Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy thủy sản Hải Nam, phường Phú Hải, TP. Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận công suất 800 m3/ngày đêm

p này là trong điều kiện thiếu ôxy (hàm lượng ôxy hòa tan được giữ trong nước là 1mg/l) thì các chất dinh dưỡng như Nitơ, Photpho có trong nước thải sẽ bị các vi sinh vật tùy nghi phân hủy. Phương pháp chủ yếu là khử Nitrat: NO3- NO2- VSV Nitrosomonas NO2- + chất hữu cơ ® N2 + CO2 + H2O XỬ LÝ HOÀN THIỆN Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 105 ÷ 106 vi khuẩn trong 1ml. Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải không phải là vi trùng gây bệnh, nhưng không loại trừ khả năng tồn tại một vài loài vi khuẩn gây bệnh nào đó. Nếu xả nước thải ra nguồn cấp nước, hồ bơi, hồ nuôi cá thì khả năng lan truyền bệnh sẽ rất lớn, do đó phải có biện pháp khử trùng nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Dùng Clo hơi qua thiết bị định lượng Clo. Dùng Hypoclorit – Canxi dạng bột – Ca(ClO)2. Dùng Hypoclorit – Natri, nước Javel NaClO. Dùng Ozon. Dùng tia cực tím (UV) do đèn thủy ngân áp lực thấp sản ra. CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU NƯỚC THẢI – ĐỀ XUẤT ,LỰA CHỌN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY Nước thải nhà máy thủy sản Hải Nam phát sinh ra trong quá trình rửa nguyên liệu ,tinh chế ,sơ chế sàn phẩm và rửa nhà xưởng sau mỗi ca sản xuất. Thành phần chủ yếu là ruột cá, da cá… Bảng 3.1 Kết quả, điều tra, khảo sát nước thải của công ty. STT Thông số Đơn vị Giá trị QCVN 11:2008, cột B 1 pH 5,5-6,5 5,5 - 9 2 BOD5 mg/l 1400 50 3 COD mg/l 2100 80 4 Tổng Nitơ mg/l 80 60 5 Tổng Phốt Pho mg/l 17 - 6 SS mg/l 450 100 7 Dầu mỡ mg/l 120 20 Nguồn: Công ty TNHH Nhật Anh. YÊU CẦU SAU XỬ LÝ Nước thải sau khi qua hệ thống đạt QCVN11:2008, loại B. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY Đặc điểm nước thải của ngành chế biến thủy hải sản nói chung và của công ty chế biến thủy sản Hải Nam nói riêng là có sự ô nhiễm hữu cơ cao với các chỉ tiêu đặc trưng cho sự ô nhiễm hữu cơ như COD, BOD khá cao và các chỉ tiêu nước thải khác của công ty đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả vào môi trường. Với tỉ lệ BOD:COD là 0,6 công nghệ phù hợp để xử lý nước thải cho công ty là công nghệ xử lý sinh học. Để loại bỏ các chất hữu cơ có trong nước thải có thể áp dụng nhiều công trình xử lý sinh học khác nhau. Do đặc điểm nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải khá cao nên phải sử dụng kết hợp xử lý sinh học với sự tham gia của vi khuẩn kỵ khí và vi khuẩn hiếu khí. Xử lý sinh học bao gồm xử lý sinh học tự nhiên và sinh học nhân tạo. Phương án 1 Đường nước: Đường khí: Đường bùn: Đường hoá chất: Bể khử trùng Bể lắng Khu xử lý tập trung Máy thổi khí Bể Aeroten Bể chứa bùn Bể nén bùn Máy ép bùn Máy thổi khí Bể kị khí UASB Bề tuyển nổi Bể thu gom Song chắn rác Bể điều hoà Nước thải Máy lọc rác tinh Bình tạo áp Máy nén khí Hoá chất khử trùng Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương án 1. Bể khử trùng Bể lắng Khu xử lý tập trung Máy thổi khí Bể lọc sinh học Bể chứa bùn Bể nén bùn Máy ép bùn Máy thổi khí Bể kị khí UASB Bề tuyển nổi Bể thu gom Song chắn