Đang tải... (xem toàn văn)
TÀI LIỆU THAM KHẢO CHUẨN CÓ CHỈNH SỬA CỦA NHÀ TRƯỜNG, THAM KHẢO CÁC BẢN TRƯỚC ĐÓ, ÁP DỤNG CHO CÁC BẠN THEO HỌC NGÀNH MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC BẠN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG HN CÁC CÂU HỎI ĐÃ ĐƯỢC XÁC MINH, CHỈNH SỬA PHÙ HỢP VỚI YÊU CẦU ÔN THI Các bạn có thể tải về và áp dụng công thức với những công suất khác, bản đồ án này được 10đ trong đồ án môn học, đã được làm một cách kỹ càng về cả công thức, trích nguồn cũng như tiêu chuẩn, cảm ơn các bạn đã quan tâm và chúc các bạn kết thúc môn học với điểm A. Xin cảm ơn! Nguyễn Tuấn Linh
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG HÀ NỘI CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Họ tên sinh viên: Nhóm Lớp : DH5M1 Họ tên giảng viên hướng dẫn: Lê Ngọc Thuấn 1- Đề xuất sơ đồ cơng nghệ tính tốn cơng trình hệ thống xử lý nước thải theo số liệu đây: - Nguồn thải loại: Nước thải công nghiệp - Công suất thải nước: …450…m3/ngày đêm - Chỉ tiêu chất lượng nước thải: Chỉ tiêu Đơn vị đo Nhiệt độ Giá trị C 20-35 pH - 3.5-6.5 BOD5 mg/l 150 COD mg/l 400 TS mg/l 170 SS mg/l - N-NH4 mg/l 10 2- Thể nội dung nói vào : - Thuyết minh công nghệ (đề xuất hai phương án công nghệ, lựa chọn phương án) - Vẽ chi tiết hai cơng trình Sinh viên thực • - Giảng viên hướng dẫn Lê Ngọc Thuấn Thành viên nhóm 5: Trần Duy Cường Đỗ Vũ Khánh Huyền (Nhóm trưởng) Nguyễn Tuấn Linh Lê Thị Thu Phương STT Thành Viên Cho Điểm Đỗ Vũ Khánh Huyền A Nguyễn Tuấn Linh A Trần Duy Cường B+ Lê Thị Thu Phương B+ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 1.1 Tổng quan nước thải công nghiệp Nước thải công nghiệp nước thải sinh q trình sản xuất cơng nghiệp từ cơng đoạn sản xuất hoạt động phục vụ cho sản xuất nước thải tiến hành vệ sinh công nghiệp hay hoạt động sinh hoạt công nhân viên Nước thải công nghiệp đa dạng, khác thành phần lượng phát thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại hình cơng nghiệp, loại hình cơng nghệ sử dụng, tính đại cơng nghệ, tuổi thọ thiết bị, trình độ quản lý sở ý thức cán công nhân viên Tính chất nước thải cơng nghiệp Trong sản xuất cơng nghiệp, nước thải tạo q trình khai thác chế biến nguyên liệu hữu cơ, vơ Trong q trình cơng nghệ, nguồn nước thải như: • Nước tạo thành từ phản ứng hóa học • Nước dạng ẩm tự liên kết nguyên liệu chất ban đầu, tách q trình chế biến • Nướ rửa nguyên liệu , sản phẩm, thiết bị • Nước chiết, nước hấp thụ • Nước làm nguội Thành phần nước thải a Thành phần vật lý Các chất khơng hòa tan dạng lơ lửng, kích thước lớn 10 -4mm, dạng huyền phù, nhũ tương dạng sợi, giấy, vải Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước hạt khoảng 10-4-10-6mm Các chất bẩn dạng hòa tan có kích thước nhỏ 10 -6mm, dạng phân tử phân li thành ion b Thành phần hóa học Các chất hữu nước thải chiếm khoảng 50 - 60% tổng chất Các chất hữu bao gồm chất hữu thực vật: cặn bã thực vật, rau, hoa quả, giấy chất hữu động vật: chất thải tiết người Các chất hữu nước thải theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu protein (chiếm 40 – 60%), hydratcacbon (25 – 50%), chất béo, dầu mỡ (10%) Urê chất hữu quan trọng nước thải Nồng độ chất hữu thường xác định thông qua tiêu BOD, COD Bên cạnh chất nước thải chứa liên kết hữu tổng hợp: chất hoạt động bề mặt mà điển hình chất tẩy tổng hợp (Alkyl bezen sunfonat- ABS) khó xử lí phương pháp sinh học gây nên tượng sủi bọt trạm xử lý nước thải mặt nước nguồn – nơi tiếp nhận nước thải Các chất vô nước thải chiếm 40 - 42% gồm chủ yếu: cát, đất sét, axit, bazơ vô cơ,… Nước thải chứa hợp chất hóa học dạng vơ sắt, magie, canxi, silic, nhiều chất hữu sinh hoạt phân, nước tiểu chất thải khác như: cát, sét, dầu mỡ Nước thải vừa xả thường có tính kiềm, trở