồ đợt 2 nguồn tiếp nhận
Xả ra Máy khuấy bề mặt
Bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh có ưu điểm nổi bật là khả năng pha loãng ngay lập tức nồng độ các chất ô nhiễm trong toàn bộ thể tích bể, giúp ngăn chặn hiện tượng quá tải cục bộ ở bất kỳ khu vực nào Bên cạnh đó, hệ thống này rất phù hợp cho việc xử lý nước thải có chỉ số thể tích bùn cao và cặn khó lắng.
Dựa trên nguyên lý làm việc của aerotank khuấy đảo hoàn chỉnh người ta thay không khí nén bằng cách sục khí oxy tinh khiết
- Hiệu suất cao nên tăng được tải trọng BOD
- Giảm thời gian sục khí
- Giảm bùn đáng kể trong quá trình xử lý
Mương ôxy hóa là một cải tiến của bể Aerotank, thiết kế hình chữ O, hoạt động theo chế độ làm thoáng kéo dài Trong mương, dung dịch bùn hoạt tính lơ lửng trong nước thải được tuần hoàn liên tục, giúp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải.
Thành phần, tính chất nước thải
Nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp sau khi được xử lý đạt tiêu chuẩn quy định có thể xả vào nguồn tiếp nhận tại khu Công Nghiệp Rạch Bắp, với các thông số tính toán được xác định rõ ràng.
Lưu lượng nước thải Q = 6000m 3 /ngày.đêm (tính cho giai đoạn 1), tuy nhiên trong đợt đầu sẽ xây dựng trạm xử lý nước thải theo modun 3000m 3 /ngđ.
Yêu cầu chất lượng nước trước và sau khi xử lý ở trạm xử lý tập trung được giới thiệu ở phụ lục 1
Nước thải tập trung đầu vào tiêu chuẩn loại C, với một số chỉ tiêu vượt quá quy chuẩn này, nhằm thu hút đầu tư từ các doanh nghiệp Một số chỉ tiêu cơ bản cần lưu ý bao gồm: [liệt kê các chỉ tiêu cụ thể nếu có].
Khu xử lý nước thải của KCN Rạch Bắp có tổng diện tích 2,2 ha, trong đó 1,1 ha được đầu tư cho giai đoạn đầu với công suất 3.000 m³/ngày đêm.
Một số công nghệ xử lý nước thải tại các khu công nghiệp
3.2.1 Công nghệ (hoá lý) xử lý nước thải khu chế xuất Tân Thuận :Hệ thống thu gom nước thải KCX
Nguồn tiếp nhận là sông Thị Vải với qui chuẩn xả loại B-QCVN 5945:2009.
Công nghệ xử lý nước thải bao gồm hai quá trình chính: hóa lý và vi sinh, có thể hoạt động độc lập hoặc kết hợp Khi nước thải chưa đạt công suất thiết kế, sẽ được xử lý bằng hóa lý; ngược lại, nếu đạt yêu cầu, sẽ chuyển sang hệ thống vi sinh Sau khi loại bỏ rác và cát qua quá trình cơ học, nước thải sẽ được xử lý bằng phương pháp hóa lý, sử dụng chất keo tụ PAC Nhà máy có công suất thiết kế 10.000 m3/ngày.
Bể lắng cát Tbị lọc rác tinh
Nguồn tiếp nhận Khử trùng
Bể điều hoà Máy thổi khí
Nước thải có thể được xử lý hiệu quả bằng phương pháp sinh học, nhưng hiện tại chỉ sử dụng phương pháp hóa lý, dẫn đến lãng phí tài nguyên Chất hữu cơ trong nước thải tạo ra mùi hôi trong điều kiện yếm khí trong quá trình lắng Hai hệ thống hoạt động độc lập, nghĩa là một hệ thống sẽ ngừng hoạt động khi hệ thống kia đang hoạt động, không tận dụng hết công suất của hệ thống.
3.2.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải của khu công nghiệp Tân Tạo
Nước sau khi xử lý sẽ được thải trực tiếp ra rạch Nước Lên với qui chuẩn tiếp nhận của nguồn loại B theo QCVN 5945 :2009
Công trình xử lý sinh học chủ đạo là aerotank Với chất lượng nước đầu vào loại C- QCVN 5945-2009 và yêu cầu xử lý thì aerotank là rất phù hợp.
Công nghệ xử lý chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng đơn giản, giúp giảm thiểu độ phức tạp Hệ thống công trình gọn nhẹ nhờ thiết kế các bể xây dựng chung vách.
Do chưa đạt công suất thiết kế nên các công trình đơn vị chưa hoạt động tốt
Bể tách bùn không bảo đảm phân riêng hoàn toàn nước và bùn.
Không đề phòng được sự cố kim loại nặng, dễ gây chết bùn.
Không có công trình khử trùng trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
Bùn thải Máy ép bùn Bể trung hoà
3.2.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải khu công nghiệp Việt Nam-Singapore
Công nghệ xử lý nước thải chủ đạo hiện nay là sử dụng vi sinh vật, kết hợp giữa quá trình sinh trưởng bám dính và sinh trưởng lơ lửng Vi khuẩn trong màng vi sinh dính bám cho hiệu quả hoạt động cao hơn so với vi khuẩn trong môi trường thể tích Quá trình này có khả năng loại bỏ tới 96% BOD, mang lại hiệu quả xử lý nước thải tốt Tuy nhiên, tháp sinh học có thể phát sinh mùi do quá trình yếm khí và có thể gặp phải tình trạng quá nhiều công trình đơn vị Công nghệ này thường được áp dụng cho trường hợp lưu lượng nước thải không lớn.
Tháp lọc SH Bể điều hoà
Beồ aerotank Beồ trung gian
Nước thải Đạt chưa đạt chưa đạt
3.2.4 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải khu công nghiệp Biên Hoà II
Nước thải từ khu công nghiệp đổ ra suối Bà Lúa đạt qui chuẩn QCVN 5945-2009,loại
Công nghệ xử lý nước thải hiện đại kết hợp giữa phương pháp hóa lý và sinh học, với hệ thống unitank là công trình chính Trong quá trình này, vi sinh vật phát triển trong môi trường lơ lửng dưới điều kiện hiếu khí, giúp tối ưu hóa hiệu quả xử lý nước.
