Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Mỹ Phước III Huyện Bến Cát, Tỉnh Bình Dương

ủa nhỏ hình thành trong quá trình keo tụ làrất nhỏ và có tỷ trọng thấp nên lắng rất chậm. Flock, một hợp chất cao phân tử có độ nhớt cao được châm vào bể tạo bông, chúng đóng vai trò như những sợi tơ nhện quện những hạt tủa này lại với nhau tạo thành những bông lớn hơn có tỷ trọng cao hơn sẽ dễ dàng lắng nên hiệu quả lắng trong quá trình lắng sẽ tốt hơn. Bể lắng 1 Sau khi qua bể tạo bông nước thải chảy tràn qua bể này. Trong bể này, diễn ra quá trình lắng, phần nước trong sẽ chảy tràn qua bể trung gian, phần bùn lắng xuống ở phần phễu đáy bể được bơm sang bể nén bùn, còn nước thải sẽ tự chảy vào bể trung gian. Bể trung gian Bể này còn có vai trò chứa nước trong từ sau quá trình lắng và trong thời gian chờ điền nước vào bể SBR. Đồng thời điều hòa lưu lượng nước thải trước khi cho vào bể SBR.Vì SBR làm việc theo mẻ nên phải đảm bảo lưu lượng trong bể SBR. Nước tại bể này sẽ được bơm qua bể SBR. Bể phản ứng sinh học từng mẻ liên tục (bể SBR) Trong bể này sẽ xảy ra quy trình phản ứng từng mẻ liên tục đó là quy trình tuần hoàn với chu kỳ thời gian sinh trưởng gián đoạn mà khả năng thích ứng với một sự đa dạng của quá trình bùn hoạt tính – như là khuấy trộn hoàn chỉnh theo lối thông thường, tháo lưu lượng, tiếp xúc ổn định và các chu trình sục khí kéo dài. Bể SBR một chu kỳ tuần hoàn bao gồm “CẤP NƯỚC”, “SỤC KHÍ”, “LẮNG”, “CHẮT”, và “NGHỈ”. Phản ứng bể SBR không phụ thuộc đơn vị xử lý khác và rất thường xuyên chúng hoạt động liên tục trong chu trình đem lại nhiều lợi ích kinh tế. Thể tích cấp nước lớn nhất cho một chu kỳ 667m3/bể SBR. Bể khử trùng Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa nhiều vi khuẩn. 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 loại vi khuẩn gây bệnh nào đó. Vì vậy, trước khi xả ra môi trường, nước được đưa đến bể khử trùng, một lượng hóa chất Natri Hypochlorite (NaOCl) được châm vào để tiêu hủy các vi khuẩn trong dòng nước ra. Bể nén bùn Bùn cặn của nước thải trong nhà máy xử lý là hỗn hợp của nước và cặn lắng có chứa nhiều hợp chất hữu cơ có khả năng phân hủy, dễ bị thối rữa và có các vi khuẩn có thể gây độc hại cho môi trường vì thế cần phải xử lý trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Bùn dư từ bể lắng được đưa về bể nén bùn. Bể này thiết kế như bể nén bùn trọng lực. Nước tách bùn tự chảy về bể tiếp nhận. Bùn nén sẽ được bơm đến máy ép bùn. Máy ép bùn Từ bể nén bùn, bùn được bơm vào máy bùn để tách bớt nước ra khỏi bùn. Trước khi đến máy ép bùn, bùn nén sẽ được trộn với polymer ở bể trộn bùn để tăng hiệu quả của quá trình ép bùn. Nước sau khi ép ra phải được đưa về lại bể tiếp nhận để xử lý lại. Bùn sau khi ép có thể vận chuyển đi xử lý như chất thải rắn. ChươngIV: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 4.1 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO Hệ thống xử lý nước thải tập trung KCNT Mỹ Phước với công suất 4.000 m3/ngày.