Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu công nghiệp An Tây công suất 18000 m3/ngày đêm

∼ 1 ∼ MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn ñề Nöôùc thaûi laø moái quan taâm haøng ñaàu, caùc cô sôû saûn xuaát, caùc khu coâng nghieäp khi söû duïng nguoàn nöôùc saïch ñeå saûn xuaát, sinh hoaït… ñeå roài traû laïi chính nguoàn nöôùc ñoù nhöng ñaõ thay ñoåi hoaøn toaøn veà chaát löôïng. Nöôùc naøy ñöôïc xaû trôû laïi caùc doøng soâng ñeå roài phaùt taùn oâ nhieãm leân caû moät heä thoáng soâng ngoøi. Yeâu caàu caáp thieát caùc cô sôû saûn xuaát, nhaø maùy phaûi coù traùch nhieäm vôùi nguoàn nöôùc thaûi cuûa mình, caàn thöïc hieän caùc giaûi phaùp ñeå xöû lyù phuø hôïp vôùi chuaån möïc chung ñeà ra (caùc quy chuaån nhaø nöôùc ban haønh, hoaëc yeâu caàu töø cô quan ñòa phöông chòu traùch nhieäm) tröôùc khi xả ra nguoàn tieáp nhaän. Nhaø nöôùc coù vai troø quan troïng ñeå ñaûm baûo hoï thöïc hieän, caàn ban haønh luaät ñònh phuø hôïp vaø caùc bieän phaùp cöôõng cheá baét buoäc thöïc thi cuõng nhö caùc giaûi phaùp khuyeán khích moïi ngöôøi thöïc hieän nghóa vuï cuûa mình. Xaây döïng heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi hoaøn chænh cho baát cöù Khu coâng nghieäp hay cô sôû saûn xuaát cuõng khoâng ñôn giaûn, noù ñoøi hoûi kinh phí thöïc hieän vaø tính chaát khoa hoïc (xaây döïng, vaän haønh, söõa chöõa, baûo trì …), cuõng nhö dieän tích ñaát xaây döïng lôùn. Chính ñieàu naøy laøm cho caùc chuû ñaàu tö e ngaïi vaø khoâng muoán chaáp haønh duø bieát raèng nöôùc thaûi cuûa hoï aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng, vaø haønh ñoäng naøy vi phaïm vôùi luaät ñònh. Nhöng neáu caûi thieän heä thoáng xöû lyù sao cho kinh phí xaây döïng, vaän haønh, heä thoáng laøm vieäc oån, dieän tích ñaát ít, vaän haønh heä thoáng ñôn giaûn (cô cheá töï ñoäng) thì caùc chuû ñaàu tö seõ thöïc hieän vôùi tinh thaàn traùch nhieäm cao hôn, töø ñoù giuùp uy tín doanh nghieäp, thu huùt khaùch haøng ñaàu tö vaøo KCN. Chính vì thöïc tieãn veà söï phaùt trieån coâng nghieäp hieän nay keùo theo söï oâ nhieãm moâi tröôøng ngaøy moät gia taêng taïi Vieät Nam, thì vaán ñeà giaûi quyeát oâ nhieãm moâi tröôøng laø tính caáp thieát cho xaõ hoäi vaø cho caùc doanh nghieäp hieän nay. Vì vaäy maø ñeà taøi nghieân ∼ 2 ∼ cöùu tính toaùn, löïa choïn coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi thích hôïp ñoái vôùi KCN An Taây ñöôïc choïn ñeå thöïc hieän. 2. Mục tiêu ñề tài Đề tài nhằm vào mục tiêu chính: Tìm hiểu ôn lại kiến thức ñã học nắm ñược các vấn ñề liên quan giữa lý thuyết và thực tế. Đề xuất công nghệ xử lý nước thải thích hợp cho khu công nghiệp An Tây, nhằm giải quyết các vấn ñề ô nhiễm môi trường cho khu vực. Giải quyết vấn ñề kiện tụng về ô nhiễm môi trường ñối với chủ ñầu tư khu công nghiệp. • Tính toaùn thieát keá caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi cuûa khu coâng nghieäp. • Tính toaùn chi phí xaây döïng, vaän haønh. • Baûn veõ sô ñoà coâng ngheä, maët baèng traïm xöû lyù vaø baûn veõ chi tieát coâng trình ñơn vị. 3. Nội dung nghiên cứu Phaân tích löïa choïn phöông aùn, tính toaùn thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi cho khu coâng nghieäp coâng suaát 18000 m3/ngaøy ñeâm nhaèm ñaûm baûo nöôùc thaûi ñaàu ra (ñöôïc thaûi ra moâi tröôøng tieáp nhaän), ñaït tieâu chuaån cho pheùp (QCVN 24:2009/BTNMT (coät A)). 4. Phạm vi ứng dụng ñề tài Áp dụng cho một trường hợp cụ thể, ñó là chọn lựa công nghệ thích hợp cho nhà máy xử lý tập trung của khu công nghiệp An Tây, nhằm ñảm bảo chất lượng nước thải ñầu ra của KCN ít ảnh hưởng tới nguồn tiếp nhận là sông Sài Gòn, là nguồn nước cấp cho thành phố Hồ Chí Minh và Bình Dương… Mặt khác giảm thiểu tối ña sự ảnh hưởng của KCN tới môi trường ñặc biệt là ảnh hưởng tới người dân trong khu vực xung quanh. ∼ 3 ∼ Giải quyết vấn ñề kiện tụng của người dân, ñược người dân ủng hộ việc xây dựng KCN nhằm phát triển kinh tế trong vùng, giải quyết công ăn việc làm cho con em trong khu vực dự án và trên toàn quốc. Giải quyết vấn ñề ô nhiễm môi trường thực hiện ñúng pháp luật về bảo vệ môi trường của nhà nước, thu hút doanh nghiệp trong và ngoài nước ñầu tư vào KCN sinh lợi nhuận cho chủ ñầu tư, giải quyết ñược công ăn việc làm cho người dân. Ngoài ra ñề tài còn có thể áp dụng cho các khu công nghiệp khác trên cả nước với qui mô tương tự. ∼ 4 ∼ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG TY 1.1 Giới thiệu chung Khu công nghiệp An Tây với diện tích 500 ha do công ty TNHH ASCENDAS- PROTRADE làm chủ ñầu tư (trụ sở chính ñặt tại xã An Tây, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương). Có Giấy chứng nhận ñăng ký kinh doanh số 462045000306 ngày 29 tháng 10 năm 2007 do ban quản lý các KCN tỉnh Bình Dương cấp, với ngành nghề: ñầu tư xây dựng, kinh doanh kết cấu hạ tầng KCN. Công ty có vốn ñiều lệ 50 triệu USD tương ñương 808,25 tỷ ñồng; vốn pháp ñịnh 20 triệu USD. Dự án có tổng vốn ñầu tư là 150 triệu USD với thời hạn thực hiện là 50 năm kể từ ngày ñược cấp Giấy chứng nhận ñầu tư. Doanh nghiệp ñược hưởng các ưu ñãi như: thuế thu nhập doanh nghiệp hàng năm là 10% lợi nhuận thu ñược trong 15 năm kể từ khi bắt ñầu hoạt ñộng kinh doanh; thuế thu nhập doanh nghiệp hàng năm bằng 28% thời gian còn lại. Công ty Cổ Phần Khoáng sản và Xây dựng Bình Dương (BIMICO) là công ty mẹ của công ty TNHH ASCENDAS-PROTRADE. Công ty Cổ Phần Khoáng sản và Xây dựng Bình Dương (BIMICO) tiền thân là doanh nghiệp nhà nước ñược thành lập ngày 13/01/1993 theo quyết ñịnh số 62/QĐUB của UBND tỉnh Sông Bé nay là tỉnh Bình Dương. ∼ 5 ∼ Hình 1.1: Văn phòng công ty BIMICO Công ty ñược cổ phần hóa và ñi vào hoạt ñộng theo loại hình công ty cổ phần từ tháng 5/2006 với vốn ñiều lệ là 70 tỉ ñồng. Trong ñó nhà nước giữ cổ phần chi phối 51%, còn lại các cổ ñông là: Cán bộ công nhân viên, nhà ñầu tư chiến lược và cổ ñông bên ngoài. Công ty có chức năng thăm dò, khai thác chế biến khoáng sản, thi công giếng khoan, khai thác nước ngầm, sản xuất kinh doanh vật liệu xây dựng, nước uống tinh khiết ñóng chai, xây dựng cơ sở hạ tầng kỹ thuật, kinh doanh khu công nghiệp, thi công các công trình giao thông, công trình công nghiệp và dân dụng, ñầu tư kinh doanh du lịch và các dịch vụ khác. Về khai thác mỏ: công ty ñang tổ chức và quản lý mỏ ñá xây dựng Tân Đông Hiệp, mỏ ñá xây dựng Phước Vĩnh, mỏ ñá xây dựng Thường Tân, mỏ cao lanh Tân Lập, mỏ sét gạch ngói Khánh Bình, mỏ cao lanh An Lập, chế biến cung ứng các loại nguyên liệu khoáng, sản xuất nước uống tinh khiết ñóng chai, sản xuất gạch ngói tuynel, sản xuất cống bê tông ly tâm. Về ñầu tư kinh doanh cơ sở hạ tầng khu công nghiệp. Trên cơ sở thành công của khu công nghiệp Đất Cuốc với tổng diện tích: 212,84 ha tại xã Tân Thành, huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương. Công ty ñã nắm bắt ñược xu hướng mở cửa phát triển công nghiệp ∼ 6 ∼ của nhà nước, vì vậy ñã mạnh dạn ñầu tư phát triển xây dựng cơ sở hạ tầng KCN An Tây. 1.2 Vị trí ñịa lý xây dựng KCN Vị trí: - Phía Ñoâng: giaùp ñaát troàng cao su vaø nhaø daân. - Phía Taây: giaùp ñaát trồng cao su của daân, ñöôøng ÑT744. - Phía Nam: giaùp KCN Mai Trung, KCN Vieät Höông, ñaát troàng cao su, nhaø daân. - Phía Baéc: giaùp KCN Raïch Baép, xoùm Beán Coø, nhaø daân. KCN An Taây thuoäc xã An Tây, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương nằm trên cửa ngõ phía Bắc, vùng kinh tế trọng ñiểm phía Nam, tiếp giáp với tỉnh Bình Phước, các tỉnh vùng cao Tây Nguyên và gần với danh giới phía Đông Bắc Campuchia, nên rất thuận lợi cho việc cung cấp nhiên liệu sản suất các ngành công nghiệp chế biến các mặt hàng từ nông lâm sản, ñặc biệt là các loại cây cao su, ca phê, ñiều, các loại gỗ các loại khoáng sản khác. Khu công nghiệp có vị trí thuận lợi về giao thông liên lạc với sân bay, cảng sông và các trung tâm thương mại. Từ KCN An Tây ñến Khoảng cách 1 Sân bay Tân Sơn Nhất, cảng Sài Gòn, trung tâm Tp.HCM 55 km 2 Thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương 20 km 3 Thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai 45 km 4 Cảng sông Vinaconex do tổng công ty XNK Bộ xây dựng ñầu tư 03 km 5 Cửa khẩu Mộc Bài, Tây Ninh 70 km Cơ sở hạ tầng:
Đường giao thông + Đường bộ - Tuyến ñường Quốc lộ 13 và ñường ĐT 744 rộng 20m dẫn ñến KCN. ∼ 7 ∼ - Đường nội bộ: Đường chính: rộng 30 – 40 m Đường phụ: rộng 20 – 24 m + Đường thủy, cảng: KCN nằm gần nhánh sông Sài Gòn, cách cảng Vinaconex do tổng công ty XNK Bộ Xây dựng ñầu tư 3 km.