Polymer thải không phù hợp cho sự phát triển của vi sinh vật cần được xử lý bằng phương pháp hoá lý (keo tụ) cho đến khi đạt các điều kiện cần thiết, sau đó sẽ được chuyển vào unitank để xử lý bằng vi sinh.
Unitank là một hệ thống bể kết hợp giữa bể sục khí và bể lắng II, hoạt động liên tục và hiệu quả Công nghệ này hoạt động theo chu trình tuần hoàn, bao gồm hai pha chính và hai pha trung gian nối tiếp nhau Đặc biệt, UNITANK có khả năng mở rộng công suất dễ dàng thông qua việc ghép thêm các module.
Hồ sinh học giúp ổn định và khử trùng nước thải trước khi thải ra môi trường, loại bỏ nhu cầu sử dụng hóa chất trong quá trình xử lý.
Công nghệ tích hợp xử lý hóa lý và sinh học là giải pháp tối ưu cho việc xử lý nước thải, phù hợp với tính chất của nước thải đầu vào, yêu cầu mức độ xử lý và điều kiện mặt bằng cụ thể.
Hệ thống hiện đại, được tự động hoá bằng PLC
Quá trình khử chất dinh dưỡng Nitơ và Photpho sinh hóa có thể được điều chỉnh hiệu quả bằng cách thay đổi chế độ cung cấp oxy trong bể, từ đó kiểm soát được các trạng thái hiếu khí, thiếu khí và kị khí.
Hiệu quả xử lý cao
Không cần bể lắng II và không phải hoàn lưu bùn
Máy li tâm bùn tốn nhiều năng lượng. Đòi hỏi nắm rõ kỹ thuật vận hành đối với người vận hành
3.2.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải khu chế xuất Linh Trung I
Nguồn tiếp nhận là Suối Cái với qui chuẩn xả thải loại A(QCVN 5945-2009.)
Mô tả: Quá trình sinh học được thực hiện chủ yếu ở bể SBR SBR (Sequencing Batch
Reactor là bể aerotank hoạt động theo từng mẽ, kết hợp giữa bể sục khí và bể lắng, nơi các chất hữu cơ gần như đã được phân huỷ hoàn toàn Sau đó, chất rắn lơ lửng (SS) còn lại sẽ được lọc qua bồn lọc tinh, trong khi các chất hữu cơ sót lại sẽ được hấp phụ bằng bồn than hoạt tính.
Hiệu quả xử lý của SBR đạt khoảng 98%, với quá trình lắng diễn ra tối ưu do không có dòng vào và hoạt động của thiết bị cơ khí Nhờ đó, nước đầu ra thường đạt tiêu chuẩn loại A mà không cần qua các công trình lọc và hấp phụ.
Nước thải Song chắn rác
Máy ép bùn Polymer Máy thổi khí
Máy thổi khí Bể SBR 2
Công nghệ phù hợp với đặc điểm nước thải là có thể xử lý bằng vi sinh, điều kiện mặt bằng hạn chế
Công nghệ SBR kết hợp bể sục khí và bể lắng trong một hệ thống duy nhất, giúp loại bỏ nhu cầu về hoàn lưu bùn và bể lắng II Hệ thống này cho phép điều khiển và kiểm soát môi trường trong bể phản ứng một cách hiệu quả.
Có thể chủ động kiểm soát môi trường hiếu khí, thiếu khí, sục khí giữa các pha để tạo môi trường theo mục đích.
Hệ thống được điều khiển tự động bằng PLC, hiện đại, phù hợp với tầm vóc của một khu công nghiệp
Bồn lọc tinh và than hoạt tính cho phép loại bỏ gần hết COD và SS còn lại sau quá trình bùn hoạt tính.
Tuy nhiên, SBR hoạt động từng mẽ nên đòi hỏi bể điều hoà lớn và chi phí vận hành cho bồn than hoạt tính khá lớn.
Phân tích, lựa chọn công nghệ xử lý
Việc đề xuất công nghệ xử lý phụ thuộc vào các yếu tố:
- Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải
- Qui chuẩn thải ra nguồn
- Diện tích xây dựng cho phép và khả năng đầu tư
- Điều kiện tự nhiên, xã hội tại khu vực đặt công trình xử lý
- Tính khả thi của công trình khi xây dựng cũng như khi hoạt động.
3.3.1 Yêu cầu mức độ xử lý:
Nước mưa và nước thải quy ước sạch được thu gom riêng và thải trực tiếp ra nguồn tiếp nhận.
Nước thải từ các nhà máy, sau khi được xử lý đạt tiêu chuẩn theo quy định của Khu chế xuất và Công nghiệp, sẽ được xả vào hệ thống cống chung.
Trạm xử lý nước thải tập trung sẽ tiếp tục xử lý nước thải đạt qui chuẩn QCVN 6980-
2009 (cột Q >200m 3 /s và F3) và QCVN 5945-2009-cột A trước khi thải ra sông.
Bảng 2.2 Tính chất nước vào trạm xử lý và yêu cầu của nguồn tiếp nhận
Mùi Không khó chịu pH 6-9 6-9
Dầu mỡ mg/l 10.0 20.0 động thực vật
Nước thải đầu vào của hệ thống xử lý nước thải tập trung chứa nồng độ ô nhiễm như dầu mỡ, kim loại, phosphor và pH cần đạt tiêu chuẩn QCVN 6980-2009.
Q >200m 3 /s v F3) v QCVN 5945-2009-A Nước thải đầu vào trạm xử lý
Trạm xử lý nước thải tập trung được thiết kế để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ, chất rắn lơ lửng, coliform và nitơ, đảm bảo đạt tiêu chuẩn QCVN 6980-2009 (cột Q > 200m³/s và F3) cùng với QCVN 5945-2009 (cột A).
2.7.2 Phân tích để lựa chọn công nghệ
Nước thải có tỷ số BOD5/COD là 0.67, cho thấy tính khả thi để xử lý bằng phương pháp sinh học Ngoài ra, do nhu cầu khử N, hệ thống xử lý sinh học cần phải có khả năng khử nitơ Nồng độ chất ô nhiễm hữu cơ ở mức vừa phải, phù hợp với phương pháp vi sinh hiếu khí Tuy nhiên, với điều kiện mặt bằng hạn chế, việc áp dụng phương pháp vi sinh trong điều kiện tự nhiên không khả thi.
