Đồ án Xử lý nước thải nhà máy kem

h khác nhau. Chọn quá trình xử lý sục khí trong bể Aerotank hoặc quá trình xử lý hiếu khí trong bể Biophin So sánh về mặt kỹ thuật bể Aerotank và bể Biophin Bể Aerotank (phương án 1) Bể Biophin (phương án 2) - Sử dụng phương pháp xử lý bằng vi sinh - Quản lý đơn giản - Dể khống chế các thông số vận hành - Cần có thời gian nuôi cấy vi sinh vật - Cấu tạo đơn giản hơn - Không tốn vật liệu lọc - Cần phải cấp không khí thường xuyên cho vi sinh vật hoạt động - Phải hoàn lưu bùn ngược lại bể Aerotank - Không gây ảnh hưởng đến môi trường - Hiệu quả xử lý COD, BOD , SS tốt hơn bể Biophin - Sử dụng phương pháp xử lý bằng vi sinh - Quản lý đơn giản - Khó khống chế các thông số vận hành - Cần có thời gian nuôi cấy vi sinh vật, hình thành màng vi sinh vật - Cấu tạo phức tạp hơn - Tốn vật liệu lọc - Aùp dụng phương pháp thoáng gió tự nhiên, không cần có hệ thống cấp không khí - Không cần hoàn lưu bùn ngược lại bể Biophin - Đối với vùng khí hậu nóng ẩm, về mùa hè nhiều loại ấu trùng nhỏ có thể xâm nhập và phá hoại trong bể. Ruồi, muỗi sinh sôi gây ảnh hưởng đến công trình và môi trường sống xung quanh. - Hiệu quả xử lý COD, BOD , SS không bằng bể Aerotank Một cách tổng quát, thì cả hai phương án trên đều là những mô hình xử lý nước thải đang được áp dụng rộng rãi tại Việt Nam. Hai phương án đều có thể quản lý và vận hành dễ dàng trong điều kiện của nước ta. Đối với dây chuyền xử lý nước thải sử dụng bể Aerotank thì ta chú ý đến liều lượng bùn, lưu lượng khí ….Còn đối với dây chuyền xử lý nước thải sử dụng bể Biophin thì ta chú ý đến khả năng xử lý của lớp vật liệu lọc, vê sinh và thay thế lớp vật liệu lọc. So sánh về diện tích xây dựng: diện tích xây dựng bể Aerotank tương đối nhỏ hơn diện tích xây dựng bể Biophin. 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 Như vậy: Sau khi phân tích và so sánh, thì ta chọn phương án 1 Quy trình xử lý nước thải Phương án 1: Máy thổi khí Máy thổi khí Nguồn tiếp nhận Song chắn rác Hầm tiếp nhận Bể tuyển nổi Bể tuyển nổi Dinh dưỡng Bể UASB Bể Aerotank Bể lắng đợt II Chỉnh PH Nước thải Bể khử trùng Clo Bể chứa dầu mỡ Dầu mỡ Làm thức ăn gia súc Bể chứa bùn Bùn dư Bùn dư Bùn tuần hoàn Bể nén bùn Máy ép bùn Bánh bùn Nước tách bùn Chú thích Đường ống dẫn nước thải Đường ống dẫn bùn Đường ống dẫn khí Đường ống dẫn nước tách bùn Hình III.1: Qui trình xử lý nước thải 1 Phương án 2 Máy thổi khí Nguồn tiếp nhận Song chắn rác Hầm tiếp nhận Bể tuyển nổi Bể điều hòa Bể UASB Bể Biophin Bể lắng đợt II Nước thải Bể khử trùng Clo Bể chứa dầu mỡ Dầu mỡ Làm thức ăn gia súc Bể chứa bùn Bùn dư Bùn dư Bể nén bùn Máy ép bùn Bánh bùn Nước tách bùn Chú thích Đường ống dẫn nước thải Đường ống dẫn bùn