Điện: tuyến dây trung thế 22KV chạy dọc ñường ĐT 744.
Hệ thống nước cấp: nguồn nước từ nước mặt sông Sài Gòn ñược xử lý.
Nhà máy xử lý nước thải: Công suất 18.000 m3/ng, nước thải ñược xử lý cục bộ trong các nhà máy và tại trạm xử lý nước thải trung trước khi thải ra sông Sài Gòn.
Mạng lưới thông tin: hệ thống cáp ngầm do Bưu ñiện tỉnh Bình Dương ñã ñầu tư. ∼ 8 ∼ Hình 1.2: Vị trí không gian khu công nghiệp An Tây Khu công nghiệp An Tây Soâng Saøi Goøn Keânh Thò Tính Đường ñi thị xã Vinacomex Đường DT 744 ∼ 9 ∼ Hình 1.3: Vị trí ñịa lý khu công nghiệp An Tây - Cơ cấu sử dụng ñất KCN: LOẠI ĐẤT Diện tích (ha) Tỉ lệ (%) Đất dùng cho sản xuất công nghiệp 335,2417 67,040 Đất kho bãi 19,6420 3,928 Đất XD công trình ñiều hành và DV 16,4102 3,282 Đất cây xanh 50,3622 10,071 Đất công trình ñầu mối HTKT 2,2586 0,465 Đất giao thông 76,0853 15,215 TỔNG CỘNG 500 100 Khu công nghiệp An Tây ∼ 10 ∼ - Tổng diện tích: 500 ha - Hiện trạng KCN: Đầu tư CSHT ñến tháng 9/2008 * Tổng vốn ñầu tư CSHT ñược duyệt: 1.479.097 triệu VNĐ. * Tổng vốn ñền bù giải tỏa, san lắp: 437.923 triệu VNĐ, ñạt 30 %. 1.3 Tổng quan về môi trường trong khu vực Điều kiện tự nhiên: Thực vật chủ yếu là cây cao su, ñiều và cây công nghiệp dài ngày. Khu vực có hai nhánh sông chính ñi qua là sông Sài Gòn và sông Thị Tính. - Không mưa bão, ñộng ñất; có 2 mùa rõ rệt trong năm: mùa mưa từ tháng 5 ñến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 ñến tháng 4 năm sau. - Địa hình khu vực bằng phẳng, ñộ chênh cao không ñáng kể khoảng 0,1%; - Địa chất nền móng xây dựng tương ñối cao, cường ñộ ñất ñạt trung bình từ 1,5 - 2,0 kg / cm² (ñất nền rất cứng nên không phải ñóng cọc trong hầu hết các trường hợp, có thể bắt ñầu ngay việc xây dựng nhà xưởng); - Khí hậu giống như thành phố Hồ Chí Minh; - Nhiệt ñộ trung bình trong năm là 26,7 0C (14oC – 38oC); - Độ ẩm trung bình là 79-80%, - Lượng mưa trung bình hàng năm 1.600 - 1.700 mm, số giờ nắng trung bình 2.500 - 2.800 giờ, gió thường theo hướng Tây Nam. Điều kiện kinh tế - xã hội tại khu vực: Huyện Bến Cát nằm ở phía Nam tỉnh Bình Dương, phía Bắc giáp với huyện Dầu Tiếng và huyện Phú Giáo, phía Nam giáp với thị xã Thủ Dầu Một, phía Đông giáp huyện Tân Uyên, phía Tây giáp với thành phố Hồ Chí Minh mà ranh giới là sông Sài Gòn. Theo số liệu thống kê năm 2003, huyện Bến Cát có 1 thị trấn và 14 xã với diện tích là 558,37 km2, trong ñó ñất trồng lúa: 5854 ha, trồng rau ñậu: 1056 ha, trồng mía: 282 ha, trồng lạc: 439 ha, trồng cà phê: 1 ha, trồng ñiều: 1847 ha, trồng cao su: 14682 ha. ∼ 11 ∼ Dân số huyện Bến Cát là 116.618 người, trong ñó: nam giới 48%, nữ giới 52%. Số người sống ở khu vực thành thị là 11.539 người, số người sống ở nông thôn: 105.069. Mật ñộ trung bình: 198 người/km2. Khu công nghiệp An Tây xây dựng tại khu vực xã An Tây, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương. Xã An Tây tiếp giáp với xã An Điền, Thanh Tuyền, Phú An và phía Nam giáp vớ sông Sài Gòn, có diện tích là 2.500 ha. Toàn xã có 3.200 người trong ñộ tuổi lao ñộng. Người dân ở ñây sống chủ yếu bằng công việc trồng trọt là chủ yếu như trồng ñiều, cao su, cây ăn trái, … với mức sống trung bình 350kg/người (quy ra thóc). ∼ 12 ∼ CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 2.1 Xác ñịnh lưu lượng cần xử lý Khu công nghiệp An Tây có diện tích 500 ha ñang trong giai ñoạn giải tỏa và thiết kế thi công và mời nhà ñầu tư vào KCN cho nên các nghành nghề ñược phép ñầu tư vào khu công nghiệp ñều phải thông qua các cấp chính quyền của tỉnh Bình Dương. KCN An Tây nằm trên ñịa bàn xã An Tây, huyện Bến Cát tỉnh Bình Dương, là vùng tam giác sắt trong chiến tranh, là vùng nhạy cảm về vấn ñề môi trường trên ñịa bàn tỉnh Bình Dương. Hiện tại trên ñịa bàn xã An Tây, An Điền, Phú An các dự án sản xuất có tính ô nhiêm nặng ñều không ñược cấp phép xây dựng ñầu tư như : thuộc da, dệt nhuộm, xi ma,…. Đây cũng là ñiều làm giảm sức thu hút ñầu tư của KCN nhưng thuận lợi cho quá trình giám sát và thực thi môi trường, nhằm ñảm bảo chất lượng môi trường trong khu vực. Nước thải của khu công nghiệp gồm có nước thải từ quá trình sản xuất của các doanh nghiệp trong KCN sau này và nước thải sinh hoạt của công nhân làm việc trong các xí nghiệp trong khu công nghiệp. Dự kiến KCN An Tây khi ñi vào hoạt ñộng ổn ñịnh thu hút khoảng 690.00 lao ñộng. 3.3.1. Nước thải sản xuất công nghiệp: Là nước thải từ quá trình sản xuất công nghiệp của các doanh nghiệp trong KCN vì ñang trong giai ñoạn giải tỏa nên tính nước thải công nghiệp theo diện tích ñất của KCN. Qsx = qtc*s = 18*335.2417= 6034.35(m3/ngày). Trong ñó: S: Diện tích ñất sản suất công nghiệp 335.2417ha qtc: Là tiêu chuẩn thải nước thải công nghiệp theo diện tích. ∼ 13 ∼ Đối với các ngành nghề công nghiệp sản xuất ra sản phẩm khô thì lượng nước thải là từ 9 ñến 14 (m3/ha.ngày). Đối với các ngành nghề công nghiệp sản xuất ra sản phẩm ướt thì lượng nước thải là từ 14 ñến 28 (m3/ha. ngày). Vì ñang trong giai ñoạn quy hoạch và mời ñầu tư nên chọn trong trường hợp bất lợi nhất là toàn khu công nghiệp toàn sản xuất ra sản phẩm ướt: qtc= 18m3/ha 3.3.2. Nước thải sinh hoạt: QSH = QSHCN + QTCN Trong ñó: QSHCN: Nước thải sinh hoạt của công nhân trong giờ làm việc QTCN : Nước tắm của công nhân sau giờ làm việc. Nước thải sinh hoạt của công nhân trong giờ làm việc QSHCN. QSHCN =qSHCN * n = (45*2.5*69000)/1000 = 7762.5 m3/ngày ñêm. qtc : Tiêu chuẩn thải nước thải sinh hoạt của công nhân trong giờ làm việc chọn trong trường hợp bất lợi nhất 45l/ngày. Đối với phân xưởng nóng (có toả nhiệt) tính theo ñầu người trong ngày là 45l hệ số không ñiều hoà 2.5. Đối với phân xưởng lạnh tính theo ñầu người trong ngày là 25l hệ số không ñiều hoà 3.0. Nước tắm của công nhân sau giờ làm việc QTCN . QTCN = qTCN * n = (60*69000)/1000 = 4140(m3/ngày ñêm). qTCN: Tiêu chuẩn thải nước tắm công nhân tính theo tiêu chuẩn tắm vòi hoa sen riêng biệt trong các nhà sinh hoạt của các xí nghiệp trong KCN là 40 ñến 60 (l/người một lần tắm), chọn 60(l/ng). Vậy QSH = 7762.5 + 4140 = 11902.5 (m3/ngày ñêm) Vậy nước thải trong toàn KCN là: ∼ 14 ∼ Q = Qsx + QSH = 6034.35+11902.5 = 17936.85 (m3/ngay ñêm) Chọn công suất 18000(m3/ngày ñêm). 