Đồ án Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình

t lớn trong khi hồ sinh học chỉ xữ lý sơ bộ đối với các loại nước thải có hàm lượng chất bản thấp. Nhu vậy công ty đã không tuân thủ việc bảo vệ môi trường theo tiêu chuẩn môi trường Việt Nam đối với một cơ sở sản xuất công nghiệp.  Theo tính toán sơ bộ bản đánh giá tác động môi trường của công ty cổ phần bia Hà Nội-Quảng Bình thì lượng nước thải và tải lượng chất thải dự tính của công ty là: thành phần, tính chất đặc trưng của nước thải sản xuất bia Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị TCVN (B) Lưu lượng m3/ngđ 500 500-5000 Nhiệt độ 0C 29 pH 12 5,5-9 BOD5 mg/l 1500 50 COD mg/l 2200 100 SS mg/l 500 100 Nguồn: báo cáo ĐTM dụ án đầu tư đổi mới thiết bị công nghệ, nâng công suất nhà máy bia thuộc công ty cổ phần bia Hà Nội-Quảng Bình từ 5 triệu lít/năm lên 20 triệu lít/năm Nước thải sản xuất chủ yếu phát sinh từ các nguồn: Nước thải từ xưỡng lên men,nấu bia, lọc bia. Nước thải từ rửa chai, đóng chai thành phẩm. Nước thải từ các phòng thí nghiệm. Nước thải từ công việc vệ sinh các nồi nấu. Nước thải từ vệ sinh nhà xưỡng. Nước thải từ công đoan thanh trùng Nước ngưng tụ. Nước thải này rất giàu chất hữu cơ, giàu chất dinh dưỡng dể bị phân hủy gây ra mùi hôi thối khó chịu và đay cũng là môi trường dể sinh ra các loại vi trùng gây bênh. Đặc biệt loại nước thải này có độ kiềm khá cao mà nguyên nhân chủ yếu là do quá trình rửa chai phải sử dụng xút để rửa. Vì vậy nước thải của quá trình rửa chai trước khi thải ra cống chung của nhà máy phải được trung hòa để không ảnh hưỡng đến các công đoạn xử lý tiếp theo.  Sơ đồ phát sinh nước thải trong các công đoạn chính: Với một lượng nước thải dự tính thải trong một ngày khoảng 500m3/ngđ khi công ty hoạt động hết công suất thì sẻ gây ra sự quá tải đối với hồ sinh học và với hàm lượng chất hữu cơ và chất dinh dưỡng cao sẻ gây ô nhiểm trầm trọng cho các nguồn nước trong khu vực, cũng như sẻ gây ra mùi hôi rất khó chịu đối với người dân ở quanh đây. Là nguyên nhân gây ra các bệnh về đường hô hấp, các bệnh về đường ruột đối với người cũng như đối với các loại động vật. Từ các số liệu trên cho ta thấy rằng cần phải đặt vấn đề quan tâm hàng đầu của nhà máy bia lúc này là vấn đề xữ lý nước thải sản xuất. Nước mưa chảy tràn Vào mùa mưa, nước mưa chảy tràn qua khu vực công ty sẻ cuốn theo đất , cát, dầu mở củng là một nguồn gây ô nhiểm cho ngồn nớc mặt trong khu vực, tuy nhiên do mức độ ô nhiểm không cao nên lượng nước mưa này sẻ được thoát theo hệ thống cống riêng dẩn ra hệ thống cống của thành phố. Nhận xét Với công nghệ sản xuất bia hiện đại đang được lắp đặt, công ty bia Hà Nội-Quảng Bình theo dự báo sẻ là một cơ sở sản xuất đạt hiệu quả kinh tế cao và có nhiều đóng góp cho ngân sách của tỉnh Quảng Bình. Tuy nhiên công ty lại chưa chú trọng quan tâm đến vấn đề xử lý nước thải sản xuất của công ty. Đây là vấn đề cần được các cấp quản lý quan tâm để đảm bảo cho môi trường được tốt hơn và tránh được các hậu quả về sau. CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG KHÁC MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ Khí thải Trong công nghệ sản xuất bia không sinh ra khí thải, khí thải chỉ sinh ra từ quá trình đốt chấy nhiên liệu của máy phát điện dự phòng, của nồi hơi, của các phương tiện vận chuyển. Hiện tại công ty có đề xuất một số phương pháp xữ lý khí thải như: sử dụng dầu FO có hàm lượng lưu huỳnh thấp, sử dụng tháp hấp thụ, sử dụng kiềm pha loảng, nâng cao ống khói, mà chủ yếu là khí thải từ việc đốt dầu FO để đun nồi hơi. Mặc dù có đề xuất các phương án xữ lý nhưng công ty chỉ chọn phương án nâng cao ống khói để giải quyết vấn đề khí thải. Đối với khí thải của máy phát điện dự phòng: máy phát điện dự phòng chỉ sử dung trong trường hợp có sự cố về nguồn điện, con bình thường không hoạt động, do đó nguồn khí thải này không liên tục, chỉ mang tính tạm thời nên mức độ tác động và ảnh hưởng tới môi trường không khí trong khu vức không đáng kể. Bụi Nguồn gây ô nhiểm không khí do bụi chủ yếu sinh ra trong quá trình xữ lý sơ bộ (làm sạch, nghiền), quá trình xay nguyên liệu trước khi đưa vào nấu bia. Thới gian hoạt động của máy xay nghiền là rất ít, vì vậy khả năng gây ô nhiểm bụi ở đây là không liên tục. Mạt khác nó chỉ tác động trong phạm vi phàng xay, gây ảnh hưỡng đến công nhân vận hành chỉ trong thời gian hoạt động. Do đó để không làm ảnh hưỡng đến môi trường xung quanh, khi chế biến có thể dùng bạt để che chắn, không cho bụi ra ngoài, đối với công nhân thì trang bị đầy đủ trang bị bảo hộ lao động. Tiếng ồn Nguồn ồn trong phân xưỡng sản xuất bia chủ yếu là từ máy nghiền, máy đóng thùng, băng chuyền đóng chai, máy nén khí , tháp làm nguội, …vì vây cần áp dụng các biện pháp chống ồn như: Tra dầu thường xuyên cho máy móc. Thay thế những bộ phận bị hỏng hóc. Trang bị bảo hộ lao động phù hợp cho công nhân vận hành. Trồng cây xanh xung quanh khuôn viên nhà máy. CHẤT THẢI RẮN CTR sinh hoạt Rác thải sinh hoạt được thu gom triệt để vào thùng rác bằng nhựa và đước vận chuyển đến bải chôn lấp của thành phố. CTR sản xuất CTR khó phân hủy: bao gồm vỏ thùng bị bể vỡ, két nhựa, bao bì, thùng giấy…tuy nhiên lượng rác này không lớn nên có thể tái chế. CTR dể phân hủy: bao gồm bã malt, cặn men bia, … sẻ được thu gom hăng ngày và bán cho các xí nghiệp chế biến thức ăn gia súc hoặc các cơ sở chăn nuôi. CÔNG TÁC AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PHÒNG CHỐNG SỰ CỐ Để đảm bảo trong an toàn lao động và phòng chống sự cố thì công ty cổ phần bia Hà Nội-Quảng Bình đã áp dụng một số biện pháp: Tuân thủ các nguyên tắc an toàn lao động tại nơi sản xuất quy định. Giáo dục ý thức về vệ sinh môi trường, vệ sinh công nghiệp và an toàn lao động cho cán bộ công nhân viên. Cài đặt các hệ thống biển báo tại các vị trí cần thiết Khám định kỳ cho cán bộ công nhân viên, có chế độ bồi dưỡng cho các công nhân làm việc tại các khu vực có khả năng gây ảnh hưỡng sức khỏe cao. Đinh kỳ kiểm tra , bảo dưỡng máy móc thiết bị. CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ VÀ QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG Các biện pháp quản lý môi trường Để đảm bảo hoạt động lâu dài của nhà máy, đảm bảo an