Thiết kế hệ thống xử lý nước thải thủy sản công ty TNHH nông sản tiền giang với công suất 1000m3 ngày

TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ CÔNG TY TNHH NÔNG SẢN TIỀN GIANG

Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải thủy sản

Xử lý cơ học là phương pháp loại bỏ tạp chất không tan trong nước thải, giúp điều hòa lưu lượng và nồng độ ô nhiễm Phương pháp này có khả năng loại bỏ đến 60% tạp chất không hòa tan và 10% BOD Để nâng cao hiệu suất xử lý, có thể áp dụng phương pháp làm thoáng, cho phép nước tiếp xúc với oxy trong không khí nhằm loại bỏ khí hòa tan và oxy hóa các kim loại cùng hợp chất hữu cơ.

2.1.1.1.Song chắn rác, lưới lọc

Song chắn rác và lưới lọc là thiết bị quan trọng trong chế biến thực phẩm thủy sản, giúp giữ lại các cặn bẩn lớn như da, mỡ, nội tạng và xương cá Chúng được phân loại thành hai loại dựa trên khoảng cách giữa các thanh.

+Song chắn rác thô: có khoảng cách giữa các thanh từ 20-50 mm, có tác dụng giữ lại các tạp chất lớn trong nước thải

Song chắn rác tinh có khe rộng từ 10-20 mm, giúp loại bỏ các tạp chất nhỏ trong nước thải như hạt cát và mảnh vụn, bảo vệ an toàn cho các công trình phía sau.

Bể lắng được thiết kế để loại bỏ các chất rắn lơ lửng trong nước thải thông qua sự chênh lệch trọng lực Các chất có khối lượng lớn sẽ lắng xuống đáy bể và được thu gom để xử lý Tùy thuộc vào cấu tạo, bể lắng có thể bao gồm các loại như bể lắng đứng, bể lắng ngang, bể lắng ly tâm và bể lắng nghiêng.

Bể lắng đứng là một cấu trúc hình trụ có đáy hình chóp, nơi nước thải được dẫn vào qua ống trung tâm và di chuyển theo chiều thẳng đứng từ dưới lên trên Quá trình lắng cặn diễn ra trong bể này.

Bể lắng ngang là loại bể lắng hình chữ nhật với hai hoặc nhiều ngăn, được sử dụng phổ biến do hiệu quả cao trong quá trình xử lý nước.

Bể lắng hoạt động theo nguyên lý dòng chảy, nơi nước di chuyển từ đầu này sang đầu kia, giúp các hạt cặn di chuyển theo dòng nước và va chạm với các vách ngăn trong bể, sau đó rơi xuống đáy Qua quá trình sử dụng, thực tế cho thấy bể lắng ngang có hiệu suất hoạt động cao hơn bể lắng đứng từ 10-20%.

Nguồn: (antoanmoitruong.com.vn/be-lang-trong-xu-ly-nuoc-thai)

Bể lắng ly tâm có mặt bằng hình tròn với đường kính lớn hơn 20m, giúp các hạt cặn lắng theo phương ngang Loại bể này thường được sử dụng cho các trạm xử lý nước có công suất trên 20.000 m³/ngày đêm Đáy bể được thiết kế với độ dốc thấp, do đó cần có dàn quay gạt cặn để thu gom cặn Hiệu quả lắng của bể lắng ly tâm ước tính đạt khoảng 60%.

Nguồn: (antoanmoitruong.com.vn/be-lang-trong-xu-ly-nuoc-thai)

Bể lắng Lamen là một hệ thống hiệu quả trong việc lắng bùn, được cấu tạo từ các vách ngăn nghiêng 60 độ Nước trong bể di chuyển từ dưới lên, giúp các cặn bám vào vách và tích tụ cho đến khi khối lượng cặn lớn hơn lực đẩy của nước, khiến chúng rơi xuống dưới So với các loại bể lắng khác, bể lắng Lamen không chỉ mang lại hiệu quả xử lý cao mà còn dễ dàng trong việc di chuyển, thi công và tháo lắp.

Công trình này thường được sử dụng để xử lý nước thải từ quá trình chế biến thủy sản, đặc biệt là từ lượng mỡ cá Đối với nước thải sinh hoạt, do lượng dầu mỡ thường không cao, chúng ta có thể thu hồi dầu mỡ ngay tại bể lắng bằng cách sử dụng thiết bị gạt nổi.

Bể lọc có chức năng tách các chất lơ lửng nhỏ trong nước thải bằng cách cho nước đi qua lớp vật liệu lọc như sỏi, cát và than.

Có khá nhiều loại bể lọc, dựa vào cấu tạo lớp vật liệu lọc hoặc cách thức hoạt động ta có thể chia ra nhiều dạng sau:

+Theo tốc độ lọc: Bể lọc nhanh, bể lọc chậm, bể lọc cao tốc

+Theo chế độ dòng chảy: Bể lọc trọng lực, bể lọc áp lực

+Theo chiều của dòng nước: Bể lọc xuôi, bể lọc ngược, bể lọc hai chiều

+Theo số lớp vật liệu lọc: Bể lọc một lớp vật liệu lọc, bể lọc hai hay nhiều lớp vật liệu lọc

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học sử dụng các phản ứng hóa học để chuyển đổi các chất ô nhiễm trong nước thải thành dạng cặn, từ đó tách chúng ra khỏi nguồn nước Phương pháp này cũng có khả năng biến đổi các chất độc hại thành dạng ít gây ô nhiễm hơn cho môi trường.

2.1.2.1.Phương pháp keo tụ, tạo bông

Quá trình lắng chỉ có khả năng tách các chất ô nhiễm rắn huyền phù, nhưng không thể loại bỏ các chất ô nhiễm dạng keo do kích thước hạt quá nhỏ (d < 10^-4 mm) Để tách được các hạt này, cần thực hiện quá trình kết tụ, giúp chúng kết lại thành các bông cặn lớn hơn, từ đó dễ dàng tách ra khỏi nước bằng phương pháp lắng.

Các chất keo tụ thường là phèn nhôm, phèn sắt, PAC,…

Phương pháp tuyển nổi là kỹ thuật hiệu quả để tách các chất phân tán không tan như dầu mỡ và hạt rắn ở dạng lơ lửng, vốn có khả năng lắng rất kém So với các phương pháp lắng khác, tuyển nổi có ưu điểm nổi bật là có thể lắng nhanh chóng các hạt nhỏ nhẹ.

Phương pháp này hoạt động bằng cách hòa tan các hạt khí mịn vào nước sạch Sau đó, chúng được dẫn vào bể tuyến nổi qua một van và trở về áp suất khí quyển, khiến các bọt khí tách ra khỏi nước Các bọt khí này bám vào các chất lơ lửng và dầu mỡ, nổi lên trên mặt nước tạo thành lớp váng, được thu gom bằng gạt cặn của bể tuyến nổi.

Tổng quan về công ty TNHH Nông sản Tiền Giang

2.2.1.Giới thiệu về công ty TNHH Nông sản Tiền Giang

Công ty Nông sản Thực phẩm TIỀN GIANG (viết tắt là TIGIFACO), nằm gần cầu

Mỹ Thuận, nằm tại xã Hoà Hưng, huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang, thuộc Tổng Công ty Lương thực Miền Nam (VINAFOOD 2), đã chính thức đi vào hoạt động từ năm.

– Chế biến và kinh doanh gạo trắng hạt dài Việt Nam với nhiều chủng loại mặt hàng xuất khẩu và thị trường trong nước

– Nuôi trồng, chế biến và xuất khẩu thủy hải sản

– Chế biến thức ăn thủy sản có nhà máy chế biến thực phẩm lớn

Với vị trí thuận lợi tại Đồng bằng sông Cửu Long, chúng tôi dễ dàng tìm kiếm nguồn gạo chất lượng cao với giá cả cạnh tranh và thuận tiện cho giao thông đường thủy Tigifaco, với nhiều năm kinh nghiệm trong nuôi cá da trơn sutchi và sở hữu nhà máy chế biến thực phẩm lớn, tự hào là công ty độc đáo với dây chuyền chế biến và sản xuất thủy sản hàng đầu tại Việt Nam.

Với đội ngũ nhân viên tận tâm và có tay nghề cao, cùng với các nhà lãnh đạo dày dạn kinh nghiệm, chúng tôi cam kết đáp ứng nhu cầu của thị trường trong nước và quốc tế Chúng tôi cung cấp sản phẩm và dịch vụ chất lượng cao với giá cả cạnh tranh nhất.

Phương châm hoạt động của TIGIFACO là: “Uy tín và chất lượng được đặt lên hàng đầu”

2.2.2.Quy trình sản xuất của công ty

Làm sạch và kiểm tra

Thành phẩm Đóng gói, hộp

Xương, vẩy, vỏ, dầu, mỡ, máu, nguyên liệu không đủ chất lượng

Hình: Quy trình sản xuất chế biến thủy sản trong công ty TNHH Nông Sản Tiền Giang

2.2.3.Các vấn đề ô nhiễm của công ty

2.2.3.1.Nguồn phát sinh chất thải rắn

Chất thải rắn từ quá trình sản xuất và chế biến như đầu, đuôi, xương, vẩy, da thường được thu gom để chế biến thành thức ăn cho gia súc Tuy nhiên, một lượng chất thải rắn vẫn còn lại, trôi theo nguồn nước thải trong quá trình rửa nguyên liệu, sơ chế và vệ sinh nhà xưởng, gây ra ô nhiễm nghiêm trọng cho nguồn nước.

Chất thải rắn trong công ty còn được sinh ra từ quá trình sinh hoạt của công nhân như các bao ni-lông, hộp nhựa đựng thức ăn,…

2.2.3.2.Nguồn phát sinh nước thải

Nguồn nước thải thủy sản chủ yếu phát sinh từ ba nguồn chính: nước thải trong quá trình sản xuất, nước thải từ việc vệ sinh nhà xưởng và thiết bị, cùng với nước thải sinh hoạt của công nhân.

Nước thải từ quá trình chế biến tại các nhà máy thủy sản thường chứa nhiều chất thải hữu cơ dễ phân hủy, chủ yếu là protein, carbohydrate và chất béo Khi nước thải này được thải ra môi trường, nó làm giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước, gây ra mùi hôi khó chịu và ảnh hưởng đến thẩm mỹ cũng như sức khỏe của công nhân.

2.2.3.3.Nguồn phát sinh ô nhiễm không khí

Nguồn phát sinh khí thải của công ty chủ yếu đến từ quá trình đốt dầu để vận hành nhà máy điện, đốt khí gas, lò hơi, và từ các hóa chất bốc hơi Ngoài ra, khí thải cũng phát sinh từ các phương tiện vận chuyển và các công đoạn sản xuất, bao gồm khâu tiếp nhận nguyên liệu, sơ chế và phân loại Các chất gây ô nhiễm không khí đặc trưng cần được chú ý.

Khí H2S được sinh ra chủ yếu từ quá trình phân hủy các chất thải rắn như đầu, ruột, xương và vảy cá do hoạt động của vi khuẩn, tạo ra mùi hôi thối đặc trưng.

+NH3 sinh ra chủ yếu từ nguôn nguyên liệu thủy sản hoặc do sự thất thoát từ máy khí nén của thiết bị đông lạnh

Clo được sử dụng trong quy trình vệ sinh để khử trùng thiết bị trong kho xưởng và đảm bảo an toàn cho công nhân khi họ bắt đầu làm việc trong khu vực sản xuất.