đ. Lưu lượng nước thải trung bình : Q = 4000 / 24 = 166.67 m3/h. Hầu hết tất cả các nhà máy trong khu công nghiệp hoạt động từ 1 ca đến 2 ca trong ngày, tuy nhiên một số nguồn nước thải từ các nhà máy hoạt động cả 3 ca trong ngày. Với lưu lượng nước thải trung bình là 46.3 l/s, có thể chọn hệ số không điều hòa của nước thải để đảm bảo hệ thống xử lý luôn luôn tiếp nhận đầy đủ nguồn nước thải khi lưu lượng lớn nhất, Kh = 2.5. Do đó: Lưu lượng cao nhất: Q = 166.67 x 2.5 = 416.675 417 m3/h. Bảng 4.1 : Lưu lượng nước thải. Lưu lượng Giai đoạn 1 Q 4.000 m3/ngày Qmax 417 m3/h Qtb 166,67 m3/h 4.2 SONG CHẮN RÁC THÔ ª Mương dẫn nước thải vào : Chiều rộng: B = 300 mm. Độ dốc: I = 0,0008. Vận tốc nước chảy: v = 0,8 m/s. ª Chọn song chắn rác làm bằng thép không rỉ, thanh chắn có thiết diện hỗn hợp. Tiết diện thanh : s x l = 8 x 50 mm. Khoảng cách giữa các thanh: b = 16 mm. ª Số khe hở của song chắn rác Trong đó ° Qmax: lưu lượng giây cực đại ° V: vận tốc nước thải qua song chắn rác ứng với lưu lượng tối đa. Theo Giáo trình XỬ LÝ NƯỚC THẢI_GS.PTS Hoàng Huệ thì v = 0.81.0 m/s. ° K = 1.05 là hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy khi qua song chắn rác. ° hmax: chiều cao ngập nước ở chân song chắn rác ứng với Qmax. Ta lấy hmax bằng chiều cao mực nước của mương ứng với Qmax. (m). ° b = 16 mm = 0,016 m. à ° Chọn n = 20 khe ª Chiều rộng thiết kế song chắn rác ( chiều rộng mương đặt song chắn rác): 472 mm Chọn Bs = 472 mm = 0,472 m ª Kiểm tra sự lắng cặn ở phần mở rộng trước song chắn rác: Vận tốc nước thải trước song chắn rác Vkt không được nhỏ hơn 0,4 m/s (Theo Giáo trình XỬ LÝ NƯỚC THẢI_GS.PTS Hoàng Huệ). Vkt = 0,5 m/s > 0,4 m/s à thỏa điều kiện không lắng cặn. ª Chiều dài mở rộng mương trước song chắn rác: à ª Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác: ª Chiều dài đoạn đặt song chắn rác có chiều rộng Bs. (Theo Giáo trình XỬ LÝ NƯỚC THẢI_GS.PTS Hoàng Huệ). Chọn l = 1,084 m ª Tổng chiều dài mương đặt song chắn rác: L = l1 + l + l2 = 0,236 + 1,084 + 0,18 = 1,5(m). ª Tổn thất áp lực qua song chắn rác: Trong đó: ° vmax: vận tốc cực đại tại đoạn mương trước song chắn rác. à ° k1: hệ số tính đến sự tăng trở lực do rác vướng mắc sinh ra, k1 = 23. Ta chọn k1 = 3. ° g: gia tốc trọng trường (g = 9,81 m/s2). ° : hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác, phụ thuộc vào hình dáng tiết diện thanh. Với: * : góc nghiêng đặt song chắn rác so với phương ngang ( = 600). * : hệ số phụ thuộc tiết diện thanh chắn. Thanh có tiết diện hỗn hợp nên = 1.83 (Tra bảng 2-2 Giáo