1. Xử lý nước thải bằng các phương pháp cơ học
Xử lý cơ học là nhằm loại bỏ các tạp chất không hòa tan chứa trong nước thải. Xử lý cơ họa nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo. Các công trình xử lý: song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng, bể lọc các loại.
Song chắn rác, lưới chắn rác làm nhiệm vụ giữ lại các chất bẩn kích thước lớn có nguồn gốc hữu cơ.
Bể lắng cát nhằm loại bỏ các tạp chất vô cơ, chủ yếu là cát có trong nước thải.
Bể lắng làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất lắng và các tạp chất nổi chứa trong nước thải. Để xử lý nước thải của một vài dạng công nghiệp, sử dụng một số công trình đặc biệt như: bể vớt mỡ, bể vớt dầu, Khi cần xử lý nước thải ở mức độ cao (xử lý bổ sung) có thể ứng dụng các bể lọc, lọc cát
Giai đoạn xử lý cơ học nước thải công nghiệp, thông thường có bể điều hòa để điều hòa lưu lượng và nồng độ bẩn của nước thải.
2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và hóa – lý
Phương pháp này được ứng dụng để xử lý nước thải công nghiệp. Các phương pháp xử lý hóa học và hóa – lý bao gồm: trung hòa – kết tủa cặn, oxy hóa khử, keo tụ bằng phèn nhôm, phèn sắt, tuyển nổi và hấp phụ
3. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
Cơ sở của phương sinh học nước thải là dựa vào khả năng oxy hóa các liên kết hữu cơ dạng hòa tan và không hòa tan của vi sinh vật -chúng sử dụng các liên kết đó như là nguồn thức ăn
Các công trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên gồm có: Hồ sinh vật; hệ thống xử lý bằng thực vật nước (lục bình, lau, rong tảo ); cánh đồng tưới; cánh đồng lọc; đất ngập nước.
Các công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo gồm có: Bể lọc sinh học các loại; quá trình bùn hoạt tính (aerotank); lọc sinh học tiếp xúc dạng trống quay (RBC); hồ sinh học thổi khí; mương oxy hóa,
4. Xử lý nước thải mức độ cao (xử lý bổ sung)
Xử lý nước thải ở mức độ cao được ứng dụng trong các trường hợp yêu cầu giảm thấp nồng độ bẩn (theo chất lơ lững, BOD, COD, nitơ, photpho, và các chất khác ) sau khi đã xử lý sinh học, trước khi xả vào nguồn nước. Nước thải sau khi xử lý ở mức độ cao có thể ứng dụng lại trong các quá trình công nghệ của nhà máy và do đó giảm được lượng nước thải xả vào nguồn nước, giảm nhu cầu sử dụng nước cho sản xuất.
Các phương pháp xử lý gồm có: Lọc, tuyển nổi, keo tụ, hấp phụ bằng than hoạt tính, phương pháp sinh học (quá trình nitrat hóa và khử nitrat), trao đổi ion, phương pháp hóa học (dùng vôi, sunfat nhôm, sufat sắt).
5. Khử trùng bằng nước thải
Khử trùng nước thải là giai đoạn cuối cùng của công nghệ xử lý nước thải nhằm loại bỏ vi trùng và virus gây bệnh trước khi xả vào nguồn nước.
Để khử trùng có thể dùng clo và các hợp chất chứa clo, có thể tiến hành khử trùng bằng ozôn, tia hồng ngoại, ion bạc, nhưng cần phải cân nhắc kỹ về mặt kinh tế.
6. Xử lý cặn của nước thải
Nhiệm vụ của xử lý cặn là: Làm giảm thể tích và độ ẩm của cặn; ổn định cặn; khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác nhau
Tất cả các loại cặn có thể có ở các công trình xử lý gần như được dẫn đến bể mêtan. Cặn ra khỏi bể mêtan có độ ẩm 96% đến 97%. Để giảm thể tích cặn và làm ráo nước có thể ứng dụng các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên như: sân phơi bùn, hồ chứa bùn, hoặc trong điều kiện nhân tạo: thiết bị lọc chân không, thiết bị lọc ép, thiết bị ly tâm cặn . Độ ẩm của cặn sau xử lý đạt 55% đến 75%.
Để tiếp tục làm giảm thể tích cặn có thể thực hiện sấy bằng nhiệt với nhiều dạng thiết bị khác nhau: thiết bị sấy dạng khí nén, băng tải . Sau khi sấy, độ ẩm còn 25% đến 30% và cặn ở dạng hạt dễ dàng vận chuyển.
Đối với các trạm xử lý nước thải công suất nhỏ, việc xử lý cặn có thể tiến hành đơn giản hơn: nén và sau đó làm ráo nước ở sân phơi cặn trên nền cát
43 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2884 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Xử lý nước thải nhà máy sản xuất kem, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chöông 1: Toång quan veà coâng ngheä saûn xuaát kem vaø nguoàn nöôùc thaûi caàn xöû lyù
Giôùi thieäu chung
Ngaøy nay, kem ñaõ trôû thaønh saûn phaåm quen thuoäc vôùi ngöôøi tieâu duøng vaø ñöôïc yeâu thích bôûi caùc löùa tuoåi khaùc nhau. Coù nhieàu loaïi kem. Bylund Gosta (1995) ñeà nghò phaân loaïi kem boán nhoùm nhö sau:
Kem ñöôïc saûn xuaát töø söõa.
- Kem ñöôïc saûn xuaát töø chaát khoâ khoâng beùo cuûa söõa vaø daàu thöïc vaät.
Kem ñöôïc saûn xuaát töø nöôùc eùp traùi caây coù boå sung theâm thaønh phaàn chaát beùo vaø chaát khoâ khoâng beùo cuûa söõa.
Kem ñöôïc saûn xuaát töø nöôùc eùp traùi caây vaø ñöôøng.
Hai nhoùm saûn xuaát ñaàu tieân laø phoå bieán nhaát vaø chieám khoaûng 80÷90% toång saûn löôïng kem treân toaøn theá giôùi.
Nguyeân lieäu trong saûn xuaát kem
Söõa vaø caùc saûn phaåm töø söõa
Trong saûn xuaát kem ngöôøi ta coù theå söû duïng caùc daïng nguyeân lieäu nhö söõa töôi, söõa coâ ñaëc, söõa boät nguyeân cream, söõa boät gaày, chaát beùo töø söõa nhö cream, bô hay chaát beùo khan…Vieäc löïa choïn daïng nguyeân lieäu thích hôïp cho saûn xuaát seõ phuï thuoäc vaøo daïng saûn phaåm kem, giaù thaønh nguyeân lieäu vaø nguoàn cung öùng. Moãi loaïi nguyeân lieäu seõ döôïc baûo quaûn trong nhöõng ñieàu kieän thích hôïp töông öùng.
Daàu thöïc vaät
Ngöôøi ta coù theå söû duïng daàu ñaäu naønh, daàu döøa, daàu höôùng döông hoaëc daàu caûi laøm nguyeân lieäu saûn xuaát moät soá loaïi kem. Caùc chæ tieâu hoùa lyù quan troïng cuûa daàu thöïc vaät: chæ soá acid, chæ soá peroxude, chæ soá iod. Haøm löôïng daàu thöïc vaät coù theå chieám töø 6 – 10% khoái löôïng kem thaønh phaåm. Daàu thöïc vaät cuõng caàn ñöôïc baûo quaûn trong caùc ñieàu kieän thích hôïp.
Ñöôøng
Ñöôøng ñöôïc duøng ñeå hieäu chænh haøm löôïng chaát khoâ vaø vò ngoït cuûa saûn phaåm, moät soá loaïi ñöôøng ñöôïc söû duïng nhö ñöôøng latose, ñöôøng saccharose, ñöôøng nghòch ñaûo, glucose vaø siro glucose-fructose. Chæ tieâu hoùa lyù quan troïng cuûa ñöôøng laø ñoä aåm, haøm löôïng saccharose, ñoä tro vaø ñoä maøu.
Chaát nhuõ hoùa
Caùc chaát nhuõ hoùa thöôøng laø nhöõng phaân töû coù nhoùm ahöùc öa nöôùc vaø öa beùo. Trong söõa coù chöùa moät soá chaát nhuõ hoùa (lecithine, protein, phasphate…) nhöng vôùi haøm löôïng thaáp. Trong saûn xuaát kem, loøng ñoû tröùng laø moät chaát nhuõ hoùa thoâng duïng nhöng coù giaù thaønh khaù cao.
Chaát oån ñònh
Trong saûn xuaát kem, chaát oån ñònh laø nhöõng hôïp chaát öa nöôùc. Nhôø vaäy rong quaù trình laïnh ñoâng hoãn hôïp nguyeân lieäu saûn xuaát kem, caùc tinh theå ñaù xuaát hieän seõ coù kích thöôùc nhoû vaø kem trôû neân ñoàng nhaát. Chaát oån ñònh thöôøng coù baûn chaát laø protein hoaëc carbohydrate.
Chaát taïo höông
Ngöôøi ta söû duïng caùc chaát muøi khaùc nhau nhö vanilla, muøi cam, saàu rieâng, daâu, muøi chocolate…hoaëc caùc loaïi traùi caây, moät soá loaïi haït (ñaäu phoäng, ñieàu…),dòch chocolate, boät ca cao.
Chaát maøu
Chaát maøu coù chöùc naêng taïo maøu saéc haáp daãn cho kem. Coù hai nhoùm chaát maøu: chaát maøu töï nhieân vaø chaát maøu toång hôïp.
