ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI CỦA DỰ ÁN
Lưu lượng nước thải sinh hoạt tại dự án ước tính khoảng 86,4 m³/ngày, tương đương 80% nhu cầu cấp nước Nước thải này phát sinh từ hoạt động của nhân viên và khách tham quan mua sắm, chứa các chất ô nhiễm hữu cơ (BOD/COD), dinh dưỡng (N, P), vi sinh vật gây bệnh (Coliform, E.Coli), cùng với các chất cặn bã và chất lơ lửng (SS).
Lưu lượng nước thải từ các hoạt động sản xuất phát sinh từ dự án khoảng 74,3m 3 /ngày Cụthể như sau:
Nước thải phát sinh từ hoạt động sơ chế và chế biến thực phẩm như rau, củ, cá, và thịt ước tính khoảng 65,3 m³ mỗi ngày, dựa trên 100% lượng nước cấp cho hoạt động này trong dự án.
Nước thải từ hoạt động vệ sinh máy móc, thiết bị và dụng cụ chế biến thực phẩm, cũng như vệ sinh sàn, phát sinh khoảng 9 m³/ngày, tương đương với 100% lượng nước được cấp cho các hoạt động này.
Tổng hợp và nghiên cứu các tài liệu có liên quan nước thải của dự án trung tâm thương mại – Siêu thị Big C.
Khảo sát thực tế, thu thập các số liệu tại dự án trung tâm thương mại – Siêu thị Big C
Đo đạc các thông số liên quan đến các hạng mục công trình trong hệ thống xử lý nước thải.
Xây dựng và so sánh các phương án công nghệ xử lý nước thải là bước quan trọng để tìm ra giải pháp tối ưu cho dự án trung tâm thương mại – Siêu thị Big C Việc lựa chọn công nghệ phù hợp không chỉ đảm bảo hiệu quả xử lý mà còn đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường hiện hành.
Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trình đơn vị trong hệ thống xử lí nước thải, tính toán chi phí xây dựng, vận hành
Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc công nghệ xử lí nước thải
Thu thập ýkiến từ các chuyên gia, thầy cô
Hiện tại, siêu thị chưa hoạt động nên chưa có số liệu chính xác về nồng độ nước thải Chúng tôi tham khảo tính chất và nồng độ nước thải từ siêu thị Coop Mart Cống Quỳnh (Quận 1, TpHCM), nơi có các hoạt động kinh doanh tương tự như Big C.
Kết quả phân tích nước thải của Coop Mart Cống Quỳnh, được thực hiện vào tháng 6/2011 trong điều kiện trời nắng, cho thấy mẫu nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất được xả chung vào một cống thoát Phân tích này được thực hiện bởi Viện Kỹ thuật Nhiệt đới & Bảo vệ Môi trường trước khi nước thải được đấu nối vào hệ thống thoát nước của thành phố, và được trình bày tại bảng 3.13.
Bảng 3.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI CỦA SIÊU THỊ COOP MART CỐNG QUỲNH
TT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị
7 Dầu mỡ thực phẩm mg/l
Nguồn: Viện Kỹthuật Nhiệt đới & Bảo vệ Môi trường, tháng 6/2011
PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
3.2.1 Đặc tính nước thải đầu vào và đầu ra
Siêu thị đặc thù kinh doanh các mặt hàng tươi sống, dẫn đến việc phát sinh chất thải từ hoạt động sơ chế và chế biến thực phẩm như rau, củ, cá, thịt Do đó, thành phần chất thải như SS, BOD, dầu mỡ thực phẩm và tổng coliform thường cao Để xử lý hiệu quả, cần lựa chọn công nghệ phù hợp với lưu lượng dự tính là 200m³/ngày đêm.
Bảng 3.2 TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI CỦA DỰÁN VÀ TIÊU CHUẨN NGUỒN TIẾP NHẬN
TT Chỉ tiêu Đơn vị Nước thải đầu vào
7 Dầu mỡ thực phẩm mg/l 26,0 10
Nguồn: Viện Kỹ thuật Nhiệt đới & Bảo vệ Môi trường, tháng 6/2011
Do ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng, tiêu chuẩn xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường ngày càng nghiêm ngặt Hệ thống xử lý nước thải của siêu thị cần phải được thiết kế để đáp ứng tiêu chuẩn loại A theo QCVN 14:2008/BTNMT.
3.2.2 Mức độ cấp thiết xử lý nước thải
Mức độcần thiết đểxửlý nước thải theo SS:
C: hàm lượng chất lơlửng trong nước thải, C= 326 mg/l. m: hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sau xửlý cho phép xảvào nguồn, C= 50 mg/l.
Mức độcần thiết đểxửlý nước thải theo BOD 5 :
Mức độcần thiết xửlý theo COD
Hiệu suất xửlý của nước thải theo SS, BOD và COD cao nên cần kết hợp nhiều phương pháp xử lý để đảm bảo đạt tiêu chuẩn
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN
3.3.1.1 Sơ đồ quy trình phương án 1
Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 1
Nước thải khu vực chế biến
Nước thải sinh hoạt sau bểtựhoại
Hệ thống thoát nước mưa của KDC và Siêu thị Đông Hoà (QCVN 14:2008/BTNMT, cột
Bểkhửtrùng Đường dẫn nước Đường dẫn bùn Đường dẫn khí
3.3.1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 1
Nước thải sinh hoạt được xử lý sơ bộ qua bể tự hoại ba ngăn, sau đó được kết hợp với nước thải từ nhà ăn và khu vực sơ chế thực phẩm Tiếp theo, nước thải này được dẫn qua song chắn rác để loại bỏ các chất rắn thô trước khi được đưa về hố gom của hệ thống xử lý nước thải tập trung.
Nước thải từ hố thu gom được bơm qua bể tuyển nổi, nơi các thành phần như dầu mỡ và chất lơ lửng nổi lên nhờ bọt khí và được gạt bỏ vào nơi chứa bọt Tiếp theo, nước thải được bơm lên bể điều hòa, giúp điều chỉnh lưu lượng và nồng độ, đồng thời sử dụng hệ thống sục khí để ngăn ngừa mùi hôi.
Quá trình xử lý nước thải bắt đầu từ bể điều hòa, nơi nước thải được bơm liên tục vào bể sinh học kỵ khí (UASB) theo hướng từ dưới lên Tại đây, nước thải tiếp xúc với lớp bùn, diễn ra quá trình phân huỷ kỵ khí nhờ các vi sinh vật kỵ khí, tạo ra khí mêtan và các sản phẩm khác Sau đó, nước thải được chuyển sang bể Aerotank, nơi các vi khuẩn hiếu khí trong điều kiện sục khí sẽ chuyển hóa chất hữu cơ thành các chất vô cơ Tiếp theo, nước thải tự chảy sang bể lắng 2 để lắng lượng bùn từ bể xử lý hiếu khí; một phần bùn sẽ được tuần hoàn lại bể Aerotank để duy trì mật độ vi khuẩn hiếu khí, trong khi phần dư sẽ được dẫn sang bể phân hủy bùn kỵ khí Cuối cùng, bùn sau khi phân hủy sẽ được chuyển sang máy ép bùn, và nước thải sau lắng sẽ tự chảy sang bể khử trùng, nơi có châm chlorine để tiêu diệt các vi khuẩn gây hại.
Nước thải sau khi lắng sẽ được chuyển đến bể khử trùng, nơi có thêm chlorine để tiêu diệt một lượng lớn vi khuẩn gây hại Cuối cùng, nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN 14:2008/BTNMT trước khi được thải ra môi trường.