Mùi hôi tanh phát sinh trong quá trình sản xuất do sự phân hủy chất thải và sự bay hơi của hóa chất, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của công nhân, đặc biệt là về lâu dài, đồng thời cũng tác động tiêu cực đến các khu vực lân cận.

2.2.3.4.Nguồn phát sinh tiếng ồn

Tiếng ồn xuất phát từ nhiều khu vực khác nhau, bao gồm máy phát điện dự phòng, phòng cơ điện, khu vực sơ chế, đóng gói, nhà để xe và khu vận chuyển hàng hóa.

2.2.4.Tác động đến môi trường của các chất thải

2.2.4.1.Tác động của chất thải rắn

Chất thải rắn khi phân hủy gây ra mùi hôi khó chịu và làm ô nhiễm nguồn nước, gia tăng số lượng vi sinh vật và khiến nước trở nên đục hơn.

2.2.4.2.Tác động của nước thải

Nước thải thủy sản chứa nồng độ ô nhiễm cao, nếu không được xử lý, sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước mặt và nước ngầm trong khu vực Việc nước thải chế biến thủy sản thấm xuống đất có thể dẫn đến ô nhiễm nguồn nước ngầm, và khi nguồn nước ngầm bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ, việc xử lý để cung cấp nước sạch cho người dân trở nên rất khó khăn.

2.2.4.3.Tác động của khí thải

Khí thải chứa bụi, CO2, CO, SO2 và các chất ô nhiễm khác có tác động tiêu cực đến chất lượng không khí trong khu vực, ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sản xuất của công ty Những khí thải này không chỉ gây hại cho sức khỏe của công nhân mà còn là nguyên nhân gây ra các bệnh lý như bệnh đường hô hấp, bệnh tim mạch và thiếu máu nếu con người hít phải không khí ô nhiễm trong thời gian dài.

Clo, một khí độc màu xanh với mùi kích thích, được hình thành từ quá trình vệ sinh khử trùng Nó có thể gây hại trực tiếp đến mắt và đường hô hấp, và tiếp xúc với nồng độ cao có nguy cơ gây tử vong.

ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP

Sơ đồ công nghệ 1

Hình: Sơ đồ công nghệ số 1 hệ thống xử lý nước thải thủy sản

Bể keo tụ-tạo bông

Song chắn rác Nước thải đầu vào

Chỉ tiêu Thông số Giai đoạn Hiệu suất xử lý Thông số đầu ra

Giai đoạn 1 bao gồm: song chắn rác, bể tách dầu, bể điều hòa

Giai đoạn 2 bao gồm: bể keo tụ tạo bông, bể tuyến nổi

Giai đoạn 3 bao gồm: bể anoxic, bể aerotank, bể lắng

Giai đoạn 4 gồm bể khử trừng

Thuyết minh về công nghệ sơ đồ 1

Nước thải từ quá trình sản xuất được thu gom qua mương dẫn và song chắn rác, nơi các tạp chất thô như mỡ cá, da cá, xương cá và nội tạng được giữ lại Rác thải này được loại bỏ thường xuyên bằng phương pháp thủ công, sau đó được tập trung và chuyển giao cho xe thu gom để xử lý tiếp.

Nước thải từ hố gom được bơm sang bể tách dầu để tách mỡ có trong thủy sản, dựa trên nguyên lý khác nhau về tỷ trọng của mỡ, nước và chất thải rắn Lớp váng dầu trên mặt nước sẽ được thu gom qua máng gạt dầu Sau đó, nước thải chảy ra từ bể tách dầu sẽ đi qua bể điều hòa, nơi mà lưu lượng và nồng độ nước được ổn định nhằm đảm bảo hiệu quả xử lý cho toàn bộ hệ thống.

Sau khi nước thải được bơm vào hệ thống keo tụ, quá trình tạo bông diễn ra, giúp kết dính các hạt keo và cặn bẩn, từ đó xử lý hiệu quả COD, BOD và độ đục Tiếp theo, nước được đưa đến bể tuyến nổi, nơi có hệ thống cung cấp khí để tạo ra các bọt khí nhỏ Những bọt khí này kết dính với các hạt lơ lửng, giúp chúng nổi lên mặt nước, tạo thành váng và được thu gom bằng gạt cặn bề mặt Bể tuyến nổi còn được sử dụng để thu gom lượng mỡ còn sót lại sau khi quá trình tách dầu, nâng cao hiệu suất thu gom mỡ.

Nước thải được xử lý qua cụm bể anoxic kết hợp aerotank nhằm giảm thiểu lượng COD, BOD, N, P Trong bể aerotank, Nito trong nước thải được chuyển đổi từ N-NH4+ thành N-NO3-, sau đó tiếp tục chuyển đổi thành N2 trong bể anoxic Việc đặt bể anoxic trước bể aerotank giúp kiểm soát dễ dàng hơn lượng DO và không cần bổ sung thêm chất hữu cơ trong quá trình xử lý.

Nước sau bể aerotank được chuyển vào bể lắng, trong đó một phần bùn sẽ được bơm tuần hoàn trở lại bể anoxic để duy trì đủ lượng vi sinh cho hệ thống xử lý, trong khi phần còn lại được chuyển đến bể nén bùn để sản xuất phân bón.

Nước sau bể lắng sẽ tự chảy vào bể khử trùng, nơi mà lượng NaOCl được tính toán sẽ được thêm vào nước thải Cuối cùng, nước đã qua xử lý sẽ được xả ra nơi tiếp nhận, đảm bảo đạt tiêu chuẩn QCVN 40-2011 Loại B.

-Tính theo thời gian lưu bùn

Sơ đồ quy trình tính toán thiết kế trong sơ đồ công nghệ 1

Bể keo tụ tạo bông

+Bể trộn -Tính theo HRT 90-300s

-V = 3,6m 3 , a = 1,5m, H1,9m +Bể keo tụ -Tính theo HRT 10-30 phút -V m 3 , a = 1,5m, H= 1,9m

0,05ml khí/ml chất rắn

- Ống trung tâm, máng răng cưa

Những thông số cần tính toán trong sơ đồ công nghệ 1

Bể keo tụ tạo bông

- Motor khuấy bể keo tụ

- Hóa chất PAC, polyme trợ keo

- Bơm nước qua công trình kế tiếp

Hình: Sơ đồ công nghệ số 1 hệ thống xử lý nước thải thủy sản

Máy ép bùn Song chắn rác

Chỉ tiêu Thông số Giai đoạn Hiệu suất xử lý Thông số đầu ra

Giai đoạn 1 bao gồm: song chắn rác, bể tách dầu, bể điều hòa và bể tuyến nổi

Giai đoạn 2 gồm bể UASB

Giai đoạn 3 bao gồm: bể anoxic, bể aerotank, bể lắng

Giai đoạn 4 gồm bể khử trừng

Thuyết minh về công nghệ sơ đồ 2

Nước thải sản xuất được thu gom qua mương dẫn và song chắn rác, nơi giữ lại các tạp chất thô lớn như mỡ cá, da cá, xương cá và nội tạng Rác thải này được thu gom thường xuyên bằng phương pháp thủ công, sau đó được tập trung và đưa đi xử lý tiếp.

Nước thải từ hố gom được bơm sang bể tách dầu để tách mỡ trong thủy sản dựa trên nguyên lý khác nhau về trọng lượng của mỡ, nước và chất thải rắn Lớp váng dầu trên mặt nước được thu gom qua máng gạt dầu Sau đó, nước thải từ bể tách dầu chảy vào bể điều hòa, nơi lưu lượng và nồng độ nước được ổn định nhằm đảm bảo hiệu quả xử lý cho toàn bộ hệ thống.

Sau khi nước thải được bơm vào bể điều hòa, hệ thống cung cấp khí sẽ sục các hạt khí nhỏ vào nước Những hạt khí này kết dính với các hạt lơ lửng, giúp chúng nổi lên mặt nước Khi các hạt này lên đến bề mặt, bọt khí sẽ được giải phóng, và các chất lơ lửng sẽ kết lại thành váng, sau đó được thu gom bằng gạt cặn bề mặt.

Nước thải được bơm vào bể UASB theo hướng từ dưới lên, đi qua lớp bùn chứa vi sinh vật kỵ khí có mật độ cao, giúp phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải Bên trong bể UASB, các tấm chắn được thiết kế để tách bùn ra khỏi nước đầu ra, đảm bảo hiệu quả trong quá trình xử lý.

Nước thải được xử lý qua bể anoxic kết hợp với aerotank để loại bỏ COD, BOD, N và P Trong bể aerotank, Nito trong nước thải được chuyển đổi từ N-NH4+ thành N-NO3-, sau đó trong bể anoxic, N-NO3- tiếp tục được biến đổi thành N2 Việc đặt bể anoxic trước bể aerotank giúp giảm thiểu việc bổ sung chất hữu cơ và dễ dàng kiểm soát nồng độ DO trong quá trình xử lý.

Nước sau khi qua bể aerotank sẽ được chuyển vào bể lắng, trong đó một phần bùn sẽ được bơm tuần hoàn trở lại bể anoxic để duy trì lượng vi sinh cần thiết cho hệ thống xử lý, trong khi phần bùn còn lại sẽ được chuyển đến bể nén bùn để sản xuất phân bón.

Nước sau bể lắng sẽ tự chảy vào bể khử trùng, nơi mà một lượng NaOCl được thêm vào nước thải theo tính toán Cuối cùng, nguồn nước này được xả ra nơi tiếp nhận và đạt tiêu chuẩn QCVN 40-2011 Loại B.

-Tính theo thời gian lưu bùn

Sơ đồ quy trình tính toán thiết kế trong sơ đồ công nghệ 2

+Bể trộn -Tính theo HRT 90-300s

-V = 3,6m 3 , a = 1,5m, H1,9m +Bể keo tụ -Tính theo HRT 10-30 phút -V m 3 , a = 1,5m, H= 1,9m

- Ống trung tâm, máng răng cưa

Những thông số cần tính toán trong sơ đồ công nghệ 2

- Bơm chìm nước thải - Bồn áp lực

- Bơm nước qua công trình kế tiếp

TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

Song chắn rác

Nước thải từ quá trình sản xuất được thu gom qua mương dẫn và đi qua song chắn rác, nơi các tạp chất thô lớn như mỡ cá, da cá, xương cá và nội tạng được giữ lại Việc này giúp ngăn chặn tắc nghẽn ống dẫn, bảo vệ bơm khỏi hư hỏng và đảm bảo dòng chảy nước trong các công trình tiếp theo.

Rác sẽ được thu gom thường xuyên bằng phương pháp thủ công, sau đó được tập trung lại để xe thu gom đưa đi xử lý tiếp.

Tính hệ số không điều hòa Kmax, Kmin với lưu lượng Q tb 16h 17,36 l/s

Nước thải đầu vào Song chắn rác Bể tách dầu

Sử dụng phương pháp nội suy, ta được:

Số lượng khe hở giữa các thanh chắn rác được xác định theo công thức

Trong đó: n: số khe hở

Lưu lượng nước thải lớn nhất được xác định là Q 16h tb,max = 34 l/s, tương đương 0,034 m³/s Tốc độ nước chảy qua song chắn rác được chọn là vscr = 0,5 m/s, với khoảng cách giữa các khe hở của song chắn là b = 0,016 m Hệ số nén dòng do các thiết bị vớt rác được lấy là k = 1,05, và chiều sâu lớp nước trước song chắn rác được chọn là h1 = 0,2 m.