Nhöõng nguyeân lieäu khaùc
Ngöôøi ta söû duïng caùc acid höõu cô (acid citric, acid tatric) ñeå taïo ñoä chua thích hôïp cho kem vaø öùc cheá söï phaùt trieån cuûa moät soá vi sinh vaät coù trong saûn phaåm
Quy trình coâng ngheä saûn xuaát kem
Sô ñoà quy trình coâng ngheä saûn xuaát kem
Thuyeát minh quy trình saûn xuaát
Chuaån bò nguyeân lieäu
Caùc nguyeân lieäu ñöôïc ñònh löôïng theo ñuùng coâng thöùc phoái troän cho moãi loaïi kem. Caùc chaát beùo nhö cream, bô, daàu thöïc vaät…phaûi ñöôïc gia nhieät leân 35-50oC
Phoái troän
Caùc nguyeân lieäu seõ ñöôïc laàn löôït cho vaøo thieát bò khuaáy troän theo moät traät töï nhaát ñònh. Muïc ñích laø laøm cho hoãn hôïp nguyeân lieäu trôû neân ñoàng nhaát. Nhieät ñoä ôû 50-65oC
Ñoàng hoùa
Do hoãn hôïp nguyeân lieäu coù chöùa chaát beùo vôùi haøm löôïng cao, quaù trình ñoàng hoùa seõ laøm giaûm kích thöôùc caùc haït beùo vaø phaân boá ñeàu chuùng trong hoãn hôïp. Aùp löïc ôû giai ñoaïn ñaàu thöôøng choïn 200bar. Hoãn hôïp ñöôïc gia nhieät leân 65-75oC tröôùc khi vaøo thieát bò ñoàng hoùa.
Thanh truøng
Quaù trình thanh truøng nhaèm tieâu dieät hoaëc öùc cheá heä vi sinh vaät vaø enzym trong nguyeân lieäu. Nhieät ñoä 83-85oC trong thôøi gian 15 giaây.
Trong thöïc teá saûn xuaát, quaù trình ñoàng vaø thanh truøng ñöôïc tieán haønh xen keõ nhau. Ñaàu tieân hoãn hôïp nguyeân lieäu ñöôïc ñöa vaøo thieát bò trao ñoåi nhieät ñeå hieäu chænh nhieät ñoä, sau ñoù ñöôïc daãn vaøo thieát bò ñoàng hoùa. Tieáp theo, hoãn hôïp nguyeân lieäu ñöôïc quay trôû veà thieát bò trao ñoåi nhieät ñeå thanh truøng vaø laøm nguoäi.
Uû chín
Caùc bieán ñoåi quan troïng dieãn ra trong quaù trình uû chín bao goàm:
Caùc chaát oån ñònh protein seõ ñöôïc hydrate hoùa hoaøn toaøn
Moät phaàn chaát beùo seõ keát tinh
Moät soá phaân töû protein seõ haáp thuï leân beà maët tieáp xuùc giöõa caùc haït beùo vaø pha lieân tuïc trong hoãn hôïp.
Keát quaû laø kem thu ñöôïc sau quaù trình laïnh ñoâng seõ coù caáu truùc mòn vaø ñoàng nhaát.
Nhieät ñoä töø 2-4oC. thôøi gian töø 4-24 giôø. Hoãn hôïp nguyeân lieäu phaûi ñöôïc laøm laïnh veà 2-4oC tröôùc khi ñöa vaøo thieát bò uû chín.
Laïnh ñoâng sô boä
Quaù trình laïnh ñoâng sô boä coù 2 muïc ñích quan troïng sau ñaây:
Thoåi moät löôïng khoâng khí vaøo hoãn hôïp nguyeân lieäu ñeå laøm taêng theå tích cuûa chuùng.
Laïnh ñoâng moät phaàn nöôùc trong hoãn hôïp taïo caùc tinh theå ñaù vôùi kích thöôùc thaät nhoû vaø ñoàng nhaát, ñoàng thôøi phaân boá ñeàu caùc tinh theå ñaù naøy trong hoãn hôïp.
Sau quaù trình laïnh ñoâng sô boä ta thu ñöôïc kem baùn thaønh phaåm vôùi caáu truùc raát meàm vaø xoáp. Tieáp theo, tuøy thuoäc vaøo daïng saûn phaåm maø quaù trình taïo hình seõ ñöôïc thöïc hieän theo nhöõng phöông phaùp khaùc nhau.
Saûn xuaát kem que
Kem baùn thaønh phaåm vôùi nhieät ñoä töø -2oC ñeán -4oC ñöôïc ñem ñi ñoå khuoân. Trong giai ñoaïn naøy, caùc que kem seõ ñöôïc cho vaøo khuoân. Kem coù theå ñöôïc ñem nhuùng trong dung dòch chocolate (40oC), roài ñöa vaøo thieát bò bao goùi. Kem que bao goùi ñöôïc xeáp vaøo thuøng carton roài ñem baûo quaûn, nhieät ñoä -28oC.
Caùc khuoân sau khi ñöôïc thaùo kem seõ ñöôïc veä sinh laàn löôït baèng chaát taåy röõa coâng nghieäp, nöôùc noùng vaø nöôùc laïnh roài theo baêng taûi quay veà vò trí goùt kem baùn thaønh phaåm ñeå chuaån bò cho moät chu trình môùi
Saûn xuaát kem hoäp
Kem baùn thaønh phaåm seõ ñöôïc moät thieát bò ñònh löôïng theo phöông phaùp theå tích cho vaøo hoäp chöùa. Tieáp theo caùc hoäp kem seõ ñöôïc ñoùng naép roài ñöa vaøo thieát bò laïnh ñoâng. Ngoaøi phöông phaùp laïnh ñoâng baèng caùch nhuùng caùc hoäp kem trong boàn chöùa taùc nhaân laïnh, ngöôøi ta coù theå thöïc thieän quaù trình trong phoøng laïnh ñoâng hoaëc söû duïng phöông phaùp laïnh ñoâng tieáp xuùc.
Kem thaønh phaåm
Kem thaønh ñöôïc baûo quaûn trong phoøng laïnh -30oC. saûn phaåm kem phaûi ñöôïc baûo quaûn trong ñieàu kieän ñuùng qui ñòmh ñeå traùnh nhöõng bieán ñoåi vaø hö hoûng veà maët chaát löôïng.
Taïi cô sôû saûn xuaát, nhieät ñoä baûo quaûn kem toát nhaát laø -30oC. Trong quaù trình vaän chuyeån saûn phaåm töø nhaø maùy ñeán ñaïi lyù baùn haøng hoaëc sieâu thò, ngöôøi ta caàn söû duïng caùc xe laïnh coù nhieät ñoä -25oC. Rieâng ngöôøi tieâu duøng neân tröõ kem trong tuû ñoâng coù nhieät ñoä khoâng lôùn hôn - 18oC. Ngöôøi ta ñaùnh giaù chaát löôïng kem thoâng qua caùc chæ tieâu caûm quan, vi sinh vaø hoùa lyù
Caùc nguoàn phaùt sinh nöôùc thaûi
Caùc nguoàn gaây oâ nhieãm goàm nöôùc thaûi saûn xuaát vaø nöôùc thaûi sinh hoaït troän laãn vaøo nhau.
Löu löôïng nöôùc thaûi: 500 m3/ngaøy ñeâm
Baûng I.1: Tính chaát vaø thaønh phaàn nöôùc thaûi
Noàng ñoä (mg/l)
PH
5,5 – 10,5
SS
450
BOD
1250
COD
1800
Daàu môõ
150
TKN
40
Toång P
8
Söï caàn thieát phaûi xöû lyù nöôùc thaûi
Nöôùc thaûi saûn xuaát kem oâ nhieãm höõu cô cao (BOD vaø COD cao). Haøm löôïng N vaø P trong nöôùc thaûi gaây neân hieän töôïng phuù döôõng hoùa nguoàn tieáp nhaän nöôùc thaûi, laøm thieáu oxy trong nöôùc, aûnh höôûng ñeán ñôøi soáng caùc thuûy sinh vaät, xaûy ra quaù trình phaân huûy kò khí caùc chaát höõu cô trong nöôùc, gaây muøi hoâi thoái.
Caùc chaát lô löõng trong nöôùc gaây ñoä ñuïc cho nguoàn nöôùc tieáp nhaän.
Caùc chaát beùo taïo lôùp vaùng treân maët nöôùc, gaây thieáu oxy trong nöôùc gaây muøi khoù chòu
Ngoaøi ra nöôùc thaûi coøn chöùa moät soá chaát taåy röõa töø quaù trình veä sinh nhaø, maùy moùc, thieát bò…
Vì vaäy caàn coù bieän phaùp kieãm soaùt oâ nhieãm nöôùc thaûi, trong ñoù xöû lyù nöôùc thaûi laø moät trong nhöõng yeâu caàu heát söùc caàn thieát
Yeâu caàu xöû lyù
Nöôùc thaûi sau khi xöû lyù phaûi ñaït tieâu chuaån loaïi B theo TCVN 5945 – 1995.
Baûng I.2: Yeâu caàu noàng ñoä caùc chaát sau khi xöû lyù
Noàng ñoä (mg/l)
PH
5,5 – 9
SS
100
BOD
50
COD
100
Daàu môõ
10
TKN
60
Toång P
6
Chöông 2: Toång quan caùc phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi
Ñeå xöû lyù nöôùc thaûi thöôøng öùng duïng caùc phöông phaùp xöû lyù nhö sau: xöû lyù cô hoïc, hoùa hoïc, hoùa – lyù vaø sinh hoïc. Neáu vieäc xaû nöôùc thaûi vaøo nguoàn nöôùc vôùi yeâu caàu xöû lyù cao thì tieán haønh böôùc xöû lyù boå sung sau khi ñaõ xöû lyù sinh hoïc.
Trong quaù trình xöû nöôùc thaûi ôû caùc coâng xöû lyù khaùc nhau coù taïo ra moät löôïng lôùn caùc loaïi caën: raùc ôû song chaén raùc, caùt ôû beå laéng caùt, caën töôi ôû beå laéng ñôït 1, buøn hoaït tính dö (hoaëc maøng sinh vaät) ôû beå laéng ñôït 2, caën ôû beå tieáp xuùc… caën caàn xöû lyù hôïp lyù ñeå khoâng gaây aûnh höôûng xaáu ñeán moâi tröôøng.
Xöû lyù nöôùc thaûi baèng caùc phöông phaùp cô hoïc
Xöû lyù cô hoïc laø nhaèm loaïi boû caùc taïp chaát khoâng hoøa tan chöùa trong nöôùc thaûi. Xöû lyù cô hoïa nhaèm naâng cao chaát löôïng vaø hieäu quaû cuûa caùc böôùc xöû lyù tieáp theo. Caùc coâng trình xöû lyù: song chaén raùc, beå laéng caùt, beå laéng, beå loïc caùc loaïi.