nên có tính axit thối rữa c Thành phần vi sinh, vi sinh vật Trong nước thải có mặt nhiều dạng VSV: vi khuẩn, vi rút, nấm, rong tảo, trứng giun sán Trong số dạng vi sinh vật đó, có vi trùng gây bệnh, ví dụ: lỵ, thương hàn, có khả gây thành dịch bệnh Về thành phần hóa học loại vi sinh vật thuộc nhóm chất hữu Khi xét đến trình xử lý nước thải, bên cạnh thành phần vơ cơ, hữu cơ, vi sinh vật nói q trình xử lý phụ thuộc nhiều trạng thái hóa lý chất trạng thái xác định độ phân tán hạt Theo đó, chất chứa nước thải chia thành nhóm phụ thuộc vào kích thước hạt chúng - Nhóm 1: Gồm tạp chất phân tán thô, không tan dạng lơ lửng, nhũ tương, bọt Kích thước hạt - nhóm nằm khoảng 10 -1-10-4mm Chúng chất vô cơ, hữu cơ, vi sinh vật hợp với nước thải thành hệ dị thể không bền điều kiện xác định, chúng lắng xuống dạng cặn lắng lên mặt nước tồn trạng thái lơ lửng khoảng thời gian Do đó, chất chứa nhóm dễ dàng tách khỏi nước thải phương pháp trọng lực Nhóm 2: Gồm chất phân tán dạng keo với kích thước hạt nhóm nằm khoảng 10 - -10-6mm Gồm loại keo: keo ưa nước keo kị nước Thành phần chất keo có nước thải chiếm 35-40% lượng chất lơ lửng Do kích thước nhỏ bé nên khả tự lắng hạt keo khó khăn Vì vậy, để hạt keo lắng được, cần phá vỡ độ bền chúng phương pháp keo tụ hóa học sinh học Nhóm 3: Gồm chất hòa tan có kích thước hạt phân tử nhỏ 10 -7mm Chúng tạo thành hệ - pha gọi dung dịch thật Các chất nhóm khác thành phần Một số tiêu đặc trưng cho tính chất nước thải: độ màu, mùi, BOD, COD,… xác định thơng qua có mặt chất thuộc nhóm để xử lí chúng thường sử dụng biện pháp hóa lý sinh học Nhóm 4: Gồm chất nước thải có kích thước hạt nhỏ 10 -8mm (phân tán ion) Các chất chủ yếu axit, bazơ muối chúng Một số muối amonia, phosphat hình thành trình xử lý sinh học 1.1.1 Tính chất nước thải sinh hoạt Tính chất nước thải giữ vai trò quan trọng thiết kế, vận hành hệ thống xử lý quản lý chất lượng môi trường, dao động lưu lượng tính chất nước thải định tải trọng thiết kế cho cơng trình đơn vị Thành phần tính chất nhiễm bẩn nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tập quán sinh hoạt, mức sống sinh viên, mức độ hoàn thiện thiết bị, trạng thái làm việc thiết bị thu gom nước thải Lưu lượng nước thải thay đổi tuỳ theo điều kiện tiện nghi sống Tác hại đến môi trường nước thải thành phần ô nhiễm tồn nước thải gây - COD, BOD: khoáng hoá, ổn định chất hữu tiêu thụ lượng lớn gây thiếu hụt oxy nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước Nếu nhiễm q mức, điều kiện yếm khí hình thành Trong q trình phân huỷ yếm khí sinh sản phẩm H2S, NH3, CH4, làm cho nước có mùi thối làm giảm pH môi trường - SS: lắng đọng nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí - Nhiệt độ: nhiệt độ nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời sống thuỷ sinh vật nước - Vi trùng gây bệnh: gây bệnh lan truyền đường nước tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da… - Ammonia, phospho: nguyên tố dinh dưỡng đa lượng Nếu nồng độ nước cao dẫn đến tượng phú dưỡng hoá (sự phát triển bùng phát loại tảo, làm cho nồng độ oxy nước thấp vào ban đêm gây ngạt thở diệt vong sinh vật, vào ban ngày nồng độ oxy cao trình hơ hấp tảo thải ra) - Màu: mỹ quan - Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy bề mặt 1.2 Các phương pháp xử lý nước thải 1.2.1 Phương pháp xử lý học Song chắn rác lưới chắn rác Loại bỏ tất tạp chất gây cố trình vận hành hệ thống xử lý nước thải tắc cống bơm, đường ống ống dẫn Có loại song chắn rác: song chắn rác vớt rác thủ công song chắn rác vớt rác giới Bể điều hòa: Dùng để trì ổn định dòng thải, khắc phục vấn đề vận hành dao động lưu lượng dòng nước thải gây nâng cao hiệu suất trình cuối dây chuyền xử lý - Bể lắng: Theo chức năng, bể lắng