Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Kim Huy – Bình Dương, công suất 2000 m3/ngày đêm

ân tieáp xuùc vôùi chaát höõu cô trong nöôùc thaûi vaø vôùi khoâng khí ñeå haáp thuï oxy, ñoàng thôøi taïo söï trao ñoåi oxy vaø duy trì sinh khoái trong ñieàu kieän hieáu khí. Söï quay cuõng laø cô cheá taùch nhöõng chaát raén dö thöøa baèng söùc tröôït vaø duy trì chaát raén bò röûa troâi trong huyeàn phuø, do vaäy thöïc hieän ñöôïc quaù trình laøm saïch. RBC coù theå ñöôïc söû duïng nhö coâng trình xöû lyù thöù caáp, vaø coù theå ñöôïc vaän haønh cho nhöõng coâng trình nitrate hoùa vaø khöû nitrate lieân tuïc theo muøa. XỬ LÝ BÙN CẶN Nhiệm vụ của xử lý cặn (cặn được tạo nên trong quá trình xử lý nước thải): - Làm giảm thể tích và độ ẩm của cặn - Ổn định cặn - Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác nhau Rác (gồm các tạp chất không tan kích thước lớn: cặn bã thực vật, giấy, giẻ lau…) được giữ lại ở song chắn rác có thể chở đến bãi rác (nếu lượng rác không lớn) hay nghiền rác và sau đó dẫn đến bể mêtan để tiếp tục xử lý. Cát từ bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi sử dụng vào mục đích khác. Để giảm thể tích cặn và làm ráo nước có thể ứng dụng các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên như: sân phơi bùn, hồ chứa bùn, hoặc trong điều kiện nhân tạo: thiết bị lọc chân không, thiết bị lọc ép dây đai, thiết bị ly tâm cặn…). Độ ẩm của cặn sau xử lý đạt 55-75%. Máy ép băng tải: bùn được chuyển từ bể nén bùn sang máy ép để giảm tối đa lượng nước có trong bùn. Trong quá trình ép bùn ta cho vào một số polyme để kết dính bùn. Lọc chân không: Thiết bị lọc chân không là trụ quay đặt nằm ngang. Trụ quay đặt ngập trong thùng chứa cặn khoảng 1/3 đường kính. Khi trụ quay nhờ máy bơm chân không cặn bị ép vào vải bọc. Quay li tâm: Các bộ phận cơ bản là rôtơ hình côn và ống rỗng ruột. Rôtơ và ống quay cùng chiều nhưng với những tốc độ khác nhau. Dưới tác động của lực li tâm các phần rắn của cặn nặng đập vào tường của rôtơ và được dồn lăn đến khe hở, đổ ra thùng chứa bên ngoài. Lọc ép: Thiết bị lọc gồm một số tấm lọc và vải lọc căng ở giữa nhờ các trục lăn. Mỗi một tấm lọc gồm hai phần trên và dưới. Phần trên gồm vải lọc, tấm xốp và ngăn thu nước thấm. Phần dưới gồm ngăn chứa cặn. Giữa hai phần có màng đàn hồi không thấm nước. Để tiếp tục làm giảm thể tích cặn có thể thực hiện sấy bằng nhiệt với nhiều dạng khác nhau: thiết bị sấy dạng trống, dạng khí nén, băng tải … Sau khi sấy, độ ẩm còn 25-30% và cặn ở dạng hạt dễ dàng vận chuyển. Đối với trạm xử lý công suất nhỏ, việc xử lý cặn có thể tiến hành đơn giản hơn: nén sau đó làm ráo nước ở sân phơi cặn trên nền cát. MỘT SỐ HỆ THỐNG XLNT ĐANG ÁP DỤNG TẠI CÁC KCN Khu công nghiệp Đồng An II Thông số cơ bản Tổng lưu lượng nước thải: 6000m3/ngđ Lưu lượng trung bình giờ (24h): 250 m3/h Lưu lượng tối đa: 400 m3/2h Tính chấtcơ bản của nước thải dầu vào pH = 6 - 9 SS = 200mg/l BOD5 = 400mg/l COD = 600mg/l Yêu cầu: nước thải đầu ra phải được: Xử lý đạt tiêu chuẩn loại B (TCVN 5945-2005) Polymer anion FeCl3 Thổi khí Thổi khí Bùn dư Bùn tuần hoàn Bơm nước thải NƯỚC THẢI HỐ THU & TRẠM BƠM Cặn rác THIẾT BỊ LƯỢC RÁC TINH CHÔN LẤP BỂ TẠO BÔNG Polymer Bùn lắng BỂ KEO TỤ BỂ LẮNG I BỂ ĐIỀU HÒA Bơm nước thải Nước dư BỂ NÉN BÙN MÁY ÉP BÙN BỂ AEROTANK BỂ LẮNG II BỂ TRUNG GIAN BỒN LỌC ÁP LỰC THÙNG CHỨA BÙN CHÔN LẤP NaOH BỂ KHỬ TRÙNG KÊNH HÒA LỢI NaOCl Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Đồng An 2 Công nghệ chủ đạo: Công nghệ truyền thống xử lý sinh học với bùn hoạt tính sinh trưởng lơ lửng. Ưu điểm: - Công nghệ đơn giản, dễ vận hành. - Sử dụng trong trường hợp nước thải có lưu lượng lớn. - Hệ thống được điều khiển hoàn toàn tự động, vận hành đơn giản, ít sửa chữa. Nhược điểm - Diện tích xây dựng lớn. - Đòi hỏi nhiều năng lượng trong suốt quá trình hoạt động - Không đề phòng được sự cố kim loại nặng, dễ gây chết bùn. Khu công nghiệp Việt Nam – Singapore (VSIP) Thông số cơ bản Lưu lượng dòng thải thiết kế: 6.000 m3/ngày.đêm. Lưu lượng dòng thải thực tế hiện nay: 2.500 m3/ng.đêm. Tính chất nước thải đầu vào COD = 600 mg/l BOD = 400 mg/l SS = 400 mg/l TDS = 400 mg/l Dầu mỡ = 60 mg/l Yêu cầu: nước thải đầu ra phải được: Đạt tiêu chuẩn loại B (TCVN 5945 – 2005) Bể lắng Bể lắng Hố thu gom Bể phân phối Trống lọc Bể điều hòa Hố bơm Tháp lọc sinhhọc Bể tuần hoàn Bể aerotank Bể nén bùn Máy ép bùn Nước thải sau xử lý Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ HTXLNT khu công nghiệp Việt Nam - Singapore Công nghệ chủ đạo: Sử dụng công nghệ vi sinh bám dính (lọc sinh học) kết hợp với bùn hoạt tính aerotank truyền thống. Ưu điểm: - Xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học, kết hợp xử lý bằng vi sinh vật lơ lửng và dính bám vì vậy hiệu quả xử lý rất cao. - Hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh, nước thải đầu ra đạt chất lượng tốt Nhược điểm: - Khá tốn kém do phải thường xuyên thay vật liệu lọc. - Chi phí đầu tư ban đầu cao, tốn nhiều diện tích xây dựng - Sử dụng trong trường hợp lưu lượng nước thải không lớn. Khu công nghiệp Linh Trung 1 Lưu lượng nước thải thiết kế: 5.000m3/ngđ Tính chất nước thải đầu vào BOD5 = 500 mg/l COD = 800 mg/l SS = 300 mg/l Nhiệt độ = 45°C pH = 5 - 9 Yêu cầu: nước thải đầu ra phải được: Xử lý đạt tiêu chuẩn loại A (TCVN Bể thu gom Lưới chắn rác tinh Bể điều hòa Bể SBR Bể chứa sau xử lý sinh học Bộ lọc tinh Bể đệm Bể tiếp xúc Clorine Đầu ra Bể lọc than hoạt tính Máy ép bùn Bể nén bùn Polymer Bánh bùn 5945-2005) Hình 3.3: Sơ đồ công nghệ HTXLNT khu công nghiệp Linh Trung 1 Công nghệ chủ đạo: Sử dụng công nghệ bùn hoạt tính theo phương pháp SBR là chủ yếu, có kết hợp cơ học - vật lý. Ưu điểm: - Khả năng xử lý nước thải có BOD cao, khử Nitơ, tiết kiệm diện tích, không cần nhiều nhân viên. - Không tốn chi phí cho việc tuần hoàn bùn. - Thời gian xử lý có thể điều chỉnh linh hoạt Nhược điểm: - Đòi hỏi người vận hành phải có trình độ cao, vận hành phức tạp, chi phí xây dựng tốn kém. - Đòi hỏi nhiều năng lượng để cấp cho máy thổi khí trong suốt quá trình hoạt động. - Chi phí đầu tư xây dựng bể lọc than hoạt tính không hợp lý, tốn kém do phải thay than hoạt tính theo định kì, nước thải có thể không cần qua giai đoạn này mà vẫn đạt hiệu quả. Khu Chế Xuất Tân Thuận Công