trình XỬ LÝ NƯỚC THẢI_GS.PTS Hoàng Huệ). ð ª Chiều cao mương đặt song chắn rác: H = hmax + hs + h , Trong đó: ° h : chiều cao từ mực nước cao nhất đến sàn công tác. Chọn h = 0,336 m ° hmax = 0,24 m ° hs = 0,024 m ð Vậy : H = 0,6 m hs h1 h1 Bs Bk Ls L1 L2 0,5m Hình 4.1 Song chắn rác thô ª Hàm lượng chất lơ lửng SS và BOD của nước thải sau khi qua song chắn rác giảm 4%, còn lại: CSS = CSSd x ( 100 – 4)% Với CSSd = 300 mg/l, hàm lượng cặn lơ lửng ban đầu àCSS = 300 ( 100 – 4)% = 288 mg/l CBOD = CBODd x (100 – 4)% Với CBODd = 300 mg/l, hàm lượng BOD5 ban đầu. àCBOD = 300 (100 – 4)% = 288 mg/l 4.3 HỐ THU Các ống xả từ các nhà máy, xí nghiệp trong khu công nghiệp được thiết kế theo chế độ tự chảy. ª Thể tích hữu ích của hố thu nước thải : V hữu ích = , Với : - : lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm, Q = 4000 m3/ngày.đ. - t : Thời gian lưu nước trong hầm, chọn t = 15 phút à V hữu ích = , Chọn V = 105 ( m3 ). ª Kích thước hố thu nước thải : L x B x H = 6m x 4,5m x 5m. Hình 4.2 Hố thu 4.4 SONG CHẮN RÁC TINH Bảng 4.2 Các thông số thiết kế lưới chắn rác ( hình nêm) Thông số Lưới cố định Lưới quay Hiệu quả khử cặn lơ lửng,% Tải trọng,l/m2.phút Kích thước mắt lưới,mm Tổn thất áp lực,m Công suất motor,HP Chiều dài trống quay,m Đường kính trống,m 5 ¸ 25 400 ¸ 1200 0,2 ¸ 1,2 1,2 ¸ 2,1 - - - 5 ¸ 25 600 ¸ 4600 0,25 ¸ 1,5 0,8 ¸ 1,4 0,5 ¸ 3,0 1,2 ¸ 3,7 0,9 ¸ 1,5 Bảng 4.3 Catalogue về lưới chắn tinh của hãng PRO - Equipment A (mm) 300 600 1000 1500 2000 B (mm) 1300 1300 1200 1200 1150 C (mm) 370 670 1070 1570 2070 Qmax(l/s) 7,0 16,7 32,0 38,9 47,2 G ( kg) 130 170 230 290 370 Chọn lưới cố định ( dạng lõm) có kích thước mắt lưới d = 0,5mm Hiệu quả xử lý cặn lơ lửng E = 15% Với Qmax = 210 m3/h = 58 l/s QTB = 167 m3/h = 46 l/s Ta chọn 2 lưới cố định có kích thước như sau: A = 2000mm , B = 1200 mm , C = 2070 mm Hàm lượng cặn lơ lửng sau khi qua song chắn rác C = (1 - 0,15)x 288 mgSS/l =245 mgSS/l Hiệu quả xử lý BOD5 là 10%, hàm lượng BOD5 còn lại BOD5 = 288 (1- 10%) = 259 mg/l Hiệu quả xử lý COD là 10%, hàm lượng COD còn lại là: COD = 600 ( 1- 10%) = 540 mg/l 4.5 BỂ LẮNG CÁT Vai trò của bể lắng cát kết hợp tách dầu mỡ là bảo vệ các thiết bị máy móc khỏi bị ăn mòn, giảm sự lắng đọng các vật liệu nặng trong ống, kênh mương dẫn,, giảm số lần rửa các bể phân hủy cặn do tích tụ quá nhiều cát, đồng thời loại bỏ váng dầu mỡ. ¤ Chiều dài của bể lắng cát ngang được xác định theo công thức: Trong đó: K: hệ số phụ thuộc và loại bể lắng cát và độ thô thủy lực của hạt cát, K = 1,3 H: độ sâu tính toán của bể lắng cát, H = 0,25 – 1m, chọn H = 0,3m vmax: tốc độ lớn nhất của nước thải trong bể lắng cát ngang, vmax = 0,3 m/s. Uo = độ thô thủy lực của hạt cát, Uo = 18,7 – 24,2 mm/s. Ứng với đường kính của hạt cát d = 