kl hoang lam khoa 610439b

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁN CÔNG TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG KHU CÔNG NGHIỆP TÂY BẮC CỦ CHI SVTH: HOÀNG LÂM KHOA MSSV: 610439B LỚP: 06MT2N GVHD: GS.TS LÂM MINH TRIẾT TP.HỒ CHÍ MINH: THÁNG 12/2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁN CÔNG TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG KHU CÔNG NGHIỆP TÂY BẮC CỦ CHI SVTH: HOÀNG LÂM KHOA MSSV: 610439B LỚP: 06MT2N Ngày giao nhiệm vụ luận văn: Ngày hoàn thành luận văn: TPHCM,Ngày 02 tháng 01 năm 2007 Giảng viên hướng dẫn ( Ký tên ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN “ Khơng nản chí hay từ bỏ Vì bạn khơng từ bỏ bạn không thất bại ” - Ted Turner, người sáng lập CNN TNT Trong suốt bốn năm rưỡi ngồi ghế giảng đường, tâm niệm điều nổ lực Và bây giờ, luận văn tốt nghiệp đánh dấu việc hồn thành chương trình đào tạo kỹ sư mơi trường trường Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Đây điểm mốc quan trọng đời Lời cảm ơn đầu tiên, xin gửi đến tồn thể thầy giáo Khoa Mơi trường BHLĐ trường Đại học Bán Công Tôn Đức Thắng, đặc biệt cô Trần Minh Hải, nguời tận tình bảo dìu dắt tơi năm tháng giảng đường Đại học lời cảm ơn chân thành Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy Lâm Minh Triết tận tình hướng dẫn bảo cho kinh nghiệm thực tế suốt thời gian thực tập hoàn thành luận văn Để có ngày hơm nay, không quên gửi lời cảm ơn tới cha mẹ, anh chị người thân sinh thành nuôi nấng tạo điều kiện cho có kết tốt học tâp Cuối cùng, xin gởi đến tất người quan trọng suốt đời tơi lịng u mến tri ân sâu sắc Trường Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Ngày 02 tháng 01 năm 2007 Sinh viên thực HỒNG LÂM KHOA NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN X W - MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN NHAÄN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN MUÏC LUÏC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CHƯƠNG TỔNG QUAN KCN TÂY BẮC – CỦ CHI 1.1 VỊ TRÍ VÀ QUY MÔ KCN TÂY BẮC – CỦ CHI 1.2 BỐ TRÍ MẶT BẰNG KCN 1.3 TÌNH HÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC DOANH NGHIỆP TRONG KCN 10 1.4 NHU CẦU ĐIỆN NƯỚC CỦA KCN 12 CHƯƠNG TỔNG QUAN CNXLNT CỦA MỘT SỐ KCN Ở TPHCM 13 2.1 NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI KCN VIỆT NAM – SINGAPORE 13 2.2 NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI KCN BIÊN HOÀ 14 2.3 NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI KCN TÂN TẠO GIAI ĐOẠN I 16 2.4 ĐÁNH GIÁ - NHẬN XEÙT 19 CHƯƠNG 3.1 3.2 3.3 HIỆN TRẠNG CHẤT LƯNG NƯỚC CỦA KCN TÂY BẮC CỦ CHI, TPHCM 21 HEÄ THỐNG THOÁT NƯỚC CỦA KCN 21 HIỆN TRẠNG CHẤT LƯNG NƯỚC 23 3.2.1 Nguồn gốc nước thải KCN Tây Bắc - Củ Chi 23 3.2.2 Tính chất nước thải KCN Tây Bắc - Củ Chi 23 SỰ CẦN THIẾT XÂY DỰNG HTXLNT TẬP TRUNG 33 3.3.1 Các – Cơ sở pháp lý 33 3.3.2 Yêu cầu cấp bách việc xây dựng HTXLNT tập trung 34 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CNXLNT TẬP TRUNG36 4.