toàn về sức khỏe của người dân, an toàn môi trường khu vực thì công ty đã có chương trình giám sát môi trường. Trong đố đặc biệt chú trọng các vấn đề: Quản lý các yếu tố ô nhiểm nguồn nước: BOD, COD, SS, Nitơ, Photpho,… Quản lý các yếu tố gây ô nhiểm không khí: bụi, tiếng ồn, khí thải,… Quản lý chất thải rắn Quản lý vệ sinh môi trường công nghiệp: phòng chống cháy nổ, tai nạn lao động, … Các biện pháp quan trắc môi trường Kế hoạch quan trắc môi trương của công ty được thống kê trong bảng 16 Kế hoạch và chương trình giám sát môi trường TT Đối tượng Vị trí Số điểm Các thông số Tần suất (tháng/lần) 01 Môi trường không khí Trong và ngoài khu vực công ty 4 CO, CO2, NOx, nhiệt độ,… 6 02 Bụi Trong và ngoài khu vực công ty 5 Bụi lơ lửng 6 03 Tiếng ồn Trong và ngoài khu vực công ty 5 Độ ồn 6 04 Môi trường nước Mước mặt, nước ngầm 3 BOD, COD, SS, pH, … 6 THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI SỐ LIỆU TÍNH TOÁN Lưu lượng nước thải Công ty cổ phần bia Hà Nội – Quảng Bình với công suất sản xuất bia hàng năm là 20 triệu lít/năm, trong đó 15 triệu lít bia chai và 5 triệu lít bia hơi. Hiện tại công ty đang tiến hành lắp đặt công nghệ sản xuất mới, vì vậy các số liệu thực tế về chất lượng nước thải sản xuất của nhà máy chưa thể xác định chính xác được mà chỉ lấy các số liệu lý thuyết dựa trên bảng tiêu chuẩn của tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và dựa vào thực tế nước thải sản xuất của một số nhà máy bia. Dựa vào công suất sản xuất và công nghệ sản xuất của công ty ta có bảng tra như sau: hệ số thải Hệ số thải theo WHO Tải trọng nước thải (m3/m3bia) BOD5 (kg/m3bia) SS (kg/m3bia) 11 18,8 7,3 lượng chất bẩn sinh ra mổi ngày Công suất sản xuất (m3/ngđ) Lượng BOD5 thải ra mổi ngày kgBOD/ngđ) Lượng SS sinh ra mổi ngày (kgSS/ngđ) 55 1030 400 Với lưu lượng sản xuất: Ta có: lưu lượng sản xuất bia của công ty Lưu lượng sản xuất tính theo Đơn vị Giá trị Năm m3/năm 20000 Ngày m3/ngày 54,8 Ca m3/ca 6,85 Từ bảng 1 và 2 ta tính được lưu lượng nước thải: Trong đó: Qngđ : lưu lượng nước thải sản xuất, (m3/ngđ) QSXng : công suất sản xuất bia tính theo ngày, QSXng = 54,8 (m3/ngđ) N : tải trọng nước thải, N = 11 (m3nước thải/m3 bia) Nhu cầu oxy hoá sinh học của nước thải: Trong đó: NBOD : tải trọng BOD5, NBOD = 18,8 (kgBOD/m3bia) Nhu cầu oxy hoá hoá học của nước thải COD = 2200 (mg/l) Nồng độ chất rắn lơ lửng trong nước thải: Trong đó: NSS : tải trọng SS, NSS = 7,3 (kgSS/m3bia) thống kê các số liệu tính toán Thông số Đơn vị Giá trị Qngđđ (m3/ng) 600 pH 10 SS (mg/l) 664 BOD5 (mg/l) 1709 COD (mg/l) 2200 phân bố lưu lượng nước thải theo từng giờ trong ngày Giờ trong ngày %Q Q, m3/h 1 2,9 17,2 2 2,9 17,2 3 2,4 14,3 4 2,4 14,3 5 2,9 17,2 6 3,0 18,4 7 5,7 34,4 8 8,1 48,8 9 7,1 43,0 10 6,7 40,2 11 4,3 25,8 12 4,0 24,4 13 2,9 17,2 14 2,9 17,2 15 3,3 20,1 16 7,1 43,0 17 5,7 34,4 18 4,5 27,0 19 4,8 28,7 20 4,2 25,2 21 3,8 23,0 22 3,3 20,1 23 2,9 17,2 24 2,4 14,3 Tổng 100 600 giá trị lưu lượng giới hạn theo giờ Lưu lượng Đơn vị Giá trị Qmaxh m3/h 48,5 Qminh m3/h 14,3 Qtbh m3/h 25,0 giá trị giới hạn theo giây Lưu lượng Đơn