Khóa luận Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty cổ phần nafoods miền nam, công suất 500 tấn nguyên liệu / ngày

m, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 35 khí tiếp xúc là không hợp lý và lãng phí. Với hệ thống xử lý đó, thì nên tính toán, xem xét để nâng chất lượng nước thải đầu ra đạt cột A của QCVN 24 : 2009/BTNMT. 2.3.2. Công trình 2 Hình 2. 2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Công ty TNHH nước giải khát Delta – Long An, công suất 3000 tấn nước dứa/ năm (Nguồn: Công ty TNHH nước giải khát Delta – Long An) Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 36 Bảng 2. 5 Thông số nước thải của Công ty TNHH nước giải khát Delta – Long An STT Thông số Đơn vị Giá trị đầu vào Giá trị thiết kế Giá trị Cột A QCVN 24 1 pH - 4 – 5 5 6 - 9 2 SS mg/l 70 – 180 180 50 3 COD mg/l 1100 – 2500 2500 50 4 BOD5 mg/l 400 – 1500 1500 30 5 Tổng Ni tơ mg/l 15 – 30 30 15 6 Tổng Phospho mg/l 4 – 15 15 4 7 Tổng coliform MNP/100 mg/l 9,3 x 106 9,3 x 106 3000 (Nguồn: Hồ sơ Công ty TNHH nước giải khát Delta – Long An, năm 2011) Theo các thông số từ bảng 2.5 và dựa vào sơ đồ công nghệ xử lý nước thải của công ty, ta rút ra được những ưu điểm và nhược điểm như sau: Ưu điểm - Hiệu quả xứ lý cao, đạt QCVN 24 - 2009 ( loại A). - Khả năng xử lý sinh học, nitơ, phospho cao. - Công trình dễ vận hành vì dựa theo công nghệ thông thường. Nhược điểm - Chiến diệm tích xây dựng và chi phí đầu tư ban đầu. Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 37 CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1. Cơ sở đề xuất sơ đồ công nghệ 3.1.1. Về mặt môi trường - Nước thải đầu ra của hệ thống xử lý nước thải đạt QCVN 40:2011 BTNMT, cột A. - Phải đảm bảo các điều kiện vệ sinh lao động cho nhân viên làm việc tại cơ sở. - Chấp hành nghiêm chỉnh quy định của Pháp luật Việt Nam về bảo vệ môi trường. 3.1.2. Về mặt kinh tế - Hệ thống xử lý nước thải có sức đầu tư nhỏ hơn 5.000.000.000 VNĐ, chi phí xử lý 1m3 nước thải nhỏ hơn 5.000 VNĐ/ m3. - Hệ thống xử lý lắp đặt phải đảm bảo sự hiệu quả của vốn đầu tư, vận hành trơn tru và thời hạn sử dụng hệ thống lâu dài. 3.1.3. Về mặt kỹ thuật - Diện tích khu vực cho hệ thống xử lý nước thải nhỏ hơn 900 m2; công nghệ hiện đại, tiết kiệm điện năng và hoá chất, dễ vận hành và dễ quản lí. - Việc xây dựng, lắp đặt hệ thống xử lý phải phù hợp với mặt bằng hiện có. 3.1.4. Công suất của trạm xử lý nước thải Dựa vào chương 1 đã trình bày, ta có được: 𝑄𝑠𝑥 = 320 𝑚 3/𝑛𝑔à𝑦 đê𝑚 𝑄𝑠ℎ = 42,55 𝑚 3/𝑛𝑔à𝑦 đê𝑚 Vậy 𝑄𝑡𝑏 𝑛𝑔à𝑦 = (𝑄𝑠𝑥 + 𝑄𝑠ℎ) × 𝑓 = (320 + 42,55) × 1,2 = 435,06 (𝑚3/𝑛𝑔à𝑦đê𝑚) ≈ 450 (𝑚3/𝑛𝑔à𝑦đê𝑚) Trong đó: 𝑓 = 1,1 ÷ 1,2: hệ số an toàn. Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 38 Vậy hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam sẽ được thiết kế và xây dựng với công suất 450 m3/ ngày đêm và nước thải sau hệ thống xử lý đó đạt QCVN 40 : 2011/BTNMT cột A. 3.1.5. Thành phần và tính chất nước thải đầu vào Nước thải của công ty rau quả đóng hộp chứa hàm lượng chất hữư cơ cao ở trạng thái hoà tan và trạng thái lơ lửng, chủ yếu là các hiđratcacbon, protêin, các axit hữu cơ, các chất này có khả năng phân huỷ sinh học gây mùi hôi thối, lắng cặn, giảm nồng độ oxy hoà tan trong nước nguồn khi tiếp nhận chúng. Bảng 3. 1 Thông số trung bình nước thải của Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam Stt Chất ô nhiễm Đơn vị Gía trị thiết kế QCVN 40:2011/BTNMT, cột A, hệ số Kq=0,9; Kf=1,1 1 pH 5 6 – 9 2 TSS mg/l 615 50 3 COD mg/l 2600 50 4 BOD5 mg/l 1350 30 5 Tổng Nitơ mg/l 17 15 6 Tổng Photpho mg/l 6 4 Mặt khác, các muối nitơ, phốtpho trong nước thải dễ gây hiện tượng phú dưỡng cho các sông hồ; tỷ lệ BOD5/COD > 0,5 thích hợp với xử lý bằng biện pháp sinh học. 3.2. Đề xuất sơ đồ công nghệ Dựa trên số liệu lưu lượng, thành phần của nước thải đầu vào hệ thống xử lý và yêu cầu chất lượng nước thải sau xử lý, đề xuất 2 công nghệ xử lý nước thải cho Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam như sau: Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 39 3.2.1. Công nghệ xử lý 1 Xử lý nước thải chế biến rau quả bằng phương pháp kị khí (UASB) kết hợp hiếu khí Aerotank. Hình 3. 1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Công ty cổ phần Nafoods Miền Nam theo công nghệ xứ lý 1 SCR tinh Nước thải sản xuất Bùn dư Xử lí định kì Máy ép bùn NaOCl QCVN 40- 2011/BTNMT,Cột A Bể khử trùng Bể lọc áp lực Lắng 2 SCR thô tinh Bể trung gian Bùn tuần hoàn Bể chứa bùn Hố thu gom Bể lắng I Bể điều hoà Máy thổi khí Nước thải tập trung Nước thải sinh hoạt Bể tự hoại Bể UASB Bể Aerotank Đường hóa chất Đường khí Đường nước Đường bùn Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 40 3.2.2. Công nghệ xử lý 2 Xử lý nước thải chế biến rau quả bằng phương pháp sinh học hiếu khí hiện đại MBR. Hình 3. 