0,25 mm. Chọn Uo = 24,2 mm/s. Vậy : =4,83m ¤ Chiều rộng của bể lắng cát ngang : Trong đó: Qmax: Lưu lượng lớn nhất giây, Qmax = 417 m3/h = 116 l/s = 0,116 m3/s vmax = 0,3 m/s H = 0,3 m Chọn 4 bể lắng cát ngang dạng mương. Chiều rộng mỗi ngăn la ø: =0,3m ¤ Chiều rộng máng: Trong đó: B = 1,3m v = 0,3m m : hệ số lưu lượng của cửa tràn phụ thuộc và góc tới ( chọn theo bảng 4-2, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI _TS.Trịnh Xuân Lai). Chọn gốc tới , chọn m = 0,352. Qmax = 0,116 m3/s. K = 1,3. Vậy: =0,2m ¤ Độ chênh đáy: Trong đó: Qmax = 0,116 m3/s B = 1,3. v = 0,3m/s. K = Qmin/Qmax = 167/417 = 0,4 Vậy : = 0,2m ¤ Thể tích phần chứa cặn của bể lắng cát ngang: Trong đó: Qtb = 4000 m3/ngđ q0: lượng cát trong 1000 m3 nước thải, q0 = 0,15 m3 cát/1000 m3 nước thải Vậy: = 0,6 m3/ngày đêm Phần lắng cát được bố trí ở phía trước của bể lắng cát ngang. Trên mặt bằng có dạng hình vuông, kích thước 1,1 x 1,1m, sâu H + 0,64m = 0,3 + 0,64 = 0,94m Phần lớp đệm rút nước có độ sâu 0,64m. ¤ Hàm lượng chất lơ lửng, COD và BOD của nước thải sau khí qua bể lắng cát giảm 5% và còn lại CSS2 = CSS1 (100 – 5)% CSS1 = 245 mg/l, hàm lượng chất lơ lửng khi qua chắn rác ð CSS2 = 245 (100 – 5)% = 233 mg/l CCOD2 = CCOD1 (100 – 5)% CCOD1 =540 mg/l, hàm lượng COD ban đầu ð CCOD2 = 540 (100 – 5)% =513 mg/l CBOD2 = CBOD1 (100 –5)% CBOD1 = 259 mg/l, hàm lượng BOD khi qua chắn rác ðCBOD2 = 259 (100 – 5)% = 246 mg/l ª Tính sân phơi cát Lượng cát sinh ra mỗi ngày W = 0,6 m3/ngày = 600 kg/ngày. Chọn thời gian phơi cát t = 7 ngày Thể tích sân phơi cát : V = W * t = 0,6 * 7 = 4,2 m3 Kích thước sân phơi cát : D * R * C = 4m* 5m* 0,21m 4.6 BỂ ĐIỀU HÒA ¤ Thể tích bể điều hòa: Để xác định chính xác dung tích của bể điều hòa, 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 trong ngày. Ở đây do thời gian làm luận văn có hạn nên không có đủ điều kiện để đo về độ biến thiên của nước thải cụ thể trong ngày theo từng khoảng thời gian, do đó ta chỉ tính thể tích của bể điều hòa một cách gần đúng. Thời gian lưu nước của bể điều hòa chọn là t = 6h Thể tích hữu ích của bể điều hòa được tính như sau: Vđh = QhTB. t = 167 x 6 = 1002m3 Chọn chiều cao hữu ích của bể điều hoà h = 5m Chiều cao bảo vệ của bể điều hoà là hbv = 0,5 m Þ Chiều cao xây dựng của bể điều hòa là: H = h + hbv = 5 + 0,5 = 5,5 m F = B x L = = 200 m3 Chọn B = 12 m , L = 18 m Thể tích xây dựng bể điều hòa: B x L x H = 12 x 18 x 5,5 = 1188m Hình 4.3 Bể điều hòa ¤ Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa: Lượng không khí cần thiết : Lkhí = QhTB x a Với : QhTB : lưu lượng nước thải trung bình giờ, Qhmax = 167 m3/h a : lưu lượng không khí cấp cho bể điều hòa, a=3,74 m3khí/m3nước thải Þ Lkhí = 167 x 3,74 = 624,6 m3/h =0,1735m3/s Chọn hệ thống cấp khí bằng