Số thanh của một thiết bị chắn rác là: 22 – 1 = 21 (thanh)

Chọn bề rộng thanh chắn rác là S = 0,008 m

Chiều rộng tổng cộng của song chắn rác được xác định như sau

Tính toán chiều rộng mương dẫn nước

Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn rác là s m

Bm : chiều rộng mương dẫn, Bm = B = 0,34 m

Bs : chiều rộng song chắn rác, Bs = 0,6 m

 : góc mở rộng của mương, chọn  0

Chiều dài đoạn mương thu hẹp phía sau song chắn rác là

Tính toán tổn thất áp lực qua song chắn rác

Vmax: vận tốc nước lớn nhất ở kênh trước song chắn, Vmax = 0,75 m/s k: hệ số tính đến sự tăng tổn thất áp lực do rác mắc vào song chắn, k = 2-3, chọn k

: hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn phụ thuộc vào hình dáng và tiết diện của thanh chắn rác, được xác định bằng công thức sau:

: Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn, chọn  = 1,83

S: Bề rộng thanh chắn rác là S = 0,008 m

: Góc nghiêng của song chắn so với mặt phẳng nằm ngang, chọn  = 60 0 b = 0,016 m - khoảng cách giữa các khe hở của song chắn

Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác

Trong đó: h1: chiều sâu lớp nước trước song chắn rác, h1 = 0,2 m hs : tổn thất áp lực qua song chắn rác, hs = 0,05 m hbv: chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0,3 m

Bảng 4.1: Tóm tắt các thông số thiết kế song chắn rác

STT Tên thông số Đơn vị Giá trị

1 Lưu lượng giờ lớn nhất m 3 /h 122

2 Tốc độ nước chảy qua song chắn rác m/s 0,5

3 Khoảng cách giữa các khe hở của song chắn m 0,016

5 Bề rộng thanh chắn rác m 0,008

6 Bề rộng song chắn rác m 0,6

8 Chiều dài mở rộng trước song chắn rác m 0,36

9 Chiều dài thu hẹp sau song chắn rác m 0,18

10 Chiều sâu lớp nước trước song chắn rác m 0,2

12 Chiều sâu xây dựng mương m 0,55

Tính bể tách dầu

Sau khi nước thải đi qua song chắn rác, nó sẽ được dẫn vào bể tách dầu Tại đây, dựa trên nguyên lý khác nhau về tỷ trọng của mỡ, nước và chất thải rắn, lượng mỡ có trong thủy sản sẽ được tách ra Lớp váng dầu nổi trên mặt nước sẽ được thu gom bằng máng gạt dầu.

Tốc độ nổi của hạt dầu

Trong đó: d: đường kính của hạt dầu, d = 0,008 – 0,01 cm, chọn d = 0,008cm

: độ nhớt của nước thải, = 0,0092 g/cm 3 s ở 25 o C

 n: trọng lượng riêng của nước thải ,  n = 1 g/cm 3

 hm: trọng lượng riêng của dầu mỡ , hm = 0,87 g/cm 3

Mặt cắt ướt của bể tách dầu

Q tb : lưu lượng lớn nhất, Q tb 16 ,max h = 34 l/s = 0,034 m 3 /s

Chọn tỷ số giữa tốc đô nổi lên của hạt mỡ và tốc độ tính toán của dòng chày là min

Song chắn rác Bể tách dầu Bể điều hòa

Chiều cao công tác của bể lv

Trong đó: f: mặt cắt ướt của bể, f = 6,94 (m 2 )

Chiều cao xây dựng của bể xd lv bv

Hlv: chiều cao làm việc của bể, Hlv = 2,3 m

Hbv: chiều cao bảo vệ của bể, Hbv = 0,3 m

Chiều dài của bể được xác định theo công thức tt min

L: chiều dài công tác của bể, (m)

Vtt : vận tốc dòng nước trong bể, Vtt = 0,0049 (m/s)

Vmin: tốc độ nổi lên của hạt dầu, Vmin = 0,00049 (m/s) h: chiều cao từ đáy đến vách ngăn, h = 0,3 m

36 α: hệ số tính đến chảy rối của dòng nước trong bể thu dầu mỡ, α = 1,5 khi Vtt = 10

Trong bể thiết kế ba vách ngăn, chiều dày mỗi ngăn là 120 mm, ngăn đầu và ngăn cuối cách bể 0,3 m, và chiều dài mỗi ngăn là 2 m

Thể tích của bể tách dầu

Thời gian lưu nước trong bể thu dầu

Tính toán ống dẫn nước thải từ bể tách dầu sang bể điều hòa Đường kính của ống là:

V: vận tốc nước thải trong ống, V = 1– 2 m/s, chọn V = 2 m/s

Chọn ống nhựa àPVC của cụng ty Bỡnh Minh với đường kớnh là 160 mm

Bảng 4.2: Tóm tắt các thông số thiết kế bể tách dầu mỡ

7 Chiều dày mỗi ngăn mm 120

9 Ngăn đầu cách thành bể m 0,3

10 Ngăn cuối cách thành bể m 0,3

13 Đường kính ống dẫn nước thải mm 160

Tính bể điều hòa

Nước thải từ bể tách dầu được chuyển đến bể điều hòa, nơi lưu lượng và nồng độ nước được ổn định nhằm tối ưu hóa hiệu quả xử lý cho hệ thống phía sau Bể điều hòa còn được sục khí để hòa tan và phân bổ đều nồng độ các chất ô nhiễm, ngăn chặn sự phát triển của quá trình lên men yếm khí gây mùi và hạn chế cặn lắng cũng như sự hình thành váng dầu mỡ.

Thể tích của bể điều hòa là

V: thể tích bể điều hòa, m 3

T: thời gian lưu nước trong bể điều hòa, theo quy phạm T = 4-12h, chọn T = 8h Vậy V 62,5 8 500  m 3

Chọn bể điều hòa hình chữ nhật, chiều cao lớp nước cao nhất trong bể là H lv 5, 2 m, chiều cao bảo vệ H bv 0,3 m

Vậy chiều cao xây dựng bể là: H xd H bv H lv 0,3 5, 2 5,5  m

Chọn chiều dài của bể điều hòa là L = 12 m

Vậy chiều rộng của bể điều hòa: xd

Bể tách dầu Bể điều hòa Bể keo tụ - tạo bông

Hệ thống cấp khí cho bể điều hòa

Có 2 loại cấp khí là khuấy trộn cơ khí và sử dụng sục khí Ở hệ thống này ta sử dụng sục khí

Lượng khí nén cần cung cấp cho bể là:

R: là tốc độ nén khí, R = 0,010-0,01515 m 3 /m 3 phút, chọn R = 0,012 m 3 /m 3 phút

Vdh: thể tích bể điều hoà, Vdh = 500 m 3

Công suất máy thổi khí tính theo quá trình nén đoạn nhiệt là

Khối lượng không khí mà hệ thống cung cấp trong 1 giây là:

⍴ = 1,29 kg/m 3 là khối lượng riêng của không khí,

Qk = 0,1 m 3 /s là lưu lượng khí nén

Vậy G 1, 29 0,1 0,129   kg/s Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí:

Tổn thất áp lực trong hệ thống ống dẫn bao gồm tổn thất do ma sát dọc theo chiều dài ống (hd) và tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh (hc), với tổng giá trị h d + h c được chọn là 0,4 m Ngoài ra, tổn thất qua các lỗ phân phối (hf) được xác định là 0,5 m.

H: Độ sâu ngập nước của ống sục khí, chọn H = 4,3 m

40 Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra: d 2

Công suất máy thổi khí được tính theo công thức

P – Công suất máy thổi khí, kW

G – Khối lượng không khí mà hệ thống cung cấp trong 1 giây, G = 0,129 kg/s

R – hằng số khí lý tưởng, R = 8,314 kJ/Kmol o K

T1 – Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào, T1 = 298 o K

P1 – Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 = 1 atm

P2 – Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra, P1 = 1,514 atm n – Hằng số, n = 0,283 η – Hiệu suất của máy thổi khí, chọn η = 80%

Chọn máy thổi khí có công suất P = 8 Hp

Tính số lượng đĩa phân phối khí

Chọn đĩa phân phối khí là loại OXYFLEX bọt mịn có lưu lượng là 5 – 6 m 3 /h Chọn lưu lượng là 5,5 m 3 /h

Số đĩa phân phối khí: k d

QK- là lưu lượng khí nén, Q K = 360 m 3 /h

Qd- là lưu lượng đĩa phân phối khí, Q d = 5,5 m 3 /h

Chọn 11 ống nhánh, mỗi nhánh gồm 7 đĩa

Tính toán đường ống phân phối khí Ống chính dẫn khí từ máy thổi khí đến ống nhánh Đường kính của ống chính là: k chinh chinh

Vchinh – Vận tốc khí trong ống chính, Vchinh = 5 – 10 m/s, chọn Vchinh = 8 m/s

QK- là lưu lượng khí nén, Q K = 0,1 m 3 /s

Chọn ống nhựa àPVC của cụng ty Bỡnh Minh với đường kớnh là 125 mm Ống nhánh phân phối vào bể

Lưu lượng khí vào từng ống nhánh k n

 7  m 3 /s Đường kính của ống nhánh là: nhanh n nhanh

Qn- là lưu lượng khí nén phân phối vào 1 ống nhánh, Q n = 0,014 m 3 /s

Vnhanh – Vận tốc khí trong ống nhánh, Vnhánh = 5 – 20 m/s, chọn Vnhanh = 15 m/s

Chọn ống nhựa àPVC của cụng ty Bỡnh Minh với đường kớnh là 40 mm Ống dẫn nước thải từ bể điều hòa sang bể keo tụ

Q - là lưu lượng trung bình lớn nhất, Q 16 h tb ,max = 0,034 m 3 /s

Vthai – Vận tốc nước thải trong ống, Vthai = 1 – 2 m/s, chọn Vthai = 2 m/s

Tính bơm để bơm nước thải

Công suất cần thiết của bơm là:

Q - là lưu lượng trung bình lớn nhất, Q 16 h tb ,max = 0,034 m 3 /s

⍴ - Khối lượng riêng của nước, ⍴ = 1000 kg/m 3 g – gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s 2

H: Chiều cao cột áp, chọn H = 8 mH2O

: Hiệu suất máy bơm, chọn  0,9

Công suất bơm thực: (lấy bằng 120% công suất tính toán)

Chọn 2 bơm, 1 bơm làm việc và 1 bơm dự phòng, mỗi bơm có công suất 5 Hp

Bảng 4.3: Các thông số thiết kế bể điều hòa

STT Thông số Đơn vị Giá trị

1 Chiều cao làm việc bể điều hòa m 5,2

2 Chiều cao bảo vệ bể điều hòa m 0,3

3 Chiều cao xây dựng bể điều hòa m 5,5

4 Chiều rộng bể điều hòa m 8

5 Chiều dài bể điều hòa m 12

6 Thể tích bể điều hòa m 3 500

8 Công suất máy thổi khí Hp 8

11 Đường kính ống chính mm 125

12 Đường kính ống nhánh mm 40

13 Đường kính ống dẫn nước thải mm 160

14 Công suất của bơm Hp 5

Thông số của nước thải sau khi đi qua giai đoạn 1 bao gồm: song chắn rác, bể tách dầu, bể điều hòa

Lượng SS còn lại với hiệu quả = 10%:

Lượng BOD còn lại với hiệu quả = 10%:

Lượng COD còn lại với hiệu quả = 10%:

Lượng dầu mỡ còn lại với hiệu quả = 30%: daumo 200 – 0 30% mg / l.

