Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp Long Hậu Cần Guộc - Long An giai đoạn 2, công suất 3000m3/ ngày đêm

điều hòa Thông số thiết kế Giá trị Thời gian lƣu nƣớc Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Đƣờng kính ống chính Đƣờng kính ống nhánh (17 ống nhánh) Số đĩa phân phối khí Máy thổi khí Kiểu Model Công suất Nhà sản xuất Số lƣợng Máy bơm chìm Kiểu Model Lƣu lƣợng Công suất Nhà sản xuất Số lƣợng 5 giờ 24,5 m 18 m 5,5 m 250 mm 60 mm 170 đĩa Root RSR 125 LK 19 KW Tsurumi – Nhật 3 máy (2 hoạt động + 1 dự phòng) Bơm nhúng chìm CN 100 2,2 (m 3 /phút) 5,5 KW ShinMaywa – Nhật 2 máy chạy luân phiên Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 68 SVTH: Phan Anh Chiến Hiệu quả xử lý BOD5 là 5%, hàm lƣợng BOD5 còn lại BOD5 = 380 (1- 5%) = 361 mg/l Hiệu quả xử lý COD là 5%, hàm lƣợng COD còn lại là: COD = 570 ( 1- 5%) = 541,5 mg/l Hiệu quả xử lý N là 10%, hàm lƣợng N còn lại là: N = 60 ( 1- 10%) = 54 mg/l 4.6. Bể nâng pH Lƣu lƣợng nƣớc thải Qh TB = 125 m 3 /h Thời gian lƣu nƣớc cho toàn bộ bể nâng pH là 12 phút. Tính toán bể khuấy trộn bằng cánh khuấy Thể tích hữu ích bể : V = Qh TB .t = 125m 3 /h x 60 12 ph = 25 m 3 Chọn bể vuông với kích thƣớc BxLxH = 2,3 x 2,3 x 5 = 26,45 m3 Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 Chiều cao xây dựng bể là: H = 5 + 0,5 = 5,5 m Tính toán thiết bị khuấy trộn Dùng cánh khuấy phẳng hai cánh. Chiều dài cánh L = 0,4 x 2,3 = 0,92 m Năng lƣợng truyền vào nƣớc: P = G 2 V Trong đó: G: giadient vận tốc, G = 160 s-1 V: thể tích bể, V = 26,45 m3 Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 69 SVTH: Phan Anh Chiến  : độ nhớt động lực học của nƣớc, ứng với t=25C,  = 0,9.10-3 Ns/m2  P = 1602 x 26,45 x 0,9.10-3 = 609,76 J/s = 0,61 kW Hiệu suất động cơ  = 0,8  Công suất động cơ là: 0,61/ 0,8 = 0,763 kW Chọn động cơ có công suất 1,1 kW Vậy ta có thông số thiết kế bể nâng pH nhƣ sau: Bảng 4.6: Thông số thiết kế cho bể nâng pH Thông số thiết kế Giá trị Thời gian lƣu nƣớc Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Thiết bị khuấy trộn Kiểu Vận tốc Công suất Nhà sản xuất motor 12 phút 2,3 m 2,3 m 5,5 m Mặt bích trục đứng, cánh khuấy 80-100 vòng /phút 1,1 KW Sumitomo – Nhật Hoá chất dùng cho quá trình nâng pH Ta sử dụng NaOH làm chất nâng pH vì một số ƣu điểm sau: - Tác dụng tốt ở nhiệt độ thƣờng - pH khi châm NaOH sẽ tăng nhanh Liều lƣợng chất nâng pH thì đƣợc tính toán theo thực tế nƣớc thải Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 70 SVTH: Phan Anh Chiến Chọn loại bồn có thể tích V = 3 m3, chịu đƣợc hóa chất để chứa NaOH Bơm định lượng hóa chất Chọn bơm định lƣợng A-125N-30/B-19 với các thông số: Qmax = 62 L/h, Hmax = 14 kg/cm 2, Công suất P = 180 W 4.7. Bể keo tụ Thông số thiết kế bể trộn nhanh trong xử lý nƣớc thải - Thời gian lƣu nƣớc t = 5 – 20 phút - Gradient vận tốc G không lớn hơn 800 s-1 Chọn t = 10 phút G = 520 s -1 Thể tích bể trộn : V = Qh TB x t = 125 x 10/60 = 20,8 m 3 Bể trộn hình vuông với tỉ lệ H:B = 1,5:1 Chọn chiều cao bể trộn là H = 4 m ( và 0,5 m chiều cao bảo vệ) F = B x L = 4 8,20 H V  = 5,2 m 2  B = L = 2,3 m Tính lại thể tích bể: V = B x L x H = 2,3 x 2,3 x 4,5 = 24 m3 Thể tích hữu ích: V = B x L x H = 2,3 x 2,3 x 4 = 21,16 m3 Tính công suất cánh khuấy Dùng cánh khuấy phẳng hai cánh. Chiều dài cánh L = 0,4 x 2,3 = 0,92 m Năng lƣợng truyền vào nƣớc: Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 71 SVTH: Phan Anh Chiến P = G 2 V Trong đó: G: giadient vận tốc, G = 520 s-1 V: thể tích bể, V = 21,16 m3  : độ nhớt động lực học của nƣớc, ứng với t=25C,  = 0,9.10-3 Ns/m2  P = 5202 x 21,16 x 0,9.10-3 = 5149,9 J/s = 5,2 kW Hiệu suất động cơ  = 0,8  Công suất động cơ là: 5,2 / 0,8 = 6,5 kW Vậy ta có thông số thiết kế bể keo tụ là: Bảng 4.7: Thông số thiết kế cho bể keo tụ Thông số thiết kế Giá trị Thời gian lƣu nƣớc Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Thiết bị khuấy trộn Kiểu Vận tốc Công suất Nhà sản xuất motor 10 phút 2,3 m 2,3 m 4,5 m Mặt bích trục đứng, cánh khuấy 100-150 vòng /phút 1,5 KW Sumitomo – Nhật Hoá chất dùng cho quá trình keo tụ Ta sử dụng PAC làm chất keo tụ vì một số ƣu điểm sau: Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 72 SVTH: Phan Anh Chiến - Tác dụng tốt ở nhiệt độ thƣờng - Kích thƣớc bông keo có khoảng giới hạn rộng của thành phần muối Liều lƣợng chất keo tụ thì đƣợc tính toán theo thực tế nƣớc thải Chọn loại bồn có thể tích V = 5 m3, chịu đƣợc hóa chất để chứa PAC Bơm định lượng hóa chất Chọn bơm định lƣợng A-125N-30/B-19 với các thông số: Qmax = 62 L/h, Hmax = 14 kg/cm 2, Công suất P = 180 W 4.8. Bể tạo bông Ta thiết kế bể tạo bông vách ngăn. Thời gian lƣu nƣớc trong bể phản ứng t = 20 phút Thể tích hữu ích của bể là: Vpƣ = Qh TB .t = 125x 60 20 = 41,67 m 3 Chiều sâu lớp nƣớc trong bể chọn là H = 0,6 m Diện tích mặt thoáng của bể phản ứng là: Fpƣ = 6,0 67,41  H V pu = 69,45 m 2 Bảng 4.8: Thông số thiết kế bể phản ứng vách ngăn STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 Thời gian lƣu nƣớc - Nƣớc đục - Nƣớc có màu hoặc độ đục thấp Tốc độ dòng nƣớc trong bể Phút Phút 20 30 – 40 Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 73 SVTH: Phan Anh Chiến 3 4 - Khoảng cách các vách đều nhau - Khoảng cách các vách khác nhau  Đầu bể  Cuối