2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Công ty cổ phần Nafoods Miền Nam theo công nghệ xử lý 2 3.3. Đánh giá và lựa chọn sơ đồ công nghệ tối ưu Lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cho các nhà máy công nghiệp thực phẩm nói chung và nhà máy chế biến hoa quả nói riêng là một bài toán kinh tế, kỹ thuật phụ thuộc vào nhiều yếu tố: - Lưu lượng và đặc trưng của nước thải. SCR thô tinh SCR tinh Hố thu gom Aerotank Bùn dư Máy ép bùn QCVN 40- 2011/BTNMT,Cột A Bể MBR Bể lắng I Bể điều hoà Máy thổi khí Nước thải tập trung Nước thải sinh hoạt Bể tự hoại tập trung Nước thải sản xuất Đường khí Đường nước Đường bùn Bể chứa bùn Xử lí định kì Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 41 - Yêu cầu nước thải sau xử lý. - Diện tích và vị trí đất đai sử dụng để xây dựng trạm xử lý nước thải. - Điều kiện kinh tế và kỹ thuật. Đầu vào nước thải của nhà máy có hàm lượng SS khá cao, nên trước khi qua các công trình xử lý theo phương pháp kỵ khí hay hiếu khí, ta cũng cần phải giảm bớt hàm lượng chất rắn lơ lửng bằng bể lắng I. 3.3.1. Công nghệ xử lý 1 Với nước thải của Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam có thành phần ô nhiễm như đã phân tích tại bảng 3.3 nếu chỉ xử lý bằng phương pháp sinh học kỵ khí (UASB) thì nước thải sau xử lý không đạt tiêu chuẩn thải (QCVN 24 – 2009 loại A) do quá trình phân huỷ kỵ khí không triệt để vì hiệu suất xử lý kỵ khí cao nhất cũng chỉ đạt tối đa 75% [7]. Vì vậy, sau phân huỷ kỵ khí thường có hệ thống phân huỷ hiếu khí để xử lý triệt để các chất ô nhiễm còn lại. Sau quá trình phân huỷ hiếu khí (Aerotank) và các công trình xử lý khác như lắng 2  Lọc  Khử trùng, thì hiệu suất xử lý nếu thiết kế bể đúng sẽ đạt từ 80 – 95% (đảm bảo QCVN 24 – 2009, loại A). Trường hợp nhà máy có nâng công suất hoạt động lên khoảng 20% thì hệ thống vẫn xử lý nước thải đạt yêu cầu. Bảng 3. 2 Hiệu quả xử lý của các công trình dự đoán theo lý thuyết của công nghệ xử lý 1 Công trình Thông số Đầu vào Hiệu suất (%) Sau xử lý Song chắn rác và hố thu COD (mg/L) 2600 0 2600 BOD (mg/L) 1350 0 1350 SS (mg/L) 615 2 603 Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 42 Song chắn rác tinh và bể điều hòa COD (mg/L) 2600 10 2340 BOD (mg/L) 1350 10 1215 SS (mg/L) 603 13 525 Bế lắng 1 BOD (mg/L) 1215 35 790 SS (mg/L) 525 65 184 Bể UASB COD (mg/L) 2340 70 702 BOD (mg/L) 790 75 198 SS (mg/L) 184 40 110 Bể Aerotank và bể lắng II COD (mg/L) 702 80 140 BOD (mg/L) 198 91 18 SS (mg/L) 110 70 33 Bể lọc áp lực COD (mg/L) 140 45 77 BOD (mg/L) 18 45 10 SS (mg/L) 33 75 9 Nhận xét: - Về mặt môi trường: + Đảm bảo nước thải đầu ra của hệ thống xử lý nước thải đạt QCVN 40:2011 BTNMT, cột A. + Đảm bảo các điều kiện vệ sinh lao động cho nhân viên làm việc tại cơ sở. Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 43 + Chấp hành nghiêm chỉnh quy định của Pháp luật Việt Nam về bảo vệ môi trường. - Về mặt kỹ thuật: + Diện tích khu vực cho hệ thống xử lý nước thải nhỏ chiếm nhiều diện tích; công nghệ truyền thống đã cũ, sử dụng lượng điện năng và hoá chất nhiều. Tuy nhiên, vì là công nghệ cũ nên dễ vận hành và dễ quản lí, không cần chuyên môn kỹ thuật cao. + Việc xây dựng, lắp đặt hệ thống xử lý chưa phù hợp với mặt bằng hiện có. - Về mặt kinh tế: Vì chứa nhiều cụm bể phía sau ( lắng 2  trung gian  lọc  khử trùng) nên hệ thống xử lý nước thải có sức đầu tư sẽ lớn hơn 5.000.000.000 VNĐ, chi phí xử lý 1m3 nước thải chắc chắn cũng sẽ lớn hơn 5.000 VNĐ/ m3. 3.3.2. Công nghệ xử lý 2 Đầu vào nước thải của nhà máy có hàm lượng SS khá cao, nên trước khi qua các công trình xử lý theo phương pháp kỵ khí hay hiếu khí, ta cũng cần phải giảm bớt hàm lượng chất rắn lơ lửng bằng bể lắng I. Nước thải sau đó để được đưa thẳng qua màng lọc MBR. Với kích thước lỗ màng là 0,03 µm, màng MBR có thể tách các chất rắn lơ lững, hạt keo, vi khuẩn, một số virus và các phân tử hữu cơ kích thước lớn từ bể lắng I. Nhận xét: - Về mặt môi trường: Cũng giống như công nghệ xứ lý 1, công nghệ xử lý 2 cũng đảm bảo những điều kiện sau: + Đảm bảo nước thải đầu ra của hệ thống xử lý nước thải đạt QCVN 40 : 2011/ BTNMT, cột A. Tuy nhiên, hiệu suất xử lý theo lý thuyết của công nghệ 2 cao hơn công nghệ 1. + Đảm bảo các điều kiện vệ sinh lao động cho nhân viên làm việc tại cơ sở. + Chấp hành nghiêm chỉnh quy định của Pháp luật Việt Nam về bảo vệ môi trường. - Về mặt kinh tế: + Do đó, quá trình màng MBR không cần phải xây thêm bể lắng bùn sinh học và bể khử trùng phía sau, tiết kiệm diện tích bể sinh học giảm được chi phí xây dựng và thiết bị, giảm chi phí vận hành và giảm được diện tích xây dựng có thể dùng cho mục đích xây Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 44 dựng khuôn viên nhỏ cho công nhân và nhân viên làm việc tại nhà máy có thể giải lao, giảm áp lực công việc. + Công nghệ này có thể đảm bảo hệ thống xử lý nước thải có sức đầu tư sẽ nhỏ hơn 5.000.000.000 VNĐ, chi phí xử lý 1m3 nước thải chắc chắn cũng sẽ nhỏ hơn 5.000 VNĐ/ m3. - Về mặt kỹ thuật: + Thời gian lưu nước ngắn 2.5 – 5 giờ so với công nghệ bùn hoạt tính thông thường >8 giờ, giảm diện tích đất, công nghệ hiện đại, tiết kiệm điện năng và hoá chất, dễ vận hành và dễ quản lí. + Việc xây dựng, lắp đặt hệ thống xử lý phù hợp với mặt bằng hiện có. + Chất lượng nước sau xử lý luôn luôn được đảm bảo tốt nhất mà không cần quan tâm trong nước đầu ra có chứa bùn hoạt tính lơ lửng, các vi khuẩn gây bệnh và kiểm soát chlorine