Đồ án Xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mỳ

Đồ án Xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mỳ Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 1 - 1 Chương I GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy tinh bột khoai mì TÂN CHÂU – SINGAPORE ở tỉnh Tây Ninh. Để nước thải xau xử lý đạt tiêu chuẩn thải vào nguồn loại B (TCVN 5945 – 1995). 1.2 NỘI DUNG THỰC HIỆN Lựa chọn công nghệ thích hợp để xử lý nước thải theo phương án hợp lý nhất. Tính toán thiết kế cho từng công trình đơn vị theo lưu lượng và tính chất nước thải của nhà máy. Đề ra phương án vận hành và nêu lên 1 số sự cố cần tránh cũng như biện pháp giải quyết sự cố. So sánh và tín kinh tế cho từng trường trường hợp. 1.3 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC KU VỰC THIẾT KẾ Nhà máy Tân Châu – Singapore nằm ở tỉnh Tây Ninh. Diện tích nhà máy koảng 80000 m2 (Trần Thị Mỹ Diệu, 2003). Cách hồ dầu tiến koảng 200 m, phía đông giáp một nhánh sông của ồ. Do thuộc ku vực miền đông nam bộ chịu ảnh hưởng của thời tiết cận sích đạo. nhiệt độ trung bình quanh năm (27 – 34oC). thời tiết chia làm hai mùa, mùa nắng khoảng từ tháng 12 – tháng 5, mùa mưa khoảng từ tháng 6 – tháng 11. Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 2 - 1 CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG, TÍNH CHẤT NGUỒN NƯỚC VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 2.1 LƯU LƯỢNG Công xuất nhà máy được thiết kế 100 tấn/ ngày. Lưu lượng nước thải 2000 m3/ ngày. (nguồn: Trần Thị Mỹ Diệu, 2003) 2.2 TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI VÀ TIÊU CHUẨN XẢ THẢI TCVN 5945 – 1995 Thông số Đơn vị Nước thải Nguồn loại A Nguồn loại B Color pH TDS Acidity SS VSS BOD5 CODtotal CODfilter N_NH3 N_NO3 N_Org SO42- PO4 CN- _ _ mg/ l mgCaCO3/ l mg/ l mg/ l “ “ “ “ “ “ “ “ mg/ l Trắng 4 – 5 595 526 4920 4740 7500 11629 4537 336 0.80 57 7.19 35.12 24 _ 6 – 9 _ _ 50 _ 20 50 _ 0.1 _ _ _ 4 0.05 _ 5.5 – 9 _ _ 100 _ 50 100 _ 1 _ _ _ 6 0.1 Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 2 - 2 2.3 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 2.3.1 Sơ Đồ Công Nghệ 2.3.2 Giải Thích Sơ Đồ Công Nghệ Để xử lý nước thải thường ứng dụng các phương pháp xử lý như sau: xử lý cơ học, hoá học, hoá lý và sinh học. Các phương pháp được lựa chọn để xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì: Xử lý cơ học; Xử lý hoá lý; Xử lý sinh học. Các công nghệ được lựa chọn cho các phương pháp trên: Xử lý cơ học: Song chắn rác (SCR); Bể lắng cát ngang; Bể lắng và tách váng; nước thải sân phơi cát khí sinh học song chắn rác UAF bể trộn bể điều hoà bể lắng & tách váng bể lắng cát UASB bùn tuần hoàn bể lắng đứng thức ăn gia súc hồ sinh học bể nén bùn nguồn tiếp nhận sân phơi bùn aroten hồ sinh học máy thổi khí bùn thải bùn tuần hoàn nước tách bùn bùn thải nước tách bùn nước tách cát Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 2 - 3 Bể điều hoà; Bể lắng đợt II (bể lắng đứng); Bể nén bùn; Sân phơi bùn. Xử lý hoá lý: Bể khuấy trộn. Xử lý sinh học: Điều kiện nhân tạo: Xử lý kỵ khí: UAF UASB Xử lý hiếu khí: Arotank Điều kiện tự nhiên: Hồ sinh học. Chức năng của từng công trình: Xử lý cơ học: - SCR: làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất thô (chủ yếu là rác) có trong nước thải. - Bể lắng cát ngang: làm nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất vô cơ không hoà tan như cát, sỏi, xỉ và các vật liệu rắn khác có vận tốc lắng (hay trọng lượng riêng)lớn hơn các chất hữu cơ có thể phân huỷ trong nước thải. - Bể láng và tách váng: tách lượng váng nổi trên bề mặt nước thải. - Bể điều hoà: làm nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và tắng tính an toàn khi vận hành hệ thống. - Bể lắng đợt II (bể lắng đứng): làm nhiệm vụ lắng hỗn hợp nước – bùn từ bể aroten dẫn đến. - Bể nén bùn: Làm giảm độ ẩm của bùn hoạt tính dư từ bể lắng đợt II bằng cách (nén) cơ học để đặt độ ẩm thích hợp. - Sân phơi bùn: làm ráo nước trong cặn vầ giảm độ ẩm của bùn thải. Xử lý hoá lý: - Bể khuấy trộn: khuấy trộn đều hoá chất châm vào nước thải. Xử lý sinh học: (trong điều kiện nhân tạo) - Xử lý kỵ khí:Ưu điểm: Xử lý SS – BOD – COD cao; Cần ít diện tích; Bùn dư ít; Sản xuất biogas; Tốn ít chi phí cho việc cung cấp năng lượng và dinh dưỡng. Nhược điểm: Khó đạt tiêu chuẩn xả thải; Vấn đề mùi; Vận hành phức tạp. Î Công nghệ lựa chọn: UAF, UASB. UAF: Thành phần nước thải nhà máy tinh bột khoai mì với lượng cặn lơ lững (SS) cao 4920 không thích hợp để xử lý liền với UASB (SS < 3000 mg/l). Vì vậy bể UAF được chọn để xử lý lượng SS lớn này. Ngoài ra khi nước thải qua UAF thì một phần chất hữu cơ cũng được khử bớt. Hiệu quả xử lý SS đạt khoảng 75 – 83%, CODtổng (7,3 – 10,8%), CODfilter (> 75%), sCOD (< 0,5%). Nước thải sau khi xử lý được bơm vào UASB để tiếp tục xử lý, còn bùn thải sinh ra trong quá trình xử lý được dùng làm thức ăn gia súc. UASB: Xử lý một lượng đáng kể chất hữu cơ. Với hiệu quả xử lý: CODtổng (88,4 – 91,9%), sCOD bị khử (85,2 – 92,2%). Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 2 - 4 - Xử lý hiếu khí:Ưu điểm: Xử lý triệt để; Vận hành đơn giản. Nhược điểm: Xử lý COD có nồng độ thấp; Bùn dư nhiều; Diện tích lớn; Tốn chi phí cho việc cung cấp năng lượng và dinh dưỡng. Î Công nghệ lựa chọn: Arôten: Arôten: Dùng để xử lý triệt để lượng chất hữu cơ còn lại từ UASB dẫn vào. Hiệu quả xử lý BOD5 = 85%. Xử lý sinh học: (trong điều kiện tự nhiên). - Hồ sinh vật: để giảm thiểu nồng độ chất hữu cơ và chất dinh dưỡng đến mức thấp nhất đạt tiêu chuẩn xả thải công nghiệp tại Việt Nam (nguồn loại B). Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 1 Chương III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 3.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SONG CHẮN RÁC THÔ 3.1.1 Tính Toán Mương Dẫn Chọn mương tiết diện hình chữ nhật, lưu lượng Qngđ = 2000 m3/ ngđ = 0,023 m3/ s Diện tích mặt cắt ướt W : v QW = Vận tốc chuyển động nước thải trước song chắn rác(SCR) v: v = 0,4 ÷ 1 m/s. Tối ưu v = 0,6 m/s Î 038,0 /6,0 /023,0 3 === sm sm v QW m2 Chiều rộng mương B: Chọn B = 0,3 m Chiều sâu mực nước trong mương dẫn h: B Wh = Î 13,0 3,0 038,0 === B Wh m Xác định độ dốc thuỷ lực i: Ricv ××= Î Rc vi ×= 2 2 Trong đó: c: hệ số sêri yR n c ×= 1 n: hệ số nhám 0130×=n R: bán kín thuỷ lực 07,0 13,023,0 13,03,0 2.. .. =×+ ×=+ ×== mm hb hB uocvichu uoctichdienR m y: hệ số phụ thuộc vào R R < 1 phụ thuộc y = 1,5 × n1/2 Î y = hệ số phụ thuộc = 1,5 × 0,0131/2 = 9,75 ×10-3 Î 59 013.0 11 07,0 31075,9 =×=×= −×yR n c Î 0015,0 07,059 6,0 2 2 2 2 =×=×= Rc vi 3.1.2 Tính Toán Song Chắn Rắc Số khe hở của SCR n: vhl KQn L ×× ×= Trong đó: K= 1,05 hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ tống cào rác. Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 2 13,0max == hhL (m). chiều sâu của lớp nước ở SCR lấy bằng chiều sâu mực nước trong mương dẫn. 016,0=l (m). khoảng cách giữa các khe hở. v = 0,6 (m/s). tốc độ nước cảy qua SCR Î 19 /6,013,0016,0 05,1/023,0 3 =×× ×=×× ×= smmm sm vhl KQn L (khe) Chiều rộng của SCR Bs: nlnsBs ×+−×= )1( Bề dày của thanh chắn s: Thường lấy 008,0=s (m) Î 45,019016,0)119(008,0)1( =×+−×=×+−×= nlnsBs (m) Chiều dài xây dựng của phần mương đặt SCR, L: L = L1 + L2 + LS Trong đó: L1: Chiều dài mở rộng trước SCR 2,0 202 3,045,0 21 =−=−= tgtg BBL ms μ (m) μ : góc nghiên mở rộng 020=μ L2: chiều dài phần mở rộng sau SCR 1,0 2 2,0 2 1 2 === LL (m) LS: Chiều dài phần dặt SCR LS = 1,5 (m) Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt SCR, H: H = hmax + hs + 0.5 Trong đó: 0,5: chiều cao lớp nước bảo vệ. sh : tổn thất áp lực: θβ sin2 23 4 ××⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛×= g v l shs (m) 060=θ vớt rác thủ công, quy phạm 45 - 600 83,1=β chọn thanh trước tròn sau vuông Î 30 23 4 1059,060sin 2016.0 008.083.1 −×=××⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛×= g vhs Î H = hmax + hs + 0,5 = 0,13 + 0,59 × 10-3 + 0,5 = 0,6 (m) Bề dày của thanh chắn, s: Thường lấy 008,0=s (m) Chiều dầy của thanh chắn, d: chọn d = 20mm Chiều cao của thanh chắn, ht: ht = cotg 300 × H = cotg300 × 0,6 = 1(m) Chiều cao của lớp nước qua thanh chắn, hnt: hnt = cotg 300 × h = cotg300 × 0,13 = 0,23(m) Số thanh chắn : n – 1 = 19 – 1 = 18 (thanh) Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 3 Tốc độ dòng chảy qua song chắn vsc: 6,06,01059,08,927,027,0 27,0 1 23222 =+××××=+××=⇒−×= −vhgu g vuh lL (m/s) Các thông số thiết kế và kích thước SCR TT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tốc độ chảy trong mương Lưu lượng trung bình Kích thước mương, B × H Chiều rộng B Độ sâu, H Chiều cao lớp nước trong mương, h Kích thước thanh, ds× Bề rộng, s Bề dày, d Chiều cao ht Khe hở giữa các thanh Số khe hở của SCR Số thanh của SCR Tốc độ dòng chảy qua song chắn, v Tổn thất áp lực qua song chắn, sh m/s m3/s mm mm mm mm mm mm mm khe thanh m/s mm 0,6 83,3 300 650 130 8 20 1000 16 19 18 0,6 0,00059 3.2 TÍNH TOÁN BỂ LẮNG CÁT NGANG 3.2.1 Tính Toán Thuỷ Lực Mương Dẫn Nước Thải từ SCR Đến Bể Lắng Cát Thông số Đơn vị Giá trị Chiều ngang, B Độ sâu, H Độ dốc, i Vận tốc, v Độ đầy, h mm mm mm m/s mm 300 650 14 0,6 130 3.2.2 Tính Toán Bể Lắng Cát Ngang Chọn đường kính hạt cát d = 0,2 mmÆ độ lớn thuỷ lực của hạt uo = 18,7 mm/s = 0,0187 m/s (nguồn: CNXL nước thải, Trần Thị Mỹ Diệu) Diện tích mặt thoáng BLC: 2 /0187,0 /023,07,1 3 =×=×= sm sm u QkF o m2 Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 4 Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải Q = 0,023 m3/s ou : độ lớn thuỷ lực của hạt, 0187,0=ou (m/s) k: hệ số ản hưởng của dòng chảy đến vận