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN 36 4.2 ĐỀ XUẤT CNXLNT CHO KCN TÂY BẮC – CỦ CHI 37 4.3 TỔNG HP KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT TẬP TRUNG 38 CHƯƠNG 5.1 TÍNH TOÁN KINH TẾ CỦA HTXLNT TẬP TRUNG KCN TÂY BẮC - CỦ CHI 42 KHÁI TOÁN CHI PHÍ 42 5.1.1 Chi phí phần xây dựng 42 5.1.2 Chi phí phần máy móc – thiết bị 42 5.1.3 Chi phí quản lý vận haønh 44 5.2 5.1.4 Đánh giá - Nhận xét 46 PHAÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ Ý NGHĨA KINH TẾ – XÃ HỘI VÀ MÔI TRƯỜNG CỦA CÔNG TÁC BVMT KCN 46 5.2.1 Veà mặt kinh tế 46 5.2.2 Về mặt xã hội 47 5.2.3 Về mặt môi trường 47 KẾT LUẬN – KIẾN NGHÒ 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHUÏ LUÏC 50 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Số liệu báo cáo sở hạ tầng KCN Baûng Các doanh nghiệp đầu tư hoạt động KCN .11 Bảng Kết tổng hợp chất lượng nước thải giám sát KCN, 12/2005 24 Bảng Kết chất lượng nước thải nhà máy KCN, 12/2005 26 Bảng Kết chất lượng nước thải nhà máy KCN, 12/2005(tt) 27 Bảng Kết chất lượng nước thải nhà máy KCN, 12/2005(tt) 28 Bảng Kết chất lượng nước thải nhà máy KCN, 12/2005(tt) 29 Bảng Kết chất lượng nước thải nhà máy KCN, 12/2005(tt) 30 Bảng Kết chất lượng nước thải nhà máy KCN, 12/2005(tt) 31 Bảng 10 Kết chất lượng nước thải nhà máy KCN, 12/2005(tt) 32 Bảng 11 Thông số đầu vào trạm XLNT tập trung 36 Bảng 12 Tổng hợp hạng mục công trình HTXLNT tập trung .38 Bảng 13 Tổng hợp tính toán song chăn rác 53 Bảng 14 Tổng hợp tính toán hầm bơm 54 Bảng 15 Các thông số cho thiết bị khuyếch tán khí .55 Bảng 16 Tổng hợp tính toán bể điều hòa 58 Baûng 17 Tổng hợp thông số thiết kế bể SBR 65 Bảng 18 Các thông số tính toán thiết kế bể tiếp xúc Chlorine 74 Bảng 19 Tổng hợp tính toán bể tiếp xúc 75 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Vị trí KCN Tây Bắc – Củ Chi, TpHCM Hình Sơ đồ công nghệ XLNT KCN Vieät Nam – Singapore 13 Hình Sơ đồ công nghệ XLNT KCN Biên Hòa 15 Hình Sơ đồ công nghệ XLNT KCN Tân Tạo (Giai đoạn 1) 18 Hình Mạng lưới thoát nước mưa KCN Tây Bắc – Củ Chi 21 Hình Mạng lưới thoát nước thải KCN Tây Bắc – Củ Chi 22 Hình Bản vẽ quy hoạch vị trí xây dựng trạm XLNT tập trung .34 Hình Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải tập trung 37 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ANTT An ninh