3.3.2.1 Sơ đồ quy trình phương án 2
Hình 3.2 Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 2
Nước thải khu vực chế biến
Nước thải sinh hoạt sau bểtựhoại
Hệ thống thoát nước mưa của KDC và Siêu thị Đông Hoà (QCVN 14:2008/BTNMT, cột
Bểkhửtrùng Đường dẫn nước Đường dẫn bùn Đường dẫn khí
3.3.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 2
Quy trình xử lý nước thải bắt đầu từ bể UASB, nước thải sẽ chảy qua bể trung gian để ổn định lưu lượng Sau đó, nước thải được bơm vào bể SBR, nơi vi sinh vật (VSV) sử dụng oxy để phát triển và xử lý chất hữu cơ Bể SBR kết hợp cả quá trình hiếu khí và lắng, do đó không cần hoàn lưu bùn Nước sau khi được xử lý tại bể SBR sẽ được bơm sang bể khử trùng, nơi có thêm chlorine để tiêu diệt vi khuẩn gây hại Cuối cùng, nước thải đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN 14:2008/BTNMT sẽ được thải ra môi trường.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Ta có các thông sốthiết kế của HTXL nước thải tập trung như sau:
Lưu lượng nước thải trong một ngày:
Lưu lượng nước thải trong một giờ: tb
Lưu lượng nước thải trong một giây: tb
Ta chọn hệsố không điều hòa chung của nước thải: K ch = 3,0 [7]
Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất :
Lưu lượng nước thải theo giờ nhỏ nhất :
3.4.1 Tính toán theo phương án 1
SCR là công trình xử lý sơ bộ nước thải, có nhiệm vụ loại bỏ lượng rác bẩn thô trước khi tiến hành xử lý tiếp theo Công trình này bao gồm các thanh đan được sắp xếp cạnh nhau, với khoảng cách giữa các thanh được gọi là khe hở (mắt lưới).
Do lưu lượng của hệthống nhỏnên ta chọn SCR làm sạch bằng phương pháp thủ công và đặt nghiêng một góc 45 0 - 60 0 so với phương thẳng đứng.
Hình 3.3 Cấu tạo song chắn rác
Kích thước mương đặt song chắn rác
- Chọn chiều ngang mương dẫn là B k = 0,3m
- Vận tốc nước qua khe song chắn dao động trong khoảng 0,3 – 0,6 m/s, chọn vận tốc v s = 0,6 m/s [10]
- Chiều cao mực nước trong mương là:
Vậy chọn sốkhe là 15, sốsong chắn là 14
Trong đó: n: Sốkhe hở max
Qs : Lưu lượng lớn nhất của nước thải, max
Qs = Q max h ÷ 3600 = 24,99m 3 /h ÷ 3600 = 0,007m 3 /s v s : Tốc độ nước chảy qua song chắn rác, v s = 0,6 m/s b: Khoảng cách giữa các khe hở, b = 20–50mm, chọn b = 20 mm [7] h 1 : Chiều sâu của lớp nướcởsong chắn rác, h 1 = 0,04m
K z : Hệsố tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệthống cào rác, K z = 1,05 [6]
- Bềrộng thiết kếsong chắn rác
Với s : bềdày của thanh song chắn, thường lấy s= 0,008m [10]
- Kiểm tra vận tốc dòng chảyở phần mở rộng của mương dẫn trước song chắn ứng với Q min đểkhắc phục khả năng lắng đọng cặn.
Q min : Lưu lượng nhỏnhất chảy vào song chắn rác
Q min =5,55 m 3 /h = 0,0015m 3 /s h min : độ đầy nhỏnhất trong mương dẫn, (chọn v min = 0,5m/s) m m s m h m B
- Tổn thất áp lực qua song chắn rác
Vận tốc nước thải trước song chắn là v max, với giá trị v max = 0,6 tương ứng với Q max Hệ số k để tính đến sự tăng tổn thất áp lực do rác bám được chọn là k = 3, nằm trong khoảng từ 2 đến 3 Hệ số tổn thất áp lực cục bộ ξ được xác định theo công thức cụ thể.
Với:α: góc nghiệng đặt song chắn rác, chọnα= 60 0 β: hệsốphụthuộc hình dạng thành đan, β= 2,42 [10]
- Chiều dài phần mởrộng trước song chắn rác
B k : bềrộng mương dẫn, chọn B k = 0,3m. φ: góc nghiên chỗmởrộng, thường lấyφ= 20 0
- Chiều dài phần mởrộng sau thanh chắn rác: l 2 = l 1 ÷ 2 = 0,2 ÷ 2 = 0,1m
- Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác :
Trong đó: L s : Chiều dài phần mương đặt song chắn rác, L s = 1,5m
- Chiều sâu xây dựng mương đặt song chắn rác
Trong đó: h max : Độ đầyứng với chế độQ max , h max = 0,04m h s : Tổn thất áp lựcởsong chắn rác, h s = 0,034m
0,5 : Chiều cao an toàn tính từmực nước cao nhất đến sàn đặt song chắn rác.
Hi ệ u qu ả x ử lý c ủ a song ch ắ n rác
- Chất lơ lửng giảm 4%, còn lại: 285 mg/l x (1–0,04) = 273,6mg/l
- BOD 5 giảm 4%, còn lại là : 960mg/l x (1–0,04) = 921,6mg/l [10]
Bảng 3.3 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ SONG CHẮN RÁC
Stt Tên thông số Đơn vị Giá trị
6 Độnghiêng song chắn rác Độ 60
Tùy theo lưu lượng nước thải mà hốthu gom có chiều sâu và thời gian lưu nước từkhác nhau Hố thu gom được vệ sinh theo định kỳ.
Thể tích hố thu gom:
Trong đó: t là thời gian lưu nước, t = 10 phút ÷30 phút, chọn t = 15 phút.
- Chọn chiều sâu hữu ích : h 1 = 3 m
- Ta chọn chiều dài là 2,1m , chiều rộng là 1m
- Thểtích thực của hốthu gom = 2,2 x 1 x 3,5= 7,7 m 3
Chọn 2 bơm chìm, bơm có Q = Q h max = 24,99m 3 /h, cột áp H = 8 ÷ 10 m.
- Công suất của bơm: h kW m s m m
N: công suất máy bơm (kW) ρ: khối lượng riêng của chất lỏng với nước:ρ n = 1000kg/m 3 ); g : gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s 2
H : Cột áp bơm, chọn H = 10 max
Qh : Lưu lượng nước thải lớn nhất trong 1h, Q max h = 12,51m 3 /h
: hiệu suất của bơm, = 0,73÷0,93 => chọn= 0,75
- Công suất thực của máy bơm: N t = 1,2 x N = 1,2 x 0,91 = 1,1 kW [10]
Bảng 3.4 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ HỐ THU GOM
Stt Thông số Đơn vị Giá trị
3 Công suất máy bơm (N) Kw 1,1
4 Thời gian lưu nước (t) phút 15
Mục đích : loại bỏ các dầu mỡ và các chất lơ lửng
-Ởtỉsốkhí/chất rắn A/S = 0,03mg khí/mg chất rắn đạt hiệu quảtối ưu.
-Độhòa tan của không khí s a = 16,4 ml/l.
- Ởtải trọng bềmặt bểtuyển nổi L a H m 3 /m 2 ngày đạt hiệu quảkhửcặn lơ lửng90%, khửdầu mỡ đạt 85%.
- Hàm lượng COD qua song chắn rác và bể tuyển nổi giảm 50% và BOD 5 giảm
- Áp suất yêu cầu cho cột áp lực được tính theo công thức:
A/S: Tỉsốkhí/chất rắn, A/S = 0,03ml khí/mg chất rắn
1,3 : khối lượng riêng của không khí (1,3mg/ml) f: Phần khí hòa tanở áp suất P, thông thường f = 0,5
S a : Hàm lượng bùn, S a = 576 mg/l s a : Độhòa tan của khí, s a = 16,4 ml/l [10]
- Thểtích cột áp lực: V a = Q h tb xt = 8,33 m 3 /h x phút h
(Với thời gian lưu nước của cột áp lực là t = 2 phút)
Chọn chiều cao cột áp lực H = 2m Vậy đường kính cột áp lực: π 0,3m
- Chiều sâu phần tuyển nổi: h n = 1,5m
- Chiều sâu phần lắng bùn: h b = 0,5m
- Chiều cao an toàn: h at = 0,3m
- Chiều dài vùng thu nước: L t = 0,6m.