vị Giá trị Qmaxs l/s 13,49 Qmins l/s 3,97 Qtbs l/s 6,94 Mức độ làm sạch cần thiết của nước thải Hiện tại thành phố Đồng Hới chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung mà công ty lại nằm trong khu vực dân cư, nước thải được đổ vào cống thải chung của thành phố. Vì vậy nước thải sản xuất của công ty cổ phần bia Hà Nội – Quảng Bình sau khi xử lý cần đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5945 – 1995 trước khi thải vào môi trường tiếp nhận (cống thải thành phố). TCVN 5945 – 1995 (nước thải công nghiệp tiêu chuẩn thải) TT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn TCVN A B C 1 pH 6 – 9 5.5 – 9 5 – 9 2 BOD5 mg/l 20 50 100 3 COD mg/l 50 100 400 4 SS mg/l 50 100 200 5 TP mg/l 4 6 8 6 TN mg/l 30 60 60 7 Coliform MNP/100ml 5000 1000 – Hiệu suất xử lý BOD5 Trong đó: LA : nồng độ BOD5 của nước thải trước khi xử lý, LA = 1709 (mg/l) LC : nồng độ BOD5 của nước thải cần đạt được sau xử lý, LC = 50 (mg/l) Hiệu suất xử lý SS Trong đó: CA : nồng độ chất rắn lơ lửng của nước thải trước khi xử lý, CA = 664 (mg/l) CC : nồng độ chất rắn lơ lửng của nước thải cần đạt được sau xử lý, CC = 100 (mg/l) LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ VÀ SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ Lựa chọn phương án xử lý Các thông số liên quan các thông số liên quan đến lựa chọn phương án xử lý Thông số Đơn vị Giá trị Qngđđ (m3/ngđ) 600 pH 10 SS (mg/l) 664 BOD5 (mg/l) 1709 COD (mg/l) 2200 Phương án xử lý Nước thải sản xuất bia có đặc trưng là nồng độ chất bản cao, có tính kiềm, chứa nhiều chất hưu cơ dể phân huỷ. Với nước thải sản xuất có nồng độ chất bẩn cao như vậy thì ta cần xử lý bằng biện pháp sinh học kết hợp cả kị khí lẩn hiếu khí hoặc xử lý sinh học hai bậc. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý Phương án I: xử lý nước thải kết hợp kị khí và hiếu khí Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phương án I Phương án II: xử lý sinh học hai bậc Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phương án II TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ, PHƯƠNG ÁN I Song chắn rác Nhiệm vụ song chắn rác Song chắn rác là công trình xử lý sơ bộ, mục đích của quá trình này là khử các tạp chất thô (giẻ, rác, lá cây, … ) có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành xử lý nước thải như làm tắc bơm, tăc đường ống hoặc kênh dẩn… Đây là bước quan trọng bảo đảm an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống. Tính toán kích thước song chắn rác Nước thải sau khi qua ngăn tiếp nhận sẻ được dẩn tới song chắn rác bằng mương dẩn. Do lưu lượng nước thải nhỏ nên ta chỉ sử dụng một song chắn rác với việc cào rác tiến hành bằng thủ công. các thông số thủy lực mương dẩn nước thải Thông số Qmaxs (l/s) Qtbs (l/s) Qmins (l/s) 13,55 6,98 3,98 Bm (m) 0,3 0,3 0,3 Độ dốc i 0,001 0,001 0,001 V (m/s) 0,38 0,3 0,27 H (m) 0,12 0,09 0,06 Chiều sâu của lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy của mương dẩn ứng với Qmax H1 = Hmax = 0,12 m Số khe hở của song chắn rác được tính theo công thức: Trong đó: n : số khe hở Qmax : lưu lượng lớn