Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3 /ngày đêm

5.75 * * 1.9 2 bV mD m h mpi pi = = = Vậy kích thước hầm bơm tiếp nhận: D*H=1.9m*2.7m Chọn bơm nhúng chìm đặt tại hầm bơm có lưu lượng Q=Qhmax=23m3/h Cột áp toàn phần của bơm: H = 4.5m + 0.3m = 4.8m Công suất của máy bơm: 3 . . . 1000 *9.81* 4.8 * 23 / * 24 0.38 1000 1000 *0.8*86400 g H Q m m h hN kWρ η = = = Trong đó:  Q:lưu lượng nước thải trung bình trong ngày, m3/ngày.  H:cột áp của bơm, mH2O  ρ: khối lượng riêng của chất lỏng o Nước: ρ = 1000kg/m3 o Bùn: ρ = 1006 kg/m3  g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2  η: hiệu suất của bơm, η = 0,73÷0,93 ⇒ chọn η = 0,8 Công suất thực tế của bơm: 1.5* 1.5*0.38 0.57ttN N kW kW= = = Đặt 2 bơm có công suất 0.57kW, một bơm làm việc, một bơm dự phòng. ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 19 III.2.3 BỂ ĐIỀU HÒA: III.2.3.1 Xác định thể tích bể điều hòa: Thể tích tích lũy: Thể tích tích lũy dòng vào của giờ thứ i được xác định: ( ) ( 1)v i v i iV V Q−= + Trong đó: Vv(I-1): thể tích tích lũy dòng vào của giờ trước đó (m3) Qv(i): lưu lượng nước thải của giờ đang xét (m3/h) Thể tích tích lũy bơm đi của giờ thứ i : ( ) ( 1) ( )b i b i b iV V Q−= + Trong đó: Vb(I-1): thể tích tích lũy bơm của giờ trước đó (m3) Qb(i): lưu lượng bơm của giờ đang xét (m3/h) Thể tích bể điều hòa: Dựa vào các công thức tính như trên ta có thể lập bảng thể tích tích lũy cho mỗi giờ trong ngày như bảng sau: Bảng 5: Thể tích tích lũy theo giờ Giờ trong ngày Q (m3/h) Thể tích tích lũy vào bể (m3) Thể tích tích lũy bơm đi (m3) Hiệu số thể tích (m3) 1 8.4 8.4 12.5 4.1 2 8 16.4 25 8.6 3 7 23.4 37.5 14.1 4 7 30.4 50 19.6 5 7 37.4 62.5 25.1 6 7.4 44.8 75 30.2 7 10 54.8 87.5 32.7(max) 8 23 77.8 100 22.2 9 20 97.8 112.5 14.2 10 18 115.8 125 9.2 11 14 129.8 137.5 7.7 12 10.6 140.4 150 9.6 13 10 150.4 162.5 12.1 14 10 160.4 175 14.6 15 12 172.4 187.5 15.1 16 19.8 192.2 200 7.8 17 15.8 208 212.5 4.5 18 15.4 223.4 225 1.6 19 14 237.4 237.5 0.1 20 12.8 250.2 250 -0.2 21 13.8 264 262.5 -1.5 22 13.6 277.6 275 -0.6 23 12.4 290 287.5 -2.5(min) 24 10 300 300 0 ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 20 Thể tích lý thuyết bể điều hòa bằng hiệu đại số giá trị dương lớn nhất và giá trị âm nhỏ nhất của cột hiệu số thể tích tích lũy: 3 ( ) max min 32.7 ( 2.5) 35.2dh LTV V V m= − = − − =