suất thiết kế: 10.000m3/ngày Yêu cầu: nước thải đầu ra phải được: Xử lý đạt tiêu chuẩn loại B (TCVN 5945-2005) Hình 3.4: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải KCX Tân Thuận Ưu điểm: - Hệ thống xử lý hoá học là chủ yếu - Ít tốn diện tích xây dựng - Không đòi hỏi nhiều năng lượng trong suốt quá trình hoạt động Nhược điểm: - Chi phí xử lý cao - Người điều hành cần có kỹ năng: Theo dõi, kiểm tra các chỉ tiêu đầu ra thường xuyên. CHƯƠNG 4 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP CHO KCN KIM HUY CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ Đề xuất công nghệ xử lý nước thải dựa vào - Công suất trạm xử lý. - Chất lượng nước sau xử lý. - Thành phần, tính chất nước thải khu công nghiệp. - Những quy định xả vào cống chung và vào nguồn nước. - Hiệu quả quá trình. - Diện tích đất sẵn có của khu công nghiệp - Quy mô và xu hướng phát triển trong tương lai của khu công nghiệp. - Yêu cầu về năng lượng, hóa chất, các thiết bị sẵn có trên thị trường. THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TẠI KCN KIM HUY Lưu lượng nước thải Bảng 4.1: Lưu lượng nước thải KCN Kim Huy Stt Mô tả Đơn vị Lưu lượng 1. Lưu lượng nước thải giai đoạn 1 m3/ngày 1000 2. Lưu lượng nước thải trung bình m3/h 42 3. Lưu lượng nước thải giai đoạn 2 m3/ngày 1000 Tổng cộng công suất của 2 giai đoạn m3/ngày 2000 Thành phần và tính chất nước thải đầu vào Nước thải có thể chứa các chất tan, không tan, các chất vô cơ hoặc hữu cơ. Theo yêu cầu HSMT, tất cả các chỉ tiêu nước thải đầu vào nhà máy xử lý nước thải tâp trung phải đạt nguồn loại C. Tuy nhiên, để đảm bảo hệ thống hoạt động an toàn khi vượt tải, các thông số chính sau đây sẽ được nhân hệ số an toàn là 1,5 lần. Bảng 4.2: Thành phần tính chất nước thải KCN Kim Huy trước xử lý Stt. Thông số Đơn vị Chất lượng nước thải dầu vào 1 BOD5 (20oC) mg/l 150 2. COD mg/l 600 3. Tổng chất rắn lơ lửng, TSS mg/l 300 4. Nitơ tổng, TN mg/l 90 5. Phốt pho tổng, TP mg/l 12 6. Dầu mỡ khoáng mg/l 15 7. Dầu động thực vật mg/l 45 (Nguồn: Ban quản lý khu công nghiệp Kim Huy) Nhận xét: Bảng thành phần tính chất nước thải trước xử lý cho thấy các thông số trên còn khá cao và cần tiếp tục xử lý đạt loại A – QCVN 24:2009/BTNMT trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Thành phần và tính chất nước thải sau xử ‎lý Chất lượng nước thải sau xử lý tuân theo tiêu chuẩn nước thải Việt Nam QCVN 24:2009/BTNMT, cột A với một số chỉ tiêu cơ bản được nêu trong bảng sau. Tuy nhiên, nếu có sự thay đổi của Tiêu chuẩn Việt Nam, các thông số đầu ra cũng sẽ thay đổi theo. Bảng 4.3: Bảng tiêu chuẩn nước thải Việt Nam QCVN 24:2009/BTNMT STT Chỉ tiêu Đơn vị QCVN 24:2009/BTNMT (loại A) 01 Nhiệt độ 0C 40 02 pH 6 – 8,5 03 BOD5 (20oC) mg/l 30 04 COD mg/l 50 05 Chất rắn lơ lửng (SS) mg/l 50 06 Độ màu Pt-Co 20 07 Asen (As) mg/l 0.05 08 Cadmi (Cd) mg/l 0.005 09 Chì (Pb) mg/l 0,1 10 Clo dư (Cl) mg/l 1 11 Crom (IV) (Cr4+) mg/l 0.05 12 Crom (III) (Cr3+) mg/l 0.2 13 Dầu mỡ khoáng mg/l 5 14 Dầu mỡ thực vật mg/l 10 15 Đồng (Cu) mg/l 2 16 Kẽm (Zn) mg/l 3 17 Mangan (Mn) mg/l 0.5 18 Niken (Ni) mg/l 0.2 19 Phốtpho hữu cơ mg/l - 20 Phốt pho