phân tích thàn: bể lắng cát, bể lắng sơ cấp, bể lắng thứ cấp Yêu cầu: có hiệu suất lắng cao xả bùn dễ dàng - Lọc: Lọc ứng dụng để tách tạp chất có kích thước nhỏ khỏi nước thải mà bể lắng loại chúng được, trình tách hạt rắn khỏi pha lỏng pha khí cách cho dòng khí lỏng có chứa hạt chất rắn chảy qua lớp ngăn xốp, hạt rắn bị giữ lại Lọc xảy tác dụng áp suất thủy tĩnh cột chất lỏng áp suất cao trước vách ngăn hay áp suất thấp sau vách ngăn 1.2.2 Xử lý nước thải phương pháp sinh học cơng trình nhân tạo Phương pháp dựa sở: hoạt động vi sinh vật để phân hủy chất hữu gây nhiễm bẩn nước thải Các vi sinh vật sử dụng chất hữu số chất khoáng làm chất dinh dưỡng tạo lượng Chúng nhận chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng, sinh sản nên sinh khối chúng tăng lên Quá trình phân hủy chất hữu nhờ vi - - - - sinh vật gọi q trình oxy hóa sinh hóa Nước thải xử lýbằng phương pháp sinh học đặc trưng tiêu COD BOD Tự làm sạch: mơi trường có vi khuẩn giúp cho q trình chuyển hóa, phân hủy chất hữu nên xử lý nước thải cần xem xét nước thải có vi sinh vật hay khơng để lợi dụng có mặt có tạo điều kiện tốt cho vi sinh vật phát triển Các phương pháp yếm khí Trong điều kiện khơng có oxy, chất hữu bị phân hủy nhờ vi sinh vật sản phẩm cuối CH4, CO2 Các loại cơng trình xử lý nước thải kết hợp lên men bùn cặn lắng: cơng trình diễn q trình lắng cặn nước thải (xử lý sơ xử lý bậc một) lên men bùn cặn lắng, cơng trình: bể tự hoại, bể lắng vỏ, bể lắng kết hợp với ngăn lên men ứng dụng để xử lý nước thải sinh hoạt loại nước thải khác có thành phần tương tự Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc: nước thải chưa xử lý trộn với bùn yếm khí tuần hồn Bể lọc yếm khí: bể có lắp đặt giá thể vi sinh vật kỵ khí dính bám loại vật liệu hình dạng, kích thước khác nhau, đóng vai trò vật liệu lọc Dòng nước thải từ lên xuống Các chất hữu vi khuẩn hấp thụ chuyển hóa để tạo thành CH chất khí khác Các khí sinh học thu gom phần bể Bể phản ứng yếm khí: có dòng nước thải qua tầng cặn lơ lửng Các phương pháp hiếu khí: Cơ chế phân hủy chất hữu điều kiện hiếu khí: q trình hiếu khí xảy điều kiện tự nhiên hay điều kiện xử lý nhân tạo Trong điều kiện xử lý nhân tạo người ta tạo điều kiện tối ưu cho q trình oxy hóa sinh hóa nên q trình xử lý có tốc độ cao hiệu suất cao Lọc sinh học: Cơ chế xử lý nước thải theo nguyên tắc lọc – dính bám: sau thời gian, màng sinh vật hình thành chia làm lớp: lớp ngồi lớp hiếu khí oxy khuếch tán xâm nhập, lớp lớp thiếu oxy (anoxic) Bề dày màng sinh vật từ 600 - 1000µm phần lớn vùng hiếu khí Do q trình lọc sinh học thường xem q trình hiếu khí thực chất hệ thống vi sinh vật hiếu khí – yếm khí Thành phần: vi khuẩn (chủ yếu), động vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn,… Sau thời gian hoạt động, màng sinh vật dày lên sau màng bị bóc khỏi vật liệu lọc Hàm lượng cặn lơ lửng nước tăng lên Sự hình thành lớp màng sinh vật lại tiếp diễn Xử lý nước thải bùn hoạt tính Các vi sinh vật thường tồn trạng thái huyền phù Bể sục khí để đảm bảo yêu cầu oxy trì bùn hoạt tính trạng thái lơ lửng Huyền phù lỏng vi sinh vật bể thông khí gọi chung chất lỏng hỗn hợp sinh khối (MLSS) Khi nước thải vào bể thổi khí (bể aeroten), bơng bùn hoạt tính hình thành mà hạt nhân phần tử cặn lơ lửng Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú, phát triển dần với động vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn,… tạo nên bùn màu nâu sẫm, có khả hấp thụ chất hữu hòa tan, keo khơng hòa tan phân tán nhỏ Vi khuẩn vi sinh vật sống dùng chất hữu chất ding dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành chất trơ khơng hòa tan thành tế bào Dẫn đến bể aeroten lượng bùn hoạt tính tăng dần lên, sau tách bể lắng đợt 2, phần quay trở lại đầu bể aeroten để tham gia xử lý nước thải theo chu trình Quá trình tiếp diễn đến chất thải cuối thức ăn vi sinh vật Nếu nước thải đậm đặc chất hữu khó phân hủy, cần có thời gian để chuyển hóa phần bùn hoạt tính tuần hồn phải tách riêng sục khí oxy cho chúng tiêu hóa thức ăn hấp thụ.