Đường ống dẫn khí Đường ống dẫn nước tách bùn Dinh dưỡng Chỉnh PH Hình III.2: Qui trình xử lý nước thải 2 Thuyết minh qui trình công nghệ 1 và giới thiệu các công trình xử lý Toàn bộ nước thải từ các công đoạn sản xuất, khu sinh hoạt của công nhân, nhà vệ sinh sẽ được tập trung đến trạm xử lý. Nước thải qua song chắn rác để loại bỏ các tạp chất thô có kích thước to như bao nilong, giấy, vải vụn…vào ngăn tiếp nhận. Các tạp chất này có thể gây ra sự cố trong quá rình vận hành hệ thống như làm hư hỏng bơm tắc nghẽn đường ống mương dẫn. Công nhân thường xuyên lấy rác bằng kẹp gắp hay cào tay. Từ ngăn tiếp nhận nước thải được bơm vào bể tuyển nổi khí hòa tan. Tại bể tuyển nổi cặn nhẹ khó lắng,dầu, mỡ được tách ra khỏi nước. Quá trình tách cặn, dầu, mỡ xảy ra khi hòa tan vào nước những bọt khí nhỏ, các bọt này bám vào các hạt cặn làm cho tỷ trọng của tổ hợp cặn khí giảm, và lực đẩy nổi đủ lớn đẩy hỗn hợp cặn, khí nổi lên mặt nước và được gạt ra ngoài. Quá trình tuyển nổi phụ thuộc rất nhiều vào loại hạt bề mặt lơ lững, vì vậy thí nghiệm qui mô phòng thí nhiệm và qui mô vừa (pilot scale) cần được xây dựng để tìm các thông số thiết kế hợp lý. Yếu tố cần quan tâm trong thiết kế công trình tuyển nỗi bao gồm: hàm lượng chất lơ lững, lượng khí sử dụng, vận tốc nổi của hạt và tải trọng chất rắn. Trong tuyển nổi khí hòa tan, không khí hòa tan trong nước thải ở áp suất vài atmosphere (275 – 350 kPa), sau đó áp suất giảm xuống áp suất khí quyển, khí hòa tan tách ra khỏi nước thành những bọt khí mịn. Hiệu quả của quá trình tuyển nổi này phụ thuộc vào tỉ số thể tích khí trên khối lượng chất rắn (A/S). Tỉ số này phụ thuộc nhiều vào loại chất lơ lững, và phải được xác định bằng thực nghiệm. Nước thải từ bể tuyển nổi chảy sang bể điều hòa Lưu lượng và chất lượng nước thải thường xuyên dao động theo các giờ trong ngày. Khi hệ số không điều hòa K ³ 1,4 thì xây dựng bể điều hòa để các công trình xử lý làm việc với lưu lượng đều trong ngày sẽ kinh tế hơn. Có 2 loại bể điều hòa: + Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng nằm trực tiếp trên đường chuyển động của dòng chảy. + Bể điều hòa lưu lượng là chủ yếu, có thể nằm trực tiếp trên đường vận chuyển của dòng chảy hoặc nằm ngoài đường đi của dòng chảy. Tùy theo điều kiện đất đai và chất lượng nước thải, khi mạng cống thu gom là mạng cống chung thì ta thường áp dụng bể điều hòa lưu lượng để tích trữ được lượng nước sau cơn mưa. Ơû các mạng thu gom là hệ thống cống riêng và ở những nơi có chất lượng nước thay đổi nhiều, ta thường áp dụng bể điều hòa cả lưu lượng và chất lượng. Bể điều hòa thường đặt trước bể lắng đợt I. Để đảm bảo chức năng điều hòa lưu lượng và chất lượng nước thải, ta cần bố trí trong