- Chiều sâu tổng cộng bểtuyển nổi: H = h n + h b + h at = 1,5 + 0,5 + 0,3 = 2,3 m
- Diện tích bềmặt bểtuyển nổi:
Chọn: chiều dài của bểL = 2,7 m; chiều rộng của bểB = 1,6 m.
- Chiều dài tổng của bể: m L
- Thời gian lưu nước vùng tuyển nổi: h h m m Q t V tb h n 0,78
-Lượng chất rắn lơ lửng thu được mỗi ngày:
Giảsử bùn tươi (hỗn hợp váng nổi và cặn lắng) có hàm lượng chất rắn là TS V 3,4%, VS V = 65% và khối lượng riêng là S v = 1,0072.
-Dung tích bùn tươi cần xửlý mỗi ngày:
Lượng VS của bùn tươi cần xửlý mỗi ngày:
M V(VS) = M V(SS) x 0,65 = 49,25 kg/ngày x 0,65 = 32 kgVS/ngày
Kích thước của ngăn chứa váng nổi và cặn lắng được xác định dựa trên thể tích bùn tươi cần xử lý hàng ngày, cụ thể là Q b = 1,4 m³/ngày Cụ thể, chiều cao ngăn chứa được chọn là 1m, trong đó có 0,3m dành cho chiều cao an toàn Chiều rộng ngăn chứa là 1m, và chiều dài ngăn chứa là 1,4m.
Vậy kích thước ngăn chứa sẽlà: L x B x H = 1,4m x 1 m x 1m
-Hàm lượng COD sau tuyển nổi: 1105 mg/l x (1–0,5) = 552,5 mg/l
-Hàm lượng BOD 5 sau tuyển nổi: 921,6 mg/l x (1–0,36) = 589,8 mg/l
-Hàm lượng SS sau tuyển nổi: 273,6 mg/l x (1–0,9) = 27,36 mg/l
- Hàm lượng dầu mỡsau tuyển nổi: 26 mg/l x (1–0,85) = 3,9 mg/l [10]
Bảng 3.5 CÁC THỐNG SỐ THIẾT KẾ BỂ TUYỂN NỔI
Stt Thông số Đơn vị Giá trị
3 Thời gian lưu nước phút 47
4 Lượng bùn tươi cần xửlý mỗi ngày m 3 /ngày 1,4
5 Kích thước ngăn chứa váng nổi, L x B x H m 1,4 x 1 x 1
Bể điều hòa có chức năng chính là điều chỉnh nồng độ và lưu lượng nước thải Bên cạnh đó, hệ thống sục khí trong bể không chỉ giúp thoáng sơ bộ mà còn nâng cao hiệu suất cho các công trình xử lý tiếp theo như lắng và xử lý sinh học, đồng thời ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn và mùi hôi.
Thời gian lưu nước thải công nghiệp từ4h –8h [10] Ở đây tachọn thời gian lưu nước là: 8h Nên thểtích bể điều hòa là :
- Chọn chiều cao hữu ích của bể là h = 3m, chiều cao an toàn là h at = 0,5m Vậy chiều cao tổng cộng của bể điều hoà là H = h + h at = 3,5 + 0,5 = 4m
- Tiết diện bể điều hòa là 19 2
- Chọn chiều rộng của bểlà 3,2 m Vậy chiều dài của bểlà 6 m.
- Vậy kích thước xây dựng của bể điều hoà: L x B x H = 6 m x 3,2 m x 4m
Tính toán hệthống cấp khí cho bể điều hòa:
-Lượng không khí cần cung cấp cho bể điều hòa là: s m phút l phút m m phút m m V
R : Tốc độ khí nén, R = 10 – 15 l/m 3 phút [TCXD-51-84] Chọn R 15L/m 3 phút = 0,015m 3 /m 3 phút
- Chọn khuếch tán khí bằng đĩa sứ- lưới ( xem phụlục 2) a đ phút l phút l r n q kk i / 90
Trong đó: r : lưu lượng khí, chọn r = 90l/phút.đĩa q kk : lưu lượng khí cần cung cấp cho bể.
Hệ thống cung cấp khí cho toàn bể được thiết kế thông qua một ống chính chia thành bốn ống phụ, mỗi ống đều được lắp đặt ba đĩa thổi khí Khoảng cách giữa các đĩa là 1 mét, trong khi khoảng cách giữa các ống phân phối khí là 1,2 mét.
-Lưu lượng khí trong mỗiống: s s m q m
-Đường kínhống dẫn khí: mm s m m s m v d q k kk o 0,04 40
Trong đó: v k : vận tốc khí trongống dẫn khí chính,v k = 10-15 m/s, chọn v k = 15m/s
Chọnống = 40 mm, đường kính các lỗphân phối khí d lỗ = 2-5mm, chọn d lỗ = 4mm
- Áp lực cần thiết cho hệthống khí nén
Tổn thất áp lực trong hệ thống ống dẫn nước bao gồm tổn thất do ma sát theo chiều dài và tổn thất cục bộ qua thiết bị phân phối Chiều cao hữu ích của bể điều hòa được xác định là 3,5m, ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành của hệ thống.
Tổng tổn thất h d và hc thường không vượt quá 0,4 m , tổn thất h f không vượt quá 0,5m, do đó áp lực cần thiết là:
- Áp lực không khí at 10,33 1,4
-Công suất máy nén khí
Trong đó: q kk : lưu lượng không khí, qkk = 0,017 m 3 /s η: hiệu suất máy thổi khí,η = 0,7 –0,9 , chọn η = 0,8 [5]
Công suất thực của máy nén khí là: N’ = N x 1,2 = 0,88kW
Lắp đặt 2 máy bơm trên bể hoạt động luân phiên, Q bơm ≈ 8,33 m 3 /h, cột áp H 8m , có công tác phao nổi cho mỗi bơm Công suất mỗi bơm là:
N: công suất máy bơm (kW) ρ: khối lượng riêng của chất lỏng với nước:ρ n = 1000kg/m 3 ); g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s 2
: hiệu suất của bơm, = 0,73÷0,93 =>chọn = 0,8
- Công suất thực tếcủamáy bơm: N’ = 1,2 x N = 1,2 x 0,2 kW = 0,24 kW
Hi ệ u qu ả x ử lý c ủ a b ể điề u hoà:
-Hàm lượng COD sau bể điều hoà: 552,5 mg/l x (1–0,05) = 524,88mg/l
-Hàm lượng BOD 5 sau bể điều hoà: 589,8 mg/l x (1–0,05) = 560,3mg/l
-Hàm lượng SS sau bể điều hoà: 27,6mg/l x (1–0,05) = 25,99 mg/l [11]
Bảng 3.6 CÁC THỐNG SỐ THIẾT KẾ BỂ ĐIỀU HÒA
Stt Thông số Đơn vị Giá trị
1 Kích thước bể điều hòa (L x B x H) m 6 x 3,2 x 4
4 Lượng khí cần cung cấp m 3 /s 0,017
5 Công suất máy nén khí kW 0,9
7 Công suất máy bơm kW 0,24
3.4.1.5 Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)
Bể UASB có nhiệm vụ chính là giảm lượng COD trong nước thải, ổn định cặn và xử lý nước thải có nồng độ BOD, COD cao, tạo điều kiện thuận lợi cho các công trình xử lý tiếp theo Đồng thời, bể cũng chuyển hóa các chất hữu cơ thành khí metan và các khí khác.