Thể tích thực tế của bể điều hòa: ( ) ( ) 3 3 ( ) (1.1 1.2) 1.2*35.2 42.24 dh TT dh LT dh TT V V V m m = − = = Biểu đồ tích lũy: Dựa theo số liệu bảng 5 ta vẽ được biểu đồ tích lũy theo giờ trong ngày như hình 2: 0 50 100 150 200 250 300 350 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Thể tích tích lũy vào Thể tích tích lũy bơm Hình 2: Biểu đồ thể tích tích lũy Chọn bể có hình dạng tròn: Chiều cao lớp nước lớn nhất hmax = 4m Chiều cao bảo vệ hbv = 0.5m Vậy chiều cao tổng cộng: H = hmax + hbv = 4m + 0.5m = 4.5m Đường kính bể: 34 4 42.24 * * 3.7 4 V mD m H mpi pi = = = ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 21 Vậy kích thước bể điều hòa: D*H = 3.7m*4.5m Tại bể điều hòa có đặt bơm nhúng chìm để bơm nước thải qua bể lắng 1 Cột áp toàn phần của bơm: H = 4.5m + 0.3m = 4.8m Lưu lượng bơm: Q = 300m3/ngày Công suất của máy bơm: 3 . . . 1000 *9.81* 4.8 *300 / 0.204 1000 1000* 0.8*86400 g H Q m m ngayN kWρ η = = = Công suất thực tế của máy bơm: 1.5* 1.5*0.204 0.306ttN N kW kW= = = III.2.3.2 Xác định hiệu quả khử BOD5 của bể điều hòa: Dựa vào kết quả phân tích biểu đồ hoăïc bảng, ta xác định được thời điểm bể cạn nhất là lúc 7 giờ. Thời điểm tính toán bắt đầu từ lúc 8 giờ. Thể tích nước trong bể điều hòa ở giờ đang xét thứ I được xác định theo công thức sau: Trong đó: V(i): thể tích nước trong bể điều hòa ở giờ đang xét (m3) V(I-1): thể tích nước trong bể điều hòa ở giờ trước đó (m3) Vin(i): thể tích nước đi vào bể điều hòa ở giờ đang xét (m3) Vout(i): thể tích nước bơm ra khỏi bể điều hòa ở giờ đang xét (m3) Ta tính được thể tích nước trong bể điều hòa vào lúc 8 giờ: 3 (8) (7) (8) (8) 0 23 12.5 10.5in outV V V V m= + − = + − = Thể tích nước trong bể điều hòa vào lúc 9 giờ: 3 (9) (8) (9) (9) 10.5 20 12.5 18in outV V V V m= + − = + − = Giả sử khối nước trong bể điều hòa được xáo trộn hoàn toàn. Vậy hàm lượng BOD5 trung bình bơm ra khỏi bể có thể tính theo biểu thức sau: ( ) ( ) ( 1) ( 1) ( ) ( ) ( 1) . .in i in i i i out i in i i V S V S S V V − − − + = + Trong đó: Sout(i): hàm lượng BOD5 trung bình của dòng ra ở giờ đang xét (mg/l) Sin(i): hàm lượng BOD5 trung bình của dòng vào ở giờ đang xét (mg/l) V(I-1): thể tích nước trong bể điều hòa ở giờ trước đó (m3) Vin(i): thể tích nước đi vào bể điều hòa ở giờ đang xét (m3) ( ) ( 1) ( ) ( )i i in i out iV V V V−= + − ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 22 Vậy ta tính được hàm lượng BOD5 trung bình của dòng ra vào lúc 8 giờ: 3 3 (8) (8) (7) (7) 3 (8) 3 (8) (7) . . 23 / *1220 / 0*0 1220 / 23 / 0 in in out in V S V S m h g mS g m V V m h + + = = = + + Hàm lượng BOD5 trung bình của dòng ra vào lúc 9 giờ: 3 3 3 3 (9) (9) (8) (8) 3 (9) 3 3 (9) (8) . . 