dư. + Nước sau xử lý màng MBR có lượng chất rắn rất thấp < 5mg/l, BOD5 và COD thấp, do đó, nước thải có thể được sử dụng cho các mục đích khác nhau như giải nhiệt, tưới cây hoặc rửa đường.... + Quá trình vận hành đơn giản và dễ dàng hơn so với quá trình thông thường. MBR có thể điều chỉnh hoàn toàn tự động trong quá trình vận hành, không cần phải đo chỉ số SVI hàng ngày (đây là chỉ số rất quan trọng đối với quá trình thông thường) ít tốn nhân công vận hành. + Trường hợp nhà máy có nâng công suất hoạt động lên thì đối với quá trình MBR chỉ cần đầu tư thêm modul màng lọc MBR. + Tuy nhiên, công nghệ MBR cần kinh phí đầu tư lớn, màng lọc phải nhập ngoại; dễ tắc màng do người vận hành không có kinh nghiệm và nước thải có độ cứng cao. Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 45 Bảng 3. 3 Hiệu quả xử lý của các công trình dự đoán theo lý thuyết của công nghệ xử lý 2 Công trình Thông số Đầu vào Hiệu suất (%) Sau xử lý Song chắn rác và hố thu COD (mg/L) 2600 0 2600 BOD (mg/L) 1350 0 1350 SS (mg/L) 615 2 603 Lưới lọc rác và bể điều hòa COD (mg/L) 2600 10 2340 BOD (mg/L) 1350 10 1215 SS (mg/L) 603 13 525 Bể lắng 1 BOD (mg/L) 1215 35 790 SS (mg/L) 525 65 184 Bể MBR COD (mg/L) 2340 98 47 BOD (mg/L) 790 95 40 SS (mg/L) 184 90 18 Vì giới hạn bài là luận văn tốt nghiệp cùng như bản thân em chưa được khảo sát giá cả thị trường một cách thiết thực, chính xác và cụ thể. Để lựa chọn sơ đồ công nghệ cho bài luận văn này, em sẽ dựa vào những kiến thức đã được học và hiểu biết về kỹ thuật để chọn lựa phương án tối ưu. Do đó, trong luận văn này, em chọn phương pháp xử lý sinh học hiếu khí hiện đại MBR để xử lý nước thải Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam. Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 46 Hình 3. 3 Sơ đồ công nghệ tối ưu xử lý nước thải Công ty cổ phần Nafoods Miền Nam 3.4. Thuyết minh sơ đồ công nghệ đã chọn Nước thải từ hoạt động sinh hoạt sẽ được đưa qua hầm tự hoại nhằm xử lý cục bộ, sau đó tập trung về bể gom và cùng với nước thải sản xuất của nhà máy được dẫn vào hố thu kết hợp lắng cát có mặt song chắn rác nhằm giữ các vật thể có kích thước lớn có trong nước thải. Từ đây nước thải được bơm lên thiết bị lọc rác tinh trước khi được bơm chìm SCR thô Hố thu gom Aerotank Bùn dư Máy ép bùn QCVN 40- 2011/BTNMT,Cột A Bể MBR Bể lắng I Bể điều hoà Máy thổi khí Nước thải tập trung Nước thải sinh hoạt Bể tự hoại tập trung Nước thải sản xuất Đường khí Đường nước Đường bùn Bể chứa bùn Xử lí định kì SCR tinh Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 47 bơm qua bể điều hoà. Trong hố thu có thiết bị đo mực nước để điều khiển hoạt động của bơm. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải một cách ổn định trước khi đưa vào các công trình đơn vị phía sau, đồng thời phân hủy một phần các chất ô nhiễm có trong nước thải. Trong bể điều hòa có lắp đặt hệ thống thổi khí nhằm xáo trộn đều nước thải trong bể tránh hiện tượng lắng cặn. Tại bể điều hòa, nước thải được châm hóa chất NaOH. Nhờ có hệ thống cấp khí dạng thô nên nước thải được xáo trộn với hóa chất làm tăng pH lên đến mức tối ưu khoảng 6,8 – 7,5. Trong bể có lắp thiết bị kiểm soát pH được nối với hệ thống điều khiển tự động bổ sung lượng hóa chất cần thiết. Vì hàm lượng SS có trong nước thải của nhà máy khá cao, trước khi vào bể sinh học hiếu khí MBR, nước sẽ được bơm qua bể lắng đứng I. Bể lắng đứng I sẽ giữ lại (50 – 70%) các chất rắn lơ lửng (SS). Sau khi lắng, nước thải tiếp tục tự chảy vài bể có màng lọc MBR. Nhờ công nghệ lọc màng tại bể MBR, nước thải đầu ra sẽ đạt QCVN 24 – 2009, loại A và sau đó được bơm và thải trực tiếp ra kênh Xáng. Nước sau khi tách ra từ máy ép bùn sẽ tự chảy về hố thu để xử lý tiếp. Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 48 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ  Lưu lượng trung bình 𝑄𝑡𝑏 𝑛𝑔à𝑦 = 450 (𝑚3 𝑛𝑔à𝑦đê𝑚⁄ ) 𝑄𝑡𝑏 ℎ = 450 24 = 18,75 (𝑚3 ℎ⁄ ) 𝑄𝑡𝑏 𝑠 = 450 86400 = 5,2 × 10−3(𝑚3 𝑠⁄ )  Lưu lượng lớn nhất 𝑄𝑚𝑎𝑥 𝑛𝑔à𝑦 = 𝐾𝑐ℎ × 𝑄𝑡𝑏 𝑛𝑔à𝑦 = 2,5 × 450 = 1125 (𝑚3 𝑛𝑔à𝑦đê𝑚⁄ ) 𝑄𝑚𝑎𝑥 ℎ = 𝐾𝑐ℎ × 𝑄𝑡𝑏 ℎ = 2,5 × 18,75 = 46,87 (𝑚3 ℎ⁄ ) 𝑄𝑚𝑎𝑥 𝑠 = 𝐾𝑐ℎ × 𝑄𝑡𝑏 𝑠 = 2,5 × 5,2 × 10−3 = 0,013 (𝑚3 𝑠⁄ ) Trong đó: Chọn 𝐾𝑐ℎ = 2,5: Hệ số không điều hòa của nước thải công nghiệp.  Tính toán các công trình sau: Song chắn rác thô, bể thu gom, lưới chắn rác tinh, bể điều hòa, bể lắng I, bể MBR, bể chứa bùn. Phần đất xây dựng thuộc Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam. 4.1. Song chắn rác 4.1.1. Nhiệm vụ Song chắn rác là công trình xử lý sơ bộ nhằm loại bỏ một lượng rác, các tạp chất có kích thước lớn, nhờ đó tránh gây tắc nghẽn đường ống, kênh dẫn và hư hỏng bơm do rác gây ra. 4.1.2. Tính toán Kết quả tính toán thủy lực của mương dẫn nước thải trước song chắn rác Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 49 Bảng 4. 