Song chaén raùc, löôùi chaén raùc laøm nhieäm vuï giöõ laïi caùc chaát baån kích thöôùc lôùn coù nguoàn goác höõu cô.
Beå laéng caùt nhaèm loaïi boû caùc taïp chaát voâ cô, chuû yeáu laø caùt coù trong nöôùc thaûi.
Beå laéng laøm nhieäm vuï giöõ laïi caùc taïp chaát laéng vaø caùc taïp chaát noåi chöùa trong nöôùc thaûi. Ñeå xöû lyù nöôùc thaûi cuûa moät vaøi daïng coâng nghieäp, söû duïng moät soá coâng trình ñaëc bieät nhö: beå vôùt môõ, beå vôùt daàu,… Khi caàn xöû lyù nöôùc thaûi ôû möùc ñoä cao (xöû lyù boå sung) coù theå öùng duïng caùc beå loïc, loïc caùt…
Giai ñoaïn xöû lyù cô hoïc nöôùc thaûi coâng nghieäp, thoâng thöôøng coù beå ñieàu hoøa ñeå ñieàu hoøa löu löôïng vaø noàng ñoä baån cuûa nöôùc thaûi.
Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp hoùa hoïc vaø hoùa – lyù
Phöông phaùp naøy ñöôïc öùng duïng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp. Caùc phöông phaùp xöû lyù hoùa hoïc vaø hoùa – lyù bao goàm: trung hoøa – keát tuûa caën, oxy hoùa khöû, keo tuï baèng pheøn nhoâm, pheøn saét, tuyeån noåi vaø haáp phuï…
Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc
Cô sôû cuûa phöông sinh hoïc nöôùc thaûi laø döïa vaøo khaû naêng oxy hoùa caùc lieân keát höõu cô daïng hoøa tan vaø khoâng hoøa tan cuûa vi sinh vaät -chuùng söû duïng caùc lieân keát ñoù nhö laø nguoàn thöùc aên
Caùc coâng trình xöû lyù sinh hoïc trong ñieàu kieän töï nhieân goàm coù: Hoà sinh vaät; heä thoáng xöû lyù baèng thöïc vaät nöôùc (luïc bình, lau, rong taûo…); caùnh ñoàng töôùi; caùnh ñoàng loïc; ñaát ngaäp nöôùc.
Caùc coâng trình xöû lyù sinh hoïc trong ñieàu kieän nhaân taïo goàm coù: Beå loïc sinh hoïc caùc loaïi; quaù trình buøn hoaït tính (aerotank); loïc sinh hoïc tieáp xuùc daïng troáng quay (RBC); hoà sinh hoïc thoåi khí; möông oxy hoùa,…
Xöû lyù nöôùc thaûi möùc ñoä cao (xöû lyù boå sung)
Xöû lyù nöôùc thaûi ôû möùc ñoä cao ñöôïc öùng duïng trong caùc tröôøng hôïp yeâu caàu giaûm thaáp noàng ñoä baån (theo chaát lô löõng, BOD, COD, nitô, photpho, vaø caùc chaát khaùc…) sau khi ñaõ xöû lyù sinh hoïc, tröôùc khi xaû vaøo nguoàn nöôùc. Nöôùc thaûi sau khi xöû lyù ôû möùc ñoä cao coù theå öùng duïng laïi trong caùc quaù trình coâng ngheä cuûa nhaø maùy vaø do ñoù giaûm ñöôïc löôïng nöôùc thaûi xaû vaøo nguoàn nöôùc, giaûm nhu caàu söû duïng nöôùc cho saûn xuaát
Caùc phöông phaùp xöû lyù goàm coù: Loïc, tuyeån noåi, keo tuï, haáp phuï baèng than hoaït tính, phöông phaùp sinh hoïc (quaù trình nitrat hoùa vaø khöû nitrat), trao ñoåi ion, phöông phaùp hoùa hoïc (duøng voâi, sunfat nhoâm, sufat saét).
Khöû truøng baèng nöôùc thaûi
Khöû truøng nöôùc thaûi laø giai ñoaïn cuoái cuøng cuûa coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi nhaèm loaïi boû vi truøng vaø virus gaây beänh tröôùc khi xaû vaøo nguoàn nöôùc.
Ñeå khöû truøng coù theå duøng clo vaø caùc hôïp chaát chöùa clo, coù theå tieán haønh khöû truøng baèng ozoân, tia hoàng ngoaïi, ion baïc,…nhöng caàn phaûi caân nhaéc kyõ veà maët kinh teá.
Xöû lyù caën cuûa nöôùc thaûi
Nhieäm vuï cuûa xöû lyù caën laø: Laøm giaûm theå tích vaø ñoä aåm cuûa caën; oån ñònh caën; khöû truøng vaø söû duïng laïi caën cho caùc muïc ñích khaùc nhau
Taát caû caùc loaïi caën coù theå coù ôû caùc coâng trình xöû lyù gaàn nhö ñöôïc daãn ñeán beå meâtan. Caën ra khoûi beå meâtan coù ñoä aåm 96% ñeán 97%. Ñeå giaûm theå tích caën vaø laøm raùo nöôùc coù theå öùng duïng caùc coâng trình xöû lyù trong ñieàu kieän töï nhieân nhö: saân phôi buøn, hoà chöùa buøn, hoaëc trong ñieàu kieän nhaân taïo: thieát bò loïc chaân khoâng, thieát bò loïc eùp, thieát bò ly taâm caën…. Ñoä aåm cuûa caën sau xöû lyù ñaït 55% ñeán 75%.
Ñeå tieáp tuïc laøm giaûm theå tích caën coù theå thöïc hieän saáy baèng nhieät vôùi nhieàu daïng thieát bò khaùc nhau: thieát bò saáy daïng khí neùn, baêng taûi…. Sau khi saáy, ñoä aåm coøn 25% ñeán 30% vaø caën ôû daïng haït deã daøng vaän chuyeån.
Ñoái vôùi caùc traïm xöû lyù nöôùc thaûi coâng suaát nhoû, vieäc xöû lyù caën coù theå tieán haønh ñôn giaûn hôn: neùn vaø sau ñoù laøm raùo nöôùc ôû saân phôi caën treân neàn caùt
Chöông 3: Löïa choïn quaù trình coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi
Cô sôû löïa choïn caùc phöông aùn xöû lyù
Cô sôû löïa choïn beå tuyeån noåi:
Trong nöôùc thaûi ngaønh saûn xuaát kem, caùc haït caën lô löõng vaø caùc haït chaát loûng (daàu, môõ) coù haøm löôïng cao. Neáu khoâng ñöôïc xöû lyù, ngoaøi aûnh höôûng ñeán nguoàn tieáp nhaän, thì löôïng daàu môõ trong nöôùc thaûi seõ gaây öùc cheá caùc quaù trình hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät, laøm giaûm hieäu quaû quaù trình xöû lyù ôû beå sinh hoïc
Thieát bò tuyeån noåi duøng ñeå taùch caën hoaëc daàu môõ ra khoûi nöôùc. Ñaëc ñieãm nöôùc thaûi saûn xuaát kem coù nhieàu caën nheï (höõu cô) khoù laéng; vaø öu ñieåm cuûa phöông phaùp tuyeån noåi so vôùi phöông phaùp laéng laø coù theå khöû ñöôïc hoaøn toaøn caùc haït nheï, laéng chaäm ñoàng thôøi giaûm thôøi gian laéng vaø dung tích beå
Theo keát quaû thöïc nghieäm cho moâ hình tuyeån noåi khoâng tuaàn hoaøn (theo taøi lieäu XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI ÑOÂ THÒ VAØ COÂNG NGHIEÄP – TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ COÂNG TRÌNH – LAÂM MINH TRIEÁT, NGUYEÃN THANH HUØNG, NGUYEÃN PHÖÔÙC DAÂN) thì:
Hieäu quaû khöû caën lô löõng laø 90%
Khöû daàu môõ laø 85%
Haøm löôïng COD qua löôùi chaén raùc vaø beå tuyeån noåi giaûm 50% vaø BOD giaûm 36%
Vì vaäy ñeå heä thoáng hoaït ñoäng coù hieäu quaû caàn thieát phaûi thieát keá beå tuyeån noåi ñoàng thôøi giaûm taûi troïng cho caùc coâng trình xöû lyù sau
Cô sôû löïa choïn xöû lyù kî khí UASB
Ñaëc ñieåm cuûa nöôùc thaûi saûn xuaát kem coù noàng ñoä chaát höõu cô deã phaân huûy raát cao
Nguyeân lyù cuûa phöông phaùp xöû lyù kî khí
Quaù trình phaân huûy kî khí laø quaù trình phaân huûy sinh hoïc caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi trong ñieàu kieän khoâng coù oxy ñeå taïo saûn phaåm cuoái cuøng laø khí CH4 vaø CO2 (tröôøng hôïp nöôùc thaûi khoâng chöùa NO3- vaø SO42-)
So saùnh giöõa UASB vaø caùc coâng ngheä xöû lyù kî khí khaùc
Trong phöông phaùp xöû lyù kî khí coù caùc coâng ngheä nhö: hoà sinh hoïa kî khí, loïc sinh hoïc kî khí, beå vôùi lôùp vaät lieäu tröông nôû, beå vôùi lôùp buøn lô löõng doøng höôùng leân UASB… ñeàu ñaït hieäu quaû khaù cao. Moãi thieát bò coù nhöõng öu nhöôïc ñieåm rieâng cuûa noù.
Baûng III.1: So saùnh giöõa caùc phöông phaùp xöû lyù kî khí
Quaù trình
Thuaän lôïi
Baát lôïi
Hoà kî khí
- Reû
- Haàu nhö khoâng ñoøi hoûi quaûn lyù thöôøng xuyeân, baûo trì, vaän haønh ñôn giaûn
- Caàn coù moät dieän tích raát lôùn .
- Gaây muøi thoái raát khoù chòu.
- Khoâng thu hoài ñöôïc khí sinh hoïc sinh ra .
Phaân huûy kî khí xaùo troän hoaøn toaøn
- Thích hôïp nöôùc thaûi coù haøm löôïng SS cao.
- Ñaûm baûo tính chaát nöôùc thaûi (vaät chaát, PH, nhieät ñoä) ñoàng ñeàu trong thieát bò.
-Taûi troïng thaáp .