ống PVC có đục lỗ, bao gồm 11 ống đặt dọc theo chiều dài bể ( 18 m), các ống cách nhau 2 m, 2 ống đặt sát tường. Hai ống một dòng tuần hoàn đặt sát bể có lưu lượng bằng ½ lưu lượng khí của các ống hai dòng tuần hoàn đặt giữa bể, nên ta xem hai ống như là một ống có lưu lượng là q. vậy ta có 10 ống cấp khí. Lưu lượng khí của mỗi ống tạo hai dòng tuần hoàn là : q2 = = 62,46m3/h Cường độ sục khí của ống tạo hai dòng tuần hoàn là: q = = 3,47 m3/h.m Lưu lượng khí của ống tạo một dòng tuần hoàn là: q1 = = 31,23 m3/h Cường độ sục khí của ống tạo hai dòng tuần hoàn là: q = = 1,735 m3/h.m Vận tốc khí qua lỗ : vlỗ = 5 ¸ 20 m/s ¤ Đường kính theo vận tốc khí trong ống Chọn vận tốc qua ống là 7 m/s Đường kính ống dẫn khí trong bể điều hòa : Ống tạo 1 dòng tuần hoàn: d1 = = 0,051 m Þ chọn f50mm Ống tạo 2 dòng tuần hoàn: d2 = = 0,072 m Þ chọn f75mm Chọn vận tốc qua đường ống chính với Lkhí = 467,5 m3/h là v = 12m/s Đường kính của ống chính là: D = = 0,117 m Chọn D = 110 mm Các lỗ trên ống phải đặt cách nhau 3 ¸6 cm Þ chọn 5cm Số lỗ trên ống : n = = 360 lỗ Lưu lượng khí qua lỗ tạo hai dòng tuần hoàn: qlỗ = 0,1735 m3/h Lưu lượng khí qua lỗ tạo một dòng tuần hoàn: qlỗ = 0,0868 m3/h Đường kính lỗ d = 3mm = 0,003 m Vận tốc khí qua lỗ ống tạo hai dòng tuần hoàn: vlỗ = = 7m/s Vận tốc khí qua lỗ ống tạo một dòng tuần hoàn: vlỗ = = 5,23 m/s Vận tốc khí qua lỗ nằm trong tiêu chuẩn cho phép 5 – 20 m/s Ống được đặt trên giá đỡ ở độ cao 15 cm so với đáy. ¤ Aùp lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén: Với: Hc: Aùp lực yêu cầu chung khi tạo bọt khí (m) Hc = hd + hc + H + hf H: Chiều cao công tác bể, H = 5,5(m). hc: Tổn thất cục bộ qua thiết bị phân phối, hc không vượt quá 0,5m. hd: Tổn thất qua thiết bị phân phối (m). Tổng hd và hf không vượt quá 0,4 (m). Vậy: Hc = 0,5 + 0,4 + 5,5 = 5,9 (m). ð Aùp lực khí nén trong bể điều hòa: . ¤ Công suất của máy nén khí Trong đó: N: Công suất của máy nén khí (KW) qk: Lưu lượng khí cấp cho bể, qk = 0,1735 (m3/s). p: Aùp lực không khí, p = 1,57 (atm). : Công suất của bơm thường đạt từ 65 – 85%, chọn =80%. Vậy: KW. ¤ Hàm lượng SS, BOD, và COD sau khi qua bể điều hòa: Hàm lượng chất lơ lửng, BOD và COD của nước thải sau khi qua bể điều hòa giảm 10% và còn lại CSS3 = CSS2 (100 – 10)% CSS2 = 233 mg/l, hàm lượng chất lơ lửng sau khi qua bể lắng cát và tách dầu mỡ ð CSS3 = 233 (100 – 10)% = 210 mg/l CCOD3 = CCOD2 (100 – 10)% CCOD2 = 513 mg/l, hàm lượng COD còn lại sau khi qua bể lắng cát và tách dầu mỡ. ð CCOD3 = 513 (100 – 10)% = 462 mg/l CBOD3 = CBOD2 (100 –10)% CBOD2 = 246 mg/l, hàm lượng BOD sau khi qua bể lắng cát và tách dầu mỡ ðCBOD3 = 246 (100 – 10)% = 221 mg/l 4.7 BỂ TRUNG HÒA Lưu lượng nước thải QhTB = 167 m3/h Thời gian lưu nước cho toàn bộ bể trung hòa là 12 