trật tự BOD Nhu cầu oxy sinh học COD Nhu cầu oxy hóa học CP Cổ phần HEPZA Ban quản lý KCN HTXLNT hệ thống xử lý nước thải KCN Khu công nghiệp KPH Không phát NXB Nhà xuất PCCC Phòng cháy chữa cháy pH Chỉ số xác định nồng độ axít kiềm mơi trường SS Chất rắn lơ lửng SX Sản xuất TCN Tiêu chuẩn ngành TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TPHCM Thành phố Hồ Chí Minh XK Xuất XLNT Xử lý nước thải Chương TỔNG QUAN KCN TÂY BẮC – CỦ CHI Cơng Ty cổ phần đầu tư phát triển công nghiệp - Thương Mại Củ Chi chủ đầu tư KCN Tây Bắc - Củ Chi Địa chỉ: Ấp bàu che II, xã Tân An Hội, huyện Củ Chi, Tp.HCM Điện thoại: (08) 8920856 – 8923046 - Fax : (08) 8921008 Website: www.cidico.com Email: cuchiiz@hcm.vnn.vn 1.1 VỊ TRÍ VÀ QUY MÔ KCN TÂY BẮC – CỦ CHI Khu cơng nghiệp Tây Bắc Củ Chi tọa lạc phía Tây Bắc TPHCM, quốc lộ 22 cửa ngõ huyết mạch phía Tây Bắc TPHCM, cách trung tâm TPHCM 35 km Phạm vi khu công nghiệp Tây Bắc Củ Chi bao gồm phần thị trấn huyện Củ Chi, xã Trung Lập Hạ xã Tân An Hội, giới hạn sau: • Phía Bắc giáp kênh Đơng, • Phía Nam giáp khu vực dân cư hữu dọc quốc lộ 22 nằm cách quốc lộ 22 khoảng 500m phía Bắc • Phía Đơng giáp khu dân cư hữu nằm dọc theo hương lộ cách hương lộ khoảng 300m phía Tây • Phía Tây giáp khu dân cư hữu thuộc xã Trung Lập Hạ Khu công nghiệp Tây Bắc Củ Chi nằm toạ độ từ 106o28’36’’ đến 106o29’49’’ kinh độ Đông 10o58’30’’ đến 10o59’48’’ vĩ độ Bắc Khu công nghiệp xây dựng với quy mơ 220,664 ha, có vị trí thuận lợi giao thông đường đường hàng không Nằm gần Quốc lộ 22, khu vực liên hệ với đầu mối giao thông trung tâm kinh tế sau: • Cách sân bay Tân Sơn Nhất 25km • Cách cảng Sài Gịn 36km Tổng dự án đăng ký thuê đất đạt tới số 44 dự án, đó, đầu tư có vốn nước chiếm khoảng 22 dự án đầu tư có vốn nước 20 dự án Hơn nữa, tất dự án đầu tư vào KCN cấp phép với vốn đầu tư nước lên tới 2.558,3 tỷ đồng vốn đầu tư nước 122,3 triệu USD Tổng diện tích đất KCN 220,6433 ha, đó: • Diện tích đất cho th chiếm 141,9 ha, đạt tỷ lệ 64%, • Diện tích đất dành cho xanh chiếm 31,2 ha, đạt tỷ lệ 14%, • Diện tích đất dành cho đường sá chiếm 33,3 ha, đạt tỷ lệ 15%, • Diện tích đất dành cho trạm y tế, khu sinh hoạt công nhân cho khu ăn uống chiếm ha, đạt tỷ lệ 3%, • Diện tích đất dành cho trạm cấp nước chiếm 1,2 ha, đạt tỷ lệ 0,5 % Trong tổng vốn đầu tư xây dựng KCN, tổng số vốn đầu tư đăng ký 376.328 triệu đồng Nhưng số vốn đầu tư thực (khơng tính đến số vốn đầu tư thực dở dang) chiếm khoảng 95.031 triệu đồng Về sở hạ tầng, KCN dần hoàn chỉnh đạt số kết tương đối tốt Số liệu báo cáo sở hạ tầng KCN trình bày bảng Bảng Số liệu báo cáo sở hạ tầng KCN Cơ sở hạ tầng Tỷ lệ % San lấp 80 % Đường nội khu 70 % Diện tích đất dành cho xanh 11,5 % Diện tích đất dành cho nhà xưởng Chưa thống kê Hệ thống chiếu sáng Chưa thống kê Hệ thống ống cấp nước 6.676 m, chiếm 70 % Hệ thống thoát nước thải 7.333 m, chiếm 53 % Hệ thống thoát nước mưa 12.892 m, chiếm 80 % Hệ thống cung cấp điện 80 % Trạm PCCC Chưa thống kê Trạm cấp nước trạm, cơng suất 5.600 m3/ngày Trạm cấp nước dự phòng trạm [Nguồn: Ban quản lý KCN Tây Bắc - Củ Chi, TPHCM] Hiện nay, công tác đền bù giải toả KCN hoạt động hiệu với 189,52 diện tích đất đền bù giải toả, đạt tỷ lệ 86 % Số diện tích đất phải đền bù giải toả 11,2 22 hộ dân Với lý hộ dân khơng đồng ý với giá đền bù mà phía KCN đưa Đối với tình hình an ninh trật tự phòng cháy chữa cháy, KCN thành lập đội bảo vệ ANTT có 14 nhân viên hoạt động liên tục 24/24 đội PCCC chuyên trách gồm có 14 nhân viên Đội PCCC xây dựng phương án PCCC có quy chế phối hợp với quyền địa phương để kịp thời khắc phục cố xảy Với quy mô lớn với sách kinh doanh hợp lý, KCN Tây Bắc Củ Chi ngày thu hút doanh nghiệp nước vào đầu tư giai đoạn Đặt tính bơm định luợng: Q = 500 = 0,71l / h , ỏp lc 1,5 bar 30 ì 24 ã B cha dung dịch NaOH bơm châm NaOH = 125 m3/h Lưu lượng thiết kế: Q pHvào = pHtrung hoà = K = 0,00001 mol/l Khối lượng phân tử NaOH = 40 g/mol Nồng độ dung dịch NaOH = 5% ( Quy phạm -10%) Trọng riêng dung dịch = 1,53 Liều lượng châm vào 10 −6 × 40 × 125 × 1000 = = 0,654l / h × 1,53 × 10 Thời gian lưu = 30 ngày Thể tích cần thiết bể chứa = 0,654 × 24 × 30 = 471 lít Chọn thể tích bồn chứa V = 500 lít Chọn: bơm châm NaOH (một bơm hoạt động, dự phòng) Đặt tính bơm định luợng: Q = 500 = 0,71l / h , ỏp lc 1,5 bar 30 ì 24 ã Bể hồ trộn phèn Thể tích bể hồ trộn: W1 = q×t ×c 125 × 12 × 1000 = = 12,5m 10000 × p × γ 10000 × 10 × 1,2 Trong đó: q: lưu lượng nuớc cần xử lý, m3/h, q = 125 m3/h t: thời gian hai lần pha, t = 12 h c: liều lượng phèn cho vào nước, g/m3 Theo thí nghiệm jartest c = 1000 g/m3 p: nồng độ phần trăm dung dịch hoá chất thùng trộn, p = 10% γ: trọng lượng riêng dung dịch, γ = 1,2 T/m3 Các kích thước tính tốn bể: 2,5 m × 2,5 m × 2,0 m Chọn chiều cao bảo vệ: hbv = 0,5m 2,5 m × 2,5 m × 2,5 m Chọn bể hoà trộn phèn dùng cánh khuấy kiểu phẳng Máy khuấy kiểu cánh phẳng có số vịng quay 20 ÷ 30 vịng/phút Số cánh quạt chọn n = 63 Chiều dài cánh khuấy tính từ trục quay bảo vệ bể ( theo quy phạm 0,4 ÷ 0,45 Bề rộng bể) L = 0,4 × 2,5 =1 m Diện tích cánh = 0,1 ÷ 0,2 m2/1m3 bể Chọn 0,15 m2/1m3 bể S = 0,15 × 12,5 = 1,875 m2 Bề rộng cánh khuấy = S 1,875 = = 0,47m × L × (1× 2) NGĂN LẮNG Chọn ngăn lắng tích = × ngăn khuấy trộn Æ Vlắng = × 20,8 = 41,6 m3 Thời gian lưu nước ngăn lắng t= V 