-Theå tích thieát bò lôùn ñeå ñaït SRT caàn thieát .
-Söï xaùo troän trôû neân khoù khi haøm löôïng SS quaù lôùn .
Tieáp xuùc kî khí
Thích hôïp vôùi nöôùc thaûi coù haøm löôïng SS töø trung bình ñeán cao.
-Taûi troïng trung bình .
-Vaän haønh töông ñoái phöùc taïp
Loïc kî khí
- Vaän haønh töông ñoái ñôn giaûn.
- Phuø hôïp cho caùc loaïi nöôùc thaûi coù haøm löôïng COD töø thaáp ñeán cao .
-Khoâng phuø hôïp vôùi loaïi nöôùc thaûi coù haøm löôïng SS cao .
-Deã bò bít kín .
UASB
- Voán ñaàu tö vaø chi phí vaän haønh thaáp.
- Thieát bò ñôn giaûn, chieám ít dieän tích.
- Phuø hôïp cho caùc loaïi nöôùc thaûi coù haøm löôïng COD töø thaáp ñeán cao .
- Coù theå ñaït ñöôïc taûi troïng raát cao .
-Khoâng phuø hôïp vôùi loaïi nöôùc thaûi coù haøm löông SS cao .
Nhöõng naêm gaàn ñaây UASB ñöôïc öùng duïng roäng raõi hôn caùc coâng ngheä khaùc do nguyeân lyù quaù trình ñöôïc xem laø thuaän tieän vaø ñôn giaûn nhaát. Maët khaùc UASB ñöôïc quan taâm hôn caû laø vì ñoái vôùi nöôùc thaûi khoai mì:
UASB coù khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi höõu cô vôùi taûi troïng cao, nhöng ít toán naêng löôïng. Hieäu quaû xöû lyù cao töø 60 – 90 % theo COD.
Thieát bò ñôn giaûn, chieám ít dieän tích.
Löôïng buøn sinh ra ít.
Coù khaû naêng giöõ buøn laâu daøi vaø ít thay ñoåi hoaït tính khi khoâng hoaït ñoäng.
Haøm löôïng caën lô löõng thaáp sau khi qua beå tuyeån noåi, neân khoâng aûnh höôûng ñeán UASB.
Cô sôû löïa choïn xöû lyù hieáu khí aerotank
Sau khi xöû lyù kî khí, nöôùc thaûi ñöôïc tieáp tuïc xöû lyù sinh hoïc hieáu khí (noàng ñoä BOD/COD = 0,87). Trong xöû lyù hieáu khí coù nhieàu coâng trình khaùc nhau. Choïn quaù trình xöû lyù suïc khí trong beå Aerotank hoaëc quaù trình xöû lyù hieáu khí trong beå Biophin
So saùnh veà maët kyõ thuaät beå Aerotank vaø beå Biophin
Beå Aerotank (phöông aùn 1)
Beå Biophin (phöông aùn 2)
- Söû duïng phöông phaùp xöû lyù baèng vi sinh
- Quaûn lyù ñôn giaûn
- Deå khoáng cheá caùc thoâng soá vaän haønh
- Caàn coù thôøi gian nuoâi caáy vi sinh vaät
- Caáu taïo ñôn giaûn hôn
- Khoâng toán vaät lieäu loïc
- Caàn phaûi caáp khoâng khí thöôøng xuyeân cho vi sinh vaät hoaït ñoäng
- Phaûi hoaøn löu buøn ngöôïc laïi beå Aerotank
- Khoâng gaây aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng
- Hieäu quaû xöû lyù COD, BOD , SS toát hôn beå Biophin
- Söû duïng phöông phaùp xöû lyù baèng vi sinh
- Quaûn lyù ñôn giaûn
- Khoù khoáng cheá caùc thoâng soá vaän haønh
- Caàn coù thôøi gian nuoâi caáy vi sinh vaät, hình thaønh maøng vi sinh vaät
- Caáu taïo phöùc taïp hôn
- Toán vaät lieäu loïc
- Aùp duïng phöông phaùp thoaùng gioù töï nhieân, khoâng caàn coù heä thoáng caáp khoâng khí
- Khoâng caàn hoaøn löu buøn ngöôïc laïi beå Biophin
- Ñoái vôùi vuøng khí haäu noùng aåm, veà muøa heø nhieàu loaïi aáu truøng nhoû coù theå xaâm nhaäp vaø phaù hoaïi trong beå. Ruoài, muoãi sinh soâi gaây aûnh höôûng ñeán coâng trình vaø moâi tröôøng soáng xung quanh.
- Hieäu quaû xöû lyù COD, BOD , SS khoâng baèng beå Aerotank
Moät caùch toång quaùt, thì caû hai phöông aùn treân ñeàu laø nhöõng moâ hình xöû lyù nöôùc thaûi ñang ñöôïc aùp duïng roäng raõi taïi Vieät Nam. Hai phöông aùn ñeàu coù theå quaûn lyù vaø vaän haønh deã daøng trong ñieàu kieän cuûa nöôùc ta. Ñoái vôùi daây chuyeàn xöû lyù nöôùc thaûi söû duïng beå Aerotank thì ta chuù yù ñeán lieàu löôïng buøn, löu löôïng khí ….Coøn ñoái vôùi daây chuyeàn xöû lyù nöôùc thaûi söû duïng beå Biophin thì ta chuù yù ñeán khaû naêng xöû lyù cuûa lôùp vaät lieäu loïc, veâ sinh vaø thay theá lôùp vaät lieäu loïc.
So saùnh veà dieän tích xaây döïng: dieän tích xaây döïng beå Aerotank töông ñoái nhoû hôn dieän tích xaây döïng beå Biophin. Thi coâng deã.
Ñieàu kieän quaûn lyù, vaän haønh vaø söûa chöõa beå Aerotank deã hôn beå loïc sinh hoïc
Phöông aùn 1 deã daøng naâng coâng suaát cuûa traïm xöû lyù nöôùc thaûi khi caàn thieát
Nhö vaäy: Sau khi phaân tích vaø so saùnh, thì ta choïn phöông aùn 1
Quy trình xöû lyù nöôùc thaûi
Phöông aùn 1:
Hình III.1: Qui trình xöû lyù nöôùc thaûi 1
Phöông aùn 2
Hình III.2: Qui trình xöû lyù nöôùc thaûi 2
Thuyeát minh qui trình coâng ngheä 1 vaø giôùi thieäu caùc coâng trình xöû lyù
Toaøn boä nöôùc thaûi töø caùc coâng ñoaïn saûn xuaát, khu sinh hoaït cuûa coâng nhaân, nhaø veä sinh seõ ñöôïc taäp trung ñeán traïm xöû lyù.
Nöôùc thaûi qua song chaén raùc ñeå loaïi boû caùc taïp chaát thoâ coù kích thöôùc to nhö bao nilong, giaáy, vaûi vuïn…vaøo ngaên tieáp nhaän. Caùc taïp chaát naøy coù theå gaây ra söï coá trong quaù rình vaän haønh heä thoáng nhö laøm hö hoûng bôm taéc ngheõn ñöôøng oáng möông daãn. Coâng nhaân thöôøng xuyeân laáy raùc baèng keïp gaép hay caøo tay.
Töø ngaên tieáp nhaän nöôùc thaûi ñöôïc bôm vaøo beå tuyeån noåi khí hoøa tan.
Taïi beå tuyeån noåi caën nheï khoù laéng,daàu, môõ ñöôïc taùch ra khoûi nöôùc. Quaù trình taùch caën, daàu, môõ xaûy ra khi hoøa tan vaøo nöôùc nhöõng boït khí nhoû, caùc boït naøy baùm vaøo caùc haït caën laøm cho tyû troïng cuûa toå hôïp caën khí giaûm, vaø löïc ñaåy noåi ñuû lôùn ñaåy hoãn hôïp caën, khí noåi leân maët nöôùc vaø ñöôïc gaït ra ngoaøi.
Quaù trình tuyeån noåi phuï thuoäc raát nhieàu vaøo loaïi haït beà maët lô löõng, vì vaäy thí nghieäm qui moâ phoøng thí nhieäm vaø qui moâ vöøa (pilot scale) caàn ñöôïc xaây döïng ñeå tìm caùc thoâng soá thieát keá hôïp lyù. Yeáu toá caàn quan taâm trong thieát keá coâng trình tuyeån noãi bao goàm: haøm löôïng chaát lô löõng, löôïng khí söû duïng, vaän toác noåi cuûa haït vaø taûi troïng chaát raén.
Trong tuyeån noåi khí hoøa tan, khoâng khí hoøa tan trong nöôùc thaûi ôû aùp suaát vaøi atmosphere (275 – 350 kPa), sau ñoù aùp suaát giaûm xuoáng aùp suaát khí quyeån, khí hoøa tan taùch ra khoûi nöôùc thaønh nhöõng boït khí mòn. Hieäu quaû cuûa quaù trình tuyeån noåi naøy phuï thuoäc vaøo tæ soá theå tích khí treân khoái löôïng chaát raén (A/S). Tæ soá naøy phuï thuoäc nhieàu vaøo loaïi chaát lô löõng, vaø phaûi ñöôïc xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm.
Nöôùc thaûi töø beå tuyeån noåi chaûy sang beå ñieàu hoøa
Löu löôïng vaø chaát löôïng nöôùc thaûi thöôøng xuyeân dao ñoäng theo caùc giôø trong ngaøy. Khi heä soá khoâng ñieàu hoøa K ( 1,4 thì xaây döïng beå ñieàu hoøa ñeå caùc coâng trình xöû lyù laøm vieäc vôùi löu löôïng ñeàu trong ngaøy seõ kinh teá hôn. Coù 2 loaïi beå ñieàu hoøa:
+ Beå ñieàu hoøa löu löôïng vaø chaát löôïng naèm tröïc tieáp treân ñöôøng chuyeån ñoäng cuûa doøng chaûy.
+ Beå ñieàu hoøa löu löôïng laø chuû yeáu, coù theå naèm tröïc tieáp treân ñöôøng vaän chuyeån cuûa doøng chaûy hoaëc naèm ngoaøi ñöôøng ñi cuûa doøng chaûy.