Đó q trình tái sinh bùn hoạt tính 1.2.3 Xử lý nước thải phương pháp sinh học điều kiện tự nhiên Các phương pháp xử lý nước thải đất: dựa vào mức độ xử lý tải trọng tưới nước thải, phương pháp xử lý nước thải phân thành ba loại sau: trình lọc tưới chậm, trình lọc nhanh, trình lọc ngập nước mặt Các loại cơng trình xử lý nước thải đất: dựa vào đặc điểm xây dựng khả khảo sát trình xử lý người ta chia loại cơng trình là: cánh đồng ngập nước tự nhiên, cánh đồng ngập nước nhân tạo (gồm cánh đồng ngập nước bề mặt cánh đồng ngập nước phía dưới) 1.2.4 Xử lý nước thải phương pháp hóa học hóa lý Phương pháp đơng tụ Mục đích: để tăng nhanh trình lắng chất lơ lửng phân tán nhỏ, keo, Người ta dùng phương pháp đông tụ, nồng độ chất màu, mùi, lơ lửng giảm xuống Các chất đông tụ thường dùng nhôm sunfat, sắt sunfat, sắt clorua, Phương pháp trung hòa Trung hòa với mục đích làm cho số muối kim loại nặng lắng xuống tách khỏi nước Phương pháp oxy hóa khử Các chất bẩn nước thải cơng nghiệp phân hai loại: vô hữu Các chất hữu thường đạm, mỡ, đường, hợp chất chứa phenol, chứa nitơ, nên bị phân hủy vi sinh vật, dùng phương pháp sinh học để xử lý Các chất vô thường chất không xử lý phương pháp sinh học Các ion kim loại nặng xử lý vi sinh vật không loại dạng cặn, phần bị hấp phụ bùn hoạt tính Thủy ngân, asen, chất độc khó xử lý mà tiêu diệt vi sinh vật có lợi nước thải 1.2.5 Khử trùng xả nước thải nguồn - Khử trùng nước thải Sau xử lý học, sinh học điều kiện nhân tạo, vi khuẩn gây bệnh không bị tiêu diệt hồn tồn.Vì vậy, để đảm bảo điều kiện vệ sinh, nước thải đô thị nước thải sinh hoạt sau xử lý học xử lý sinh học điều kiện nhân tạo cần phải khử trùng tiếp tục - Trộn, bể tiếp xúc cống xả nước thải nguồn Hóa chất khử trùng đưa vào máng trộn để trộn nước thải, sau hỗn hợp chuyển qua bể tiếp xúc để thực trình phản ứng diệt khuẩn Chương 1: ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ 1.Chất lượng nước mặt yêu cầu sau xử lý -Áp dụng QCVN 40:2011/BTNMT ban hành ngày 28 tháng 12 năm 2011 chất lượng nước thải công nghiệp Lấy theo giới hạn tối đa cho phép,ta có bảng so sánh tiêu đề với quy chuẩn sau: BẢNG THÔNG SỐ CHẤT LƯỢNG ĐẦU VÀO VÀ YÊU CẦU ĐẦU RA stt Chỉ tiêu Đơn vị Nhiệt độ o C Giá trị đầu Chỉ tiêu đầu Đánh giá vào (40:2011/BTNMT ) 20-35 40 - pH 3,5-6,5 5,5 – Xử lí BOD5 mg/l 150 50 Xử lý COD mg/l 400 150 Xử lý TS mg/l 170 100 Xử lý SS mg/l 85 N-NH4 mg/l 10 10 Đạt mg/l mg/l Từ bảng ta thấy: -Nhiệt độ: thấp nhiều so với quy chuẩn 40:2011/BTNMT -pH : khoảng giá trị thấp nhiều so với quy chuẩn 40:2011/BTNMT BOD5: vượt gấp lần so với quy chuẩn 40:2011/BTNMT COD: vượt gấp 2,67 lần so với quy chuẩn 40:2011/BTNMT TS: vượt gấp 1,7 lần so với quy chuẩn 40:2011/BTNMT N-NH4: vừa quy chuẩn - Đề xuất công nghệ -Dựa vào bảng phân tích tiêu nước mặt đầu vào: COD, TS cao nên dây chuyện công nghệ : điều hòa lắng sơ cấp Xử lí sinh học lắng thứ cấp Khử Trùng -Qúa trình lắng sơ cấp ta sử dụng , bể lắng đứng, lắng ngang -xử lí sinh học : dùng bể biofin, hồ sinh học, bể aerotank…… 2.Lựa chọn dây chuyền công nghệ NaOH a.