nhất của nước thải, Qmax = 0,01355 m3/s Vmax : vận tốc nước chảy qua song chắn rác, Vmax = 0,38 m/s l : khoảng cách giửa các khe hở, l = 16mm = 0,016 m k : hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy, k = 1,05 Chiều rộng của song chắn rác được tính theo công thức: Bs = s(n – 1) + (l ´ n) = 0,008(20 – 1) + (0,016 ´ 20) = 0,5 m Trong đó: s : bề dày của thanh song, s = 0,008 m Tổn thất áp lực qua song chắn rác: Trong đó: Vmax : vận tốc của nước thải trước song chắn ứng với Qmax, Vmax = 0,38 m/s K1 : hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng rác, K1 = 3 x : hệ số sức cản cục bộ, b : hệ số phụ thuộc vào tiết diện thanh song, lấy theo bảng 3-7 sách Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp (Lâm Minh Triết), lấy b = 1,83 a : góc nghiêng của song chắn so với hướng dòng chảy, a = 600 Chiều dài phần mở rộng của song chắn: Trong đó: Bs : chiều rộng của song chắn rác, Bs = 0,5 m Bm : chiều rộng của mương dẩn, Bm = 0,3 m : góc nghiêng phần mở rộng, j = 200 Chiều dài xây dựng song chắn rác: L = 2 ´ L1 + L2 = 2 ´ 0,275 + 1 = 1,55 m Trong đó: L2 : chiều dài phần công tác song chắn rác, L2 = 1 m Chiều sâu xây dựng của song chắn rác: H = H1 + hs + 0,3 = 0,12 + 0,014 + 0,3 = 0,434 m Trong đó: hs : tổn thất áp lực qua song chắn rác, hs = 0,014 m Hiệu suất khử SS đạt 5%, vậy SS ra khỏi song chắn rác là: SSr = SSv ´ (100% - 5%) = 664 ´ (100% - 5%) = 630 mg/l nồng độ chất bẩn ra khỏi song chắn rác Chỉ số Đơn vị Giá trị Dòng ra Dòng vào BOD5 mg/l 1709 1709 COD mg/l 2200 2200 SS mg/l 664 630 Cấu tạo song chắn rác các thông số kĩ thuật song chắn rác Thông số Đơn vị Giá trị B m 0,5 L m 1,55 H m 0,434 cấu tạo song chắn rác Bể điều hoà lưu lượng Nhiệm vụ bể điều hoà Nước thải công nghiệp được thải ra với lưu lượng thường biến đổi theo giờ, thời vụ sản xuất, mùa (mưa, nắng). Trong khi đó các hệ thống sinh học phải được cung cấp nước thải đều đặn về thể tích cũng như về các chất cần xử lý 24/24 giờ. Do đó sự hiện diện của một bể điều hoà là hết sức cần thiết. Bể điều hoà lưu lượng được dùng để duy trì dòng thải vào gần như không đổi, khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động lưu lượng nước thải gây ra, giảm được kích thước các công trình sinh học sau đó và nâng cao hiệ suất của các quá trình ở cuối dây chuyền xử lý. Tính toán kích thước bể điều hoà Để xác định thể tích bể điều hoà ta dựa vào lưu lượng thải theo giờ Qh, thể tích tích tuỷ vào Vv và thể tích tích luỷ bơm đi Vb, lập bảng thể tích tích luỷ cho mổi giờ trong ngày. Thể tích tích luỷ theo giờ. Giờ %Q Qh (m3/h) Vv (m3) Vb (m3) Hiệu số thể tích (m3) 1 2,9 17,2 17,2 25,1 7,9 2 2,9 17,2 34,4 50,2 15,8 3 2,4 14,3 48,8 75,3 26,6 4 2,4 14,3 63,1 100,5 37,3 5 2,9 17,2 80,3 125,6 45,2 6 3,0 18,4 98,7 150,7 52,0 7 5,7 34,4 133,1 175,8 42,7 8 8,1 48,8 181,9 200,9 19,0 9 7,1 43,0 224,9 226,0 1,1 10 6,7 40,2 265,1 251,1 -13,9 11 4,3 25,8 290,9 276,3 -14,6 12 4,0 24,4 315,3 301,4 -13,9 13 2,9 17,2 332,5 326,5 -6,0 14 2,9 17,2 349,7 351,6 1,9 15 3,3 20,1 369,8 376,7 6,9 16 7,1 43,0 412,8 401,8 -11,0 17 5,7 34,4 447,2 426,9 -20,3 18 4,5 27,0 