bể Số vách ngăn Tỉ số dài:rộng (L/B) m/s m/s m/s vách 0,2 – 0,3 0,3 0,1 8 – 10  10:1 Để đảm bạo bông cặn tạo thành ở cuối bể ta xây dựng bể có vận tốc giảm dẩn từ 0,3 m/s ở đầu bể và 0,1 m/s ở cuối bể Chiều rộng bể ở ngăn đầu tiên ứng với H = 0,6 m v = 0,3 m/s Qh TB = 125 m 3 /h  b = 3,06,03600 125 3600 xxHvx Q TBh  =0,193 m Tƣơng tự ta tính với 8 ngăn lƣu nƣớc đƣợc kết quả nhƣ sau: Lƣu lƣợng,m3/h Chiều cao mực nƣớc, m Chiều rộng ngăn , m Vận tốc nƣớc trong ngăn, m/s Qh TB =125 H = 0,6 0,2 0,3 Qh TB =125 H = 0,6 0,25 0,23 Qh TB =125 H = 0,6 0,3 0,19 Qh TB =125 H = 0,6 0,35 0,17 Qh TB =125 H = 0,6 0,4 0,15 Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 74 SVTH: Phan Anh Chiến Qh TB =125 H = 0,6 0,45 0,13 Qh TB =125 H = 0,6 0,5 0,12 Qh TB =125 H = 0,6 0,55 0,1 B =b = 0,2 + 0,25 + 0,3 + 0,35 + 0,4 + 0,45 + 0,5 + 0,55 =3 m Chiều dài bể: L = 3 45,69  B F = 23,15 m Kiểm tra tỉ số L:B = 23,15 : 0,55 > 10:1  Kích thƣớc đạt yêu cầu Chiều dài mỗi vách ngăn là l = 8 15,23 8  L = 2,89  2,9 m Tổn thấp áp lực cần thiết qua tổng các vách ngăn: H = TB sgQ VG 2 Trong đó : G : cƣờng độ khuấy trộn cần chọn (s-1), G = 50 s-1  : độ nhớt động học (m2/s),  = 0,91.10-6 m2/s V : thể tích bể ( m3), V = 41,67m3 g : gia tốc trọng trƣờng ( g = 9,81 m/s2) Qs TB : lƣu lƣợng ( Qs TB = 0,0347 m 3 /s) H = 0347,081,9 67,411091,050 62 x xxx  = 0,278 m Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 75 SVTH: Phan Anh Chiến Tổn thất áp lực cục bộ tại các chỗ ngoặt đƣợc tính theo công thức: Hcb = 0,15v 2 Với v: vận tốc nƣớc qua chổ ngoặt = vận tốc trong ngăn Hcb = 0,15x (0,3 2 +0,23 2 + 0,19 2 +0,17 2 + 0,15 2 +0,13 2 +0,12 2 +0,1 2 ) = 0,041 m Tổng tổn tất trong bể phản ứng vách ngăn là H = 0,278 + 0,041 = 0,319 m  Chiều cao của tạo bông H = 0,6 + 0,319 = 1 m Vậy ta có thông số thiết kế bể tạo bông nhƣ sau: Bảng 4.9: Thông số thiết kế cho bể tạo bông Thông số thiết kế Giá trị Thời gian lƣu nƣớc Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Số ngăn Chiều rộng ngăn 20 phút 23,15 m 3 m 1 m 8 0,2 ; 0,25 ; 0,3 ; 0,35 ; 0,4 ; 0,45 ; 0,5 ; 0,55 Hoá chất dùng cho quá trình tạo bông Ta sử dụng anion polymer làm chất trợ keo tụ Liều lƣợng chất keo tụ thì đƣợc tính toán theo thực tế nƣớc thải Chọn loại bồn có thể tích V = 3 m3, chịu đƣợc hóa chất để chứa anion polymer Bơm định lượng hóa chất Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 76 SVTH: Phan Anh Chiến Chọn bơm định lƣợng A-125N-30/B-19 với các thông số: Qmax = 62 L/h, Hmax = 14 kg/cm 2, Công suất P = 180 W 4.9. Bể lắng I Chọn tải trọng bề mặt: LA = 35 m 3 /m 2 .ngày Diện tích bề mặt bể lắng 27,85 35 3000 m L Q A A  Đƣờng kính bể lắng m A D 45,10 7,8544     Chọn D = 11m Đƣờng kính ống trung tâm: d = 20%D = 2,2m Chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng h = 3,5 m Chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,7 m, chiều cao lớp trung hòa hth = 0,2 m, chiều cao an toàn hs = 0,3 m Chiều cao tổng cộng của bể lắng HTC = 3,5 + 0,7 + 0,3 + 0,2 =4,7 m Độ dốc đáy 4  10 %, chọn độ dốc 10% Chiều cao ống trung tâm htt = 60% h =60%x 3,5 = 2,1 m Thể tích phần lắng     32222 15,3195,32,211 44 mhdDVL   Thời gian lƣu nƣớc h Q V HRT L 55,2 24/3000 15,319  Để thu nƣớc bể lắng, dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể. Thiết kế máng thu nƣớc đặt theo chu vi vành trong của bể, đƣờng kính ngoài của máng chính là đƣờng kính trong của bể Đƣờng kính máng thu Dm = (70 – 80%)D Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 77 SVTH: Phan Anh Chiến Dm = 11 x 80% = 9 m Tải trọng thu nƣớc trên 1 m dài máng thu Lm = 9 3000    mD Q = 106,2 m 3 /m.ngày Bể lắng I có bố trí hệ thống thanh gạt ván nổi và thiết bị thu ván nổi -Đƣờng kính tấm chặn ván nổi Dv = Dm - 0,3= 9 – 0,3 = 8,7 m -Thanh gạt váng nổi chiều dài lt = 0,5Dv = 4.35m Chọn motor hộp số cho thanh gạt ván nổi và thanh gạt bùn có v = 0,1 vòng/phút Lƣợng bùn sinh ra %6030004081 xxQSSM SS   = 734,4 kg/ngày (Giả sử hiệu quả xử lý cặn lơ lửng đạt  = 60% ở tải trọng 35 m3/m2.ngày) Giả sử bùn tƣơi có hàm lƣợng cặn 5% (độ ẩm 95%), tỉ số VSS:TSS = 0,75 và khối lƣợng riêng bùn tƣơi 1053 kg/m3. Lƣu lƣợng bùn tƣơi cần phải xử lý là: Qtƣơi 95,13 105305,0 4,734    m 3 /ngày Lƣợng bùn tƣơi có khả năng phân hủy sinh học Mtƣơi 8,55075,04,734  kg/ngày Máy bơm bùn tƣơi từ bể lắng I sang bể phân hủy bùn Qtƣơi= 13,95/24 = 0,58125 m 3 /h Chọn 2 bơm trục ngang hiệu Ebara (chạy luân phiên theo PLC), model: DWO150 có công suất 24m3/h ứng với cột áp 6,9 m Vậy 2h bơm hoạt động 5 phút để bơm bùn về bể phân hủy bùn (thời gian có thể thay đổi khi chạy thực tế) Vậy ta có thông số thiết kế bể lắng 1 nhƣ sau: Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 78 SVTH: Phan Anh Chiến Bảng 4.10: Thông số thiết kế cho bể lắng 1 Thông số thiết kế Giá trị Thời gian lƣu nƣớc Đƣờng kính bể Chiều cao bể Đƣờng kính ống trung tâm Chiều cao ống trung tâm Đƣờng kính máng thu Đƣờng kính tấm chặn ván nổi Thiết bị gạt bùn Kiểu Vận tốc Nhà sản xuất motor Bơm bùn Nhà sản xuất Kiểu Model Lƣu lƣợng Cột áp Công suất Số lƣợng 2,55 giờ 11 m 4,7 m 2,2 m 2,1 m 9 m 8,7 m Motor hộp số 0,08-0,12 vòng /phút Sumitomo – Nhật Ebara –Ý Bơm trục ngang DWO150 24m 3 /h 6,9 m 1,1 kW 2 (chạy luân phiên theo PLC) Hiệu quả xử lý BOD đạt 20%, COD đạt 25%,Ntổng đạt 