phút. Hai bể trộn bằng cánh khuấy với thời gian lưu mỗi bể là 6 phút ¤ Tính toán bể khuấy trộn bằng cánh khuấy ¥ Thể tích hữu ích mỗi bể : V = QhTB.t = 167m3/h x = 16,7 m3 ¥ Chọn bể với kích thước BxLxH = 2,5 x 2,5 x 3 = 18,75 m3 ¥ Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 ¥ Chiều cao xây dựng bể là: H =3 + 0,5 = 3,5 m ¤ Tính toán thiết bị khuấy trộn Dùng máy khuấy chân vịt ba cánh, nghiêng góc 45°C hướng lên trên để đưa nước từ dưới lên trên. Năng lượng truyền vào nước: P = G2Vm Trong đó: G: giadient vận tốc, G = 160 s-1 V: thể tích bể, V = 18,75 m3 m : độ nhớt động lực học của nước, ứng với t=25°C, m = 0,9.10-3 Ns/m2 Þ P = 1602 x 18,75 x 0,9.10-3 = 432J/s = 0,432 kW Hiệu suất động cơ h = 0,8 Þ Công suất động cơ là: 0,432: 0,8 = 0,3456 kW chọn máy APM-200 động cơ có công suất 0,4 kW ¤ Tính toán hóa chất trung hòa § Bồn chứa dung dịch axit H2SO4 Lưu lượng thiết kế: Q = 167 m3/h pH vào max = 9 pH trung hòa = 7 K =0,000005 mol/l Khối lượng phân tử H2SO4 = 98 g/mol Nồng độ dung dịch H2SO4 = 98% Trọng lượng riêng của dung dịch = 1,84 Liều lượng châm vào = =0,045 l/h Nồng độ H2SO4 = 10% Liều lượng cần thiết = 0,045/10% = 0,45 l/h Thời gian lưu = 15 ngày Thể tích cần thiết của bể chứa = 0,45 * 24 * 15 = 162 lit § Bồn chứa dung dịch NaOH Lưu lượng thiết kế: Q = 167 m3/h pH vào max = 5 pH trung hòa = 7 K =0,00001 mol/l Khối lượng phân tử NaOH = 40g/mol Nồng độ dung dịch NaOH = 20% = 200 kg/ m3 Trọng lượng riêng của dung dịch = 1,53 Liều lượng châm vào = =0,22 l/h Thời gian lưu = 15 ngày Thể tích cần thiết của bể chứa = 0,22 * 24 * 15 = 79,2 lit 4.8 BỂ KEO TỤ Thông số thiết kế bể trộn nhanh trong xử lý nước thải - Thời gian lưu nước t = 5 – 20 s Gradient vận tốc G = 250 – 1500 s-1 Chọn t = 10( s ) ; G = 520 s-1 ¤ Thể tích bể trộn : V = QhTB x t = 167 x 10/60 = 27,83 m3 Bể trộn hình vuông với tỉ lệ H : B = 1,5 : 1 ¤ Chọn chiều cao bể trộn là H = 4 m F = B x L = = 7 m2 Þ B = L = 3,5 m Tính lại thể tích bể: V = B x L x H = 3,5 x 3,5 x 4 = 49 m3 ¤ Tính công suất cánh khuấy Dùng máy khuấy chân vịt ba cánh, nghiêng góc 45°C hướng lên trên để đưa nước từ dưới lên trên. Năng lượng truyền vào nước : P = G2Vm Trong đó: G: giadient vận tốc, G = 520 s-1 V: thể tích bể, V = 49 m3 m : độ nhớt động lực học của nước, ứng với t=25°C, m = 0,9.10-3 Ns/m2 Þ P = 5202 x 49 x 0,9.10-3 = 11924 J/s = 11,924 kW Hiệu suất động cơ h = 0,8 Þ Công suất động cơ là: 11,924 : 0,8 = 14,905 kW chọn máy APM – 500 ¤ Hoá chất dùng cho quá trình keo tụ Ta sử dụng phèn sắt làm chất keo tụ vì một số ưu điểm sau: Tác dụng tốt ở nhiệt độ thấp Độ bền lớn và kích thước bông keo có khoảng giới hạn rộng của thành phần muối Có thể khử được mùi vị khi có H2S. Giá thành rẻ Tuy nhiên phèn sắt có nhược điểm là tạo thành các phức hòa tan nhuộm