474,2 452,1 -22,2 19 4,8 28,7 502,9 477,2 -25,7 20 4,2 25,2 528,2 502,3 -25,9 21 3,8 23,0 551,1 527,4 -23,7 22 3,3 20,1 571,2 552,5 -18,7 23 2,9 17,2 588,4 577,6 -10,8 24 2,4 14,3 600 600 0,0 Tổng 100 600 Thể tích lý thuyết bể điều hoà bằng hiệu đại số giá trị dương lớn nhất và giá trị âm nhỏ nhất của cột hiệu số thể tích tích luỷ: Vđh(lt) = Vmax – Vmin = 52 – (-25,9) = 77,9 m3 Trong đó: Vđh(lt) : thể tích lý thuyết của bể điều hoà, m3 Vmax : hiệu số thể tích tích luỷ lớn nhất, Vmax = 52 m3 Vmin : hiệu số thể tích tích luỷ nhỏ nhất, Vmin = -25,9 m3 Thể tích thực tế bể điều hoà: Vđh(tt) = 1,2 ´ Vđh(lt) = 1,2 ´ 77,9 = 93,4 m3 Thời gan lưu nước trong bể: Bể điều hoà có hình dạng chử nhật, chọn chiều cao công tác của bể Hct = 3 m, chiều cao phần bảo vệ hbv = 0,4 m, vậy chiều cao xây dựng bể điều hoà: H = Hct + hbv = 3 + 0,4 = 3,4 m Diện tích bể: Bể điều hoà thiết kế với hệ thống khuấy trộn kiểu thổi khí, thiết bị sục khí làm bằng các ống đục lổ dl = 5mm bố trí mặt dưới ống, cách đáy 6¸10cm (theo điều 6.4.3. trong 20 TCN-51-84). Lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn: qkhí = R ´ Vđh(tt) = 0,012 ´ 93,4 = 1,12 m3/phút = 67,3 m3/giờ = 18,7 l/s Trong đó: R : tốc độ khí nén, R = 10¸15 l/m3.phút, theo bảng 9-7 sách Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp (Lâm Minh Triết), chọn R = 12 l/m3.phút = 0,012 m3/m3.phút Vđh(tt) : thể tích thực tế bể điều hoà, Vđh(tt) = 93,4 m3. Bể điều hòa khuấy trộn bằng khí nén sử dụng ống đục lổ, bố trí theo dạng lưới. Lưu lượng khí qua mổi lổ từ 28 – 133 l/phút.lổ, hiệu suất chuyển hoá ôxy từ 22 – 29%. Chọn lưu lượng khí l = 40 l/phút.lổ, hiệu suất chuyển hoá oxy j = 26%. Số lổ khuếch tán khí: Lưu lượng khí qua mổi lổ khuếch tán thực tế: Chọn số lổ theo chiều dài bể nl = 6 lổ, số lổ theo chiều rộng bể nr = 5 lổ, như vậy khoảng cách giữa các lổ theo chiều dài là: Trong đó: L : chiều dài bể điều hoà, L = 6 m. Khoảng cách giữa các lổ theo chiều rộng bể: Trong đó: B : chiều rộng bể điều hoà, B = 5,2 m. Với lưu lượng qkhí = 18,7 l/s, chọn vận tốc khí trong ống chính nằm trong khoảng 6 – 9 m/s, vậy đường kính ống chính nằm trong khoảng 51 – 63mm, chọn đường kính ống D = 63mm, kiểm tra lại vận tốc trong ống: Vận tốc trong ống nhánh chọn trong khoảng 9 – 15 m/s, vậy đường khính ống nhánh nằm trong khoảng từ 20 – 27 mm, chọn đường kính ống nhánh d = 27 mm, vnh = 8 m/s. thông số kỹ thuật bể điều hoà lưu lượng Thông số Đơn vị Giá trị Vđh(lt) m3 77,9 Vđh(tt) m3 93,4 t Giờ 3,7 F m2 31 H m 3,4 Hct m 3 hbv m 0,4 B m 5,2 L m 6 thông số kỹ thuật về cấp khí cho bể điều hoà lưu lượng Thông số Đơn vị Giá trị qkhi m3/phút 1,12 n Lổ 8 ltt Lít/phút 37,3 v m/s 6 D m 0,063 qnh m3/s 0,005 vnh m/s 8 Dnh m 0,027 Nước thải sau khi ra khỏi bể điều hoà sẻ có lưu lượng không đổi theo thời gian: Q = 25 lít/s Hiệu suất khử BOD5 và COD đạt 25%, nồng độ các chất ra khỏi bể điều hoà còn lại là: BOD5(ra) = BOD5(v) ´ (100% - 25%) = 1709 ´ (100% - 25%) = 1282 mg/l COD(ra) = COD(v) ´ (100% - 25%) = 2200 ´ (100% - 25%) = 1650 mg/l nồng độ các chất vào và ra khỏi bể điều hoà Chỉ số Đơn vị Giá trị Dòng vào