20 / *1310 / 10.5 / *1220 / 1279 / 20 / 10.5 / in in out in V S V S m h g m m h g mS g m V V m h m h + + = = = + + Bảng 6: Hàm lượng BOD5 trung bình và tải lượng BOD5 trước và sau bể điều hòa: Giờ trong ngày Lưu lượng (m3/giờ) Thể tích nước trong bể (m3) Nồng độ BOD5 vào (mg/l) BOD5 trung bình ra khỏi bể (mg/l) Tải lượng BOD5 trước điều hòa (kgBOD5/h) Tải lượng BOD5 sau điều hòa (kgBOD5/h) 8 23 10.5 1220 1220 28.1(max) 15.3 9 20 18 1310 1279 26.2 16(max) 10 18 23.5 1000 1155 18 14.4 11 14 25 980 993 13.7 12.4 12 10.6 23.1 790 923 8.4 11.5 13 10 20.6 540 715 5.4 8.9 14 10 18.1 600 560 6 7 15 12 17.6 705 642 8.5 8 16 19.8 24.9 1100 914 21.8 11.4 17 15.8 28.2 960 1046 15.2 13.1 18 15.4 31.1 880 932 13.6 11.7 19 14 32.6 620 799 8.7 10 20 12.8 32.9 735 652 9.4 8.2 21 13.8 34.2 850 769 11.7 9.6 22 13.6 35.3 860 853 11.7 10.7 23 12.4 35.2 700 818 8.7 10.2 24 10 32.7 610 680 6.1 8.5 1 8.4 28.6 445 576 3.7(min) 7.2 2 8 24.1 535 465 4.3 5.8(min) 3 7 18.6 700 572 4.9 7.2 4 7 13.1 650 686 4.6 8.6 5 7 7.6 780 695 5.5 8.7 6 7.4 2.5 800 790 5.9 9.9 7 10 0 860 848 8.6 10.6 Tbình 12.5 800 816 10.8 10.2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 23 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tải lượng BOD5 trước điều hòa (kgBOD5/h) Tải lượng BOD5 sau điều hòa (kgBOD5/h) Hình 3: Biểu đồ tải lượng BOD5 Từ bảng 6 ta tính được các số liệu cho bảng 7 Bảng 7: Hệ số không điều hòa về tải trọng BOD5 Tỉ số Trước điều hòa Sau điều hòa Lmax : Ltb 28.1 : 10.8 = 2.6 16 : 10.2 = 1.6 Lmin : Ltb 3.7 :10.8 = 0.34 5.8 : 10.2 = 0.57 Lmax : Lmin 28.1 : 3.7 = 7.6 16 : 5.8 = 2.76 ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 24 III.2.3.3 Dạng xáo trộn: Các dạng xáo trộn trong bể điều hòa: Bảng 8: Các dạng xáo trộn trong bể điều hòa Dạng khuấy trộn Giá trị Đơn vị Khuấy trộn cơ khí 4-8 W/m3thể tích bể Tốc độ khí nén 10-15 Lit/m3thể tích bể.phút Chọn khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống thổi khí. Chọn: tốc độ khí nén R=13lit/m3phút=0.013m3/m3phút Lưu lượng khí nén cần cho khuấy trộn: 3 3 3 3 ( )* 0.013 / *42.24 0.55 / 33 / 9.17 / 550 /khi dh TTq R V m phut m m phut m gio l s l phut= = = ≈ ≈ ≈  Tính toán máy nén khí cho bể điều hòa:
Aùp lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén: Hd = hd + hc + hf + H Trong đó: • hd, hc: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn và tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh. hd + hc ≤ 0.4m • hf: tổn thất qua hệ thống phân phối khí hf ≤ 0.5m • H: độ ngập sâu của ống phân phối khí, lấy bằng chiều cao hữu ích của bể điều hòa H = 4m Vậy áp lực cần thiết là: Hd = 0.4m + 0.5m + 4m = 4.9m
Aùp lực của máy nén khí: (10.33 ) (10.33 4.9) 1.47( ) 10.33 10.33 d m H P atm + + = = = Theo công thức 152 –giáo trình Xử lý nước thải của Hoàng Huệ ta có công suất của máy nén khí: ( ) ( )0.29 0.29 334400 34400* 1 * * 1.47 1 * 0.00917 / 0.37 102 102LT m kk N P Q m s kW   = − = − =    
