Đồ án Quy trình xử lý nước thải thủy sản công ty trách nhiệm hữu hạn xuất nhập khẩu thủy sản Thiên Mã

ho bơm, van và các đường ống không bị nghẽn bởi rác. Kích thước tối thiểu của rác bị giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách các thanh kim loại của song chắn rác. Để tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực của dòng chảy người ta thường xuyên làm sạch song chắn rác bằng cách cò rác thủ công hoặc cơ giới. Tùy theo yêu cầu và kích thước của rác chiều rộng khe hở của các song thay đổi. Bảng Các giá trị thông dụng để thiết kế song chắn rác Chỉ tiêu Cào rác thủ công Cào rác cơ giới Kích thước của các thanh Bề dày( cm) Bề bản( cm) 0,51¸1,52 2,54 ¸3,81 0.51 ¸1,52 2,54 ¸3,81 Khoảng cách giữa các thanh( cm) 2,54 ¸5,08 1,52 ¸7,62 Độ nghiêng song chắn rác theo trục thẳng đứng (độ) 30 ¸45 0 ¸ 30 Vận tốc dòng chảy(m/s) 0,31 ¸ 0,62 0,62 ¸0,99 Độ giản áp cho phép( cm) 15,24 15,24 Nguồn : Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 II.2. Bể lắng cát: Bể lắng cát nhằm loại bỏ cát, sạn , sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước thải . Trong nước thải, bản thân chúng không độc hại nhưng sẽ ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của các công trình thiết bị trong hệ thống như ma sát làm mòn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng của các bể xử lý và tăng tần số làm sạch các bể này. Vì vậy trong các trạm xử lý nhất thiết phải có bể lắng cát. Bể lắng cát thường đặt phía sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp. Đôi khi người ta đăt bể lắng cát trước song chắn rác, tuy nhiên việc đặt sau song chắn rác có lợi hơn cho việc quản lý bể. Ở đây phải tính toán như thế nào cho các hạt cát và các hạt vô cơ cần loại bỏ lắng xuống còn các chất hữu cơ lơ lững khác trôi đi. Bể lắng cát được áp dụng lâu đời nhất là bể lắng cát chuyển động dọc theo dòng chảy, trong bể này ta khống chế vận tốc dòng chảy để tạo diều kiện cho các hạt cát, sỏi lắng xuống còn các hạt hữu cơ khác sẽ theo dòng chảy trôi ra ngoài. Vận tốc dòng chảy được khống chế ở mức 0,3 m/ s, nhằm tạo dủ thời gian để các hạt cát lắng xuống đáy bể. với vận tốc này hầu hết các hạt chất hữu cơ dều dược dưa ra khỏi bể và vẫn ở trạng thái lơ lửng. Thông thường thì các bể này được thiét kế đẻ lắng các hạt có kích thươc lớn hơn 0,15 mm. Chiều dài bể phụ thuộc vào chiều sâu cần thiết để lắng các hạt ở vận tốc thiết kế, diện tích mặt cắt đứng của bể được điều chỉnh vận tốc dòng chảy và số bể . Cần phải hạn chế dòng chảy rối xảy ra ở đầu vào và đầu ra của bể, người ta đề nghị tăng chiều dài lý thuyết lên 50% để thoả mãn vấn đề này Bảng 3.2: Các giá trị thiết kế bể lắng cát Thông số Khoảng biến thiên Giá trị thông dụng Thời gian lưu tồn nước ( giây) Vận tốc chuyển động ngang ft/ s Tốc độ lắng của hạt ft/ min Giữ lại trên lưới có đường kính 0,21 mm Giữ lại trên lưới có đường kính 0,15 mm Độ giảm áp % độ sâu diện tích ướt trong kênh dẫn Hạn chế dòng chảy rối ở đầu vào và đầu ra 45 - 90 0,8 - 1,3 3,2 - 4,2 2,0 - 3,0 30 - 40 2 Dm - 0,5 L 60 1,0 3,8 2,5 36 Nguồn : Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Chú