Tuøy theo ñieàu kieän ñaát ñai vaø chaát löôïng nöôùc thaûi, khi maïng coáng thu gom laø maïng coáng chung thì ta thöôøng aùp duïng beå ñieàu hoøa löu löôïng ñeå tích tröõ ñöôïc löôïng nöôùc sau côn möa. Ôû caùc maïng thu gom laø heä thoáng coáng rieâng vaø ôû nhöõng nôi coù chaát löôïng nöôùc thay ñoåi nhieàu, ta thöôøng aùp duïng beå ñieàu hoøa caû löu löôïng vaø chaát löôïng. Beå ñieàu hoøa thöôøng ñaët tröôùc beå laéng ñôït I.
Ñeå ñaûm baûo chöùc naêng ñieàu hoøa löu löôïng vaø chaát löôïng nöôùc thaûi, ta caàn boá trí trong beå heä thoáng thieát bò khuaáy troän ñeå ñieàu hoøa noàng ñoä caùc chaát baån cho toaøn boä theå tích nöôùc thaûi coù trong beå, ngaên ngöøa caën laéng, pha loaõng noàng ñoä caùc chaát ñoäc haïi neáu coù, taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho caùc coâng trình xöû lyù sinh hoïc keá tieáp. Trong beå cuõng coù theå boá trí theâm caùc thieát bò thu gom vaø xaû boït, vaùng noåi.
Khi coù yeâu caàu veà ñieàu chænh ñoä PH cuûa nöôùc thaûi, ta coù theå boá trí theâm moät khoang trung hoøa ôû trong beå ñieàu hoøa hoaëc xaây thaønh moät beå trung hoøa rieâng naèm ngay phía sau beå ñieàu hoøa
Beå UASB
Nhôø vaøo söï hoaït doäng phaân huûy cuûa caùc vi sinh vaät kò khí bieán ñoåi chaát höõu cô thaønh caùc daïng khí sinh hoïc. Chính caùc chaát höõu cô toàn taïi trong nöôùc thaûi laø caùc chaát dinh döôõng cho caùc vi sinh vaät.
Söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät trong beå thöôøng qua 3 giai ñoaïn:
Giai ñoaïn 1: Nhoùm vi sinh vaät töï nhieân coù trong nöôùc thaûi thuûy phaân caùc hôïp chaát höõu cô phöùc taïp thaønh caùc chaát höõu cô ñôn giaûn coù troïng löôïng nheï nhö Monosacarit, amino axit ñeå taïo ra nguoàn thöùc aên vaø naêng löôïng cho vi sinh hoaït ñoäng.
Giai ñoaïn 2 : Nhoùm vi khuaån taïo men axít bieán ñoåi caùc hôïp chaát höõu cô ñôn giaûn thaønh caùc axít höõu cô thöôøng laø axít acetic, nhoùm vi khuaån yeám khí taïo axít laø nhoùm vi khuaån axit focmo.
Giai ñoaïn 3: Nhoùm vi khuaån taïo meâtan chuyeån hoùa hydro vaø axit acetic thaønh khí meâtan vaø cacbonic. Nhoùm vi khuaån naøy goïi laø Meâtan Focmo. Vai troø quan troïng cuûa nhoùm vi khuaån meâtanfocmo laø tieâu thuï hydro vaø axit acetic, chuùng taêng tröôûng raátchaäm vaø quaù trình xöû lyù yeám khí chaát thaûi ñöôïc thöïc hieän khi khí meâtan vaø cacbonic thoaùt ra khoûi hoãn hôïp.
Hieäu quaû xöû lyù phuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá moâi tröôøng nhö nhieät ñoä, ñoä pH… Caùc yeáu toá sinh vaät nhö : soá löôïng vaø khaû naêng hoaït ñoäng phaân huûy cuûa quaàn theå vi sinh vaät coù trong beå. Hieäu quaû xöû lyù theo COD töø 60 ÷ 80 %.
Beå Aerotank
Taïi beå AEROTANK ,caùc chaát höõu cô coøn laïi seõ ñöôïc tieáp tuïc phaân huûy bôûi caùc vi sinh vaät hieáu khí .Trong ñieàu kieän hieáu khí ,phaûn öùng oxi hoùa coù theå bieåu dieãn nhö sau :
CXHYOZN + (x + - - )O2 x CO2 + .H2O +NO3 + (H
CXHYOZN + O2 + NH3 C5H7NO2+ H2O + CO2 + (H
C5H7NO2 + 5O2 NH3+2 H2O + CO2 + (H
NH3 + O2 HNO2 + O2 HNO3
CXHYOZN ñaët tröng cho chaát thaûi höõu cô , C5H7NO2 laø coâng thöùc caáu taïo cuûa teá baøo vi sinh.Caùc vi sinh vaät tham gia phaân huûy toàn taïi döôùi dang buøn hoaït tính.
Neáu quaù trình oxi hoùa keùo daøi thì sau khi söû duïng heat nhöõng chaát höõu cô saün coù laø quaù trình oxi hoùa caùc teá baøo vi sinh.
Quaù trình oxi hoùa trong beå AEROTANK xaûy ra qua 3 giai ñoaïn :
Giai ñoaïn 1: Toác ñoä oxy hoùa xaùc ñònh baèng toác ñoä tieâu thuï oxi .
Giai ñoaïn 2 : Buøn hoïat tính khoâi phuïc khaû naêng oxi hoùa ,ñoàng thôøi oxi hoùa nhöõng chaát höõu cô coøn laïi .ÔÛ giai ñoaïn naøy , toác ñoä oxy hoùa cuõng xaùc ñònh baèng toác ñoä tieâu thuï oxi nhöng nhoû hôn giai ñoaïn 1 ( toác ñoä oxy hoùa giai ñoaïn 2 baèng 1/3 toác ñoä oxy hoùa giai ñoaïn 1 ).
Giai ñoaïn 3 : giai ñoaïn nitroâ hoùa caùc amon .Xaûy ra sau moät thôøi gian daøi , toác ñoä oxy hoùa caàm chöøng.
Buøn hoaït tính laø loaïi buøn xoáp coù chöùa nhieàu vi sinh vaät coù khaû naêng oxy hoùa vaø khoaùng hoùa caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi .Ñeå giöõ cho buøn hoaït tính ôû traïng thaùi lô löûng vaø ñaûm baûo cho oxi duøng cho caùc quaù trình oxi hoùa caùc chaát höõu cô thì phaûi luoân luoân duy trì vieäc cung caáp khí .Soá löôïng quaàn theå vi sinh vaät trong buøn hoaït tính phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá nhö thaønh phaàn chaát thaûi ,haøm löôïng caùc chaát thaûi,löôïng oxy hoøa tan,cheá ñoä thuûy ñoäng hoïc cuûa beå.Soá löôïng vi khuaån trong buøn hoaït tíhh dao ñoäng trong khoaûng 108 : 10 12 khuaån laïc/mg MLSS .Phaàn lôùn ,chuùng thuoäc caùc chuûng sau :Pseudomonas ,Achromobacteria ,Alkligches ,Bacillus ,Micrococcus ,Flavobacrerium.Trong buøn hoaït tính luoân coù maët cuûa caùc vi khuaån nitrit :Nitrosomonas vaø nitrobacter . Vi khuaån nitrat Sphacrotilus vaø cladothric.
Hieäu quaû xöû lyù cuûa beå toác ñoä AEROTANK ñaït töø 75% : 95% vaø phuï thuoäc caùc yeáu toá nhö nhieät ñoä ,pH ,noàng ñoä oxy ,löôïng buøn… nöôùc theå sau khi qua beå AEROTANK caùc chaát höõu cô deã phaân huûy sinh hoïc bò loaïi hoaøn toaøn .
Beå laéng ly taâm
Sau khi qua beå Aerotank, haàu heát caùc chaát höõu cô hoøa tan trong nöôùc thaûi bò loaïi hoaøn toaøn. Tuy nhieân, noàng ñoä buøn hoaït tính coù trong nöôùc thaûi laø raát lôùn, do vaäy buøn hoaït tính vaø caùc chaát raén lô löûng seõ ñöôïc taùch ôû beå laéng ñôït II.
Beå chöùa buøn
Buøn töø ñaùy beå laéng li taâm ñöôïc ñöa vaøo hoá thu buøn coù hai ngaên, moät phaàn buøn trong beå seõ ñöôïc bôm tuaàn hoaøn laïi beå Aerotank nhaèm duy trì noàng ñoä buøn hoaït tính trong beå, phaàn buøn dö ñöôïc ñöa vaøo maùy eùp buøn baêng taûi.
Beå neùn buøn
Taïi ñaây buøn dö töø beå thu buøn ñöôïc neùn baèng troïng löïc nhaèm ñeå giaûm theå tích buøn. Buøn hoaït tính ôû beå laéng II coù ñoä aåm cao 99 ÷99.3%, vì vaäy caàn thöïc hieän neùn buøn ôû beå neùn buøn ñeå giaûm ñoä aåm coøn khoaûng 95÷97%.
Beå thu nöôùc dö
Thu gom nuôùc xaû röùa töø maùy eùp buøn.