tổng số mg/l 4 21 Tetracloetylen mg/l - 22 Thiếc (Sn) mg/l 0.2 23 Thuỷ ngân (Hg) mg/l 0.005 24 Tổng Nitơ mg/l 15 25 Tricloetylen mg/l - 26 Amoniac (NH3) mg/l 5 27 Florua (F) mg/l 5 28 Phenol mg/l 0.1 29 Sulfua (S) mg/l - 30 Xianua (CN) mg/l 0.07 31 Coliform MPN/100ml 3000 32 Tổng hoạt độ phóng xạ Bp/l 0.1 33 Tổng hoạt độ phóng xạ Bp/l 1 Lưu ý: Đề xuất kỹ thuật của tôi được căn cứ trên các giá trị nêu ở các bảng trên. Chất lượng nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn như đã nêu trên với các điều kiện sau: Mức độ ô nhiễm của nước thải đầu vào không cao hơn giá trị đã nêu ở bảng thuộc mục 4.2. Lưu lượng nước thải đầu vào không lớn hơn giá trị nêu ở bảng thuộc mục 4.1 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP Dựa trên việc phân tích lưu lượng, thành phần nước thải, yêu cầu mức độ xử lý, điều kiện kinh tế, kỹ thuật đề xuất phương án xử lý nước thải cho KCN như sau: Phương án Nước Thải Thô Hố Bơm Song chắn rác thô Song chắn rác tinh Bể Điều Hòa Bể Keo Tụ Bể Tạo Bông Nước thải tuần hoàn Bể Lắng Sơ Cấp Bể Aeroten Bể Lắng Thứ Cấp Bể Trung Gian Bể Khử Trùng Máy Ép Bùn Polyme NaOCl Bánh bùn được chôn lấp hợp vệ sinh Xả vào nguồn tiếp nhận Hồ Sinh Học Polyme Bể Lọc Cát Than hoạt tính Máy thổi khí Dinh dưỡng Máy khuấy chìm Phèn Nhôm Axit, NaOH Bùn lắng I Bùn tuần hoàn Bể Chứa Bùn Bùn lắng II Hình 4.4 Sơ đồ quy trình công nghệ Thuyết minh quy trình công nghệ lựa chọn Hố bơm Tất cả các dòng thải từ nhà máy theo hệ thống thoát nước thải sẽ được dẫn vào hố của trạm xử lý. Trước khi vào hố bơm, nước thải được đưa qua hệ thống song chắn rác thô (10mm) nhằm loại bỏ rác hoặc các vật liệu dạng sợi lớn nhằm bảo vệ các công trình phía sau. Hố bơm được chia làm 2 ngăn, khi nước thải đi vào hố bơm, cát sẽ bị giữ lại ở ngăn đầu tiên. Tại đây có đặt bơm chìm để bơm cát định kỳ lên sân phơi cát. Sau đó nước thải đi vào ngăn thứ 2 và được bơm lên bể điều hòa. Bể điều hòa Bể này sẽ điều hòa lưu lượng và tải lượng chất ô nhiễm có trong nước thải. Bể điều hòa được thiết kế với dung tích lớn 2000 m3 đảm bảo sức chứa cho 2000 m3/ngày. Cánh khuấy chìm được lắp đặt trong bể nhằm hạn chế quá trình sa lắng cặn. Nước thải sau đó được bơm lên cụm xử lý hóa lý Bể keo tụ Tại bể keo tụ, hóa chất keo tụ chỉ được châm vào khi trong nước thải có chứa các chất ô nhiễm như kim loại nặng chưa được xử lý chủ yếu (Ni,..).. . Chất keo tụ giúp làm mất ổn định các hạt cặn có tính “keo” và kích thích chúng kết lại với các cặn lơ lửng khác để tạo thành các hạt có kích thước lớn hơn. Độ pH của nước thải trong bể keo tụ cũng được điều chỉnh đến giá trị tối ưu cho quá trình keo tụ. Bể tạo bông Nước thải từ bể keo tụ được tiếp tục dẫn qua bể tạo bông. Tương tự như bể keo tụ, tại bể tạo bông, hóa chất kích thích quá trình tạo thành các bông cặn lớn hơn. Polymer anion được trộn với nước thải khi có mặt các chất ô nhiễm không có khả năng phân hủy sinh học. Polymer anion có tác dụng hình thành các “cầu nối” nhằm liên kết các bông cặn lại với nhau tạo thành các bông cặn có kích thước lớn hơn nhằm nâng cao hiệu quả của bể lắng phía sau. Nước thải từ bể tạo bông sẽ được dẫn qua bể