2.2 Đánh giá mức ñộ xử lý Thực tế nhiều khu công nghiệp ở Việt Nam cũng như ở Bình Dương phải xử lý theo TCVN 5945-2005 (cột A) và hiện nay thay thế bằng QCVN 24:2009/BTNMT (cột A), thì các doanh nghiệp trong KCN phải xử lý ñạt cột B nên tính chất nước thải tập trung của KCN ô nhiễm ít hơn dựa vào nhiều kết quả phân tích nước thải ñầu vào của nhà máy tập trung khác trên ñịa bàn làm cơ sở thiết kế cho nhà máy xử lý tập trung của KCN An Tây. Các kết quả phân tích nước thải ñầu vào của các KCN: KCN Đồng An 2, KCN Việt Hương 1, KCN Việt Hương 2, KCN Đại Đăng, KCN Sóng Thần 3. (phần phụ lục). Để ñảm bảo hiệu quả xử lý ñạt yêu cầu thì chọn kết quả nước thải ñầu vào KCN là kết quả nước thải ñầu vào KCN Đồng An 2 là cơ sơ thiết kế cho nhà máy tập trung KCN An Tây. Bảng 2.1.: Tính chaát ñaëc tröng nöôùc thaûi ñaàu vaøo Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả pH 8.1 BOD5(20oC) mg/l 310 COD mg/l 661 SS mg/l 210 Toång Nitô mg/l 2.1 Toång Photpho mg/l 0.38 ∼ 15 ∼ 2.3 Các phương pháp giảm thiểu và lựa chọn công nghệ xử lý 3.1.1. Thành phần nước thải KCN. Nước thải bao ngồm hai loại nước do là nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt của công nhân làm việc trong khu công nghiệp. Nước thải sản xuất là nguồn nước thải gây ô nhiễm lớn nhất trong KCN vì ở ñây sẽ tập trung nhiều ngành nghề khác nhau nên có nhiều loại nước thải công nghiệp khác nhau hoà trộn với nhau tạo sự tác ñộng cộng hưởng với nhau rất khó xử lý nếu như các doanh nghiệp trong KCN không có nhà máy xử lý cục bộ trước khi thải vào ñường cống thu gom nước thải chung của KCN. Thành phần tính chất nước thải sản xuất - Nhóm ngành chế biến
Đông lạnh hải sản
Thức ăn gia súc
Bia nước giải khát
Chế biến rau quả
Sản phẩm thịt gia súc gia cầm
Chế biến nông hải sản Đặc ñiểm: hàm lượng chất hữu cơ cao, nước có màu, bốc mùi khó chịu do quá trình phân huỷ chất hữu cơ thải ra từ quá trình sản xuất. - Nhóm ngành tiêu dùng
Chế biến da (không dùng sản phẩm da muối)
Sản xuất giấy
Chế biến gỗ Đặc ñiểm: Lượng nước lớn nồng ñộ chất ô nhiễm cao, khó phân huỷ, hàm lượng SS , COD, pH cao, nước có màu ñen. - Nhóm mặt hàng ñiện, ñiện tử, cơ khí chính xác Nồng ñộ ô nhiễm tương ñối thấp, lưu lượng nhỏ, nước dùng chủ yếu cho quá trình công nghệ: ∼ 16 ∼
Nước làm mát máy móc thiết bị
Nước cho lò hơi
Nước rửa máy móc thiết bị, nguyên liệu sản phẩm
Nước vệ sinh nhà xưởng
Nước sinh hoạt của công nhân 3.3.2. Tính chất ñặc trưng của nước thải KCN Nước thải ô nhiễm bởi chất hữu cơ cao từ nước thải thuỷ hải sản, nước thải sinh hoạt … Nước thải ô nhiễm bởi chất béo, dầu mỡ, nước có màu và mùi khó chịu: chế biến da, thuỷ hải sản, ñiện tử, cơ khí chính xác… 3.1.2. Tính chất ñặc trưng của nước thải sinh hoạt Thành phần chất nền quan trọng trong nước thải bắt nguồn từ 3 loại thức ăn cơ bản là cacbonhyñrat, protein và chất béo. Cacbonhyñrat là sản phẩm và là dạng phân nhỏ của axit hữu cơ, nó là thành phần ñầu tiên bị phân hủy trong quá trình hoạt ñộng của vi sinh. Chúng tồn tại dạng ñường hồ bột khác nhau và cả ở dạng vật chất xenlulô của bột giấy, chúng cũng là nguồn ñầu tiên cung cấp năng lượng và các hợp chất chứa hợp chất hữu cơ cho vi khuẩn sống trong nước thải. Protein và các sản phẩm phân hủy của chúng như amino axit. Là các hợp chất chứa nhiều nito và có nguồn gốc từ ñộng, thực vật. chúng là nguồn cung cấp nito cần thiết cho quá trình hình thành và phát triển tế bào vi sinh trong nước thải. Chất béo và dầu có nguồn gốc từ ñộng thực vật, chúng bị phân hủy thành axit béo dưới tác ñộng của vi khuẩn, chất béo và dầu có ñộ hòa tan thay ñổi trong nước, ở một số ñiều kiện nhất ñịnh thường nổi lên bề mặt nước. 2.4 Lựa chọn công nghệ Tiêu chí việc lựa chọn. - Tính chất nước thải ñầu vào - Khả năng xử lý triệt ñể. - Công suất xử lý. ∼ 17 ∼ - Hiệu quả của dự án và tính khả thi. - Chi phí ñầu tư. - Chi phí vận hành. - Mỹ quan công trình. - Tính hấp dẫn khách hàng khi tham quan trước khi ñầu tư. - Yêu cầu nước thải ñầu ra của nhà máy ñạt QCVN 24:2009/BTNMT (cột A) Bảng 2.2 - Nước thải công nghiệp Giá trị giới hạn và nồng ñộ tối ña cho phép các chất ô nhiễm Giá trị giới hạn TT Thông số Đơn vị A B C 1 Nhiệt ñộ °C 40 40 45 2 pH 6 - 9 5,5 - 9 5 - 9 3 BOD5 (20°C) mg/l 20 50 100 4 COD mg/l 50 100 400 5 Chất rắn lơ lững mg/l 50 100 200 6 Arsen mg/l 0,05 0,1 0,5 7 Cadmium mg/l 0,01 0,02 0,5 8 Chì mg/l 0,1 0,5 1 9 Clo dư mg/l 1 2 2 10 Chrom (VI) mg/l 0,05 0,1 0,5 11 Chrom (III) mg/l 0,2 1 2 12 Dầu mỡ khoáng mg/l KPHĐ 1 5 13 Dầu mỡ ñộng thực vật mg/l 5 10 30 14 Đồng mg/l 0,2 1 5 15 Kẽm mg/l 1 2 5 16 Mangan mg/l 0,2 1 5 ∼ 18 ∼ 17 Nickel mg/l 0,2 1 2 18 Phospho hữu cơ mg/l 0,2 0,5 1 19 Phospho tổng số mg/l 4 6 8 20 Sắt mg/l 1 5 10 21 Tetrachlorethylene mg/l 0,02 0,1 0,1 22 Thiếc mg/l 0,2 1 5 23 Thủy ngân mg/l 0,005 0,005 0,01 24 Nitơ tổng số mg/l 30 60 60 25 Trichlorethylene mg/l 0,05 0,3 0,3 26 Amoniac (tính theo N) mg/l 0,1 1 10 27 Fluor mg/l 1 2 5 28 Phenol mg/l 0,001 0,05 1 29 Sulfua mg/l 0,2 0,5 1 30 Xianua mg/l 0,05 0,1 0,2 31 Coliform MPN/100ml 5000 10000 - 32 Tổng họat ñộ phóng xạ α Bg/l 0,1 0,1 - 33 Tổng họat ñộ phóng xạ β Bq/l 1,0 1,0 - Chú thích: KPHĐ – không phát hiện ñược ⇒ Từ các ñặc tính trên công nghệ xử lý nước thải ñược lựa chọn theo 2 phương án sau: ∼ 19 ∼ Phương án 1: Hình 2.1: Sơ ñồ công nghệ của phương án 1 B ùn