Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải Cảng cá Cát Lở – Vũng Tàu công suất 420m3/ngày đêm

n nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không khí) vào trong pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí sẽ kéo theo các hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu. 4.1.3.3 Hấp phụ Phương pháp này được dùng rộng rãi vì nó làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hoà tan khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó. Những chất này không phân huỷ sinh học và có độc tính cao. Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và chi phí cho lượng chất hấp phụ không lớn thì việc áp dụng phương pháp này là hợp lý hơn cả. Các chất hấp phụ thường được sử dụng như: than hoạt tính, các chất tổng hợp và chất thải của một vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ như tro, mạc cưa,… 4.1.4 Phương pháp sinh học Là phương pháp xử lý nước thải nhờ vào khả năng sống và hoạt động của các loài vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ có trong nước thải thủy sản. Các sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Phương pháp này chủ yếu chia làm 2 loại là sinh học hiếu khí ( có mặt các loài vi sinh vật hiếu khí) và sinh học kị khí (có mặt các loài vi sinh vật kị khí). Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nước thải có chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ. Do vậy phương pháp này thường được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô. Đây là phương pháp phổ biến và thông dụng trong các công trình xử lý nước thải vì có ưu điểm là giá thành hạ, dễ vận hành. Các công trình đơn vị xử lý sinh học hiếu khí như: Arerotank, sinh học hiếu khí tiếp xúc ( có giá thể tiếp xúc), lọc sinh học hiếu khí, sinh học hiếu khí quay – RBC (Rotating Biological Contact). Các công trình xử lý sinh học kỵ khí như : UASB ( Upflow Anaerobic Sludge Blanket), bể lọc sinh học kỵ khí dòng chảy ngược, bể sinh học kỵ khí dòng chảy ngược có tầng lọc ( Hybrid Digester), bể kỵ khí khuấy trộn hoàn toàn… 4.1.5 Phương pháp xử lý cặn nước thải Trên các trạm xử lý thường có khối lượng cặn lắng tương đối lớn từ song chắn rác, bể lắng 1, bể lắng 2,…Cặn lắng trong bể lắng 1 gọi là “cặn tươi”. Trên các công trình xử lý sinh học có bể Biophin thì cặn lắng ở bể lắng 2 là màng vi sinh, còn sau bể Aerotank – bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính một phần cho tuần hoàn trở lại bể Aerotank còn phần dư, sau khi cho qua bể nén bùn để giảm độ ẩm và thể tích thì chuyển đến các công trình xử lý cặn. Khi khử trùng cũng có một ít cặn lắng trong bể tiếp xúc. Cặn này không chuyển đến các công trình xử lý cặn, vì có chứa chất khử trùng làm hại đến sự phát triển của vi sinh vật trong công trình. Cặn “tươi” khó bảo quản, có mùi khó chịu, nguy hiểm về phương diện vệ sinh vì chứa nhiều trứng giun sán, do đó hạn chế việc sử dụng nó. Nhưng nếu chúng được xử lý tốt trong các bể phân huỷ thỉ sẽ làm mất mùi, dễ làm khô, đảm bảo vệ sinh. Bùn hoạt tính thường ở dạng huyền phù chất keo bông vô định hình, gồm các vi sinh vật hiếu khí có cấu tạo đơn giản và những phần chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước thải. Nói chung “cặn tươi” cũng như bùn hoạt tính đều dễ phân hủy, thối rữa. Phân hủy cặn lắng thực hiện trong hai điều kiện kỵ khí và hiếu khí. Hiện nay để xử lý cặn trong điều kiện kỵ khí sử dụng chủ yếu 3 loại công trình: bể tự hoại, bể lắng 2 vỏ và bể mêtan. Cặn lắng sau khi phân huỷ gọi là “bùn”. Bùn có thể làm phân bón rất tốt, nhưng độ ẩm của nó còn cao, chính vì thế muốn sử dụng và vận chuyển thuận tiện người ta phải làm khô để giảm bớt độ ẩm. Phương pháp làm khô bùn đơn giản nhất là phơi trên các sân phơi bùn. 4.2 Một số dây chuyền công nghệ xử lý nước thải thủy sản đã được áp dụng 1 2 8 7 4 5 6 3 Khí nén Nước thải đầu vào Bùn tuần hoàn cặn Clo Song chắn rác Bể điều hoà Bể lắng 1 Bể xử lý sinh học bám dính Bể lắng 2 Bể tiếp xúc Bể nén bùn Sân phơi bùn Hình 4.1: Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản 1 3 4 11 10 6 7 5 1 12 13 8 9 Khí nén Nước thải vào Bùn tuần hoàn Thải vào nguồn Bùn thải Ngăn thu nước Song chắn rác Bể lắng cát Bể điều hoà Bể lắng đứng 1 Bể Aerotank Bể lắng đứng 2 Bể tiếp xúc Thùng đựng Clo Ngăn thu bùn tươi Bể nén bùn trọng lực Bể Mêtan Thiết bị ép bùn Hình 4.2: Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản 2 2 3 9 8 6 7 4 5 10 11 12 13 Khí nén Nước thải vào Bùn tuần hoàn Xả ra nguồn 1 Bùn thải Song chắn rác Ngăn thu nước Bể điều hoà Bể lắng 1 Bể UASB Bể Biophin Bể lắng đứng 2 Bể chứa bùn Bể nén bùn trọng lực Bể Mêtan Thiết bị ép bùn Bể tiếp xúc Thùng đựng Clo Hình 4.3: Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản 3 4.3 Đề xuất phương án xử lý nước thải cho Cảng cá Cát Lở – Vũng Tàu 4.3.1 Lựa chọn phương pháp và công nghệ xử lý mước thải 4.3.1.1 Cơ sở lựa chọn Mức độ làm sạch cần thiết của nước thải, được quy định trên cơ sở TCVN 5945 – 1995 về chất lượng cho phép của dòng thải trước khí xả vào nguồn tiếp nhận. Chọn phương pháp xử lý và các loại công trình phải dựa vào đặc điểm về lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải và điều kiện của nơi xây dựng hệ thống xử lý như: địa hình, địa chất, thuỷ văn… Dựa vào tính kinh tế của công trình. Dựa vào các hệ thống xử lý có sẵn Thu hồi tận dụng và các chất có giá trị cao để phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và các ngành kinh tế khác. 4.3.1.2 Nguyên tắc lựa chọn dây chuyền công nghệ và quy hoạch trạm xử lý Thành phần các công trình của trạm xử lý nước thải phụ thuộc vào các yếu tố sau Mức độ làm sạch cần thiết của nước thải, lưu lượng nước cần phải xử lý, địa chất, địa hình, thuỷ văn… Các công trình xử lý nước thải phải được bố trí sao cho nước thải tự chảy liên tục từ công trình này sang công trình khác Các công trình xử lý cặn cũng được bố trí theo một trình tự nhất định. Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải nói chung tùy thuộc vào các yếu tố sau Thành phần, tính chất nước thải Tiêu chuẩn xả ra nguồn theo quy định của nhà nước Chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý Chi phí vận hành và quản lý Nguồn cung cấp thiết bị cho các phương pháp xử lý Diện tích mặt bằng của trạm xử lý Kinh nghiệm của người thiết kế 4.3.2 Phương án 1 Khí Nước thải Bể điều hoà Bể lắng 1 Bể Arotank Bể lắng 2 Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận Khí Bể nén bùn Sân phơi bùn Bùn tuần hoàn Bùn thải Đường nước Đường bùn Đường khí Hình 4.5: Quy trình công nghệ xử lý nước thải Cảng cá Cát Lở phương án 1 Thuyết minh dây chuyền công nghệ cho phương án 1 Nước thải từ các công đoạn sản xuất trong nhà máy qua hệ thống cống dẫn vào trạm xử lý. Trước hết nước thải qua song chắn rác để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn có thể gây tắc nghẽn đường ống, làm hư máy bơm và giảm hiệu quả xử lý ở các giai đoạn tiếp theo. Lượng rác sẽ được lấy bằng phương pháp thủ công. Nước thải sau khi qua song chắn rác sẽ được dẫn đến bể điều hoà. Do tính chất nước thải thay đổi theo giờ sản xuất nên nhiệm vụ chủ yếu của bể là điều hòa lưu lượng và nồng độ của nước thải tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình sau. Trong bể điều hoà có bố trí thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hoà tan và san đều nồng độ các chất bẩn trong toàn bộ bể và không cho cặn lắng trong bể. Từ đây nước thải được bơm đưa vào bể lắng đợt 1, nước chảy vào ống trung tâm kết thúc bằng ống miệng loe hình phễu, sau khi ra khỏi ống trung tâm nước thải va vào tấm chắn và thay đổi hướng từ đứng sang ngang rồi dâng theo lên thân bể qua máng thu rồi dẫn qua bể aerotank. Tại bể Aerotank diễn ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ có trong nước thải với sự tham gia của các vi sinh vật hiếu khí. Trong bể có bố trí hệ thống sục khí để tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hiếu khí phân giải các chất hữu cơ. Hổn hợp nước thải và bùn hoạt tính từ bể aerotank đến bể lắng 2. Bể này có tác dụng lắng bùn hoạt tính đã qua xử lý ở bể Aerotank. Bùn sau khi lắng một phần sẽ được tuần hoàn lại bể aerotank nhằm duy trì nồng độ bùn hoạt tính, phần bùn còn lại sẽ dẫn sang bể nén bùn. Nước thải sau khi qua bể lắng 2 và trước khi xả ra nguồn tiếp nhận thì phải qua khâu khử trùng nhằm loại bỏ hết các vi khuẩn gây bệnh cho người và động vật. Toàn bộ bùn phát sinh từ bể lắng 1 và 2 sẽ được đưa vào bể nén bùn và sau đó sẽ đưa đến sân phơi bùn. 4.3.2 Phương án 2 Khí Nước thải Bể điều hoà Bể lắng 1 Bể Arotank Bể lắng 2 Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận Khí Bể nén bùn Sân phơi bùn Bùn tuần hoàn Bùn thải Bể UASB Đường nước Đường bùn Đường khí Hình 4.5: Quy trình công nghệ xử lý nước thải Cảng cá Cát Lởõ phương án 2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ cho phương án 2 Nước thải từ các công đoạn sản xuất trong nhà máy qua hệ thống cống dẫn vào trạm xử lý. Trước hết nước thải qua song chắn rác để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn có thể gây tắc nghẽn đường ống, làm hư máy bơm và giảm hiệu quả xử lý ở các giai đoạn tiếp theo. Lượng rác sẽ được lấy bằng phương pháp thủ công. Nước thải sau khi qua song chắn rác sẽ được dẫn đến bể điều hoà. Do tính chất nước thải thay đổi theo giờ sản xuất nên nhiệm vụ chủ yếu của bể là điều hòa lưu lượng và nồng độ của nước thải tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình sau. Trong