Tính bể keo tụ - tạo bông

Bể keo tụ tạo bông bao gồm hai phần chính: bể trộn và bể tạo bông Tại bể trộn, hóa chất keo tụ cùng với polyme trợ keo được thêm vào nước để hòa tan đều, nhằm tăng cường hiệu quả kết dính Sau khi quá trình khuấy trộn hoàn tất, nước sẽ được dẫn vào bể tạo bông, nơi các bông cặn sẽ kết dính lại với nhau thành những bông cặn lớn hơn Cuối cùng, các cặn này sẽ được loại bỏ trong quá trình lắng.

Thể tích của bể trộn là:

Q tb : lưu lượng nước thải, Q tb 24h = 41,67 m 3 /h = 0,012 m 3 /s

T: Thời gian lưu nước trong bể bể trộn, T = 90 – 300 s , chọn T = 300 s

Chọn chiều cao lớp nước trong bể trộn là Hlv = 1,6 m

Chọn chiều cao bảo vệ là Hbv = 0,3 m

Vậy chiều cao xây dựng bể trộn là Hxd = Hlv + Hbv= 1,9 m

Chọn bể trộn hình vuông với diện tích: 3,6 2, 25 xd 1,6

 H   m 2 Vậy cạnh của bể là: a = 1,5 m

Tinh toán thiết bị khuấy trộn:

Chọn cánh khuấy turbine bằng thép không gỉ với 4 cánh nghiêng 45 độ hướng xuống, giúp đưa nước từ trên xuống dưới Thiết kế bao gồm 4 tấm chắn xung quanh bể nhằm ngăn chặn chuyển động xoay của nước.

Bể điều hòa Bể keo tụ - tạo bông Bể tuyến nổi

Chiều cao tấm chắn htc = 1 m, chiều rộng tấm chắn 1,5

Cánh khuấy đặt cách đáy bể h = 0,25 m

Chiều rộng cánh khuấy là: 0,75

Chiều dài cánh khuấy là: 0,75

Năng lượng cần truyền vào nước là:

P : năng lượng cần truyền cho nước thải, W

V: Thể tích bể trộn, V = 3,6 m 3 à: Độ nhớt động lực học của nước, ở 25 o C, à = 0,89.10 -3 N.s/m 2

Công suất thực tế của máy là: 1,57

   kW = 2,6 Hp với η là hiệu suất của motor khuấy, η = 80%

Chọn máy khuấy có công suất 3 Hp

Tính toán ống dẫn nước qua bể tạo bông:

Q tb : lưu lượng nước thải, Q tb 24h = 0,012 m 3 /s

V – Vận tốc nước thải trong ống, V = 0,3 – 1 m/s, chọn V = 1 m/s

Tính toán hóa chất cần sử dụng và bơm định lượng:

Hóa chất điều chỉnh pH:

Hóa chất sử dụng trong quá trình xử lý nước thải là NaOH, với liều lượng được điều chỉnh tự động nhằm duy trì pH ở mức 7, đảm bảo điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý Hệ thống tự động đo pH, phân tích và phát tín hiệu điều chỉnh bơm hóa chất Để bơm hóa chất vào bể, sử dụng bơm định lượng Blue-White series C – 645P, có lưu lượng 11,5 L/h, độ cao 4 m và công suất 45 W Hóa chất NaOH được chứa trong thùng 500 L với nồng độ 10%, và quá trình pha chế hóa chất được thực hiện thủ công bởi công nhân.

Lưu lượng PAC cần sử dụng là:

Trong đó: a: Liều lượng phèn cho 1 m 3 nước thải, chọn a = 250 mg/L.

(http://moitruongxuyenviet.com/PAC-63.html)

Q tb : lưu lượng nước thải, Q tb 24h = 41,67 m 3 /h b: Nồng độ dung dịch phèn, chọn b = 10 %

Chọn bơm định lượng Blue-White series C – 6125P, Q = 120 L/h, H = 4 m, N = 45 W Thùng nhựa đựng PAC có dung tích là 500 L

Lưu lượng polyme cần dung là:

Trong đó: a: Liều lượng polyme cho 1 m 3 nước thải, chọn a = 0,125 mg/L

Q tb : lưu lượng nước thải, Q tb 24h = 41,67 m 3 /h b: Nồng độ dung dịch polyme, chọn b = 0,01 %

Chọn bơm định lượng Blue-White series C – 6025P, Q = 60 L/h

Thùng nhựa đựng polyme có dung tích là 500 L

Bể keo tụ tạo bông:

Bể keo tụ tạo bông được xây dựng gồm 3 ngăn hình ziczac với kích thước như nhau Thể tích của mỗi ngăn là:

Trong đó: t: Thời gian lưu nước, t = 10 – 30 phút, chọn t = 15 phút = 0,25 h

Q tb : lưu lượng nước thải, Q tb 24h = 41,67 m 3 /h

Chọn chiều cao lớp nước trong bể là Hlv = 1,6 m

Chọn chiều cao bảo vệ là Hbv = 0,3 m

Vậy chiều cao xây dựng bể là Hxd = Hlv + Hbv= 1,9 m

Chọn trộn hình vuông với diện tích: 3,6 2, 25 xd 1,6

 H   m 2 Vậy cạnh của bể là: a = 1,5 m

Tinh toán thiết bị khuấy trộn:

Chọn cánh khuấy turbine bằng thép không gỉ với 4 cánh nghiêng 45 độ hướng xuống giúp đưa nước từ trên xuống dưới Thiết kế bao gồm 4 tấm chắn xung quanh 4 mặt trong của bể, nhằm ngăn chặn chuyển động xoay của nước.

Chiều cao tấm chắn htc = 1,8 m, chiều rộng tấm chắn 1,5

Cánh khuấy đặt cách đáy bể h = 0,25 m

Chiều rộng cánh khuấy là: 0,75

Chiều dài cánh khuấy là: 0,75

Nhu cầu năng lượng cho khá trình khuấy chậm là:

P tb : năng lượng cần truyền cho nước thải, W

V: Thể tích mỗi ngăn, V = 3,6 m 3 à: Độ nhớt động lực học của nước, ở 25 o C, à = 0,89.10 -3 N.s/m 2

Công suất thực tế của máy là: 0,021

 kW = 0,04 Hp với η là hiệu suất của motor khuấy, η = 80%

Chọn 3 motor có công suất 0,1 Hp, bể đầu tiên để 40 vòng/phút, bể tiếp theo 20 vòng/phút, bể cuối 10 vòng/phút

Tính toán ống dẫn nước qua bể tuyến nổi:

Q tb : lưu lượng nước thải, Q tb 24h = 0,012 m 3 /s

V: vận tốc nước thải trong ống, V = 0,3 – 1 m/s, chọn V = 1 m/s

Bảng 4.4: Các thông số thiết kế bể keo tụ tạo bông

1 Chiều cao làm việc bể trộn m 1,6

2 Chiều cao bảo vệ bể trộn m 0,3

3 Chiều cao xây dựng bể trộn m 1,9

6 Thời gian lưu nước bể trộn s 300

7 Công suất motor khuấy ở bể trộn Hp 3

11 Cánh khuấy đặt cách bể m 0,25

15 Bơm định lượng polyme trợ keo l/h 60

16 Đường kính ống dẫn nước qua bể keo tụ mm 125

17 Chiều cao làm việc bể keo tụ m 1,6

18 Chiều cao bảo vệ bể keo tụ m 0,3

19 Chiều cao xây dựng bể keo tụ m 1,9

21 Thể tích bể keo tụ m 3 11

22 Thời gian lưu nước bể keo tụ h 0,25

23 Số lượng motor khuấy ở bể keo tụ cái 3

24 Công suất motor khuấy ở bể keo tụ Hp 0,1

28 Cánh khuấy đặt cách bể m 0,25

31 Đường kính ống dẫn nước qua bể tuyến nổi mm 125

32 Số lượng ngăn trong bể keo tụ ngăn 3

Tính bể tuyến nổi

Nước được bơm vào bồn khí tan bằng áp lực cao, trong khi không khí được cung cấp bởi máy nén khí, tạo ra sự hòa trộn giữa nước và không khí Nước bão hòa không khí sau đó chảy vào ngăn tuyển nổi, nơi áp suất đột ngột giảm xuống áp suất khí quyển qua van giảm áp Sự giảm áp suất này tạo ra các bong bóng không khí li ti, giúp bám dính vào các phần tử rắn lơ lửng, nâng chúng lên bề mặt và hình thành lớp bùn nổi Lớp bùn này được loại bỏ bằng dàn cào ván bùn mặt, trong khi các chất rắn nặng lắng xuống đáy hồ và được cào gom, hút ra ngoài bằng bơm hút bùn để xử lý Bể tuyển nổi có ưu điểm lớn trong việc loại bỏ một lượng đáng kể dầu mỡ và các chất rắn lơ lửng trong nước thải.

Chọn lưu lượng nước tuần hoàn bằng 50% lưu lượng nước cần xử lý

(http://www.tailieumoitruong.org/2018/05/tinh-toan-thiet-ke-be-tuyen-noi-DAF.html)

Lưu lượng tổng cộng vào bể tuyến nổi là:

Chọn bể tuyến nổi hình chữ nhật

Chiều sâu phần tuyến nổi: hs = 1,5 – 2 m, chọn hs = 2 m

Chọn chiều sâu phần lắng bùn là: hb = 0,5 m

Chọn chiều cao bảo về là: hbv = 0,5 m

Vậy chiều sâu tổng cộng của bể tuyến nổi là:

Bể keo tụ - tạo bông Bể tuyến nổi Bể anoxic-aerotank

Tỉ số rộng:sâu = B: hs= 1:1 – 2,25:1, chọn B: hs= 2,25:1

Vậy chiều rộng của bể là B 2 , 25h s 2,25 2 4,5m

Diện tích bề mặt tuyến nổi là: tn A

Q tn : lưu lượng nước tổng cộng vào bể tuyến nổi, Q tn = 1500 m 3 /ngày

L A : Tải trọng bề mặt, chọn L A = 48 m 3 / m 2 ngày

(http://www.tailieumoitruong.org/2018/05/tinh-toan-thiet-ke-be-tuyen-noi-DAF.html)

Chiều dài của bể tuyến nổi là:

A: Diện tích bề mặt tuyến nổi, A 31, 25 m 2

Thể tích của vùng tuyến nổi là: V tn   B L h s 4,5 7 2 63   m 3

Thời gian lưu nước là: tn tn tn

Giả sử chiều dài của vùng phân phối nước là L vao L ra 0,2 m

Chiều dài tổng cộng của bể tuyến nổi là: L tc  L L vao L ra  7 0,2 0,2 7,4  m Thể tích bể tuyến nổi là: V  B L tc H 4,5 7, 4 3 100    m 3

Tính bồn áp lực: Áp suất yêu cầu cho bồn áp lực được tính theo công thức sau:

S = 0,03 (ml khí/ ml chất rắn) 1,3: tỷ trọng khí

Tại nhiệt độ 25°C, độ hòa tan của không khí trong nước là 17,2 ml/l Hệ số tỉ lệ hòa tan không khí vào nước ở áp suất P được chọn là f = 0,7 Áp suất trong bình áp lực được tính bằng đơn vị atm.