màu qua phản ứng của các cation sắt với một số chất hữu cơ. Có các muối sắt như sau: Fe(SO4)3.2H2O , Fe(SO4)3.H2O , FeSO4.7H2O VÀ FeCl3 dùng làm chất keo tụ. Ta chọn FeCl3 làm chất keo tụ cho khu xử lý. Việc tạo thành bông keo diễn ra theo phản ứng sau: FeCl3 + 3H2O ® Fe(OH)3¯ + 3HCl Trong điều kiện môi trường kiềm: 2FeCl3 + 3Ca(HCO3)2 ® 2Fe(OH)3¯ + 3CaCl2 + 6CO2 2FeCl3 + 3Ca(OH)2 ® 2Fe(OH)3¯ + 3CaCl2 ¤ Nồng độ tạp chất trong nước thải là : 249 mg/l Liều lượng chất keo tụ khan cần là: C = 44,5 mg/l ( XỬ LÝ NƯỚC THẢI _ PGS-TS Hoàng Huệ) ¤ Hàm lượng chất keo tụ cần trong 1 ngày là: M = Q x C = 4000 m3/ngày x 44,5 g/m3 x 10-3kg/g = 178 kg/ngày ¤ Nồng độ FeCl3 sử dụng 46% = 460 kg/m3 ¤ Dung dịch cung cấp = = 0,387 m3/ngày = 16,1 l/h ¤ Thời gian lưu dung dịch phèn : t = 10 ngày ¤ Thể tích bồn yêu cầu: V = 0,387 m3/ngày x 10 ngày = 3,87 m3 ¤ Chọn loại bồn có thể tích V = 4 m3 4.9 BỂ TẠO BÔNG) Sau khi phèn đã được trộn đều với nước và kết thúc giai đoạn thủy phân sẽ bắt đầu giai đoạn hình thành bông cặn: cần xây dựng các bể phản ứng với mục đích đáp ứng các yêu cầu dính kết để tạo ra bông cặn. ¤ Thể tích bể tạo bông: Trong đó: Q: lưu lượng nước thải, Q = 4000 m3/ngày đêm. = 166,67 m3/h T: Thời gian lưu nước, chọn T = 20 phút. ð Xây dựng một ngăn công tác với 3 buồng với kích thước: chiều rộng 1 buồng là 3m; chiều cao buồng là 2m ¤ Tiết diện ngang của ngăn là: F = 3 * 2 = 6m2 ¤ Chiều dài bể tạo bông: Theo chiều dài của bể chia ra làm 3 buồng được ngăn cách với nhau bằng các vách ngăn hướng dòng then phương thẳng đứng. Khoảng cách giữa các buồng và dung tích mỗi buồng như sau: ¯ Buồng 1: V1 = D * R * C =3 * 3 * 2 = 12 m3 ¯ Buồng 2: V2 = D * R * C =3,5* 3 * 2 = 18 m3 ¯ Buồng 3: V3 = D * R * C =4* 3 * 2 = 21 m3 ¤ Cánh khuấy trong các buồng: Cấu tạo các cánh khuấy gồm trục quay và 4 cánh khuấy đặt đối xứng nhau qua trục. Tổng diện tích bản cánh khuấy bằng 15% diện tích mặt cắt ngang của bể (giới hạn 15 – 20%). Do đó: Suy ra: diện tích của một cánh khuấy là: ¯Chọn chiều dài cánh khuấy: l = 2m ¯Chiều rộng cánh khuấy: Chọn chiều rộng cánh khuấy b = 0,1 (m) ¯ Khoảng cách từ mép ngoài đến tâm quay là: R1 = 1m và R2 = 0,5m. ¯Chọn tốc độ quay của buồng khuấy: sử dụng bộ truyền động trục vít với một động cơ điện kéo chung ba buồng khuấy. Tốc độ quay cơ bản lấy 8 vòng/ phút ở buồng 1, 7vòng/phút ở buồng thứ 2, 6 vòng/phút ở buồng thứ 3 ¯Cường độ khuấy trộn trong các bể có giá trị Gradien vận tốt như sau: Buồng 1: 80 – 100 s-1 Buồng 2: 60 – 80 s-1 Buồng 3: 40 - 60 s-1 ¯ Kiểm tra các chỉ tiêu: ¬ Buồng 1: Dung tích V1 = 12 m3 Tốc độ của cánh khuấy: 7 vòng /phút Ø Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy ngoài so với nước thải: Trong đó: R1: Khoảng cách từ mép ngoài của cánh khuấy ngoài đến tâm trục quay, R1 = 1m . n: Số vòng quay cánh khuấy trong một phút, n = 7 vòng/phút ð Ø Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy trong so với nước thải: Trong đó: R2: Khoảng cách từ mép ngoài của cánh khuấy ngoài đến tâm trục quay, R1 = 0,5m . n: Số vòng quay cánh khuấy trong một phút, n = 7 vòng/phút ð Ø Năng lượng quay cánh khuấy: Trong đó: C: Hệ số trở lực, C = 1,5 vì (l/b = 2/0,094 = 21,28). 