bể điều hoà có bố trí thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hoà tan và san đều nồng độ các chất bẩn trong toàn bộ bể và không cho cặn lắng trong bể. Từ đây nước thải được bơm đưa vào bể lắng đợt 1, nước chảy vào ống trung tâm kết thúc bằng ống miệng loe hình phễu, sau khi ra khỏi ống trung tâm nước thải va vào tấm chắn và thay đổi hướng từ đứng sang ngang rồi dâng theo lên thân bể qua máng thu rồi dẫn qua bể UASB. Khi nước thải được dẫn đến bể UASB phải đảm bảo nước thải được phân phối đều trên diện tích đáy bể. Hổn hợp bùn hoạt tính trong bể hấp phụ chất hữu cơ hoà tan trong nước thải, phân huỷ và chuyển hoá chúng thành khí. Sau đó nước thải được dẫn đến bể Aerotank, tại đây diễn ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ có trong nước thải với sự tham gia của các vi sinh vật hiếu khí. Trong bể có bố trí hệ thống sục khí để tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hiếu khí phân giải các chất hữu cơ. Hổn hợp nước thải và bùn hoạt tính từ bể aerotank đến bể lắng 2. Bể này có tác dụng lắng bùn hoạt tính đã qua xử lý ở bể Aerotank. Bùn sau khi lắng một phần sẽ được tuần hoàn lại bể aerotank nhằm duy trì nồng độ bùn hoạt tính, phần bùn còn lại sẽ dẫn sang bể nén bùn. Nước thải sau khi qua bể lắng 2 và trước khi xả ra nguồn tiếp nhận thì phải qua khâu khử trùng nhằm loại bỏ hết các vi khuẩn gây bệnh cho người và động vật. Toàn bộ bùn phát sinh từ bể lắng 1 và 2 sẽ được đưa vào bể nén bùn và sau đó sẽ đưa đến sân phơi bùn. Chương 5 TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ 5.1 Tính toán cho phương án 1 Thông số tính toán Lưu lượng Q = 420m3/ngày đêm Þ QTBh = 17.5(m3/h) Þ Qmaxh = Kh . QTBh Trong đó: Kh là hệ số không điều hoà giờ Lấy Kh = 2.5 (Theo hướng dẫn đồ án môn cấp thoát nước [55]) Þ Qmaxh = 2.5 Ỵ 17.5 = 43.75 (m3/h) Hàm lượng BOD5 = 1400(mg/l) Hàm lượng COD = 2000(mg/l) Chất rắn lơ lửng SS = 350(mg/l) Hàm lượng Nitơ = 80)(mg/l) 5.1.1 Song chắn rác Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại các tạp chất có kích thước lớn. Do công suất nhỏ nên ta chọn song chắn rác làm sạch bằng thủ công. Ta chọn Chiều rộng mương dẫn BK = 0.3 (m) Vận tốc qua song chắn V = 1 (m/s) Chiều rộng khe hở b = 16 (mm) Góc nghiêng a = 60o Góc mở buồng đặt song chắn φ = 20o Hệ số nén dòng KZ = 1.05 Chiều cao lớp nước trước song chắn Số khe giữa các song chắn Chiều rộng toàn bộ song chắn Chiều dài đoạn mương mở trước song chắn Chiều dài đoạn mương mở sau song chắn L2 = 0.5 Ỵ L1 = 0.5 Ỵ 0.236 = 0.118(m) Tổn thất áp lực qua song chắn Trong đó Vmax : vận tốc ứng với lưu lượng max qua song chắn ξ : hệ số phụ thuộc vào loại tiết diện qua song chắn Với β = 2.24 là hệ số phụ thuộc vào tiết diện của song chắn d = 0.008m là đường kính song chắn K hệ số tính đến việc tăng tổn thất áp lực do rác bám, thường lấy = 3 Vận tốc nước trước song chắn Trong đó F: tiết diện song chắn F = h Ỵ Bs = 0.04 Ỵ 0.472 = 0.019(m2) Tổn thất áp lực qua song chắn Ta có: hc = 48(mm)<150(mm) thoả điều kiện (Theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Tính toán thiết kế các công trình - Lâm Minh Triêt). Chiều dài xây dựng song