tốc lắng. k = 1,3 khi uo = 24,2 mm/s k = 1,7 khi uo = 18,7 mm/s (Điều 6.3.3 – TCXD – 51 – 84) Chiều dài bể L: Tỉ số giữa chiều dài và chiều sâu: ou vk H L ×= Trong đó: L: ciều dài bể (m) H: chiều sâu lớp nước trong bể, lấy bằng độ đầy trong mương dẫn, H = 0,13 m v: vận tốc chảy trong bể, v = 0,15 (m/s) (để chất hữu cơ không lắng, vận tốc dòng chảy phải kông đổi, v = 0,2 – 0,15m/s. mặc dù lưu lượng qua bể thảy đổi từ Qmax Æ Qmin) (nguồn: Tính Toán Thiết Kế Các Công Trình XLNT, Trần Thị MỸ Diệu) Î 6.13 0187.0 15.0*7.1* === ou vk H L (m) Æ L = 13,6 H Hệ số an toàn: f = 1,2 – 1,5 chọn 4.1=f Æ L = 19 H = 19 ×0,13 = 2,5 (m) Chiều rộng bểB: 8,0 5,2 2 === L FB (m) Lượng cát trung bình sinh ra mỗi ngày tính theo công thức: 1000 o tb ng c q W Q ×= Î 3,0 1000 15,0/2000 1000 3 =×= × = ngdm q W o tb ng c Q (m3/ngđ) Trong đó: Qtbng : Lưu lượng nước thải trung bình ngày oq : Lượng cát trong 1000m 3 nước thải, 15.0=oq m3cát/1000m3 Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát tính theo công thức: nbL tW H cc ×× ×= Î 075,0 2*4,05,2 2/1/3.0 3 =× ×=×× ×= mm ngayngdm nbL tWH cc (m) Trong đó: t : chu kỳ xả cát, t=1/2 ngày. Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang : Hxd = Hct + Hc + Hbv = 0,13 + 0,075 + 0,4 = 0,6 (m) Trong đó: Hct: chiều cao công tác của BLC Hc: chiều cao lớp cát trong BLC Hbv: chiều cao bảo vệ, koảng cách từ mực nước đến thành bể, (m) Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 5 Tính toán sân phơi cát: Nhiệm vụ của sân phơi cát là làm ráo nước trong hỗn hợp cát – nước để dể dàng vận chuyển cát đi nơi khác. Diện tích hữu ích của sân phơi cát: 27 /4 365/3.0365 3 =×=×= namm ngdngdm h WF c m2 Trong đó: h:chiều cao lớp bùn cát trong năm h = 4 -5 (m/năm) (khi lấy cát đã phơi khô theo chu kỳ) Chọn sân phơi cát gồm 3 ô, diện tích mỗi ô là 27 ÷ 3 = 9 m2 Kích thước mỗi ô: L × B = 2 × 4,5 (m) Các thông số thiết kế và kích thước BLC TT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 3 4 5 6 7 Thời gian lưu nước Vận tốc chuyển động ngang Lưu lượng trung bình Kích thước bể lắng cát, B * L Rộng, B Dài, L Chiều cao xây dựng, H Chiều cao công tác, Hct Chiều cao lớp cát, Hc Chiều cao bảo vệ, Hbv Số ngăn công tác Chiều rộng ngăn, b Kích thước sân phơi cát Số ô phơi cát Kích thước ô, L × B Rộng, B Dài, L s m/s m3/s m m m m m m ngăn m ô m m 60 0.15 0.023 0.8 2.5 0.6 0.13 0.075 0.4 2 0.4 3 2 4.5 3.3 TÍNH TOÁN BỂ LẮNG VÀ TÁCH VÁNG Tính thể tích bể. V = Q × t = 3 3 83 2460 60/2000 m hphut phutngdm =× × Trong đó: t: thời gian lưu nước trong bể t = 20 – 60 phút Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 6 Chia làm hai bể Æ thể tích mỗi bể V1 = 42 (m3) Chọn chiều cao bể: H = 2 m Diện tích bể: 221 2 42 m H VF === Æ Chiều rộng bể: B = 3 m Chiều dài bể: L = 7 m Tốc độ máy gạt cặn 0,9 m/phút Tốc độ máy gạt bọt 0,9 m/phút. 3.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ ĐIỀU HOÀ Lưu lượng nước thải nhà máy Q = 200m3/ngđ Nhà máy làm việc theo chế độ 2 ca: Ca I: QI = 50% Qngđ = 0,5 × 2000 = 1000 (m3/ngđ) Ca II: QII = 50% Qngđ = 0,5 × 2000 = 1000 (m3/ngđ) Bảng tổng hợp lưu lượng nước của nhà máy: Ca %Qngđ m3 06 _ 07 6.25 125 07 _ 08 6.25 125 08 _ 09 6.25 125 09 _ 10 6.25 125 10_11 6.25 125 11 _ 12 6.25 125 12 _ 13 6.25 125 13 _ 14 6.25 125 14 _ 15 6.25 125 15 _ 16 6.25 125 16 _ 17 6.25 125 17 _ 18 6.25 125 18 _19 6.25 125 19 _ 20 6.25 125 20 _ 21 6.25 125 21 _ 22 6.25 125 Tổng 100% 2000 Bảng thể tích bể điều hoà: Giờ Vào, (m3) Ra, (m3) Còn lại 00 _ 01 0 83.4 -83.4 01 _ 02 0 83.4 -166.8 02 _ 03 0 83.4 -250.2 03 _ 04 0 83.4 -333.6 04 _ 05 0 83.4 -417 Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 7 05 _ 06 0 83.4 -500 06 _ 07 125 83.4 -458.4 07 _ 08 125 83.4 -416.8 08 _ 09 125 83.4 -375.2 09 _ 10 125 83.4 -333.6 10 _ 11 125 83.4 -292 11 _ 12 125 83.4 -250 12 _ 13 125 83.4 -208.4 13 _ 14 125 83.4 -166.8 14 _ 15 125 83.4 -125.2 15 _ 16 125 83.4 -83.6 16 _ 17 125 83.4 -42 17 _ 18 125 83.4 0 18 _ 19 125 83.4 41.6 19 _ 20 125 83.4 83.2 20 _ 21 125 83.4 124.8 21 _ 22 125 83.4 166.8 22 _ 23 0 83.4 83.4 23 _ 24 0 83.4 0 Thể tích bể điều hoà, V: V = 500− + 170 = 670 (m3) Chọn: Chiều cao hữu dụng của bể là: H1 = 4,5 (m) Chiều cao bảo vệ của bể là: H2 = 0,3 (m) Î Tổng chiều cao của bể là: H = H1 + H2 = 4,5 + 0,3 = 4,8 (m) Chiều rộng bể: B = 10 (m) Chiều dài bể: L = 15 (m) Các thông số thiết kế và kích thước bể điều hoà TT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 3 4 5 6 Lưu lượng giờ trung bình. Thể tích bể, V Chiều dài, L Chiều rộng, B Chiều cao hữu dụng, H1 Chiều cao tổng cộng, H m3/ngđ m3 m m m m 83,4 670 15 10 4,5 4,8 Bảng thành phân nước thải của nhà máy sau khi ra khỏi bể điều hoà và vàoUAF TCVN 5945 – 1995 Thông số Đơn vị Nước thải Nguồn loại A Nguồn loại B Color pH TDS Acidity _ _ mg/ l mgCaCO3/ l Trắng 7 – 8 595 526 _ 6 – 9 _ _ _ 5,5 – 9 _ _ Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 8 SS VSS BOD5 CODtotal CODfilter N_NH3 N_NO3 N_Org SO42- PO4 CN- mg/ l mg/ l “ “ “ “ “ “ “ “ mg/ l 4920 4740 7500 11629 4537 336 0,80 57 7,19 35,12 24 50 _ 20 50 _ 0.1 _ _ _ 4 0,05 100 _ 50 100 _ 1 _ _ _ 6 0,1 3.