Các thông số tính toán
-Lưu lượng nước thải trung bình trong ngày là: Q ngày tb 200m 3 /ngày
- Nồng độ BOD 5 vào 560,3 mg/l, COD vào 524,88 mg/l
- Bùn nuôi cấy ban đầu lấy cho vào bểvới hàm lượng 30 kgSS/m 3 ;
- Tỉ lệMLVS/MLSS của bùn trong bểUASB = 75%
-Tải trọng bề mặt phần lắng 12m 3 /m 2 ngày
- Tải trọng thểtích COD L COD = 3 kgCOD/m 3 ngày; Hiệu quảkhửCOD 65% và BOD 5 đạt 75%
-Lượng bùn phân huỷkỵ khí cho vào ban đầu có TS = 5% [10]
Trong đó: Q tb ng : Lmưu lượng nước thải trong ngày, Q tb ng = 200m 3 /ngày
L A :Tải trọng bề mặt phần lắng, L A = 12m 3 /m 2 ngày
- Thể tích ngăn phảnứng bểUASB:
Trong đó: Q tb ng : Lưu lượng nước thải (m 3 /ngày)
L COD : Tải trọng thểtích COD (kg/m 3 ngày)
Chọn : Chiều cao phễu h p = 1,5 m, chiều cao an toàn h at = 0,3m, chiều cao lớp bùn h b = 0,3m Vậy chiều cao tổng cộng của bểUASB: m m m m m h h h h
Chọn chiều dài bểL = 4,5m, chiều rộng bểlà 3,7m
Vậy kích thước bểUASB là L x B x H = 4,5m x 3,5m x 4,6 m
V UASB Thời gian lưu nước: h h m m Q
Tính toán ph ễ u thu kh í và tấm hướng dòng
Tính toán ph ễ u thu khí
Hình 3.4 Cấu tạo phễu thu khí
- Chiều cao vùng lắng: H L =1÷2m [Lettinga and Hulshoff, 1991], chọn H L =1,5m.
- Chiều rộng phần đáy của phễu thu khí: tg60 1,5m
Trong đó: là góc nghiêng của phễu theo phương ngang, = 45 o - 60 o , chọn
- Sốphễu thu khí trong bể:
Trong đó: L: là chiều dài của bể(m), L = 4,5m
W a : là chiều rộng khe hở giữa các phễu thu khí (m), W a = 0,2 – 0,5m, chọn
W b : là chiều rộng phần đáy của phễu thu khí (m), W b = 1,7m
Tính lượng khí và lượ ng bùn sinh ra
-Lượng bùn nuôi cấy ban đầu vào bểcó TS = 5%
Trong đó: C SS : Hàm lượng bùn trong bể
TS : Hàm lượng chất rắn trong bùn nuôi cấy ban đầu.
-Hàm lượng COD của nước thải sau xửlý kỵkhí:
-Lượng sinh khối hình thành mỗi ngày: c d r v tb ng x 1 k θ
-Lượng bùn sinh ra mỗi ngày:
-Lượng chất rắn từ bùn dư:
M SS = Q b x C SS = 0,064m 3 /ngày x 30kg/m 3 = 1,9 kgSS/ngày
- Thểtích khí methane sinh ra mỗi ngày:
= 350,84[(524,88-183,708)mgCOD/l x 200m 3 /ngày x 1kg/1000g – 1,42 x 1,44kgVS/ngày] = 23222,1lít/ngày≈ 23,2m 3 /ngày
V : Thể tích khí methane sinh ra ở điều kiện chuẩn (nhiệt độ 0 o C và áp suất
350,84: Hệ số chuyển đổi lý thuyết lượng khí methane sản sinh từ 1kg BOD L chuyển hoá hoàn toàn thành khí methane và CO 2 (lítCH 4 /kgBOD L ) tb
Qng : Lưu lượng nước thải, Q tb ng = 200m 3 /ngày
P x : Sinh khối tếbào mỗi ngày, P x = 1,44kgSS/ngày
-Hàm lượng COD của nước thải sau xửlý kỵkhí:
-Hàm lượng BOD 5 của nước thải sau xửlý kỵkhí:
Bảng 3.7 CÁC THỐNG SỐ THIẾT KẾ BỂ UASB
Stt Thông số Đơn vị Giá trị
4 Lượng bùn sinh ra mỗi ngày m 3 /ngày 0,064
5 Lượng khí CH 4 sinh ra mỗi ngày m 3 /ngày 23,2
Nhiệm vụ: Loại bỏ các hợp chất hữu cơ hoà tan có khả năng phân huỷsinh học nhờquá trình vi sinh vật lơ lửng hiếu khí.
Lưu lượng nước thải Q = 200 (m 3 /ngày)
Lượng BOD 5 đầu vào:S 0 = 224,12 (mg/l)
Hàm lượng COD đầu vào 183,71 (mg/l)
Y: Hệsốsản lượng bùn, chọn Y = 0,7mgVSS/mgBOD 5
K d : Hệsốphân hủy nội bào, K d = 0,03 ngày -1
Hàm lượng bùn tuần hoàn C u = 8000mgSS/l
Hàm lượng bùn hoạt tính trong bểAerotank: MLVSS = 3500 mg/l
Thời gian lưu bùn trong bể Aerotank θ c = 5 ÷15 ngày, chọn θ c = 10 ngày
Nước thải cần đạt sau lắng 2 chứa 20mg/m 3 cặn sinh học, giảsử trong đó có 65% cặn dễphân hủy sinh học.
COD f BOD 5 , thường f = 0,45–0,68 [2], ta chọn f = 0,68
Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại A:
Hàm lượng BOD 5 đầu ra: S 30 mg / l Ta chọn S = 20mg/l
Tính nồng độ BOD trong nước thải sau xửlý sinh học
Hàm lượng cặn sinh học dễphân huỷ: 0,65 x 20mg/l = 13 mg/l
Để oxy hoá toàn bộ lượng cặn có khả năng phân huỷ sinh học ở dòng ra cần lượng oxy: 13 1 , 42 18 , 46 ( mg / l )
Lượng BOD 20 bịchuyển thành cặn tăng lên 1,42 lần, tức là 1mg BOD 20 tiêu thụ 1,42 mgO 2 (theo TS Trịnh Xuân Lai)
Lượng BOD 5 có trong cặn ra khỏi bểlắng
Lượng BOD 5 hoà tan ra khỏi bểlắng II bằng tổng BOD 5 cho phép ở đầu ra trừ đi lượng BOD 5 có trong cặn lơ lững :
Hiệu quảxửlý tính theo BOD 5 hoà tan:
Hiệu quảxửlý tính theo BOD5 tổng cộng:
10 m ngày l mg mgBOD mgVS ngày m
Q: Lưu lượng tính toán, Q = 200 m 3 /ngày θ c : Thời gian lưu bùn, θ c = 10 ngày
Y: Hệ số sản lượng bùn, Y = 0,4 – 0,8 mg VSS/mgBOD 5 Chọn Y 0,7mgVSS/mgBOD 5
S 0 : Hàm lượng BOD 5 của nước thải đầu vào, S 0 = 224,12 mg/l
S: Nồng độBOD 5 sau lắng, S = 7,45 mg/l
X: Nồng độVSS trong hỗn hợp bùn, X = 3500 mg VSS/l k d : Hệsốphân hủy nội bào, k d = 0,06 ngày -1
- Thời gian lưu nước trong bể: h /h 8 8,33m
- Chọn chiều cao bể H = 3,5m , với chiều cao an toàn H a = 0,5 m Vậy chiều cao tổng cộng là H tc = 3,5 + 0,5 = 4m
Vậy kích thước bểAerotank là: L x B x H = 5m x 3,8m x 3,5m
Tính toán lượng bùn dư thải bỏ mỗi ngày:
Hệsốsảnlượng bùn được tính theo công thức: mgBOD
Lượng bùn hoạt tính sinh ra do BOD 5 mỗi ngày tính theo MLVSS: ngày
Lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLSS: ngày
- Lượng bùn thải bỏmỗi ngày (M dư(SS) ) = lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLSS– Hàm lượng chất lư lửng còn lại trong dòng ra = 23,75– ( 200 x 20 x 10 -3 )
-Lượng bùn dư có khảnăng phân huỷsinh học cần xửlý:
M dư(VSS) = M dư(SS) x 0,8 = 19,75kgSS/ngày x 0,8 = 15,8 kgVSS/ngày
- Giảsử hàm lượng bùn hoạt tính lắng ở đáy bể lắng có hàm lượng chất rắn 0,8% và khối lượng riêng là 1,008kg/lít Vậy lưu lượng bùn dư cần xửlý:
Xác định lưu lượng bùn thải:
Giả sử bùn dư được xả bỏ từ đường ống dẫn bùn tuần hoàn, với lưu lượng Q ra = Q và hàm lượng chất lơ lửng dễ bay hơi (VSS) trong bùn đầu ra chiếm 80% hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS) Lưu lượng bùn dư thải bỏ có thể được tính theo công thức: Q ra = Q t xà c X.