bể hệ thống thiết bị khuấy trộn để điều hòa nồng độ các chất bẩn cho toàn bộ thể tích nước thải có trong bể, ngăn ngừa cặn lắng, pha loãng nồng độ các chất độc hại nếu có, tạo điều kiện thuận lợi cho các công trình xử lý sinh học kế tiếp. Trong bể cũng có thể bố trí thêm các thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi. Khi có yêu cầu về điều chỉnh độ PH của nước thải, ta có thể bố trí thêm một khoang trung hòa ở trong bể điều hòa hoặc xây thành một bể trung hòa riêng nằm ngay phía sau bể điều hòa Bể UASB Nhờ vào sự hoạt dộng phân hủy của các vi sinh vật kị khí biến đổi chất hữu cơ thành các dạng khí sinh học. Chính các chất hữu cơ tồn tại trong nước thải là các chất dinh dưỡng cho các vi sinh vật. Sự phát triển của vi sinh vật trong bể thường qua 3 giai đoạn: Giai đoạn 1: Nhóm vi sinh vật tự nhiên có trong nước thải thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ như Monosacarit, amino axit để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh hoạt động. Giai đoạn 2 : Nhóm vi khuẩn tạo men axít biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các axít hữu cơ thường là axít acetic, nhóm vi khuẩn yếm khí tạo axít là nhóm vi khuẩn axit focmo. Giai đoạn 3: Nhóm vi khuẩn tạo mêtan chuyển hóa hydro và axit acetic thành khí mêtan và cacbonic. Nhóm vi khuẩn này gọi là Mêtan Focmo. Vai trò quan trọng của nhóm vi khuẩn mêtanfocmo là tiêu thụ hydro và axit acetic, chúng tăng trưởng rấtchậm và quá trình xử lý yếm khí chất thải được thực hiện khi khí mêtan và cacbonic thoát ra khỏi hỗn hợp. Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ pH… Các yếu tố sinh vật như : số lượng và khả năng hoạt động phân hủy của quần thể vi sinh vật có trong bể. Hiệu quả xử lý theo COD từ 60 ÷ 80 %. Bể Aerotank Tại bể AEROTANK ,các chất hữu cơ còn lại sẽ được tiếp tục phân hủy bởi các vi sinh vật hiếu khí .Trong điều kiện hiếu khí ,phản ứng oxi hóa có thể biểu diễn như sau : CXHYOZN + (x + - - )O2 x CO2 + .H2O +NO3 + DH CXHYOZN + O2 + NH3 C5H7NO2+ H2O + CO2 + DH C5H7NO2 + 5O2 NH3+2 H2O + CO2 + DH NH3 + O2 HNO2 + O2 HNO3 CXHYOZN đặt trưng cho chất thải hữu cơ , C5H7NO2 là công thức cấu tạo của tế bào vi sinh.Các vi sinh vật tham gia phân hủy tồn tại dưới dang bùn hoạt tính. Nếu quá trình oxi hóa kéo dài thì sau khi sử dụng heat những chất hữu cơ sẵn có là quá trình oxi hóa các tế bào vi sinh. Quá trình oxi hóa trong bể AEROTANK xảy ra qua 3 giai đoạn : Giai đoạn 1: Tốc độ oxy hóa xác định bằng tốc độ tiêu thụ oxi . Giai đoạn 2 : Bùn họat tính khôi phục khả năng oxi hóa ,đồng thời oxi hóa những chất hữu cơ còn lại .