Nước thải thường chứa nồng độ chất lơ lửng cao, đòi hỏi phải áp dụng các biện pháp cơ học để loại bỏ SS Tuy nhiên, khi nồng độ chất lơ lửng quá cao, việc xử lý bằng phương pháp sinh học sẽ gặp khó khăn, do đó cần sử dụng phương pháp keo tụ để đảm bảo hiệu quả xử lý.
Nước thải từ các ngành công nghiệp điện, điện tử, thiết bị thông tin, cơ khí, chế tạo máy, và sản xuất mỹ phẩm thường chứa hàm lượng lớn kim loại nặng Do đó, cần thiết phải áp dụng hệ thống xử lý bằng phương pháp hoá lý để loại bỏ các chất này, nhằm bảo vệ các công trình sinh học phía sau và đảm bảo đạt tiêu chuẩn đầu ra.
Công trình xử lý hoá lý (keo tụ) có khả năng loại bỏ nhiều chất độc hại, bao gồm muối từ ngành thuộc da, hóa chất và chất tẩy rửa từ các ngành công nghiệp giày da, giấy, cơ khí, điện, cũng như phẩm nhuộm và chất hoạt động bề mặt từ ngành dệt may.
Mặc dù nước thải đưa vào hệ thống xử lý tập trung cần tuân thủ quy chuẩn của KCN Rạch Bắp, nhưng để phòng ngừa các trường hợp bất thường, việc xây dựng công trình xử lý hóa lý bằng phương pháp keo tụ là rất cần thiết.
Ngành cơ khí, chế tạo máy móc và lắp ráp phương tiện vận chuyển, cùng với công nghiệp sản xuất mỹ phẩm, hương liệu và chế biến thực phẩm, thường thải ra nhiều dầu mỡ Do đó, việc áp dụng các biện pháp vớt dầu là cần thiết để bảo vệ môi trường và đảm bảo an toàn trong sản xuất.
Bùn được hình thành từ cặn tươi hoặc hỗn hợp phèn và cặn tươi trong quá trình loại bỏ chất rắn lơ lửng (SS) và bùn hoạt tính, do đó cần thiết phải có công trình để ổn định bùn.
Do hạn chế về mặt bằng cũng như yêu cầu vệ sinh trong khu nên biện pháp tách nước bùn bằng sân phơi bùn là không phù hợp.
Lưu lượng nước thải phụ thuộc vào mức độ lắp đầy các nhà máy, do đó, cần thiết kế công trình để mở rộng công suất bằng cách chia thành các đơn nguyên Việc chia đơn nguyên giúp tập trung các công trình có cùng chức năng, thay vì xây dựng các hệ thống riêng biệt theo từng giai đoạn.
KCN Rạch Bắp có vị trí thuận lợi cho việc xả thải, giúp giảm chi phí xây dựng hệ thống xả thải ra sông Bình Dương Tuy nhiên, nước thải đầu ra của trạm xử lý phải đạt tiêu chuẩn loại A, yêu cầu xử lý cao, dẫn đến chi phí cho mỗi mét khối nước thải tăng lên.
KCN Rạch Bắp, với vai trò là khu sản xuất hiện đại hàng đầu Việt Nam, yêu cầu việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải cơ giới hóa là rất cần thiết để đảm bảo môi trường và phát triển bền vững.
Với những điều kiện và yêu cầu trên, người thực hiện đề ra phương án cho việc thiết kế trạm xử lý KCN Rạch Bắp
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP
Hầm bơm tiếp nhận
Nhận nước thải của cả khu công nghiệp đổ về
Thể tích hữu ích của hầm bơm tiếp nhận:
Với : t là thời gian lưu nước trong hầm bơm, t = 1030phút
Kích thước hầm bơm tiếp nhận
Chọn chiều sâu hữu ích h = 3,5 m
Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m
Vậy thể tích hầm bơm tiếp nhận là: V = 4 x 4,6 x 4= 73,6 m 3
Chọn 3 bơm nhúng chìm, trong đó có 2 bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng.
Công suất của mỗi bơm: 1000 86 1000 1000 0 , 75 9 , 81 3600 12 3 , 75
Song chắn rác
Song chắn rác đóng vai trò quan trọng trong việc tách biệt các loại rác và tạp chất thô có kích thước lớn trong nước thải, trước khi nước thải được chuyển đến các công trình xử lý tiếp theo Việc sử dụng song chắn rác không chỉ giúp ngăn ngừa tình trạng tắc nghẽn đường ống và mương dẫn, mà còn bảo vệ các thiết bị bơm khỏi hư hỏng.
Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 o so với mặt đất.
Số khe hở của song chắn rác: o max max x k b.h.V n Q
Q max : Lưu lượng lớn nhất của dòng thải (m 3 /s).
b : Bề rộng khe hở giữa các song chắn rác Chọn b = 16 mm
k o : Hệ số tính đến độ thu hẹp của dòng chảy khi sử dụng công cụ cào rác, k o
h : Chiều sâu mực nước qua song chắn (m)
V max : Tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn rác ứng với lưu lượng lớn nhất
Bảng 4.1 trong tài liệu của Lâm Minh Triết cung cấp thông tin về bảng tra thuỷ lực mương dẫn, được trình bày ở trang 478 Nội dung này liên quan đến việc xử lý nước thải trong đô thị và công nghiệp, giúp người đọc hiểu rõ hơn về các phương pháp và tiêu chuẩn trong lĩnh vực này.
Thông số thuỷ lực Lưu lượng tính toán, Q max s Pl/s
Chiều ngang Bm(mm) Độ dốc i
Chiều rộng song chắn rác:
S : bề dày của thanh chắn; S = 8mm
Tổn thất áp lực qua song chắn rác: k 2g x
k : Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do rác đọng lại ở song chắn.
: Hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác phụ thuộc vào tiết diện thanh song chắn được tính bởi: ξ β sinα b
: Hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh Đối với thanh tiết diện hình chữ nhật, = 2,42
: Góc nghiêng song chắn rác, = 60 o
Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác là:
h max : Độ đầy ứng với chế độ Q max H,8l/s, h max = 0,2 m
h s : Tổn thất áp lực ở song chắn , h s = 0,046m
0,5 – Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất
- Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn: tg m tg
- Chiều dài ngăn thu hẹp sau song chắn rác :
- Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác:
L = L1 + L2 + LS = 0,33 + 0,165 +1 = 1,5 (m) Trong đó: LS là chiều dài phần mương đặt song chắn rác
Bảng 4 2 Các thông s thi t k song ch n rácố thiết kế song chắn rác ết kế song chắn rác ết kế song chắn rác ắn rác
Thông số thiết kế Đơn vị Kích thước
Số thanh của song chắn
Khe hở giữa hai thanh
Góc nghiêng đặt song chắn so với phương thẳng đứng m m thanh m m độ
0,64 0,746 28 0,016 0,008 60 Hàm lượng chất lơ lững sau khi qua song chắn giảm 4%, còn lại:
Lưới chắn tinh
Chọn lưới cố định ( dạng lõm) có kích thước mắt lưới d = 0,5mm
Hiệu quả xử lý cặn lơ lửng E = 15%
Ta chọn 2 lưới cố định có kích thước như sau:
Tải trọng làm việc thực tế :
Hàm lượng cặn lơ lửng sau khi qua song chắn rác
Hiệu quả xử lý BOD5 là 10%, hàm lượng BOD5 còn lại
Hiệu quả xử lý COD là 10%, hàm lượng COD còn lại là:
Bể điều hòa
4.4.1 Nhiệm vụ Điều hoà lưu lượng và nồng độ chất hữu cơ, tránh cặn lắng và làm thoáng sơ bộ qua đó oxy hoá một phần các chất bẩn hữu cơ.
Thời gian lưu nước của bể điều hòa chọn là t = 6h
Thể tích hữu ích của bể điều hòa được tính như sau:
Chọn chiều cao hữu ích của bể điều hoà h = 5m
Chiều cao bảo vệ của bể điều hoà là hbv = 0,5 m
Chiều cao xây dựng của bể điều hòa là:
Chia làm 2 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên có kích thước như sau:
L x B x H = 13 x 8 x 5,5 Thể tích xây dựng bể điều hòa: 2 x B x L x H = 2 x 8 x 13 x 5,5
Kiểm tra thời gian lưu nước: t = V Q 1040 172 6 , 05 h
Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hoà:
Giả sử khuấy trộn bể điều hoà bằng hệ thống thổi khí Lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn:
SVTH: LÊ THANH LÂM – 09B1080036 46 s m phut m phut m m
R : Tốc độ khí nén Chọn R L/m 3 phut= 0,012 m 3 /phút
Lưu lượng khí nén cung cấp cho mỗi đơn nguyên là: s m phut m / 0,104 / 24
Chọn hệ thống phân phối khí ở bể điều hoà dạng đĩa
Model: CDF-250N Đường kính đĩa: 250mm
Hiệu suất chuyển hoá oxy: 20 – 40%
Kích thước bọt khí: 1-3 mm
Mật độ khí (%): 3-15 Đường kính van kiểm tra (mm): EPDM,77
Số đĩa cần phân phối trong bể :
L r n q k Cái a Tính áp lực cần thiết cho hệ thống ống dẫn khí Áp lực cần thiết của máy thổi khí tính theo mét cột nước :
h : Tổng tổn thất do ma sát (h=h c + h d ) bao gồm tổn thất do chiều dài và tổn thất do cục bộ Thông thường không vượt quá 0,4 m
h 1 : Tổn thất qua vòi phun, h 1 không vượt quá 0,5m
H : Độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối khí, H=4,5 m
H m : Áp lực cần thiết của máy nén khí tính theo mét cột nước.
Hm= 4,5+ 0,5 + 0,4=5,4 m Áp lực cần thiết của máy thổi khí tính theo atmophe :
P H atm b Tính toán và chọn máy thổi khí
Công suất máy thổi khí tính theo quá trình đoạn nhiệt :
P W : Công suất của máy thổi khí
W : Khối lượng của không khí mà hệ thống cung cấp trong 1 giây (kg/s)
k :tỉ trọng không khí, k = 1,2kg/m 3
q k : lưu lượng dòng khí, q k ,48 m 3 /phút
T : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T +273)3 0 K
P 1 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P 1 =1 atm
P 2 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P 2 =P m +1=0,53+1=1,53 atm
e : Hiệu suất của máy, e=0,7÷0,8, chọn e=0,8
Vậy công suất của máy thổi khí là :
Số lượng: 3 cái (2 hoạt động, 1 dự phòng)
Số vòng quay motor: 2900 RPM c Tính toán đường ống dẫn khí của bể điều hoà Đường kính ống phân phối chính :
Chọn ống sắt tráng kẽm 2 mặt 75mm
Kiểm tra vận tốc khí: s d m n v khi q k 11,78 /
q k : Lưu lượng khí cần cung cấp, q k =6,44m 3 /phut = 0,11 m 3 /s
v khí : Vận tốc khí trong ống dẫn khí chính v khi = 10 – 15 (m/s).
Từ ống dẫn khí chính ta phân ra làm 7 ống nhánh
Chọn vận tốc khí trong ống nhánh vkhi = 15m/s Đường kính ống phân phối nhánh : v m n n
Chọn ống sắt tráng kẽm 2 mặt 30mm d Tính toán đường ống dẫn nước vào bể điều hoà:
Nước được bơm từ bể thu gom sang bể điều hoà : s m m s m v
D : Đường kính ống dẫn nước thải.
v : Vận tốc nước chảy trong ống,m/s Chọn v = 0,8 m/s e Tính toán đường ống dẫn nước từ bể điều hoà sang bể khuấy :
Nước được bơm từ bể điều hoà sang bể khuấy s m m s m v
Lưu lượng nước qua bơm : 125 m 3 /h
Số bơm 4 bơm (2 bơm hoạt động, 2 bơm dự phòng)
Hàm lượng BOD5 qua bể điều hoà giảm 10%
Bảng4.3: Tổng hợp tín h toán bể điều hoà
Thời gian lưu nước của bể điều hoà, t(h) 6
Kích thước bể điều hoà
Số đĩa khuyếch tán khí là 150, với đường kính ống dẫn khí chính là 75 mm, đường kính ống nhánh dẫn khí là 30 mm, và đường kính ống dẫn nước vào và ra khỏi bể là 160 mm.
Máy nén khí Số lượng(cái) 3
Bể trộn ( chất keo tụ)
Lượng hóa chất cho vào nước rất nhỏ nhưng phản ứng nhanh chóng khi tiếp xúc Việc khuấy trộn giúp phân phối và trộn đều hóa chất, từ đó đạt hiệu quả xử lý cao nhất.