, rút ra t c ra ra c xà X
X : nồng độ bùn hoạt tính trong bểAerotank, X = 3500 mg/l
Q xả : Dung dịch bùn xảra
X t : Nồng độ bùn hoạt tính trong dung dịch tuần hoàn (cũng là nồng độ bùn hoạt tính trong dung dịch bùn xảra ngoài) X t = 3500 mg/l
X ra : nồng độ bùn hoạt tính trong nước ra khỏi bểlắng (mg/l) l mg
(Giảsử hàm lượng bùn hoạt tính lắngở đáy bểlắng có hàm lượng chất rắn 0,8%)
Q ra : Lưu lượng nước đã xử lý đi ra khỏi bểlắng, Q ra = Q = 200 m 3 /ngày
c : Thời gian lưu bùn c = 10 ngày
Xác định tỷ số tuần hoàn:
Mục đích của việc tuần hoàn bùn là duy trì nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng trong bể Aerotank, đảm bảo đáp ứng yêu cầu xử lý nước thải hiệu quả.
Hình 3.5 Sơ đồ thiết lập cân bằng sinh khối quanh bể Aerotank
Phương trình cân bằng vật chất trong bểAerotank:
Q th : lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn
X o : nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào Aerotank, mg/l
X th : nồng độ VSS trong bùn tuần hòan, X th = 8000 mg/l
Giá trị X o thường rất nhỏ so với X và X th, vì vậy có thể bỏ qua đại lượng QX o trong phương trình cân bằng vật chất Do đó, phương trình cân bằng sẽ được đơn giản hóa.
Chia 2 vếcủa phương trình này cho Q vàđặt tỷsố
α = 0,78 thoả điều kiện, nằm trong khoảng cho phép Q th /Q = 0,25÷1,0
Lượng bùn tuần hoàn: ngày m
Kiểm tra lại tỷ số F/M và tỷ trọng hữu cơ:
Tỷsố F/M xác định theo công thức sau:
Giá trị này nằm trong khoảng cho phép thiết kếbểkhuấy trộn hoàn chỉnh là 0,2-1(g BOD 5 /g bùn hoạt tính) (bảng 6-1,[7])
Để tăng hiệu quảxửlý của bểAerotank, ta bỏ các giá thểhình lục giác dưới đáy bể.
Tính lượ ng oxy c ấ p cho b ể Aerotank
-Lượng oxy cần thiết cho quá trình khử các hợp chất chứa Cacbon
Q: Lưu lượng nước thải, Q = 200m 3 /ngày
S 0 : Hàm lượng BOD 5 của nước thải đầu vào, S 0 = 224,12 mg/l
S: Hàm lượng BOD 5 của nước thải đầu ra, S = 7,45 mg/l f: là hệsốchuyển đổi từBOD 5 sang COD, f = 0,68
P x : Phần tế bào dư xả ra theo bùn dư, P x = 19 kg/ngày
Giả sử không khí có chứa 23,2% O2 theo trọng lượng và trọng lượng riêng của không khí ở 20°C là 0,0118 kN/m³ (1,18 kg/m³) Theo đó, lượng không khí cần thiết theo lý thuyết được tính toán dựa trên các thông số này.
- Giảsửhiệu quảvận chuyển oxy của thiết bị thổi khí là 8%, hệ số an toàn khi sử dụng trong thiết kếthực là 2.
-Lượng không khí yêu cầu với hiệu quảvận chuyển 8% là: ngày m q kk 1671,25 /
-Lượng không khí cần thiết đểchạy máy nén khí là
-Xác định áp lực và công suất của hệthống nén khí
- Áp lực cần thiết cho hệthống khí nén xác định theo công thức:
Tổn thất áp lực trong hệ thống được xác định như sau: tổn thất do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn được chọn là h d = 0,4m, tổn thất cục bộ là h c = 0,4m, và tổn thất qua thiết bị phân phối khí khoảng từ 0,015 đến 0,05m, trong đó chọn h f = 0,05m Chiều sâu công tác của bể được xác định là h = 3,5m.
- Áp lực không khí tính theo Atmotphe
- Công suất máy thổi khí:
P máy : Công suất yêu cầu của máy nén khí, kW
G: Trọng lượng của dòng không khí, kg/s
G = Q k xρ khí = 0,04 x 1,2≈ 0,05 kg/s R: hằng sốkhí, R = 8,314 KJ/K.mol 0 K
T: Nhiệt độtuyệt đối của không khí đầu vào, T = 273 + 27 = 300 0 K
= - = (K = 1,395 đối với không khí) e: Hiệu suất của máy, chọn e = 0,8
P 1 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P 1 = 1atm
P 2 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra
Công suất thực tếcủa máy thổi khí: P’ máy = 1,2 x P máy = 1,2 x 1,95 = 2,34kW
Tính toán ố ng phân ph ố i khí vào b ể
Hệ thống phân phối khí được lắp đặt dọc theo thành bể, với ống nhánh nối từ đường ống cấp khí chính ở đáy bể Ống dẫn khí chính được đặt trên thành bể, cung cấp lưu lượng khí thổi vào là 2,32 m³/phút, tương đương 2320 l/phút hay 0,04 m³/s.
Chọn khuếch tán khí bằng đĩa sứ-lưới ( xem phụlục 2) a đ phút l phút l r n q kk i / 90
Trong đó: r : lưu lượng khí, chọn r = 90l/phút.đĩa q kk : lưu lượng khí cần cung cấp cho bể.
Chúng ta sẽ chọn 25 đĩa để phân phối khí đồng đều trong bể Từ ống chính, khí sẽ được chia thành 5 ống nhỏ, mỗi ống sẽ cung cấp khí cho 5 đĩa thổi khí Khoảng cách giữa các đĩa là 0,6 mét.