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ UAF Tính toán bể bể UAF mục đích để xử lý lượng SS. Khoảng 20-25 ngày làm sạch màng 1lần. 3.5.1 Tính Thể Tích Và Kích Thước Bể Số liệu thiết kế: - Tải trọng SS: Lss= 6kgSS/m3 ngđ (3,8 – 6,2 kgSS/m3 ngđ) - Vận tốc dòng chảy: v = 0,24 m/h (nguồn: Huỳnh Ngọc Phương Mai, 2006 ) Thể tích hữu dụng của thiết bị UAF: 3 3 3 3 1640 6000 49202000 m ngđm g m g ngđ m L SQV ss ss n = × =×= Tổng thể tích phần chứa hỗn hợp nước thải trong thiết bị: 3 3 1864 88,0 1640 mm E VV nl === Trong đó: E: hệ số hữu ích = 0,8 – 0,9 Tính diện tích thiết bị UAF: 2 3 3 2,347 2424,0 2000 m ngđ h h m ngđ m v QA = × == lấy bằng 348m2 Chia làm 8 bể → diện tích mỗi bể = 348 ÷ 8 = 43,5m2 Tính đường kính thiết bị UAF, bể dạng hình trụ tròn: mDmDA 5,75,43 4 2 2 =⇒== π →A = 44,6m2 Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 9 Bể làm bằng bê tông cốt thép Chiều cao phần chứa hỗn hợp nước thải trong thiết bị: m m m A VH ll 5,5448 1864 8 2 3 =×== Æ Thể tích UAF: 33,2455,56,44 mHAV ll =×=×= 3.5.2 Tính Toán Thiết Bị Thu Khí và Lấy Nước Ra Thiết bị thu khí Diện tích bề mặt của phần khe hở 15-20% tổng diện tích bề mặt của bể. Akhe = 15%A = 15% × 44,6m2 = 6,69m2 lấy bằng 10m2 Diện tích đáy hính nón của chụp thu khí Achụp= A – Akhe = 44,6m2 – 10m2 = 34,6m2 Đường kính đáy của chụp thu khí Achụp = mDm D chup 6,66,344 2 2 =⇒=π Chiều cao của thiết bị thu khí:HG Góc nghiêng của thiết bị tách pha 600 2 32 6,6 602 =×== tg D H chupG Thiết bị lấy nước ra Bố trí máng quanh thành bể Bề rộng máng b = 30cm = 0,3m Chiều dài máng L = mbD 7,21)3,025,7(14,3)2( =×−×=−×π 4 3 1033,1 7,218 86400 12000 8 −×=× × == m s ngd ngd m L Q a m3/ms Chọn tải trọng máng thu nước a = 1,33×10-4 m3/ms> tải trọng a = 2×10-3 m3/m.s Máng chữ V: 5 chữ V/1m Lưu lượng qua khe chữ V s maq 3 5 4 1067,2 5 1033,1 5 − − ×=×== mmmhhq 13013,04,1 2 5 ≈=⇒= Đáy chữ V = 6cm Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 10 Khoảng cách giữa các đỉnh chữ V = 20cm Chiều cao mực nước trong máng = mmm bL Q 6,00006,0 3,07,21 1085,3 3 ≈=× ×=× − Chiều cao toàn máng = 20cm Thiết bị đưa nước vào Thiết bị phân phối nước vào là dàn ống khoan lỗ. Tuyến ống gồm:-1 ống chính:-đường kính = 70mm -vận tốc = 1,12m/s -11 ống nhánh:-đường kính = 50mm -vận tốc = 0,23 m/s 3.5.3 Tính Lớp Vật Liệu Lọc Vật liệu lọc là gổ thông, kích thước là H × L × W: 20 ×30 × 2 mm. Thể tích lớp vật liệu lọc chiếm 65% thể tích bể. Æ thể tích của lớp vật liệu lọc = 65% × 320 m3 = 208 m3 3.5.4 Tính Thời Gian Lưu Nước hngd h ngdm m Q VVHRT VLLl 824 /2000 6)208320(6)( 3 3 =××−=×−= Thời gian lưu nước trong bể UAF dao động trong khoảng 4,6 – 4,7 giờ là phù hợp nên thời gian lưu nước 8 giờ sẽ đảm bảo tính an toàn cho hệ thống. 3.5.5 Hiệu Quả Xử Lý Hiệu quả xử lý của bể UAF : SS được xử lý ( 75% - 83% ) chọn 80%; CODtổng giảm (7,3% - 10,8%) chọn 10%; CODfilter bị khử(> 75%) chọn 80%; sCOD khử(<0,5%). (nguồn: Huỳnh Ngọc Phương Mai, 2006 ) TT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 3 4 SS dòng vào SS dòng ra CODtổng vào CODtổng ra CODfilter vào CODfilter ra BOD5 = sCOD /1,6 vào BOD5 = sCOD /1,6 ra mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 4920 984 11629 10466 4537 907,4 7500 7265 3.5.6 Các Thông Số Thiết Kế Và Kích Thước UAF Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 11 TT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 3 4 5 6 Diện tích bề mặt phần lắng. Thể tích ngăn phản ứng. Kích thước mỗi đơn nguyên: Số lượng, Đường kính, D Chiều cao, Hl Kích thước phểu thu khí: Số lượng, Đường kính đáy, Dchụp Chiều cao, HG Kích thước máng thu nước: Máng chữ V Chiều rộng, b Chiều dài, L Chiều cao, H Chiều cao mực nước trong máng, Hnước Đáy chữ V Khoảng cách các đỉnh chữ V Ống phân phối: Số lượng, Diện tích mỗi đầu. m2 m3 cái m m cái m m m m m m m m cái/ đơn nguyên m2 64 320 6 9 5 6 8 2,5 5 chữ V/1m 0,3 26,3 0,2 0,005 0,06 0,2 Bảng thành phân nước thải của nhà máy sau khi ra khổi bể UAF và vàoUASB TCVN 5945 – 1995 Thông số Đơn vị Nước thải Nguồn loại A Nguồn loại B Color pH TDS Acidity SS VSS BOD5 CODtotal CODfilter N_NH3 N_NO3 _ _ mg/ l mgCaCO3/ l mg/ l mg/ l “ “ “ “ “ Trắng 7 – 8 595 526 984 948 7265 10466 4537 336 0.80 _ 6 – 9 _ _ 50 _ 20 50 _ 0.1 _ _ 5.5 – 9 _ _ 100 _ 50 100 _ 1 _ Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 12 N_Org SO42- PO4 CN- “ “ “ mg/ l 57 7.19 35.12 24 _ _ 4 0.05 _ _ 6 0.1 3.6 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ UASB 3.6.1 Tính Thể Tích Và Kích