chắn L = L1 + L2 + Ls Trong đó Ls : chiều dài buồng đặt song chắn (Ls 1m nên chọn Ls = 1m) L= 0.236 + 0.118 + 1 = 1.354(m) Chiều cao mương đặt song chắn H = hn + hc + 0.5 = 0.04 + 0.048 +0.5 = 0.588(m) Trong đó 0.5 là khoảng cách an toàn giữa cốt sàn đặt song chắn với mực nước cao nhất. Hàm lượng COD, BOD5, SS sau khi qua song chắn rác giảm 4% (Theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Tính toán thiết kế các công trình - Lâm Minh Triêt). Hàm lượng COD = 2000 Ỵ (100 – 4)/100 = 1920(mg/l) Hàm lượng BOD5 = 1400 Ỵ (100 – 4)/100 = 1344(mg/l) Hàm lượng SS = 350 Ỵ (100 – 4)/100 = 336(mg/l) Bảng 5.1 Số liệu thiết kế song chắn rác Thông số thiết kế Kí hiệu Đơn vị Kích thước Chiều rộng mương dẫn Chiều dài đoạn mương mở trước SCR Chiều dài đoạn mương mở sau SCR Chiều cao xây dựng mương Số khe giữa các song chắn Chiều rộng giữa các khe Góc nghiêng BK L1 L2 H n b a m m m m khe m độ 0.3 0.24 0.12 0.59 20 16.10-3 60 5.1.2 Bể điều hoà Do lưu lượng và chất lượng nước thải từ hệ thống thu gom chảy về trạm xử lý thường xuyên dao động nên dùng bể điều hoà để điều hoà lưu lượng và nồng độ của nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau. Kích thước bể Thời gian lưu nước trong bể điều hòa là 4h – 8h (Theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Tính toán thiết kế các công trình - Lâm Minh Triêt). Ta chọn t = 4h Thể tích nước trong bể điều hoà = 43.75 Ỵ 4 = 175(m3) Vậy Chiều cao bể điều hoà H = 2.5(m) Chiều rộng bể điều hoà B = 6(m) Chiều dài bể điều hoà L = 12(m) Thể tích bể điều hoà thực tế = 120% thể tích bể điều hoà tính toán theo lý thuyết. (Theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Tính toán thiết kế các công trình – Lâm Minh Triết). Vtt = 1.2 Ỵ Vlt = 1.2 Ỵ 175 = 210(m3) Diện tích bể điều hoà Chọn mực nước thấp nhất trong bể điều hoà để đảm bảo cho bơm hoạt động là 0.5m. Thể tích lúc đó là V = 0.5 Ỵ 84 = 42(m3) Thể tích cần thiết là V = 42 + 175 = 217(m3) Mực nước cao nhất cách đáy bể Chọn chiều cao an toàn là 0.5m, do đó tổng chiều cao là H = 2.58 + 0.5 = 3.08(m) Thể tích xây dựng bể điều hoà V = H Ỵ B Ỵ L = 3.08 Ỵ 6 Ỵ 12 Lượng khí cần thiết sục vào bể điều hoà Để tránh hiện tượng lắng cặn dẫn đến phân hủy kỵ khí trong bể điều hoà thì cần cung cấp một lượng khí thường xuyên. Thể tích cần sục khí V = 217(m3) Cường độ sục khí cho 1m ống dài là 2m3/h (Theo TCXD 51 – 84) Các ống sục khí được đặt dọc theo thân bể trên các giá đỡ với độ cao 20cm so với đáy bể Các ống đặt cách nhau 1m Chiều dài mỗi ống là 11.5m Số ống cần đặt là 6 ống Lưu lượng khí cần cung cấp Qkk = R Ỵ Vtt Trong đó R: tốc độ khí nén R = 10 ÷ 15 l/m3 phút (Theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Tính toán thiết kế các công trình – Lâm Minh Triết). Chọn R = 12l/m3phút. Þ Qkk = 217 Ỵ 0.012 = 2.604m3/phút = 62.249m3/h Chọn đường kính lỗ phân phối là d = 10mm, các lỗ cách nhau 200mm. Số lỗ trên mỗi ống là lỗ Chọn vận tốc khí đi trong ống v = 10m/s Diện tích ống dẫn khí Đường kính ống Þ chọn D = 75(mm) Bảng 5.2 Số liệu thiết kế bể điều hoà Thông số thiết kế Kí hiệu Đơn vị Kích thước Chiều cao bể Chiều rộng bể Chiều dài bể Đường kính ống