dư Tu ần ho àn Bể lắng 2 Bể keo tụ tạo bông Châm phèn SCR thô Nước thải Hố thu gom Bể lắng 1 Bể ñiều hoà Bể Aerotank Châm DAP, Ure SCR tinh Kho rác Bể nến bùn Máy thổi khí Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận Máy ép bùn Kho chứa bùn ∼ 20 ∼ Chú thích: Đường dẫn nước thải Đường dẫn bùn thải Đường dẫn hóa chất Đường dẫn bùn tuần hoàn Đường dẫn khí Đường dẫn nước sau nén bùn - Thuyết minh công nghệ phương án 1 Trước khi vào hố thu gom có song chắn rác. Tại ñây, rác thô ñược giữ lại và lấy rác bằng cơ khí, tại hố thu gom các hạt cát lớn ñược tách và lắng xuống ñáy và ñược làm vệ sinh 2 năm một lần. Nước ñược bơm lên qua song chắn rác tinh (tại ñây rác ñược chứa vào thùng chuyên dụng và cho vào kho chứa rác), trước khi ñược bơm lên bể cân bằng. Tại bể cân bằng mực nước ñược ñiều khiển bằng phao mực nước nhằm ñảm bảo mực nước ñạt 70% thể tích và ñược bơm tự ñộng nhờ 3 bơm chìm (trong ñó 1 bơm dự phòng) sang bể keo tự tạo bông tại ñây nước thải ñược trung hoà bằng axit bazo nhờ máy ño pH ñiều khiển tự ñộng bơm axit hay bazo. Sau ñó ñược châm phèn ñể keo tụ các chất bẩn có trong nước thải làm giảm nồng ñộ ô nhiễm trước khi qua bể Arotank. Sau ñó nước tự chảy qua bể lắng ngang (bể lắng 1) tại ñây quá trình lắng bông cặn nước thải diễn ra. Nhằm giảm nồng ñộ chất ô nhiễm quá cao trước khi qua bể Aerotank, hàm lượng chất lơ lửng sau bể lắng ñợt 1 cần ñạt ≤ 150mg/l trước khi ñưa vào bể arotank. Bùn tại ñây ñược gom lại hố gom bùn ñầu bể nhờ cần gạt bùn và bùn ñược chuyển qua bể nén bùn nhờ bơm bùn ñặt chìm dưới hố thu gom bùn. Tại bể Aerotank có châm chất DAP và ure nhằm cung cấp chất dinh dưỡng cho vi sinh vật phát triển, tuỳ thuộc vào thành phần nước thải cụ thể, nitơ và photpho sẽ ñược bổ sung ñể tăng khả năng phân huỷ sinh học của vi sinh vật, lượng các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết nằm trong giới hạn cho phép BODtoàn phần : N : P = 100 : 5 : 1 hay COD : N : P = 150 : 5 : 1, nhiệt ñộ nước thải t = 6 – 37o C; topt = 25 – 37o C . Cung cấp oxi cho vi sinh vật phát triển sao cho lượng oxi sau bể lắng 2 không nhỏ hơn 2. Sau ñó nước ñược chuyển qua bể lắng 2 (lắng ñứng). Tại bể lắng 2 nước ñược lắng nhờ quá trình trọng lực lắng các bông bùn hoạt tính và kéo theo các chất rắn trong nước. Tại bể lắng 2 bùn hoạt tính ñược tuần hoàn lại một phần ∼ 21 ∼ nhằm ñảm bảo nồng ñộ bùn trong bể arotank từ 125 – 300 (ml/lit) sau 5 phút lắng. Phần bùn dư ñược bơm qua bể nén bùn, sau ñó chạy máy ép bùn. Sau khi nước thải qua lắng tự chảy qua bể khử trùng tại ñây ñược châm clo sao cho sau thời giam tiếp xúc 30 phút lượng clo còn lại trong nước 0,3 mg/l, nhằm ñảm bảo tiêu diệt các vi sinh vật có hại cho con người. ∼ 22 ∼ Phương án 2: Hình 2.2: Sơ ñồ công nghệ của phương án 2 B ùn dư Bể keo tụ tạo bông Châm phèn SCR thô Nước thải Hố thu gom Bể lắng 1 Bể ñiều hoà Bể SBR Châm DAP, Ure SCR tinh Kho rác Bể nén bùn Máy thổi khí Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận Máy ép bùn Kho chứa bùn Châm javen ∼ 23 ∼ Chú thích: Đường dẫn nước thải Đường dẫn bùn thải Đường dẫn hóa chất Đường dẫn bùn tuần hoàn Đường dẫn khí Đường dẫn nước sau nén bùn - Thuyết minh công nghệ phương án 2 Trước khi vào hố thu gom có song chắn rác. Tại ñây, rác thô ñược giữ lại và lấy rác bằng cơ khí, tại hố thu gom các hạt cát lớn ñược tách và lắng xuống ñáy và ñược làm vệ sinh 2 năm một lần. Nước ñược bơm lên qua song chắn rác tinh (tại ñây rác ñược chứa vào thùng chuyên dụng và cho vào kho chứa rác), trước khi ñược bơm lên bể cân bằng. Tại bể cân bằng mực nước ñược ñiều khiển bằng phao mực nước nhằm ñảm bảo mực nước ñạt 70% thể tích và ñược bơm tự ñộng nhờ 4 bơm chìm (trong ñó 1 bơm dự phòng) sang bể keo tụ tạo bông tại ñây nước thải ñược trung hoà bằng axit hoặc bazo nhờ máy ño pH ñiều khiển tự ñộng bơm axit hay bazo. Sau ñó ñược châm phèn ñể keo tụ các chất bẩn có trong nước thải làm giảm nồng ñộ ô nhiễm trước khi qua bể SBR. Sau ñó nước tự chảy qua bể lắng ngang (bể lắng 1) tại ñây quá trình lắng bông cặn nước thải diễn ra. Nhằm giảm nồng ñộ chất ô nhiễm quá cao trước khi qua bể SBR, hàm lượng chất lơ lửng sau bể lắng ñợt 1 cần ñạt ≤ 150mg/l trước khi ñưa vào bể SBR. Bùn tại ñây ñược gom lại hố gom bùn ñầu bể nhờ cần gạt bùn và bùn ñược chuyển qua bể nén bùn nhờ bơm bùn ñặt chìm dưới hố thu gom bùn. Tại bể SBR ñược thiết kế 3 bể thông nhau trong ñó ngăn 2 là ngăn trung gian ngăn 1 và 3 là ngăn thay nhau lắng, nước thải trước khi vào bể SBR ñược châm DAP và ure nhằm cung cấp chất dinh dưỡng cho vi sinh vật phát triển, tuỳ thuộc vào thành phần nước thải cụ thể, nitơ và photpho sẽ ñược bổ sung ñể tăng khả năng phân huỷ sinh học của vi sinh vật, lượng các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết nằm trong giới hạn cho phép BODtoàn phần : N : P = 100 : 5 : 1 hay COD : N : P = 150 : 5 : 1, nhiệt ñộ nước thải t = 6 – 37o C; topt = 25 – 37o C, nồng ñộ bùn hoạt tính từ 125 – 300 ( ml/lit) sau 5 phút lắng. Phần bùn dư ∼ 24 ∼ ñược bơm qua bể nén bùn sau ñó chạy máy ép bùn. Nồng ñộ oxi cung cấp cho vi sinh vật phát triển tại bể SBR sao cho lượng oxi sau ngăn lắng không nhỏ hơn 2 mg/l. Tại ngăn lắng nước ñược lắng nhờ quá trình trọng lực lắng các bông bùn hoạt tính và kéo theo các chất rắn trong nước. Sau khi nước thải qua ngăn lắng tự chảy qua bể khử trùng tại ñây ñược châm clo sao cho sau thời giam tiếp xúc 30 phút lượng clo còn lại trong nước 0,3 mg/l. nhằm ñảm bảo tiêu diệt các vi sinh vật có hại cho con người trước khi thải ra môi trường. Caùc phöông aùn xöû lyù phaàn lôùn ñeàu nhö nhau, ngoaïi tröø coâng ñoaïn xöû lyù sinh hoïc coù theå duøng beå Aerotank hoaëc beå SBR. Töø sô ñoà treân ta thaáy beå SBR coù hieäu quaû xöû lyù trieät ñeå bôn beå Aerotank, ngoaøi ra ta