Thước Bể Số liệu thiết kế: - Tải trọng COD: LCOD = 50kgCOD/m3 ngđ ( 36-101kgCOD/m3 ngđ) - Vận tốc dòng chảy: v = 0,88 m/h (nguồn: Huỳnh Ngọc Phương Mai, 2006 ) Thể tích hữu dụng của thiết bị UASB: 3 3 3 3 418 50000 104662000 m ngđm g m g ngđ m L SQV COD COD n = × =×= Tổng thể tích phần chứa hỗn hợp nước thải trong thiết bị: 3 3 475 88,0 418 mm E VV nl === Trong đó: E: hệ số hữu ích = 0,8 – 0,9 Tính diện tích thiết bị UASB: 2 3 3 95 2488,0 2000 m ngđ h h m ngđ m v QA = × == Chia làm 4 bể → diện tích mỗi bể = 95 ÷ 4 = 24m2 Tính kính thước thiết bị UASB, bể dạng hình trụ vuông: a × a = 5 × 5 =25 m2 Æ A = 25 m2 Bể làm bằng bê tông cốt thép. Chiều cao phần chứa hỗn hợp nước thải trong thiết bị: mm m m A VH ll 575,4254 475 4 2 3 →=×== Æ Thể tích UASB: 3125525 mHAV ll =×=×= 3.6.2 Tính Toán Thiết Bị Thu Khí , Lấy Nước Ra Và Phân Phối Nước Và Thiết bị thu khí Diện tích bề mặt của phần khe hở 15-20% tổng diện tích bề mặt của bể. Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 13 Akhe = 15%A = 15% × 25m2 = 4m2 Diện tích đáy hình nón của chụp thu khí Achụp= A – Akhe = 25m2 – 4m2 = 21m2 Kích thước đáy của chụp thu khí hình vuông, a × a = 4,5 × 4,5 Æ Achụp = 20 m2 Chiều cao của thiết bị thu khí:HG Góc nghiêng của thiết bị tách pha 600 m tg a H chupG 3,132 5,4 602 =×== Thiết bị lấy nước ra Bố trí máng quanh thành bể. Bề rộng máng b = 30cm = 0,3m Chiều dài máng L = mba 6,173,085484 =×−×=− 4 3 103,3 46,17 86400 12000 4 −×=× × == m s ngd ngd m L Q a m3/ms Chọn tải trọng máng thu nước a = 3,3×10-4 m3/ms < tải trọng a = 2×10-3 m3/ms Máng chữ V, 3 chữ V/1m Lưu lượng qua khe chữ V s maq 3 4 4 101,1 3 103,3 3 − − ×=×== mmmhhq 22022,04,1 2 5 ≈=⇒= Đáy chữ V = 6cm Khoảng cách giữa các đỉnh chữ V = 20cm Chiều cao mực nước trong máng = mmm bL Q 7007,0 3,06,17 1085,3 3 ≈=× ×=× − Chiều cao toàn máng = 20cm Chọn đường kính ống dẩn nước ra Với lưu lượng =3.9l/s Chọn đường kính ống = 70mm Vận tốc nước là = sm D Q /1 )1070( 4 1 109,3 4 23 3 2 =× ×= − − ππ Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 14 Thiết bị phân phối nước vào Thiết bị phân phối nước vào là dàn ống khoan lỗ Tuyến ống gồm:- 1 ống chính:-đường kính = 70mm -vận tốc = 1,12m/s -11 ống nhánh:-đường kính =50mm -vận tốc =0,23 m/s 3.6.3 Tính Thời Gian Lưu Nước hngd h ngdm m Q VHRT 624 /2000 41254 3 3 =××=×= Thời gian lưu nước trong bể UASB dao động trong khoảng 6 – 8 giờ 3.6.4 Tính Thời Gian Lưu bùn Q×Xe=PX,VSS Q = 2000 m3/ngđ Xe =948 mg/l = 948 g/m3 e d dd d VSSX XQnbVSSQSRTk SRTSSYQkf SRTk SSYQP ×=×+×+ ×−××××+×+ −××= 1 )( 1 )( 00 , Với Y = 0,08 gVSS/gCOD, kd = 0,03 ngày-1, fd = 0,15 S0 = sCOD + 50% pCOD = (COD – pCOD) + 50% CODfiter = (10466 – 4537) + 50%×4537 = 8197.5 (g/m3) S = (1 – 0,9) × sCOD = (1 – 0,9) × (COD – pCOD ) = 0,1 × (10466 – 4537) = 592.9(g/m3) nbVSS = 50% VSS = 50% ×948 = 474 (g/m3) Î SRT = 11,7 ngày Kiểm tra lại giá trị SRT = 11,7 có phù hợp không 996,308 1)03,0125,308,0(7,11 )7,1103,01(360 1)( )1( =−−×× ×+=−−× ×+= d dS kYkSRT SRTkK S 1max 125,3 08,0 25,0 −=== ngd Y k μ Tỷ lệ sCOD còn lại sau xử lý Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 15 %10025,0 11624 996,308% inf <=== sCOD sCODe 3.6.5 Lượng VSS trung bình trong vùng chứa bùn RWeW VSSn XQXQQ XV SRT +×− ×= )( Vì bùn xả theo nước sau XL → QW = 0 e VSSn XQ XV SRT × ×= ⇒ g m ngaymgngdm V SRTXQX n e VSS 5,428.55418 22,12/948/2000 3 33 =××=××= = 55,428 kg 3.6.6 Tốc độ sinh khí CH4 COD của 1 mol CH4 CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 1 mol 2×32gO2 hay 64gO2/mol CH4 Ở điều kiện chuẩn (00C, 1atm), thể tích của 1 mol CH4 là 22,4 L ⇒ 22,4 L/64 gCOD = 0,35 L/gCOD Ở điều kiện (300C,1atm), thể tích của 1 mol CH4 là L P nRTV 25 1 303082057,01 =××== n = 1 mol R = 0,082057 atm.L/mol.0K T = 273 + 30 = 303 0K P = 1 atm Ở điều kiện (300C, 1atm), thể tích của CH4 = 0,3906 L/gCOD Lượng COD bị phân huỷ CODbị phân huỷ = CODcó khả năng phân huỷsinh học,inf – CODe CODbị phân huỷ = 11624 – 1162,4 = 10461,6 Lượng COD bị tiêu thụ trong quá trình khử SO42- Nếu sử dụng CH3OH như chất cho electron 119SO42- + 167CH3OH + 10CO2 + 3NH4+ + 3HCO3- + 178H+ = 3C5H7O2N + 60HS- + 331H2O 0,89 gCOD/gSO42- Nếu là CHC trong nước thải : 0,67 gCOD/gSO42- (Arceivala, 1998) ⇒ CODSulfate removal = 0,8 × 7,19 gSO42- × 0,67 gCOD/gSO42- = 3,85 g/m3 Lượng COD được chuyển hoá thành CH4 CODCH4 = (10461,6 – 3,85)g/m3 × 2000m3/ngđ = 20.915.500 g/ngđ = 20.915 kg/ngđ Tốc độ phát sinh khí CH4 Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 16 = 0,3906 L CH4/gCOD × 20915500 g/ngđ = 8.169.594,3 L/ngđ = 8.169,6 m3/ngđ Năng lượng thu được từ CH4 KLR của CH4 ở 350C = 0,6346 g/L KLR của CH4 ở 300C = LgLg /6451,0 30273 35273/6346,0 =+ +× Năng lượng sinh ra từ CH4 = 8.169.594,3 L/ngđ × 0,6451 g/L × 50,1 kJ/g CH4 = 264.037.284,7 kJ/ngđ 3.6.7 Nhu cầu độ kiềm