R: lưu lượng nước tuần hoàn, R = 500 m 3 /ngày

Q: Lưu lượng nước thải cần xử lý, Q = 1000 m 3 /ngày

C : nồng độ chất rắn lơ lửng, C C = C TSS = 360 mg/L ra

Vậy P = 2,81 atm = 284 kPa ( thuộc trong khoảng 270 – 350 kPa)

Thể tích bồn áp lực: al al R

R: lưu lượng nước tuần hoàn, R = 500 m 3 /ngày = 20,83 m 3 /h

T : thời gian lưu nước trong bồn áp lực, chọn al T = 3 phút = 0,05 h al Vậy V al 20,83 0,05 = 1 m 3 Đường kính bồn áp lực là: al al al

V : thể tích bồn áp lực, al V al = 1m 3 hal: chiều cao của bồn áp lực, hal = 2 m

Tính toán công suất máy nén khí:

Lưu lượng không khí cần thiết là: q l A 

Trong đó: l: cường độ làm thoáng, l = 15 - 20 m 3 m 2 /h, chọn l = 18 m 3 m 2 /h

Công suất máy nén khí là:

N: công suất máy nén khí, kW

Qtn: lưu lượng nước thải vào tuyến nổi, Qtn = 1500 m 3 /ngày P: áp suất trong bồn áp lực, P = 2,81 atm q: lưu lượng không khí, q 562,5 m 3 /h η: hiệu suất máy nén khí, chọn η = 80%

Chọn máy nén khí có công suất 2 Hp

Tính bơm tuần hoàn nước từ bể tuyến nổi qua bồn áp lực:

R: lưu lượng nước tuần hoàn, R= 500 m 3 /ngày đêm = 0,0058 m 3 /s

⍴: khối lượng riêng của nước, ⍴ = 1000 kg/m 3 g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s 2

H: chiều cao cột áp, chọn H = 8 mH2O

: hiệu suất máy bơm, chọn  0,9

Chọn bơm có công suất 1 Hp Đường kính ống dẫn nước tuần hoàn:

R: lưu lượng nước tuần hoàn, R= 500 m 3 /ngày đêm = 0,0058 m 3 /s

V: vận tốc nước thải trong ống, V = 1 – 2 m/s, chọn V = 1,5 m/s

Thông số của nước thải sau khi đi qua giai đoạn 2 bao gồm: bể keo tụ tạo bông, bể tuyến nổi

Lượng SS còn lại với hiệu quả = 90%: ra (36 ) 36

Lượng dầu mỡ còn lại với hiệu quả = 90%: daumo

Lượng chất thải thu được mỗi ngày là:

SS: lượng chất rắn lơ lững bị giữ lại, SS = 324 mg/L

Cdaumo: lượng dầu mỡ bị giữ lại, C daumo = 126 mg/L

Qtn: lưu lượng nước tổng cộng vào bể tuyến nổi, Q tn = 1500 m 3 /ngày

Bảng 4.5: Các thông số thiết kế bể tuyến nổi

1 Chiều sâu phần tuyến nổi m 2

2 Chiều sâu phần lắng bùn m 0,5

4 Chiều cao bể tuyến nổi m 3

5 Chiều rộng bể tuyến nổi m 4,5

6 Chiều dài bể tuyến nổi m 7,4

7 Thể tích bể tuyến nổi m 3 100

8 Thời gian lưu nước bể tuyến nổi phút 60

9 Chiều cao bồn áp lực m 1,3

10 Đường kính bồn áp lực m 0,8

11 Thể tích bồn áp lực m 3 1

12 Công suất máy nén khí Hp 2

13 Công suất bơm tuần hoàn nước Hp 1

14 Đường kính ống tuần hoàn nước mm 75

Tính bể UASB

Nước thải sau khi được xử lý qua bể tuyến nổi sẽ được chuyển đến bể UASB, nơi có chức năng chính là loại bỏ các hợp chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học Bể UASB cũng giúp biến đổi các chất hữu cơ không phân hủy sinh học thành các chất đơn giản hơn, góp phần cải thiện chất lượng nước thải.

Nước thải sau khi xử lý bằng công trình UASB đạt hiệu quả xử lý BOD và COD rất cao, có thể lên đến 80%

Hàm lượng COD trong nước thải dẫn vào bể UASB là 2800 mg/l

Hàm lượng COD trong nước thải ở đầu ra cần đạt 1260 mg/l

Vậy hiệu quả xử lí cần đạt của bể UASB là: v r v

Tỷ lệ chất dinh dưỡng N, P theo COD là COD : N : P = 350 : 5 : 1

Lượng COD được các vi sinh vật chuyển hóa thành khí là:

Như vậy lượng Nito cần cung cấp:

Lượng Photpho cần cung cấp :

Lượng Nitơ còn lại sau bể UASB:

Lượng Photpho dư sau bể UASB :

Bể tuyến nổi Bể UASB Bể anoxic-aerotank

Lượng COD cần khử một ngày là : r v

Tính thể tích bể UASB:

Thể tích phần xử lý kị khí là: y

G: là lượng COD cần xử lý trong 1 ngày, G = 1540 kg/ngày a: tải trọng COD hằng ngày, chọn a = 8 kg COD/m 3 ngày

 8  m 3 Diện tích bể mặt cần thiết là:

Q: là lưu lượng nước thải, Q = 1000 m 3 /ngày v: vận tốc đi lên của nước trong bể, v = 0,6 – 0,9 m/h, chọn v = 0,9 m/h

 m 2 Chọn chiều rộng bể là B = 5,5 m, chiều dài bể là L = 8,5 m

Chiều cao phần xử lý kị khí là: y 1 h V

Vy: thể tích phần xử lý kị khí, Vy = 192,5 m 3

F: diện tích bể mặt cần thiết, F = 46,3 m 2

Chọn chiều cao vùng lắng là: h2 = 1,2 m

Chọn chiều cao bảo vệ là: h3 = 0,3 m

Vậy chiều cao xây dựng bể UASB là:

Thể tích toàn bộ bể UASB là:

Thời gian lưu nước của bể là:

Tính toán phần ngăn lắng:

Nước trước khi vào ngăn lắng sẽ được tách khí bằng các tấm chắn khí đặt nghiêng so với phương ngang một góc từ 45 - 60 0 Chọn góc này là 50 0

Bể được chia làm 2 ngăn lắng, chiều dài mỗi ngăn:

Chiều cao phần lắng là: m 3 tan 50 l tan 50 4,25 h h 0,3 1,8

Kiểm tra chiều cao phần ngăn lắng: hm 1,8

Vậy chiều cao phần máng lắng đảm bảo chiều cao thiết kế

Kiểm tra thời gian lưu nước trong ngăn lắng: m 3

Vậy thời gian lưu nước trong ngăn lắng đảm bảo yêu cầu thiết kế

Khi thiết kế bể, cần chọn khe hở giữa các tấm chắn khí và giữa tấm chắn khí với tấm hướng dòng có kích thước giống nhau Tổng diện tích các khe hở nên chiếm từ 15% đến 20% diện tích bể, với tỷ lệ cụ thể là Skhe = 16% Sbể Trong bể, có tổng cộng 4 khe hở, do đó diện tích mỗi khe sẽ được tính toán dựa trên tỷ lệ này.

Bề rộng một khe hở là: khe khe

Tính toán tấm chắn khí:

Chiều dài tấm chắn khí bằng chiều rộng bể, l1 = B = 5,5 m

Vậy chiều rộng là: 1 h m h 2 1,8 1,2 b 0,8 sin50 sin50

Chiều dài tấm chắn khí bằng chiều rộng bể, l2 = B = 5,5 m

Chọn khoảng cách để mí giữa 2 tấm chắn khí là: Δl = 0,2 m

Vậy chiều rộng là: 2 h m h 3 1,8 0,3 b 2,7 sin50 sin50

Tấm hướng dòng cũng được đặt nghiêng so với phương ngang một góc 50 o và cách tấm chắn khí dưới là rkhe = 0,3 m

Chiều dài tấm hướng dòng là: lhd = B = 5,5 m

Khoảng cách từ đỉnh tam giác của tấm hướng dòng đến tấm chắn dưới: rkhe 0,3 d 0,4 cos(90 50 ) cos(90 50 )

  m Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở từ 10 – 20 cm Chọn mỗi bên nhô ra là dn = 15 cm

Như vậy, chiều rộng của tấm hướng dòng là:

Tính toán máng thu nước:

Diện tích mặt cắt ướt của máng: m m

Q: lưu lượng nước vào máng, Q = 1000 m 3 /ngày

Vm: vận tốc nước chảy trong máng, Vm = 0,6 - 0,7 m/s, chọn Vm = 0,7 m/s

Chọn chiều cao máng là hm = 120 mm

Chọn chiều rộng máng là Bm = 150 mm

Chiều dài máng bằng chiều rộng bể Lm = 5,5 m

Tính toán lượng khí sinh ra:

Lưu lượng khí sinh ra trong một giờ là:

Trong đó: m: lượng khí sinh ra khi phân hủy 1 kg COD, chọn m = 0,5 m 3 /kg COD

G: lượng COD Q k m G cần khử mỗi ngày, G = 1540 kg COD/ngày

Trong tổng toàn bộ thể tích khi sinh ra thì CH4chiếm 75% thể tích, vậy lượng khí CH4 sinh ra là: me tan k

Q 75% Q 75% 770 578  m 3 /ngày Đường kính của ống thu khí là:

Qk: là lưu lượng khí sinh ra, Qk = 770 m 3 /ngày

V: vận tốc khí trong ống, V = 10 – 20 m/s, chọn V = 15 m/s

Tính toán ống phân phối nước trong bể UASB:

   đầu, với 2 m 2 diện tích bề mặt, ta bố trí 1 đầu phân phối nước

Chọn 5 nhánh, mỗi nhánh có 5 đầu phân phối nước Đường kính ống phân phối nước là:

Q: là lưu lượng nước thải, Qk = 1000 m 3 /ngày

V: vận tốc nước trong ống, V = 1 – 2 m/s, chọn V = 1,5 m/s

Tính toán lượng bùn sinh ra:

Lượng sinh khối hình thành mỗi ngày là:

Y : hệ số sản lượng bùn, Y = 0,6 mg VSS/mg BOD5

BODv : hàm lượng COD trong nước thải dẫn vào UASB là 2800 mg/l

BODr: hàm lượng BOD hòa tan đi ra từ bể UASB là 1260 mg/L

 c : thời gian lưu bùn, theo quy phạm 60 – 90 ngày, chọn  c = 60 ngày kd: hệ số phân huỷ nội bào, chọn kd = 0,025 ngày -1

Lượng bùn sinh ra mỗi ngày w  X ss

Px : lượng sinh khối hình thành mỗi ngày, Px = 370 kg VSS/ngày

Css: nồng độ bùn trong bể, chọn Css = 50 kg/m 3

Bảng 4.6: Tóm tắt các thông số thiết kế bể UASB

5 Thời gian lưu nước của bể h 5,8

7 Thời gian lưu nước trong ngăn lắng h 1,7

8 Chiều dài tấm chắn khí 1 m 5,5

9 Chiều rộng tấm chắn khí 1 m 0,8

10 Chiều dài tấm chắn khí 2 m 5,5

11 Chiều rộng tấm chắn khí 2 m 2,7

12 Chiều dài tấm hướng dòng m 5,5

13 Chiều rộng tấm hướng dòng m 1,1

14 Chiều cao máng thu nước m 0,12

15 Chiều rộng máng thu nước m 0,15

16 Chiều dài máng thu nước m 5,5

17 Đường kính ống thu khí mm 32

18 Số đầu phân phối nước đầu 25

20 Đường kính ống phân phối nước mm 50

21 Lượng bùn sinh ra mỗi ngày m 3 /ngày 7,4

Thông số của nước thải sau khi đi qua giai đoạn 2 bao gồm: bể UASB

Lượng dầu mỡ còn lại với hiệu quả = 50%: daumo

Lượng N còn lại với hiệu quả = 98%:

Lượng P còn lại với hiệu quả = 80%: ra (12 ) 2, 4

Tính anoxic-aerotank

Cụm bể anoxic kết hợp aerotank có nhiệm vụ chính là xử lý hầu như hoàn toàn lượng Nitơ (N) và Phospho (P) có trong nước thải, đồng thời còn giảm thiểu đáng kể COD và BOD.