20%, Ptổng đạt 25% sau bể lắng I (Metcalf & Eddy – Wastewater Engineering Treatment,2003) Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 79 SVTH: Phan Anh Chiến BOD5 sau lắng I = 380 x 80% = 304 mg/l COD sau lắng I = 570 x 75% = 427,5 mg/l SS sau lắng I = 408 x 40% = 163,2 mg/l Ntổng sau lắng I = 54 x 80% = 43,2 mg/l Ptổng sau lắng I =8 x 75% = 6 mg/l 4.10. Bể trung hòa Lƣu lƣợng nƣớc thải Qh TB = 125 m 3 /h Thời gian lƣu nƣớc cho toàn bộ bể trung hòa là 12 phút. Tính toán bể khuấy trộn bằng cánh khuấy Thể tích hữu ích bể: V = Qh TB .t = 125m 3 /h x 60 12 ph = 25 m 3 Chọn bể vuông với kích thƣớc BxLxH = 2,3 x 2,3 x 5 = 26,45 m3 Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 Chiều cao xây dựng bể là: H = 5 + 0,5 = 5,5 m Tính toán thiết bị khuấy trộn Dùng cánh khuấy phẳng hai cánh. Chiều dài cánh L = 0,4 x 2,3 = 0,92 m Năng lƣợng truyền vào nƣớc: P = G 2 V Trong đó: G: giadient vận tốc, G = 160 s-1 V: thể tích bể, V = 26,45 m3  : độ nhớt động lực học của nƣớc, ứng với t=25C,  = 0,9.10-3 Ns/m2 Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 80 SVTH: Phan Anh Chiến  P = 1602 x 26,45 x 0,9.10-3 = 609,76 J/s = 0,61 kW Hiệu suất động cơ  = 0,8  Công suất động cơ là: 0,61/ 0,8 = 0,763 kW Chọn động cơ có công suất 1,1 kW Vậy ta có thông số thiết kế bể trung hòa nhƣ sau: Bảng 4.11: Thông số thiết kế cho bể trung hòa Thông số thiết kế Giá trị Thời gian lƣu nƣớc Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Thiết bị khuấy trộn Kiểu Vận tốc Công suất Nhà sản xuất motor 12 phút 2,3 m 2,3 m 5,5 m Mặt bích trục đứng, cánh khuấy 80-100 vòng /phút 1,1 KW Sumitomo – Nhật Hoá chất dùng cho quá trình trung hòa Ta sử dụng H2SO4 làm chất hạ pH về pH trung tính Liều lƣợng chất hạ pH thì đƣợc tính toán theo thực tế nƣớc thải Chọn loại bồn có thể tích V = 3 m3, chịu đƣợc hóa chất để chứa H2SO4 Bơm định lượng hóa chất Chọn bơm định lƣợng A-125N-30/B-19 với các thông số: Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 81 SVTH: Phan Anh Chiến Qmax = 62 L/h, Hmax = 14 kg/cm 2, Công suất P = 180 W 4.11. Bể Aerotank Trong cách tính này, chọn aerotank kiểu xáo trộn hoàn toàn ( complete mix) để tính toán thiết kế. Tỉ lệ BOD5/COD>0.5 nghĩa là nƣớc thải có khả năng phân huỷ sinh học. BOD5 cần đạt sau xử lý là: 27 mg/l SS cần đạt sau xử lý là: 45 mg/l Nhiệt độ của nƣớc thải: t= 24oC Giả sử rằng chất lơ lửng trong nƣớc thải đầu ra là chất rắn sinh học (bùn hoạt tính), trong đó có 80% là chất dễ bay hơi và 60% là chất có thể phân huỷ sinh học. Tính nồng độ BOD5 hoà tan trong nước ở đầu ra theo quan hệ sau: BOD5 (ra) = BOD5 hoà tan trong nứơc đầu ra + BOD5 của chất lơ lửng trong đầu ra.  BOD5 của chất lơ lửng trong nứơc thải đầu ra tính nhƣ sau: - Phần có khả năng phân huỷ sinh học của chất rắn sinh học ở đầu ra là: 0,6 x 27 (mg/L) = 16,2 mg/L; - BOD hoàn toàn của chất rắn có khả năng phân huỷ sinh học ở đầu ra là: 0,8 x 16,2 mg/L x 1,42 mg O2 tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hoá = 18,403 mg/L; - BOD5 của chất rắn lơ lửng ở đầu ra = 18,403 mg/L x 0,71 = 13,066 mg/L.  BOD5 hoà tan trong nứơc ở đầu ra xác định nhƣ sau: 27 mg/L = BOD ht 5 + 13,066 mg/L  BOD ht 5 = 27 – 13,066 = 13,934 mg/L Xác định hiệu quả xử lý E: Hiệu quả xử lý đƣợc xác định bởi phƣơng trình: 100x L LL E a ta  Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 82 SVTH: Phan Anh Chiến  Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hoà tan: %42,95100 304 934,13304    xE  Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 tổng cộng: %12,91100 304 27304    xE Hiệu quả xử lý trong aerotank khuấy trộn hoàn toàn bằng thiết bị sục khí đạt 91,12% thoả E = 80-95% (Metcalf & Eddy – Wastewater Engineering Treatment,2003). Xác định thể tích bể Aerotank: Thể tích aerotank đƣợc tính theo công thức sau:    cd tac KX LLYQ W      1 Với: c = Thời gian lƣu bùn, c = 5-15 ngày. Chọn c = 10 ngày; Q = Lƣu lƣợng trung bình ngày, Q = 3000 m3/ngđ; Y = Hệ số sản lƣợng bùn, đây là một thông số động học đƣợc xác định bằng thực nghiệm. Thƣờng Y = 0,4  0,8 mg VSS/mgBOD5; chọn Y = 0,6 mg VSS/mgBOD5 La = BOD5 của nƣớc thải dẫn vào bể aerotank, La = 304 mg/L; Lt = BOD5 hoà tan của nƣớc thải ra khỏi aerotank, Lt = 13,934 mg/L; X = Nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính. Đối với nƣớc thải công nghiệp có thể lấy X = 3000 mg/L; Kd = Hệ số phân huỷ nội bào, đây cũng là một thông số động học đƣợc xác định bằng thực nghiệm. Khi thiếu số liệu thực nghiệm có thể lấy Kd = 0,06 ngày -1 đối với nƣớc thải sinh hoạt. Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 83 SVTH: Phan Anh Chiến 375,1087 )1006,01(3000 )934,13304(6,0300010 mW     Tính toán lƣợng bùn dƣ thải bỏ mỗi ngày: Hệ số sản lƣợng quan sát tính theo công thức: 375,0 1006,01 6,0 K1 d      x Y Y c obs  Lƣơng sinh khối gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS: ngàykg kgg LLQY P taobsx /324,326 10 )934,13304(3000375,0 /10 )( 33      Lƣợng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLSS: ngàykg P P xssx /905,407 8,0 324,326 8,0 )(  Lƣợng bùn thải bỏ mỗi ngày = Lƣợng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLSS – Hàm lƣợng chất lơ lửng còn lại trong dòng ra = 407,905 – (3000 x 45 x 10-3 ) = 272,905 kg/ ngày. Xác định lƣu lƣợng bùn thải: Giả sử bùn dƣ đƣợc xả bỏ (dẫn đến bể phn hủy bùn) từ đƣờng ống dẫn bùn tuần hoàn, Qra = Q và hàm lƣợng chất rắn lơ lửng dễ bay hơi (VSS) trong bùn ở đầu ra chiếm 80% hàm lƣợng chất rắn lơ lửng (SS). Khi đó lƣu lƣợng bùn dƣ thải bỏ đƣợc tính toán xuất phát từ công thức: rarax c XQXQ WX   Với: Xra= Nồng độ VSS trong SS ra khỏi bể lắng, Xra = 0,8 x 45 mg/L = 36 mg/L; Qb= Lƣu lƣợng bùn thải, m 3 ; Qra= Lƣu lƣợng nƣớc thải ra khỏi bể lắng đợt II, Qra = Q = 3000 m 3/ngđ. Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 84 SVTH: Phan Anh Chiến Từ đó, tính đƣợc: ngàym X XQWX Q c ranc b /775,72 300010 )36300010(30 075,1087 3       Xác định tỷ số tuần hoàn bằng cách viết phƣơng trình cân bằng vật chất đối với bể aerotank: Cân bằng vật chất cho bể aerotank: QXo + QthXth = (Q + Qth) X Với: Qth = Lƣu lƣợng bùn hoạt tính tuần hoàn; Xo = Nồng độ VSS trong nƣớc thải dẫn vào aerotank, mg/L; Xth = Nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, Xth = 8000 mg/L. Giá trị Xo thƣờng rất nhỏ so với X và Xth, do đó trong phƣơng trình cân bằng vật chất ở trên có thể bỏ qua đại lƣợng QXo. Khi đó phƣơng trình cân bằng vật chất sẽ có dạng: QthXth = (Q + Qth)X Chia 2 vế của phƣơng trình này cho Q và đặt tỉ số Qth/Q =  ( đƣợc gọi là tỉ số tuần hoàn), ta đƣợc: Xth = X + X Q Aerôten Lắng II Xo Qth Xth Q + Qth X Xth Qb Qra Xra Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 85 SVTH: Phan Anh Chiến Hay 6,0 30008000 3000      XX X th  Xác định thời gian lƣu nứơc của bể aerotank: ngày Q W 363,0 3000 75,1087  Kiểm tra tỉ số F/M và tải trọng hữu cơ:  Tỉ số F/M xác định theo công thức sau đây: 1279,0 3000363,0 304      ngày X L M F a   Tải trọng thể tích bằng: ngàymkgBOD W QLa 3 533 /838,0 1075,1087 3000304 10       Cả hai giá trị này đều nằm trong giới hạn cho phép đối với aerotank xáo trộn hoàn toàn nhƣ đã đề cập ở phía trƣớc: F/M = 0,2  0,6 kg/kg.ngày và tải trọng thể tích trong khoảng 0,8  1,92 kg BOD5/m 3 .ngày. Xác định kích thƣớc của bể Aerotank : Chọn chiều cao hữu ích của bể : 5 m Chiều cao an tồn : 0,5 m Diện tích của aerotank trên mặt bằng: 255,217 5 75,1087 m H W F  Chọn chiều dài: 20m, chiều rộng: 11m (20x11=220>217,55, thỏa) Kích thƣớc bể : 20m x 11m x 5,5m Xác định lƣợng oxy cấp cho bể aerotank theo BOD20: Khối lƣợng BOD20 cần xử lý mỗi ngày là: Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 86 SVTH: Phan Anh Chiến BOD20 = BOD5 / 0,68 = 304 / 0,68 = 447,059 ngàykgG /703,1279103000)68,0/934,13059,447( 3   Tính lƣợng oxy yêu cầu theo công thức: M = G – (1,42 x Px ) = 1279,703 – (1,42 x 326,324) = 816,323 kg/ ngày Hiệu suất chuyển hoá oxygen của thiết bị khuếch tán khí là E = 8% Hệ số an toàn tính cho công suất thiết kế thực tế của máy thổi khí f = 1,5 Giả sử rằng không khí có 23,2% trọng lƣợng O2 và khối lƣợng riêng không khí là 1,2 kg/m 3. Lƣợng không khí lý thuyết cho quá trình là: MKK = 2,1232,0 kg/ng323,816 2,1232,0 M xx  = 2932,195 m 3 /ngày Kiểm tra lƣu lƣợng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn: q =  3 3 3 KK L/m1000. ph/ng1440 1 . m75,1087x08,0 ng/m195,2932 EW M 23,4 L/m 3 .phút Tỉ số này nằm trong khoảng cho phép: q = (20  40)L/m3.phút Nhƣ vậy lƣợng khí cấp cho quá trình bùn hoạt tính cũng đủ cho quá trình xáo trộn hoàn toàn. Lƣu lƣợng khí cần thiết của máy nén khí cần thiết: Qkk = f x 0,08 ng/m195,2932 x5,1 E M 3KK  = 54978,656 m 3 /ngày = 0,636 m 3 /s Tính toán đường ống dẫn khí: Ta chọn ống thép tráng kẽm làm ống dẫn khí trong bể Aerotank. Gắn 1 đƣờng ống chính dẫn trên thành bể theo chiều rộng bể(11m), 10 ống dẫn khí nhánh cấp cho bể với chiều dài 25,5 m ( 5,5 m cao và 20 m dài), đặt cách nhau 1 m Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 87 SVTH: Phan Anh Chiến Chọn vận tốc qua ống là 10 m/s (Tính toán thiết kế công trình xử lý nƣớc thải – Trịnh Xuân Lai) Đƣờng kính ống dẫn khí chính là: D = 1014,3 636,04Q4 x x vong   = 0,285 m Chọn ống dẫn 250 Đƣờng kính ống dẫn nhánh là: Dn = 101014,3 636,04Q4 xx x vong   = 0,090 m Chọn ống dẫn 90 Chọn dạng đĩa xốp, đƣờng kính 170mm, diện tích bề mặt F = 0,02 m2, cƣờng độ thổi khí 3,3 l/s đĩa Số đĩa phân phối trong bể là: N = 1000 3,3 636,0 3,3 x Q  = 192,73 đĩa Chọn N = 200 đĩa, chia làm 10 hàng, mỗi hàng 20 đĩa và mỗi tâm đĩa cách nhau 0,95 m Máy thổi khí Áp lực cần thiết cho hệ thống thổi khí : Hd = (hd + hc) + hf + H Với : - hd, hc: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đƣờng ống dẫn và tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh, (m). Tổng tổn thất do hd và hc không quá 0,4m. - hf: tổn thất qua các lỗ phân phối, không vƣợt quá 0,5m Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 88 SVTH: Phan Anh Chiến - H: chiều sâu hữu ích của bể. H = 5 m.  Hd = 0,4 + 0,5 + 5 = 5,9 m Ap lực không khí là: p = 33,10 5,933,10  = 1,57 (atm) Công suất của máy thổi khí là:  1 n x 102 Q x 34400 P 0,29  p Với : n : Hiệu suất máy thổi khí, chọn n = 0,8   1 0,8 x 102 0,636 x 34400 P 0,29 57,1 =37,47 (KW) Sử dụng 3 máy thổi khí công suất 19 kW, 2 máy hoạt động liên tục, 1 máy dự phòng Lƣu lƣợng nƣớc tuần hoàn về bể anoxic: Nƣớc thải sau khi xử lý trong bể Aerotank giảm 25% Nitơ.  