CH4 chiếm 65% tổng lượng khí sinh ra → CO2 chiếm 35% tổng lượng khí sinh ra. Độ kiềm cần thiết là 1800mg/L (tra bảng). Độ kiềm cần bổ sung là 1800mg/L – 526mg/L = 1274mgCaCO3/L = 1274 g CaCO3/m3. Lượng kiềm bổ sung hằng ngày là 1274gCaCO3/m3 × 2000m3/ngđ × 10-3 kg/g = 2548 kg CaCO3/ngđ 3.6.8 Hiệu Quả Xử Lý Hiệu quả xử lý của bể UASB : CODtổng giảm (88,4% - 91,9%) chọn 90%; sCOD bị khử (85,2%- 92,2%)chọn 90%. (nguồn: Huỳnh Ngọc Phương Mai, 2006). Giả sử 50%VSS, 50% pCOD bị phân huỷ, 80% SO42- trong nước thải bị phân huỷ sinh học 90%CODfiter có khả năng phân huỷ sinh học,SS giảm 50% TT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 3 4 5 6 CODtổng vào CODtổng ra BOD5 = sCOD /1,6 vào BOD5 = sCOD /1,6 ra VSS vào VSS ra CODfiter vào CODfiter ra SO42- vào SO42- ra SS vào SS ra mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 10466 1046 7265 726,5 948 474 4537 453,7 7,19 1,438 984 492 Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 17 3.6.9 Các Thông Số Thiết Kế Và Kích Thước UASB TT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 3 4 5 6 Diện tích bề mặt phần lắng. Thể tích ngăn phản ứng. Kích thước mỗi đơn nguyên: Số lượng, Cạnh bể, a Chiều cao, Hl Kích thước phểu thu khí: Số lượng, Diện tích đáy, Achụp Cạnh đáy phểu thu khí, a Chiều cao, HG Kích thước máng thu nước: Máng chữ V Chiều rộng, b Chiều dài, L Chiều cao, H Chiều cao mực nước trong máng, Hnước Đáy chữ V Khoảng cách các đỉnh chữ V Ống phân phối: Ống chính. Ống nhánh Đường kính ống chính Đường kính ống chính m2 m3 cái m m cái m2 m m m m m m m m cái/ đơn nguyên cái/ đơn nguyên m m 25 125 4 5 5 4 20 4,5 1,3 3 chữ V/1m 0,3 17,6 0,2 0,007 0,1 0,35 1 4 0,07 0,05 Bảng thành phần nước thải của nhà máy sau khi ra khổi bể UASB và vào bể Aeroten TCVN 5945 – 1995 Thông số Đơn vị Nước thải Nguồn loại A Nguồn loại B Color pH TDS Acidity SS VSS BOD5 _ _ mg/ l mgCaCO3/ l mg/ l mg/ l “ Trắng 7 – 8 595 526 492 948 726,5 _ 6 – 9 _ _ 50 _ 20 _ 5.5 – 9 _ _ 100 _ 50 Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 18 CODtotal CODfilter N_NH3 N_NO3 N_Org SO42- PO4 CN- “ “ “ “ “ “ “ mg/ l 1046 453,7 336 0.80 57 1,438 35.12 24 50 _ 0.1 _ _ _ 4 0.05 100 _ 1 _ _ _ 6 0.1 3.7 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ ACROTANK 3.7.1 Tính Thể Tích Và Kích Thước Bể Hiệu quả xử lý BOD5 = 85% Lượng BOD5 đầu vào là 713 mg/l Æ Lương BOD5 cần xử lý 606 mg/l Lưọng BOD5 đầu ra là 713 - 606 = 107 mg/l và SS = 125 mg/l sau khi xử lý ra khỏi bể. Hàm lượng cặn hữu cơ trong SS ra khỏi bể lắng khoảng 65% Thể tích bể acrotank: ( )( )SRTKX SSSRTYQ V d O +× −×××= 1 Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải, Q = 2000 (m3/ngđ) Y: hệ số thu hoạch, Y = 0,6 SRT: thời gian lưu bùn, SRT = 10 (ngày) So: lượng BOD5 đầu vào S: lượng BOD5 đầu ra X: nồng độ bùn hoạt tính trong bể, X = 2500 (mg/l) Kd: hệ số phân huỷ nội bào, Kd = 0,06 ngày-1 (nguồn: Trịnh Xuân Lai, 2000) Î ( )( ) 11201006,012500 107713106,02000 =×+× −×××=V (m3) Chọn 4 bể đơn nguyên dạng hình hộp. 280 4 1120 41 === VV (m3) Chọn H1 = 4 (m), chiều cao dự trữ h = 0,3 (m) Æ H = H1 + h = 4 + 0,3 = 4,3 (m) Diện tích bề mặt: 70 4 2801 === H VA (m2) Chọn chiều dài: L = 10 m Æ chiều rộng: B = 7 m Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 19 Thời gian lưu nước trong bể: 859,0 2000 1120 === Q VHRT ngày = 13,4 (h) Tốc độ tăng trưởng của bùn: 375,0 06,0101 6,0 1 =×+=×+= db KSRT YY Lượng bùn sinh ra trong ngày: Abùn = Yb × Q × (So – S) Abùn = 0,375 × 2000 × (713 – 107) = 454500 (gr) = 454,5 (kg) Lượng bùn xả Qxả: SRTX SRTXQXVQ t rr xa × ××−×= Qr = Qv = 2000 (m3/ngđ) Xt: nồng độ cặn lắng ở bể lắng đợt II (nồng độ cặn tuần hoàn) thông số chọn thiết kế vận hành là 10000 (mg/l), độ tro trong cặn khoảng 30% Æ Xr = 70% × 10000 = 7000 (mg/l) Xr: nồng độ bùn trong nước đã lắng (mg/l) Lượng cặn hữu cơ trong nước thải ra khỏi bể lắng. 0,65 × 125 = 81,25 (mg/l) Lượng cặn bay hơi trong tổng số cặn hữu cơ khoảng 70% Æ Xr = 81,25 × 0,7 = 56,875 (mg/l) 75,23 107000 10875,56200025001120 =× ××−×=xaQ (m3/ng) Thời gian tích luỹ cặn (tuần hoàn lại toàn bộ) không xả cặn ban đầu: 6 4545000 25001120 =×=×= bunA XVT (ngày) Thực tế sẽ dài gấp 3 – 4 lần vì khi nồng độ bùn chưa đủ trong bể hiệu quả xử lý ở thòi gian đầu sẽ thấp và lượng bùn sinh ra ít hơn Abùn. Sau khi hệ thống hoạt động ổn định, lượng bùn hữu cơ xả ra hằng ngày. b = Qxả × 10000 (g/m3) = 23,68 × 10000 = 236800 (g/ng) = 236,8 (kg/ng) Cặn bay hơi. b’ = 0,7 × 236,8 = 165,76 (kg/ng) Xác định lưu lượng tuần hoàn Qt = để nồng độ bùn trong bể luôn giữ giá trị X = 2500 (mg/l) Ta có: Qt × Xt = (Qv + Qt)×X Î XX X Q Q tv t −= Trong đó: Qt: lưu lượng hỗn hợp bùn tuần hoàn lại (m3/h) Qv: lưu lượng nước thải đi vào công trìn xử lý (m3/h) Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 20 X: nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể aerotan (mg/l) Xt: nồng độ bùn hoạt tính trong hỗn hợp tuần hoàn (mg/l) Æ Hệ số tuần hoàn: 556,0 25007000 2500 =−=−== XX X Q Q tv tα Qt: lưu lượng hỗn hợp bùn tuần hoàn lại (m3/h) Qt = 0,556 × 2000 = 1112 (m3/ngày) Tính lượng khí cần cung cấp: Va = 280 m3 Lượng oxy cần thiết: OCo = ( ) X o P f SSQ 42,1 1000 −−× Trong đó: OCo: lượng oxy cần thiết theo tiêu chuẩn của phản ứng ở 20oC. Q: lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/ngđ) So: nồng đọ BOD5 đầu vào (mg/l) S: nồng độ BOD5 đầu ra (mg/l) f : hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD 68,01047 7135 === COD BOD f Px: phần tế bào dư xả ra ngoài theo bùn dư. 6,113 4 5,454 4 === bunX AP (kg/ngay) Î OCo = 2846,11342,168,01000 )107713(500 =×−× −× (kg/ng) Nhiệt độ nước thải T = 20oC độ muối < 5000 mg/l Lượng oxy bão hoà trong nước sạch là Cs = 9 (mg/l) Lượng oxy cần duy trì trong bể C = 2 (mg/l) Lượng oxy thực tế cần là: )20(1 1024 1 −×−×= Ts s o CC C OCOC ngkgo /365,01024 1 29 9284 =×−×= Tính lượng không khí cần cấp. Chọn hệ thống phân pối bọt kí nhỏ. 7=uO (gO2/m3.m) (tra bảng) Ou: công suất hoà tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối ính theo gram oxy cho 1m3 không khí, ở độ sâu ngập nước 1 (m). Độ sâu ngập nước của của bể H = 4 (m) Công suất hoà tan oxy của thiết bị: Ou = Ou × H = 7 × 4 = 28 (gO2/m3) Lượng không khí cần cấp: 195545,1 1028 365 3 1 =××=×= −fOu OCQk (m 3/ng) :f hệ số an toàn từ 1,5 – 2 Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 21 3.7.2 Hiệu Quả Xử Lý Hiệu quả xử lý của bể Acrotank: BOD5 bị khử (85,2%-92,2%) chọn 90%. TT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 CODtổng vào CODtổng ra BOD5 BOD5 mg/l mg/l mg/l mg/l 1046 392,15 726,5 72,65 3.7. 3 Các Thông Số Thiết Kế Và Kích Thước Acrotank TT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 3 4 5 6 Diện tích bề mặt phần lắng. Kích thước mỗi đơn nguyên: Số lượng, Cạnh dài Canh rộng Chiều cao, Hl Kích thước dàng phân phối nước Số lượng ống chính Đường kính ống chính Số lượng ống phân phối Đường kính ống phân phối Kích thước dàng phân phối khí Số lượng ống chính Đường kính ống chính Số lượng ống phân phối Đường kính ống phân phối Kích thước dỉa Đường kính m2 cái m m m cái m m cái m m cái m m cái m m m m 70 4 10 7 4 4 1 70 11 50 1 70 20 50 400 Bảng thành phần nước thải của nhà máy sau khi ra khổi bể bể Aeroten TCVN 5945 – 1995 Thông số Đơn vị Nước thải Nguồn loại A Nguồn loại B Color _ Trắng _ _ Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 22 pH TDS Acidity SS VSS BOD5 CODtotal CODfilter N_NH3 N_NO3 N_Org SO42- PO4 CN- _ mg/ l mgCaCO3/ l mg/ l mg/ l “ “ “ “ “ “ “ “ mg/ l 7 – 8 _ _ _ _ 72,65 392,15 _ _ _ _ _ _ _ 6 – 9 _ _ 50 _ 20 50 _ 0.1 _ _ _ 4 0.05 5.5 – 9 _ _ 100 _ 50 100 _ 1 _ _ _ 6 0.1 3.8 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LẮNG ĐỢT II (bể lắng đứng) Thể tích vùng lắng của bể lắng đợt II VL = Q × t = 2000 m3/ngđ × 2h × 1ngđ/ 24h = 167 (m3) Chọn 4 bể lắng đợt II: 2 bể hoạt động 2 bể dự phòng. 84 2 167 2 1 1 === VV L (m3) Chọn đường kính bể lắng đợt II: Db = 5,5 (m) Diện tích mỗi bể: )(24 4 5,5 4 2 22 mDA b =×=×= ππ Chiều sâu vùng lắng của bể lắng đợt II: 5,3 24 841 === A VH L (m) Chiều cao xây dựng bể: Hxd = HL + hth + hb + hbv = 3,5 + 0,2 + 0,5 + 0,3 = 4,5 (m) Trong đó: hth: chiều cao lớp trung hoà, hth = 0,2 m hb: chiều cao lớp bùn trong bể lắng, hb =v0,5 m hbv: chiều cao lớp bảo vệ, hbv = 0,3 m Thể tích của bể lắng đợt II: V = Hxd × A = 4,5 × 24 = 108 (m3) Chiều cao ống trung tâm: Lống tt = Lxd = 4,5 (m) Đường kính ống trung tâm: )(114,0)(114 mmm ==Φ Đương kính buồng phân phối: Dpp = 0,3 Db = 0,3 × 5,5 = 1,4 (m) Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 23 Quy phạm 0,25 – 0,3 đường kính bể (nguồn: Trịnh Xuân Lai, 2000) Diện tích buồng phân phối trung tâm: Abuồng pp = 5,1 4 4,1 4 2 2 =×=× ππ ppD (m) Diện tích vùng lắng của 1 bể: AL = A - Abuồng pp = 24 – 1,5 = 22,5 (m) Vận tốc đi lên lớn nhất của dòng nước trong bể: v = 0,5 mm/ s = 1,8 m/h (nguồn: TCXD – 51 – 84) Thời gian lắng1h: (nguồn: TCXD – 51 – 84) Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính 0,9 đường kính của bể. Dmáng = 0,9 × Db = 0,9 × 5,5 = 5 (m) Tính toán máng thu nước: L = π × Dmáng = 3,14 × 5 = 15, 7 (m) Tải trọng thu nước trên 1m dài của máng: 7,63 7,152 /2000 3 =×== ngdm L QaL m 3/m.dài.ngđ Tải trọng bùn: ( ) S CQQb ot× ×+= 24 Trong đó: Q: lưu lượng xử lý (m3/h), Q = 2000 m3/ngđ Qt: lưu lượng tuần hoàn, Qt = 1112 m3/ngđ Co: nồng độ bùn hoạt tính trong bể aerotan, Co = 2500 (mg/l) = 2500 (g/m3) S: diện tích vùng lắng của 1 bể: S = 22,5 (m2) Î 7204 5,22224 /102500/)11122000( 2 333 =×× ××+= − mh mkgngdmb kg/m3.ngd Thể tích phần chứa bùn: Vb = AL × hb = 22,5 × 0,5 = 11,25 (m3) Các Thông Số Thiết Kế Và