Ở giai đoạn này , tốc độ oxy hóa cũng xác định bằng tốc độ tiêu thụ oxi nhưng nhỏ hơn giai đoạn 1 ( tốc độ oxy hóa giai đoạn 2 bằng 1/3 tốc độ oxy hóa giai đoạn 1 ). Giai đoạn 3 : giai đoạn nitrô hóa các amon .Xảy ra sau một thời gian dài , tốc độ oxy hóa cầm chừng. Bùn hoạt tính là loại bùn xốp có chứa nhiều vi sinh vật có khả năng oxy hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải .Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng và đảm bảo cho oxi dùng cho các quá trình oxi hóa các chất hữu cơ thì phải luôn luôn duy trì việc cung cấp khí .Số lượng quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần chất thải ,hàm lượng các chất thải,lượng oxy hòa tan,chế độ thủy động học của bể.Số lượng vi khuẩn trong bùn hoạt tíhh dao động trong khoảng 108 : 10 12 khuẩn lạc/mg MLSS .Phần lớn ,chúng thuộc các chủng sau :Pseudomonas ,Achromobacteria ,Alkligches ,Bacillus ,Micrococcus ,Flavobacrerium.Trong bùn hoạt tính luôn có mặt của các vi khuẩn nitrit :Nitrosomonas và nitrobacter . Vi khuẩn nitrat Sphacrotilus và cladothric. Hiệu quả xử lý của bể tốc độ AEROTANK đạt từ 75% : 95% và phụ thuộc các yếu tố như nhiệt độ ,pH ,nồng độ oxy ,lượng bùn… nước thể sau khi qua bể AEROTANK các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học bị loại hoàn toàn . Bể lắng ly tâm Sau khi qua bể Aerotank, hầu hết các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải bị loại hoàn toàn. Tuy nhiên, nồng độ bùn hoạt tính có trong nước thải là rất lớn, do vậy bùn hoạt tính và các chất rắn lơ lửng sẽ được tách ở bể lắng đợt II. Bể chứa bùn Bùn từ đáy bể lắng li tâm được đưa vào hố thu bùn có hai ngăn, một phần bùn trong bể sẽ được bơm tuần hoàn lại bể Aerotank nhằm duy trì nồng độ bùn hoạt tính trong bể, phần bùn dư được đưa vào máy ép bùn băng tải. Bể nén bùn Tại đây bùn dư từ bể thu bùn được nén bằng trọng lực nhằm để giảm thể tích bùn. Bùn hoạt tính ở bể lắng II có độ ẩm cao 99 ÷99.3%, vì vậy cần thực hiện nén bùn ở bể nén bùn để giảm độ ẩm còn khoảng 95÷97%. Bể thu nước dư Thu gom nuớc xả rứa từ máy ép bùn. Máy ép bùn băng tải Cặn sau khi qua bể nén bùn có nồng độ từ 3 ÷ 8% cần đưa qua thiết bị làm khô cặn để giảm độ ẩm xuống 70 ÷ 80% tức là tăng nồng độ cặn khô từ 20 ÷ 30% với mục đích: Giảm khối lượng vận chuyển ra bãi thải Cặn khô dễ đưa đi chôn lấp hay cải tạo đất có hiệu quả cao hơn cặn ướt Giảm thể tích nước có thể ngấm vào nước ngầm ở bãi chôn lấp… Chương 4: Tính toán các công trình đơn vị xử lý nước thải Bể tuyển nổi khí hòa tan Khi vào bể tuyển nổi nước thải có nồng độ các thành phần SS, COD, BOD, dầu mỡ như sau: Nồng độ (mg/l) SS 450 BOD 1250 COD 1800 Dầu mỡ 150 Thông số thiết kế cho bể tuyển nổi khí hòa tan (mô hình tuyển nổi không tuần hoàn ) (theo tài liệu Xử Lý Nước Thải Đô Thị và Công Nghiệp – Tính Toán Thiết Kế Công Trình của Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân) Tỉ số khí /chất rắn : A/S = 0,03 mg khí/mg chất rắn đạt hiệu quả tối ưu Nhiệt độ trung bình là 27oC Độ hòa tan không khí sa = 16,4 mL/L Tỉ số bão hòa f = 0,5 Ơû tải trọng bề mặt 48 m3/m2 ngày đạt hiệu quả khử cặn lơ lững 90% , khử dầu đạt 80% Hàm lượng COD qua lưới chắn rác và bể tuyển nổi giảm 50% và BOD5 giảm 36%. Vì khi vận hành không thể đạt điều kiện tối ưu nên chọn hiệu quả xử lý thấp hơn, chọn hàm lượng COD giảm 45% và BOD5 giảm 30% - Aùp suất yêu cầu cho cột áp lực tính theo công thức sau P = 3,27 atm = 320,5 kPa = 32,7 mH2O Trong đó: A/S: tỉ số khí /chất rắn, mL khí/mg chất rắn (cho phép 0,03 – 0,05) f: phần khí hòa tan ở áp suất P, thông thường f = 0,5 P: áp suất tuyệt đối khi nước được bão hòa không khí, at (cho phép 170 – 475 kPa) Sa: hàm lượng bùn mg/L - Thể tích cột áp lực W = Qtbh . t = 20,83().2(phút).1/60(giờ/phút) = 0,694 m3 - Chọn chiều cao áp lực H = 2 m (cho phép 1 – 3 m) - Đường kính cột áp lực = 0,67 m = 67 cm - Chọn bể tuyển nổi hình chữ nhật Chiều sâu phần tuyển nổi hn = 1,8 m Chiều sâu phần lắng bùn hb = o,7 m Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m Tỉ số dài:rộng L:W ³ 3:1 Tỉ số rộng:sâu W:H = 1:1 (cho phép 1:1 đến 2,25:1) - Diện tích bề mặt bể tuyển nổi - Chiều sâu tổng cộng bể tuyển nổi H = hn + hb + hbv = 1,8 + 0,7 + 0,3 = 2,8 m - Chiều rộng bể tuyển nổi B = 1 . hn = 1 . 1,8 = 1,8 m - Chiều dài bể L = A/B = 10,42/1,8 = 5,8 m -Kiểm tra tỉ số L:B = 5,8 : 1,8 = 3,2 :1 ³ 3 : 1 Giả sử chiều dài vùng phân phối vào lvào = 0,8 m Giả sử vùng thu nước lthu = 0,8 m - Chiều dài tổng cộng LTC = L + lvào + lthu = 5,8 + 0,8 + 0,8 = 7,4 m - Thể tích vùng tuyển nổi V = B . L . hn = 1,8 . 5,8 . 1,8 = 18,792 m3 - Thời gian lưu nước trong vùng tuyển nổi T = V/Qtbh = 18,792/20,83 = 0,9 h = 1h - Hàm lượng COD sau tuyển nổi 1875 (mg/L).(1 – 0,45) = 1032 mg/L - Hàm lượng BOD 5 sau tuyển nổi 1250 mg/L. (1 – 0,30) = 875 mg/L - Hàm lượng SS sau tuyển nổi 450 mg/L. (1 – 0,9) = 45 mg/L - Hàm lượng dầu mỡ sau tuyển nổi 150 mg/L. (1 – 0,85) = 22,5 mg/L - Lượng chất lơ lững và dầu mỡ thu được mỗi ngày M = (459.0,9 + 150.0,85) (mg/L).500 (m3/ngày).10-3 (Kg/g) M = 266 Kg SS/ngày 2. Bể điều hòa - Giả sử thời gian lưu nước cần thiết để điều hòa lưu lượng là t = 6 giờ - Lưu lượng giờ trung bình, Qhtb = 20,83 m3/h - Thể tích hữu ích, V = Q.t = 20,83 x 6 = 125 m3 - Chọn chiều sâu hữu ích, h’ = 4,0 m Chọn chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 m - Chiều cao tổng cộng H = h’ + hbv = 4,5 m - Mặt bằng hình chữ nhật Dài, B = 6 m Rộng, L = V/D.H = 125/4,5 x 6,0 = 4,7 m - Khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống thổi khí Lượng khí nén cần cho khuấy trộn, Lk = Qhtb x a