Vậy lƣợng nitơ sau Aerotank bằng: 43,2  75% = 32,4(mg/l) Tỷ số hồi lƣu nƣớc về Anoxic: 1 )( )()( 3 44       e eo NNO NNHNNH R Trong đó:  R: tỷ số tuần hoàn nƣớc;  04 )( NNH   : tổng Nitơ Amoni đầu vào bể Anoxic;  eNNH )( 4   : tổng Nitơ Amoni đầu ra; 0,46 (số liệu tính từ bể anoxic)  eNNO )( 3   : Nitơ Nitrat đầu ra (tiêu chuẩn N tổng của nƣớc sau xử lý). Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 89 SVTH: Phan Anh Chiến 4,11 5,13 46,04,32    R Vậy lƣu lƣợng nƣớc tuần hoàn: Qth = 125 1,4 = 175 m 3 /h Chọn 2 bơm có Q = 180(m3/h), cột áp H = 8(m). Trong đó, 2 bơm chạy luân phiên. Vậy ta có thông số thiết kế bể Aerotank nhƣ sau: Bảng 4.12: Thông số thiết kế cho bể Aerotank Thông số thiết kế Giá trị Thời gian lƣu nƣớc Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Đƣờng kính ống chính Số ống nhánh Đƣờng kính ống nhánh Số đĩa phân phối khí Máy thổi khí Kiểu Model Công suất Nhà sản xuất Số lƣợng 8,7 giờ 20 m 11 m 5,5 m 250 mm 10 ống 90 mm 200 đĩa Root RSR 125 LK 19 KW Tsurumi – Nhật 3 máy (2 hoạt động + 1 dự phòng) Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 90 SVTH: Phan Anh Chiến Máy bơm nƣớc về Anoxic Kiểu Model Lƣu lƣợng Công suất Nhà sản xuất Số lƣợng Bơm nhúng chìm CNH 100 3 (m 3 /phút) 11 KW ShinMaywa – Nhật 2 máy chạy luân phiên 4.12. Bể Anoxic Tốc độ phát triển của vi khuẩn Nitrat  )2,7.(833,01. 2 )15(098,0' pH DOk DO e O T mm     Với:  ' m : Tốc độ tăng trƣởng dƣới các điều kiện nhiệt độ, DO, pH.  m : Tốc độ tăng trƣởng riêng cực đại, m = 0,5 ngày -1 (Bảng 11-16, Metcalf & Eddy – Wastewater Engineering Treatment, Diposol and Reuse, MC Craw – Hill, Third edition,2003)  T: nhiệt độ thấp nhất, T = 170C.  DO : oxy hòa tan, chọn DO = 2,5 mg/l.  2O k : hằng số bán tốc độ, 2O k = 1,3  pH: pH hoạt động, pH = 7,2 1)1517(098,0' 4,0 5,23,1 5,2 .5,0     ngàyem Tốc độ sử dụng chất nền tối đa Y k k m ' '  Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 91 SVTH: Phan Anh Chiến Với Y = 0,2, (Bảng 11-16, Metcalf & Eddy – Wastewater Engineering Treatment, Diposol and Reuse, MC Craw – Hill, Third edition,2003) 1' 2 2,0 4,0  ngàyk Thời gian lƣu tế bào tối thiểu dm c kkY  '. 1  Với kd = 0,05, (Bảng 11-16 , Metcalf & Eddy – Wastewater Engineering Treatment, Diposol and Reuse, MC Craw – Hill, Third edition,2003) ngàymcm c 86,2 35,0 1 05,022,0 1   c thiết kế ngàySF mcc 15,786,25,2.   Với:  SF: hệ số an toàn, SF = 2,5, (Bảng 5-6C, Metcalf & Eddy – Wastewater Engineering Treatment, Diposal and Reuse, Mc Graw – Hill, Third edition,2003) Hệ số sử dụng chất nền cho oxy hóa Amoni 195,0 2,0 1 .05,0 15,7 11 . 1 . 1               ngày Y kU kUY d c d c   Xác định Amoni đầu ra lmgk Nk Nk U T N N /51,010 95,0 . 58,1.051,0      Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 92 SVTH: Phan Anh Chiến (Metcalf & Eddy – Wastewater Engineering Treatment, Diposal and Reuse, Mc Graw – Hill, Third edition,2003) lmgN N N /46,0 05,1 4845,0 51,0 .2 95,0    Vì quá trình nitrat cần một thời gian lƣu để phát triển tại bể Aerotank, lƣợng cơ chất giữ lại có thời gian để khử nitrat, có thể đƣợc tính bằng: kaero c c V tan '   Với: ' c : Thời gian cơ chất giữ lại để khử nitrat trong bể Aerotank có kết hợp bể Anoxic c : Thời gian cơ chất giữ lại để khử nitrat trong bể Aerotank cổ điển, c = 7,15 V: tỷ lệ thể tích bể Aerotank so với tổng thể tích bể Anoxic và bể Aerotank (tỷ lệ này đƣợc chọn để tính toán V=0,835)  5629,8 835,0 15,7' c Nồng độ khối lƣợng trong bể: )1( )( cd oc k SSY X      Tổng thời gian lƣu của bể Anoxic và Aerotank đƣợc tính toán bằng công thức biến đổi: )1( )( ' ' cVSSda ohc a fkX SSY      Với : a : tổng thời gian của bể Anoxic va Aerotank Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 93 SVTH: Phan Anh Chiến hY : năng suất dị dƣỡng, hY = 0,6 (Bảng 11-20 , Metcalf & Eddy – Wastewater Engineering Treatment, Diposal and Reuse, Mc Graw – Hill, Third edition,2003) SSo  : lƣợng BOD đƣợc loại bỏ trong bể Anoxic và Aerotank ( 27304 SSo ) dk : hệ số tự phân rã, dk =0,06 (Bảng 11-20 , Metcalf & Eddy – Wastewater Engineering Treatment, Diposal and Reuse, Mc Graw – Hill, Third edition,2003) aX : MLVSS, aX = 3000 mg/l VSSf : khả năng phân hủy của MLVSS dƣới tác dụng của không khí Bởi vì sự phân hủy phụ thuộc vào thời gian lƣu, sự tự phân rã nên VSSf có thể tính bằng: '' ' )1(1 cdVSS VSS VSS kf f f   Với ' VSSf : phân hủy của VSS trong khoảng 0,75 đến 0,8 (chọn 0,8)  5285,0 5629,806,0)8,01(1 8,0   VSSf Vậy 3731,0 )5629,85285,006,01(3000 )27304(6,05629,8    a Thời gian lƣu bể Anoxic: 0616,03731,0)835.01()1( tan  akAeroDN V  Thời gian cần để khử nitrat trong bể Anoxic: aDN Denit DN XU N  ' Với : DenitN : lƣợng nitrat đƣợc khử Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 94 SVTH: Phan Anh Chiến DNU : tỷ lệ khử N, DNU =0,1 (Bảng 11-19 , Metcalf & Eddy – Wastewater Engineering Treatment, Diposal and Reuse, Mc Graw – Hill, Third edition,2003)  615,0 30001,0 5,1346,04,32'    DN Ta có DNDN   '  Tỷ lệ VAerotank chọn là đúng Vậy thời gian lƣu của bể Anoxic là 0,0616 ngày  1,5 giờ Thể tích bể Anoxic 34505,1)4,11(125)1( mRQV   Chọn kích thƣớc bể: 11 x 9 x 5,5 = 544,5 m3 Vậy ta có thông số thiết kế bể Anoxic nhƣ sau: Bảng 4.13: Thông số thiết kế cho bể Anoxic Thông số thiết kế Giá trị Thời gian lƣu nƣớc Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Thiết bị khuấy trộn Kiểu Model Vận tốc Nhà sản xuất motor Số lƣợng 5,6 giờ 11 m 9 m 5,5 m Xáo trộn