rác Bể điều hoà Nước thải Máy lọc rác tinh Bình tạo áp Máy nén khí Đường nước: Đường khí: Đường bùn: Đường hoá chất: Hoá chất khử trùng Phương án 2 Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương án 2. Cơ sở để lựa chọn công nghệ Bể tuyển nổi Trong nước thải chế biến thuỷ sản có chứa một lượng rất lớn TSS mà cụ thể trong công trình Nhà máy Hải Nam, lượng TSS chiếm 450 mg/l, dầu mỡ 120 mg/l Do đó, công trình bể tuyển nổi là cần thiết để xử lý đáng kể lượng TSS, tách mỡ lẫn trong nước thải bằng cách nén khí tạo áp lực cho dòng chảy những cặn lơ lững có tỉ trọng nhẹ hơn nước lên phía trên và thu hồi bằng các thanh gạt. Ngoài ra, việc xử lý TSS ở công đoạn bể tuyển nổi cũng giảm được đáng kể tải lượng ô nhiễm cho các công trình phía sau, tránh hư hại cho bơm, đường ống… Bể UASB Hiệu quả xử lý nước thải của công ty chủ yếu là ở các công trình phản ứng sinh học. Trước các công trình sinh học hiếu khí của hai phương án đều đưa ra công trình sinh học yếm khí. Phương pháp sinh học yếm khí là một phương pháp phát triển tương đối gần đây trong lĩnh vực công nghệ môi trường. Việc áp dụng các công nghệ xử lý kỵ khí để xử lý nước thải ở một số công ty bị ô nhiễm hữu cơ cao ngày càng được ưa chuộng và tăng nhanh vì những ưu điểm nổi bật của chúng: Ít tiêu hao năng lượng trong quá trình hoạt động, Giá thành vận hành thấp hơn các công trình khác, tự sản sinh ra năng lượng có thể thu hồi sử dụng dưới dạng biogas. Thêm vào đó, các hệ thống xử lý kỵ khí sản sinh ra ít bùn thải hơn các công trình hiếu khí, trung bình khoảng từ 0,03 ÷ 0,15g bùn VSS trên 1g BOD được khử. Điều này làm cho chúng ngày càng trở nên ưa chuộng vì rằng việc thải hồi bùn thừa đang là một vấn đề hết sức nan giải đối với các hệ thống xử lý hiếu khí. Sự duy trì sinh khối trong các hệ thống xử lý kỵ khí với tỉ lệ cao cho phép vận hành hệ thống xử lý ở các tải trọng hữu cơ cao và do đó làm giảm đáng kể khối tích của các công trình. Trong các công trình sinh học yếm khí, bể UASB (Up - flow Anaerobic Sludge Blanket) và bể lọc sinh học kỵ khí là được áp dụng rộng rãi nhưng nhiều nhất vẫn là bể UASB do tải trọng xử lớn và hiệu quả xử lý cao từ 60 ÷ 90% theo COD. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ Theo nhiều tài liệu nghiên cứu, công trình thực tế chi phí xây dựng cho toàn bộ hệ thống xử lý nước thải phương án 2 lớn hơn phương án 1. Bên cạnh đó phương án 1 còn có nhiều ưu điểm khác như: Ít chiếm diện tích sử dụng hơn do phương án 2 sử dụng 2 bể lọc sinh học chiếm diện tích khá lớn. Thi công dễ. Điều kiện quản lý, vận hành và sửa chữa bể Aerotank dễ hơn bể lọc sinh học. Phương án 1 dễ dàng nâng công suất của trạm xử lý nước thải khi cần thiết. Do có những ưu điểm nổi bật vượt trội so với phương án 2, do đó ta sử dụng phương án 1 để tính toán và xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến thuỷ sản Hải Nam . CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Nước thải từ các phân xưởng sản xuất theo mương dẫn của công ty vào bể bể thu gom .Trước khi vào bể thu gom, nước thải được dẫn qua thiết bị lọc rác thô nhằm loại bỏ các chất rắn có kích thước lớn như: giấy, gỗ, nilông, lá cây … ra khỏi nước thải. Nước thải từ bể thu