Công suất tính toán của máy nén khí: ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 25 0.37 0.53 0.7 0.7 LT LT TT N N kWN kW η = = = = Chọn loại khuếch tán khí là ống màng khoan lỗ dạng lưới có lưu lượng khí 92l/m3phut. Số ống khuếch tán khí: 550 / 6 92 / l phut n cai l phut = = Chọn tốc độ dòng khí trong ống dẫn chính là 8m/s. Vậy ta có: Ống chính có đường kính trong là: 30.55 / *1/ 60 /4* 4 * 8 / 0.038 38 Q m phut phut s v m sd m mm pi pi = = = = Chọn loại ống nhựa HDPE của nhựa Bình Minh dngoài = 40mm, bề dày 2.3mm Chọn tốc độ dòng khí các ống dẫn nhánh là 8m/s. Vậy ta có: Ống nhánh có đường kính trong là: 3 392.10 / *1/ 60 /4* 4* 8 / 0.016 16 q m phut phut s v m sd m mm pi pi − = = = = Chọn loại ống nhựa HDPE của nhựa Bình Minh dngoài = 20mm, bề dày 2.3mm Trên các ống nhánh có đục lỗ đường kính dlỗ = 5mm. Chọn vận tốc thoát ra mỗi lỗ là 10m/s. Lưu lượng khí thoát ra khỏi 1 lỗ là: 2 3 2 4 3 3 3. .(5*10 ) * * 8 / * 1.571 10 / 9.425.10 / 4 4 lâ lâ khi khi lâ khi d mq v S v m s x m s m phutpi pi − − − = = = = = Số lỗ trên mỗi ống nhánh là: 3 3 3 3 92.10 / 10 9.426.10 / khi lâ khi q m phut n q m phut − − = = = III.2.4 BỂ LẮNG ĐỢT 1: ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 26 Chọn bể lắng đợt 1 dạng tròn, nước thải đi vào từ ống trung tâm, thu nước theo chu vi bể Bảng 9: Các thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng tròn lắng ly tâm Thông số Giá trị Dãy Đặc trưng Thời gian lưu nước (giờ) 1.5-2.5 2 Tải trọng bề mặt (m3/m2ngay) 32-48 Lưu lượng trung bình 32-48 Lưu lượng cao điểm 80-120 Tải trọng máng tràn (m3/m.ngay) 125-500 Oáng trung tâm Đường kính 15 20%d D= − Chiều cao 55 65%h H= − Chiều sâu bể lắng (m) H=3-4.8 3.7 Đường kính bể lắng (m) D=3-6 4.5 Độ dốc đáy (mm/m) 62-167 83 Tốc độ thanh gạt bùn (vòng/phút) 0.02-0.05 0.03 Giả sử tải trọng bề mặt thích hợp cho loại cặn tươi này là 40 m3/m2.ngày Diện tích bề mặt bể lắng là: 33 2 3 2 300 / 7.5 40 / . ngay tb A Q m ngayA m L m m ngay = = = Diện tích bề mặt ống trung tâm: 2 2 2 2 2. *0.2 . 0.04 * 0.04* 7.5 0.3 4 4 ttd Df A m mpi pi= = = = = Đường kính bể lắng: 2 24* ( ) 4 * (7.5 0.3 ) 3.2A f m mD m pi pi + + = = = Đường kính ống trung tâm: 16% 0.16*3.2 0.5d D m= = = Chọn chiều sâu hữu ích của bề lắng H=3.5m Chiều cao lớp bùn lắng hb = 0.7m Chiều cao an toàn h=0.3m Vậy chiều cao tổng cộng của bể lắng đợt 1: Htc= H+h+ hb = 3.5m+ 0.3m+0.7m = 4.5m Chiều cao ống trung tâm: 60% 0.6*3.5 2.1h H m m= = = Vậy kích thước bể lắng 1: D x H=3.2m x 4.5m Kiểm tra lại thời gian lưu nước của bể lắng: ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 27 Thể tích phần lắng: 2 2 2 2 3( ) * (3.2 0.5 ) *3.5 27.46 4 4 V D d h mpi pi= − = − = Thời gian lưu nước: 3 3 27.46 2.2 1.5 12.5 /tbh V m t h hQ m h= = = ≥