ý thời gian tồn lưu nước nếud quá nhỏ sẽ không đảm bảo hiệu suất lắng, nếu lớn quá sẽ có các chất hữu cơ lắng. Các bể lắng hường được trang bị thêm thanh gạt chất lắng ở dưới đáy, gàu múc các chất lắng chạy trên đường rây đẻ cơ giới hoá việc xả cặn II.3 Bể điều lưu: Trong quá trình xử lý nước thải cần phải điều hoà lượng dòng chảy. Trong quá trình này thực chất là thiết lập hệ thống điều hoà lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải nhằm tạo điều kiện tốt nhất cho các công trình phía sau hoạt động ổn định. Nước thải công ty được thải ra với lưu lượng biến đổi theo thời vụ sản xuất, giờ mùa. Trong khi đó các hệ thống sinh học phải được cung cấp nước thải đều đặn về thể tích cũng như các chất cần xử lý 24/24 giờ. Do đó sự hiện diện của bể điều lưu là hết sức cần thiết. Bể điều lưu có chức năng điều hòa lưu lượng nước thải và các chất cần xử lý để đảm bảo hiệu quả cho các quá trình xử lý sinh học phía sau, nó chứa nước thải và các chất cần xử lý ở những giờ cao điểm rồi phân phối lại cho các giờ không hoặc ít sử dụng để cung cấp ở một lưu lượng nhất định 24/24 giờ cho các hệ thống xử lý sinh học phía sau. Các lợi ích của bể điều lưu như sau: Bể điều lưu làm tăng hiệu quả của hệ thống sinh học do đó nó hạn chế hiện tượng “shock” của hệ thống do hoạt động quá tải hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng các chất hữu cơ, giảm được diện tích xây dựng các bể sinh học. Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức độ thích hợp cho hoạt động của vi sinh vật . Trong thực tế bể điều lưu được xây dựng lớn hơn thể tích thiết kế 10 ¸20% để phòng ngừa các trường hợp không tiên đoán được sự cố biến động hàng ngày của lưu lượng, trong một số hệ thống xử lý người ta có thể bơm, hoàn lưu một số nước thải về bể điều lưu. II.4 Bể tuyển nổi : Bể tuyển nổi được sử dụng để loại bỏ các hạt rắn hoặc lỏng ra khỏi hỗn hợp nước thải và cô đặc bùn sinh học. Trong xử lý nước thải, bể tuyển nổi được sử dụng chủ yếu để laọi các chất lơ lửng và cô dặc bùn sinh học. Lợi điểm chủ yếu của bể tuyển nổi là nó có thể loại các hạt chất rắn nhỏ, có vận tốc lắng chậm trong một thời gian ngắn Bể tuyển nổi gồm có các loại Bể tuyển nổi theo trọng lượng riêng Bể tuyển nổi bằng phương pháp điện phân Bể tuyển nổi bằng cách hoà tan không khí ở áp suất cao Bể tuyển nổi bằng sục khí Bể tuyển nổi theo kiểu tạo chân không Trong phạm vi đề tài, ta chọn bể tuyển nổi bằng cách hoà tan không khí ở áp suất cao Bể tuyển nổi bằng cách hoà tan không khí ở áp suất cao Theo cách này không khí được hoà tan vào nước thải ở áp suất cao vài atm, sau đó nước thải được đưa trở lại áp suất thường của khí quyển. lúc này không khí trong nước thải sẽ phóng thích trở lại vào áp suất khí quyển dưới dạn các bọt khí nhỏ. Các bọt khí này sẽ bám vào các hạt chất rắn tạo lực nâng các hạt chất rắn này nổi lên bề mặt của bể, sau đó các chất rắn này được loại bỏ bằng các thanh gạt. I.1.5. Bể lắng sơ cấp: Bể lắng làm nhiệm vụ tách các chất lơ lửng còn lại trong nước thải (sau khi qua bể lắng cát) có tỷ trọng lớn hơn hoặc nhỏ hơn