gom được bơm qua máy sàng rác (thiết bị lọc rác tinh), tại đây các chất rắn có kích thước lớn hơn 1mm tiếp tục được tách ra khỏi nước thải để bảo vệ các máy móc thiết bị ở các công đoạn xử lý nước theo. Tại bể điều hòa, nhờ quá trình khuấy trộn và cấp khí bằng các đĩa phân phối khí, nước thải được điều hòa vềø lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm như : COD, BOD, SS, pH… đồng thời các đĩa phân phối khí sẽ cung cấp ôxy cho nước thải nhằm ôxy hóa một phần (20 ÷ 30%) hàm lượng COD, BOD có trong nước thải và giảm bớt mùi hôi. Từ bể điều hòa, Nước thải sẽ được phân phối bằng bơm vào bể tuyển nổi áp lực, nhờ lực đẩy nổi và tỉ trọng nhỏ hơn nước của sơ sợi, các hạt nhỏ hoặc mỡ kết dính với nhau thành những hạt lớn hơn và nổi lên bề mặt, tại đây sẽ được bố trí một hệ thống gạt để thu hồi lai.ïnước thải được dẫn với một lưu lượng cố định vào bể bình phản ứng kỵ khí UASB. Tại bể UASB, các vi sinh vật ở dạng kỵ khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải (hiệu suất xử lý của bể UASB tính theo COD, BOD đạt 60-80%) thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản và khí Biogas (CO2, CH4, H2S, NH3…), theo phản ứng sau : Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí CO2 + CH4 + H2S + Sinh khối mới + … Sau bể UASB nước thải được dẫn qua bể Aerotank để tiếp tục quá trình xử lý. Tại bể Aerotank diễn quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ không khí cấp từ các máy thổi khí. Tại đây, các vi sinh vật ở dạng hiếu khí (bùn hoạt tính) sẽ phân hủy các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản như : CO2, H2O…Theo phản ứng sau : Chất hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí H2O + CO2 + sinh khối mới +… Hiệu suất xử lý của bể Aerotank tính theo COD, BOD đạt khoảng 90-95%. Từ bể Aerotank, nước thải được dẫn sang bể lắng, tại đây diễn ra quá trình phân tách giữa nước thải và bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính lắng xuống đáy, nước thải ở phía trên chảy tràn sang bể tiếp xúc khử trùng. Tại bể tiếp xúc khử trùng, nước thải đã bị loại bỏ chất hữu cơ được hòa trộn với dung dịch chất khử trùng chlorine nhằm diệt các vi khuẩn có trong nước thải. Nước thải sau khi qua bể tiếp xúc khử trùng đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 – 2005, loại B và được xả ra môi trường. Bùn hoạt tính (bùn hiếu khí) ở đáy bể lắng được thu gom về bể thu bùn và một phần được bơm tuần hoàn về bể làm thoáng nhằm duy trì hàm lượng vi sinh vật trong bể làm thoáng. Bùn dư từ bể UASB được định kỳ xả và đưa trực tiếp vào máy ép bùn băng tải . Bùn dư được bơm đến bể nén bùn. Tại bể nén bùn, nhờ quá trình lắng trọng lực nồng độ bùn thải từ 1% tăng lên 2,5 ¸ 3%. Bùn sau khi đã nén sẽ được ép lọc để giảm thể tích. Sau đó đem thải bỏ nơi qui định hoặc sử dụng làm phân bón cho cây trồng, cải tạo đất canh tác. Váng, bọt từ bể lắng và nước dư từ bể nén bùn sẽ được thu gom vào bể thu, từ đây nước dư sẽ được bơm tuần hoàn lại bể Aerotank. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN Lưu lượng trung bình ngày: m3/ngày = 33,33 m3/h = 0,0092 m3/s = 9,26 l/s Bảng 4.1 Hệ số không điều hòa chung Hệ số không điều hòa chung K0 Lưu lượng nước thải trung bình (l/s) 5 10 20 50 100 300 500 1.000 > 5.000 K0 max 2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,55 1,5 1,47 1,44 K0 min 0,38 0,45 0,5 0,55 0,59 0,62 0,66 0,69 0,71 Nguồn: TCXDVN 51:2006. Với lưu lượng 9,26 l/s tra Bảng 6.1 Ta có: K0max = 2,16 K0min =0,44 Lưu lượng lớn nhất: Qhmax =Qngtb × K0max = 33,33 × 2,16 =72 m3 /h Lưu lượng giây nhỏ nhất: Q hmin =Q ngtb × K0min = 33,33 × 0,44 =14,67 m3 /h TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Song chắn rác Nhiệm vụ Song chắn rác có nhiệm vụ tách các loại rác và tạp chất thô có kích thước lớn trong nước thải trước khi đưa nước thải vào các công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng song chắn rác trong các công trình xử lý nước thải tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và gây hỏng hóc bơm. Tính toán Trước tiên ta tính mương dẫn: Sau khi qua ngăn tiếp nhận nước thải được dẫn đến song chắn rác theo mương tiết diện hình chữ nhật : Diện tích tiết diện ướt: Trong đó: Qsmax : Lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất; v : Vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác (m/s), phạm vi 0,7 – 1,0 m/s, chọn v = 0,8 m/s. Mương dẫn có chiều rộng ,B=300mm. Độ sâu mực nước trong mương dẫn: Theo tài liệu “xử lý nước thải :Lâm Minh Triết&Trần Hiếu Nhuệ năm 1978” thì song chắn rác được tính như sau: Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60o so với mặt đất. Số khe hở của song chắn rác: Trong đó: Qmax : lưu lượng lớn nhất của dòng thải (m3/s). Qmax = 72 m3/h = 0,02 m 3/s. b : bề rộng khe hở giữa các song chắn rác (mm), từ 10 ÷ 25 mm. Chọn b = 13 mm. ko : hệ số tính đến độ thu hẹp của dòng chảy khi sử dụng công cụ cào rác cơ giới, ko = 1,05. h : chiều sâu mực nước qua song chắn (m) thường lấy bằng chiều sâu mực nước trong mương dẫn. Chọn h = 0,08m. Vmax : tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn rác ứng với lưu lượng lớn nhất (72 m3/h), từ 0,6 ÷ 1,0 m/s. Chọn Vmax = 0,8m/s. = 24 Chọn n = 24 khe. Chiều rộng song chắn rác: Bs = S(n – 1) + b.n = 0,008(24 – 1) + 0,013 x 20= 0,472(m) Chọn Bs = 0,5 m.Chọn S =0,008 Kiểm tra lại tốc độ dòng chảy ở phần mở rộng trước song chắn ứng với lưu lượng nước thải Qmax = 0,02 m3/s. Vận tốc này không được nhỏ hơn 0,4 m/s (theo giáo trình xử lý nước thải – PGS.TS Hoàng Huệ). Vktra = = 0,5 (m/s) Tổn thất áp lực qua song chắn rác: Trong đó: Vmax = 0,8 m/s. g : gia tốc trọng trường (m/s2). k : hệ số tính đến sự tăng tổn thất do rác đọng lại ở song chắn. k = 2 ÷ 3, chọn k = 3. x : hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác phụ thuộc vào tiết diện thanh song chắn được tính bởi: b : hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh. Đối với thanh tiết diện hình chữ nhật, chọn b = 2,42m ( theo”bảng 4-1,trang 69”tài liệu xử lý nước thải_Lâm Minh Triết&Trần Hiếu Nhuệ năm 1978). a : góc nghiêng song chắn rác, a = 60o Þ = 0,1 (mH2O) Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn: = 0,275 (m) Trong đó: : góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác. Chọn =20o Bk : chiều rộng của mương dẫn nước thải vào. Chọn Bk = 0,3 m. Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn: L2 = 0,5.L1 = 0,5 x 0,275 = 0,138 (m) Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác: L = L1 + L2 + L3 = 0,275+ 0,138 + 1 = 1,42 (m) L3 : chiều dài buồng đặt song chắn rác. Hình 6.1 Sơ đồ lắp đặt song chắn rác. Bảng 5.2 các thông số xây dựng mương đặt song chắn rác Thông số Đơn vị Kích thước Bề rộng khe m 13 Số khe hở khe 24 Chiều rộng mương dẫn nước vào m 0,3 Chiều rộng song chắn m 0,5 Chiều dài đoạn kênh trước song chắn m 0,275 Chiều dài mương đặt song chắn m 0,138 Bể thu gom Nhiệm vụ Bể thu gom nước thải tập trung toàn bộ nước thải từ các phân xưởng sản xuất của công ty bao gồm cả nước thải sinh hoạt và để đảm bảo lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động an toàn. Trong bể thu gom, sử dụng hai bơm chìm hoạt động luân phiên để bơm nước thải đến bể điều hòa. Tính toán Thời gian lưu nước trong bể thu gom tối thiểu là 15 đến 20 phút. Chọn thời gian lưu nước là t = 20 phút. Thế tích bể thu gom được tính như sau: V = Qmax x t = 72 x = 24 (m3) Vậy kích thước của bể thu gom được xây dựng như sau: Chiều dài L = 4 m; Chiều rộng B = 3,5 m; Chiều cao H = 2,5 m; Chiều cao bảo vệ Hbv = 0,5 m. Thể tích thực của bể: V = 42 m3 Tính bơm Công suất của bơm: Trong đó: Qmax : lưu lượng nước thải lớn nhất trong ngày, Qmax= 72m3/h= 0,02 m3/s. P = H = h1 + h2 h1 : chiều cao cột nước trong bể, h1 = 2,0 m h2 : tổn thất cục bộ qua các chỗ nối, đột mở, đột thu, tổn thất qua lớp bùn, … lấy trong khoảng từ 2÷3 mH2O. Þ Trở lực H = 2 + 3 = 5 (mH2O) Chọn H = 7 mH2O Công suất của bơm: =1,72(kW) Công suất thực của bơm lấy bằng 110% công suất tính toán: Ntt = 1,1 x 1,72 = 1,89 (kW) Chọn hai bơm hoạt động luân phiên, công suất mỗi bơm là 3 HP để bơm nước thải từ bể thu gom sang bể điều hòa. Bảng 5.3 Thông số thiết kế bể thu gom Thông số Đơn vị Kích thươc Chiều dài m 4 Chiều rộng m 3,5 Chiều cao m 2,5 Chiều cao bảo vệ m 0,5 Thể tích thực m3 42 Máy sàng rác Nhiệm vụ Máy sàng rác hay còn gọi là trống quay dùng để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ hoặc các sản phẩm có giá trị, trống quay có kích thước khe từ 0,5 ÷ 1,0 mm. Khi tang trống quay, thường với vận tốc 0,1 đến 0,5 m/s, nước thải được lọc qua bề mặt trong hay ngoài, tùy thuộc vào sự bố trí đường dẫn nước thải vào. Tính toán Diện tích hữu ích của tang trống: Trong đó: Fc : tổng diện tích hữu ích (m2). Qmax : lưu lượng lớn nhất của nước thải (m3/s). u : vận tốc của nước thải chảy qua khe tấm chắn (thường lấy từ 0,8 ÷ 1,0 m/s). Chọn u = 0,8 m/s. (m2) Chọn máy loại GS6305 có: Kích thước khe 1,0 mm; Đường kính tang trống 630 mm; Chiều dài thiết bị 1000 mm; Môtơ 0,37 kW. Bể điều hòa Nhiệm vụ Do tính chất nước thải thay đổi theo từng giờ sản xuất và phụ thuộc vào từng loại nước thải của từng công đoạn. Vì vậy cần thiết xây dựng bể điều hòa để điều hòa về lưu lượng, nồng độ và nhiệt độ, tạo điều kiện tối ưu cho các công trình phía sau. Tính toán Để xác định chính xác dung tích của bể điều hoà , ta cần có các số liệu về độ biến thiên lưu lượng nước thải theo từng khoảng thời gian trong ngày , lưu lượng trung bình của ngày. Ở đây , do không có điều kiện để điều tra cụ thể về độ biến thiên lưu lượng nước thải của nhà máy theo từng khoảng thời gian trong ngày nên ta chỉ có thể tính Thể tích