dẫn khí Chiều dài ống dẫn khí Đường kính lỗ phân phối Số lỗ trên ống dẫn khí H B L D l d n m m m mm m mm lỗ 3.08 6 12 75 11.5 20 57 5.1.3 Bể lắng 1 Nhiệm vụ của bể lắng 1 là tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước. BODvào = 1344(mg/l) SSvào = 336(mg/l) Thời gian lưu nước trong bể t = 1.5 ÷ 2.5h (Theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Tính toán thiết kế các công trình– Lâm Minh Triết). Chọn thời gian lưu t = 1.5h Thể tích của bể lắng V = Q Ỵ t = 43.75 Ỵ 1.5 = 65.625(m3) Diện tích của bể Trong đó V: vận tốc chuyển động của nước thải trong bể lắng, V = 0.5÷0.8mm/s, chọn V = 0.8mm/s = 2.88m/h (Theo TCXD – 51 – 84) Diện tích ống trung tâm Trong đó v: vận tốc nước chảy trong ống trung tâm. Thường lấy v = 30(mm/s) và không quá 100(mm/s). Chọn v = 30(mm/s) (Theo Xử lý nước thải – Hoàng Huệ [53]). Diện tích tổng cộng của bể F = F1 + F2 = 15.191 + 0.405 = 15.596(m2) Đường kính bể Chiều cao công tác của bể H0 = v Ỵ t = 2.88 Ỵ 1.5 = 4.32(m) Đường kính ống trung tâm d = 20%D = 0.2 Ỵ 4.456 = 0.891(m) Chiều cao ống trung tâm = 55 ÷ 65% H0 (Theo bảng 9-10 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Tính toán thiết kế các công trình– Lâm Minh Triết [410]). htt = 0.6 Ỵ 4.32 = 2.529(m) Đường kính ống loe d1 = 1.3 Ỵ d = 1.3 Ỵ 0.89 = 1.158(m) Chiều cao ống loe h2 = 1.3 Ỵ d = 1.3 Ỵ 0.891 = 1.158(m) Đường kính tấm chắn dtc = 1.3 Ỵ d1 = 1.3 Ỵ 1.158 = 1.505(m) Chọn Đường kính phần đáy nón dn = 0.5(m) a = 450 tạo bởi góc đáy bể và mặt ngang Chiều cao phần hình nón của bể lắng Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0.3(m) Chiều cao tổng cộng của bể lắng H = H0 + hn + hbv = 4.32 + 1.978 + 0.3 = 6.598(m) Hiệu quả lắng cặn lơ lửng và khử BOD Trong đó R: hiệu quả khử BOD và SS a,b : hằng số thực nghiệm (Chọn theo bảng 4-5 – Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai [48]) t: thời gian lưu nước Hiệu quả xử lý theo BOD Hiệu quả xử lý theo SS Hàm lượng BOD5 trong dòng ra khỏi bể lắng 1 Hàm lượng SS trong dòng ra khỏi bể lắng 1 Thể tích chứa cặn Thời gian giữa 2 lần xả cặn Trong đó f: nồng độ trung bình cặn đã nén, chọn f = 25000 (Theo bảng 3-3 – Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung) SSvào = 336(mg/l) SSra = 159.16(mg/l) Þ Chọn thời gian giữa 2 lần xả cặn là 96h = 4 ngày Lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng tính bằng % lượng nước xử lý. Trong đó kp: hệ số pha loãng, kp = 1.15÷1.2, chọn kp = 1.2 Tổng lượng cặn tươi thu được ở bể lắng 1 Chọn Đường kính ống thu bùn là 90mm Dùng ống nhựa PVC có đường kính f = 90(mm) làm ống xả cặn cùng với bơm hút bùn. Để thu nước đã lắng, ta dùng máng thu chảy tràn xung quanh thành bể, và nước khi chảy vào máng thu sẽ chảy qua công trình tiếp theo. Thiết kế máng thu nước đặt theo chu vi thành trong của bể, đường kính ngoài của máng chính là đường kính trong của bể. Máng thu nước có đường kính = 70 – 90% đường kính bể Dm = 70% Ỵ D = 0.72 Ỵ 4.456 = 3.208(m) Chiều dài máng thu nước Lm = p Ỵ Dm = p Ỵ 3.208 = 10.073(m) Tải trọng máng Chiều cao mực nước qua khe chữ V của máng răng cưa Chọn Chiều cao của 1 răng cưa là 50(mm) Chiều rộng của 1 răng