Tính toán máng tràn: Chiều dài máng tràn: L = 0.8*D = 0.8*3.2 = 2.56m Tải trọng trên một mép dài máng tràn: 3 3 3300 / (1 / 86400 ) 1000 / 1.36 / . 0.00136 / . 2.56 m ngay ngay s x l mq l s m m s m m × = = = Chọn tấm xẻ khe hình chữ V, gĩc đáy 90o để điều chỉnh độ cao mép máng. Chiều cao hình chữ V là 5 cm, đáy chữ V là 10 cm, mỗi m dài cĩ 5 khe chữ V, khoảng cách giữa các đỉnh là 20 cm. Chiều cao mực nước h trong khe chữ V: qo= 5 q = 1,4 h5/2  h = 2 / 50.00136 0.033 33 5 1,4 m mm   = = ×  Giá trị này nhỏ hơn giới hạn tiêu chuẩn cho phép h = 5cm Giả sử hiệu quả xử lý cặn lơ lửng đạt 65% ở tải trọng 40 m3/m2ngày. Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày là: 3 3 1200 / *300 / * 0.65* 39 / 1000 /tuoi M gSS m m ngay kgSS ngay g kg = = Giả sử bùn tươi của nước thải thủy sản có hàm lượng cặn 5% (tức là có độ ẩm 95%). Tỉ số VSS:TSS=0.75 và khối lượng riêng bùn tươi là 1053kg/lít. Vậy lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là: 339 / 741 / 0.741 / 0.05*1.053 /tuoi kgSS ngayQ lit ngay m ngay kg lit = = = Lượng bùn tươi có khả năng phân hủy sinh học: ( ) 39 / *0.75 29.25 /tuoi VSSM kgSS ngay kgVSS ngay= = III.2.5 BỂ BÙN HOẠT TÍNH XÁO TRỘN HOÀN TOÀN: ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 28 BOD5 trung bình sau điều hòa= 816mg/lit Giả sử hàm lượng BOD5 sau bể lắng đợt 1 giảm 20%. Vậy hàm lượng BOD5 vào bể aerotank: 0 816 / * (1 0.2) 652.8 /S mg l mg l= − = Các thông số động học của quá trình: KS=50mg/l, Y=0.5mgVSS/mgBOD5, kd=0.05ngày-1. Có thể áp dụng các điều kiện sau để tính toán quá trình bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn:  Tỉ số MLVSS: MLSS = 0.8  Hàm lượng bùn tuần hoàn Cu=8000mgSS/l  Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể aerotank MLVSS=3000mg/l  Thời gian lưu bùn trung bình 10C ngayθ =  Nước thải chế biến thủy sản có chứa đầy đủ lượng chất dinh dưỡng nitơ, photpho và các chất vi lượng khác.  Nước thải sau lắng 2 chứa 30mg/l cặn sinh học, trong đó có 65% cặn dễ phân hủy sinh học.  BOD5:BODL = 0.68  BOD5 sau lắng 2 còn lại là 25mg/l  Giả sử các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng đều đủ cho sinh trưởng tế bào. Xác định BOD5 hòa tan sau lắng 2 theo công thức: Tổng BOD5 = BOD5 hòa tan + BOD5 của cặn lơ lửng. Hàm lượng cặn sinh học dễ phân hủy= 0.65*30mg.l = 19.5mg/l BODL của cặn lơ lửng dễ phân hủy sinh học của nước thải sau lắng 2: 19.5mg/l*(1.42mgO2tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hóa) = 27.7 mg/l Xác định BOD5 của cặn lơ lửng đầu ra 27.7mg/l*0.68 = 18.84mg/l BOD5 hòa tan của nước thải sau lắng 2: 25 = C + 18.84 ⇒C = 6.16 mg/l Hiệu