Trong quá trình xử lý nước thải, lượng Nito được chuyển đổi từ N-NH4+ thành N-NO3- trong bể aerotank, sau đó tiếp tục chuyển đổi từ N-NO3- thành N2 trong bể anoxic Việc đặt bể anoxic trước bể aerotank giúp loại bỏ nhu cầu bổ sung chất hữu cơ, tối ưu hóa quy trình xử lý.

DO dễ kiểm soát trong quá trình hoạt động

Hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu vào là 929 mg/l

Hàm lượng BOD5 trong nước thải ở đầu ra cần đạt 20 mg/l

Hàm lượng N trong nước thải đầu vào là 320 mg/l

Hàm lượng N trong nước thải ở đầu ra cần đạt 10 mg/l

Tính bể aerotank: chọn bể aerotank khử BOD kết hợp nitrat hóa

Tính thời gian lưu bùn:

Tốc độ tăng trưởng đối đa của vi sinh vật nitrat hóa ở 25 o C: o o

 : tốc độ tăng trưởng đối đa của vi sinh vật nitrat hóa ở 20 o C, nm,20 C o = 0,75 g/g.ngày

Bể tuyến nổi Bể anoxic-aerotank Bể lắng

Hằng số bán vận tốc ở 25 o C: o o

K : hằng số bán vận tốc ở 20 o C, Kn,20 C o = 0,74 g/m 3

Hệ số phân hủy nội bào của vi sinh vật nitrat hóa ở 25 o C: o o

K : hệ số phân hủy nội bào của vi sinh vật nitrat hóa ở 25 o C, Kdn,20 C o = 0,08 g/m 3

Tốc độ sinh trưởng riêng của vi sinh vật nitrat hóa là:

 : tốc độ tăng trưởng đối đa của vi sinh vật nitrat hóa ở 25 o C, nm,25 C o = 1,05 g/g.ngày n,25 C o

K : hằng số bán vận tốc ở 25 o C, Kn,25 C o = 0,96 g/m 3 dn,25 C o

K : hệ số phân hủy nội bào của vi sinh vật nitrat hóa ở 25 o C, Kdn,25 C o = 0,1 g/g.ngày

Ko: hệ số ức chế oxy, chọn Ko = 0,6 g/m 3

DO: hàm lượng oxy hòa tan trong nước, chọn DO = 2 mg/l

N: hàm lượng N-NH4 + có trong nước thải đầu ra, N-NH4 + = 0,5 mg/l

Thời gian lưu bùn theo lý thuyết là:

Thời gian lưu bùn theo thiết kế là:

Phù hợp với thông số thiết kế của bể aerotank khử BOD kết hợp nitrat hóa, SRT 8 - 20 ngày

Hàm lượng COD có khả năng phân hủy sinh học là:

Nồng độ giới hạn phát triển chất nền trong nước thải là:

m: tốc độ tăng trưởng đối đa của vi sinh vật nitrat hóa ở 25 o C,  m = 3,5 g/g.ngày

Ks: hằng số bán tốc độ, chọn Ks = 20 g/m 3

SRT: thời gian lưu bùn, SRT = 8 ngày kd: hệ số phân huỷ nội bào, chọn kd = 0,06 ngày -1

Xác định lượng sinh khối sinh ra theo lượng vi sinh: o ht n X x,vss d d,n

S 0: hàm lượng bCOD, bCOD = 1114 mg/l

S: nồng độ giới hạn phát triển chất nền trong nước thải là:, S 1,12 mg/l

Yn: Hiệu suất tăng trưởng sinh khối dựa trên Nito, Yn = 0,12 g VSS/gNOx

NOx : hàm lượng Nito bị oxy hóa thành Nitrat, NOx = 288 mg/l kdn: Hệ số phân hủy nội bào của vi sinh vật nitrat hóa tại T = 25 0 C,k dn 0,1 g/g.ngày

Thể tích bể aerotank: x,vss hk

P : lượng sinh khối sinh ra, P x,vss = 393592 kg VSS/ngày

SRT: thời gian lưu bùn, SRT = 8 ngày

X : nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính, X = 3000 mg/l

Thời gian lưu nước của bể Aerotank: hk 24h tb

Chọn chiều cao hữu ích của bể Hlv = 6,2 m, chiều cao bảo vệ là Hbv = 0,3 m

Vậy chiều cao tổng cộng của bể: Htc = 6,5 m

Tỉ số B : H = 1:1 – 2:1, vậy chiều rộng của bể là: B = 10 m

Kiểm tra tỷ số F/M và tải trọng hữu cơ:

Tỷ số F/M xác định theo công thức sau: o hk

Q: lưu lượng nước vào bể, Q = 1000 m 3 /ngày

Vhk: thể tích bể aerotank, Vhk = 1050 m 3

 (ngày -1 ) Giá trị này nằm trong khoảng tối ưu 0,2 – 0,6 (ngày -1 )

Tải trọng thể tích: o BOD hk

Vhk: thể tích bể aerotank, Vhk = 1050 m 3

Giá trị này nằm trong khoảng tối ưu 0,8 – 1,9 kgBOD / m ngày 3

Tính lượng nhu cầu oxy và lượng không khí cung cấp cho quá trình bùn hoạt tính

Xác định lượng sinh khối sinh ra:

S 0: hàm lượng bCOD trong nước thải, bCOD = 1114 mg/l

Yn: Hiệu suất tăng trưởng sinh khối dựa trên Nito, Yn = 0,12 g VSS/gNOx

NOx : hàm lượng Nito bị oxy hóa thành Nitrat, NOx = 288 mg/l kdn: Hệ số phân hủy nội bào của vi sinh vật nitrat hóa tại T = 25 0 C, k dn 0,1 / g g d

Hàm lượng NOx trong nước thải là:

TKN: tổng hàm lượng nito, TKN = 320 mg/l

Ne: nồng độ N-NO3 - trôi ra ngoài, Ne= 1 mg/l

Px,bio: lượng sinh khối sinh ra, Px,bio = 47940 kg VSS/ngày

Lượng oxy cần thiết được tính theo công thức: t 0 x,bio x

NOx : hàm lượng Nito bị oxy hóa thành Nitrat, NOx = 280 mg/l

Px,bio: lượng sinh khối sinh ra, Px,bio = 47940 kg VSS/ngày

Lượng không khí cần thiết được tính theo công thức: t k

OCt: lượng oxy cần thiết, OCt = 707 kg O2.ngày f: hệ số an toàn, f = 1,5 – 2, chọn f = 1,5

OU: công suất hòa tan của thiết bị, chọn OU = 0,0315 kg O2/m 3 m với độ sâu ngập nước của ống sục khí là 4,5 m

Công suất máy thổi khí:

Khối lượng không khí mà hệ thống cung cấp trong 1 giây là:

⍴ = 1,29 kg/m 3 là khối lượng riêng của không khí,

Qk = 33667 m 3 /ngày = 0,39 m 3 /s là lưu lượng khí

Vậy G 1, 29 0,39 0,5   kg/s Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí:

Trong hệ thống ống dẫn, tổn thất áp lực bao gồm tổn thất do ma sát (hd, hc) dọc theo chiều dài ống và tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh, với tổng tổn thất được chọn là h d + h c = 0,4 m Ngoài ra, tổn thất qua các lỗ phân phối (hf) được xác định là 0,5 m.

H: Độ sâu ngập nước của ống sục khí, chọn H = 4,5 m

Vậy H d 0, 4 0,5 4,5 5, 4   m Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra:

Chọn số lượng 4 máy thổi khí làm việc cùng lúc

Công suất máy thổi khí được tính theo công thức:

P – Công suất máy thổi khí, kW

G – Khối lượng không khí mà hệ thống cung cấp trong 1 giây, G = 0,5 kg/s

R – hằng số khí lý tưởng, R = 8,314 kJ/Kmol o K

T1 – Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào, T1 = 298 o K

P1 – Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 = 1 atm

P2 – Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra, P1 = 1,53 atm n – Hằng số, n = 0,283 η – Hiệu suất của máy thổi khí, chọn η = 80%

Chọn số lượng 4 máy thổi khí có công suất 8 Hp

Tính số lượng đĩa phân phối khí:

Chọn đĩa phân phối khí tinh EDI bọt mịn có lưu lượng là 5 – 9,5 m 3 /h Chọn lưu lượng là 5 m 3 /h

Số đĩa phân phối khí: k d

Qk = 33667 m 3 /ngày = 1403 m 3 /h là lưu lượng khí

Qd- là lưu lượng đĩa phân phối khí, Q d = 9 m 3 /h

Chọn 17 ống nhánh, mỗi nhánh gồm 10 đĩa

Tính toán đường ống phân phối khí: Ống chính dẫn khí từ máy thổi khí đến ống nhánh

Ta có 2 đường ống dẫn khí chính Đường kính của mỗi ống chính là: k chinh chinh

Vchinh: vận tốc khí trong ống chính, Vchinh = 10 – 25 m/s( TCVN 51: 2008), chọn

Chọn ống nhựa àPVC của cụng ty Bỡnh Minh với đường kớnh là 140 mm Ống nhánh phân phối vào bể:

Lưu lượng khí vào từng ống nhánh

 20  m 3 /s Đường kính của ống nhánh là: nhanh n nhanh

Qn- là lưu lượng khí nén phân phối vào 1 ống nhánh, Q n = 0,02 m 3 /s

Vnhanh – Vận tốc khí trong ống nhánh, Vnhánh = 5 – 20 m/s, chọn Vnhanh = 15 m/s

Tính toán lưu lượng bùn thải bỏ mỗi ngày:

Hệ số tạo bùn từ BOD5: obs 1 d c

SRT: thời gian lưu bùn, SRT = 8 ngày

Y : hệ số sản lượng bùn, Y = 0,6 mg VSS/mg BOD5 kd: hệ số phân huỷ nội bào, chọn kd = 0,06 ngày -1

Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5 tính theo MLVSS: x(vss) obs o ht

Yobs: hệ số tạo bùn từ BOD5, Y obs 0,38 mg/mg

Ta có: tỷ số giữa chất rắn lơ lửng bay hơi MLVSS so với lượng chất rắn lơ lửng MLSS là MLVSS 0,8

Tổng cặn lơ lửng sinh ra là: x ( vss) x (ss)

 0,8 (kg/ngày) Trong đó: x(vss)

P : lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5 ,P x(vss) = 351 kg/ngày

0,8: tỷ số giữa chất rắn lơ lửng bay hơi MLVSS so với lượng chất rắn lơ lửng MLSS

Giả sử bùn dư được xả bỏ vào bể nén bùn có hàm lượng chất rắn 0,8% và khối lượng riêng 1,008 kg/l, thì lượng bùn dư đưa về bể nén bùn được tính bằng công thức x (ss) w.