Qhtb = 20,83 m3/h a: lưu lượng không khí cấp cho bể điều hòa, a = 3,74 m3khí/m3nước thải (theo tài liệu Xử Lý Nước Thải Đô Thị và Công Nghiệp – Tính Toán Thiết Kế Công Trình của Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân) Lk = 20,83 x 3,74 = 78 m3/h - Chọn hệ thống cấp khí bằng nhựa PVC có đục lỗ. - Đặt 4 ống dọc theo bề rộng của bể, các ống cách nhau 1,4m. - Lưu lượng khí trong mỗi ống là: - Vận tốc khí trong ống từ 10¸15 m/s. Chọn Vống =10 m/s - Đường kính ống dẫn khí: Chọn ống f = 25 mm - Đường kính các lổ 2 – 5 mm Chọn dlỗ = 3 mm Vận tốc khí qua lỗ, chọn vlỗ =15 m/s (cho phép từ 5 – 20 m/s) Lưu lượng khí qua 1 lỗ m3/h Số lỗ trên 1 ống Số lỗ trên 1m dài ống lỗ/m = 11 lỗ/m 3. Bể UASB Khi đi qua các công trình xử lý trước thì hàm lượng COD giảm từ 20 ÷ 40 %. Chọn hiệu quả xử lý của các công trình phía trước là 30 % thì hàm lượng COD đầu vào của bể UASB là: CODv = 4400 × (1 – 0,3 )=1032 (mgCOD/l) Trong bể UASB để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý yếm khí phải duy trì được tình trạng cân bằng thì giá trị pH của hỗn hợp nước thải từ 6,6 ÷ 7,6 (phải duy trì độ kiềm đủ khoảng 1000 ÷ 1500 mg/l để ngăn cản pH xuống dưới mức 6,2) và phải có tỉ lệ chất dinh dưỡng Nitơ, Photpho theo COD là COD : N : P = 350 : 5 : 1. Lượng N, P cần thiết phải cho vào nước thải trước khi vào bể UASB: Trước khi nước thải vào bể UASB ta có thể không thêm vào các chất dinh dưỡng N, P trên đường ống. Để tạo điều kiện tốt cho hoạt động phân hủy các hợp chất hữu cơ thành khí mêtan giá trị pH trong bể xử lý phải thích hợp: 6,8 ÷ 7,5. Do đó trước khi nước thải vào bể UASB ta tiến hành bổ sung NaOH để duy trì giá trị pH = 7. Yêu cầu nước thải trước khi vào công trình xử lý yếm khí tiếp theo chỉ tiêu COD cần đạt là 350 mg/l. a. Kích thước bể Hiệu suất xử lý của UASB: Lượng COD cần khử trong 1 ngày: G= (1032 – 350) ×500 (m3) × 103 = 341 kg COD/ngày Tải trọng khử COD: Chọn L = 3 kg COD/m3.ngày Thể tích xử lý yếm khí cần thiết: Tốc độ nước đi lên trong bể: v = 0,6 ÷ 0,9 m/h để đảm bảo bùn trong bể được duy trì ở trạng thái lơ lửng. Chọn v = 0,8 m/h . Diện tích bề mặt bể: Vậy kích thước tiết diện bể: L × B = 7 m × 4 m Chiều cao phần xử lý yếm khí: Chọn chiều cao phần lắng H2 = 1,3 m (H2 > 1 m) Chọn chiều cao bảo vệ H3 = 0,3 m Chiều cao tổng thể của bể Hbể Hbể = H1 + H2 + H3 = 4,2 m + 1,3 m + 0,3 m = 5,8 m Trong bể thiết kế 2 ngăn lắng. Nước đi vào ngăn lắng sẽ được tách bằng các tấm chắn khí. Tấm chắn khí đặt nghiêng một góc (với = 450 ÷ 600) Chọn = 500 Gọi Hlắng : chiều cao toàn bộ ngăn lắng. Kiểm tra: (Thỏa yêu cầu) Thời gian lưu nước trong ngăn lắng (tlắng 1 h) (Thỏa yêu cầu) Thời gian lưu nước trong bể (HRT = 4 ÷ 12 h) (Thỏa yêu cầu) b. Tấm chắn