-Đường kínhống phân phối chính
Trong đó: Q khí : Lưu lượng khí cần cung cấp, Q khí = 0,04 m 3 /s v khí : Vận tốc khí trong ống dẫn chính, v = 10–15 m/s, chọn v khí = 12m/s [7]
Từ ống chính ta phân làm 4ống nhánh cung cấp khí cho bể
-Lưu lượng khí qua mỗiống nhánh: 0,01m /s
-Đường kínhống phân phối nhánh:
Trong đó: Q khí : Lưu lượng khí quaống nhánh, Q nhánh = 0,01 m 3 /s v khí : Vận tốc khí trong ống dẫn chính, chọn v khí = 12m/s
Tính ố ng d ẫn nướ c th ả i và ố ng d ẫ n bùn tu ầ n hoàn:
Ống dẫn nước thải vào:
Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống: v = 0,7m/s Đường kínhống dẫn là:
Q TB : Lưu lượng nước thải, Q h tb 8 , 33 m 3 / h
Chọnống nhựa PVC đường kínhống = 70mm
Bể được xây bằng bêtông cốt thép M150 dày 0,2m
Ống dẫn nước thải ra:
Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 0,7m/s
Lưu lượng nước thải : Q h tb Q th 8 , 33 6 , 5 14 , 83 m 3 / h
Q h : Lưu lượng nước thải, Q h tb 8 , 33 m 3 / h
Q th : Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn, Q th = 6,5 m 3 /h Đường kínhống là:
Chọnống nhựa PVC có đường kính mm
Ống dẫn bùn tuần hoàn:
Chọn vận tốc bùn chảy trongống: v = 1m/s
Lưu lượng tuần hoàn : Q th = 6,5m 3 /h Đường kínhống dẫn là:
Chọnống nhựa PVC đường kínhống = 50mm
- BOD 5 giảm còn = 73,492 mg/l x (1–0,90) = 7,35mg/l
- COD giảm còn = 89,8mg/l x (1 –0,85) = 13,47 mg/l
-Nitơ giảm còn = 3,5 mg/l x (1 –0,55) ≈ 1,58 mg/l
- Photpho giảm còn = 3 mg/l x (1 –0,5)≈ 1,5 mg/l
Bảng 3.8 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ BỂ AEROTANK
Stt Thông số Đơn vị Giá trị
4 Lượng oxy cung cấp kg/ngày 133,7
6 Lượng không khí cần thiết để chạy máy nén khí m 3 /s 0,04
Bểlắng đợt 2 làm nhiệm vụlắng hỗn hợp nước–bùn từbểAerotank dẫn đến và bùn lắng ở đây được gọi là bùn hoạt tính.
Chọn tải trọng bềmặt cho bùn hoạt tính là L A = 20 m 3 /m 2 ngày
Tải trọng chất rắn chọn là 5,0 kg/m 2 h (bảng TK–5 ,[10])
Diện tích bềmặt bểlắng theo tải trọng bềmặt:
Q : Lưu lượng trung bình ngày, m 3 /ngày
Diện tích bềmặt bểlắng tính theo tải trọng chất rắn:
Q h là lưu lượng nước thải trung bình trong 1 giờ, Q = 8,33m h tb 3 /h
Q th là lưu lượng bùn tuần hoàn, Q th = 6,5 m 3 /h.
MLSS là nồng độbùn hoạt tính duy trì trong bểAerotank, X = 3750mg/L.
Vì A S > A L nên chọn diện tích bề mặt theo tải trọng chất rắn là diện tích tính toán Đường kính bểlắng II: m m
Đườ ng kính ố ng trung tâm: d = 20%D = 20% x 3,8≈ 0,8 m
Chọn chiều sâu hữu ích bể lắng h L = 3m, chiều cao lớp bùn lắng h b = 1m và chiều cao bảo vệh bv = 0,3m Vậy chiều cao tổng cộng bểlắng đứng là:
Theo TCXDVN 51-2008, đường kính và chiều cao của phễu lấy bằng 1,5 đường kínhống trungtâm Đường kính tấm hắt bằng 1,3 đường kính miệng phễu.
- Chiều cao tấm hắt hình nón: tg5 68mm
2 tg5 1,56 h' d 2 h o o Khoảng cách giữa tấm hắt với miệngống loe: a = 0,25–0,5 m, chọn a = 0,4m.
Thời gian lưu nước của bể lắng:
Lượ ng bùn và th ời gian lưu bùn trong bể l ắ ng
Chiều cao phần chóp đáy bể có độdốc 10% vềtâm:
- Chiều cao thực phần chứa bùn: h’ b = h b + h c = 1 m + 0,19m = 1,19m
-Lượng bùn trong bểlắng: G b = V b x MLSS = 11,9 m 3 x 3750mg/l = 41,63kg
Thời gian lưu giữbùn trong bể:
Giá trịnày nằm trong khoảng cho phép L S < 500 m 3 /m.ngày
Việc xả bùn hoạt tính từ bể lắng II được thực hiện bằng áp lực thủy tĩnh thông qua ống dẫn bùn có đường kính 200mm, theo quy định tại điều 6.5.8 trong Tiêu chuẩn Xây dựng TCXD–51–84.
Máng thu nước đặt ởvòng tròn cóđường kính 0,8 đường kính bể [7]
Chiều dài máng thu nước: L m = D m x π = 3m x π = 9,42m
Máng bê tông cốt thép dày 100mm, có lắp thêm máng răng cưa thép tấm không gỉ.
Đường kính máng răng cưa được tính theo công thức:
D: Đường kính trong bểlắng II, D = 3,8m
0,1: Bềrộng thành bê tông = 100mm = 0,1m.
0,003: Tấm đệm giữa máng răng cưa và máng bê tông = 3mm
Máng răng cưa được thiết kếcó 4 khe/m dài, khe tạo góc 90 o
Như vậy tổng sốkhe dọc theo máng bê tông là : 3,1 4 = 39 khe
Công su ất bơm bùn tuần hoàn và bùn dư
KHAI TOÁN KINH PHÍ
Sau khi hoàn tất tính toán các công trình đơn vị, bước tiếp theo là xác định chi phí kinh tế bao gồm chi phí xây dựng cơ bản như xây dựng công trình và mua thiết bị, cùng với chi phí vận hành hệ thống Dựa trên chi phí xây dựng cơ bản, cần xác định thời gian khấu hao và vốn thu hồi, sau đó cộng với chi phí vận hành và các chi phí khác như chi phí duy tu và chi phí dự phòng Từ đó, ta có thể tính toán tổng chi phí cần thiết cho hệ thống trong một đơn vị thời gian Cuối cùng, chia tổng chi phí này cho công suất sẽ giúp xác định giá thành xử lý cho một đơn vị nước thải, từ đó lựa chọn phương án tối ưu để xây dựng trạm xử lý.
Chi phí xây dựng 1m 3 thểtích bể= 1.500.000 VN
3.5.1 Khai toán chi phí phương án 1
3.5.1.1 Chi phí xây dựng và thiết bị
Bảng 3.15 CHI PHÍ XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN 1
Stt Hạng mục Đơn nguyên
Mương đăt song chắn rác 1 1,8 x 0,4 x 0,6 0,432
Chi phí xây dựng 1m 3 thểtích bể được tính là 1.500.000 VNĐ
Chi phí xây dựng nhà điều hành là 50.000.0000 VNĐ
Vậy chi phí xây dựng tổng cộng sẽ là: 401,379 x 1.500.000 + 50.000.000 652.068.500VNĐ
- Các chi phí khác dựtính bằng 5% chi phí xây dựng công trình.
Bảng 3.16 CHI PHÍ PHẦN THIẾT BỊ PHƯƠNG ÁN 1
Stt Hạng mục Số lượng Đơn giá (VNĐ)
2 thiết bị gạc ván nổi 1 5.000.000 5.000.000
3 Máng răng cưa bể lắng 1 1.500.000 1.500.000
Máy khíở bể điều hòa, bể tuyển nổi, Aerotank 4 50.000.000 200.000.000
8 Bơm định lượng hóa chất 1 8.000.000 8.000.000
Dây dẫn điện, đường ống dẫn bùn, khi,… 30.000.000 30.000.000
- Tổng chi phí đầu tư cho các hạng mục công trình:
- Chi phí bảo trì ( lấy 1% vốn đầu tư xây dựng cơ bản)
- Chi phí xây dựng cơ bản được khấu hao trong 20 năm, chi phí máy móc thiết bị khấu hao trong 10 năm Vậy tổng chi phí khấu hao như sau:
3.5.1.2 Chi phí vận hành a) Chi phí nhân công
Bảng 3.17 CHI PHÍ CÔNG NHÂN PHƯƠNG ÁN 1
Bộ phận Số nhân viên
Tổng cộng 9.500.000 b) Chi phí hóa chất
Lượng Clo sử dụng trong 1 tháng:
Lượng NaOCl = 10% sửdụng là 18 L/ngày Vậy lượng NaOCl trong một tháng là
18 L/ngày x 30 ngày = 540 L/tháng Đơn giá cho 1 lít NaOCl 10% = 5.000 đồng/ lít Vậy số tiền phải trả trong 1 tháng là : 540 x 5.000 = 2.700.000 đồng/ tháng.
