Đồ án Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp Hàm Kiệm II, công suất 5000 m3 /ngày đêm

g 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 Nước thải từ các nhà máy (tiền xử lý) Bể thu gom Bể điều hòa Hệ điều chỉnh pH, NaOH, H2SO4 Bể bùn hoạt tính Bể tách bùn Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận Dinh dưỡng N/P Khí nén Bể gom bùn Máy ép bùn Bánh bùn Thu gom xử lý Clo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 47 - Không đề phòng được sự cố kim loại nặng, dễ gây chết bùn. 2.5.2 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) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 48 Hình 2.8: Sơ đồ công nghệ trạm XLNT 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. 2.5.3 Khu công nghiệp Linh Trung 1 Lưu lượng nước thải thiết kế: 5.000m3/ngđ Tính chất nước thải đầu vào 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 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 49 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 5945-2005) Hình 2.9: Sơ đồ công nghệ trạm XLNT 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 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 Bể nén bùn Máy ép bùn Polymer Bánh bùn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 50 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. 2.5.4 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 2.10: 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. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 51 CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP CHO KCN HÀM KIỆM II 3.1 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. 3.2 THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TẠI KCN HÀM KIỆM II 3.2.1 Lưu lượng nước thải Ở khu công nghiệp, nước thải được kiểm soát bằng lượng nước cấp cho khu công nghiệp hoạt động. Ước tính có khoảng 90 – 95% nước cấp dùng cho sản xuất, 5 – 10% dùng cho sinh hoạt. Lưu lượng nước thải công nghiệp dao động phụ thuộc vào lượng nước được sử dụng trong sản xuất biến động theo ngày. Khu công nghiệp sử dụng nước cấp do công ty cấp nước tỉnh Bình Thuận cung cấp. Nhu cầu cấp nước cho KCN hoạt động với công suất là 7.200m3/ngàyđêm. Tuy nhiên, trong giai đoạn đầu đi vào hoạt động các nhà máy, cơ sở sản xuất chưa lấp đầy KCN nên hiện nay nhu cầu dùng nước khoảng 5.000m3/ngày. Lượng nước thải tính bằng 80% lượng nước cấp. Từ đó có thể ước tính lượng nước thải hiện nay đây cũng là. Đây cũng là cơ sở tính toán thiết kế và xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung cho KCN trong giai đoạn 1. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 52 3.2.2 Thành phần và tính chất nước thải Nước thải có thể chứa các chất tan, không tan, các chất vô cơ hoặc hữu cơ. Bảng 3.1: Thành phần tính chất nước thải KCN Hàm Kiệm II trước và sau xử lý STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị đầu vào QCVN 24:2009/BTNMT (loại A) 01 Nhiệt độ 0C 40 40 02 pH 6 – 9 6 – 8,5 03 BOD5 (20oC) mg/l 300 30 04 COD mg/l 500 50 05 Chất rắn lơ lửng (SS) mg/l 250 50 06 Độ màu Pt-Co 200 20 07 Asen (As) mg/l 0.1 0.05 08 Cadmi (Cd) mg/l 0.02 0.005 09 Chì (Pb) mg/l 0.5 0,1 10 Clo dư (Cl) mg/l - 1 11 Crom (IV) (Cr4+) mg/l 0.1 0.05 12 Crom (III) (Cr3+) mg/l 1 0.2 13 Dầu mỡ khoáng mg/l 5 5 14 Dầu mỡ thực vật mg/l 20 10 15 Đồng (Cu) mg/l 2 2 16 Kẽm (Zn) mg/l 3 3 17 Mangan (Mn) mg/l 1 0.5 18 Niken (Ni) mg/l 0.5 0.2 19 Phốtpho hữu cơ mg/l 0.5 - 20 Phốt pho tổng số mg/l 6 4 21 Tetracloetylen mg/l 0.005 - 22 Thiếc (Sn) mg/l 1 0.2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 53 STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị đầu vào QCVN 24:2009/BTNMT (loại A) 23 Thuỷ ngân (Hg) mg/l 0.01 0.005 24 Tổng Nitơ mg/l 30 15 25 Tricloetylen mg/l 0.1 - 26 Amoniac (NH3) mg/l 10 5 27 Florua (F) mg/l 10 5 28 Phenol mg/l 0.5 0.1 29 Sulfua (S) mg/l 0.5 - 30 Xianua (CN) mg/l 0.1 0.07 31 Coliform MPN/100ml 5.000 3000 32 Tổng hoạt độ phóng xạ Bp/l 0.1 0.1 33 Tổng hoạt độ phóng xạ Bp/l 1 1 (Nguồn: Ban quản lý khu công nghiệp Hàm Kiệm II) Nhận xét: Bảng thành phần tính chất nước thải trước và sau xử lý cho thấy sau khi nước thải được xử lý sơ bộ tại các cơ sở sản xuất đã cơ bản đạt chỉ tiêu nguồn tiếp nhận (Sông Cái) chỉ còn một số thông số như BOD, COD, SS, độ màu, N tổng, Coliforms còn khá cao. Do đặc thù nước thải tập trung KCN Hàm Kiệm II là nước thải không độc hại như nước thải xi mạ,dệt nhuộm …nên em đề xuất công nghệ theo hướng xử lý sinh học là chủ đạo. Tuy nhiên trong quá trình thiết kế và xây dựng em vẫn đưa vào quy trình xử lý hóa lý để xử lý sự cố khi nước thải đầu vào có nồng độ ô nhiễm cao. và xử lý đạt loại A - QCVN 24:2009/BTNMT trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. 3.3 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 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 2 phương án xử lý nước thải cho KCN như sau: 3.3.1 Phương án 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 54 BỂ PHẢN ỨNG POLYMER MÁY ÉP BÙN MÁY THỔI KHÍ bùn tuần hoàn BỂ LẮNG II BỂ TRUNG GIAN BỒN LỌC ÁP LỰC BỂ KHỬ TRÙNG BỂ CHỨA BÙN SÂN PHƠI BÙN BỂ TRỘN BỂ LẮNG I BỂ ĐIỀU CHỈNH pH BỂ AROTANK H2SO4, NaOH SÔNG CÁI PAC, NaOH CHÔN LẤP MÁY THỔI KHÍ SONG CHẮN RÁC THIẾT BỊ LƯỢC RÁC TINH BỂ ĐIỀU HÒA HỐ THU ĐẦU VÀO & TRẠM BƠM HỐ THU polymer NƯỚC THẢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 55 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 1 3.3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 1 Nước thải từ các cơ sở sản xuất trong KCN Hàm Kiệm II sẽ tự chảy về hố thu của nhà máy xử lý nước thải theo đường ống chính. Nước thải trước khi đi vào hố thu đi qua song chắn rác để loại bỏ những loại rác thô để bảo vệ bơm trong hố thu. Nước thải từ hố thu được luân phiên bơm bằng 2 bơm chìm lên thiết bị lược rác tinh. Thiết bị này dùng để tách các loại rác, đá, sỏi có kích thước lớn hơn 1,5mm ra khỏi nước thải. Nước thải sau khi tách rác đi vào bể điều hòa. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và hàm lượng chất thải trong nước thải đi vào nhà máy, đồng thời hạn chế vi sinh kị khí phát triển do có gắn các đĩa phân phối khí. Nước thải từ bể điều hòa được bơm qua hệ thống xử lý hóa học bằng 2 bơm chìm. Trên đường ống dẫn vào bể keo tụ thì nước thải được châm NaOH để nâng pH của nước thải lên khoảng 9,2 - 9,7. Với pH cao thì kim loại nặng sẽ chuyển sang dạng hidroxit không tan. Nước thải tiếp tục đi vào bể keo tụ tại đây chất keo tụ FeCl3 được thêm vào để giúp quá trình keo tụ các hidroxit kim loại. Tiếp theo nước thải đi vào bể phản ứng và sự có mặt của chất trợ keo tụ là một loại polymer anion để tiếp tục làm tăng kích thước và trọng lượng bông cặn tạo thuận lợi cho quá trình lắng tiếp theo. Sau bể phản ứng là bể lắng sơ cấp (lắng I) các chất kết tủa lắng xuống đáy bể, dưới đáy bể có hệ thống cào bùn vào trung tâm đáy bể hình nón và được 2 bơm bùn luân phiên định kì bơm về bể nén bùn. Nước sau khi ra khỏi bể lắng I sẽ được điều chỉnh pH thích hợp trước khi tự chảy 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. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 56 Sau đó nước tự chảy về bể lắng thứ cấp (bể lắng II), bể lắng II có nhiệm vụ giúp cho việc lắng tách bùn hoạt tính và nước thải đã được xử lý, bùn lắng phần lớn được bơm tuần hoàn lại bể Aerotank, lượng bùn dư được bơm vào bể nén bùn. Để đảm bảo nước thải đầu ra đạt QCVN 24:2009/BTNMT, cột A, ta tiến hành lọc lại nước thải sau khi lắng. Do đó nước thải sau lắng II cho chảy vào bể chứa trung gian. Bể chứa trung gian có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng trước khi bơm lên bể lọc áp lực. Quá trình lọc xảy ra nhờ lớp áp lực nước phía trên vât liệu lọc, giữ lại những cặn lơ lửng và kết tủa chưa lắng ở các công trình trước. Sau một thời gian hoạt động, ta tiến hành rửa ngược bể lọc. Nước sau rửa lọc được đưa về bể điều hòa và thực hiện quá trình xử lý tiếp theo. Nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận phải cho qua bể khử trùng (khử trùng bằng NaOCl) nhằm loại bỏ các vi trùng gây bệnh. Mục đích của việc xử lý bùn là để ổn định khối lượng bùn thải, khử nước để làm giảm thể tích bùn. Bùn được bơm từ 2 bể lắng để phân hủy . Bùn sau đó được bơm về máy ép bùn, trộn lẫn với 1 loại Polymer Cation để giúp bùn kết vón lại và tăng hiệu quả tách loại nước. Nước tại máy ép bùn được bơm ngược về hố thu. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 57 3.3.3 Phương án 2 Hình 3.2: Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 2 Poymer anion Bùn dư Bùn tuần hoàn Bơm nước thải NƯỚC THẢI HỐ THU & TRẠM BƠM Cặn rác THIẾT BỊ LƯỢC RÁC TINH CHÔN LẤP Thổi khí BỂ TẠO BÔNGPolymer Bùn lắng BỂ KEO TỤ FeCl BỂ LẮNG I BỂ ĐIỀU HÒA Bơm nước thải Nư ớc d ư BỂ NÉN BÙN MÁY ÉP BÙN MƯƠNG OXY HÓAThổi khí BỂ LẮNG II HỒ SINH VẬT SÔNG CÁI THÙNG CHỨA BÙN CHÔN LẤP NaOH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 58 3.3.4 Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 2 Nước thải từ các cơ sở sản xuất trong KCN Hàm Kiệm II sẽ tự chảy về hố thu của nhà máy xử lý nước thải theo đường ống chính. Nước thải trước khi đi vào hố thu đi qua song chắn rác để loại bỏ những loại rác thô để bảo vệ bơm trong hố thu. Nước thải từ hố thu được luân phiên bơm bằng 2 bơm chìm lên thiết bị lược rác tinh. Thiết bị này dùng để tách các loại rác, đá, sỏi có kích thước lớn hơn 1,5mm ra khỏi nước thải. Nước thải sau khi tách rác đi vào bể điều hòa. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và hàm lượng chất thải trong nước thải đi vào nhà máy, đồng thời hạn chế vi sinh kị khí phát triển do có gắn các đĩa phân phối khí. Nước thải từ bể điều hòa được bơm qua hệ thống xử lý hóa học bằng 2 bơm chìm. Trên đường ống dẫn vào bể keo tụ thì nước thải được châm NaOH để nâng pH của nước thải lên khoảng 9,2 - 9,7. Với pH cao thì kim loại nặng sẽ chuyển sang dạng hidroxit không tan. Nước thải tiếp tục đi vào bể keo tụ tại đây chất keo tụ FeCl3 được thêm vào để giúp quá trình keo tụ các hidroxit kim