4.5.2 Tính toán a Thiết bị khuấy trộn trong bể pha trộn phèn FeCl 3
Kích thước bể trộn : L B H 0 , 8 m 0 , 8 m 1 , 8 m , trong đó chiều cao bảo vệ là 0,2 m
Chọn cánh khuấy chân vịt 3 cánh
Nước và hóa chất được đưa vào đáy bể, sau khi hòa trộn sẽ được thu lại ở mặt bể và chuyển sang bể phản ứng Đường kính mỏy khuấy được chọn là D = 0,3m, phù hợp với chiều rộng của bể.
Năng lượng cần truyền vào nước:
P : Năng lượng cần truyền vào nước,W
V : Thể tích bể châm phèn, V=1,024m 3
G : Cường độ khuấy trộn G 0 ÷ 1000 s -1 Chọn GR0 s -1
: Độ nhớt động học của nước, =0,9.10 -3 N.s/m 2 ứng với t = 25 0 C
Tốc độ cánh khuấy: 212vòng/phút. Đường kính máy khuấy: 300mm.
Máy khuấy đặt cách đáy một khoảng h = 0,4 m
Bảng 4 4.: T ng h p tính toán b khu y tr nổng hợp tính toán bể khuấy trộn ợp tính toán bể khuấy trộn ể khuấy trộn ấy trộn ộn
Máy khuấy Số lượng(cái) 1
Bể phản ứng ( tạo bông)
Tạo điều kiện thuận lợi cho các hạt keo tụ phân tán trong nước sau khi pha trộn với phèn, giúp chúng kết dính và hình thành những bông cặn lớn.
SVTH: LÊ THANH LÂM – 09B1080036 51 có khả năng lắng nhanh và hoạt tính bề mặt cao, giúp hấp phụ hiệu quả cặn bẩn cùng với các chất hữu cơ gây mùi vị khó chịu trong nước.
4.6.2 Tính toán bể tạo bông cơ khí
Thể tích bể tạo bông:
Q : Lưu lượng nước xử lý, Q =0,0347m 3 /s.
t : Thời gian keo tụ t phút.
Diện tích bề mặt của bể :
H hi : Chiều cao hữu ích, chọn h bv =0,3
Bể được chia thành 3 ngăn bởi các tấm chắn khoan lỗ D 0mm
Vận tốc nước qua lỗ trên vách ngăn v = 0,1m/s.
Vậy kích thước mỗi ngăn B L H be 2 , 5 m 2 , 5 m 2 , 8 m = 17,5m 3
Mỗi ngăn đặt 1 máy khuấy
Trong bể phản ứng, năng lượng khuấy giảm dần theo từng ngăn, đồng thời kích thước của bông bùn tăng lên Điều này dẫn đến việc giá trị Gradien tốc độ khuấy cũng giảm dần theo mỗi ngăn.
Cường độ khuấy 3 bậc G1ps -1 , G2Ps -1 , G30s -1
Năng lượng cần cung cấp cho chất lỏng :
: Độ nhớt động học của nước =0,9.10 -3 N.s/m 2 ứng với t = 25 0 C
V: Thể tích mỗi ngăn khuấy trộn,V 1 =V 2 =V 3 ,625m 3
Chọn cánh khuấy chân vịt 3 cánh.
Nước và hoá chất được đưa vào đáy bể, sau khi hòa trộn sẽ được thu lại ở mặt bể và chuyển sang bể phản ứng Đường kính mỏy khuấy được chọn là D = 1m Công suất tiêu thụ cần thiết của máy khuấy bậc 1 sẽ được tính toán dựa trên các thông số này.
Vòng quay của động cơ : phut v s d v K n P k
: Hiệu suất động cơ, =0,7 b Công suất tiêu thụ cần thiết của máy khuấy bậc 2 :
Vòng quay của động cơ : phut vong s d v K n P k
: Hiệu suất động cơ, =0,7 c Công suất tiêu thụ cần thiết của máy khuấy bậc 3:
Vòng quay của động cơ : phut vong s d v K n P k
Bảng 4.5: Bảng Giá trị K T các lo i cánh khu yại cánh khuấy ấy trộn
Cánh khuấy chân vịt 3 cánh
Cánh khuấy chân vịt 2 cánh
Tua bin 6 cánh phẳng đầu vuông
Tua bin kiểu quạt 6 cánh
Tua bin 6 cánh đầu tròn cong
Cánh khuấy gắn 2 – 6 cánh dọc trục
Tốc độ cánh khuấy: 70 vòng/phút. Đường kính máy khuấy: 1000mm.
Trục và cánh khuấy bằng inox.
Máy khuấy đặt cách đáy một khoảng h = 0,8 m d Tính toán đường ống dẫn nước vào bể lắng 1 :
Nước được dẫn từ bể phản ứng sang bể lắng 1 theo chế độ tự chảy v m
Chọn ống dẫn nước thải là ống PVC có đường kính 400mm
Kiểm tra vận tốc nước: s
D : Đường kính ống dẫn nước thải, m.
v : Vận tốc nước, v=0,15 – 0,3m/s(Trịnh Xuân Lai, Cấp nước,trang144)
Bảng 4 6 T ng h p tính toán b t o bôngổng hợp tính toán bể khuấy trộn ợp tính toán bể khuấy trộn ể khuấy trộn ại cánh khuấy
Thời gian lưu nước của bể keo tụ, t(phút) 20
Máy khuấy Số lượng(cái) 1
Bể lắng .55 SVTH: LÊ THANH LÂM – 09B1080036
Tách các chất bẩn không hoà tan ra khỏi nước thải.
Chọn bể lắng ly tâm, có mặt bằng hình tròn, nước thải vào từ tâm và thu nước theo chu vi bể.