Polymer khử nước cho bùn
- Với lượng polymer tiêu thụlà 0,02kg/h vậy lượng polymer trong một tháng là: 0,02kg/h x 3h/ngày x 30ngày x 100.000VNĐ/kg = 180.000 đồng/tháng
Vậy tổng tiền tiêu thụ polymer trong 1 tháng là : 180.000 đồng/tháng
Tổng chi phí hóa chất trong một tháng là:
2.700.000 + 180.000 = 2.880.000đồng / tháng c) Chi phí điện năng
Bảng 3.18 CHI PHÍ ĐIỆN NĂNG PHƯƠNG ÁN 1 Điện năng tiêu thụtrong 01 ngày = 93,7(KWh)
- Lấy chi phí cho 01 KWh = 2.000 (VNĐ)
- Chi phíđiện năng cho 1 ngày vận hành:
-Vậy chi phí điện cho 1 tháng là: 187.400 x 30 = 5.622.000 đồng/tháng
Tổng chi phí vận hành :
T VH = 9.500.000 + 2.880.000 + 5.622.000= 18.002.000 VNĐ/ tháng ≈ 600.067 VNĐ/ ngày.
Tổng chi phí xử lý cho 1 m 3 nước thải :
Thời gian hoạt động (h/ngày)
Tổng điện năng tiêu thụ
1 Bơm nước thải hố thu gom 2 1,1 12 x 2 26,4
2 Bơm nước thải bể điều hòa 2 0,24 12 x 2 5,76
Máy thổi khí bể diều hòa và
Bơm bùn tuàn hoàn về bể
3.5.2 Khai toán chi phí phương án 2
3.5.2.1 Chi phí xây dựng và thiết bị
Bảng 3.19 CHI PHÍ XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN 2
Stt Hạng mục Đơn nguyên
Mương đăt song chắn rác 1 1,8 x 0,4 x 0,6 0,432
Chi phí xây dựng 1m 3 thểtích bể được tínhlà 1.500.000 VNĐ
Chi phí xây dựng nhà điều hành là 50.000.0000 VNĐ
Vậy chi phí xây dựng tổng cộng sẽ là: 426,369 x 1.500.000 + 50.000.000 689.553.500VNĐ
- Các chi phí khác dựtính bằng 5% chi phí xây dựng công trình.
Bảng 3.20 CHI PHÍ PHẦN THIẾT BỊ PHƯƠNG ÁN 2
Số lượng Đơn giá (V.NĐ)
2 thiết bị gạc ván nổi 1 5.000.000 5.000.000
3 Máng răng cưa bể lắng 1 1.500.000 1.500.000
Máy khíở bể điều hòa, bể
8 Bơm định lượng hóa chất 1 8.000.000 8.000.000
Dây dẫn điện, đường ống dẫn bùn, khi,… 30.000.000 30.000.000
13 Tủ điện điều khiển PLC 1 200.000.000 200.000.000
- Tổng chi phí đầu tư cho các hạng mục công trình:
- Chi phí bảo trì ( lấy 1% vốn đầu tư xây dựng cơ bản)
- Chi phí xây dựng cơ bản được khấu hao trong 20 năm, chi phí máy móc thiết bị khấu hao trong 10 năm Vậy tổng chi phí khấu hao như sau:
3.5.2.2 Chi phí vận hành a) Chi phí nhân công
Bảng 3.21 CHI PHÍ NHÂN CÔNG PHƯƠNG ÁN 2
Bộ phận Số nhân viên
Tổng cộng 9.500.000 b) Chi phí hóa chất
Lượng Clo sử dụng trong 1 tháng:
Lượng NaOCl = 10% sửdụng là 18 L/ngày Vậy lượng NaOCl trong một tháng là
18 L/ngày x 30 ngày = 540 L/tháng Đơn giá cho 1 lít NaOCl 10% = 5.000 đồng/ lít Vậy số tiền phải trả trong 1 tháng là : 540 x 5.000 = 2.700.000 đồng/ tháng.
Polymer khử nước cho bùn
- Với lượng polymer tiêu thụlà 0,02kg/h vậy lượng polymer trong một tháng là: 0,02kg/h x 3h/ngày x 30ngày x 100.000VNĐ/kg = 180.000 đồng/tháng
Vậy tổng tiền tiêu thụ polymer trong 1 tháng là : 180.000 đồng/tháng
Tổng chi phí hóa chất trong một tháng là:
2.700.000 + 180.000 = 2.880.000đồng / tháng c) Chi phí điện năng
Bảng 3.22 CHI PHÍ ĐIỆN NĂNG PHƯƠNG ÁN 2
Thời gian hoạt động (h/ngày)
Tổng điện năng tiêu thụ (Kwh/ngày)
1 Bơm nước thải hố thu gom 2 1,1 12 x 2 26,4
2 Bơm nước thải bể điều hòa 2 0,24 12 x 2 5,76
3 máy thổi khí bể diều hòa và
Tổng cộng 80,76 Điệnnăng tiêu thụtrong 01 ngày = 80,76(KWh)
- Lấy chi phí cho 01 KWh = 2.000 (VNĐ)
- Chi phíđiện năng cho một ngày vận hành:
-Vậy chi phí điện cho 1 tháng là: 161.520 x 30 = 4.845.600 đồng/tháng
* Tổng chi phí vận hành :
T VH = 9.500.000 + 2.880.000 + 4.845.600 = 17.225.600 VNĐ/ tháng ≈ 574.187 VNĐ/ ngày.
* Tổng chi phí xử lý cho 1 m 3 nước thải :
KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
KẾT QUẢ
Sau khi đề xuất và tính toán hai phương án xử lý nước thải cho dự án Trung tâm thương mại – Siêu thị Big C tại phường Đông Hòa, Dĩ An, Bình Dương, kết quả cho thấy nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn cột A theo QCVN 14: 2008/BTNMT Phân tích các phương án cho thấy chúng có những đặc điểm nổi bật, đảm bảo hiệu quả xử lý và tuân thủ quy định về môi trường.
- Chi phí xửlý 1m 3 nước thải phương án 1 là : 4.138 VNĐ/m 3
- Tổng chi phí đầu tư các hạng mục công trình phương án 1 là : 1.161.371.425 VNĐ
- Chi phí bảo trì, bảo dưỡng phương án 1 là: 63.637 VNĐ/ngày
- Chi phí vận hành phương án 1 là: 600.067 VNĐ/ngày b) Phương án 2
- Chi phí xửlý 1m 3 nước thải phương án 2 là : 4.235 VNĐ/m 3
- Tổng chi phí đầu tư các hạng mục công trình phương án 2 là : 1.409.131.175 VNĐ
- Chi phí bảo trì, bảo dưỡng phương án 2 là: 77.213 VNĐ/ngày
- Chi phí vận hành phương án 2 là: 574.187VNĐ/ngày
Cả hai phương án đều cho kết quảxửlý nước thải đạt theo tiêu cột A QCVN 14 : 2008/BTNMT
Trong thực tế, vềmặt thi công thì cả 2 phương án đều triển khai như nhau.
BIỆN LUẬN
So sánh lựa chọnphương án thích hợp đưa vào hoạt động:
Dựa vào các chi phí trên cho ta thấy về mặt kinh tế để xử lý, đưa hệthống hoạt động lâu dài là phương án 1 tới ưu hơn.