cưa là 100(mm) Bảng 5.3 Số liệu thiết kế bể lắng 1 Thông số thiết kế Kí hiệu Đơn vị Kích thước Chiều cao bể lắng Đường kính bể Đường kính ống trung tâm Chiều dài ống trung tâm Đường kính phần loe của ống trung tâm = chiều cao phần loe Đường kính tấm chắn Đường kính máng thu H D d h2 d1 d2 Dm m m m m m m m 6.6 4.46 0.9 2.53 1.16 1.5 3.23 5.1.4 Bể Aerotank Tính kích thước bể Hàm lượng CODvào = 1920(mg/l) Hàm lượng BODvào = 924(mg/l) Nước thải sau khi lắng ở bể lắng 2 có chứa 25(mg/l) cặn sinh học, trong đó có 65% cặn dễ phân huỷ sinh học. Lượng cặn có thể phân huỷ sinh học 0.65 Ỵ 25 = 16.25(mg/l) VK Quá trình hô hấp nội bào có thể biểu diễn bằng phản ứng sau TB C5H10O2N + 5O2 Ú 5CO2 + 2H2O + NH3 + Q 113mg 160mg 1.42mg Từ phương trình trên ta thấy: nếu tất cả các tế bào bị oxy hoá hoàn toàn thì lượng COD của các tế bào bằng 1.42 lần nồng độ. (Theo tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai [62]). BODL của cặn lơ lửng dễ phân huỷ sinh học của nước thải 16.25 Ỵ 1.42 = 23.075(mg/l) Hệ số chuyển đổi giữ BOD5 và BOD20 từ 0.45 ÷ 0.68. Chọn 0.68 BOD5 của cặn lơ lửng sau bể lắng 2 BOD5 = BODL Ỵ 0.68 = 23.075 Ỵ 0.68 = 15.691(mg/l) BOD5 hoà tan trong nước thải sau bể lắng 2 = tổng BOD5 cho phép ở đầu ra trừ đi lượng BOD5 có trong cặn lơ lửng. S = 25 – 15.691 = 9.309(mg/l) Hiệu quả xử lý theo BOD5 hoà tan Hiệu quả xử lý của bể Thể tích bể Aerotank Trong đó Y: giá trị đặt trưng của các hệ số động học trong quá trình xử lý nước thải 0.4 ÷ 0.8. chọn Y = 0.6 (mg bùn hoạt tính/mg BOD) (Theo bảng 5-1 ính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai [71]). Kd : hằng số phân huỷ nội bào 0.02 ÷ 0.1. chọn Kd = 0.055 ngày-1 (Theo bảng 5-1 ính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai [71]). : thời gian lưu bùn hoạt tính (tuổi cặn) trong công trình = 8 ngày (Theo bảng 5-1 Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai [94]). X : nồng độ bùn hoạt tính trong bể aerotank. Vì S0 > 200 Þ X = 1500÷ 4000, chọn X = 3000 (Theo bảng Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai [72]). Chọn Chiều cao công tác của bể Hct = 4.5(m) Chiều cao bảo vệ Hbv = 0.5(m) Chiều cao tổng cộng của bể H = Hct + Hbv = 4.5 + 0.5 = 5(m) Chọn tỉ lệ chiều cao : chiều rộng H : B = 1:1 Chiều rộng của bể B = 4.5(m) Chiều dài của bể Năng suất xử dụng chất nền Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khưÛ BOD PX = Yb Ỵ Q Ỵ (S0 – S) Lượng cặn lơ lửng sinh ra theo độ tro của cặn Trong đó Z : độ tro của bùn hoạt tính Lượng cặn dư hằng ngày phải xả ra Pxa = Pxt – Q Ỵ25.10-3 = 9.536 – 420 Ỵ 25.10-3 = 218.34(kg/ngày) Lượng bùn hoạt tính xả ra hằng ngày Trong đó V : thể tích bể Aerotank (m3) X : nồng độ bùn hoạt tính trong bể(mg/l) Xt : nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn(mg/l) Xt = (1 – 0.3)Ỵ10000 = 7000 Xra : nồng độ bùn hoạt tính trong nước thải sau bể lắng 2(mg/l) : thời gian lưu bùn trong bể chọn 8 ngày Hệ số tuần hoàn a = 0.75 nằm trong giới hạn cho phép 0.25 ÷ 1 (Theo tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai [91]) Lưu lượng bùn tuần hoàn Qt = a Ỵ Q = 0.75 Ỵ 420 = 315(m3/ngày) = 13.125(m3/h) Thời gian lưu nươ