quả xử lý BOD5 của bể aerotank: 0 0 652.8 6.16 .100 .100 99,1% 652.8 S S E S − − = = = III.2.5.1 Tính thể tích bể: ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 29 Thể tích bể aerotank được tính theo 2 công thức sau: 0* *( ) (1 * ) C d C r Y S S X k V Q θ θ θ θ − = + = Trong đó: θc : thời gian lưu bùn Q : lưu lượng nước thải Y : hệ số sản lượng tế bào S0 : nồng độ BOD5 của nước thải đi vào bể aerotank S : nồng độ BOD5 của nước sau bể lắng 2 X : hàm lượng tế bào chất trong bể dk :hệ số phân hủy nội bào Từ 2 công thức trên ta có: 0 3 3 1 * * * ( ) * (1 . ) 10 *300 / * 0.5* (652.8 6.16) / 216 3000 / * (1 0.05 *10 ) c r d c r Q Y S SV X k ngay m ngay mg lV m mg l ngay ngay θ θ − − = + − = = + Thời gian lưu nước của bể aerotank: 3 3 216 17.28 12.5 / V mHRT hQ m h= = = Giá trị đặc trưng cho kích thước bể aerotank xáo trộn hoàn toàn thể hiện trong bảng sau: Bảng 10: Các kích thước điển hình cho bể aerotank xáo trộn hoàn toàn Thông số Giá trị Chiều cao hữu ích (m) 3 - 4.6 Chiều cao bảo vệ (m) 0.3 - 0.6 Khoảng cách từ đáy đến đầu khuếch tán khí (m) 0.45 - 0.75 Tỉ số rộng:sâu (W:H) 1:1 - 2.2:1 Chọn chiều cao hữu ích H = 4m Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0.3 Vậy chiều cao tổng cộng là: Htc = 4m + 0.3m = 4.3m ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 30 Chọn tỉ số W:H = 1.5:1, vậy chiều rộng bể là: W =1.5* H = 6m. Chiều dài bể L: 3216 9 * 6 * 4 V mL m W H m m = = = III.2.5.2 Tính lượng bùn dư thải ra mỗi ngày: o Hệ số sản lượng quan sát (Yobs) tính theo phương trình: 0.5 0.333 / 1 * 1 0.05*10obs d c YY mg l k θ = = = + + o Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày theo VSS: 0 3 3 ( ) * * ( ) 10.333*300 / * (652.8 6.16) / * 64.6 / 1000 / x obs x VSS P Y Q S S P m ngay g m kgVSS ngay g kg = − = − = o Tổng lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo SS: ( ) 64.6 / 80.75 / 0.8x SS kgVSS ngayP kgSS ngay= = o Lượng bùn dư cần xử lý mỗi ngày: Lượng bùn dư cần xử lý=Tổng lượng bùn – Lượng SS trôi ra khỏi bể lắng 2 3 3 ( ) 180.75 / 300 / *30 / * 71.75 / 1000 /du SS M kgSS ngay m ngay g m kgSS ngay g kg = − = o Lượng bùn dư có khả năng phân hủy sinh học cần xử lý: ( ) 71.75 / *0.8 57.4 /du VSSM kgSS ngay kgVSS ngay= = Giả sử hàm lượng bùn hoạt tính lắng ở đáy bể lắng có hàm lượng chất rắn 0.8% và khối lượng riêng là 1.008kg/lit. Vậy lưu lượng bùn dư cần xử lý: 371.75 / 8900 / 8.9 / 0.008*1.008 /du kg ngayQ l ngay m ngay kg l = = = ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 31 BểAerotank phải có sự cân bằng sinh khối quanh bể: Q+Qr, X Qr, Xu Qw, Xu Qe, XeQ, Xo Hình 4: Sự cân bằng sinh khối quanh bể Aerotank Xác định tỉ lệ bùn tuần hoàn