loại. Tiếp theo nước thải đi vào bể phản ứng và sự có mặt của chất trợ keo tụ là một loại polymer anion để tiếp tục làm tăng kích thước và trọng lượng bông cặn tạo thuận lợi cho quá trình lắng tiếp theo. Sau bể phản ứng là bể lắng sơ cấp (lắng I) các chất kết tủa lắng xuống đáy bể, dưới đáy bể có hệ thống cào bùn vào trung tâm đáy bể hình nón và được 2 bơm bùn luân phiên định kì bơm về bể nén bùn. Nước sau khi ra khỏi bể lắng I sẽ được điều chỉnh pH thích hợp trước khi tự chảy tự chảy về mương oxy hóa. 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. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 59 Sau đó nước tự chảy về bể lắng thứ cấp (bể lắng II), bể lắng II có nhiệm vụ giúp cho việc lắng tách bùn hoạt tính và nước thải đã được xử lý, bùn lắng phần lớn được bơm tuần hoàn lại mương oxy hóa, lượng bùn dư được bơm vào bể nén bùn. Để đảm bảo nước thải đầu ra đạt QCVN 24:2009/BTNMT, cột A, ta tiến hành lọc lại nước thải sau khi lắng. Do đó nước thải sau lắng II cho chảy vào bể chứa trung gian. Bể chứa trung gian có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng trước khi bơm lên bể lọc áp lực. Quá trình lọc xảy ra nhờ lớp áp lực nước phía trên vât liệu lọc, giữ lại những cặn lơ lửng và kết tủa chưa lắng ở các công trình trước. Sau một thời gian hoạt động, ta tiến hành rửa ngược bể lọc. Nước sau rửa lọc được đưa về bể điều hòa và thực hiện quá trình xử lý tiếp theo. Nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận phải cho qua bể khử trùng (khử trùng bằng NaOCl) nhằm loại bỏ các vi trùng gây bệnh. Mục đích của việc xử lý bùn là để ổn định khối lượng bùn thải, khử nước để làm giảm thể tích bùn. Bùn được bơm từ 2 bể lắng để phân hủy . Bùn sau đó được bơm về máy ép bùn, trộn lẫn với 1 loại Polymer Cation để giúp bùn kết vón lại và tăng hiệu quả tách loại nước. Nước tại máy ép bùn được bơm ngược về hố thu. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 60 3.3.5 So sánh 2 phương án xử lý Bảng 4.2: So sánh 2 phương án xử lý Phương án Phương án 1 (Bể Aerotank) Phương án 2 (Mương Oxy hóa) Ưu điểm - Bể Aerotank phù hợp sử dụng trong trường hợp nước thải có lưu lượng bất kì. - Hệ thống được điều khiển hoàn toàn tự động, vận hành đơn giản, ít sửa chữa. - Dễ khống chế các thông số vận hành - Hiệu quả xử lý BOD, COD khá cao - Công nghệ đơn giản, dễ vận hành và dễ bảo dưỡng - Cấu tạo đơn giản. - Không cần cán bộ vận hành có chuyên môn cao. - Hiệu quả xử lý BOD, COD, Nitơ, Photpho … cao. Nhược điểm - Lượng bùn sinh ra nhiều - Khả năng xử lý N, P không cao - Cần diện tích lớn, dung tích lớn gấp 3 – 10 lần so với aerotank xử lý nước thải cùng mức độ - Tốn nhiều năng lượng cho khuấy trộn. Nhận xét: Sau khi so sánh ưu, nhược điểm 2 công nghệ xử lý thấy rằng: Phương án 1 có nhiều ưu điểm phù hợp với yêu cầu thiết kế cho trạm xử lý nước thải KCN Hàm Kiệm II về quy mô, kinh tế, quản lý, vận hành. Chính vì vậy chọn phương án 1 để tính toán thiết kế cho KCN Hàm Kiệm II công suất 5000m3/ngàyđêm. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 61 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 4.1. MỨC ĐỘ CẦN THIẾT XỬ LÝ VÀ THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 4.1.1. Mức độ cần thiết xử lý ¾ Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng chất lơ lửng SS SS = %80100 250 50250100 =×−=×− v rv SS SSSS 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) ¾ Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng BOD BOD = %90100 300 30300100 5 55 =×−=×− v rv BOD BODBOD Trong đó: 5vBOD : Hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu vào, (mg/l) 5 rBOD : Hàm lượng BOD5 trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nước, (mg/l) ¾ Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng COD COD = %90100 500 50500100 =×−=×− v rv COD CODCOD Trong đó: vCOD : Hàm lượng COD trong nước thải đầu vào, (mg/l) rCOD : Hàm lượng COD trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nước, (mg/l) 4.1.2. 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: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 62 Q )/(5000 3 ngdmngdtb = Lưu lượng trung bình giờ: Q htb = )/(4,20824 5000 24 3 hmQ ngd tb == Lưu lượng trung bình giây: Q stb = )/(7,566,3 4,208 6,3 slQ h tb == Lưu lượng giờ lớn nhất: Chọn hệ số không điều hòa, giờ cao điểm: kmax = 1,6 Q hmax = 208,4 x 1,6 = 333,5(m 3/h) 4.2. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 4.2.1 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 Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60o so với mặt đất. Số khe hở của song chắn rác: o max max kx b.h.V Q n = Trong đó: Ó Qmax : Lưu lượng lớn nhất của dòng thải (m3/s). maxQ = 333,5 m 3/h =0,092 m3/s. Ó b : Bề rộng khe hở giữa các song chắn rác. Chọn b = 16 mm Ó ko : Hệ số tính đến độ thu hẹp của dòng chảy khi sử dụng công cụ cào rác, ko = 1, 05. Ó h : Chiều sâu mực nước qua song chắn (m). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 63 Ó Vmax : Tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn rác ứng với lưu lượng lớn nhất . Bảng 5.1: Bảng tra thuỷ lực mương dẫn (trang 478, Lâm Minh Triết-Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp) Thông số thuỷ lực Lưu lượng tính toán, sQmax =50l/s Chiều ngang Bm(mm) Độ dốc i Vận tốc v (m/s) Độ đầy h (m) 400 0,001 0,6 0,2 m/s 0,6 x 0,2m x m 0,016 1,05 x /s0.048mn 3 = = 26,25 Chọn n = 27 khe Chiều rộng song chắn rác: Bs = b.n+ S(n – 1) = 0,016 x 27 +0,008 (27 – 1) = 0,64 (m) Với : Ó S : bề dày của thanh chắn; S = 8mm Tổn thất áp lực qua song chắn rác: kx 2g V xh 2 max s ξ= Trong đó: Ó Vmax = 0,6 m/s Ó g : Gia tốc trọng trường (m/s2) Ó k : Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do rác đọng lại ở song chắn. Ó k = 2 ÷ 3, chọn k =3 Ó ξ : Hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác phụ thuộc vào tiết diện thanh song chắn được tính bởi: αβξ sin b S 3 4 ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 64 Ó β : Hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh. Đối với thanh tiết diện hình chữ nhật, β = 2,42 Ó α : Góc nghiêng song chắn rác, α = 60o 0,832sin60 0,016 0,00842x o 3 4 =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= ,2ξ ⇒ 3 x 9,81 x 2 0,6 x 0,832h 2 s = = 0,046 (mH2O) Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác là: H = hmax + hs + 0,5 Trong đó : Ó hmax: Độ đầy ứng với chế độ Qmax=48,8l/s, hmax= 0,2 m Ó hs : Tổn thất áp lực ở song chắn , hs = 0,046m Ó 0,5 – Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất H = 0,2 + 0,046 + 0,5 = 0,746 m - Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn: m tgtg BBL s 33,0 202 4,064,0 202 001 =× −=× −= - Chiều dài ngăn thu hẹp sau