lắng sơ cấp nhằm tách các bông cặn ra khỏi nước thải. Bể lắng sơ cấp Tại bể lắng sơ cấp hình trụ, các chất rắn lắng được có trong nước thải sẽ được lắng xuống bằng phương pháp trọng lực. Bể lắng sơ cấp có thể giúp loại bỏ được khoảng 60% chất rắn lơ lửng và một phần BOD có trong các hạt cặn hữu cơ. Bùn lắng dưới đáy bể lắng sơ cấp được chuyển đến hố chứa bùn hóa lý (TK16) bằng thanh gạt bùn. Phần nước sau lắng được chảy tràn về trung hòa. Bể Aeroten Nước sau khi ra khỏi bể lắng I sẽ tự chảy về bể Aerotank. Ở đây khí được cung cấp nhờ các đĩa phân phối khí giúp cho quá trình hòa tan oxy được hiệu quả. Mục đích giai đoạn này là dựa vào hoạt động phân hủy của vi sinh vật làm giảm lượng hữu cơ trong nước thải cũng như làm đông tụ các chất thải dưới dạng keo lắng. Sinh khối vi sinh vật tăng lên đồng thời, hàm lượng chất hữu cơ giảm đi. Bể lắng thứ cấp Hỗn hợp bùn & nước thải rời khỏi bể sinh học dính bám chảy tràn vào bể lắng hình chữ nhật nhằm tiến hành quá trình tách nước và bùn. Bùn sinh học lắng dưới đáy bể lắng thứ cấp được dẫn vào hố chứa bùn bằng thiết bị gạt bùn. Bùn thu được trong hố chứa bùn được bơm vào bể chứa bùn sinh học (TK17) nhằm tiến hành quá trình tách nước trước khi mang đi ép khô. Nước thải sau tách bùn ở bể lắng được dẫn qua bể chứa nước trung gian. Bể Trung Gian Nước thải sau xử lý sinh học sẽ được kiểm ta chất lượng nước thải dầu ra, nếu thành phần chất vô cơ (COD) và căn lơ lững (SS) vượt quá mức cho phép, nước thải sẽ được bơm từ bể chứa trung gian về cụm bể lọc đa lớp vật liệu và lọc than hoạt tính. Bể lọc đa lớp vật liệu và than hoạt tính Hệ thống lọc đa lớp vật liệu và lọc than hoạt tính được thiết kế dự phòng sẽ được kích hoạt nhằm loại bỏ hoàn toàn các kim loại nặng, các chất rắn lơ lững này bằng cơ chế hấp phụ trong trường hợp cần thiết. Nước sau xử lý sẽ được xả vào bể khử trùng. Bể khử trùng Tại bể khử trùng, nước thải được trộn với chất khử trùng được cung cấp bởi hệ thống bơm định lượng nhằm tiêu diệt các vi khuẩn coliform. Bể khử trùng cũng được thiết kế các tấm chắn nhằm tạo sự khuấy trộn tốt nhất giữa nước thải và chất khử trùng. Nước thải sau xử lý sẽ tự chảy vào bể khử clo dư. Bể chứa bùn sơ cấp Bùn từ bể lắng thứ cấp được bơm vào bể chứa bùn thứ cấp để lưu trữ trước khi được bơm vào máy ép bùn băng tải. Từ bể chứa bùn, bùn sẽ được bơm vào máy ép bùn băng tải để tách nước. Máy ép bùn băng tải Máy ép bùn băng tải được sử dụng nhằm tách nước ra khỏi bùn. Đối với quá trình này, polymer sẽ được châm vào như là chất phụ trợ cho quá trình tách nước trong bùn. Bùn sau khi tách nước ở dạng bánh sẽ được mang đi chôn lấp hợp vệ sinh. Nước từ quá trình tách bùn sẽ được tuần hoàn lại hố bơm. CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 5.1. MỨC ĐỘ CẦN THIẾT XỬ LÝ VÀ THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 5.1.1. Mức độ cần thiết xử lý Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng chất lơ lửng SS SS = Trong đó: SSv: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải chưa xử lý, (mg/l) SSr: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nước, (mg/l) Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng BOD BOD = Trong đó: : Hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu vào, (mg/l) : Hàm lượng BOD5 trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nước, (mg/l) Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng COD COD = Trong đó: : Hàm lượng COD trong nước thải đầu vào, (mg/l) : Hàm lượng COD trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nước, (mg/l) 5.1.2. Xác định các thông số tính toán Hệ thống xử lý nước thải hoạt động 24/24 vậy lượng nước thải đổ ra liên tục Lưu lượng trung bình ngày: Q Lưu lượng trung bình giờ: Q= Lưu lượng trung bình giây: Q= Lưu lượng giờ lớn nhất: Chọn hệ số không điều hòa, giờ cao điểm: kmax = 1,6 Q= 83,33 x 1,6 = 133,33 (m3/h) 5.2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 5.2.1 SONG CHAÉN RAÙC THOÂ Möông daãn nöôùc thaûi vaøo Chieàu roäng: B = 300 mm. Ñoä doác: I = 0,0008. Vaän toác nöôùc chaûy: v = 0,8 m/s. Choïn song chaén raùc laøm baèng theùp khoâng ræ, thanh chaén coù thieát dieän hoãn hôïp. Tieát dieän thanh : s x l = 8 x 50 mm. Khoaûng caùch giöõa caùc thanh: b = 16 mm. Soá khe hôû cuûa song chaén raùc Trong ñoù Qmax: löu löôïng giaây cöïc ñaïi V: vaän toác nöôùc thaûi qua song chaén raùc öùng vôùi löu löôïng toái ña. Theo Giaùo trình XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI_GS.PTS Hoaøng Hueä thì v = 0.81.0 m/s. K = 1.05 laø heä soá tính ñeán hieän töôïng thu heïp doøng chaûy khi qua song chaén raùc. hmax: chieàu cao ngaäp nöôùc ôû chaân song chaén raùc öùng vôùi Qmax. Ta laáy hmax baèng chieàu cao möïc nöôùc cuûa möông öùng vôùi Qmax. (m). b = 16 mm = 0,016 m. ð Choïn n = 20 khe Chieàu roäng thieát keá song chaén raùc ( chieàu roäng möông ñaët song chaén raùc): 472 mm Choïn Bs = 472 mm = 0,472 m Kieåm tra söï laéng caën ôû phaàn môû roäng tröôùc song chaén raùc: Vaän toác nöôùc thaûi tröôùc song chaén raùc Vkt khoâng ñöôïc nhoû hôn 0,4 m/s (Theo Giaùo trình XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI_GS.PTS Hoaøng Hueä). Vkt = 0,5 m/s > 0,4 m/s à thoûa ñieàu kieän khoâng laéng caën. Chieàu daøi môû roäng möông tröôùc song chaén raùc: à Chieàu daøi ñoaïn thu heïp sau song chaén raùc: Chieàu daøi ñoaïn ñaët song chaén raùc coù chieàu roäng Bs. (Theo Giaùo trình XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI_GS.PTS Hoaøng Hueä). Choïn l = 1,084 m Toång chieàu daøi möông ñaët song chaén raùc: L = l1 + l + l2 = 0,236 + 1,084 + 0,18 = 1,5(m). Toån thaát aùp löïc qua song chaén raùc: Trong ñoù: vmax: vaän toác cöïc ñaïi taïi ñoaïn möông tröôùc song chaén raùc. à k1: heä soá tính ñeán söï taêng trôû löïc do raùc vöôùng maéc sinh ra, k1 = 23. Ta choïn k1 = 3. g: gia toác troïng tröôøng (g = 9,81 m/s2). : heä soá toån thaát cuïc boä taïi song chaén raùc, phuï thuoäc vaøo hình daùng tieát dieän thanh. Vôùi: * : goùc nghieâng ñaët song chaén raùc so vôùi phöông ngang ( = 600). * : heä soá phuï thuoäc tieát dieän thanh chaén. Thanh coù tieát dieän hoãn hôïp neân = 1.83 (Tra baûng 2-2 Giaùo trình XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI_GS.PTS Hoaøng Hueä). ð Chieàu cao möông ñaët song chaén raùc: H = hmax + hs + h Trong ñoù: h: chieàu cao töø möïc nöôùc cao nhaát ñeán saøn coâng taùc. Choïn h = 0,336 m hmax = 0,16 m hs = 0,024 m ð Vaäy H = 0,6 m 5.2.2 Bể thu gom Nhiệm vụ Tập trung nước thải từ các nhà máy trong Khu Công nghiệp về trạm xử lý. Tính toán Chọn thời gian lưu nước: t = 20 phút (10 – 60 phút) Thể tích cần thiết W = Qmax.h . t = Chọn chiều cao hữu ích của bể H = 6 (m) Chiều cao xây dựng của bể thu gom Hxd = H + hbv Với: H : Chiều cao hữu ích của bể, (m) hbv : Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 (m) Hxd = 6 + 0,5 = 4,5 (m) Diện tích mặt bằng: A = Kích thước bể thu gom: L x B x H = 4m x 3m x 4m Thể tích xây dựng bể: Wt = 4 x 4 x 6 = 96 (m3) Chọn ống dẫn nước vào bể thu gom Chọn ống dẫn nước vào với vận tốc v = 0,9(m/s), D = 500(mm) (Điều 4.6.1 TCVN 7957 – 2008) Theo điều 6.2.5 (TCVN 5957 – 2008) thì độ sâu đặt ống đối với nơi có nhiều xe cơ giới đi lại Hmin = 0,7(m). Vậy, Chọn H = 1(m). Ống dẫn nước thải sang bể điều hòa Nước thải được bơm sang bể điều hòa nhờ một bơm chìm, với vận tốc nước chảy trong ống là v = 2(m/s) (1 – 2,5 m/s _TCVN 51 – 2008) Tiết diện ướt của ống A = Đường kính ống dẫn nước thải ra D = (m) Chọn D = 125 (mm). Chọn máy bơm Qmax = 133,33 (m3/h) = 0,037 (m3/s), cột áp H = 10 (m). Công suất bơm: N = = 4,5 (Kw) = 6 (Hp) Trong đó: h : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93, chọn h= 0,8 : Khối lượng riêng của nước 1.000 (kg/m3) Chọn bơm chìm, được thiết kế 2 bơm có công suất như nhau (4,5 Kw). Trong đó 1 bơm đủ để hoạt động với công suất tối đa của hệ thống xử lý, 1 bơm còn lại là dự phòng. Bảng 5.1: Tổng hợp tính toán bể thu gom Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu nước t Phút 20 Kích thước bể thu gom Chiều dài L mm 4.000 Chiều rộng B mm 4.000 Chiều cao Hxd mm 6.000 Đường kính ống dẫn nước thải ra D mm 125 Thể tích bể thu gom Wt m3 96 5.2.3 Lưới lọc tinh Nhiệm vụ Loại bỏ các hạt có kích thước nhỏ hơn 1mm giúp bảo vệ thiết bị trước khi đưa vào bể điều hoà. Lưới lọc tinh được đặt trước bể điều hòa, lưới được làm bằng vật liệu Inox có kích thước L x B = 1m x 0,5m . Tính toán Đặc điểm lưới lọc tinh - Loại lưới : Cố định. - Số lượng : 1 lưới. - Đường kính mắt lưới: 1,5 mm. Hàm lượng SS và BOD5, COD sau khi qua lưới lọc tinh giảm: = x (1 – 5%) = 300 x 0,95 = 285 (mg/l) = x (1 – 5%) = 150 x 0,95 = 142,5 (mg/l) = x (1 – 5%) = 600 x 0,95 = 570 (mg/l) 5.2.4 Bể điều hòa Nhiệm vụ Điều hoà lưu lượng và nồng độ, tránh cặn lắng và làm thoáng sơ bộ. Qua đó oxy hóa một phần chất hữu cơ, giảm kích thước các công trình đơn vị phía sau và tăng hiệu quả xử lý nước thải của trạm. Tính toán Chọn thời gian lưu nước của bể điều hoà t = 5h (4 – 12h) Thể tích cần thiết của bể: W = x t = = 416,67 (m3) Chọn chiều cao hữu ích của bể: H = 5m. Diện tích mặt bằng: A =. Chọn L x B = 11m x 10m Chiều cao xây dựng của bể: Hxd = H + hbv = 5 + 0,5 = 5,5 (m) Với: H : Chiều cao hữu ích của bể, (m) hbv : Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 (m) Kích thước của bể điều hoà: L x B x Hxd = 11m x 8m x 5,5m Thể tích thực của bể điều hòa: Wt = 11 x 8 x 5,5 = 484 (m3) Tính toán hệ thống đĩa, ống, phân