khí và tấm hướng dòng Khoảng cách giữa 2 tấm chắn khí là b Vận tốc nước qua khe vào ngăn lắng (vqua khe = 9 ÷ 10 m/h) [1] Chọn vqua khe = 9m/h Ta có: b= 0,145m=145 mm Trong bể UASB, ta bố trí 4 tấm hướng dòng và 8 tấm chắn khí, các tấm này đặt song song với nhau và nghiêng so với phương ngang một góc 550 Tấm chắn khí 1 Dài = B = 4 m Rộng = Chọn rộng = 660 mm Tấm chắn khí 2 Đoạn xếp mí của 2 tấm chắn khí lấy bằng 0,25 m. Dài = B = 4 m Rộng = 0,25 m + Với h = 145×sin(900 – 500 ) = 93,2 mm Rộng = b2 = Chọn rộng = 2220 mm Tấm hướng dòng: được đặt nghiêng so với phương ngang một góc và cách tấm chắn khí dưới 145 mm. Khoảng cách từ đỉnh tam giác của tấm hướng dòng đến tấm chắn 1: Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở từ 10÷20 cm. Chọn mỗi bên nhô ra 15 cm. Chiều rộng tấm hướng dòng: Chiều dài tấm hướng dòng: B = 4 m c. Tính máng thu nước Máng bê tông Máng thu nước được thiết kế theo nguyên tắc máng thu của bể lắng, thiết kế 2 máng thu nước đặt giữa bể chạy dọc theo chiều dài của bể. Vận tốc nước chảy trong máng: 0,6÷0,7 m/s [4] Chọn Vmáng= 0,6 m/s Diện tích mặt cắt ướt của mội máng: Chọn chiều ngang máng 200 mm chiều cao máng 200 mm Máng bê tông cốt thép dày 65 mm, có lắp thêm máng răng cưa thép tấm không gỉ, được đặt dọc bể, giữa các tấm chắn khí. Máng có độ dốc 1% để nước chảy dễ dàng về phần cuối máng. Tại đây có đặt ống thu nước 90 bằng thép để dẫn nước sang bể Aerotank. Máng răng cưa: Máng tràn gồm nhiều răng cưa hình chữ V. Chiều cao một răng cưa: 60 mm Dài đoạn vát đỉnh răng cưa: 40 mm Chiều cao cả thanh: 260 mm Khe dịch chỉnh: Cách nhau 450 mm Bề rộng khe: 12 mm Chiều cao: 150 mm d.Tính lượng khí sinh ra và ống thu khí Lượng khí sinh ra Lượng khí sinh ra trong bể = 0.5 m 3/kgCODloaịbỏ [8] Qkhí = 0,5 m3 /kgCODloaịbỏ x341kgCODloaịbỏ /ngaỳ = 170,5 m3/ngaỳ = 7,1042 m3/h = 0,002 m3/s Lượng khí methane sinh ra = 0,35 /kgCODloaịbỏ QCH4 = 0,35 m3kgCODloaịbỏ X341 kgCODloaịbỏ = 119,4 m3/ngaỳ Tính ống thu khí Chọn vận tốc khí trong ống Vkhí = 15 m/s Đường kính ống dẫn khí : Dkhí = = = 0,016 m = 16 mm Chọn đường kính ống khí f 24 ( ftrong = 15) Kiểm tra vận tốc khí : V khí = = = 11,3 m/s e.Tính lượng bùn sinh ra và ống xả bùn : Lượng bùn sinh ra Lượng bùn sinh ra trong bể = 0,05 : 0,1 g VSS/g COD loaị bỏ .[ 8 ] Khối lượng bùn sinh ra trong một ngày Mbùn = 0,05 kg VSS/kg CODloại bỏ x 341VSS/kg CODloại bỏ /ngày =17,05 kg VSS/ngày Theo sách “Anaerobic Sewage Treament “(Adianus C.van Haander and Gatze lettinna,trang 91 ). Một m3 bùn tương đương 260 kgVSS Thể tích của bùn sinh ra trong một ngày Vbùn = = = 0,066 m3/ngày Lượng bùn sinh ra trong một tháng = 0,066 x30 = 1,98 m3 /tháng Chiều cao của bùn trong 1 tháng : hbùn = = = 0,071 m