chìm SM40A-411 1000 vòng/phút ShinMaywa - Nhật 4 Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 95 SVTH: Phan Anh Chiến 4.13. Bể lắng II Thiết kế bể lắng ly tâm Diện tích mặt thoáng của bể lắng đợt II trên mặt bằng: F1 = 1L Q Trong đó: Q : lƣu lƣợng nƣớc thải, Q = 3000 m3/ngày L1: tải trọng bề mặt, chọn L1=25m 3 /m 2 ngày (16,3 32,6)  F1 = 25 3000 = 125 m 2 Đƣờng kính bể lắng ly tâm D = 14,3 12544 xF   = 12,6 m Chọn D = 13 m Chọn chiều cao công tác của bể lắng đợt II là: H = 3,8 m Chiều cao lớp bùn lắng hb = 1,2 m Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m Vậy chiều cao tổng cộng của bể lắng đợt II là: Htc = H + hb + hbv = 3,8 + 1,2 + 0,5 = 5,5 m Thể tích của bể lắng ly tâm: V = F x H = 125 x 5,5 = 687,5 m 3 Tính toán cho ống trung tâm: - Đƣờng kính ống trung tâm: d = 20%D = 0,2 x 13 = 2,6 m Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 96 SVTH: Phan Anh Chiến - Chiều cao ống trung tâm: h = 60%H = 0,6 x 3,8 = 2,28 m Kiểm tra thời gian lƣu nƣớc ở bể lắng: Thể tích phần lắng: VL = /4 (D 2 – d2) x H = /4(13 2 – 2,62)x 3,8 = 483,962 m3 Thời gian lƣu nƣớc: t = )Q (Q V th L  trong đó: - Qth : lƣu lƣợng tuần hoàn tuần hoàn về Aerotank, Qth = 0,6 x 125 m 3 /h = 75m 3 /h - Q: lƣu lƣợng nƣớc thải trung bình giờ t = )75125( 962,483  = 2,42 h Thể tích phần chứa bùn: Vb = F x hb = 125 x 1,2 = 150 m 3 Thời gian lƣu giữ bùn trong bể: tb = )Q(Q V bth b  trong đó: - Qth : lƣu lƣợng bùn tuần hoàn, Qth = 75 m 3 /h - Qb : lƣu lƣợng bùn dƣ, Qb = 72,775 m 3 /ngày = 3,03 m 3 /h tb = )03,375( 150  = 1,92 h Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 97 SVTH: Phan Anh Chiến Để thu nƣớc bể lắng, dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể. Thiết kế máng thu nƣớc đặt theo chu vi vành trong của bể, đƣờng kính ngoài của máng chính là đƣờng kính trong của bể Đƣờng kính máng thu Dm = (70 – 80%)D Dm = 13 x 80% = 10,4 m Tải trọng thu nƣớc trên 1m dài của máng: LS = 1314,3 )18003000( D )Q Q( th x     = 117,59 m 3 /m.ngày Giá trị này nằm trong khoảng cho phép LS < 500 m 3 /m.ngày Chọn motor hộp số cho thanh gạt bùn có v = 0,1 vòng/phút Chọn 2 bơm trục ngang hiệu Ebara (chạy luân phiên theo PLC), model: DWO400 có lƣu lƣợng 83 m3/h ứng với cột áp 6 m để bơm bùn tuần hoàn về bể Aerotank Chọn 2 bơm trục ngang hiệu Ebara (chạy luân phiên theo PLC), model: DWO150 có lƣu lƣợng 24m3/h ứng với cột áp 6,9 m để bơm bùn dƣ về bể phân hủy bùn. Vậy 1 h bơm hoạt động 8 phút để bơm bùn về bể phân hủy bùn Vậy ta có thông số thiết kế bể lắng 2 nhƣ sau: Bảng 4.14: Thông số thiết kế cho bể lắng 2 Thông số thiết kế Giá trị Thời gian lƣu nƣớc Đƣờng kính bể Chiều cao bể Đƣờng kính ống trung tâm Chiều cao ống trung tâm 2,42 giờ 13 m 5,5 m 2,6 m 2,28 m Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 98 SVTH: Phan Anh Chiến Đƣờng kính máng thu Thiết bị gạt bùn Kiểu Vận tốc Nhà sản xuất motor Bơm bùn dƣ Nhà sản xuất Kiểu Model Lƣu lƣợng Cột áp Công suất Số lƣợng Bơm bùn tuần hoàn Nhà sản xuất Kiểu Model Lƣu lƣợng Cột áp Công suất Số lƣợng 10,4 m Motor hộp số 0,08-0,12 vòng /phút Sumitomo – Nhật Ebara –Ý Bơm trục ngang DWO150 24m 3 /h 6,9 m 1,1 kW 2 (chạy luân phiên theo PLC) Ebara –Ý Bơm trục ngang DWO400 83m 3 /h 6 m 3 kW 2 (chạy luân phiên theo PLC) Hiệu quả xử lý của cụm bể Anoxic-Aerotank-Lắng2 là: BOD đạt 91,12%, COD đạt 90%,Ntổng đạt 75%, Ptổng đạt 50%, SS đạt 80 BOD5 sau lắng II = 304 x (1-91,12%) = 27 mg/l Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 99 SVTH: Phan Anh Chiến COD sau lắng II = 427,5 x (1-90%) = 42,75 mg/l SS sau lắng II = 163,2 x (1-80%) = 32,64 mg/l Ntổng sau lắng II = 54 x (1-75%) = 13,5 mg/l Ptổng sau lắng II =6 x (1-50%) = 3 mg/l 4.14. Bể khử trùng Thời gian lƣu nƣớc trong bể khử trùng t = 30 phút Thể tích hữu ích của bể là : Vtx = Q x t = 125 x 60 30 = 62,5 m 3 Chiều sâu lớp nƣớc trong bể chọn là H = 1,2 m Chiều sâu bảo vệ là h = 0,3 m Diện tích mặt thoáng của bể phản ứng là: Ftx = 2,1 5,62  H V tx = 52 m 2 Để đảm bảo cặn không lắng xuống đáy bể ta phải thiết kế bể có nƣớc chảy với vận tốc 2- 4,5 m/phút Chọn chiều rộng bể B = 0,8 m H = 1,2 m Q = 125 m 3 /h  v = 2,18,060 125 60 xxBHx Q  = 2,17 m/phút  thỏa mãn Chiều dài bể tiếp xúc: L = B Ftc = 8,0 52 = 65 m Kiểm tra tỉ số L:B = 65 : 0,8 > 10: 1 Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 100 SVTH: Phan Anh Chiến  thoả mãn Chia thành 10 ngăn Chiều dài mỗi ngăn là : l = 10 65 10  L = 6,5 m Vậy ta có thông số thiết kế bể khử trùng nhƣ sau: Bảng 4.15: Thông số thiết kế cho bể khử trùng Thông số thiết kế Giá trị Thời gian lƣu nƣớc Số ngăn Chiều dài mỗi ngăn Chiều rộng mỗi ngăn Chiều cao 0,5 giờ 10 6,5 m 0,8 m 1,5 m Hoá chất dùng cho quá trình tạo bông Ta sử dụng Javen làm chất khử trùng Liều lƣợng chất khử trùng thì đƣợc tính toán theo thực tế nƣớc thải Chọn loại bồn có thể tích V = 3 m3, chịu đƣợc hóa chất để chứa Javen Bơm định lượng hóa chất Chọn bơm định lƣợng A-125N-30/B-19 với các thông số: Qmax = 62 L/h, Hmax = 14 kg/cm 2, Công suất P = 180 W 4.15. Bể phân hủy bùn Lƣu lƣợng bùn bơm về từ bể lắng I là 0,58125 m3/h Lƣu lƣợng bùn bơm về từ bể lắng II là 3,03 m3/h Lƣu lƣợng bùn về bể là : 3,03 + 0,58 = 3,61 m3/h Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 101 SVTH: Phan Anh Chiến Chọn thời gian để lắng và tự