tỷ trọng của nước dưới dạng lắng xuống đáy bể hoặc nổi lên trên mặt nước. Thông thường bể lắng có ba loại chủ yếu: bể lắng ngang (nước chuyển động theo phương ngang), bể lắng đứng (nước chuyển động theo phương thẳng đứng), và bể lắng ly tâm (nước chuyển động từ tâm ra xung quanh) thường có dạng hình tròn trên mặt bằng. Ngoài ra, còn một số dạng bể lắng khác như bể lắng nghiêng, bể lắng được thiết kế nhằm tăng cường hiệu quả lắng. Trước khi đi vào giai đoạn xử lí sinh học, hàm lượng chất rắn lơ lững trong nước thải SS 150mg/l. Chiều cao của bể : 3.084m h 4.572m (Trịnh Xuân Lai, 2000 Bảng 3.4 Vài giá trị của hằng số thực nghiệm a,b ở t200c. Chỉ tiêu a(giờ) b(giờ) Khử BOD5 0.018 0.020 Khử cặn lơ lững 0.0075 0.014 ( Nguồn: Tính toán thiết kế các công trình xử lí nước thải của Trịnh Xuân Lai) Bảng 3.5 Hiệu quả loại bỏ chất ô nhiễm sau khi qua bể lắng sơ cấp Thông số Hiệu suất xử lí (%) TSS 40 - 70 BOD5 25 – 40 COD 20 – 30 TP 5 – 10 Vi khuẩn 50 – 60 (Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991.) Bảng 3.6 Một số giá trị tham khảo để thiết kế bể lắng sơ cấp hình trụ tròn và hình chữ nhật. Thông số Giá trị Khoảng biến thiên Thông dụng Hình chữ nhật Sâu (m) 3 – 4.6 3.7 Dài (m) 15.2 – 91.4 24.4 – 39.6 Rộng (m) 3.0 – 24.4 4.9 – 9.7 Vận tốc thiết bị gạt váng và cặn (m/phút) 0.6 – 1.2 0.9 Hình trụ tròn Sâu (m) 3.0 – 4.6 3.7 Đường kính (m) 3.0 – 61 12.2 – 45.8 Độ dốc của đáy (m/m) 0.063 – 0.167 0.083 Vận tốc thiết bị gạt váng và cặn (vòng/phút) 0.02 – 0.05 0.03 (Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991.) Bể bùn hoạt tính: Xử lý nước thải bằng bể bùn hoạt tính bao gồm bể chứa khí và bể lắng, vi sinh vật kết bông được tách ra ở bể lắng và hoàn lưu lại bể hiếu khí để duy trì nồng độ cao của vi sinh vật có hoạt tính, lượng bùn thừa được tách ra đưa vào bể nén bùn hay các công trình xử lý bùn khác để đảm bảo có oxy thường xuyên và trộn đều nước thải với bùn hoạt tính, cần phải cung cấp khí cho bể hiếu khí bằng hệ thống sục khí. Bể bùn hoạt tính là một qui trình xử lý sinh học hiếu khí trong bể không có giá bám cho vi khuẩn . Việc loại bỏ BOD, keo tụ, các hạt keo không lắng và cố định các chất hữu cơ được thực hiện bởi vi sinh vật, chủ yếu là các vi khuẩn. Các vi sinh vật được sử dụng để chuyển hóa các hạt keo và các chất hữu cơ thành các chất khí và các tế bào vi khuẩn mới. Do đó các tế bào vi khuẩn có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng riêng của nước nó có thể tách khỏi nước thải bằng phương pháp lắng trọng lực. Thời gian lưu của nước thải, chế độ nạp nước và các chất hữu cơ trong bể phản ứng: Theo số liệu của Mỹ, thời gian cư trú trung bình của vi khuẩn trong bể theo thể tích bể 5 ¸ 15 ngày, thời gian lưu tồn nước trong bể 4 ¸ 8 giờ. Hiệu suất sục khí và tỷ lệ thức ăn trên vi sinh vật (F/M) nên giữ trị số DO = 1,5 ¸ 4 mg/l tại mọi khu vực trong bể, trên 4mg/l không tăng hiệu suất mà còn tốn điện. Đối với F/M lớn hơn 0,3mg/l, lượng không khí cần thiết 30 ¸ 55m3/kgBOD5 được xử lý( hệ thống tạo bọt khí), 24 ¸ 36 m3/kgBOD5 được xử lý (hệ thống sục khí tạo bọt mịn). Nếu F/M nhỏ hơn 