1 Bảng tra thủy lực cống dẫn nước thải Thông số thủy lực Lưu lượng tính toán (l/s) Qtb = 5,2 Qmax = 13 Đường kính cống dẫn (mm) Độ dốc i (phần nghìn) Độ đầy của mương dẫn (m) Vận tốc v (m/s) 250 0,005 0,063 0,56 250 0,005 0,1 0,73 (GS.TSKH Trần Hữu Uyển, bảng 7 - Tính toán thủy lực cống và mương thoát nước) 4.1.2.1. Số lượng khe hở 𝑛 = 𝑄𝑠 𝑚𝑎𝑥 𝑣×𝑙×ℎ × 𝑘𝑧 = 13×10−3 0,73×0,02×0,1 × 1,05 = 9,35 (khe) Chọn số khe là 10. Trong đó:  𝑛: Số khe hở  𝑄𝑚𝑎𝑥: Lưu lượng lớn nhất của nước thải, (m/s)  𝑙 : Khoảng cách giữa các ke hở, 𝑙 = 16 − 25 𝑚𝑚 , chọn 𝑙 = 0,02 𝑚 = 20 𝑚𝑚 [TCVN 7957:2008 - Điều 8.2.1 trang 37]  ℎ: Chiều sâu của lớp nước ở song chắn rác bằng độ đầy của mương dẫn  𝑣𝑠: Vận tốc nước qua khe song chắn, 𝑣𝑠 = 0,73 (𝑚/𝑠)  𝑘𝑧: Hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy, chọn 𝑘𝑧 = 1,05 4.1.2.2. Bề rộng thiết kế song chắn rác 𝐵𝑠 = 𝑠 × (𝑛 − 1) + (𝑙 × 𝑛) = 0,008 × (10 − 1) + (0,02 × 10) = 0,272 (𝑚) Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 50 Chọn 𝐵𝑠 = 0,3(𝑚) Trong đó:  𝐵𝑠 : Chiều rộng của song chắn rác  𝑠: Bề dày của thanh song chắn, 𝑠 = 8 ÷ 10 (𝑚𝑚), chọn 𝑠 = 0,008(𝑚) 4.1.2.3. Tổn thất áp lực qua song chắn rác ℎ𝑠 = 𝜉 × 𝑣𝑚𝑎𝑥 2 2𝑔 × 𝑘 = 1,24 × 0,732 2 × 9,81 × 2 = 0,067 𝑚 = 67 (𝑚𝑚) Kết luận: Chênh lệch mực nước trước và sau song chắn rác là 67 mm do các vật cản gây nên tổn thất áp lực này. Trong đó:  𝑣𝑚𝑎𝑥 : Vận tốc nước thải trước song chắn ứng với 𝑄𝑚𝑎𝑥 , 𝑣𝑚𝑎𝑥 = 0,73 (𝑚/𝑠)  𝑘: Hệ số tính đến sự tăng tổn thất áp lực do rác bám, 𝑘 = 2 ÷ 3, chọn 𝑘 = 2  𝜉: Hệ số tổn thất áp lực cục bộ, được xác định theo công thức: 𝜉 = 𝛽 × ( 𝑠 𝑙 ) 4 3 × 𝑠𝑖𝑛𝛼 = 2,42 × ( 0,008 0,016 ) 3 4 × 𝑠𝑖𝑛600 = 1,24 Trong đó: 𝛼: Góc nghiêng đặt song chắn rác, chọn 𝛼 = 600 𝛽: Hệ số phụ thuộc hình dạng thanh đan, 𝛽 = 2,42 Hình 4. 1 Tiết diện ngang và hệ số β các loại thanh của song chắn Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 51 Hình 4. 2 Kích thước song chắn rác 4.1.2.4. Chiều dài phần mở rộng trước SCR 𝐿1 = 𝐵𝑠 − 𝐵𝑚 2𝑡𝑎𝑛𝜑 = 0,3 − 0,2 2𝑡𝑎𝑛20 = 0,13 (𝑚) Chọn 𝐿1 = 0,2 (𝑚) Trong đó:  𝐵𝑠: Chiều rộng song chắn  𝐵𝑚: Bề rộng mương dẫn, chọn 𝐵𝑚 = 0,2 (𝑚)  𝜑: Góc nghiêng chỗ mở rộng, thường lấy 𝜑 = 200. 4.1.2.5. Chiều dài phần mở rộng sau SCR 𝐿2 = 0,5 × 𝐿1 = 0,5 × 0,2 = 0,1 (𝑚) 4.1.2.6. Chiều dài xây dựng mương đặt SCR 𝐿 = 𝐿1 + 𝐿2 + 𝐿𝑠 = 0,13 + 0,1 + 1,5 = 1,73 (𝑚) Trong đó: 𝐿𝑠: Chiều dài phần mương đặt song chắn rác, 𝐿𝑠 = 1,5 (𝑚) 4.1.2.7. Chiều sâu xây dựng mương đặt SCR 𝐻 = ℎ𝑚𝑎𝑥 + ℎ𝑠 + 0,5 = 0,1 + 0,08 + 0,5 = 0,68 (𝑚) Trong đó: Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 52  hmax = hl : Độ đầy ứng với chế độ Qmax.  hs: Tổn thất áp lực qua song chắn.  0,5: Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt SCR và mực nước cao nhất. 4.1.3. Thông số kỹ thuật Bảng 4. 