Cả hai phương án xử lý nước thải đều sử dụng phương pháp xử lý sinh học, giúp nâng cao hiệu quả xử lý và đạt tiêu chuẩn nước thải đầu ra cột A QCVN 14: 2008/BTNMT Điều này không chỉ giảm chi phí xử lý nước thải tập trung mà còn giải quyết vấn đề ô nhiễm trước khi nước thải được đưa vào hệ thống thoát nước chung Tuy nhiên, bể Aerotank có ưu điểm là dễ xây dựng và vận hành hơn so với bể SBR.
BểAerotank hoạt động liên tục nước thải đầu raổn định hơn, kiểm soát quá trìnhđơn giản.
BểSBR hoạt động gián đoạn vi sinh vật chết nhiều, kiểm soát quá trình rất khó, đòi hỏi hệ thống quan trắc các chỉtiêu tinh vi, hiện đại.
Chi phí đầu tư và sửa chữa thấp Chi phí đầu tư và vận hành cao
Bảo trì dễdàng Bảo trì bảo dưỡng trởnên rất khó khăn
Phương án 1 và phương án 2 có diện tích xây dựng tương đương, với diện tích đất sử dụng tối thiểu Tuy nhiên, hệ thống Aerotank cho phép mở rộng dễ dàng và nâng cao công suất xử lý.
Dựa trên các nhận định đã được đưa ra, tác giả cho rằng phương án 1 là giải pháp tối ưu cho việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt và sản xuất cho dự án Trung tâm thương mại – Siêu thị Big C tại phường Đông Hòa, Dĩ An, Bình Dương.
QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG
Một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả cần đảm bảo khả năng xử lý lâu dài Do đó, quản lý và vận hành hệ thống sau khi xây dựng là rất quan trọng Để đánh giá hiệu quả của công tác này, cần xem xét các yếu tố như hiệu suất xử lý tối ưu, tuổi thọ công trình và tình trạng hoạt động của các thiết bị.
Quản lý một hệ thống có thể trở nên dễ dàng nếu người phụ trách có tinh thần trách nhiệm cao Dưới đây là một số vấn đề quan trọng cần lưu ý để đảm bảo hiệu quả trong công tác quản lý.
Để đảm bảo hiệu quả trong việc xử lý hệ thống, cần thiết lập một bộ phận tổ chức quản lý, bao gồm các kỹ sư phụ trách về mặt kỹ thuật và công nhân đảm nhận vai trò vận hành.
Để đảm bảo hiệu quả của hệ thống, cần lưu trữ đầy đủ các giấy tờ liên quan đến quy trình công nghệ Đồng thời, việc tuân thủ nghiêm ngặt các quy định và điều kiện vận hành là rất quan trọng.
Tiến hành bảo trì hệ thống định kỳ và đúng thời hạn.
Nhật ký vận hành hệ thống là tài liệu quan trọng, phản ánh mọi thay đổi trong chế độ làm việc của từng hạng mục công trình Bên cạnh đó, việc cập nhật định kỳ các số liệu hàng ngày, hàng tháng, hàng quý và hàng năm là cần thiết để theo dõi hiệu suất và tình trạng hoạt động của hệ thống.
Chi phí điện, nước, hóa chất.
Lưu lượng nước thải dẫn đến hệ thống và các công trình đơn vị
Các sự cố trong việc vận hành,…
Khi bắt đầu vận hành một hệ thống xử lý nước thải mới hoặc khởi động lại hệ thống cũ sau khi hư hỏng, cần tuân thủ các nguyên tắc quan trọng để đảm bảo hiệu quả và an toàn trong quá trình xử lý.
Để tránh hiện tượng sốc cho hệ vi sinh vật trong các công trình xử lý sinh học, cần tăng dần tải lượng của hệ thống xử lý Việc cho một phần nước thải vào bể sục khí sẽ giúp vi sinh vật dần dần thích nghi với điều kiện mới.
Cần duy trì lượng oxy hòa tan (DO) ở mức 2 -3 mg/l và trách sục khí quá nhiều (cần điều chỉnh dòng khí vào các công trình đơn vị hằng ngày).
Thường xuyên kiểm tra lượng oxy hòa tan trong bể sục khí là rất quan trọng Trong giai đoạn thích nghi, thể tích bùn sẽ tăng lên, đồng thời khả năng tạo bông và lắng cặn cũng sẽ cải thiện dần.
4.3.2.2 Quy trình vận hành hệ thống xử lý nước thải hằng ngày
Vận hành hệthống xửlý nước thải hàng ngày cần phải đảm bảo các yếu tốsau:
- Giữ lượng DO trong bểAerotank ổn định ( từ2-4 mg/L).
- Điều chỉnh lượng bùn dư bằng cách chỉnh dòng bùn tuần hoàn để giữcho thểtích bùnởmứcổn định.
- Vớt vật nổi trên bềmặt của bểlắng
Xác định khối lượng và hàm lượng các chất thải có trong nước thải
Tiếp nhận chất thải vào hệ thống xửlý
Vệsinh sạch sẽhệthống sau xửlý
- Kiểm tra toàn bộkhu vực hoạt động của hệthống xửlý nước thải
- Kiểm tra đầy đủcác hóa chất, các bơm định lượng
- Kiểm tra hệthống bảng điện phòngđiều hành
- Đánh giá loại nước thải để đưa ra phương pháp xử lý phù hợp
- Pha hóa chất với tỉ lệthích hợp, khởi động các thiết bị khuấy trộn
- Kiểm tra các đĩa sục khí,ống cấp khí
- Kiểm tra các van xảbùn vàống thu hồi nước thải.
Hình 4.1 Sơ đồ vận hành hệ thống cho phương án
- Ngoài các hoạt động hàng ngày còn có các hoạt động theo định kỳ như: lấy mẫu, bảo dưỡng và thay thếthiết bị….
Các sự cố và phương án khắc phục khi vận hành hệ thống
Một số sự cố thường gặp trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải cùng với biện pháp khắc phục như:
Các công trình hiện đang bị quá tải, do đó cần có tài liệu chi tiết về sơ đồ công nghệ của hệ thống xử lý cũng như cấu tạo của từng công trình Tài liệu này sẽ bao gồm các số liệu kỹ thuật, đặc biệt là lưu lượng thiết kế của các hạng mục công trình.
Khi hệ thống đang hoạt động, việc nguồn điện bị ngắt đột ngột có thể xảy ra, do đó, việc trang bị nguồn điện dự phòng như máy phát điện là cần thiết để kịp thời xử lý tình huống này.
Để đảm bảo hệ thống vận hành liên tục, cần có thiết bị dự phòng khi thiết bị chính gặp sự cố hư hỏng Việc sửa chữa kịp thời các thiết bị là rất quan trọng để tránh gián đoạn trong quá trình hoạt động.
Khi máy bơm hoạt động nhưng không lên nước, cần kiểm tra nguồn cung cấp điện và xem xét có vật cản nào làm chèn ép cánh bơm hay không Nếu máy bơm phát ra tiếng kêu lạ, hãy ngừng hoạt động ngay lập tức và tìm nguyên nhân để khắc phục sự cố hiệu quả.
Một số sự cố ở các công trình đơn vị
Song chắn rác thường có mùi hôi hoặc bị nghẹt do các chất lơ lửng trong nước thải lắng đọng lại trước khi đến Để khắc phục tình trạng này, việc vệ sinh thường xuyên là rất cần thiết.
Hố thu gom thường phát sinh mùi hôi do sự phân hủy không hoàn toàn của các vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí trong nước thải Để khắc phục tình trạng này, cần sử dụng máy bơm hoạt động liên tục nhằm bơm nước thải đến các công trình xử lý.
Bể điều hòa cần được duy trì với chế độ sục khí liên tục và tăng tốc độ sục khí để ngăn ngừa tình trạng chất rắn lắng đọng gây nghẹt đường ống dẫn khí.