0,75 (m2). Tổng diện tích bản cánh khuấy ð Ø Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước thải: Ø Giá trị Gradien vận tốc ¬ Buồng 2: Dung tích V2 = 18 m3 Tốc độ của cánh khuấy: 6 vòng /phút Ø Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy ngoài so với nước thải: Trong đó: R1: Khoảng cách từ mép ngoài của cánh khuấy ngoài đến tâm trục quay, R1 = 1m . n: Số vòng quay cánh khuấy trong một phút, n = 6 vòng/phút ð Ø Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy trong so với nước thải: Trong đó: R2: Khoảng cách từ mép ngoài của cánh khuấy ngoài đến tâm trục quay, R1 = 0,5m . n: Số vòng quay cánh khuấy trong một phút, n = 6 vòng/phút ð Ø Năng lượng quay cánh khuấy: Trong đó: C: Hệ số trở lực, C = 1,5 vì (l/b = 2/0,094 = 21,27). 0,75 (m2). Tổng diện tích bản cánh khuấy ð Ø Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước thải: Ø Giá trị Gradien vận tốc ¬ Buồng 3: Dung tích V2 = 21 m3 Tốc độ của cánh khuấy: vòng /phút Ø Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy ngoài so với nước thải: Trong đó: R1: Khoảng cách từ mép ngoài của cánh khuấy ngoài đến tâm trục quay, R1 = 1m . n: Số vòng quay cánh khuấy trong một phút, n = 5 vòng/phút ð Ø Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy trong so với nước thải: Trong đó: R2: Khoảng cách từ mép ngoài của cánh khuấy ngoài đến tâm trục quay, R1 = 0,5m . n: Số vòng quay cánh khuấy trong một phút, n = 5 vòng/phút ð Ø Năng lượng quay cánh khuấy: Trong đó: C: Hệ số trở lực, C = 1,5 vì (l/b = 2/0,094 =21,27). 0,75 (m2). Tổng diện tích bản cánh khuấy ð Ø Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước thải: Ø Giá trị Gradien vận tốc ¤ Liều lượng hóa chất dùng để tạo bông: Lưu lượng thiết kế = 4000 m3/ngày Liều lượng polyme 0,1% dùng = 2mg/l Liều lượng polyme 0,1% châm vào bể tạo bông = 2 * 4000 * 10-3 = 8 kg/ ngày = 0,33 l/h Thời gian lưu = 1 ngày ¤ Hàm lượng SS, COD, BOD khi ra khỏi bể phản ứng keo tụ tạo bông Hàm lượng SS, COD, và BOD khi ra khỏi bể phản ứng keo tụ và tạo bông giảm 30% * CSS4 = CSS3 (100 – 30)% CSS3 = 210 mg/l, hàm lượng chất lơ lửng sau khi qua bể điều hòa ð CSS4 = 210 (100 – 30)% = 147mg/l * CCOD4 = CCOD3 (100 –30)% CCOD3 = 462 mg/l, hàm lượng COD khi qua bể điều hòa ð CCOD4 = 462 (100 – 30)% = 323 mg/l * CBOD4 = CBOD3 (100 –30)% CBOD3 = 221 mg/l, hàm lượng BOD sau khi qua bể điều hòa ðCBOD2 =