coù theå so saùnh hai phöông aùn döïa treân moät soá yeáu tố sau: Baûng 2.3: So saùnh beå Aerotank vaø beå SBR. Phöông aùn 1 (Beå Aerotank) Phöông aùn 2 (SBR) ①?Söû duïng phöông phaùp xöû lyù baèng vi sinh ①?Quaûn lyù ñôn giaûn ①?Deã khoáng cheá caùc thoâng soá vaän haønh ①?Caàn coù thôøi gian nuoâi caáy vi sinh vaät ①?Caáu taïo ñôn giaûn ①?Aùp duïng phöông phaùp laøm thoaùng liên tục. ①?Phaûi coù cheá ñoä hoaøn löu buøn veà ①?Söû duïng phöông phaùp xöû lyù baèng vi sinh ①?Quaûn lyù phöùc tạp ①?Khoù khoáng cheá caùc thoâng soá vaän haønh ①?Caàn coù thôøi gian nuoâi caáy vi sinh vaät ①?Caáu taïo phöùc tạp ①?Aùp duïng phöông phaùp laøm thoaùng gián ñoạn. ①?Khoâng caàn cheá ñoä hoaøn löu buøn ∼ 25 ∼ beå Aerotank ①?Hieäu quaû xöû lyù nitô, photpho keùm hôn beå SBR vì khoâng coù quaù trình khöû nitra khoâng coù quaù trình tuyø nguy ray ra. maø chôø khi buøn dö thì bôm phaàn dö thaûi boû. ①?Hieäu quaû xöû lyù trieät ñeå hôn beå Aerotank, coù khaû naêng khöû nito, photpho sinh hoaù trieät ñeå . Nhưng cả hai phương án ñều có thể áp dụng ñược nên ta cần tính toán chi tiết và giá dựa vào nhiều tiêu chí rồi ñưa ra quyết ñịnh phương án nào thi công. ∼ 26 ∼ CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ I. Tính toán chi tiết các công trình ñơn vị theo phương án 1 ①?Lưu lượng nước thải ñầu vào Q= 18000m3/ngñ = 750 m3/h = 0.21 m3/s. ①?Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất smhmkQQ hhtbh /52.0)/(18755.2*750* 33max ==== Trong ñó: - h tbQ : Lưu lượng nước thải trung bình giờ - kh: Hệ số vượt tải theo giờ lớn nhất (kh = 1.5 – 3.5), chọn kh = 2.5. 3.1 Tính toán Song chắn rác thô 3.1.1 Chức năng và vị trí Song chắn rác có nhiệm vụ tách các loại rác thải từ KCN rơi vãi vào hệ thống cống thu gom chảy về nhà máy xử lý như như cây, lá, cành, bịch bóng … Các loại rác thải này chúng gây hại cho máy bơm và ảnh hưởng tới các công trình xử lý nước thải sau. - SCR có thể chia ra các nhóm sau: SCR thô có kích thước từ 30 – 200 mm, SCR trung bình có kích thước từ 5 – 25 mm, thường SCR ñặt nghiêng góc 45o – 90o, chọn 60o so với mặt phẳng ngang ñể thuận lợi cho việc lấy rác. Vị trí ñặt song chắn rác từ ñường cống dẫn nước thải từ KCN về trạm xử lý nhằm loại lỏ các loại rác thô trước khi vào hố thu gom. 3.1.2 Tính toán - Tiết diện song chắn rác hình chữ nhật có kích thước: s x l = 8 x 50 mm - Chọn vận tốc nước trong mương ñặt SCR: v = 0,5 m/s + Mặt cắt nước trong mương: )(042.1 3600*5.0 1875 2max m v QS h === Chọn mương dẫn nước vào: H * B = 1.5 * 1 (m), với chiều cao bảo vệ 0,5(m). ∼ 27 ∼ + Số lượng khe hở )(875.2105.1* 1*05.0*5.0*3600 1875 * ***3600 1 max khek hbv Q n z s h === Chọn 22 khe → có 20 thanh song chắn rác. Trong ñó : h1 :Chiều sâu lớp nước trong mương, chọn h1= 1(m) vs : Tốc ñộ nước chảy trong mương, chọn vs = 0.5(m/s) ks : Hệ số tính ñến hiện tược thu hẹp dòng chảy, chọn ks = 1.05 b : Chiều rộng khe hở chọn b = 0,05 m h1 : Chiều sâu lớp nước trong mương là 1(m) (Nguồn: [2, tr. 412]) + Bề rộng buồng ñặt song chắn rác Bs= s*(n-1)+(b*n) = 0.008*(22 -1)+(0.05*22)= 1.268(m) Trong ñó : s : Là chiều dày thanh chắn rác, 0.008m. b : Chiều rộng khe hở chọn b = 0,05 m n: Số khe hở: 22 khe → chọn Bs = 1.3(m) + Tổn thất cột nước qua song chắn rác k g vhs *2 * 2 maxξ= Trong ñó: vmax: vận tốc nước thải trước song chắn ứng với Qmax, vmax = 0.5 (m/s) k: hệ số tính ñến sự tăng tổn thất áp lực do rác bám, k = 2 – 3, chọn k = 2.5 ξ: hệ số tổn thất áp lực cục bộ, ñược xác ñịnh theo công thức: 53,060sin* 05.0 008.042.2sin** 4/34/3 =      =      = αβξ b s Với: α: góc nghiêng song chắn rác, chọn α = 60o ∼ 28 ∼ β: hệ số phụ thuộc vào hình dạng thanh chắn, β = 2.42 (Nguồn: [1, tr. 62]) → )(17)(017.05.2* 81.9*2 )5.0( *53,0 2 mmmhs === + Chiều dài phần mở rộng trước SCR m tgtg BBL ks 412.0 202 13.1 2 01 = − = − = ϕ Chọn L1 = 0.5 (m) Trong ñó: Bs: Chiều rộng song chắn 1.3 (m) Bk: Bề rộng mương dẫn. Bk = 1 (m) ϕ: Góc nghiêng chỗ mở rộng, thường lấy ϕ = 200(Nguồn[1]-62) + Chiều dài phần mở rộng sau SCR )(25.05.0*5.05.0 12 mLL === + Chiều dài xây dựng mương ñặt SCR )(25.25.125.05.021 mLLLL s =++=++= Trong ñó: Ls: chiều dài phần mương ñặt SCR, chọn Ls = 1.5 (m) + Chiều sâu xây dựng mương ñặt SCR )(72.15.02.01max mhhhH bvs =++=++= Chọn H = 1.3(m) Trong ñó: hmax = hl = 1(m): Độ ñầy nước ứng với chế ñộ Qmax. hs: Tổn thất áp lực qua song chắn 0.2 (m) hbv =0,5: Khoảng cách giữa cốt sàn nhà ñặt SCR và mực nước cao nhất ∼ 29 ∼ Tóm tắt thông số thiết kế mương và song chắn rác Stt Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Chiều dài mương (L) m 1.5 2 Chều rộng mương (Bs) m 1.3 3 Chiều sâu mương (H) m 1.72 4 Số thanh song chắn Thanh 20 5 Số khe (n) Khe 22 6 Kích thước khe (b) m 0.05 7 Bề dày thanh (s) mm 0.008 3.2 Hầm tiếp nhận 3.2.1 Chức năng và vị trí Là ñiểm thu gom nước thải từ cống chính của mạng lưới cống thu gom nước thải trong toàn KCN về hệ thống xử lý, tùy vào cốt cống thu gom nước thải như thế nào ñể ñặt cốt ñáy của hố thu gom. Vị trí hầm tiếp nhận ñược ñặt sau song chắn rác thô, trước song chắn rác tinh và bể ñiều hòa. 3.2.2 Tính toán Hầm tiếp nhận (Hố thu gom) Thời gian lưu nước t = 10 ÷ 30 phút, chọn t = 15 phút (Nguồn: [3]) + Thể tích bể thu gom: )(75.468 60 15 *1875* 3max mtQV h === + Kích thước hố thu gom: L * B * H = 6 m * 6m * 14m Trong ñó bảo vệ 1m + Bơm nước thải vào máy lược rác tinh trước khi qua bể cân bằng. Chiều cao cột áp bơm bằng chiều sâu hố thu gom cộng chiều cao bể cân bằng và tổn thất ñường ống chọn H = 15 m. ∼ 30 ∼ • Công suất bơm một bơm, theo [4, tr. 46] ta có: kwHgQN 13.19 8.0*1000 15*81.9*1000*104.0 1000 *** === η ρ Chọn N = 19 kw Trong ñó - Q: lưu lượng nước của một bơm, chọn 6 máy trong ñó có một máy dự phòng nên lưu lượng một máy là: Q = Qmax :5 = 0.52 : 5 = 0.104m3/s - H: cột áp của bơm, 15m H2O. - ρ : khối lượng riêng của nước thải, chọn ρ =1000 kg/m3. - g: gia tốc rơi tự do, g = 9.81 m/s2 - η : hiệu suất của bơm, lấy η = 0.8 (thường η = 0.72 ÷ 0.93) • Công suất thực của 1 máy bơm N’ = 1.2 *N = 1.2 * 19 = 22.8 kw + Ống dẫn nước sau máy bơm • Đường kính ống ra của từng máy bơm: mmm v QD 3003.0 5.1*14.3 104.0*4 * *4 ==== pi Trong ñó: Q: Lưu lượng 1 máy bơm. Q = 0.104 m3/s. v: Vận tốc ống dẫn: v = 0.8 ÷ 2 m/s