0,3mg/l lượng không khí cần thiết sẽ tăng lên. Thông thường khi sử dụng hệ thống bơm nén khí với hệ thống khuếch tán khí người ta cần 3,75¸15m3 không khí trên một m3 nước thải. Đối với các thiết bị cơ khí khấy đảo để sục khí cần 1¸1,5kgO2/kgBOD5 được xử lý, theo thực nghiệm ở bể bùn hoạt tính khuấy hoàn chỉnh cho thấy giá trị F/M nằm trong khoảng 0,2 ¸ 1,0. Bể lắng thứ cấp: Bể lắng thứ cấp dùng để loại bỏ các tế bào vi khuẩn nằm ở dạng các bông cặn. Bể lắng thứ cấp có hình dạng cấu tạo gần giống với bể lắng sơ cấp, tuy nhiên thông số thiết kế về lưu lượng nạp nước thải trên một đơn vị diện tích bề mặt của bể khác rất nhiều. Ta có thể tham khảo các thông số thiết kế theo bản sau. Bảng 3.3 Các thông số tham khảo để thiết kế bể lắng thứ cấp Loại bể xử lý Lưu lượng nạp nước m3/m2.d Lưu lượng nạp chất rắn kg/m2h Chiều sâu của bể m Trung bình Tải đỉnh Trung bình Tải đỉnh Bùn hoạt tính thông khí bằng không khí (ngoại trừ loại thông khí kéo dài) 16,3 ¸ 32,6 40,7 ¸ 48,9 3,9 ¸5,9 9,8 3,66¸6,1 Bùn hoạt tính thông khí bằngoxy tinh khiết 16,3 ¸ 32,6 40,7 ¸48,9 4,9 ¸6,8 9,8 3,66¸6,1 Bùn hoạt tính thông khí kéo dài 8,2 ¸ 16,3 24,4 ¸32,6 1 ¸ 4,9 6,8 3,66¸6,1 Bể lọc sinh học nhỏ giọt 16,3 ¸ 24,4 40,7 ¸48,9 2,9 ¸ 4,9 7,8 3,05¸4,57 Đĩa quay sinh học Nước thải thứ cấp 16,3 ¸ 32,6 40,7 ¸ 48,9 3,9 ¸5,9 9,8 3,05¸4,57 Nước thải nitrat hóa 16,3 ¸ 24,4 32,6 ¸ 40,7 2,9 ¸4,9 7,8 3,05¸4,57 Nguồn : Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 II.7.Bể khử trùng: Để hoàn thành công đoạn xử lý nước thải dùng chclorine. Nước thải và dung dịch chclor( phân phối qua ống châm lổ hoặc suốt chiều ngang của bể trộn) được cho vào bể trộn trang bị một máy khuấy vận tốc cao, thời gian lưu tồn của nước thải và dung dịch chclorine trong bể không ngắn hơn 30 giây. Sau đó nước thải đã trộn lẫn với dung dịch chclorine được cho chảy qua bể tiếp xúc được chia thành những kênh dài và hẹp theo đường gấp khúc. Thời gian tiếp xúc giữa chclorine và nước thải từ 15 ¸ 45 phút, ít nhất phải giữ được 15 phút ở tải đỉnh. Bể tiếp xúc chclorine thường được thiết kế theo kiểu plug_flow. Tỷ lệ dài : rộng từ 10:1 đến 40:1. Vận tốc tối thiểu của nước thải từ 2 ¸ 4,5m/phút để tránh lắng bùn trong bể. II.8. Sân phơi bùn: Bùn thải ra từ bể tuyển nổi, bể lắng sơ cấp và bể lắng thứ cấp được đưa ra sân phơi bùn. Sân phơi bùn được coi là một công đoạn làm khô bùn, làm giảm ẩm độ bùn xuống còn khoảng 70 ¸ 80% , nghĩa là hàm lượng vật chất khô trong bùn tăng lên đến 20 ¸ 30%. Vì diện tích đệm của nhà máy lớn nên thích hợp cho thiết kế sân phơi bùn. Đáy sân phơi bùn thường làm bằng bêtông cốt thép để đảm bảo cách ly nước rỉ từ bùn vào nước ngầm và có mái che di động tránh nước mưa đổ vào. Chỉ tiêu thiết kế làm giảm ẩm độ bùn xuống còn 75% Chiều dày lớp bùn là 8cm( thời gian phơi 3 tuần). Chiều dày lớp bùn là 10cm( thời gian phơi 4 tuần). Chiều dày lớp bùn là 12cm( thời gian phơi 6 tuần). TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH Lưu lượng nước thải tính toán: Lưu lượng trung bình ngày đêm: Q = 2302 m3/ngày đêm Lưu lượng trung bình : (mỗi ngày sản xuất 