Dòng ra BOD5 mg/l 1709 1282 COD mg/l 2200 1650 SS mg/l 630 630 Đồ thị phân bố lưu lượng trước khi vào bể điều hoà và sau khi ra khỏi bể điều hoà. Tính toán công suất máy nén khí Lưu lượng không khí cần thiết lý thuyết: qkhí = 18,7 l/s = 0,0187 m3/s Lưu lượng không khí yêu cầu với hiệu quả vận chuyển 8%: Lượng không khí thiết kế để chọn máy nén khí: qtk = qy ´ 2 = 0,234 ´ 2 = 0,468 m3/s Ap lực của hệ thống nén khí: Hk = hd + hc + hf + Hct = 0,1 + 0,3 + 0,5 + 3 = 3,9 m Trong đó: hd : tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống, hd = 0,1 m hc : tổn thất cục bộ, hc = 1,3 m hf : tổn thất qua thiết bị phân phối, hf = 0,5 m Ap lực không khí tính theo đơn vị at: Công suất máy nén khí: Trong đó: h : hiệu suất máy nén khí, h = 80% Chọn 2 máy nén khí, một máy hoạt động và một máy dự phòng. Cấu tạo bể điều hoà Cấu tạo bể điều hoà Bể UASB Cơ sở chọn phương án Xử lý sinh học bằng vi sinh vật yếm khí là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, vô cơ có trong nước thải trong môi trường không có oxy. Quy trình này được áp dụng để xử lý ổn định cặn và xử lý nước thải công nghiệp có nồng độ BOD, COD cao (³ 500 mg/l) áp dụng quy trình xử lý hai bậc, bậc một xử lý yếm khí, bậc hai xử lý hiếu khí. Tính toán thiết kế bể UASB các thông số thiết kế bể UASB Chỉ số Đơn vị Giá trị Lưu lượng m3/ngđ 600 BOD5 mg/l 1282 COD mg/l 1650 SS mg/l 630 Yêu cầu sau bể UASB: CODr £ 500 mg/l để đưa qua quy trình xử lý hiếu khí tiếp theo, chọn CODr = 450 mg/l. Hiệu quả làm sạch cần đạt của bể UASB: Trong đó: CODv : nồng độ COD dẩn vào bể UASB, CODv = 1650 mg/l. CODr : nồng độ COD dẩn ra khỏi bể UASB, CODr = 450mg/l. Lượng COD cần khử 1 ngày: Tải trọng khử COD hàng ngày (lấy theo bảng 12-1 sách Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải TS. Trịnh Xuân Lai): a = 8 kgCOD/m3.ngày Dung tích phần xử lý yếm khí: Tốc độ nước đi lên trong bể: chọn v = 0,8 m/h Diện tích mặt bằng bể cần thiết: Trong đó: Qtbh : lưu lượng nước thải dẩn vào bể UASB tính theo giờ, Qtbh = 25 m3/h. v : vận tốc đi lên của nước trong bể, v = 0,8 m/s Chiều cao phần xử lý yếm khí: Chọn chiều cao vùng lắng: H2 = 1,2 m Chọn chiều cao phần dự trữ: H3 = 0,3 m. Chiều cao xây dựng bể UASB: H = H1 + H2 + H3 = 2,9 + 1,2 + 0,3 = 4,4 m Thể tích toàn bộ bể UASB: Vt = H ´ F = 4,4 ´ 31,4 = 138 m3 Kiểm tra thời gian lưu nước trong bể: Kích thước bể UASB: ta có diện tích mặt bằng bể F = 31,4 m2, chọn chiều dài của bể L = 6 m vậy chiều rộng của bể B = 5,2 m. Tính toán phần máng lắng cặn: chọn góc nghiêng của máng lắng nghiêng một góc a = 500 so với tường của bể UASB Bể được chia làm 2 ngăn lắng, chiều rộng mỗi máng: Chiều cao phần máng lắng: Kiểm tra chiều cao ngăn lắng: tỷ số giửa chiều cao máng lắng so với chiều cao xây dựng bể phải ³ 30% Như vậy chiều cao phần máng lắng đảm bảo chiều cao thiết kế. Kiểm tra thời gian lưu nước trong ngăn lắng, thời gian lưu nước trong ngăn lắng phải đảm bảo 1giờ Kiểm tra thời gian lưu: Trong đó: tl : thời gian lưu nước trong ngăn lắng, (giờ) Vl : thể tích ngăn lắng, Vl = F ´ (H1 + H3) Qgiờ : lưu lượng nước thải theo giờ, Qgiờ = 25 m3/h