Bảng 4.7: Các thông số thiết kế bể lắng 1
TT Thông số thiết kế Khoảng giá trị Giá trị đặc trưng
Bể lắng đợt 1 theo sau là xử lý bậc II
Thời gian lưu nước (giờ) Tải trọng bề mặt(m 3 /m 2 ngđ) -Ứng với lưu lượng trung bình -Ứng với lưu lượng giờ lớn nhất Tải trọng máng tràn (m 3 /m.ng.đ)
Kích thước bể lắng ly tâm(hình tròn)
Chiều cao(m) Đường kính(m) Độ dốc đáy bể(mm/m) Tốc độ thanh gạt bùn (vòng/phut)
0,03 Diện tích mặt thoáng của bể lắng ly tâm trên mặt bằng ứng với lưu lượng trung bình tính theo công thức:
Chia làm hai đơn nguyên
Diện tích của mỗi đơn nguyên là: 42,85 2
SVTH: LÊ THANH LÂM – 09B1080036 55 Đường kính của bể lắng ly tâm được xác định theo công thức:
Kiểm tra lại máng tràn theo công thức ngay m m m be ngay m D be
So sánh với giá trị tải trọng máng tràn ở bảng ta thấy giá trị tính toán đạt yêu cầu Đường kính ống trung tâm: m D d tt 20% be 0,27,41,48
Với: d tt = (15÷ 20%)D be Đường kính tấm chắn hướng dòng: d’’= 1,3 dtt= 1,3 1,48 m = 1,92 m
- Chọn chiều cao công tác của bể lắng : H1 = 2,5m
- Chiều cao bảo vệ, tính từ mặt nước đến thành bể : H2 = 0,3 m
- Chiều cao lớp trung hòa (chiều cao từ ống loe đến tấm chắn ): H3 = 0,2 -0,5 m. Chọn H3 = 0,3 m.
- Chiều cao phần chứa cặn : H4 = 0,3 m.
- Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 10% về phía tâm:
Thể tích phần công tác của 1 bể
Thời gian lưu nước trong bể lắng I :
=1,65 giờ Vận tốc giới hạn trong vùng lắng:
k: Hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn , chọn k=0,06
d: Đường kính tương đương của hạt , chọn d= 10 -4 m
f: Hệ số ma sát, hệ số này phụ thuộc vào đặc tính bề mặt của hạt và hệ số
Reynold của hạt khi lắng , chọn f=0,025
= 0,0686 m/s Vận tốc nước chảy trong vùng lắng:
Ta thấy rằng Vmax < VH Điều kiện đặt ra để kiểm tra thoả mãn.
Vận tốc nước chảy trong máng: 0,6 – 0,7 m/s Chọn v = 0,6 m/s,
Diện tích mặt cắt ướt của máng:
(cao x rộng) = ( 74m x 400mm)/máng Máng bê tông cốt thép dày 100mm, có lắp máng răng cưa thép tấm không gỉ. Đường kính máng răng cưa :Drc = Dbe = 7,4 m
Máng răng cưa được thiết kế có 4 khe/m dài, khe tạo góc 90 o
Như vậy tổng số khe dọc theo máng bê tông là : 7,44 92,94khe
Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe:
Qkhe = m s ngay s khe be ngay m Sokhe
Mặt khác ta lại có:
g : Gia tốc trọng ầu,trường (m/s 2 ),
Giải phương trình trên ta đđược H = 0,028m = 28 mm < 50 mm chiều sâu của khe đạt yêu cầu
Tải trọng thu nước trên 1m dài thành tràn: q D rc be
Kích thước đường ống nước ra khỏi bể lắng
Nước tự chảy từ bể lắng sang bể Aeroten: v m
Chọn ống dẫn nước thải là ống nhựa PVC 160mm
Xác định lượng cặn tạo ra từ bể lắng 1
Xác định hiệu quả khử SS: Hiệu quả khử SS trong bể lắng 1 có keo tụ tạo bông, RSS p%
Hàm lượng SS đầu ra của bể lắng 1:
Lượng bùn khô sinh ra mỗi ngày:
Khi cho phèn FeCl3 vào nước diễn ra phản ứng thuỷ phân sau:
FeCl2(OH)+ H2O ↔ FeCl(OH)2 + H + +Cl -
FeCl(OH)2+ H2O ↔ Fe(OH)3 +H + + Cl -
Giả sử lượng FeCl3 cho vào nước 40kg/1000m 3
Vậy lượng phèn cho vào bể phản ứng mỗi ngày là: ngay kg ngay m m kg 3000 / 120 /
Lượng Fe(OH)3 tạo thành là: ngay kg
Lượng bùn tổng cộng sinh ra mỗi ngày là: ngay kg M
Thể tích cặn tươi cần xử lý xác định theo công thức: ngay m m kg ngay kg P
: Tỉ trọng cặn tươi khi có hoá chất =1,05t/m 3
P: Nồng độ cặn P = 7,5% =0,075(Độ ẩm của bùn là 92,5%).
Lượng bùn tươi có khả năng phân hủy sinh học:
Tỉ số cặn VSS : SS = 0,75
Mtươi = 0,75 Mbun = 0,75 587,93 kg/ngày = 440,95 kg VSS/ngày
Kích thước ống thu bùn v m
Q : Lượng bùn sinh ra, Q= 7,47m 3 /ngày
t : Thời gian xả cặn trong mộtngày T0 phútt
Chọn ống dẫn nước thải là ống nhựa PVC 180mm
: Hệ số an toàn, chọn =1,2
: Khối lượng riêng của nước thải,chọn 50mg/ml
: Hiệu suất của bơm,chọn =0,7
Chọn 02 bơm bùn Pro-Equipment (1 bơm hoạt động + 1 bơm dự phòng) với các thông số:
+ Cột áp bơm: 6m + Công suất: 1Hp
Bảng 4 8: T ng h p tính toán b l ng Iổng hợp tính toán bể khuấy trộn ợp tính toán bể khuấy trộn ể khuấy trộn ắn rác
Thông số Giá trị Đường kính bể lắng, D(m) 7,4
Chiều cao bể lắng, H(m) 3,77 Đường kính ống trung tâm, d(m) 1.48
Chiều cao ống trung tâm, h(m) 1,5
Tổng số khe máng răng cưa, n (khe) 93
Kích thước máng Đường kính máng răng cưa, m 7.4
Chiều rộng máng thu nước, m 0,4
Chiều cao máng thu nước, m 0,074
Lượng bun tươi sinh ra mỗi ngày, Gtươi(kgSS/ngày) 508,83
Lưu lượng bùn tươi cần xử lý, Qtươi(m 3 /ngày) 7,47
Bể aerotank
Bể Aerotank sử dụng phương pháp xử lý sinh học hiếu khí, trong đó các vi sinh vật tận dụng oxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước.
Nước thải sau khi xử lý sơ bộ vẫn chứa nhiều chất hữu cơ, vì vậy chúng được chuyển vào bể Aeroten, nơi vi sinh vật phân hủy các chất này thành các hợp chất vô cơ như CO2 và H2O, đồng thời tạo ra sinh khối mới, giúp giảm chỉ tiêu COD và BOD của nước thải.