phối khí Hệ thống đĩa Chọn khuấy trộn bể điều hoà bằng hệ thống thổi khí. Lượng khí nén cần cho thiết bị khuấy trộn: qkhí = R x Wdh(tt) = 0,012 (m3/m3.phút) x 416,67 (m3) = 5 (m3/phút) = 300 (m3/h) = 5.000 (l/phút). Trong đó: R : Tốc độ khí nén, R = 10 – 15 (l/m3.phút). Chọn R = 12 (l/m3.phút) = 0,012 (m3/m3.phút) Wdh(tt) : Thể tích hữu ích của bể điều hoà, (m3) Chọn khuếch tán khí bằng đĩa bố trí dạng lưới. Vậy số đĩa khuếch tán là: n = = 71,42 (đĩa) Trong đó: r : Lưu lượng khí, chọn r = 70 (l/phút) (r =11 – 96 l/phút) Chọn đường kính thiết bị sục khí d = 170mm. Chọn đường ống dẫn Với lưu lượng khí qkk = 5 (m3/phút) = 0,0833 (m3/s) và vận tốc khí trong ống vkk= 10 – 15 (m/s) có thể chọn đường kính ống chính D = 90mm. Tính lại vận tốc khí trong ống chính: vc = = 13,05 (m/s) => thoả mãn vkk= 10 – 15 (m/s) Đối với ống nhánh có lưu lượng qnh = = 0,009255 (m3/s) và chọn đường kính ống nhánh dnh = 34 (mm) ứng với vận tốc ống nhánh: vn = = 10,19 (m/s) => thoả mãn (vkk= 10 – 15 m/s) Áp lực và công suất của hệ thống nén khí Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí xác định theo công thức: Htc = hd + hc + hf + H Trong đó: hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn, (m) hc : Tổn thất áp lực cục bộ, hc thường không vượt quá 0,4m hf : Tổn thất qua thiết bị phân phối , hf không vượt quá 0,5m H : Chiều cao hữu ích của bể điều hoà, H = 4 m Do đó áp lực cần thiết là: Htt = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9 (m) => Tổng tổn thất là 4,9 (m) cột nước Áp lực không khí sẽ là: P = Công suất máy thổi khí tính theo công thức sau: N = = = 8,364 (Kw) = 11,3 (Hp) Trong đó: qkk : Lưu lượng không khí, (m3/s) n : Hiệu suất máy thổi khí, n = 0,7 – 0,9, chọn n = 0,8 k : Hệ số an toàn khi sử dụng trong thiết kế thực tế, chọn k = 2. Chọn 2 máy thổi khí công suất 12 Hp (2 máy hoạt động luân phiên) Tính toán các ống dẫn nước ra khỏi bể điều hoà Nước thải được bơm sang bể keo tụ nhờ một bơm chìm, lưu lượng nước thải 83,33 m3/h, với vận tốc nước chảy trong ống là v = 2m/s, đường kính ống ra: Dr = = 0,121 (m) Chọn ống nhựa uPVC có đường kính =140mm. Chọn máy bơm nước từ bể điều hòa sang keo tụ Các thông số tính toán bơm Lưu lượng mỗi bơm QTB = 2.000 (m3/ngày) = 0,023 (m3/s) Sử dụng hai bơm hoạt động luân phiên để bơm nước thải từ bể điều hòa lên bể keo tụ. Công suất của bơm: Trong đó: :Khối lượng riêng chất lỏng =1.000 (kg/m3) : Là lưu lượng trung bình giờ nước thải H :Là chiều cao cột áp (tổn thất áp lực) (m) g :Gia tốc trọng trường g = 9,81 (m/s2) : Là hiệu suất máy bơm = 0,73 - 0,93 chọn = 0,8 Xác định chiều cao cột áp của bơm theo định luật Bernulli: H = Hh + = Hh + Ht + Hd +Hcb Trong đó: Hh : Cột áp để khắc phục chiều cao dâng hình học, (m). Ht : Tổn thất áp lực giữa hai đầu đoạn ống hút và ống đẩy, (m). Hd : Tổn thất áp lực dọc đường, (m) Hcb: Tổn thất áp lực cục bộ, (m) Xác định cột áp để khắc phục chiều cao dâng hình học: Hh = Z1 – Z2 = 5 (m) Trong đó: Z1 : Chiều cao đẩy (độ cao bể điều hòa) Z1 = 5 (m) Z2 : Chiều cao hút, Z2 = 0 (m) Xác định tổn thất áp lực gữa hai đầu đoạn ống hút và ống đẩy: Trong đó: p1, p2 : Áp suất ở hai đầu đ