dựa trên phương trình cân bằng sinh khối: Q.X0 + Qr.Xu = (Q + Qr).X Trong đó: X0: Hàm lượng cặn lơ lửng vào (mg/l) Q: Lưu lượng vào (m3/ngày) Qr: Lưu lượng bùn tuần hoàn (m3/ngày) Xu: Hàm lượng SS của lớp bùn lắng hoặc bùn tuần hoàn (mg/l) X: Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể aerotank (mgMLSS/l) Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể aerotank: 3000 / 3750 / 0.8 0.8 MLVSS mgVSS lX mgSS l= = = Giả sử: X0 = 0 và Qr = α.Q. Chia 2 vế phương trình trên cho Q ta được: 3750 0.88 8000 3750 u X X X α α = − = = − Trong đó: r Q Qα = : hệ số tuần hoàn Vậy lưu lượng bùn tuần hoàn: 3 3 3 . 0.88*300 / 264 / 11 / r Q Q m ngay m ngay m hα= = = ≈ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 32 III.2.5.3 Kiểm tra tải trọng thể tích LBOD và tỉ số F/M: Tải tọng thể tích: 3 3 30 3 * 300 / * 652.8 / 0.91 / . 216 *1000 /BOD r Q S m ngay g mL kgBOD m ngay V m g kg = = = Tỉ số F/M: 1 10 652.8 // 0.302 (0.2 0.6) 1* 17.28 * *3000 / 24 / S mg lF M ngay ngay X h mg l h ngay θ − − = = = ∈ − Tính lượng khí cần thiết cho quá trình bùn hoạt tính biết rằng hiệu suất chuyển hóa oxygen của thiết bị khuếch tán khí là E = 9%, hệ số an toàn f = 2 để tính công suất thiết kế thực tế của máy thổi khí. Giả sử BOD5 = 0.68BODL. Vậy khối lượng BODL tiêu thụ trong quátrình sinh học bùn hoạt tính là: 3 0 1300 / * (652.8 6.16) / * * ( ) 1000 / 285.3 / 0.68 0.68LBOD m ngay mg lQ S S g kgM kg ngay − − = = = Nhu cầu oxy trong quá trình: 2 2 0 ( ) 0 2 2 1.42* 285.3 / 1.42 0 / * 64.6 / 193.6 0 / LBOD x VSS M M P M kg ngay kg kgVSS kgVSS ngay kg ngay = − = − = Không khí có 23.2% trọng lượng O2 và khối lượng riêng không khí 1.2kg/m3. Vậy lượng không khí lý thuyết cho quá trình là: 20 3 3 3 193.6 / 695.4 / 0.232 *1.2 / 0.232 *1.2 /kk M kg ngayM m ngay kg m kg m = = = Kiểm tra lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn: 3 3 3 3 3 695.4 / 1 1000 / 25 / . (20 40) / . * 1440 /0.09 * 216 kk r M m ngayq l m l m phut l m phut E V phut ngaym = = = ∈ − Vậy lượng không khí cấp cho quá trình bùn hoạt tính cũng đủ cho nhu cầu xáo trộn hoàn toàn. Lưu lượng khí cần thiết cho máy thổi khí: 3 3695.4 / 12. 10.73 / 0.09 1440 / kk kk M m ngayQ f m phut E phut ngay = = = ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 33  Tính toán máy nén khí cho bể bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn:
Aùp lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén: Hd = hd + hc + hf + H Trong đó: • hd, hc: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn và tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh. hd + hc ≤ 0.4m • hf: tổn thất qua hệ thống phân phối khí hf ≤ 0.5m • H: độ ngập sâu của ống phân phối khí, lấy bằng chiều cao nữu ích của bể bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn: H = 4m Vậy áp lực cần thiết là: Hd = 0.4m + 0.5m + 4m = 4.9m