chọn v = 1.5m/s • Chọn 2 bơm ñi một ñường ống chung thì ñường kính ống tại ñoạn ống chung là mmm v QD 42042.0 5.1*14.3 2*104.0*4 * *4 ==== pi Chọn ống Inox φ 420 dày 3mm ∼ 31 ∼ Tóm tắt thông số thiết kế Stt Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Chiều dài (L) m 6 2 Chều rộng (B) m 6 3 Chiều sâu hố th gom (H) m 13.5 4 Máy bơm chìm cái 6 5 Công suất KW 22.8 3.3 Tính toán Song tách rác tinh (Lưới lược tinh) 3.3.1 Chức năng vị trí Tách rác có kích thước lớn 5mm trong nước thải trước khi qua bể cân bằng. Ngoài ra, song chắn rác tinh có thể giảm ñược 5% các chất ô nhiễm. 3.3.2 Tính toán Chọn 3 máy lược rác cơ khí kiểu lưới lọc ñĩa tròn hình trụ hai máy bơm dẫn nước vào một máy, vậy công suất một máy lược rác: 0.104*2 =0.208(m3/s). Thông số sàn ñặt máy lược rác tinh. Stt Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Chiều dài ñặt máy (L) m 3 2 Chều rộng ñặt máy (B) m 6 3.4 Bể ñiều hoà 3.4.1 Chức năng vị trí Nhiệm vụ ñiều hòa lưu lượng và nồng ñộ chất ô nhiễm khi có doanh nghiệp xả nước không ổn ñịnh, bể phải có ñủ dung tích ñể ñiều hòa lưu lượng, nồng ñộ ô nhiễm nhằm ñảm bảo cho các công trình sau hoạt ñộng ổn ñịnh. Trong bể ñối với bể ñiều hòa lưu lượng không nhất thiết phải có thiết bị khuấy trộn còn ñối với bể ñiều hòa nồng ñộ thì nhất thiết phải có thiết bị khuấy trộn và sục khí nhằm cân bằng nồng ñộ chất bẩn cho toàn thể tích bể và khoảng biên ñộ dao ñộng thấp hơn. Năng lượng ∼ 32 ∼ cần khuấy trộn 0.004 – 0.008 kW/m3 thể tích bể, lượng không khí cần 0.01 – 0.015m3/m3 dung tích bể. Để xác ñịnh dung tích của bể ñiều hòa, ta cần có các số liệu về ñộ biến thiên lưu lượng nước thải theo từng giờ trong ngày, lưu lượng trung bình của ngày, và biên ñộ sự thay ñổi nồng ñộ chất ô nhiễm. Ở ñây, do khu công nghiệp ñang trong giai ñoạn thiết kế và giải tỏa mặt bằng nên em chỉ tính thể tích của bể ñiều hòa một cách gần ñúng như sau: Lưu lượng nước thải trung bình Q = 18000 m3/ngày và trạm xử lý nước thải hoạt ñộng liên tục 24/24 giờ. 3.4.2 Tính toán Do do nước thải chưa có nên ta lấy thời gian lưu nước dựa vào các KCN có quy mô tương tự chọn t = 8 h. Thể tích bể ñiều hoà. 3max 150008*1875* mtQV hdh === Trong ñó: max hQ : Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ lớn nhất, m3/h t: Thời gian lưu nước, ta chọn t = 8h • Chọn bể hình tròn cấu tạo bể bằng bê tông cốt thép có ñường kính D = 40m ⇒ Chiều sâu hữu ích bể m D Vh dh 13 4 40 15000 4 22 =× == pipi Chiều cao an toàn hs = 0.5m Chiều cao tổng cộng của bể Hdh = h + hs = 13.5 m + Bể sử dụng 4 bơm (trong ñó một bơm dự phòng) • Lưu lượng 1 bơm Q = Qtb giơ: 3 = 750 : 3 = 250 m3/h = 0.07 m3/s + Công suất bơm, theo [4, tr. 46] ta có ∼ 33 ∼ kwHgQN 52.8 8.0*1000 10*81.9*1000*07.0 1000 *** === η ρ Chọn N = 9 kw =12 Hp Trong ñó - Q: Lưu lượng của 1 bơm, 0.07 m3/s - H: Cột áp của bơm, 10m H2O. - ρ : Khối lượng riêng của nước thải, chọn ρ =1000 kg/m3. - g: Gia tốc rơi tự do, g = 9.81 m/s2 - η : Hiệu suất của bơm, lấy η = 0.8 (thường η = 0.72 ÷ 0.93) + Công suất thực của máy bơm N’ = 1.2 * N = 1.2 *9 = 10.8 Kw = 14.4 Hp + Ống dẫn nước sau máy bơm Vận tốc ống dẫn: v = 0.8 ÷ 2 m/s
chọn v = 2m/s Đường kính ống ra của từng máy bơm: mmm v QD 21021.0 3600*2*14.3 250*4 3600** *4 ==== pi Chọn D = 210 mm Với: Q là lưu lượng 1 máy bơm Q = 250 m3/h. + Chọn 2 bơm ñi một ñường ống chung thì ñường kính tại ñoạn ống chung là mmm v QD 297297.0 3600*2*14.3 2*250*4 3600** *4 ==== pi Chọn ống Inox φ 300 mm dày 3mm dẫn sang bể keo tự tạo bông. 3.4.3 Chọn thiết bị khuấy trộn bể ñiều hoà. Khuaáy troän beå ñieàu hoøa baèng heä thoáng thoåi khí nhằm không cho các chất lắng xuống ñáy bể, ñảm bảo không cho quá trình khị khí sảy ra trong bể. Lượng không khí cần thiết cho một m3 nước thải là 0,01 ñến 0,015m3/1 m3 nước thải trong 1 phút chọn 0,01 (Nguồn: [3, tr. 42]). Chọn thiết bị Ejector và thổi khí bề mặt là thiết bị xáo trộn cho bể cân bằng. ∼ 34 ∼ Lượng khí nén cần thiết cho bể Vkhí = 0.01* Vdh = 0.01*22500 = 225 m3 không khí/phút. Vậy oxi cung cấp là 47 m3 (oxi chiếm 20,9% về thể tích), tương ñương kgmo 14.6732*1000*4.22 1000*47 2 == Vậy theo bảng 5.5 ta có công suất máy Ejetor và máy airlift là P = 1,3*67.14 = 87.282 (kw), (Nguồn [1, tr. 148]). Chọn một máy thổi khí bề mặt kiểu bơm airlift ñặt chân phao nổi [1, tr. 150] ñặt chính giữa và 4 máy Ejector ñặt phân ñều dưới ñáy quanh bể. Với công suất một máy: Pmáy = P/5 = 17.5 kw Thông số bể ñiều hòa STT Tên, thông số kỹ thuật Đơn vị Số lượng 1 Đường kính bể (D) m 40 3 Chiều sâu bể (H) m 13.5 4 Máy Ejetor 17.5 KW Bộ 4 5 Máy thổi khí kiểu airlift 17.5 KW Bộ 1 6 Máy bơm nước thải chìm 10.8 KW, cột áp 10m H2O cái 4 3.5 Bể keo tụ tạo bông 3.5.1 Chức năng vị trí Bể keo tụ tạo bông có nhiệm vụ hòa trộn chất keo tụ vào nước thải theo thời gian nhất ñịnh nhằm ñảm bảo bông cặn lớn tối ưu trước khi sang bể lắng nhằm tăng hiệu quả bể lắng khi nồng ñộ chất ô nhiễm vượt quá khả năng xử lý bể vi sinh hiếu khí tiếp theo. ∼ 35 ∼ Choïn beå troän, beå taïo boâng baèng cô khí. Beå hình daïng nhö hình hoäp chöõ nhaät ñöôïc chia laøm 2 buoàng, một bể keo tụ, 1 bể tạo bông, ñöôïc ngaên caùch baèng vaùch ngaên höùông doøng, trong moãi buoàng ñaët moät maùy khuaáy. Thời gian lưu nước trong mỗi ngăn là 15 phút. 3.5.2 Tính toán Dung tích một ngăn. W = 3225 60 18*750 * mtQhtb == Trong ñoù: Qhtb – Löu löôïng nöôùc thaûi trung bình giôø. t – Thôøi gian löu nöôùc trong beå 10 – 30 phút, choïn t = 18 phuùt. Kích thước 1 bể: L x B x H = 6.5 x 6.5 x 5.5 (m), vaø chieàu cao baûo veä: 0.5m Trong bể yêu cầu khuấy trộn với gradien vận tốc G từ 30 – 60 S-1 chọn G = 40 S-1 (Nguồn [1]-329) Năng lượng cần thiết của cánh khuấy. (Nguồn [1]-329) kwsNVGP 3.0)/(300001.0*5.187*40** 22 ==== µ Hiệu suất ñộng cơ 0,8 công suất ñộng cơ: 0.3/0.8= 0.375(kw) = 0.5Hp. Trong ñó: G – Radian, 40S-1 V – Thể tích bể keo tụ, 270,8m3 µ - Hệ số nhớt ñộng học của nước thải.chon bằng 0.001(N.s/m2). (Nguồn [5, tr. 92])  Vận tốc cánh khuấy 3 2 22 P D P PD PD v AC v vAC vFP × ×× =× ××× =×= ρρ Trong ñó: ∼ 36 ∼ vP : vận tốc tương ñối của nước so với vận tốc ñường kính cánh khuấy. vP = 0,75v = 0,75 x (2.pi .n.R) = 4,71 nR. ρ : trọng lượng thể tích của dung dịch ñược khuấy trộn. 30 /100020 mkgCt =⇒= ρ . v : vận tốc cánh khuấy. CD : hệ số sức cản của nước, phụ thuộc giữa chiều dài l và chiều rộng b của bản cánh quạt Khi l/b = 5, CD = 1.2 Khi l/b = 20, CD = 1.5 Khi l/b > 21, CD = 1.9 Dài / Rộng 2.15 15.0 75.0 =⇒== DCb l . A = 8 x f = 8 x 0.15 = 1.2 (m2). Đối với các bản cánh ở 2 vị trí R1 và R2 thì: 33333 3 2 3 121 2.1939)2.03.0(71.4 2 1000583.02.1 )( 2 nn vv ACPPP PPD ×=×+×× ×× =+× ×× =+= ρ P1, P2 : năng lượng khuấy do các bản cánh khuấy ở 2 bán kính R1, R2 tạo ra. 3 3,30 P n =⇒ )/(240/4 3.30 2.1939 3 phútvòngsvòngn === Nước từ bể phản ứng tạo bông ñược dẫn bằng ống chờ 0.6 x 0.6 m sang máng tràn của bể lắng, vận tốc nước qua ống 2 m/s. ∼ 37 ∼ Các thông số bể keo tụ tạo bông STT Tên, thông số kỹ thuật Đơn vị Số lượng 1 Dài (L) m 6.5 2 Rộng (B) m 6.5 3 Chiều cao m 5.65 4 Máy khuấy bể keo tụ 0.5 Hp, 240 vòng/phút cái 01 5 Máy khuấy bể tạo bông 0.5 Hp, 240 vòng/phút. cái 01 3.6 Bể lắng 1 (lắng ngang) 3.6.1 Chức năng vị trí Lắng các bông cặn sau khi keo tụ trong bể tạo bông, làm giảm nồng ñộ các chất ô nhiễm trước khi vào bể aerotank. Chọn bể lắng ngang cho công trình. 3.6.2 Tính toán Chọn 2 bể lắng kích thước một bể (Theo[7, ñiều 6.5.2]) ①?Diện tích bề mặt của bể lắng 2 0 180 2*50 18000 2* m U QF === Trong ñó: Q- Lưu lượng nước thải18000m3/ngñ. U0- Tải trọng bề mặt 31 ñến 50 chọn 50 m3/m2 ngày. (Nguồn: [3, tr. 45]) ①?Chiều rộng bể F = B . L = B .4B = 4 .B2 = 180 m2 ⇒ B = 6.7 m, chọn 6.5 m ①?Chiều dài L=4*B = 4*8 = 32 m ①?Kiểm tra tải trọng bề mặt ∼ 38 ∼ ngàymm F QU 230 /432*32*5.6 18000 2* === Nằm trong giới hạn cho phép: 31 – 50 (m3/m2 ngày) theo bảng 4.3. (Nguồn: [3, tr. 45]) ①?Thể tích bể phần hữu ích. Chọn chiều cao vùng lắng chọn h = 3.6 m Vậy: V= F*h = 6.5*32 * 3.6 = 748.8 m3 + Chiều cao xây dựng Chiều cao chứa cặn hc = 0.5m Chiều cao bảo vệ hbv =0.4 m ⇒ Chiều cao tổng cộng bể lắng H = hc +hbv + h = 0.5 + 0.7 + 3.6 = 4.8 m + Máng phân phối nước. Chọn máng phân phối nước nằm ngang ñầu bể kết cấu BTCT số lượng 1 máng • Tiết diện ướt của máng phân phối nước Trong ñó: Q: Lưu lượng nước thải tính 0.21 (m3/s) V3: Vận tốc nước tự chảy trong máng V3 = 0.5 – 0.7 (m/s), chọn V3 = 0.6 (m/s), (Theo [7]) Chọn B*H = 0.6*0.6  Tải trọng máng tràn phân phối nước ñầu bể. )./(28 24*5.6*2 18000 24*5.6*2 3 hmmQLs === + Máng thu nước )(35.0 6.0 21.0 2 3 3 mV QF === ∼ 39 ∼ Chọn 1 máng thu nước nằm ngang ở cuối bể cách thành cuối bể 0.5 m có kết cấu bằng bê tông cốt thép có gắn răng cưa hai bên, nước chảy vào hai bên thành răng cưa của máng chảy vào máng sang bể aerotank nhờ ống inox. • Tiết diện ướt của máng thu nước Trong ñó: - Q: Lưu lượng nước thải tính 0.21 (m3/s) - V3: Vận tốc nước tự chảy trong máng, (Theo[7]), V3 = 0.5 – 0.7 (m/s), chọn V3 = 0.7 (m/s) Chọn giá trị hiệu dụng của máng 60% vậy diện tích tiết diện (mặt cắt ngang) của máng là 0.7 m2 Chọn B*H = 0.7*0.7m Diện tích mặt cắt ngang 0.49 m2 > 0.3 m2 thỏa mãn. + Chiều cao lớp nước trong máng hn= F3/0,7=0.3/0.7 =0.42m + Chiều dài máng thu nước Lmang = 6.5 m Tải trọng máng thu nước cuối bể. )/(7.7)./(28 24*5.6*2 18000 24*5.6*2 3 slhmmQLs ==== (Theo [7, ñiều 6.5.8] khoâng vöôït quaù 10 l/s) Máng vớt bọt nổi B x h = 0.5 x 0.5 (m) ①?Thời gian lưu nước trong vùng lắng hQ V t 9.1 750 2*6.3*32*5.6 === )(3.0 7.0 21.0 2 3 3 mV QF === ∼ 40 ∼ ①?Vận tốc giới hạn. Trong ñó VH : Vận tốc giới hạn trong vùng lắng (m/s) K : Hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn, ñối với hạt có khả năng kết dính chọn k = 0,06 ρ : Tỉ trọng của hạt thường từ 1.2 – 1.6, chọn ρ = 1.25 g : Gia tốc trọng trường 9.81 m/s2 d : Đường kính hạt, chọn d =10-4 m f : Hệ số ma sát f = 0.02 - 0.03 chọn f = 0.025 (Nguồn [3]-48). ⇒ smf gdkVH /069.0025.0 .10*81.9*)125.1(*06.0*8)1(8 2 1 42 1 =      − =      − = −ρ + Vận tốc nước chảy trong vùng lắng. smsm hB QVn /069.0/0045.084600*2*6.3*5.6 18000 . <=== LÖÔÏNG BUØN SINH RA + Hieäu suaát laéng cuûa beå laéng ngang coù söï hoã trôï cuûa chaát keo tuï, haøm löôïng SS giaûm 65%, haøm löôïng BOD giaûm 50 – 65%, chọn 50% , hàm lượng COD giảm 60% theo (Nguồn [1, tr. 80]) + Haøm löôïng caùc chaát oâ nhieãm coøn laïi sau khi nöôùc qu a beå laén g 1 • Haøm löôïng SS coøn laïi trong doøng ra töø beå l aéng ñôït 1. )(5.73 100 65100 *210 100 65100 * lmgSSSS vaora = − = − = 2 1 )1(8       − = f gdkVH ρ ∼ 41 ∼ • Haøm löôïng BOD5 sau khi qua beå laéng ñôït 1. )(155 100 50100 *310 100 50100 *55 lmgBODBOD vao = − = − = • Haøm löôïng COD sau khi nöôùc qua beå laéng ñôït 1. )(4.264 100 60100 *661 100 60100 * lmgCODCODra = − = − = • Löôïng buøn sinh ra moãi ngaøy tính theo haøm lượng SS )(245718000*10*210*65.0** 3 ngaykgQSSEG vaoSSbun === − Trong ñoù: - ESS: Hieäu suaát khöû SS beå laéng ñôït 1 laø 65% - SSvaøo: Haøm löôïng SS ñaàu vaøo beå laéng ñôït 1 (kg/ngaøy) - Q: Löu löôïng nöôùc thaûi (m3/ngaøy) • Theå tích buøn sinh ra moãi ngaøy )(7125.30 