Maùy eùp buøn baêng taûi
Caën sau khi qua beå neùn buøn coù noàng ñoä töø 3 ÷ 8% caàn ñöa qua thieát bò laøm khoâ caën ñeå giaûm ñoä aåm xuoáng 70 ÷ 80% töùc laø taêng noàng ñoä caën khoâ töø 20 ÷ 30% vôùi muïc ñích:
Giaûm khoái löôïng vaän chuyeån ra baõi thaûi
Caën khoâ deã ñöa ñi choân laáp hay caûi taïo ñaát coù hieäu quaû cao hôn caën öôùt
Giaûm theå tích nöôùc coù theå ngaám vaøo nöôùc ngaàm ôû baõi choân laáp…
Chöông 4: Tính toaùn caùc coâng trình ñôn vò xöû lyù nöôùc thaûi
Beå tuyeån noåi khí hoøa tan
Khi vaøo beå tuyeån noåi nöôùc thaûi coù noàng ñoä caùc thaønh phaàn SS, COD, BOD, daàu môõ nhö sau:
Noàng ñoä (mg/l)
SS
450
BOD
1250
COD
1800
Daàu môõ
150
Thoâng soá thieát keá cho beå tuyeån noåi khí hoøa tan (moâ hình tuyeån noåi khoâng tuaàn hoaøn ) (theo taøi lieäu Xöû Lyù Nöôùc Thaûi Ñoâ Thò vaø Coâng Nghieäp – Tính Toaùn Thieát Keá Coâng Trình cuûa Laâm Minh Trieát, Nguyeãn Thanh Huøng, Nguyeãn Phöôùc Daân)
Tæ soá khí /chaát raén : A/S = 0,03 mg khí/mg chaát raén ñaït hieäu quaû toái öu
Nhieät ñoä trung bình laø 27oC
Ñoä hoøa tan khoâng khí sa = 16,4 mL/L
Tæ soá baõo hoøa f = 0,5
Ôû taûi troïng beà maët 48 m3/m2 ngaøy ñaït hieäu quaû khöû caën lô löõng 90% , khöû daàu ñaït 80%
Haøm löôïng COD qua löôùi chaén raùc vaø beå tuyeån noåi giaûm 50% vaø BOD5 giaûm 36%. Vì khi vaän haønh khoâng theå ñaït ñieàu kieän toái öu neân choïn hieäu quaû xöû lyù thaáp hôn, choïn haøm löôïng COD giaûm 45% vaø BOD5 giaûm 30%
- Aùp suaát yeâu caàu cho coät aùp löïc tính theo coâng thöùc sau
P = 3,27 atm = 320,5 kPa = 32,7 mH2O
Trong ñoù:
A/S: tæ soá khí /chaát raén, mL khí/mg chaát raén (cho pheùp 0,03 – 0,05)
f: phaàn khí hoøa tan ôû aùp suaát P, thoâng thöôøng f = 0,5
P: aùp suaát tuyeät ñoái khi nöôùc ñöôïc baõo hoøa khoâng khí, at (cho pheùp 170 – 475 kPa)
Sa: haøm löôïng buøn mg/L
- Theå tích coät aùp löïc
W = Qtbh . t = 20,83().2(phuùt).1/60(giôø/phuùt) = 0,694 m3
- Choïn chieàu cao aùp löïc H = 2 m (cho pheùp 1 – 3 m)
- Ñöôøng kính coät aùp löïc
= 0,67 m = 67 cm
- Choïn beå tuyeån noåi hình chöõ nhaät
Chieàu saâu phaàn tuyeån noåi hn = 1,8 m
Chieàu saâu phaàn laéng buøn hb = o,7 m
Chieàu cao baûo veä hbv = 0,3 m
Tæ soá daøi:roäng L:W ( 3:1
Tæ soá roäng:saâu W:H = 1:1 (cho pheùp 1:1 ñeán 2,25:1)
- Dieän tích beà maët beå tuyeån noåi
- Chieàu saâu toång coäng beå tuyeån noåi
H = hn + hb + hbv = 1,8 + 0,7 + 0,3 = 2,8 m
- Chieàu roäng beå tuyeån noåi
B = 1 . hn = 1 . 1,8 = 1,8 m
- Chieàu daøi beå
L = A/B = 10,42/1,8 = 5,8 m
-Kieåm tra tæ soá L:B = 5,8 : 1,8 = 3,2 :1 ( 3 : 1
Giaû söû chieàu daøi vuøng phaân phoái vaøo lvaøo = 0,8 m
Giaû söû vuøng thu nöôùc lthu = 0,8 m
- Chieàu daøi toång coäng
LTC = L + lvaøo + lthu = 5,8 + 0,8 + 0,8 = 7,4 m
- Theå tích vuøng tuyeån noåi
V = B . L . hn = 1,8 . 5,8 . 1,8 = 18,792 m3
- Thôøi gian löu nöôùc trong vuøng tuyeån noåi
T = V/Qtbh = 18,792/20,83 = 0,9 h = 1h
- Haøm löôïng COD sau tuyeån noåi
1875 (mg/L).(1 – 0,45) = 1032 mg/L
- Haøm löôïng BOD 5 sau tuyeån noåi
1250 mg/L. (1 – 0,30) = 875 mg/L
- Haøm löôïng SS sau tuyeån noåi
450 mg/L. (1 – 0,9) = 45 mg/L
- Haøm löôïng daàu môõ sau tuyeån noåi
150 mg/L. (1 – 0,85) = 22,5 mg/L
- Löôïng chaát lô löõng vaø daàu môõ thu ñöôïc moãi ngaøy
M = (459.0,9 + 150.0,85) (mg/L).500 (m3/ngaøy).10-3 (Kg/g)
M = 266 Kg SS/ngaøy
2. Beå ñieàu hoøa
- Giaû söû thôøi gian löu nöôùc caàn thieát ñeå ñieàu hoøa löu löôïng laø t = 6 giôø
- Löu löôïng giôø trung bình, Qhtb = 20,83 m3/h
- Theå tích höõu ích, V = Q.t = 20,83 x 6 = 125 m3
- Choïn chieàu saâu höõu ích, h’ = 4,0 m
Choïn chieàu cao baûo veä, hbv = 0,5 m
- Chieàu cao toång coäng H = h’ + hbv = 4,5 m
- Maët baèng hình chöõ nhaät
Daøi, B = 6 m
Roäng, L = V/D.H = 125/4,5 x 6,0 = 4,7 m
- Khuaáy troän beå ñieàu hoøa baèng heä thoáng thoåi khí
Löôïng khí neùn caàn cho khuaáy troän, Lk = Qhtb x a
Qhtb = 20,83 m3/h
a: löu löôïng khoâng khí caáp cho beå ñieàu hoøa,
a = 3,74 m3khí/m3nöôùc thaûi (theo taøi lieäu Xöû Lyù Nöôùc Thaûi Ñoâ Thò vaø Coâng Nghieäp – Tính Toaùn Thieát Keá Coâng Trình cuûa Laâm Minh Trieát, Nguyeãn Thanh Huøng, Nguyeãn Phöôùc Daân)
Lk = 20,83 x 3,74 = 78 m3/h
- Choïn heä thoáng caáp khí baèng nhöïa PVC coù ñuïc loã.
- Ñaët 4 oáng doïc theo beà roäng cuûa beå, caùc oáng caùch nhau 1,4m.
- Löu löôïng khí trong moãi oáng laø:
- Vaän toác khí trong oáng töø 10(15 m/s.
Choïn Voáng =10 m/s
- Ñöôøng kính oáng daãn khí:
Choïn oáng ( = 25 mm
- Ñöôøng kính caùc loå 2 – 5 mm
Choïn dloã = 3 mm
Vaän toác khí qua loã, choïn vloã =15 m/s (cho pheùp töø 5 – 20 m/s)
Löu löôïng khí qua 1 loã
m3/h
Soá loã treân 1 oáng
Soá loã treân 1m daøi oáng
loã/m = 11 loã/m
3. Beå UASB
Khi ñi qua caùc coâng trình xöû lyù tröôùc thì haøm löôïng COD giaûm töø 20 ÷ 40 %. Choïn hieäu quaû xöû lyù cuûa caùc coâng trình phía tröôùc laø 30 % thì haøm löôïng COD ñaàu vaøo cuûa beå UASB laø:
CODv = 4400 × (1 – 0,3 )=1032 (mgCOD/l)
Trong beå UASB ñeå duy trì söï oån ñònh cuûa quaù trình xöû lyù yeám khí phaûi duy trì ñöôïc tình traïng caân baèng thì giaù trò pH cuûa hoãn hôïp nöôùc thaûi töø 6,6 ÷ 7,6 (phaûi duy trì ñoä kieàm ñuû khoaûng 1000 ÷ 1500 mg/l ñeå ngaên caûn pH xuoáng döôùi möùc 6,2) vaø phaûi coù tæ leä chaát dinh döôõng Nitô, Photpho theo COD laø COD : N : P = 350 : 5 : 1.
Löôïng N, P caàn thieát phaûi cho vaøo nöôùc thaûi tröôùc khi vaøo beå UASB:
Tröôùc khi nöôùc thaûi vaøo beå UASB ta coù theå khoâng theâm vaøo caùc chaát dinh döôõng N, P treân ñöôøng oáng. Ñeå taïo ñieàu kieän toát cho hoaït ñoäng phaân huûy caùc hôïp chaát höõu cô thaønh khí meâtan giaù trò pH trong beå xöû lyù phaûi thích hôïp: 6,8 ÷ 7,5. Do ñoù tröôùc khi nöôùc thaûi vaøo beå UASB ta tieán haønh boå sung NaOH ñeå duy trì giaù trò pH = 7.
Yeâu caàu nöôùc thaûi tröôùc khi vaøo coâng trình xöû lyù yeám khí tieáp theo chæ tieâu COD caàn ñaït laø 350 mg/l.
a. Kích thöôùc beå
Hieäu suaát xöû lyù cuûa UASB:
Löôïng COD caàn khöû trong 1 ngaøy:
G= (1032 – 350) ×500 (m3) × 103 = 341 kg COD/ngaøy
Taûi troïng khöû COD:
Choïn L = 3 kg COD/m3.ngaøy
Theå tích xöû lyù yeám khí caàn thieát:
Toác ñoä nöôùc ñi leân trong beå: v = 0,6 ÷ 0,9 m/h ñeå ñaûm baûo buøn trong beå ñöôïc duy trì ôû traïng thaùi lô löûng.
Choïn v = 0,8 m/h .
Dieän tích beà maët beå:
Vaäy kích thöôùc tieát dieän beå: L × B = 7 m × 4 m
Chieàu cao phaàn xöû lyù yeám khí:
Choïn chieàu cao phaàn laéng H2 = 1,3 m (H2 > 1 m)
Choïn chieàu cao baûo veä H3 = 0,3 m
Chieàu cao toång theå cuûa beå Hbeå
Hbeå = H1 + H2 + H3 = 4,2 m + 1,3 m + 0,3 m = 5,8 m
Trong beå thieát keá 2 ngaên laéng. Nöôùc ñi vaøo ngaên laéng seõ ñöôïc taùch baèng caùc taám chaén khí.
Taám chaén khí ñaët nghieâng moät goùc (vôùi = 450 ÷ 600)
Choïn = 500
Goïi Hlaéng : chieàu cao toaøn boä ngaên laéng.