Tính hệ số tuần hoàn bùn từ bể lắng về bể aerotank:

Hình Sơ đồ lưu lượng, nồng độ qua bể aerotank và bể lắng

Cân bằng vật chất cho bể Aerotank:

X0: Hàm lượng cặn lơ lửng đầu vào, mg/l

Q: Lưu lượng nước vào bể, m 3 /ngày

Qr: Lưu lượng bùn tuần hoàn, m 3 /ngày

Xu: Hàm lượng SS của lớp bùn lắng, bùn tuần hoàn = 8000 mg MLSS/l

X: Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aerotank = MLVSS/0,8 = 3000/0,8 = 3750 mg MLSS/l

Giả sử X0 = 0 và Qr = αQ, chia 2 vế cho Q ta được biểu thức: u

Trong đó: α là hệ số tuần hoàn, Q r

  Q Vậy lưu lượng tuần hoàn bùn:

Tính toán đường kính ống dẫn nước thải từ bể Aerotank vào bể lắng:

78 Đường kính của ống dẫn nước thải là:

Qr: là lưu lượng nước thải, Qr = 1880 m 3 /ngày = 0,022 m 3 /s

V: vận tốc nước thải, V = 1 – 2 m/s, chọn V = 2 m/s

Tính toán đường kính ống dẫn nước tuần hoàn từ bể Aerotank vào bể Anoxic: Đường kính của ống dẫn nước tuần hoàn là: th

Q: là lưu lượng nước thải, Q = 0,012 m 3 /s

Tính bơm nước thải tử bể aerotank về bể anoxic:

Q tb : lưu lượng nước thải, Q tb 24h = 41,67 m 3 /h = 0,012 m 3 /s

Chọn bơm có công suất 2 Hp

Bảng 4.7: Các thông số thiết kế bể Aerotank

1 Chiều cao làm việc bể aerotank m 6,2

2 Chiều cao bảo vệ bể aerotank m 0,3

7 Thời gian lưu bùn ngày 8

8 Thời gian lưu nước ngày 1,05

9 Lưu lượng bùn tuần hoàn m 3 /ngày 880

11 Tỉ trọng thể tích kg BOD/ m 3 ngày 1,1

12 Công suất máy thổi khí Hp 8

13 Số máy thổi khí cái 4

14 Số đĩa phân phối khí đĩa 170

16 Đường kính ống chính mm 140

17 Đường kính ống nhánh mm 40

18 Đường kính ống nước qua công trình tiếp mm 125

19 Đường kính ống tuần hoàn nước mm 90

20 Bơm tuần hoàn nước Hp 2

Tỉ lệ tuần hoàn từ bể Aerotank về bể Anoxic được tính theo công thức:

R: tỉ lệ dòng tuần hoàn bùn từ bể lắng về bể Anoxic,  0,88

NOx: nồng độ NO 3  trong dòng vào bể anoxic từ dòng tuần hoàn của bể aerotank,

Ne: nồng độ NO 3  trong dòng ra bể anoxic, Ne = 10 mg/l

Trong nước thải, có hai dạng ni-tơ: ni-tơ phân hủy được và ni-tơ không phân hủy được Ni-tơ không phân hủy được thường chiếm từ 10% đến 30% tổng lượng ni-tơ, với tỷ lệ trung bình là 20% Do đó, lượng ni-tơ không phân hủy được trong nước thải có thể tính toán là 15% của tổng ni-tơ, tương đương với 48 mg/l.

 (chấp nhận vì IR: tỉ lệ dòng tuần hoàn từ Aerotank về Anoxic, theo Metcalf & Eddy: IR = 2 – 4 )

Lưu lượng nước tuần hoàn từ bể aerotank về bể anoxic là:

Tổng lưu lượng nước tuần hoàn về bể anoxic là:

Lưu lượng NOx tuần hoàn về bể anoxic là:

Xác định thể tích bể Anoxic:

Xác định tỉ lệ khử Nitrat (SDNR) ở 25 0 C:

SDNRb: tốc độ tăng trưởng riêng của vi sinh vật khử nitrat, tra đồ thị 8-23, sách Metcalf & Eddy, 2003 với tỉ lệ rbCOD/bCOD là 50%, ta có SDNRb = 0,29

Hiệu suất xử lí NO 3  trong bể Anoxic:

NOx: nồng độ NO 3  trong dòng vào bể anoxic từ dòng tuần hoàn của bể aerotank,

Ne: nồng độ NO 3  trong dòng ra bể anoxic, Ne = 58 mg/l

Lượng NOX được xử lý trong bể anoxic là:

Thể tích bể anoxic là:

NOx,r: lượng NOX được xử lý trong bể anoxic, NOx,r = 653 kg/ngày

SDNR: tỉ lệ khử nitrat, SDNR = 0,33 g/g.ngày

Thời gian lưu của bể Anoxic là:

Chọn chiều cao bể Hb = 5 m Chiều cao bảo vệ Hbv = 0,3 m

Chiều cao bể: H = Hb + Hbv = 5 + 0,3 = 5,3 m

Tỷ số F/M xác định theo công thức sau: o tk

Vtk: thể tích bể aerotank, Vhk = 660 m 3

Xb : nồng độ sinh khối hoạt tính, Xb = 3000 mg/l

 (ngày -1 ) Giá trị này nằm trong khoảng tối ưu 0,2 – 0,6 (ngày -1 )

Xác định nồng độ Phophate đầu ra: Trong nước thải Photpho vô cơ chiếm 70%

Nồng độ Phophate đầu vào = 12 × 0,7 = 8,4 mg/l

Trong sinh khối bùn sinh ra lượng Photpho chiếm 5% khối lượng, vậy lượng Photphat còn lại: M P 8, 4 P X(ss) 5% 8, 4 109,5 5% 2,9

     < 4 mg/l => Đạt tiêu chuẩn đầu ra

Hiệu suất xử lí P trong bể Anoxic:

Tính toán cánh khuấy chìm cho bể Anoxic:

Trong bể, ta lắp đặt 2 cánh khuấy chìm, công suất máy khuấy:

Chọn máy khuấy trộn chìm Evergush EFM 30T, công suất 2 Hp

Tính toán đường ống dẫn nước thải từ bể Anoxic qua bể Aerotank: Đường kính của ống là:

Q: là lưu lượng nước thải, Q = 1000 m 3 /ngày

Bảng 4.7: Tóm tắt các thông số thiết kế bể Anoxic

1 Chiều cao làm việc bể anoxic m 5

2 Chiều cao bảo vệ bể anoxic m 0,3

9 Công suất máy khuấy chìm Hp 2

10 Đường kính ống dẫn nước từ bể anoxic qua bể aerotank mm 90

Tính bể lắng

Hỗn hợp nước và bùn từ bể aerotank được chuyển đến bể lắng, nơi bùn lắng xuống và tách ra khỏi nước Một phần bùn sẽ được tuần hoàn trở lại bể anoxic để duy trì nồng độ chất rắn lơ lửng, trong khi phần còn lại sẽ được chuyển đến bể chứa bùn.

Khi lựa chọn bể lắng, bể lắng ly tâm là một sự lựa chọn tối ưu Tải trọng bề mặt phù hợp cho bùn hoạt tính được khuyến nghị là LA = 20 m³/m².ngày, trong khi tải trọng chất rắn nên duy trì ở mức LS = 5,5 kg/m².h.

Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt:

Q : lưu lượng trung bình ngày, Q = 1000 m 3 /ngày

LA: tải trọng bề mặt, LA = 20 m 3 /m 2 ngày

Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn là:

Q : lưu lượng trung bình ngày, Q = 1000 m 3 /ngày

Qr: lưu lượng bùn tuần hoàn, Qr = 880 m 3 /ngày

Bể anoxic-aerotank Bể lắng Bể khử trùng

LS: tải trọng chất rắn, LS = 5,5 kg SS/m 2 h

MLSS: lượng chất rắn lơ lửng, MLSS = 3750 mg/l

Do AL < AS, vậy diện tích bề mặt lắng tính theo tải trọng chất rắn Đường kính bể lắng:

 = 8 m Đường kính ống trung tâm: d 20%D 20% 8 1,6    m

Chọn chiều cao hữu ích của bể lắng là hL= 4 m,

Chọn chiều cao lớp bùn lắng hb= 0,7 m

Chọn chiều cao bảo vệ hbv= 0,3 m

Vậy chiều cao tổng cộng của bể lắng:

Chọn độ dốc của đáy bể là 5%

Chiều cao ống trung tâm; h 60%h L 60% 4 2, 4  m

87 d: đường kính ống trung tâm, d = 1,6 m hL: chiều cao hữu ích của bể lắng là hL= 4 m

VL : thể tích phần lắng, VL = 193 m 2

Q: lưu lượng nước thải, Q = 1000 m 3 /ngày

Thể tích bể chứa bùn: b   b

A : diện tích bề mặt bể lắng, A = 53,4 m 2 hb : chiều cao lớp bùn lắng, hb= 0,7 m

Thời gian lưu giữ bùn trong bể:

Vb : thể tích bể chứa bùn, Vb = 37,4 m 3

Qw: lưu lượng bùn thải, Q = 54 m 3 /ngày

Máng thu nước đặt ở vòng tròn, có đường kính bằng 0,8 đường kính bể:

Chiều dài máng thu nước:

Chọn bề rộng răng cưa là 40 mm

Chọn bề rộng khe là 150 mm

Chọn chiều sâu khe là 75 mm

Chọn chiều cao máng là 200 mm Ống dẫn nước thải qua công trình kế tiếp: Đường kính của ống là:

Chọn ống nhựa àPVC của cụng ty Bỡnh Minh với đường kớnh là 90 mm Ống dẫn bùn sang bể nén bùn: Đường kính của ống là:

Qw: là lưu lượng bùn thải, Qw = 54 m 3 /ngày

Tính bơm bùn đến bể nén bùn

Qw: là lưu lượng bùn thải, Qw = 54 m 3 /ngày

Chọn 2 bơm làm việc thay phiên nhau có công suất 1 Hp

Tính toán đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn từ bể lắng vào bể Anoxic: Đường kính của ống dẫn bùn tuần hoàn là: th

Q: là lưu lượng bùn tuần hoàn, Q = 0,01 m 3 /s

Tính bơm bùn tuần hoàn tử bể lắng về bể anoxic:

Q: lưu lượng bùn tuần hoàn, Q = 0,01 m 3 /s

⍴: khối lượng riêng của nước, ⍴ = 1000 kg/m 3 g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s 2

Chọn 2 bơm có công suất 2 Hp, 1 bơm làm việc, 1 bơm nghỉ

Bảng 4.8: Tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng

1 Chiều cao hữu ích bể lắng m 4

2 Chiều cao lắng bùn bể lắng m 0,7

3 Chiều cao bảo vệ bể lắng m 0,3

6 Đường kính ống trung tâm bể lắng m 1,6

8 Chiều cao ống trung tâm bể lắng m 2,4

10 Thời gian lưu giữ bùn h 0,96

11 Đường kính máng thu nước m 6,4

13 Bề rộng răng cưa mm 40

17 Ống dẫn nước thải qua công trình kế mm 90

18 Ống dẫn bùn qua bể nén bùn mm 32

19 Bơm bùn qua bể nén bùn Hp 1

20 Đường kính ống tuần hoàn bùn mm 90

21 Bơm tuần hoàn bùn Hp 2

Thông số của nước thải sau khi đi qua giai đoạn 3 bao gồm: bể anoxic - aerotank, bể lắng

BODra 929 929 98% 20 mg/l Lượng COD còn lại với hiệu quả = 98%:

CODra 1260 1260 98% 25,2 mg/l Lượng dầu mỡ còn lại với hiệu quả = 50%: daumo

Lượng N còn lại với hiệu quả = 98%:

Lượng P còn lại với hiệu quả = 80%: ra (12 ) 2, 4

Tính bể nén bùn

Cặn tươi từ bể lắng có độ ẩm cao, từ 92 – 96% đối với cặn tươi và 99,2 – 99,7% đối với bùn hoạt tính, do đó cần giảm độ ẩm và thể tích trước khi xử lý tiếp Bể nén bùn có nhiệm vụ giảm độ ẩm của bùn hoạt tính dư thông qua quá trình lắng (nén) cơ học, nhằm đạt độ ẩm thích hợp từ 95 – 97% cho các quy trình xử lý bùn tiếp theo.

Diện tích của bể nén bùn đứng được tính dựa theo công thức:

Qw : lưu lượng bùn dư cần xử lý mỗi ngày: Qw = 54 (m 3 /ngày) qo: tải trọng bể nén bùn (m 3 /m 2 h), chọn qo = 0,3 m 3 /m 2 h

F  m 2 Đường kính của bể nén bùn :

D   m Đường kính ống trung tâm:

     d D m Đường kính phần loe của ống trung tâm:

Bể lắng Bể nén bùn Máy ép bùn

Chiều cao công tác của bể nén bùn :

Trong đó: t : thời gian nén bùn t = 10 -12 h, Chọn t = 10 h qo: tải trọng bể nén bùn (m 3 /m 2 h), chọn qo = 0,3 m 3 /m 2 h Vậy H 0,3 10 3  m

Chọn chiều cao từ mực nước đến thành bể, h1 = 0,3 m

Chọn chiều cao lớp bùn, h2 = 0,3 m

Chọn chiều cao phần chóp đáy bể, h3 = 1 m

Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn :

Thể tích bể nén bùn:

D : đường kính bể nén bùn, D = 3 m

Htc : chiều cao bể nén bùn, Htc = 4,6 m

Máng thu nước Đường kính máng thu nước:

Chiều dài máng thu nước:

Lượng nước tách ra khỏi bùn:

Lượng bùn sau khi nén: w 4, 2% w 54 4, 2% 54 51,7

Chọn bề rộng răng cưa là 40 mm

Chọn bề rộng khe là 150 mm

Chọn chiều sâu khe là 75 mm

Chọn chiều cao máng là 200 mm Ống dẫn nước đi: Đường kính của ống là:

Q: là lưu lượng nước thải ra sau nén, Q = 2,3 m 3 /ngày

Chọn ống nhựa àPVC của cụng ty Bỡnh Minh với đường kớnh là 16 mm Ống dẫn bùn sang máy ép bùn: Đường kính của ống là:

Q: là lưu lượng bùn, Q = 51,7 m 3 /ngày

Tính công suất bơm hút bùn :

Qb: là lưu lượng bùn sau khi nén, Qb = 52 m 3 /ngày

⍴: khối lượng riêng của nước, ⍴ = 1000 kg/m 3

Chọn 2 bơm có công suất 1 Hp, 1 bơm làm việc, 1 bơm nghỉ

Bảng 4.9: Tóm tắt các thông số thiết kế bể nén bùn

2 Chiều cao mực nước đến thành m 0,3

4 Chiều cao phần chóp đáy bể m 1

5 Chiều cao bể nén bùn m 4,6

6 Đường kính bể nén bùn m 3

7 Thể tích bể nén bùn m 3 32,5

8 Đường kính ống trung tâm m 0,3

9 Đường kính phần loe của ống trung tâm m 0,4

11 Đường kính máng thu nước m 2,4

13 Bề rộng răng cưa mm 40

17 Đường ống dẫn nước đi mm 16

18 Đường ống dẫn bùn thải mm 32

19 Công suất bơm hút bùn Hp 1

Tính máy ép bùn

Cặn sau khi qua bể nén bùn có nồng độ từ 3 – 8% cần được đưa qua máy ép bùn để giảm độ ẩm xuống còn 70 – 80%, tương ứng với nồng độ cặn khô từ 20 – 30% Việc này nhằm giảm khối lượng bùn vận chuyển ra bãi thải, làm cho cặn khô dễ chôn lấp và cải tạo đất hơn so với cặn ướt Ngoài ra, quy trình này còn giúp giảm lượng nước bẩn có thể thấm vào nước ngầm tại bãi thải, đồng thời hạn chế mùi khó chịu và độc tính.

Lưu lượng cặn đến lọc ép dây đai:

Qw : lưu lượng bùn dư cần xử lý mỗi ngày: Qw = 54 (m 3 /ngày)

P1: độ ẩm của bùn dư, P1 = 99,2%

P2: độ ẩm của bùn sau khi nén ở bể nén bùn, P2 = 95%

Giả sử lượng bùn sau khi nén có nồng độ Cb = 50 kg/m 3 , lượng cặn đưa đến máy ép bùn là: b b

Máy làm việc 6h trong 1 ngày, 1 tuần làm việc 3 ngày

Lượng cặn đưa đến máy trong 1 tuần: 432 7 3024  kg

Bể nén bùn Máy ép bùn Làm phân bón

Lượng cặn đưa đến máy trong 1h:

Tải trọng cặn trên 1m rộng của băng tải do động trong khoảng 90 – 680 kg/m chiều rộng băng giờ Chọn băng tải có công suất 350 kg/m rộng giờ

Chọn máy có chiều rộng 0,5m và năng suất 350 kg/m rộng giờ.

Tính bể khử trùng

Bể xử lý nước thải được thiết kế để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh trước khi xả vào nguồn tiếp nhận Hóa chất khử trùng NaClO được bơm định lượng vào nước thải, đảm bảo lượng hóa chất được phân phối đồng đều và không vượt quá mức quy định cho phép.

Chọn thời gian tiếp xúc giữa dung dịch NaOCl với nước là 30 phút

Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc là được tính theo công thức:

Q là lưu lượng nước thải, Q = 1000 m 3 /ngày t: thời gian tiếp xúc giữa dung dịch NaOCl với nước, chọn t = 30 phút

Diện tích bể khử trùng là

Bể lắng Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận

H là chiều cao mực nước bể, chọn H = 1,7m

V là thể tích bể khử trùng, V = 20,8 m 3

Vậy kích thước của bể là B = 2 m và L = 6 m

Chiều cao của bể khử trùng là H = Hlv + Hbv = 1,7 + 0,3 = 2 m

Chiều dài vách ngăn trong bể: Ln = 80% B = 1,6 m

Chọn số vách ngăn trong bể là 3, mỗi vách ngăn có chiều rộng là 60 mm

Lưu lượng hóa chất châm vào bể là:

Trong đó: a: liều lượng NaOCl cho 1 m 3 nước thải, chọn a = 0,125 mg/L

Q: lưu lượng nước thải, Q= 41,67 m 3 /h b: Nồng độ dung dịch NaOCl, chọn b = 0,01 %

Chọn bơm định lượng Blue-White series C – 6025P, Q = 60 L/h

Thùng nhựa đựng polyme có dung tích là 500 L Đường ống dẫn nước từ bể khử trùng ra nguồn tiếp nhận: Đường kính của ống là:

Chọn ống nhựa àPVC của cụng ty Bỡnh Minh với đường kớnh là 90mm

Bảng 4.11: Tóm tắt các thông số thiết kế bể khử trùng

1 Chiều cao mực nước bể m 1,7

2 Chiều cao bảo vệ bể m 0,3

3 Chiều cao bể khử trùng m 2

4 Chiều dài bể khử trùng m 6

5 Chiều rộng bể khử trùng m 2

6 Chiều dài bể khử trùng m 1,6

7 Chiều rộng bể khử trùng mm 60

9 Thể tích bể khử trùng m 3 25

11 Đường ống dẫn nước từ bể khử trùng ra nguồn tiếp nhận mm 90

So sánh hai sơ đồ công nghệ

Cả 2 sơ đồ đều khá giống nhau, tuy nhiên chỉ khác ở một số vị trí, phương án 1 sử dụng công trình keo tụ tạo bông để xử lý, phương án 2 sử dụng bể UASB Mà cả hai sơ công nghệ nói trên đều đưa ra kết quả nước đầu ra đạt chuẩn QCVN 40-2011 Loại B

Bể UASB Bể keo tụ tạo bông

Diện tích xây dựng Lớn Nhỏ Điều kiện vận hành +Thời gian khởi động và chuẩn bị khá lâu

+Tốn nhiều thời gian nuôi cấy bùn

Cấu tạo bể Phức tạp Đơn giản

Sự cố quá trình vận hành

+Bùn lắng kém hoặc bùn nổi lên trên mặt nước

+pH cao hoặc thấp làm cho vi sinh chết

+Khí sinh ra không thoát được ra ngoài bể do tính toán sai phễu thu khí

+Lượng hóa chất PAC châm nhiều hoặc ít làm hiệu suất keo tụ tạo bông giảm

+pH không phù hợp khiến các kim loại không tạo được kết tủa

Chi phí xây dựng Cao Thấp

Khả năng xử lý Xử lý được các cao các chất khó phân hủy sinh học mà các công trình khác khó mà được

Không xử lý được các chất ô nhiễm, chỉ làm các chất bám lại với nhau rồi lắng

Mức độ ổn định Vì quá trình này diễn ra hoàn toàn tự nhiên nên khó can thiệp Ổn định

103 vào, vì thế hiệu quả thường không ổn định

Lợi ích khác Sau quá trình xử lý, chất khí thu được là CH4 có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực

Bể keo tụ tạo bông có nhiều ưu điểm vượt trội so với bể UASB, bao gồm chi phí xây dựng thấp hơn, không yêu cầu đội ngũ công nhân có trình độ cao và dễ dàng trong quản lý cũng như vận hành Do đó, chúng tôi quyết định lựa chọn công nghệ này.

1 để tính toán chính cho hệ thống xử lý nước thải thủy sản công ty TNHH Nông Sản Tiền Giang công suất 1000 m 3 /ngày

Định dạng
Số trang	125
Dung lượng	7,43 MB