song chắn rác : mLL 165,0 2 33,0 2 1 2 === - Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác: L = L1 + L2 + LS = 0,33 + 0,165 +1 = 1,5 (m) Trong đó: LS là chiều dài phần mương đặt song chắn rác Bảng 5.2 Các thông số thiết kế song chắn rác Thông số thiết kế Đơn vị Kích thước Chiều rộng song chắn Chiều cao song chắn Số thanh của song chắn m m thanh 0,64 0,746 28 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 65 Khe hở giữa hai thanh Bề dày thanh Góc nghiêng đặt song chắn so với phương thẳng đứng m m độ 0,016 0,008 60 Hàm lượng chất lơ lững sau khi qua song chắn giảm 4%, còn lại: Ctc = Ctc ( 100 -4)% = 500 ( 100 – 4)% = 480 mg/l 4.2.2. 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 = )(2,111)/(60 )(20)/(5,333 33 m hphút phúthm =× 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 = 6,5 (m) → Diện tích mặt bằng: A = )(5,18 6 2.111 2m H W == Kích thước bể thu gom: L x B x Hxd = 6.2m x 3m x 6m Thể tích xây dựng bể: Wt = 6,2 x 3 x 6,5 = 111,6 (m3) ¾ Chọn ống dẫn nước vào bể thu gom Chọn ống dẫn nước vào với vận tốc v = 0,9(m/s), D = 800(mm) (Điều 4.6.1 TCVN 7957 – 2008) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 66 ¾ 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 = 2,0 (m/s) (1 – 2,5 m/s _TCVN 51 – 2008) Tiết diện ướt của ống A = )(05,0 2 0926,0 2max m v Qs == Đường kính ống dẫn nước thải ra D = 17,0 214,3 05,044 =× ×=× × v A π (m) Chọn D = 170 mm. chọn D= 216 mm. Theo tiêu chuẩn JIS 10K, vật liệu PVC. ¾ Chọn máy bơm Qmax = 333,5 (m3/h) = 5,55 (m3/s), cột áp H = 10 (m). Công suất bơm: N = 8,01000 1081,91000092,0 1000 × ×××=× ××× η ρ HgQ = 11,34 (Kw) = 15 (Hp) Trong đó: η : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93, chọn η= 0,8 ρ : Khối lượng riêng của nước 1.000 (kg/m3) Chọn bơm chìm, được thiết kế 2 bơm có công suất như nhau (15 Hp). Chạy luân phiên bằng chế độ tự động. Bảng 4.3: 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 6.200 Chiều rộng B mm 3.000 Chiều cao Hxd mm 6.500 Đường kính ống dẫn nước thải ra D mm 216 Thể tích bể thu gom Wt m3 121 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 67 4.2.3. 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 = 1,5m x 1m . Tính toán Đặc điểm lưới lọc tinh - Loại lưới: Cố định. - Số lượng: 1 lưới. - Đường kính mắt lưới: 1,5 mm. - công suất 350m3/h. - Vật liệu:Inox 304 Hàm lượng SS và BOD5, COD sau khi qua lưới lọc tinh giảm: 1 SSL = 0SSL x (1 – 5%) = 250 x 0,95 = 237,5 (mg/l) 1 BODL = 0BODL x (1 – 5%) = 300 x 0,95 = 285 (mg/l) 1 CODL = 0CODL x (1 – 5%) = 480 x 0,95 = 456 (mg/l) 4.2.3. 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 = 4h (4 – 12h) Thể tích cần thiết của bể: W = n g à ytbQ x t = 424 5000 × = 834 (m3) Chọn chiều cao hữu ích của bể: H = 6m. Diện tích mặt bằng: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 68 A = )(139 6 834 2m H == . ⇒ Chọn L x B = 13m x 11m Chiều cao xây dựng của bể: Hxd = H + hbv = 6 + 0,5 = 6,5 (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 = 13m x 11m x 6,5m Thể tích thực của bể điều hòa: Wt = 13 x 11 x 6,5 = 930 (m3) ¾ 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 834 (m3) = 10 (m3/phút) = 600 (m3/h) = 10.000 (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) (Nguồn[6]: Bảng 9 – 7) Wdh(tt) : Thể tích hữu ích của bể điều hoà, (m3) Chọn khuếch tán khí