2 Thông số kỹ thuật của mương dẫn và song chắn rác STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 Chiều dài mương (L) m 1,8 2 Chiều rộng song chắn (Bs) m 0,272 3 Chiều cao mương (H) m 0,7 4 Số thanh chắn Thanh 10 5 Số khe (N) Khe 11 6 Kích thước khe (B) mm 16 7 Bề rộng thanh (S) mm 8 8 Chiều dài thanh (L) mm 300 9 Vật liệu Inox 304 4.2. Hố thu 4.2.1. Nhiệm vụ Hố thu là nơi nối tiếp giữa mạng lưới thoát nước và trạm xử lý nước thải, thu gom lượng nước thải mà mạng lưới thoát nước dẫn về. Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 53 4.2.2. Tính toán Thời gian lưu nươc trong hố thu là 10 - 30 phút. (Lâm Minh Triết (2008) [2]). Vì nước có nhiều hữu cơ, dễ phân hủy nên thời gian chọn cho bể là 𝑡 = 10 (𝑝ℎú𝑡). Thể tích chứa nước của hố thu: 𝑉 = 𝑄𝑚𝑎𝑥 ℎ × 𝑡 = 46,87 × 10 60 = 7,8 (𝑚3) - Chọn chiều cao của hố thu 𝐻 = 2 (𝑚) - Chọn chiều cao bảo vệ 0,5 (𝑚) - Chiều cao tổng cộng 𝐻𝑡𝑐 = 2 + 0,5 = 2,5 (𝑚) Kích thước của hố thu: 𝐿 × 𝐵 × 𝐻𝑡𝑐 = 2 × 2 × 2,5 (𝑚) 4.2.3. Các thiết bị trong hố thu Bơm chìm Nhiệm vụ: bơm nước thải từ hố thu vào thiết bị lọc rác tinh đặt trên bể điều hòa. Chọn 2 bơm chìm hoạt động luân phiên. Lưu lượng mỗi bơm: 𝑄𝑏 = 𝑄𝑚𝑎𝑥 ℎ = 46,87(𝑚3/ℎ) = 0,013 (𝑚3/𝑠) Cột áp bơm được xác định theo phương trình Becnulli: 𝐻 = 𝑍2 − 𝑍1 + 𝑃2 − 𝑃1 𝜌 × 𝑔 + 𝑉2 2 − 𝑉1 2 2 × 𝑔 + 𝑉2 2 × 𝑔 × (𝜆 × 𝑙 𝑑 +  𝜉) Trong đó:  Z2 – Z1 = 8 m  P1, P2 : Áp suất tại hai mặt cắt  V1 = V2 = V : Vận tốc nước thải trong đường ống, chọn V = 1,5 (m/s )  l: Chiều dài toàn bộ đường ống, l = 11(m)  d: đường kính ống dẫn, d = 140 (mm)  𝜆: hệ số ma sát đường ống Khoá luận tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến hoa quả xuất khẩu – Công ty Cổ phần Nafoods Miền Nam, công suất 500 tấn nguyên liệu/ngày SVTH: Lê Thuỳ Linh – MSSV: 1311090898 GVHD: PGS. TS Đặng Viết Hùng Trang 54 𝑑 = √ 4×𝑄 𝑉×𝜋 = √ 4×0,0113 1,5×𝜋 = 0,098 (m) = 98 (mm) Chọn ống PPR – Ø 110 (mm) Chuẩn số Reynolds: 𝑅𝑒 = 𝑉×𝑑×𝜌 𝜇 = 1,2×0,11×1000 0,897.10−3 = 147157 Trong đó:  : Độ nhớt của nước thải ở 25oC,  = 0,897.10-3 (Ns/m2)  Vì Re > 100000 nên 𝜆 được tính theo công thức Conacop (Lâm Vĩnh Sơn [10], trang 154) 𝜆 = 1 (1,8 × 𝑙𝑛𝑅𝑒 − 1,5)2 = 1 (1,8 × 𝑙𝑛147157 − 1,5)2 = 0,0025 Tổn thất dọc đường ống 𝐻𝒅đ = 𝜆 × 𝑙 𝐷 × 𝑉2 2×𝑔 = 0,0025 × 11 0,11 × 1,52 2×9,81 = 0,29 (mH2O) Tổn thất cục bộ 𝐻𝑐𝑏 = 𝜉 × 𝑉2 2×𝑔 = 7,2 × 1,52 2×9,81 = 0,83 (mH2O) 𝜉: hệ số tổn thất cục bộ, chọn 𝜉 = 0,9 (Nguyễn Hữu Chí – Nguyễn Hữu Dy – Phùng Văn Khương (2008), [11]) Có 8 đoạn gấp khúc: ⅀𝜉 = 8 × 𝜉 = 8 × 0,9 = 7,2 (mH2O) Vậy chiều cao cột áp bơm: 𝐻 = 8 + 𝐻𝑑đ + 𝐻𝑐𝑏 = 8 + 0,29 + 0,83 ≈ 9 (𝑚𝐻2𝑂) Công suất bơm: 𝑁 = 𝑄×𝜌×𝑔×𝐻 1000×𝜂 = 0,0052×1000×9,81×9 1000×0,75 = 0,61 (kW) Trong đó:  Q: Lưu lượng của bơm, (m3/