8h) =0,0799m3/s=79,9 L/s (Nguồn :TCXD 51-2008) K0max =1,6402 K0min =0,5739 Qtbmax = Qtb x K0max = 79,9*1,6402= 131,05 (L/s) =0,131(m3/s) Qtbmin = Qt bx K0min = 79,9*0,5739= 45,85 (L/s) = 0,0127 (m3/s) Tính toán lại hàm lượng các chất trong nước thải: Lượng nước thải sản xuất hàng ngày là 2250m3. Lượng nước thải sinh hoạt hàng ngày là 52 m3 Dầu mỡ động vật 250 mg/L Tính toán kênh dẫn nước Chọn vận tốc dòng chảy trong kênh là v = 0,7m/s Diện tích mặt cắt ướt của kênh dẫn: Chọn chiều sâu ngập nước h1 = 0,62 m Chiều rộng kênh dẫn : Chọn chiều cao mặt thoáng là: h2 = 0,3m Chiều cao thực tế kênh dẫn nước: HK=h1 + h2 = 0,62 +0,3=0,92(m) Tính toán song chắn rác: Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý nước trước hết phải qua song chắn rác. Tại đây các thành phần rác có kích thước lớn như: vải vụn, vỏ đồ hộp, lá cây … được giữa lại. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải. Bảng 4: Các giá thông dụng để thiết kế song chắn rác: Chỉ tiêu Khoảng biến thiên Trị thiết kế Vận tốc nước chảy qua song chắn v (m/s) 0,3 ÷ 0,6 0,6 Chiều rộng khe (cm) 2,5 ÷ 5 2,5 Độ nghiêng so với trục đứng β (mm) 30 ÷ 45 45 Bề dày của sắc (cm) 0,51 ÷ 1,52 1,2 Bề bản của sắt (cm) 2,54 ÷ 3,81 2,6 (Theo Ths.Lê Hoàng Việt, Giáo trình Phương Pháp Xử Lý Nước Thải, 2003 ) Các thông số lựa chọn để thuyết kế: Vận tốc qua song chắn V=0,6 m/s Khoảng hở các thanh B=0,025 cm Độ nghiêng với trục cào rác bằng thủ công R=450 Bề dày của sắt C=0,012m Chọn góc mở rộng =200 Lưu lượng nước thải Qmax=0,131m3/s Chiều rộng kênh dẫn nước thải đến song chắn rác Wt=0.3(m) Chọn chiều sâu ngập nước của đoạn đặt song chắn rác h1=0,62 m Diện tích phần khe hở ngập nước Tổng bề rộng các khe: Giả sử kích thước rác là 3 cm ,chọn chiều rộng khe là B=2,5 cm=0,025m (m) Số khe: (khe) Số thanh: F=N-1= 14-1=13(thanh) chọn 13 thanh Tổng chiều rộng lọt lọng của kênh nơi đặt song chắn rác (m) Như vậy kênh dẫn sẽ được mở từ 0.3(m) --à0.506(m).Để tránh hiện tượng chảy rối chọn góc mở rộng 200. Chiều dài đoạn mở rộng: m Chiều dài đoạn thu hẹp: L2=0,5.L1= 0,5*0.28 =0,14m Vận tốc ngay trước song vt=m/s Độ giảm áp: m (Thỏa<0,1554m ) Từ nguồn xả đến hệ thống xử lý là 100 m.,độ dốc kênh dẫn là 0,0033 Chọn h bv=0,3m Chiều cao mương đặt song chắn H=0,62+0,3+0,33+0,44.10-3=1,25m Chiều dài song chắn: (m) Chiều cao tổng cộng của song chắn: (m) Chiều dài nơi đặt song chắn rác 1,25m. Giả sử lượng rác trong nước thải là 3L/năm (TCVN), lượng rác mỗi ngày của công ty với 430 người là 3,5 L/ngày =3,5.10-3 m3/ngày.Một ngày thu gom một lần,chiều cao trên sàn không quá 0,1 m. Nên chọn sàn có kích thước d x r: 0,612 x 0,05(m) Tổng chiều dài kênh đặt song chắn rác là L= 0,28+0,14+1,25+0,05=1,72m. Vậy song nghiêng 450 ,gồm có 13 thanh, bề dày thanh 12mm, khoảng cách khe hai thanh 2,5cm,chiều dài thanh 2,07 m, vận tốc qua khe 0,6 m/s, chiều cao mương đặt 1,25m, Chiều dài mương 1,72m. Bể Lắng Cát: Giả sử trong nước thải có cát với cỡ hạt là d = 0,2 mm Tra bảng tải trọng bề mặt của bể lắng cát ( theo Trịnh Xuân Lai ), ta có độ lớn thủy lực của hạt 0,2mm là è U0 = 18,7 mm/s = 0,0187 m/s. Chọn K là