phân hủy yếm khí bùn của bể là 48h Thể tích hữu ích của bể : V = 3,61 x 48 =173,28 m 3 Chọn bể vuông có chiều cao là 5 m (chiều cao bảo vệ 0,5 m)  B x L x H = 6 x 6 x 5,5 =198 m3 Máy bơm bùn: chọn bơm màng, Q=0-80 l/phút, nhà sản xuất : Sandpiper Vậy ta có thông số thiết kế bể phân hủy bùn nhƣ sau: Bảng 4.16: Thông số thiết kế cho bể phân hủy bùn Thông số thiết kế Giá trị Thời gian lƣu nƣớc Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Máy bơm bùn Kiểu Lƣu lƣợng Nhà sản xuất motor Số lƣợng 48 giờ 6 m 6m 5,5 m Bơm màng 0-80 l/phút Sandpiper – My 2 4.16. Máy ép bùn Chọn máy ép bùn băng tải (Model: TB-1000): Chiều rộng băng tải: 1m Công suất: 6,5 – 10,5 m3 bùn/h Nhà sản xuất: Yuan-Chang, Đài Loan Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 102 SVTH: Phan Anh Chiến 4.17. Đƣờng ống Với lƣu lƣợng nƣớc thải Q = 125 m3/h = 0.035 m3/s Dựa vào bảng tra thủy lực ta chọn đƣờng ống 250 mm Độ đầy trong ống là 0,8 Độ dốc i =0,9% Đối với các đƣờng ống bơm bùn và hóa chất thì tùy thuộc vào catalogue của thiết bị mà chọn đƣờng ống phù hợp. Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 103 SVTH: Phan Anh Chiến CHƢƠNG 5 KHÁI TOÁN CHI PHÍ 5.1. Thuyết minh phần khái toán Cơ sở tính toán chi phí nhƣ sau:  Căn cứ vào bản vẽ thiết kế để tính khối lƣợng.  Đơn giá xây lắp tạm tính.  Căn cứ khối lƣợng thiết bị máy móc tính toán.  Căn cứ vào bảng chào giá máy móc thiết bị của các nhà máy. 5.2. Khái toán chi phí 5.2.1. Thiết bị STT Thiết bị ĐV SL Đơn giá Thành tiền 1 Song chắn rác bộ 1 30,000,000 30,000,000 2 Bơm nhúng chìm hố thu gom, Q = 108 m3/h, H = 12m, ShinMaywa – CN100, công suất 7.5kW bộ 4 60,000,000 240,000,000 3 Lƣợc rác tinh, Cosme – R70, công suất 0.37kW bộ 1 90,000,000 90,000,000 4 Bơm nƣớc thải nhúng chìm bể điều hòa, Q = 132m3/h, H = 6m, ShinMaywa – CN100, công suất 5.5kW bộ 2 55,000,000 110,000,000 5 Máy thổi khí bể điều hòa, N = 19kW, H = 5mH2O, Tsurumi - RSR 125 LK bộ 3 125,000,000 375,000,000 Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 104 SVTH: Phan Anh Chiến 6 Đĩa phân phối khí bể điều hòa bộ 170 230,000 39,100,000 7 Đầu dò pH bể nâng pH bộ 1 18,000,000 18,000,000 8 Motor máy khuấy bể nâng pH,80-100 vòng/phút, N=1.1kW,Sumitomo bộ 1 45,000,000 45,000,000 9 Motor máy khuấy bể keo tụ,100-150 vòng/phút, N=1.5kW,Sumitomo bộ 1 45,000,000 45,000,000 10 Motor gạt bùn bể lắng 1 ,0.08-0.12 vòng/phút, ,Sumitomo bộ 1 75,000,000 75,000,000 11 Bơm bùn trục ngang bể lắng 1, Q = 24m3/h, H = 6.9m, Ebara – DWO150, công suất 1.1kW bộ 2 45,000,000 90,000,000 12 Đầu dò pH bể trung hòa bộ 1 18,000,000 18,000,000 13 Motor máy khuấy bể trung hòa,80-100 vòng/phút, N=1.1kW,Sumitomo bộ 1 45,000,000 45,000,000 14 Bơm nƣớc thải nhúng chìm bể aerotank, Q = 180m3/h, H = 6m, ShinMaywa – CNH100, công suất 11kW bộ 2 105,000,000 210,000,000 15 Máy thổi khí bể aerotank, N = 19kW, H = 5mH2O, Tsurumi - RSR 125 LK bộ 3 125,000,000 375,000,000 Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 105 SVTH: Phan Anh Chiến 16 Đĩa phân phối khí bể aerotank bộ 200 230,000 46,000,000 17 Đầu dò DO bộ 2 18,000,000 36,000,000 18 Thiết bị khuấy trộn chìm, 1000 vòng/phút, ShinMaywa - SM40A 411 bộ 4 45,000,000 180,000,000 19 Motor gạt bùn bể lắng 2 ,0.08-0.12 vòng/phút, ,Sumitomo bộ 1 75,000,000 75,000,000 20 Bơm bùn dƣ trục ngang bể lắng 2, Q = 24m3/h, H = 6.9m, Ebara – DWO150, công suất 1.1kW bộ 2 45,000,000 90,000,000 21 Bơm bùn tuần hoàn trục ngang bể lắng 2, Q = 83m3/h, H = 6m, Ebara – DWO400, công suất 3kW bộ 2 60,000,000 120,000,000 22 Bơm bùn tại bể phân hủy bủn kiểu bơm màng, 0-80 lít/phút, Sandpiper bộ 2 38,000,000 76,000,000 23 Máy ép bùn băng tải, 6,5 - 10,5 m3/h,YuanChang - TB1000 bộ 1 230,000,000 230,000,000 24 Bơm định lƣợng Doseuro, A-125N-30/B-19 bộ 10 24,000,000 240,000,000 25 Bồn chứa hóa chất bộ 5 9,000,000 45,000,000 26 Máy nén khí bộ 2 15,000,000 30,000,000 27 Hệ thống đƣờng ống công bộ 1 180,000,000 180,000,000 Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 106 SVTH: Phan Anh Chiến nghệ 28 Hệ thống điện bộ 1 85,000,000 85,000,000 Cộng 3,238,100,000 5.2.2. Xây dựng STT Phần xây dựng ĐV SL Đơn giá Thành tiền 1 Hố thu gom W x L x H = 6m x 5m x 6.5m, BTCT Bể 1 3,000,000 168,984,000 2 Bể điều hoà(bao gồm bể tách dầu) W x L x H = 24.5m x 18m x 5.5m, BTCT Bể 1 3,000,000 846,864,000 3 Bể nâng pH W x L x H = 2.3m x 2.3m x 5.5m, BTCT Bể 1 3,000,000 59,049,000 4 Bể keo tụ W x L x H = 2.3m x 2.3m x 4.5m, BTCT Bể 1 3,000,000 49,689,000 5 Bể tạo bông W x L x H = 23.15m x 3m x 1m, BTCT Bể 1 3,000,000 125,100,000 6 Bể lắng I D x H = 11m x 4.7m , BTCT Bể 1 3,000,000 245,155,500 7 Bể trung hòa W x L x H = 2.3m x 2.3m x 5.5m, BTCT Bể 1 3,000,000 59,049,000 8 Bể Aerotank , W x L x H = 20m x 11m x 5.5m, Bể 1 3,000,000 527,904,000 Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 107 SVTH: Phan Anh Chiến BTCT 9 Bể Anoxic , W x L x H = 11m x 9m x 5.5m, BTCT Bể 1 3,000,000 304,164,000 10 Bể lắng II, D x H = 13m x 5.5m, BTCT Bể 1 3,000,000 337,396,140 11 Bể khử trùng, W x L x H = 65m x 0.8m x 1.5m Bể 2 3,000,000 261,936,000 12 Bể phân hủy bùn W x L x H = 6m x 6m x 5.5m, BTCT Bể 1 3,000,000 163,944,000 13 Nhà hóa chất Nhà 1 80,000,000 14 Láng nền, đƣờng sá, đèn chiếu sáng, hệ thống cấp nƣớc, thoát nƣớc, cây cảnh, trồng