Đề xuất phương án Lựa chọn sơ đồ cơng nghệ Phương án 1: Máy thổi khí NT vào Bể điều hòa Song chắn rác rác Chơn lấp Bể metan Bể lắng đứng I Xe hút bùn định kì Bể nén bùn Bùn tuần hồn Nước javen Khử trùng Nước Bể lắng đứng II Bể aeroten Chú thích: : đường nước : đường bùn : đường khí : Đường hóa chất Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ: Nước thải thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa ngăn tiếp nhận đường ống áp lực.Từ ngăn tiếp nhận nước thải dùng bơm đẩy lên mương dẫn tự chảy vào cơng trình đơn vị trạm xử lý Đầu tiên nước thải dẫn qua song chắn rác,tại rác cặn có kích thước lớn giữ lại,sau thu gom ,đưa máy nghiền rác.Sau qua song chắn rác,nước thải tiếp tục đưa vào bể điều hòa, bể điều hóa có sử dụng bơm định lượng để bơm hóa chất NaOH để ổn định pH cho đạt u cầu để cơng trình xử lý đạt hiệu cao Nước thải từ bể đièu hòa tiếp tục bơm vào bể lắng đứng đợt I,tại chất hữu không hòa tan nước thải giữ lại, các chất rắn nước Cặn lắng đưa đến bể metan để lên men, nước thải tiếp tục vào bể aeroten Tại bể aeroten,các vi khuẩn phân hủy hợp chất hữu có nước thải điều kiện sục khí liên tục Qúa trình phân hủy làm sinh khối bùn hoạt tính tăng lên, tạo thành bùn hoạt tính dư, sau nước thải chảy qua bể lắng đợt II ,phần bùn hỗn hợp bùn-nước sau bể aeroten giữ lại, phần bơm tuần hoàn trở lại bể aeroten nhằm ổn định nồng độ bùn hoạt tính bể aeroten, phần lại đưa bể nén bùn để giảm độ ẩm ổn định bùn hoạt tính dư, sau đưa qua bể metan Sau xử lý sinh học lắng đợt II, Hàm lượng cặn nồng độ BOD nước thải giảm đáng kể,đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng đầu nồng độ vi khuẩn (coliform) lượng lớn yêu cầu phải tiến hành khử trùng nước thải trước xả vào nguồn tiếp nhận Nước thải khử trùng hệ thống hơi,nước thải sau xử lý thải nguồn tiếp nhận Bùn sau nén đưa vào bể metan để lên men ổn định yếm khí Nhờ khuấy trộn, sấy nóng sơ bùn cặn nên phân hủy chất hữu ể metan diễn nhanh Lượng khí thu bể metan dự trưc bể khí sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu Bùn sau lên men chuyển sân phơi bùn, cuối đem phục vụ cho mục đích nơng nghiệp chơn lấp NaOH Phương án 2: NT vào Máy thổi khí Bể điều hòa Song chắn rác Chôn lấp rác Bể metan Bể lắng đứng Xe hút bùn định kì Bể nén bùn Bùn tuần hồn Nước javen Khử trùng Bể lắng đứng Bể biofin thường Nước Chú thích: : đường nước : đường bùn : đường khí : Đường hóa chất Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Nước thải thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa ngăn tiếp nhận đường ống áp lực.Từ ngăn tiếp nhận nước thải tự chảy sang cơng trình đơn vị trạm xử lý Đầu tiên nước thải chảy qua bể lắng đợt I phương án I.Sau đó,nước thải dẫn đến bể biofil thườ.Tại nước thải lọc qua lớp vật liệu có bao bọc lớp màng vi sinh vật.Màng vi sinh vật sử dụng theo nước trôi khỏi bể tách khỏi nước thải xử lý bể lắng đợt Nước từ bể trộn vào phần ống trung tâm có tốc độ nước chảy ống (quy phạm 0,8-1) Suy ta có đường kính ống dẫn nước vào bể phản ứng xốy hình trụ Chọn đường kính ống dẫn nước vào 60 mm • Hiệu xử lí sau bể lắng Nồng độ chất bẩn lại sau lắng là: TS = Cbđ(100 – 60)%= 163,2(100-60)/100=65,28 mg/l STT Thơng số Đơn vị Giá trị Đường kính bể m 5,62 ống trung tâm m 0,6 Chiều cao vùng lắng m Chiều cao xây dựng m 6,5 Bể Số lượng bể - Bể Aerotank Tính theo mục 8.16 – TCVN 7957:2008 BOD đầu vào aerotank 115,2 mg/l, qua công trình phía trước BOD xử lí phần nhỏ BOD nước thải đưa vào aerotank La< 150mg/l Theo 8.16.3 Ta chọn loại bể aerotank đẩy khơng có ngăn tái sinh bùn hoạt tính Với thơng số đầu vào đề cho, ta tính tốn thiết kể bể xử lí nước thải cơng nghiệp nước thải sinh hoạt Các thông số thiết kế: - Lưu lượng nước thải: Q= 450 m3/ngày đêm - Nhiệt độ nước thải 25oC - Hàm lượng BOD đầu vào: 115,2 mg/l - Hàm lượng chất rắn đầu vào TS= 65,28 mg/l - Hàm lượng BOD đầu 15 mg/l Đối với nước thải đô thị ta chọn: ρmax = 85 , Kl = 33, K0 = 0,625,φ = 0,07 , Tr = 0,3 Bảng 46- TCVN 7959:2008 - Thời gian cấp khí nước thải t(h) AEROTEN khơng có ngăn tái sinh xác định theo công thức sau đây: t=[(C0+K0)(Lhh-Lt)+ KlC0ln]Kp (Công thức 64 trang 65-TCVN 