hệ số thực nghiệm tính đến ảnh hưởng của đặc tính dòng chảy của nước đến tốc độ lắng của hạt cát trong bể lắng cát: K = 1,3 ứng với U0 = 24,2mm/s và K = 1,7 ứng với U0 = 18,7mm/s ( Điều 6.3.3 – TCXD-51-84). - Vận tốc nước chảy qua bể: V = 0,3 m/s - Chiều sâu của miệng dưới cống nơi nước thải được đưa vào bể lắng là : 0,5 m - Diện tích bề mặt lắng: A = ( K*Qmax)/ U0 = ( 1,7*0,131 )/0,0187 = 11,9 m2 Tỉ lệ chiều dài và chiều sâu công tác: = 1,7 * = 27,3 Chọn chiều sâu công tác của bể là H = 0,5 m Chiều dài bể lắng cát ngang: è L = 27,3* 0,5 = 13,65 m Để hạn chế dòng chảy rối ở đầu vào và đầu ra ta chọn chiều dài bể lắng cát là 20,5 m Chiều Rộng của bể: B = = = 0,87 m Chiều sâu chết của bể H1= 0,5 + 0,2 = 0,7 m ( 0,2 m là khoảng cách từ mặt đất đến thành bể để tránh nước mưa chảy tràn 0,5 m là khoảng cách từ miệng cống xả đến mặt đất ). Tính lượng cát: Hệ thống xử lý chung của sản xuất và sinh hoạt (430 người ), lượng cát trong 7 ngày (giả sử hiệu suất lắng là 100% G=(0,04*430*1600 *7)/1000 =192,64 kg + Thể tích cát tích lại trong bể: Vcát = = 0,1204m3 + Chiều sâu lớp cát trong bể: H3 = = = 0,01 m. - Chiều sâu tổng cộng của bể là: Htt = H1 + H + H3 = 0,7 + 0,5 + 0,01 = 1,21 m - Thể tích hữu dụng của bể: Vhd = H*A = 0.5 * 11,9 = 5,95 m3 - Chia bể thành 06 ngăn è Vn = Vhd /6 = 5,95 /6 = 0, 992m3 - Chiều dài mỗi ngăn: Ln = L/6 = 20,5/6= 3,4m - Thời gian tồn lưu trong bể = = 45,4 giây (thỏa 45-90 giây) = = 129,3 giây - Hố thu cát hình chữ nhật + Chọn chiều dài của hố thu cát đúng bằng chiều rộng của bể lắng cát Lh = B = 0,87 m + Chiều rộng của hố thu cát là: bh = 2 m + Chiều cao của cát trong hố thu: Hh = Vcat/(2*0,87) =0,1204/(2*0,87) =0,07m - Sân phơi cát: + Lượng cát được giữ lại trong 05 năm là: G=(0,04*430*1600 *365*5)/1000 =50224 kg è V = = 31,39 m3 + Chọn chiều cao cột cát trong sân là 1m + Chọn sân phơi cát hình vuông có cạnh là 5,6 m. Bể lắng sơ cấp: Chọn bể lắng đợt 1 dạng tròn, nước thải đi vào từ ống trung tâm, thu nước theo chu vi bể. Loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải qua bể điều hòa. Ở đây các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọn của nước sẽ lắng xuống đáy. Hàm lượng chất lơ lửng sau khi qua bể lắng đợt 1 cần đạt ≤150 mg/l. Tính toán bể lắng sơ cấp:: Các thông số đầu vào: Q = 2302 m3/ngày COD = 758,4 mg/l BOD = 706,4 mg/l SSv = 294,2 mg/l Dầu mỡ = 50 mg/l Pv = 29,98mg/l Nv = 245,14 Bảng 5: Các số liệu tham khảo để thiết kế bể lắng sơ cấp hình vành khăn: Thông số Giá trị Khoảng biến thiên Trị thiết kế Thời gian lưu tồn θ (giờ) 1,5 ÷ 2,5 Tải trọng bề mặt SOR (m3/m2.d) 31 ÷ 50 50 Tải trọng qua máng thu am (m3/m dài.d) 124 ÷ 490 Hiệu suất loại SS (%) 50 ÷ 65 55 Hiệu suất loại BOD,COD (%) 30 ÷ 40 33 (Theo giáo trình Tính Toán Thiết Kế Các Công Trình Xử lý nước thải, 2000, Trịnh Xuân Lai ) ▪Xác định diện tích bề mặt của bể lắng: Chọn tải trọng bề mặt là 43,986 m3/m2.d A1 = (m2) Đường kính vùng lắng: Đường kính buồng phân phối nước: Diện tích vùng phân phối nước Tổng diện tích của bể lắng: A= A1 +A2 = 52,334+4,5= 56,834 m2 Đường kính tổng cộng của bể: Chọn chiều sâu