Kieåm tra:
(Thoûa yeâu caàu)
Thôøi gian löu nöôùc trong ngaên laéng (tlaéng 1 h)
(Thoûa yeâu caàu)
Thôøi gian löu nöôùc trong beå (HRT = 4 ÷ 12 h)
(Thoûa yeâu caàu)
b. Taám chaén khí vaø taám höôùng doøng
Khoaûng caùch giöõa 2 taám chaén khí laø b
Vaän toác nöôùc qua khe vaøo ngaên laéng (vqua khe = 9 ÷ 10 m/h) [1]
Choïn vqua khe = 9m/h Ta coù:
b= 0,145m=145 mm
Trong beå UASB, ta boá trí 4 taám höôùng doøng vaø 8 taám chaén khí, caùc taám naøy ñaët song song vôùi nhau vaø nghieâng so vôùi phöông ngang moät goùc 550
Taám chaén khí 1
Daøi = B = 4 m
Roäng =
Choïn roäng = 660 mm
Taám chaén khí 2
Ñoaïn xeáp mí cuûa 2 taám chaén khí laáy baèng 0,25 m.
Daøi = B = 4 m
Roäng = 0,25 m +
Vôùi h = 145×sin(900 – 500 ) = 93,2 mm
Roäng = b2 =
Choïn roäng = 2220 mm
Taám höôùng doøng: ñöôïc ñaët nghieâng so vôùi phöông ngang moät goùc vaø caùch taám chaén khí döôùi 145 mm.
Khoaûng caùch töø ñænh tam giaùc cuûa taám höôùng doøng ñeán taám chaén 1:
Ñoaïn nhoâ ra cuûa taám höôùng doøng naèm beân döôùi khe hôû töø 10÷20 cm. Choïn moãi beân nhoâ ra 15 cm.
Chieàu roäng taám höôùng doøng:
Chieàu daøi taám höôùng doøng: B = 4 m
c. Tính maùng thu nöôùc
Maùng beâ toâng
Maùng thu nöôùc ñöôïc thieát keá theo nguyeân taéc maùng thu cuûa beå laéng, thieát keá 2 maùng thu nöôùc ñaët giöõa beå chaïy doïc theo chieàu daøi cuûa beå. Vaän toác nöôùc chaûy trong maùng: 0,6÷0,7 m/s [4]
Choïn Vmaùng= 0,6 m/s
Dieän tích maët caét öôùt cuûa moäi maùng:
Choïn chieàu ngang maùng 200 mm
chieàu cao maùng 200 mm
Maùng beâ toâng coát theùp daøy 65 mm, coù laép theâm maùng raêng cöa theùp taám khoâng gæ, ñöôïc ñaët doïc beå, giöõa caùc taám chaén khí. Maùng coù ñoä doác 1% ñeå nöôùc chaûy deã daøng veà phaàn cuoái maùng. Taïi ñaây coù ñaët oáng thu nöôùc 90 baèng theùp ñeå daãn nöôùc sang beå Aerotank.
Maùng raêng cöa:
Maùng traøn goàm nhieàu raêng cöa hình chöõ V.
Chieàu cao moät raêng cöa: 60 mm
Daøi ñoaïn vaùt ñænh raêng cöa: 40 mm
Chieàu cao caû thanh: 260 mm
Khe dòch chænh: Caùch nhau 450 mm
Beà roäng khe: 12 mm
Chieàu cao: 150 mm
d.Tính löôïng khí sinh ra vaø oáng thu khí
Löôïng khí sinh ra
Löôïng khí sinh ra trong beå = 0.5 m 3/kgCODloaòboû [8]
Qkhí = 0,5 m3 /kgCODloaòboû x341kgCODloaòboû /ngayø
= 170,5 m3/ngayø = 7,1042 m3/h = 0,002 m3/s
Löôïng khí methane sinh ra = 0,35 /kgCODloaòboû
QCH4 = 0,35 m3kgCODloaòboû X341 kgCODloaòboû
= 119,4 m3/ngayø
Tính oáng thu khí
Choïn vaän toác khí trong oáng Vkhí = 15 m/s
Ñöôøng kính oáng daãn khí :
Dkhí = = = 0,016 m = 16 mm
Choïn ñöôøng kính oáng khí ( 24 ( (trong = 15)
Kieåm tra vaän toác khí :
V khí = = = 11,3 m/s
e.Tính löôïng buøn sinh ra vaø oáng xaû buøn :
Löôïng buøn sinh ra
Löôïng buøn sinh ra trong beå = 0,05 (: 0,1 g VSS/g COD loaò boû .[ 8 ]
Khoái löôïng buøn sinh ra trong moät ngaøy
Mbuøn = 0,05 kg VSS/kg CODloaïi boû x 341VSS/kg CODloaïi boû /ngaøy
=17,05 kg VSS/ngaøy
Theo saùch “Anaerobic Sewage Treament “(Adianus C.van Haander and Gatze lettinna,trang 91 ). Moät m3 buøn töông ñöông 260 kgVSS
Theå tích cuûa buøn sinh ra trong moät ngaøy
Vbuøn = = = 0,066 m3/ngaøy
Löôïng buøn sinh ra trong moät thaùng = 0,066 x30 = 1,98 m3 /thaùng
Chieàu cao cuûa buøn trong 1 thaùng :
hbuøn = = = 0,071 m
OÁng xaû buøn
Choïn thôøi gian xaû buøn 1-3 thaùng moät laàn
Theå tích buøn sinh ra trong 3 thaùng
Vbuøn = 1,98 ( m3/thaùng)x3 (thaùng) = 5,94 m3
Choïn thôøi gian xaû buøn laø 3 giôø .Löu löôïng buøn xaû ra :
Qbuøn = = 1,98 m3/h
Buøn xaû ra nhôø aùp löïc thuûy tónh thoâng qua 2 oáng inox (76,ñaët caùch ñaùy 1,35m,ñoä doác 2%
f.Laáy maãu :
Ñeå kieåm tra söï hoaït ñoäng beân trong beå ,doïc theo chieàu cao beå ta ñaët caùc van laáy maãu .Vôùi caùc maãu thu ñöôïc ôû cuøng 1 van ,ta coù theå öôùc ñoaùn löôïng buøn ôû ñoä cao ñaët van ñoù. Döïa vaøo keát quaû ño ñaït vaø quan saùt maøu saéc buøn ,töø ñoù maø coù söï ñieàu chænh thích hôïp
Trong ñieàu kieän oån ñònh , taûi troïng cuûa buøn gaàn nhö khoâng ñoåi , do ñoù maät ñoä buøn taêng leân ñeàu ñaën .Vieäc laáy maãu ñöôïc thöïc hieän ñeàu ñaën haèng ngaøy
Khi môû van , caàn ñieàu chænh sao cho buøn ra töø töø ñeå ñaûm baûo thu ñöôïc buøn gaàn gioáng trong beå vì neáu môû van lôùn quaù thi` nöôùc seõ thoaùt ra nhieàu hôn.Theå tích maãu thöôøng laáy 500/1000 m3 .
Beå cao 5,8m,do ñoù doïc theo chieàu cao beå ñaët 5 van laáy maãu , caùc va ñaët caùch nhau 0,75 m.Van döôùi cuøng ñaët caùch ñaùy 1,2 m .
Choïn oáng vaø van laáy maãu baèng nhöïa PVC cöùng (27 ( (trong = 20 ).
g.Heä thoáng phaân phoái nöôùc trong beå
Theo [8], vôùi loaïi buøn daïng haït ,taûi troïng > 4 kgCOD /m3.ngaøy thì soá ñieåm phaân phoái nöôùc trong beå caàn thoõa ( 2 m2 treân ñaàu phaân phoái .
Soá ñaàu phaân phoái caàn : = 14 ñaàu ( 19 ñaàu
(choïn 19 ñaàu phaân phoái .
Nöôùc töø beå acid ñöôïc bôm qua beå UASB theo ñöôøng oáng chính ,phaân phoái ñeàu ra 4 oáng nhaùnh nhôø heä thoáng van vaø ñoàng hoà ño löu löôïng ñaët treân töøng oáng .
Vaän toác nöôùc trong oáng chính ( laø oáng ñaåy cuûa bôm ): Vchính = 1,5 : 2,5 m/s
Choïn Vchính = 2 m/s
( Choïn ñöôøng kính oáng chính :
Dchính = = = 0,061 m =61 mm
( söû duïng oáng inox (70 ((trong = 60) laøm oáng chính .
Kieåm tra vaän toác nöôùc tron g oáng chính
Vchính = = = 2,05 m/s
Vaän toác trong oáng nhaùnh : Vnhaùnh = 1 : 3 m/s
Choïn Vnhaùnh = 2 m/s .
Löu löôïng nöôùc trong moãi oáng nhaùnh
Qnhaùnh = = = 5,21 m3/h
( Ñöôøng kính oáng nhaùnh
Dchính = = = 0,03 m = 30 mm
( söû duïng oáng inox (39 ((trong = 30) ñeå daãn nöôùc phaân phoái trong UASB.
Kieåm tra vaän toác nöôùc trong oáng nhaùnh :
Vnhaùnh = = = 2,05 m/s
h.Bôm
Löu löôïng caàn bôm Q = 20,83 m3/h.
Coät aùp cuûa bôm : H = (Z + (h (m H2O)
(Z : khoaûng caùch töø maët nöôùc beå Acid ñeán maët nöôùc beå UASB .
(h : toång toån thaát cuûa bôm ,bao goàm toån thaát cuïc boä ,toån thaát doïc ñöôøng oáng ,toån thaát qua lôùp buøn lô löûng trong beå UASB.