7957:2008) - Trong : BOD hỗn hợp nước thải bùn hoạt tính tuần hồn vào bể aerotank: Lhh = = = 70,05 (mg/l) (Công thức 65 trang 65-TCVN 7957:2008) : BOD5 nước thải sau xử lý ( mg/l); Lt =15 mg/l Tr: độ tro bùn hoạt tính = 0,3 (Bảng 46 trang 65-TCVN 7957) : tốc độ OXH riêng lớn 1h = 85( mgBOD 5/g chất khô không tro bùn); (Bảng 46_ trang 65-TCVN 7957) Kl : Hằng số đặc trưng cho tính chất chất bẩn hữu nước thải = 33 (mg BOD/l ) (Bảng 46 trang 65-TCVN 7957) K0 : Hằng số kể đến ảnh hưởng oxy hòa tan = 0,625 (mgO 2/l ) (Bảng 46 trang 65-TCVN 7957) - φ : Hệ số kể đến kìm hãm trình sinh học sản phẩm phân hủy bùn hoạt tính ( l/h ) = 0,07 (Bảng 46 trang 65-TCVN 7957) C0 : nồng độ oxy hòa tan cần thiết phải trì aerotank thực tế lấy từ 2-4mg/l chọn C0=3mg/l Kp : Hệ số tính đến ảnh hưởng q trình trộn dọc theo bể lấy 1,5 với L t =15 mg/l (200mm lấy Dn=800mm = 0,8m phục vụ cho việc đặt bơm để bơm tuần hoàn bùn vi sinh Chiều cao xây dựng bể lắng đứng: H=Hlắng + hn + hbv=3+2,9+0,5=6,4 (m) • Máng thu nước: Chọn vận tốc nước chảy máng 0,3m/s Diện tích mặt cắt ướt máng: A= = =0,018 m2 q: lưu lượng nước chảy bể lắng m3/s q=0,00521m3/s Xây máng có kích thước 200 x 200mm (khơng kế phần cưa) Thiết kế chắn bùn rộng 300mm đặt cách máng cưa 0,2m, mép chắn bùn cao phần cưa 0,1m STT Thơng số Đường kính bể ống trung tâm Chiều cao vùng lắng Chiều cao xây dựng Số lượng bể Đơn vị m m m m Bể Giá trị 4,84 0,6 6,4 Bể khử trùng Khử trùng Clo • Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải Ya = = = 1,35 kg/ngày đêm Với –Q: lưu lượng nước thải Q=450 m3/ngày đêm -a : liều lượng Clo hoạt tính,nước thải sau xử lý sinh học hồn tồn a=3g/m ( theo 8.28.3 TCVN 7957: 2008) Dùng clorua vơi để khử trùng, tỉ lệ clo hoạt tính p chiếm 45% lượng clorua vôi cần dùng: X===3kg/ngày đêm Dung tích hữu ích cho bồn hóa chất pha Clorua vơi để sử dụng: W===0,09 m3 Chọn bồn hóa chất 100 lít để sử dụng Trong đó: n: số ngày sử dụng cho lần pha, chọn ngày b: nồng độ dung dịch clorua vôi, 21% D: khối lượng riêng dung dịch Clorua voi 21%, D=1110 kg/m3 • tính tốn bể tiếp xúc –kiểu bể lắng ngang Thể tích hữu ích bể tiếp xúc tính theo công thức : V=Q x t = 18,75 x = 18,75 (m3) [2,tr178] Với –t:thời gian lưu nước ,chọn t=60 phút - Q =18,75 (m3/h) : lưu lượng nước trong1h -chọn chiều cao hữu ích bể Hi = m -chiều cao bảo vệ : hbv =0,5 m chiều cao xây dựng 3,5m Diện tích bề mặt : F= = =5,4 (m2) [2,tr178] -chọn chiều rộng bể B=1,5m =>chiều dài bể: L= = = 3,6 (m) Chọn bể khử trùng loại ziczac ,chiều dài bể 3,6 m, gồm ngăn, ngăn dài 1,2 m Bảng 3.8.các thông số thiết kế bể khử trùng stt Tên thông số Đơn vị Số liệu Chiều dài bể m 3,6 Chiều rộng bể m 1,5 Chiều cao bể m 3,5 Thời gian lưu nước Giờ 8.Bể nén bùn Độ tăng sinh khối bùn hoạt tính dư xác định Pr = 0,8C1 + 0,3 La = 0,8 × 65,28 + 0,3 × 115,2 = 56,8 ( mg/l) CT 73- TCVN 7957 Trong : C1 : Lượng SS nước thải vào bể aeroten C1=65,28 (mg/l) La: Lượng BOD5 nước thải vào bể aeroten La=115,2(mg/l ) Lượng bùn hoạt tính từ bể lắng : = = = 0,32 (m3/h ) CT 4.22 Trang 124_Giáo trình xử lý nước thải thị_Trần Đức Hạ Trong : q: lưu lượng bùn theo (m3/h ) Q: lưu lượng nước thải = 450 m3/ngđêm C : Nồng độ bùn hoạt tính dư phụ thuộc vào đặc tính bùn Bảng 50_TCVN 7957 Chọn = 4000 mg k:hệ số tăng sinh khối không điều hóa tháng bùn hoạt tính k = 1,15-1,2, chọn k=1,2 (theo Trang 123_Giáo trình xử lý nước thải đô thị_Trần Đức Hạ) Lượng nước tối đa tách từ trình: qn = = 0,32 x = 0,192 ( m3 ) Trong : , độ ẩm bùn trước vào bể nén, thông thường =99,2% Trang 124_Giáo trình xử lý nước thải thị_Trần Đức Hạ : độ ẩm bùn hoạt tính sau nén chọn tương ứng (Bảng 50_TCVN 7957) = 98% ( bể đứng ) Dung tích phần bùn bể: Wb=qn = 0,192 = 2,304(m3) CT 4.24 Trang 125_Giáo trình xử lý