hoạt động của nước trong bể là h3 = 3,5 Chiều sâu buồng phân phối nước (0,5506)h3 cộng thêm 0,3 m phần nổi lên trên. Vậy chiều cao của buồng phân phối nước là h1=2,3m. Thể tích nước trong phần bể hình trụ: V1=Ah3 = 56,8343,5 = 198,9m3 Thể tích buồng phân phối: Vpp=A2*h1=4,5*2,3=10,35m3 Tính toán phần chóp cụt: Tỷ lệ độ dốc đáy bể là 1:12. Chọn: đường kính hố chứa bùn là D3= 2 Chiều sâu phần chóp cụt: Thể tích phần chóp cụt: Thể tích phần chứa nước: Vcn = Vcc + V1 = 6,6+198,9= 205,5 m3 Thể tích vùng lắng: Vvl=A1*h3=183,17m3 Kiểm thời gian lưu tồn nước: (Thỏa điều kiện thời gian lưu nước Theo giáo trình Tính Toán Thiết Kế Các Công Trình Xử lý nước thải, 2000, Trịnh Xuân Lai ) Chọn chiều sâu của bể H=3,8m, Chọn chiều sâu buồng phân phối trung tâm h1 =2,3m chiều sâu phần dự trữ h2 =0,3m Chọn chiều sâu hoạt động của nước là h3 =H – h2 = 4 – 0,3 =3,5m Chiều sâu phần chóp cụt h4 =hcc= 0,27(đáy bể có tỷ lệ 1:12 về tâm) Chiều sâu phần chứa bùn hình trụ: h5 =h3 – h1 – h4 =3,5-2,3-0,27=0,93m Thể tích phần chứa bùn: Vbùn =A1. h5 =52,334.(0,93) =48,7(m3) Tính Hiệu suất khử BOD5, COD, SS. (%) R : hiệu suất khử BOD5, COD, SS . a, b : hằng số thực nghiệm t : thời gian lưu nước 1,91 (giờ). Bảng 6.1:Giá tri hằng số thực nghiệm a,b ở t200c Chỉ tiêu a đơn vị (h) b Khử BOD5 0,018 0,02 Khử SS 0,0075 0,014 Hiệu suất khử BOD5, COD. Hiệu suất khử SS. Tính nồng độ COD,BOD5,SS đầu ra của bể lắng sơ cấp (mg/l) BOD5 = 706,4 *(1-0,339) =466,9(mg/l ) COD = 500(mg/l) SS = 130(mg/l ) Vận tốc vùng lắng Vận tốc giới hạn trong vùng lắng VH= Trong đó: k: Hằng số phụ thuộc vào tính chất căn, chọn k=0,06 txl :Tỷ trọng hạt, chọn là 1,25 g: Gia tốc trọng trường g=9,81m/s2 d: Đường kính tương đương của hạt,chọn d=10-4 m f: Hệ số ma sát, hệ số này phụ thuộc vào đặc tính bề măt của hạt và hệ số Reynol của hạt khi lắng,chọn f=0,025. Máng thu nước được bố trí sát thành bể chạy dọc theo đường kính bể.Vậy chiều dài của máng thu nước (Ln) Ln = = 3,14 * 8,5 =26,69 (m) Chọn chiều rộng máng thu nước là 0,4 m,chiều sâu 0,5 m.Vậy thể tích máng thu nước là: V =Ln * B * H = 26,69 * 0,4 * 0,5 =5,34(m3) Tải trọng thủy lực máng thu nước trên 1m chiều dài (b) (m3/m2.ngày) <125 (m3/m2.ngày) (TS.Trịnh Xuân Lai –Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải ) Xác định thể tích bùn Lượng chất lơ lửng (bùn tươi sinh ra mỗi ngày) Mt=(kgSS/d) Giả sử bùn tươi có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm =95%) Tỉ số VSS:SS =0,75 và khối lượng riêng của bùn tươi là 1,0072 kg/L Lưu lượng bùn cần xử lý mỗi ngày Qtươi= Lượng bùn tươi có khả năng phân hủy sinh học MVss=377,8*0,75=283,35 kg VSS/ngày Thể tích hố thu cặn Qc=A3*h5= m3 Khoảng 9h thu cặn một lần. Vậy thiết kế bể lắng sơ cấp với: Đường kính:Tổng cộng của bể: 8,5m, buồng phân phối nước: 2,4m Máng thu nước Ln = 26,69 (m), Chiều sâu : Tổng của bể H=3,8m, chiều sâu hoạt động của nước là h3 =3,5m Hố chứa bùn hình trụ chiều sâu: h5 =0,93m,chiều cao 0,93m Hiêu suất khử BOD là 33,9%,còn SS là 55,78%. Thời gian lưu nước 1,91. Bể bùn hoạt tính khử BOD và Nitrat hóa nước thải: Thông số đầu vào: Q=2302 (m3/d) BOD5v=466,9(mg/l) CODv=500 (mg/l) SSv=130 (mg/l) T=20oC Nv=245,14 (mg/l) Pv=29,98 (mg/l) Cân bằng dưỡng chất: Nhu cầu về dưỡng chất nhằm bảo đảm sự phát triển của các vi khuẩn theo tỷ lệ BOD5: N: P = 100: 5: 1 Lượng Nitơ phản ứng trong bể: Lượng Nitơ còn dư trong bể: Lượng Phospho phản ứng trong bể: Lượng Phospho còn dư: Pdư = Pv –P =29,98 – 4,669 =25,3 (mg/l) Bảng 6: Các thông số động học của quá trình Nitrat hóa trong bể bùn hoạt tính. Hệ số Đơn vị đo Giá trị Khoảng biến thiên Trị thiết kế d-1 0,4÷2 0,47 KN NH4+, N, mg/L 0,2÷3 0,5 YN mg bùn hoạt tính/mg NH4+ 0,1÷0,3 0,16 Kd d-1 0,025÷0,075 0,06 mg/L 0,15 ở 15oC÷2 ở 20oC 1,3 ( TS.Trịnh Xuân Lai-TTTK các công trình xử lý nước thải ) Bảng 7: Các thông số cần thiết khác để thiết kế bể bùn hoạt tính Thông số Giá trị Khoảng biến thiên Trị thiết kế Thời gian lưu tồn nước (giờ) 4÷8 Nồng độ vi khuẩn trong dung dịch bùn hoàn lưu Xw (mg/L) 8000÷10000 10000 Lượng chất lơ lững trong bể (MLSS), (mgSS/L) 1500÷4000 3500 Tỷ lệ hoàn lưu Rhl 0,25÷1,0 Hiệu suất loại BOD(%) 80÷95 (Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991.) Tính các thông số động lực: Theo Lê Hoàng Việt, Giáo trình bài tập Phương Pháp Xử Lý Nước Thải, 2002: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ: Tính tốc độ tăng trưởng của vi khuẩn Nitrat hóa: Tốc độ oxy hóa cực đại: Thời gian lưu tồn tế bào tối thiểu: Áp dụng công thức: Với: k= 4,56 (d-1) Kd =0,06 (d-1) Xác định thiết kế: (với SF=2,5 (hệ số an toàn)) Tốc độ sử dụng chất nền: Áp dụng công thức: Tính hàm lượng Nitơ ở đầu ra: Áp dụng công thức: Tốc độ sử dụng BOD: YBOD =0,6 (mg/mg) kd-BOD =0,06 (d-1) Hiệu suất loại BOD là 93,6% Hiệu suất loại BOD, COD, SS: BODr =466,9 (1-0,936) =29,88 (mg/L) CODr =500(1-0,936)=32 (mg/L) SSr =130. (1-0,936) =8,32 (mg/L) Thời gian tồn lưu nước cần thiết: Đối với các hợp chất hữu cơ: (độ tro Z= 0,2) Thời gian tồn lưu nước cần thiết để loại BOD Đối với Nitrat hóa: Giả sử 8%VSS =X bị oxy hóa: XN =X.8/100 =2800. (0,08) =224 (mg/L) Thời gian tồn lưu cần thiết để Nitrat hóa: =>So sánh 2 thời gian tồn lưu, chúng ta chọn thời gian tồn lưu lớn làm thời gian thiết kế,do đó: Thể tích bể bùn hoạt tính: Chọn chiều sâu hoạt động của bể là h1=4,6(m), chiều sâu bảo vê h2=6, Diện tích cần thiết của bể: Chọn chiều dài L gấp 2 lần chiều rộng W: Chiều rộng: (chọn 11m) Chiều dài: L = 2.W =2*11 =22 (m) Tải lượng nạp BOD: Tính lượng oxy cần thiết cung cấp cho bể: Ta có hệ số chuyển đổi BOD5: 1,1 .(Theo Lê Hoàng Việt, 2000, Giáo trình bài tập xử lý nước thải). Chọn K = 1,18 Hệ số chuyển đổi BOD5 Trong đó: Hệ số an toàn SF=2,5 4,57: Hệ số chuyển đổi cho nhu cầu oxy để oxy hóa hoàn toàn tổng Nitơ đầu vào. Thể tích không khí cần sử dụng: Theo Lê Hoàng Việt, Giáo trình Bài Tập phương pháp xử Lý Nước Thải, 2002. Giả sử trọng lượng riêng của không khí là 1,202 Kg/m3 và chứa 23,2% oxy gen tính theo trọng lượng. Nếu sử dụng ống nhựa PVC đục lỗ để phân phối thì hiệu suất cấp khí ở độ sâu 4,6m là 28 – 32%. Chọn hiệu suất cấp khí là Ekk = 30%. Lượng không khí cần cung cấp cho bể là. Lượng không khí cung cấp: Chọn 3 máy bơm nén khí có c