cỏ… 110,000,000 15 Nhà điều hành Nhà 1 120,000,000 Cộng 3,459,234,640 5.2.3. Chi phí đầu tư Chi phí thiết bị và xây dựng : 3,238,100,000 + 3,459,234,640 = 6,697,334,640 VND Thuế VAT 10%: 6,697,334,640 x 10% = 669,733,464 VND Tổng chi phí đầu tƣ xây dựng hệ thống: 6,697,334,640 + 669,733,464 = 7,367,068,104 VND Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 108 SVTH: Phan Anh Chiến PHẦN KẾT LUẬN 1. KẾT LUẬN Trong công cuộc hiện đại hóa, công nghiệp hóa của đất nƣớc ta hiện nay, việc chăm lo đến vấn đề ảnh hƣởng đến đời sống con ngƣời là điều hết sức cần thiết và quan trọng. Chính vì thế, môi trƣờng cần phài đƣợc đảm bảo. Tuy nhiên quốc gia càng phát triển, công nghiệp càng phát triển thì môi trƣờng sống của con ngƣời ngày càng xấu đi. Do đó, các công ty xí nghiệp cần chú ý đến vấn đề gây ô nhiễm. KCN cũng cần phải đặc biệt chú ý đến vấn đề này ngay từ khi thành lập. Việc xây dựng trạm xử lý nƣớc thải ở KCN là phù hợp với nhu cầu đầu tƣ hợp tác của các doanh nghiệp, đồng thời làm giảm chi phí xử lý nƣớc thải cho từng xí nghiệp và cũng tạo điều kiện dễ dàng cho nhà nƣớc quản lý dễ dàng. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp với quy mô của KCN và đảm bảo đầu ra đạt tiêu chuẩn xả thải loại A là việc hết sức cần thiết. Đáp ứng KCN Long Hậu là một khu công nghiệp hiện đại, trạm xử lý nƣớc thải cũng đƣợc thiết kế theo công nghệ, kỹ thuật hiện đại, vận hành bán tự động, hiệu quả cao. Trạm xử lý nƣớc thải sử dụng bể AO có nhiều mặt thuận lợi nhƣ đã phân tích ở trên sẽ đảm bảo yêu cầu của nhà quản lý môi trƣờng. 2. KIẾN NGHỊ KCN Long Hậu giai đoạn mở rộng vì còn nằm trong dự án chƣa có công ty, xí nghiệp hoạt động nên toàn bộ hệ thống đƣợc tính toán theo lý thuyết và số liệu của KCN hiện hữu nên sẽ có phần không chính xác. Tuy nhiên trong quá trình vận hành thời gian đầu chúng ta sẽ điều chỉnh đƣợc những thông số tối ƣu đảm bảo cho công trình vận hành hiệu quả nhất. Cần đào tạo một đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật chuyên ngành tham gia vào các hoạt động quản lý môi trƣờng của KCN và quản lý vận hành trạm xử lý nƣớc thải. Xây dựng các phòng thí nghiệm nghiên cứu các chủng loại vi sinh vật thích nghi với nƣớc thải KCN, phòng thí nghiệm cần kiểm soát các chỉ tiêu quan trọng của nƣớc thải ra. Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 109 SVTH: Phan Anh Chiến Hợp tác chặt chẻ với cơ quan môi trƣờng chủ quản tại địa phƣơng, các cấp. Từ đó, phối hợp kịp thời để có thể giải quyết đƣợc các vấn đề môi trƣờng khẩn cấp. Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 110 SVTH: Phan Anh Chiến TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Lâm Minh Triết, Nguyễn Phƣớc Dân, Nguyễn Thanh Hùng (2006).Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp-Tính toán thiết kế. NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh. [2]. Melcaf and Eddy (2003). Wastewater Engineering Treatment and Reuse- 4 th Edition-The McGraw Hill. [3]. Trịnh Xuân Lai (2002). Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải. NXB Xây Dựng. [4]. Trịnh Xuân Lai (2002). Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp. NXB Xây Dựng. [5]. Lâm Minh Triết, Nguyễn Phƣớc Dân, Nguyễn Thanh Hùng (2007).Bảng tra thủy lực mạng lưới cấp thoát nước.NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh. [6]. TCVN 51-1984 Thoát nước - Mạng lưới bên ngoài và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế. [7]. PGS-TS Nguyễn Văn Phƣớc (2005). Giáo trình xử lý nước thải. Khoa Môi Trƣờng – Trƣờng Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh. [8]. Công ty môi trƣờng Tầm Nhìn Xanh (2006). Giáo trình tính toán các công trình xử lý nước thải.. www.gree-vn.com. [9]. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2006). Giáo trình công nghệ xử lý nước thải. NXB Khoa học và kỹ thuật. [10]. Trần Đức Hạ (2006). Xử lý nước thải đô thị.NXB Khoa học và kỹ thuật. Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 111 SVTH: Phan Anh Chiến PHỤ LỤC A BƠM CHÌM SHINMAYWA MODEL CN VÀ CNH Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 112 SVTH: Phan Anh Chiến PHỤ LỤC B MÁY THỔI KHÍ TSURUMI MODEL RSR PHỤ LỤC C BƠM TRỤC NGANG EBARA MODEL DWO Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 113 SVTH: Phan Anh Chiến PHỤ LỤC D MÁY XÁO TRỘN CHÌM SHINMAYWA MODEL SM Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 114 SVTH: Phan Anh Chiến PHỤ LỤC E MÁY ÉP BÙN YUANCHANG PHỤ LỤC F BƠM ĐỊNH LƢỢNG DOSEURO MODEL A-125N Model Pump Head Q max (L/h) H max (Kg/cm2) Power (W) A-125N- 6/F-13 A-125N- 6/F-19 A-125N- 6/C-13 A-125N- 6/C-19 A-125N-11/ I-13 A-125N-11/ I-19 A-125N-11/F-13 A-125N-11/F-19 A-125N-11/B-13 A-125N-11/B-19 A-125N-17/F-13 PVC 316 PVC 316 PVC 316 PVC 316 PVC 316 PVC 0.8 0.8 1.3 1.3 2.4 2.4 4 4 8 8 10 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Hậu – Long An giai đoạn 2, công suất 3000 m3/ngày đêm GVHD: Võ Lê Phú 115 SVTH: Phan Anh Chiến A-125N-17/F-19 A-125N-17/C-13 A-125N-17/C-19 A-125N-17/B-13 A-125N-17/B-19 A-125N-30/F-13 A-125N-30/F-19 A-125N-30/C-13 A-125N-30/C-19 A-125N-30/B-13 A-125N-30/B-19 316 PVC 316 PVC 316 PVC 316 PVC 316 PVC 316 10 16 16 20 20 31 31 51 51 62 62 20 10 20 10 20 10 14 10 14 10 14 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180