nước thải thị_Trần Đức Hạ Trong đó: tb: thời gian nén bùn, từ 10-12h, lấy 12h (Bảng 50_TCVN 7957) n: số bể nén bùn, chọn số bể (theo 8.19.1 TCVN 7957:2008) - Chiều cao công tác bể nén bùn : Hct = tb × v × 3600 = 12 × 0,1×10-3 ×3600 = 4,32 ( m ) Với v : vận tốc vùng chảy vùng lắng bể nén bùn ( ≤ 0,1 mm/s ) chọn 0,1 mm/s Bảng 50_TCVN 7957 tb : thời gian nén bùn ( 10– 12h ) Chọn 12 h theo Bảng 50_TCVN 7957 Diện tích bể nén bùn tính theo cơng thức : F1= = = 0,9 (m2 ) Trong : V1 vận tốc dòng chảy phần lắng bể theo chọn Vl = 0,001 (Mục 8.19.3trang 71_TCVN 7957:2008) - Diện tích ướt ống trung tâm bể nén bùn: F2 = = = 3,2x10-3- ( m2) Trong : V2 : vận tốc nước bùn ống trung tâm chọn = 28mm/s Trang 136_Giáo trình xử lý nước thải thị_Trần Đức Hạ Diện tích tổng cộng bể nén bùn F = F1 + F2 = 0,9 + 3,2x10-3 = 0,9032 ( m2 ) - Đường kính bể : D = = 1,1 m n: số đơn nguyên bể nén bùn (Chọn n = 1) - Đường kính ống trung tâm bể : Dt = = = 0,063 ( m ) chọn D = 75mm - Đường kính chiều cao phần loe : D1 = 1,35 Dt = 1,5 ×0,075 = 0,1125( m) - Đường kính hắt : Dh = 1,3 D1 = 1,3 ×0,1125 = 0,15 ( m) - Chiều cao hình nón: Hn= tan α = tan 50 = 0,55 (m ) Trong : Dn : Đường kính đáy nón = 0,2 m Chọn α = 500 Mục 8.5.11_TCVN 7957 Chiều cao xây dựng bể : Hxd = Hct + Hn + Hbv = 4,32 + 0,55 + 0,5 = 5,37 (m ) Thông số thiết kế bể nén bùn li tâm Giá trị STT Thơng số thiết kế Kí hiệu Đơn vị Đường kính bể D m 1,1 Đường kính ống trung Dt tâm mm 75 Chiều cao m 5,37 H o 8.Bể Metan Thể tích bể W= = = 14,3( m3) CT 87[1] Trong : D = 7(%) Bảng 53[1] M = M1 + M2 Lượng bùn cặn tươi đưa vào bể Mê tan ngày (m3) - M1 lượng cặn bể lắng M1===0,8(m3/ng.đ) = 0,034 ( m3/h ) + C0: Hàm lượng cặn lơ lửng đầu vào =163,2 mg/l + EL1: Hiệu suất bể lắng = 60% + Q:Lưu lượng : 450 m3/ngđ + P1: Độ ẩm cặn tươi lắng với P1 = 93% + K: Hệ số chọn 1,1-1,2 Chọn K = 1,2 - M2 Bùn hoạt tính dư từ bể nén bùn M2 = q = 0,32 × = 6,08 x 10-3 (m3/h) + q: lượng bùn vào bể nén bùn = 0,32 m3/h + P2: Độ ẩm cặn vào bể nén bùn = 99,2% + P3: Độ ẩm cạn sau nén Bảng 50_TCVN 7957 = 97,3 % Vậy M = 0,034 + 6,08 x 10-3 = 0,04 ( m3/h) =1 (m3/ngày đêm) Chọn chiều cao bể mê tan m Diện tích bể F = = = 7,15 ( m2 ) Đường kính bể mê tan : Chọn bể Mê-tan hoạt động D= = = 3,02 ( m ) Thông số thiết kế bể mê tan STT Thơng số thiết kế Kí hiệu Đơn vị Giá trị Số lượng - Bể Thể tích bể W m3 14,3 Đường kính bể D m 3,02 Chiều cao H m Chiều cao xây dựng Hxd m 2,5 9.Trung hòa pH Trong nước thải pH = 3,5-6,5 ta chọn giá trị thấp để tính tốn, giá trị theo QCVN 40:2011/BTNMT yêu cầu pH từ 5,5-9, ta chọn giá trị pH=5,5 để tính tốn Tính tốn đưa pH từ 3,5 5,5 pH= 3,5 -log [H+] = 3,5 [H+] = 10-3,5=3,2 x 10-4 mol H+/l pH=5,5 [H+] =3,2 x 10-6 mol H+/l Cần giảm lượng H+ từ 3,2 x 10-4 mol H+/l xuống 3,2 x 10-6 mol H+/l = 3,2 x 10-4 -3,2 x 10-6 = 3,168 x 10-4 mol/l = lượng OH- cần thêm Lượng NaOH cần thêm 3,168 x 10-4 x 40 = 0,012672 g/l = 0,012672 kg/m3 Lượng NaOH nguyên chất cần dùng ngày 0,012672 x 450=5,7024 kg/ngày đêm Theo 8.20.1 TCVN 7957:2008 lượng hóa chất phải tính dư 10% so với lượng tính tốn lượng NaOH cần dùng m = 6,3kg/ngày đêm Dung tích hữu ích cho bồn hóa chất pha NaOH để sử dụng: W= = = 0,1764 m3 Chọn bồn hóa chất 200 lít để sử dụng Trong đó: n: số ngày sử dụng cho lần pha, chọn ngày b: nồng độ dung dịch NaOH bão hòa, 20% D: tỷ trọng NaOH dung dịch 20% 1250 kg/m3 3.1 Tính tốn cao trình Tổn thất áp lực qua đơn vị cơng trình: (Theo bảng 3.21 trang 182 sách tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải thị công nghiệp-Lâm Minh Triết) + Tổn thất qua song chắn rác -20 cm, , chọn cm + Tổn thất qua mương dẫn(ống dẫn) từ bể đầu đến nguồn tiếp nhận: chọn 50cm + Tổn thất qua bể điều hòa 10- 20, chọn 10 cm + Tổn thất qua bể lắng đợt I : 