Moät caùch gaàn ñuùng ,choïn (Z = 4 m H2O
(h = 7 m H2O
( H = 4+ 7 = 11 m H2O
Coâng suaát yeâu caàu treân truïc bôm :
N = = = 0,78kw
Vaäy choïn bôm ly taâm coâng suaát 1,5 kw ( 2HP )
4. Beå Aerotank
Caùc thoâng soá thieát keá
Löu löôïng nöôùc thaûi Q = 500 m3/ngaøy
Haøm löôïng BOD5 ôû ñaàu vaøo = 320 mg/L
Haøm löôïng COD ôû ñaàu vaøo = 350 mg/L
Nhieät ñoä duy trì trong beå 20oC
Nöôùc thaûi khi vaøo beå Aerotank coù haøm löôïng chaát raén lô löûng bay hôi ( noàng ñoä vi sinh vaät ban ñaàu ) Xo = 0
Tyû soá giöõa haøm löôïng chaát raén lô löûng bay hôi ( ML VSS) vôùi löôïng chaát raén lô löûng (MLSS ) coù trong nöôùc thaûi laø 0,7
= 0,7 ( ñoä tro cuûa buøn hoaït tính Z = 3 )
Noàng ñoä buøn hoaït tính tuaàn hoaøn (MLSS = 10000 mg/L)Xr= 7000 mg/L
Noàng ñoä chaát raén lô löûng bay hôi hay buøn hoaït tính (MLVSS) ñöôïc duy trì trong beå Aerotank laø: X = 3500 mg/L
Thôøi gian löu buøn trong heä thoáng ,(c = 10 ngaøy
Heä soá chuyeån ñoåi giöõa BOD5 vaø BOD20 (BOD hoaøn toaøn ) laø 0,68
Heä soá phaân huûy noäi baøo ,kd = 0,06 ngaøy-1
Heä soá saûn löôïng toái ña ( tyû soá giöõa teá baøo ñöôïc taïo thaønh vôùi löôïng chaát neàn ñöôïc tieâu thuï ),Y = 0,5 kg VSS/kg BOD5
Loaïi vaø chöùc naêng beå : beå Aerotank khuaáy troän hoaøn chænh .Öu ñieåm : khoâng xaûy ra hieän töïông quaù taûi cuïc boä ôû baát cöù phaàn naøo cuûa beå .
Tính toaùn beå Aerotank
a. Tính hieäu quaû xöû lyù
Xaùc ñònh noàng ñoä BOD5 hoaø tan trong nöôùc thaûi ôû ñaàu ra
Sô ñoà laøm vieäc cuûa heä thoáng :
Trong ñoù :
Q ,Qr ,Qw ,Qe : löu löôïng nöôùc ñaàu vaøo ,löu löôïng tuaàn hoaøn , löu löôïng buøn xaû vaû löu löôïng nöôùc ñaàu ra .
So ,S : noàng ñoä chaát neàn (tính theo BOD5 )ôû ñaàu vaøo vaø noàng ñoä chaát neàn sau khi qua beå Aerotank vaø beå laéng ,mg/L
X ,Xr ,Xc : noàng ñoä chaát raén bay hôi trong beå Aerotank , noàng ñoä buøn tuaàn hoaøn vaø noàng ñoä buøn sau khi qua beå laéng II ,mg/L
Phöông trình caân baèng vaät chaát :
BOD5 ôû ñaàu ra = BOD5 hoøa tan ñi ra töø beå Aerotank + BOD5 chöùa trong ,löôïng caën lô löûng ôû ñaàu ra .
Trong ñoù :
BOD5 ôû ñaàu ra : 40 mg/L
BOD5 hoøa tan ñi ra töø beå Aerotank laø S ,mg/L
Caën lô löûng ôû ñaàu ra SSra = 30 mg/L goàm coù 65% laø caën coù theå phaân huûy sinh hoïc
BOD5 chuùa trong caën lô löûng ôû ñaàu ra ñöôïc xaùc ñònh nhö sau :
Löïông caën coù theå phaân huûy sinh hoïc coù trong caën lô löûng ôû ñaàu ra : 0,65 x 30 = 19,5 mg/L
Löôïng oxy caàn cung caáp ñeå oxy hoùa heát löôïng caën coù theå phaân huûy sinh hoïc laø : 19,5x1,42 (mgO2/mg teá baøo) = 27,69 mg/L .Löôïng oxy caàn cung caáp chính laø giaù trò BOD20 cuûa phaûn öùng .Quaù trình tính toaùn döïa theo phaûn öùng :
C5H7NO2 + 5O2 NH3+2 H2O +5CO2 + Naêng löôïng
113 mg/L 160 mg/L
1 mg/L 1,42 mg/L
( 1 mg teá baøo caàn 1,42 mg oxy
Chuyeån ñoåi töø giaù trò BOD20 sang BOD5
Vaäy :
40 (mg/L) = S 6 18,83 (mg/L)
( S = 21,17 mg/L
Tính hieäu quaû xöû lyù theo BOD5 hoøa tan
E =x100 = x100 = 93,4 %
Hieäu quaû xöû lyù BOD5 cuûa toaøn boä sô ñoà
Eo = x100 = 87,5 %
b. Theå tích cuûa beå
Theå tích beå Aerotank
V =
Trong ñoù :
V : Theå tích beå Aerotank
Q : löu löôïng nöôùc ñaàu vaøo
Y : heä soá saûn löôïng cöïc ñaïi Y = 0,5
So – S = 320 -21,17 = 298,83 mg/L
X : noàng ñoä chaát raén bay hôi ñöôïc duy teøi trong beå Aerotank ,X = 3500 mg/L
kd : heä soá phaân huûy noäi baøo ,kd = 0,06 ngaøy-1
(c : thôøi gian löu buøn trong heä thoáng ,(c = 10 ngaøy
V = = = 134 m3
Kích thöôùc beå Aerotank
Theå tích beå Vb = 134 m3
Chieàu saâu chöùa nöôùc cuûa beå h = 4 m
Dieän tích beå F = V/h = 134/4 = 34 m2
Chieàu daøi beå L = 7,5 m
Chieàu roäng beå B =5 m
Chieàu cao baûo veä hdt = 0,5 m
Chieàu cao toång coäng cuûa beå H =h + hdt = 4,5 m
Vaäy beå Aerotank coù kích thöôùc nhö sau : LxBxH = 7,5x5x4,5 m3
c. Thôøi gian löu :
Thôøi gian löu nöôùc trong beå
( = V/Q = 134/500 = 0,268 ngaøy = 6,432 giôø
d. Löôïng buøn phaûi xaû ra moãi ngaøy
tính heä soá taïo buøn töø BOD5
Yobs = = = 0,3125
Trong ñoù :
Y : heä soá saûn löôïng ,Y = 0,5 kg VSS/kg BOD5
Kd : heä soá phaân huûy noäi baøo ,kd = 0,06 ngaøy-1
(c : thôøi gian löu buøn ,(c = 10 ngaøy
Löôïng buøn hoaït tính sinh ra do khöû BOD5 (tính theo MLVSS)
PX(VSS) = Yobs xQ x(So – S) = 0,3125x500x298,83x10-3
= 46,69 kgVSS/ngaøy
Toång caën lô löûng sinh ra trong 1 ngaøy
= 0,7 ( MLSS =
P xl (SS )= = 66,7 kgSS/ngay
Löôïng caën dö haèng ngaøy phaûi xaû ñi
Pxaû = Pxl –QxSSrax10-3 = 66,7 – 500x30x10-3 = 51,7 kg/ngaøy
Tính löôïng buøn xaû ra haèng ngaøy ( Qw) töø ñaùy beå laéng theo ñöôøng tuaàn hoaøn buøn
( c = ( Qw =
Trong ñoù :
X : noàng ñoä chaát raén bay hôi trong beå Aerotank X = 3500 mg/L
(c : thôøi gian löu buøn ,(c = 10ngaøy
Qe : löu löïông nöôùc ñöa ra ngoaøi ñeå laéng ñôït II( löôïng nöôùc thaûi ra khoûi heä thoáng ).Xem nhö löôïng nöôùc thaát thoaùt do tuaàn hoaøn buøn laø khoâng ñaùng keå neân Qe = q = 500 m3/ngaøy
Xe: noàng ñoä chaát raén bay hôi ôû ñaàu ra cuûa heä thoáng Xe = 0,7 xSSra = 0,7 x30 = 21 mg/L
( Qw = = 5,2 m3/ngaøy
e. Tính heä soá tuaàn hoaøn (() töø phöông trình vaät chaát
Töø phöông trình caân baèng vaät chaát:
X (Q+Qr) = Xr Qr + XrQw
Suy ra
Trong ñoù:
Q : Löu löôïng nöôùc thaûi, Q = 500 m3/ngaøy
X : Noàng ñoä VSS trong beå Aeroten, X= 3.500
Qr: Löu löôïng buøn hoaït tính tuaàn hoaøn
Xo: Noàng ñoä VSS trong nöôùc thaûi daãn vaøo beå Aeroten, X=0
Xr: Noàng ñoä VSS trong buøn tuaàn hoaøn, Xr = 7.000mg/L
Vaäy:
f. Kieåm tra tyû soá F/M vaø taûi troïng theå tích cuûa beå:
Chæ soáF/M:
Trong ñoù:
So : BOD5 ñaàu vaøo, So = 320 mg/L
X : Haøm löôïng SS trong beå, X = 3.500
( : thôøi gian löu nöôùc, ( = 0,48 ngaøy
ngaøy-1
Giaù trò naøy naèm trong khoaûng cho pheùp cuûa thoâng soá thieát keá beå (0,2 – 0,6kg/kg.ngaøy)
Toác ñoä oxy hoaù cuûa 1 g buøn hoaït tính
(mg BOD5/g.ngay
Taûi troïng theå tích cuûa beå Aerotank
(mg BOD5/g.ngaøy)
Giaù trò naøy naèm trong khoaûng cho pheùp cuûa thoâng soá thieát keá beå (0,8 -1,92kgBOD5/m3.ngaøy)
g. Tính löôïng oxy hoaù caàn cung caáp cho beå Aerotank döïa treân BOD20
- Löôïng oxy caàn thieát trong ñieàu kieän tieâu chuaån
Vôùi f laø heä soá chuyeån ñoåi giöõa BOD5 vaø BOD20, f=0,68
kgO2/ngaøy
Löôïng oxy thöïc teá caàn söû duïng cho beå
Laáy noàng ñoä oxy caàn duy trì trong beå laø 2mg/l
Heä soá ñieàu chænh löôïng oxy ngaám vaøo nöôùc thaûi, = 0,8
Tra phuï luïc D, Unit operation processes in environment engineering
Noàng ñoä oxy baûo hoaø trong nöôùc saïch ôû 20o C: Cs20= 9,17mg/l
Noàng ñoä oxy baûo hoaø trong nöôùc saïch ôû 26o C: CSH= 8,22mg/l