Các thông số thiết kế: (theo tài liệu “tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải của PGS.TS HOÀNG HUỆ, Nhà Xuất Bản Hà Nội, 2000”)
Lưu lượng nước thải Qh TB = 3000 m 3 /ng = 125 m 3 /h
Nhiệt độ nước thải duy trì trong bể : 26 – 28 0 C.
Nước thải sau khi xử lý tại các công trình đạt hiệu suất BOD là 15%, do đó hàm lượng BOD5 trong nước thải vào bể aerotank giảm xuống còn 255 mg/l, tính từ giá trị ban đầu 300 mg/l.
Hàm lượng COD đầu vào COD = 425 mg/l
Hàm lượng BODv đi vào bể Aeroten , S0 = 255 mg/l
BOD5 đạt yêu cầu khi ra khỏi bể lắng S = 35mg/l
Cặn lơ lửng đầu ra 45 mg/l gồm có 65% là cặn hữu cơ có thể phân hủy hữu cơ BOD20.
Thời gian lưu của bùn hoạt tính θ = 15 ngàyc
Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng X = 3500 mg/l
Độ tro bùn hoạt tính Z = 0,2 (80% là bùn hoạt tính)
Hệ số sản lượng bùn Y = 0,6 mgVSS/mgBOD
Hệ số phân hủy nội bào Kd = 0,06 ngày -1
Tải trọng chất hữu cơ : 0,4 ÷1,2kg BOD5/m 3 ,ngày nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn :Ct
000 mg/l, trong đó có C = 8000 mg/l là cặn bay hơi
Nước có đủ chất dinh dưỡng BOD5: N : P = 100 : 5 : 1 và các chất khoáng
Tính nồng độ BOD 5 hòa tan trong nước đầu ra:
Nồng độ cặn hữu cơ có thể bị phân hủy: a = 0,65 x 45 mg/l = 29,25 mg/l
Khi 1 mg SS bị ôxy hóa hoàn toàn, nó tiêu tốn 1,42 mg O2 Do đó, nhu cầu ôxy hóa cặn được tính là b = 29,25 mg/l x 1,42 = 41,54 mg/l Lượng BOD5 có trong cặn lơ lửng đầu ra, sau khi chuyển đổi từ BOD20 sang BOD5, được xác định là c = 41,54 mg/l x 0,68 = 28,24 mg/l Cuối cùng, lượng BOD5 hòa tan còn lại trong nước khi ra khỏi bể Aerotank cũng cần được xem xét.
- Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hoà tan là:
- Hiệu quả xử lý của toàn bộ sơ đồ
Q: Lưu lượng nước thải đầu vào, Q = 3000 m 3 /ngay.
Y : Hệ số sản lượng bùn, Y = 0,6 mgVSS/mgBOD.
X: Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi được duy trì trong bể Aerotank,
Chọn Aerotank gồm 2 đơn nguyên: 1 446,6 3
Chọn kích thước mỗi đơn nguyên:
Chiều cao hữu ích Hhi =4,0 m
Chiều cao bảo vệ Hbv = 0,5 m
Chiều cao tổng cộng là H = 4 + 0,5 = 4,5m
Diện tích bề mặt bể 1 1 111,65 2
Chọn bể Aerotank có kích thước B L 8 m 14 m
Thể tích xây dựng của bể V1 = 448 m 3
Tính lượng cặn dư phải xả ra hằng ngày
Hệ số tạo cặn từ BOD5:
+ Hệ số phân huỷ nội bào, được xác định bằng thực nghiệm, nếu không có số liệu thực nghiệm, có thể lấy kd =0.06 ngay -1
Hệ số sản lượng bùn Y được xác định dựa trên thực nghiệm, với giá trị thông thường dao động từ 0.4 đến 0.8 mgVSS/mgBOD Trong trường hợp thiếu số liệu thực nghiệm, có thể áp dụng giá trị kinh nghiệm, và lựa chọn Y là 0.6 mgVSS/mgBOD.
+ Thời gian lưu bùn, chọn c = 15 ngay
Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5
Px = Yb.Q(So – S).10 -3 = 0,316 x 3000(255 – 35) x 10 -3 8,56 kg/ngày
Tổng cặn lơ lửng sinh ra do độ tro của cặn (Z = 0,2)
0 &0,7 kg/ngày Lượng cặn dư hằng ngày phải xả đi:
Pxả = Pxl - Q (SS)ra = 260,7 30004510 3 5,7 kg/ngay
Lượng bùn dư có khả năng phân huỷ sinh học cần xử lý: ngay kgVSS ngay kgSS
Lượng bùn xả ra hằng ngày Q xả từ đáy bể lắng theo đường tuần hoàn bùn ra ra t xa X Q X Q
X ra : Nồng độ bùn hoạt tính trong nước ra khỏi bể lắng ,X ra ),250,8 mg/l
X: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerotank, X t 500mg/l
X t : Nồng độ bùn hoạt tính trong dung dịch tuần hoàn
Q ra : Lượng nước ra khỏi bể lắng II (xem lượng nước thất thoát do tuần hoàn bùn là không đáng kể nên Q ra = Q = 3000m 3 /ngay)
Q xa : Lượng bùn xả ra ,m 3 /ngày
c : Thời gian lưu bùn trong bể Aerotank, c ngày
Xác định tỷ số tuần hoàn
Hình 4.1: Sơ đồ hoạt động của Aerotank
Phương trình cân bằng vật chất cho bể aerotank là:
Trong đó: Q: lưu lượng nước thải,
Qth: lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn
XO: nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào aerotank, XO =0
X : nồng độ VSS ở bể aerotank, X = 3500 mg/l
Xth : nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, Xth = 8000mg/l
QthXth = (QO + Qth)X Đặt tỉ số Qth/Q= ( tỉ số tuần hoàn), chia 2 vế phương trình trên cho Q, ta được:
Vậy lưu lượng bùn tuần hoàn:
Thời gian lưu nước trong bể Aerotank
Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể Aerotank
Giá trị này nằm trong khoảng cho phép thiết kế bể khuấy trộn hoàn chỉnh là 0,2 ÷0,6 mgBOD/mgbùn.ngày.