40 -50 cm, chọn 40cm + Tổn thất qua bể Aerotank: 25 –40cm, chọn 25 cm + Tổn thất qua bể lắng đợt II : 40-50 cm, chọn 40 cm + Tổn thất qua bể khử trùng: 40 –60 cm, chọn 50cm + Coi tổn thất từ bể chảy sang nhau, bỏ qua tổn thất đường ống chọn hô=20cm 3.1.1 Cao trình cơng trình theo mực nước Chọn cốt mặt đất vị trí xây trạm xử lý: Ztrạm = 0,0 m Căn vào tổn thất áp lực qua cơng trình đơn vị ta tính cao trình mực nước cho cơng trình sau: Mực nước ống xả nguồn tiếp nhận, coi mực nước cao nguồn tiếp nhận đạt mức -1m so với mặt đất vị trí xây dựng(mặt đất khu cơng nghiệp) Zmaxnguồn= -1(m) zn = zmaxnguồn+ 0,0 = -1,0 (m) a Mương dẫn : zm = zn + hm = -1,0+ 0,5 = -0,5 (m) b Bể khử trùng: Cao trình mực nước bể khử trùng: Zktn = zm + hkt = -0,5 + 0,5 = 0,0 (m) Cao trình đỉnh bể khử trùng: Zktđỉnh = 0,0 + 0,5= 0,5 (m) ( chọn 0,5: chiều cao bảo vệ) Cao trình đáy bể khử trùng: Zktđáy = 0,5 – 3,5 = -3,0 (m) (chiều cao công tác bể khử trùng kiểu lắng ngang tiếp xúc 3,5m) c Bể lắng đứng đợt II Cao trình mực nước bể lắng II là: zbl2n = znkt + hbl2 + hô = 0,0 + 0,4 +0,2 = 0,6 (m) Cao trình đỉnh bể lắng II: zbl2đỉnh = zbl2n + hbv = 0,6 + 0,5 = 1,1 (m) Cao trình đáy bể lắng II : zbl2đáy = zbl2Đỉnh–h = 1,1 – 6,4 = -5,3 (m) d Bể Aroten : Cao trình mực nước bể arotank: Zan = zbl2n + hb +hô = 0,6 + 0,25+0,2 = 1,05 (m) Cao trình đỉnh bể arotank: zađỉnh = zbn + hbv = 1,05 + 0,5 = 1,65 (m) Cao trình đáy bể arotank: zađáy = zađỉnh – h = 1,65 – 3,5 = -1,85 (m) e Bể lắng đứng đợt : Cao trình mực nước bể lắng đứng đợt I : zblđ1n = Zan + hbl1+hô = 1,05 + 0,4 +0,2 = 1,65 (m) Cao trình đỉnh bể lắng đứng đợt I : zblđ1đỉnh = zblđ1n + hbv = 1,65 + 0,5 =2,15 (m) Cao trình đáy bể lắng đứng đợt I: zblđ1đáy = zblđ1đỉnh – hxd = 2,15 – 6,5 = -4,35 (m) Nước bơm từ bể điều hòa sang bể lắng đợt I f Bể điều hòa: Xây bể điều hòa chìm 4m Cao trình mực nước bể điều hòa zbđhn = -0,5 (m) Cao trình đỉnh bể điều hòa: zbđhđỉnh = zđhn + hbv = -0,5 + 0,5 = (m) Cao trình đáy bể điều hòa: Zđhđáy = zđhđỉnh – = – = -4 (m) g Song chắn rác Cao trình mực nước sau qua song chắn rác: = zbđhn + h +hô = + 0,05 +0,2= 0,25(m) Cao trình mực nước trước song chắn rác: = + hscr = 0,25 + 0,037= 0,287 (m) Chiều cao mực nước mương dẫn có đặt SCR với đáy mương nhỏ (5,7cm) nên ta bỏ qua tính tốn mực nước lý thuyết + Cao trình đỉnh SCR: Zđỉnh = + 0,5 = 0,75 (m) + Cao trình đáy song chắn rác: zblcđáy = zblcđ – hxd = 0,75 – = -0,25 (m) 3.1.2 Cao trình cơng trình theo đường bùn Bùn bể lắng xả bơm bể mê tan có cao trình đỉnh : 2,5m Bùn bể lắng xả bơm bể nén bùn có cao trình đỉnh : m Bể nén bùn Bùn bơm sang bể nén bùn: - Cao trình đáy bể nén bùn: - Cao trình mực nước bể nén bùn : Bể metan : - Cao trình đáy bể metan: - Cao trình mực nước bể metan : TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ xây dựng, Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7957 : 2008 – Thoát nước - mạng lưới cơng trình bên ngồi – tiêu chuẩn thiết kế [2] Trịnh Xn Lai (2002) Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, Nhà xuất xây dựng [3] Trần Đức Hạ (2006) Xử lý nước thải đô thị, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội ... hoạt tính 1.2.3 Xử lý nước thải phương pháp sinh học điều kiện tự nhiên Các phương pháp xử lý nước thải đất: dựa vào mức độ xử lý tải trọng tưới nước thải, phương pháp xử lý nước thải phân thành... ngập nước mặt Các loại cơng trình xử lý nước thải đất: dựa vào đặc điểm xây dựng khả khảo sát trình xử lý người ta chia loại cơng trình là: cánh đồng ngập nước tự nhiên, cánh đồng ngập nước nhân... (gồm cánh đồng ngập nước bề mặt cánh đồng ngập nước phía dưới) 1.2.4 Xử lý nước thải phương pháp hóa học hóa lý Phương pháp đơng tụ Mục đích: để tăng nhanh trình lắng chất lơ lửng phân tán nhỏ,