bể điều hoà như sau: W = m3 T : thời gian lưu nước trong bể điều hoà (phạm vi 4-12h),chọn T = 4 giờ Chọn bể hình chữ nhật: Chiều dài bể chọn L =10,25m Chiều rộng bể chọn B = 6m Chiều cao bể điều hoà h = 4,5m Chọn chiều cao bảo vệ của bể hbv = 0,3 m Chiều cao tổng cộng của bể là: H = 4,5 +0,3 =4,8 (m) Thể tích thực của bể điều hoà: L ´ B ´ H = 10,25 ´ 6 ´ 4,8 =295,2 m3 Tính toán hệ thống cấp khí trong bể điều hòa Do đặc điểm của ngành chế biến thủy sản luôn sử dụng hệ thống làm lạnh và các vật liệu để cấp đông, bảo quản sản phẩm nên nước thải của ngành chế biến thủy sản có nhiệt độ khá thấp khoảng từ 15 ÷ 25oC. Bên cạnh đó, công ty không sử dụng hệ thống nồi hơi trong sản xuất và một trong những yêu cầu của nước thải khi vào các công trình sinh học là phải có nhiệt độ từ 28 ÷ 35oC để thích hợp cho các phản ứng sinh học. Do đó, trong bể điều hòa ta sử dụng hệ thống khuấy trộn bằng bằng khí nén. Nhiệt độ của khí nén trong bình cao hơn so với nhiệt độ của môi trường nên việc dùng khí nén để khuấy trộn trong bể hòa có thể nâng nhiệt độ của nước thải lên khoảng vài độ C, ngoài ra còn có những ưu điểm như: Tăng lượng ôxy hòa tan trong nước thải Ôxy hóa một phần chất thải ở dạng hữu cơ trong nước thải (làm giảm tải lượng BOD, COD cho các công trình sinh học phía sau) Đường ống dẫn khí cho bể điều hòa Lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa: lượng khơng khí cần cấp cho 1 m3 nước thải trong 1 phút : 0,01 – 0,02 m3/m3.phút. Chọn qkk = 0,015 m3/m3.phút Lượng khí cần thiết phải cấp vô bể điều hòa: Qkk = qkk × V = 0,015× 295,2 = 240 Chọn thiết bị phân phối loại đĩa xốp có màng phân phối khí dạng bọt thô, đường kính 170 mm, diện tích bề mặt đĩa Fđĩa = 0,02 m2. Cường độ sục khí của đĩa là 12m3/h. Tổng số đĩa bố trí trong bể là: N =Qkk /12=240/12=21 Chọn N = 21 đĩa Tiết diện ống cấp khí vào bể: Trong đó: w : tốc độ khí đi trong ống, w = 10 – 15 m/s. Chọn w = 10 m/s Qkk : lượng không khí cần cấp vào bể điều hòa, Qkk = 240 m3/h. Đường kính ống cấp khí vào bể: Chọn ống F = 90 mm. Đường kính ống phân phối: d = (m) Với n = 3: số ống nhánh phân phối trong bể. Sử dụng ống thép tráng kẽm 21. Máy nén khí Công suất máy nén khí tính theo quá trình nén đoạn nhiệt: (kW) Trong đó: W : khối lượng không khí mà hệ thống cung cấp trong 1 giây (kg/s). Lưu lượng không khí Q = 240 m3/h = 0,067 (m3/s). Tỉ trọng không khí: 0,0118 kN/m3 = 11,8 N/m3 (kg/s) R : hằng số khí lý tưởng, R = 8,314 KJ/KmoloK. T1 : nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào, T1 = 273 + 25 = 298oK. p1 : áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, p1 = 1 atm. p2 : áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra: p2 = pm + 1 = = (atm) Với: pm : áp lực của máy nén khí tính theo atmotphe, (atm). Hd : áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén: Hd = (hd + hc) + hf + H = 0,4 + 0,5 + 5 = 5,9 (m) 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, (m). Tổng tổn thất do hd và hc không quá 0,4m. hf : tổn thất qua các đĩa phân phối, không vượt quá 0,5m. H : độ ngập sâu của đĩa phân phối. Giá trị này xem như là chiều cao ngập nước trong bể, H = 5m. n = = 0,283 (K = 1,395 đối với không khí) 29,7 : hệ số chuyển đổi. e : hiệu suất của máy khí nén, chọn e = 0,8 Vậy công suất của máy nén khí là: (kW) Sử dụng 2 máy thổi khí công suất 2,2 kw (1 máy hoạt động , 1 máy dự phòng) Tính Bơm qua bể tuyển nổi Công suất của bơm: Trong đó: Q : lưu lượng nước thải trung bình trong ngày, Q = 800m3/ngđ= 0,0092 m3/s Trở lực: H = 5 + 3 = 8 (mH2O) Chọn H = 9 mH2O Công suất của bơm: Công suất thực của bơm lấy bằng 110% công suất tính toán: Ntt = 1,1 x 1,01 = 1,11 (kW) Chọn hai bơm hoạt động luân phiên, công suất mỗi bơm là 1,5HP để bơm nước qua Bể tuyển nổi Tính toán đường ống dẫn nước thải Oáng dẫn nước thải từ bể thu gom lên bể điều hòa: Vận tốc nước chảy trong ống v = 1 ¸ 2 m/s. Chọn v = 1,5 m/s. Lưu lượng nước thải Qmaxh =72 m3/h = 0.02 m3/s Suy ra: (m) Sử dụng ống nhựa PVC 150 Bảng 5.4. Thông số thiết kế bể điều hoà Thông số Đơn vị Kích thước Chiều dài m 10,25 Chiều rộng m 6 Chiều cao m 4,5 Chiều cao bảo vệ m 0,3 Thể tích thực m3 295,2 Nước thải sau khi đi qua song chắn rác ,thiết bị lọc rác tinh và bể điều hòa thì hiệu suất khử BOD,COD và chất rắn lơ lửng là 20 %.Vậy : Hàm lượng BOD :2100 x 0,8 =1680 (mg/l). Hàm lượng COD :1400 x 0,8 =1120 (mg/l). Hàm lượng SS :450 x0,8 =360 (mg/l). Bể tuyển nổi Nhiệm vụ Chủ yếu là tách dầu mỡ và chất rắn lơ lửng tan hoặc không tan ra khỏi hỗn hợp nước thải. Tính toán Tính áp lực hoạt động trong bồn áp lực Bảng 5.5. Các thông số tính toán bể tuyển nổi Thông số Đơn vị Khoảng giá trị A/S ml/mg 0,005– 0,06 Ck mg/l 0oC 29,2 10oC 22,8 20oC 18,7 30oC 15,7 f _ 0,5 – 0,8 P atm 30 – 60 psi = 2,1 – 4,2atm t phút 20-40 R/Q % 5 - 120% Hiệu suất khử SS % 50-70% Hiệu suất khử COD % 15-20% Tải trọng bề mặt l/m2.phút 8 – 160 Thời gian lưu nước bồn ap lực phút 1 - 3 Tính áp lực nén trong bình P: Trong đó: Tỉ số A/S :0,005-0,06 ta chọn A/S= 0,03 mg khí / mg chất rắn . Độ hòa tan của không khí sa =16,4 ml/l. Tỉ số bảo hòa f = 0,5. Ơû tải trọng bề mặt tuyển nổi 48 m3/m2.ngày đạt hiệu quả khử cặn lơ lửng 70%, khử dầu mỡ đạt 90%. atm atm = 174,6 kPa Thể tích cột áp lực: m3 Chọn chiều cao cột áp H = 2m. Vậy đường kính cột áp lực: m Bình làm bằng thép, có van an toan xả khí dư. Thời gian lưu nước trong bồn áp lực: phút (1-3 phút) thỏa. Chọn bể tuyển nổi hình tròn. Chọn thời gian lưu nước: 45 phút. Thể tích bể tuyển nổi: V = t.Q = m3 Chọn chiều cao bể: h = 2,5m. Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3m. Diện tích bể tuyển nổi: m2 Đường kính bể tuyển nổi: m ,chọn D=3,2m Kiểm tra lại thời gian lưu nước: t = phút. Lưu lượng khí cần: Trong đó: Lượng khí dùng để bão hòa thường là 70% S : lượng cặn lấy ra trong 1 phút, tính bằng gam S => Q=4,5 L/phút Chọn máy bơm gió Q=4,5L/phút ,p=280,5kPa Tính toán máy bơm nước cho bình áp lực Áp suất cần thiết là Đối với máy bơm nước cho bình áp lực . Chọn H = 50m. Lưu lượng bơm tuần hoàn Công suất máy bơm: (KW) Trong đó: : là khối lượng riêng của nước. = 1000 kg/m3. H : cột áp của bơm, mH2O. H = 50m hay 5atm. : hiệu suất máy bơm, thường từ 0,6 – 0,93. Chọn = 0,8. Công suất thực của máy bơm: Hp Trong đó: β : hệ số an toàn của bơm, với: Chọn 2 bơm N = 3Hp Hàm lượng COD sau tuyển nổi: mg/l. Hàm lượng BOD sau tuyển nổi: 1120 (1 – 0,2) = 896 mg/l. Hàm lượng SS sau tuyển nổi: 336 x (1-0,