Kích Thước bể lắng đứng TT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 Diện tích bề mặt phần lắng. Kích thước mỗi đơn nguyên: Số lượng, Đườg kính Chiều cao, Hl m2 cái m m 24 1 5,5 4,5 3.9 TÍNH TOÁN BỂ CHỨA BÙN 3.9.1 Tính Toán Bể Chứa Bùn Tuần Hoàn: Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 24 Vbth = 8 6024 10/1112 6024 3 =× ×=× × phuth phutngdm phuth tQ tht (m3) Trong đó: Qt: lưu lượng bùn tuần hoàn, Qt = 1112 m3/ngd tth: thời gian lưu bùn tuần hoàn, tth = 10 phút Kích thước bể chứa bùn tuần hoàn: L × B × H = 2 × 2 × 2 m 3.9.2 Tính Toán Bể Chứa Bùn Dư Vbd = 65,724 5/53,1 24 3 =×=× h hhm h tQ tdd (m3), chọn Vbd = 8 (m3) Trong đó: Qd: lưu lượng bùn dư, Qd = 1,53 m3/h tth: thời gian lưu bùn dư, ttd = 5 h Kích thước bể chứa bùn dư: L × B × H = 2 × 2 × 2 m 3.10 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ NÉN BÙN (kiểu lắng đứng) Thể tích bùn hoạt tính sinh ra trong ngăn lắng được tính theo công thức: 06,3 10001000)4,99100( 1002000220 10001000)100( 100 =××− ××=××− ××= P QbWb (m 3/h) Trong đó: b: lượng bùn hoạt tính dư, b = 220 g/m3 P: độ ẩm của bùn trong hoạt tính dư, P = 99,4% Lượng bùn hoạt tính dư dẫn đén bể nén bùn: qbd = 0,5 × Wb = 0,5 × 3,06 = 1,53 (m3/h) Diện tích hữu ích của bể nén bùn đứng được xác định theo công thức: 25,4 36001,0 100053,1 1 1 =× ×== v q A bd (m2) Trong đó: qbd: lưu lượng bùn hoạt tín dư dẫn vào bể nén bùn, qd = 1,53 m3/h v1: tốc độ chảy của chất lỏng ở vùng lắng trong bể nén bùn kiểu lắng đứng, (lấy theo điều 6.10,3 – TCXD – 51 – 84: v1 = 0,1 mm/s) Diện tích ống trung tâm của bể nén bùn đứng được tính theo công thức: 015,0 360028 100053,1 2 2 =× ×== v q A bd (m2) Trong đó: v2: tốc độ chuyển động của bùn trong ống trung tâm, v2 = 28 ÷ 30 mm/s, chọn v2 = 28 mm/s Diện tích tổng cộng của bể nén bùn đứng: A = A1 + A2 = 4,25 + 0,015 = 4,265 (m2) Đường kính bể nén bùn: Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 25 2 14,3 265,444 =×=×= π AD (m) Đường kính ống trung tâm: 14,0 14,3 015,044 2 =×=×= π Ad (m) Đường kính phần loe của ống trung tâm: d1 = 1,35 × d = 1,35 × 0,14 = 0,189 (m) Đường kính tấm chắn dch = 1,3 × d1 = 1,3 × 0,189 = 0,246 (m) Chiều cao phần lắng của bể nén bùn đứng: h1 = v1 × t × 3600 = 0,0001m/s × 8 × 3600 = 2,9 (m) Trong đó: t: thời gian lắng bùn lấy theo bảng 3 – 13, t = 8h (nguồn: Lâm Minh Triết, 2000) Chiều cao phần nón với góc nghiên 45o, đường kính bể D = 2 m và đường kính của đáy bể: 02, m sẽ bằng: h2 = 9,0 2 2,0 2 =−D (m) Chiều cao phần bùn hoạt tính đã nén: hb = h2 – ho – hth = 0,9 – 0,3 – 0,3 = 0,3 (m) Trong đó: ho: khoảng cách từ đáy ống loe đến tâm chắn, ho = 0,25 ÷ 0,5 m, lấy ho = 0,4 m hth: chiều cao lớp trung hoà, hth = 0,3 m Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn: Htc = h1 + h2 + h3 = 3,6 + 0,9 + 0,4 = 4,9 (m), chọn Htc = 5 (m) Trong đó: h3: khoảng cách từ mực nước trong bể nén bùn đén thành bể, h3 = 0,4 (m) Lượng bùn thu được sau khi qua bể nén: q = qbd× 306,096100 2,99100 =− − (m3/ngđ) Các Thông Số Thiết Kế Và Kích Thước Bể Nén Bùn: TT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 3 4 5 6 Số lượng bể Diện tích hữu ích của bể Diện tích ống trung tâm Diện tích tổng cộng Đường kính bể Đường kính ống trung tâm cái m2 m2 m2 m m 1 4,25 0,015 4,265 2 0,14 Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 3 - 26 7 8 9 Đường kính phần loe của ống trung tâm Đường kính tấm chắn Chiều cao tổng cộng của bể m m m 0,189 0,246 5 3.11 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÂN PHƠI BÙN Giả sử thời gian làm việc của công ty trong 1 năm là 300 ngày Diện tích hữu ích của sân phơi bùn: 24 2,35,1 /306,0300300 3 =× ×=× ×= ngdm nq QA o b b m 2 Thể tích sinh ra trong 1 năm khi bùn giảm từ độ ẩm 96% - 75% là: Vd = 1575100 96100/306,0300 75100 96100300 3 =− −××=− −×× ngdmQb (m3) Chiều cao chứa bùn của sân phơi bùn: Hb = 625,0 24 15 2 3 == m m A V b b (m) Chiều cao xây dựng của sân phơi bùn: Hxd = Hb + Hbv = 0,625 + 0,3 = 0,925 (m), chọn Hxd = 1(m) Các Thông Số Thiết Kế Và Kích Thước Sân Phơi Bùn: TT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 3 4 5 Số lượng sân Diện tích Thể tích Chiều cao chứa bùn Chiều cao xây dựng cái m2 m3 m m 1 24 15 0,625 1 3.12 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỒ SINH HỌC Bước xử lý triệt để áp dụng hệ thống hồ sinh học tự nhiên gồm hồ tảo và hồ lục bình, hệ thống này được dùng để loại bỏ hoàn toàn COD và SS. Thời gian lưu là 13 – 15 ngày. Hệ thống này không những loại bỏ hàm lượng COD cao mà còn làm giảm bớt đáng kể lượng N và P. Như vậy nước sau xử lý sẽ đạt tiêu chuẩn xả thải vào nguồn loại B. Thể tích bể: V = Q × t = 2000 m3/ ngđ × 13 ngày = 26000 m3 Chọn chiều cao hồ là 2,5 m Diện tích hồ: A = 10400 m2 Æ Chia làm 2 hồ Diện tích mỗi hồ: A1 = 5200 m2 Chiều dài: L = 100 m Chiều rộng: B = 52