Tải trọng thể tích bể :
Giá trị này tính được thuộc khoảng cho phép thiết kế của bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh : 0,8 – 1,92 kg/m 3 ngày
Tính lượng ôxy cần thiết cung cấp cho 1 bể Aerotank
Lượng ôxy lý thuyết cần cung cấp theo điều kiện chuẩn:
f: Hệ số chuyển đổi giữa BOD 5 và BOD 20 là 0,68
P x1 : Lượng bùn hoạt tính sinh ra ở mỗi đơn nguyên do khử BOD 5 ngay n kg
Lưu lượng nước thải vào mỗi đơn nguyên ngay
Lượng ôxy cần thiết trong điều kiện thực:
C s20 : Nồng độ ôxy bão hòa trong nước ở 20 o C, C s20 = 9,08 mg/l
C L : Lượng ôxy hòa tan cần duy trì trong bể, C L = 2 mg/l
Lượng không khí cần thiết để cung cấp cho 1 đơn nguyên
OC t : Lượng ôxy thực tế cần sử dụng cho bể, OC t D6,6kg O 2 / ngày.
OU: Công suất hòa tan ôxy vào nước thải của thiết bị phân phối.
h: Chiều sâu ngập nước của thiết bị phân phối, Chọn độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối (cách đáy khoảng 0,2 m) : h = 3,8 m,
Ou: Lượng ôxy hòa tan vào 1m 3 nước thải của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn ở chiều sâu 1m, Chọn Ou = 7 gO 2 /m 3 ,m
f: Hệ số an toàn, chọn f = 1,5
446,6kg/ng x 1,5 592,1 m 3 /ngày Lưu lượng khí cần thiết để khử 1 kg BOD5 : qkk ).
So với tiêu chuẩn lượng không khí cần thiết cho bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh để xử lý 1 kg BOD5, yêu cầu là từ 45 đến 90 m³ khí/kg BOD5, và giá trị tính toán đạt trong khoảng cho phép Hệ thống phân phối khí cần được tính toán chính xác để đảm bảo hiệu quả xử lý.
Chọn hệ thống phân phối khí dạng đĩa
Model: CDF-250N Đường kính đĩa: 250mm
Hiệu suất chuyển hoá oxy: 20 – 40%
Kích thước bọt khí: 1-3 mm
Mật độ khí (%): 3-15 Đường kính van kiểm tra (mm): EPDM,77
So đĩa cần phân phối trong một đơn nguyên là:
Tính áp lực cần thiết cho hệ thống ống dẫn khí Áp lực cần thiết của máy thổi khí tính theo mét cột nước :
h : Tổng tổn thất do ma sát (h=h c + h d ) bao gồm tổn thất do chiều dài và tổn thất do cục bộ, Thông thường không vượt quá 0,4 m
h 1 : Tổn thất qua vòi phun, h 1 không vượt quá 0,5m
H : Độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối khí, H=3,8 m
H m : Áp lực cần thiết của máy nén khí tính theo mét cột nước
Hm = 3,8+ 0,5 + 0,4 = 4,7 m Áp lực cần thiết của máy thổi khí tính theo atmophe :
Tính toán và chọn máy thổi khí :
Công suất máy nén khí tính theo quá trình đoạn nhiệt :
P W : Công suất của máy nén khí
W : Khối lượng của không khí mà hệ thống cung cấp trong 1 giây(kg/s)
kg s ngay kg m kg ngay m Q
k =1,2kg/m 3 –tỉ trọng không khí
Q kk : lưu lượng dòng khí,Q kk %184,25 m 3 /ngay
T : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T +273)3 0 K
P 1 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P 1 =1 atm
P 2 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P 2 =P m +1=0,46+1=1,46 atm
Vậy công suất của máy nén khí là:
Số lượng : 3 (2 công tác, 1 dự phòng)
Công suất khí cấp : 17Hp
Số vòng quay motor: 2900 RPM
Tính toán đường ống dẫn khí của bể Aerotank
Vận tốc ống dẫn khí trong ống chính và qua ống nhánh là vkhi= 10 – 15 (m/s),Chọn vận tốc khí trong ống dẫn khí chính vkhi (m/s).
Lưu lượng khí cần cung cấp Qkk592,1m 3 /ngay = 0,146 m 3 /s
Sử dụng ống cấp khí chính Đường kính ống phân phối chính :
Chọn ống sắt tráng kẽm 2 mặt 120mm
Kiểm tra vận tốc khí s d m v khi Q kk 12,92 /
Từ ống dẫn khí chính ta phân ra làm 8 ống nhánh
Chọn vận tốc khí trong ống nhánh: v m n
Chọn ống sắt tráng kẽm 2 mặt 45mm
Kiểm tra vận tốc khí s d m n v Q n kk khi 11,5 /
Từ bể Aerotank nước được dẫn theo chế độ tự chảy sang bể lắng đợt 2
Bảng 4.9: Tổng hợp tính toán bể Aerotank
Thể tích bể:dài x rộng x cao 14mx 8m x 4,5m
Lưu lượng bùn thải Qw (m 3 /ngày) 17,3
Tỷ số tuần hoàn bùn, 0,78
Lưu lượng bùn tuần hoàn, Qr(m 3 /ngày) 2340
Lượng không khí cần, Gkk(m 3 /ngày) 12592,1
Lượng khơng khí cần để khử 1kg BOD5, qkk(m 3 /kg BOD5) 76,32
Số đĩa sứ khuyếch tán khí, N (đĩa) 220 Đường kính ống dẫn khí chính, D(mm) 120 Đường kính ống nhánh dẫn khí, d(mm) 45
Máy nén khí Số lượng( cái) 3
Bể lắng II
Chắn giữ các bông bùn hoạt tính đã qua xử lý ở bể Aerotank và các thành phần chất không hoà tan chưa được giữ lại ở bể lắng đợt 1.
Diện tích mặt bằng của bể lắng:
Chọn bể lắng ly tâm, có mặt bằng hình tròn, nước thải vào từ tâm và thu nước theo chu vi bể.
Diện tích mặt thoáng của bể lắng II trên mặt bằng:
Q tb : Lưu lượng trung bình ngày đêm, Q tb ngay 000m 3 /ngay
C t : Nồng độ cặn trong dòng tuần hoàn, C t ,000g/m 3
C 0 : Nồng độ cặn trong dòng vào bể lắng, C 0 500g/m 3 ,
V L : Vận tốc lắng tương ứng với C t , V L =0,34m/h,
Với: K`0(Cặn có thể tích 50
![Bảng 4.11 :Thơng số thiết kế bể tiếp xúc vách ngăn [3] - Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung KCN rạch bắp tỉnh bình dương công suất 6000m3ngày đêm](https://media.store123doc.com/figures/003/816/bang-thong-thiet-ke-be-tiep-vach-ngan-3816743.png)