F : diện tích mặt bằng bể, F = 31,4 m2 HL : chiều cao ngăn lắng, HL = 1,6 m H3 : chiều cao phần bảo vệ, H3 = 0,3 m Như vậy thời gian lắng trong máng lắng đảm bảo yêu cầu thiết kế. Tính toán tấm chắn khí và tấm hướng dòng Khoảng cách giữa 2 tấm chắn khí: vận tốc nước chảy qua khe vào ngăn lắng nằm trong khoảng 9 ¸ 10 m/h, chọn v = 10 m/h Ta có: Trong đó: bk : khoảng cách giửa hai tấm chắn khí, m åSkhe : tổng diện tích tiết diện ngang của các khe, åSkhe = 4 ´ L ´ bk (m2) Tính toán lượng khí mêtan sinh ra Lượng khí sinh ra khi phân huỷ 1 kg COD là: m = 0,5 m3/kg COD Vậy lưu lượng khí sinh ra trong một ngày là: Qkhí = m ´ G = 0,5 ´ 720 = 360 m3/ngđ Trong đó: G : lượng COD kgử mổi ngày, G = 720 kgCOD/ngđ Trong tổng toàn bộ thể tích khí sinh ra thì khí CH4 chiếm 75% thể tích, như vậy lượng khí mêtan do bể UASB sinh ra trong ngày là: Tính toán dàn ống phân phối nước vào Phân phối nước vào bể UASB bằng dàn ống xương cá. Sơ đồ bố trí ống được thể hiện trên hình 6 Chọn vận tốc nước trong ống chính vc = 1 m/s, vận tốc nước trong ống nhánh vn = 1 m/s, vận tốc trong ống xương cá vx = 1 m/s, đường kính lổ phân phối dl = 15 mm. Tra bảng tính toán lưu lượng ta có: Đường kính ống phân phối chính: Dc = 100 mm. Đường kính ống nhánh: Dn = 60 mm. Đường kính ống xương cá d = 27 mm. Tính toán lượng bùn sinh ra Lượng sinh khối hình thành mỗi ngày: Trong đó: Y : hệ số sản lượng bùn, Y = 0,04gVSS/gCOD = 0,04kgK/S/kgCOD CODv : nồng độ COD dẩn vào bể UASB, CODv = 1650 mg/l. CODr : nồng độ COD dẩn ra khỏi bể UASB, CODr = 450 mg/l Qngđ : lưu lượng nước thải, Qngđ = 600 m3/ngđ kd : hệ số phân huỷ nội bào, kd = 0,025ngay-1 qc : thời gian lưu bùn trong bể, qc = 60 ngày Lượng bùn bơm ra mỗi ngày: Trong đó: CSS : nồng độ bùn trong bể UASB, Css = 50kg/m3. nồng độ các chất vào và ra khỏi bể UASB Chỉ số Đơn vị Giá trị Hiệu suất khử chất bẩn(%) Dòng vào Dòng ra BOD5 mg/l 1282 320 75 COD mg/l 1650 450 73 SS mg/l 630 189 70 Cấu tạo bể UASB Các thông số cấu tạo bể UASB Thông số Đơn vị Giá trị a độ 50 HL m 1,6 H4 m 2,8 B m 5,2 L m 6 bk m 0,208 H1 m 2,9 H2 m 1,2 H3 m 0,3 H m 4,4 Mặt bằng bể UASB Mặt cắt A-A bể UASB Mặt cắt B-B bể UASB Bể Aeroten Cơ sở lựa chọn phương án Nước thải sau khi qua các công trình xử lý cơ học và sinh học bậc I nồng độ của các chất bẩn vẩn còn khá cao vì vậy nếu áp dụng bể aeroten cổ điển thông thường để xử lý sẻ không đảm bảo tiêu chuẩn áp dụng và không đạt hiệu quả cao. Aeroten xáo trộn hoàn toàn là một giải pháp khá thông dụng vì phương pháp này cho phép nồng độ BOD5 vào bể £ 1000 mg/l mà hiệu suất xử lý của công trình vẩn đảm bảo yêu cầu. Tính toán thiết kế bể aeroten xáo trộn hoàn toàn Đối với bể aeroten xáo trộn hoàn toàn thì hàm lượng chất rắn lơ lửng đầu vào không quy định và nồng độ BOD5 cho phép dưới 1000mg/l (theo điều 6.5.3 sách 20 TCN 51-84) Các thông số đầu vào của bể aeroten Chỉ số Đơn vị Giá trị Lưu lượng m3/ngđ 600 BOD5 mg/l 320 BOD20 mg/l 470 COD mg/l 450 SS mg/l 189 Để tính toán thiết kế bể aeroten cho hệ thống xử lý nước thải của một cơ sở sản xuất thì cần có cá số liệu thực nghiệm. Tuy nhiên trong điều kiện k