80 2457 3 ngàym C GV bunbun === Trong ñoù: - C: Haøm löôïng chaát raén trong buøn ôû khoaûng 40 – 120 g/l = 40 – 120 kg/m3, choïn C = 80 kg/m3. • Theå tích chöùa caën ngaøy ñeâm. B * Hbun *L*n =6.5 * 2*1.5 * 2 = 39 m3 thoûa maõn Hoá gom caën ñaàu beå coù kích thöôùc B *l*h*n = 6.5*2*1.5*2 (m). • Thôøi gian giöõa 2 laàn xaû caën )(2.10)5.73210(*750 34000*7125.30 )(* * max h CCQ fVT h tb bùn = − = − = Trong ñoù: - Cm ax : Haøm löôïng SS vaøo beå laéng ñôït 1 laø 210 mg/l) ∼ 42 ∼ - C : Haøm löôïng SS sau khi laéng ñôït 1 laø 73.5 (mg/l) - f : Heä soá choïn theo baûng 3.3 - [8, tr. 78]. Choïn f = 34000 g/m3 • Thôøi gian xaû caën: Choïn thôøi gian xaû caën laø 60 phuùt ⇒ Choïn maùy bôm buøn coâng suaát 30m3/h Thoâng soá beå laéng STT Tên, thông số kỹ thuật Đơn vị Số lượng 1 Chiều dài m 32 2 Chiều rộng m 6.5 3 Chiều cao m 4.5 3 Tải trọng máng phân phối nước, máng tràn, máng răng cưa. (m3/m.h) 28 4 Tải trọng máng thu nước, máng răng cưa. (m3/m.h) 28 5 Cần gạt bùn inox 304 Bộ 01 6 Bơm bùn Q30m3/h,10mH2O cái 02 7 Máng thu bọt inox 304 cái 01 3.7 Bể sinh học hiếu khí (aerotank) 3.7.1 Chức năng vị trí Nhằm xử lý chất ô nhiễm hữu cơ có thể phân hủy sinh học ñược có trong nước thải nhờ quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật hiếu khí. Trong ñiều kiện hiếu khí các vi khuẩn hiếu khí tiêu thụ các chất hưu cơ: Một mặt do nhu cầu năng lượng ñể tồn tại và phát triển (phân chia tế bào tổng hợp chất sống) và hô hấp nội bào (oxi hóa nội bào); Mặt khác, tạo một lượng cơ thể sống và chất trơ dư thừa (bùn dư). ∼ 43 ∼ Hai mặt này luôn luôn tồn tại, mặt thứ 2 không bao giờ hoàn chỉnh vì nó tương ứng với thời gian lưu của bùn và luôn luôn tạo ra cơ thể sống mới, mà càng sinh ra cơ thể mới thì càng tiêu tốn oxi. Lấy ví dụ về sự phân hủy gluco. Lúc ñầu nhờ sự hỗ trợ của nito có thể ñồng hóa gluco thành protein tế bào (C5H7NO2), tiếp theo protein này phân giải nội bào ñể cung cấp năng lượng cho cơ thể sống. Có thể viết hai phản ứng này theo sơ ñồ sau: Tổng hợp 6C6H12O6 + 4NH3 + 16O2 → 4C5H7O2 +16CO2 +28 H2O Hô hấp hoặc ôxi hóa nội bào: 4C5H7NO2 + 20O2 → 20CO2 + 4NH3 +8H2O Vị trí: ñược ñặt trước lắng 2, sau lắng 1. 3.7.2 Tính toán • Các thông số ñầu vào - Công suất 18000 m3/ngñ - COD = 661 mg/l - BOD5 = 310 mg/l - SS = 150 mg/l - Tỷ lệ f = BOD5/COD = 310/661 = 0.5 - Nhiệt ñộ nước thải t = 25oC • Yêu cầu ñối với nước xả ra nguồn (sau bể lắng 2) theo tiêu chuẩn QCVN 24:2009 (cột A) - BOD5 = 20mg/l - COD = 50mg/l - SS = 50mg/l có 65% là cặn hữu cơ. Dựa vào: (Nguồn: [2]) Ta chọn các thông số thiết kế bể aerotank như sau: ∼ 44 ∼ Các thông số thiết kế bể Aerotank Nồng ñộ bùn hoạt tính trong bể X = 3000mg/l Độ tro của cặn – nồng ñộ cặn lắng ở bể lắng 2, cũng là nồng ñộ cặn tuần hoàn 10000 mg/l z = 0.3 Thời gian lưu bùn θc = 10 ngày (θc = 5 – 15 ngày) Chế ñộ thuỷ lực của bể Khuấy trộn hoàn chỉnh Giá trị của các thông số ñộng học Y = 0.5, Kd = 0,05/ngày Độ tro của cặn hữu cơ lơ lửng ra khỏi bể lắng 0.3 (70% lượng cặn bay hơi) Lượng bùn hoạt tính trong nước thải ñầu vào Xo = 0 BOD5:N:P 100:5:1 Tổng nồng ñộ muối 500 mg/l ①?①? Xác ñịnh hiệu quả xử lý • Lượng cặn hữu cơ trong nước ra khỏi bể lắng 2: b = 0.65*50 = 32.5mg/l • Lượng cặn hữu cơ tính theo COD: c = 1.42*b*(1-z) =1.42*32.5*(1- 0.3)= 32.305mg/l. • Lượng BOD5 có trong cặn ra khỏi bể lắng 2: d = f*c = 0.59*32.305 = 19 mg/l. • Lượng BOD5 hoà tan ra khỏi bể lắng 2: S = BOD5 cho phép – d = 20 – 19 = 1 mg/l. • Hiệu quả xử lý tính theo COD: %3.97100* 661 )305.3250(661100*)( =−−=−−= vào COD ra COD vào COD C cCCE • Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hoà tan: %6.99100* 310 1310100* 5 5 = − = − = vào BOD vào BOD C SC E ∼ 45 ∼ • Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 toàn bộ: %5.93 310 20310100* 5 55 = − = − = vào BOD ra BOD vào BOD C CC E ①?Thể tích bể Aerotank )(6180)10*05.01(*3000 )1310(*10*5.0*18000 )*1( )( 3 m KX SSQYV cd oc = + − = + − = θ θ ①?Thời gian lưu nước trong bể )16.8)(34.0 18000 6180 hngñQ V ====θ • Tốc ñộ tăng trưởng của bùn hoạt tính 333.0 05.0*101 5.0 *1 = + = + = dc b K YY θ • Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày ngñkg SSQYP obx /1852 10*)1310(*18000*333.0)(** 3 = −=−= − • Tổng cặn lơ lửng sinh ra theo ñộ tro của cặn z = 0.3 )/(2646 3.01 15.1852 1 ngñkg z PP xxl = − = − = • Lượng cặn dư hàng ngày phải xả ñi tính theo SS kg/ngñ. )/(228610*20*18000264610** 33 ngñkgSSQPP raxlxa =−=−= −− Trong ñó: - SSra: Nồng ñộ BOD ñầu ra theo yêu cầu, SSra = 20 (mg/l) • Tính lưu lượng bùn sinh ra tính theo nồng ñộ bùn hoạt tính tối ña trong bể aHrotank cT crr xa X XQXVQ θ θ * ** − = Trong ñó: ∼ 46 ∼ - V: thể tích làm việc của bể, V = 6180 (m3) - Qra = Qvao = 18000 (m3/ngñ) (xem lượng nước theo bùn là không ñáng kể) - X: Nồng ñộ bùn hoạt tính trong bể Aerotank, X = 3000mg/l (cặn bay hơi) - θc: Thời gian lưu bùn (tuổi của bùn), θc = 10 (ngày) - XT: Nồng ñộ bùn hoạt tính lấy từ ñáy bể lắng ñể tuần hoàn lại bể Aerotank, (cặn không tro, XT = (1-z)*10000 = 0.7*10000 = 7000(mg/l) - Xra: Nồng ñộ bùn hoạt tính trong nước ñã lắng, Xra = (1-z) * b = 0.7*32.5 = 22.75(mg/l) Vậy: )/(206 10*7000 10*75.22*180003000*6180 3 sinh ngñmQ ra = − = • Thời gian tích luỹ cặn (tuần hoàn lại toàn bộ) không xả cặn ban ñầu )(10 15.1852 3000*6180* ngñ P XVT x === Nhưng thực tế, thời gian tích luỹ cặn (tuần hoàn cặn lại toàn bộ) sẽ dài khoảng 30 – 40 ngñ, vì khi nồng ñộ bùn không ñủ trong bể thì hiệu quả xử lý trong thời gian này sẽ thấp và lượng bùn sinh ra sẽ ít và tăng dần cho ñến khi bùn ổn ñịnh. Để nồng ñộ bùn trong bể luôn luôn giữ ở giá trị 3000 mg/l, ta có: QX0 + QrXu = (Q + Qr)X QX0 + QrXu = QX + QrX Qr(Xu – X) = Q (X – X0) ∼ 47 ∼ X: Noàng ñoä VSS ôû beå Aerotank, X = 3000 mg/l Xu: Noàng ñoä VSS trong buøn tuaàn ho