Aùp lực của máy nén khí: (10.33 ) (10.33 4.9) 1.47( ) 10.33 10.33 d m H P atm + + = = = Theo công thức 152 –giáo trình Xử lý nước thải của Hoàng Huệ ta có công suất của máy nén khí: ( ) ( )0.29 0.29 334400 34400* 1 * * 1.47 1 *10.73 / *1/ 60 / 7.13 102 102LT m kk N P Q m phut phut s kW   = − = − =    
Công suất tính toán của máy nén khí: 7.13 10.2 0.7 0.7 LT LT TT N N kWN kW η = = = = Chọn đầu phân phối khí là dạng đĩa xốp có đường kính Φ = 150 mm. Cường độ sục khí=72l/phut.cái. Vậy số đĩa cần thiết là: 3 310.73 / *1000 / 144 75 / m phut l m n cai l phut = ≈ Tải trọng máng tràn: 3 3 3300 / 12.5 / . 500 / . * 6 * 4S Q m ngayL m m ngay m m ngay B H m m = = = ≤
Tính toán máng tràn: ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 34 Chiều dài máng tràn: L = B=6m Tải trọng trên một mép dài máng tràn: 3 3 3 3(300 / 264 / ) (1 /86400 ) 1000 / 1.1 / . 0.0011 / . 6 m ngay m ngay ngay s x l mq l s m m s m m + × = = = Chọn tấm xẻ khe hình chữ V, gĩc đáy 90o để điều chỉnh độ cao mép máng. Chiều cao hình chữ V là 5 cm, đáy chữ V là 10 cm, khoảng cách giữa các đỉnh là 20 cm. Chiều cao mực nước h trong khe chữ V: qo= 5 q = 1,4 h5/2  h = 2 / 50.0011 0.03 30 5 1,4 m mm   = = ×  Giá trị này nhỏ hơn tiêu chuẩn giới hạn cho phép (h = 5cm). III.2.6 BỂ LẮNG ĐỢT 2: Các thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng đợt 2 thể hiện trong bảng: Bảng 11: Thông số thiết kế bể lắng đợt 2 Loại xử lý Tải trọng bề mặt (m3/m2ngày) Tải trọng bùn (kg/m2ngày) Chiều sâu tổng cộng (m) Trung bình Lớn nhất Trung bình Lớn nhất Bùn hoạt tính 16-32 40-48 3.9-5.8 9.7 3.7-6 Bùn hoạt tính oxygen 16-32 40-48 4.9-6.8 9.7 3.7-6 Aerotank tăng cường 8-16 24-32 0.98-4.9 6.8 3.7-6 Lọc sinh học 16-24 40-48 2.9-4.9 7.8 3-4.5 RBC Xử lý BOD 16-32 40-48 3.9-5.8 9.7 3-4.5 Nitrat hóa 16-24 32-40 2.9-4.9 7.8 3-4.5 Chọn tải trọng bề mặt thích hợp cho bùn hoạt tính này là 25m3/m2.ngày và tải trọng bùn là 5kg/m2.h. Vậy diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng bề mặt là: 3 2 3 2 300 / 12 25 / tb ngay L A Q m ngayA m L m m ngay = = = Trong đó: ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m3/ngày đêm 35 :tbngayQ lưu lượng trung bình ngày (m3/ngày) LA: tải trọng bề mặt (m3/m2.ngày) Vậy diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng bùn là: 3 3 2 2 ( ) * (12.5 11) / *3750 / 17.63 5 / . .(1000 / ) r L S Q Q S m h g mA m L kg m h g kg + + = = = Trong đó: :tbngayQ lưu lượng trung bình ngày (m3/ngày) LS: tải trọng bùn (kgSS/m2.ngày) Do AS > AL, vậ