Ống xả bùn Chọn thời gian xả bùn 1-3 tháng một lần Thể tích bùn sinh ra trong 3 tháng Vbùn = 1,98 ( m3/tháng)x3 (tháng) = 5,94 m3 Chọn thời gian xả bùn là 3 giờ .Lưu lượng bùn xả ra : Qbùn = = 1,98 m3/h Bùn xả ra nhờ áp lực thủy tĩnh thông qua 2 ống inox f76,đặt cách đáy 1,35m,độ dốc 2% f.Lấy mẫu : Để kiểm tra sự hoạt động bên trong bể ,dọc theo chiều cao bể ta đặt các van lấy mẫu .Với các mẫu thu được ở cùng 1 van ,ta có thể ước đoán lượng bùn ở độ cao đặt van đó. Dựa vào kết quả đo đạt và quan sát màu sắc bùn ,từ đó mà có sự điều chỉnh thích hợp Trong điều kiện ổn định , tải trọng của bùn gần như không đổi , do đó mật độ bùn tăng lên đều đặn .Việc lấy mẫu được thực hiện đều đặn hằng ngày Khi mở van , cần điều chỉnh sao cho bùn ra từ từ để đảm bảo thu được bùn gần giống trong bể vì nếu mở van lớn quá thi` nước sẽ thoát ra nhiều hơn.Thể tích mẫu thường lấy 500/1000 m3 . Bể cao 5,8m,do đó dọc theo chiều cao bể đặt 5 van lấy mẫu , các va đặt cách nhau 0,75 m.Van dưới cùng đặt cách đáy 1,2 m . Chọn ống và van lấy mẫu bằng nhựa PVC cứng f27 ( ftrong = 20 ). g.Hệ thống phân phối nước trong bể Theo [8], với loại bùn dạng hạt ,tải trọng > 4 kgCOD /m3.ngày thì số điểm phân phối nước trong bể cần thõa ~ 2 m2 trên đầu phân phối . Số đầu phân phối cần : = 14 đầu ~ 19 đầu ®chọn 19 đầu phân phối . Nước từ bể acid được bơm qua bể UASB theo đường ống chính ,phân phối đều ra 4 ống nhánh nhờ hệ thống van và đồng hồ đo lưu lượng đặt trên từng ống . Vận tốc nước trong ống chính ( là ống đẩy của bơm ): Vchính = 1,5 : 2,5 m/s Chọn Vchính = 2 m/s ® Chọn đường kính ống chính : Dchính = = = 0,061 m =61 mm Þ sử dụng ống inox f70 (ftrong = 60) làm ống chính . Kiểm tra vận tốc nước tron g ống chính Vchính = = = 2,05 m/s Vận tốc trong ống nhánh : Vnhánh = 1 : 3 m/s Chọn Vnhánh = 2 m/s . Lưu lượng nước trong mỗi ống nhánh Qnhánh = = = 5,21 m3/h ® Đường kính ống nhánh Dchính = = = 0,03 m = 30 mm Þ sử dụng ống inox f39 (ftrong = 30) để dẫn nước phân phối trong UASB. Kiểm tra vận tốc nước trong ống nhánh : Vnhánh = = = 2,05 m/s h.Bơm Lưu lượng cần bơm Q = 20,83 m3/h. Cột áp của bơm : H = DZ + åh (m H2O) DZ : khoảng cách từ mặt nước bể Acid đến mặt nước bể UASB . åh : tổng tổn thất của bơm ,bao gồm tổn thất cục bộ ,tổn thất dọc đường ống ,tổn thất qua lớp bùn lơ lửng trong bể UASB. Một cách gần đúng ,chọn DZ = 4 m H2O åh = 7 m H2O Þ H = 4+ 7 = 11 m H2O Công suất yêu cầu trên trục bơm : N = = = 0,78kw Vậy chọn bơm ly tâm công suất 1,5 kw ( 2HP ) 4. Bể Aerotank Các thông số thiết kế Lưu lượng nước thải Q = 500 m3/ngày Hàm lượng BOD5 ở đầu vào = 320 mg/L Hàm lượng COD ở đầu vào = 350 mg/L Nhiệt độ duy trì trong bể 20oC Nước thải khi vào bể Aerotank có hàm lượng chất rắn lơ lử