41,6m3 = = 0,333h = 19,968 phut ≈ 20 phut Q h tb 125m / h Chọn chiều sâu hữu ích bể lắng Htc =3,0 m Ỉ Chọn kích thước ngăn lắng: L × B × H = 4,5 m × 3,0 m × 3,0 m Tổng lượng bùn sinh bể: Wbuntuoi = Ỉ Wbuntuoi = Q × (Cvao − C ) 1000 3000 × (273,6 − 164,16) = 328,32kgbun / 1000 BỂ SINH HỌC TỪNG MẺ - SBR Nồng độ đầu vào bể SBR: Thông số đầu vào Giá trị SS (mg/l) 164,16 BOD5 (mg/l) 267,9 COD (mg/l) 401,9 Tổng P (mg/l) 35 Tổng N (mg/l) 150 Nồng độ đầu bể SBR: Thông số đầu vào Giá trị SS (mg/l) ≤ 100 mg/l BOD5 (mg/l) ≤ 50 mg/l COD (mg/l) ≤ 100 mg/l Tổng P (mg/l) ≤ mg/l 64 ≤ 60 mg/l (TKN) Tổng N (mg/l) Bảng 17 Tổng hợp thông số thiết kế bể SBR Các thơng số thiết kế Giá trị Nồng độ bùn hoạt tính đầu vào bể X0 =0 Nồng độ NOx NOx = 80% TKN Thời gian lưu bùn (tuổi bùn) θ c=10 – 30 ngày Tỷ số F/M 0,05÷0,3 ngày-1 Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng bể X=2000 – 5000 mg/lỈ chọn X=4000 mg/l Độ tro cặn Z= 0,3 mg/mg Chỉ số thể tích bùn Ỉ SVI = 150 ml/g Hệ số phân hủy nội bào Ỉ Kd = 0,06 gVSS/gVSS.ngày Hệ số sản lượng bùn Ỉ Y = 0,8 gVSS/gBOD5 Nồng đđộ BOD5 BOD5 = 0,65 × COD Nhiệt độ nước thải Ỉ t = 25oC Nồng độ cặn lắng trung bình đáy bể XS=10000 mg/l Chất lơ lửng nước thải đầu chất rắn sinh học chứa 80% chất dễ bay 65% chất có khả phân hủy sinh học Nguồn: [11] Các thơng số sử dụng cho q trình nitrat hoá: Kn = 0,5 – gNH4-N/m3 Yn = 0,1 – 0,15 gVSS/gNH4-N Ỉ chọn Yn = 0,12 gVSS/gNH4-N kdn = 0,05 – 0,15 gVSS/gVSS.ngày Ỉ kdn = 0,09 gVSS/gVSS.ngày • = 0,2 - 0,9 gVSS/gVSS.ngày 8.1 Xác định kích thước bể SBR Tổng thời gian chu kì hoạt động T = tF + tA + tS + tD + t1= 3,0 + 2,0 + 0,5 + 0,5 = h Với: + Thời gian làm đầy Ỉ tF = 3,0 h + Thời gian phản ứng Ỉ tA = 2,0 h + Thời gian lắng Ỉ tS = 0,5 h + Thời gian rút nước Ỉ tD = 0,5 h + Thời gian pha chờ Ỉ t1 = 65 Chọn SBR gồm đơn nguyên, đơn nguyên làm đầy đơn nguyên khác phản ứng Số chu kì hoạt động đơn nguyên ngày 24h = (chu kì/đơn nguyên.ngày) 6h n = Tổng số chu kì làm đầy ngày N = × n = × = (chu kì/ngày) Thể tích bể làm đầy chu kì VF = 3000m / ngaydem =375 (m3/chu kỳ) 8chuki / ngaydem Hàm lượng chất rắn lơ lửng thể tích bùn lắng Xs = = 1000 × 1000 = 6666,67 (mg/l) 150 Xét cân khối lượng VT × X = V S × XS Ỉ Ỉ VS 4000 X = = = 0,6 VT 6666,67 XS VF = – 0,6 VT = 0,4 Thể tích bể SBR VT = VF 375 = = 937,5 (m3) 0,4 0,4 Chọn: Chiều cao bể, H = 4,7 m Chiều cao bảo vệ bể, hbv = 0,3 m Chiều cao xây dựng bể Hxd = H + hbv = 4,7 + 0,3 = 5(m) Diện tích bể: S= 937,5 =199,5 (m2) 4,7 Ỉ Vậy kích thước bể SBR: L × B × H = 14 m × 14 m × m Thời gian lưu nước suốt trình: T = tnước vào + tphản ứng + tlắng = 3,0 + 2,0 + 0,5 = 5,5 8.2 Xác định hàm lượng BOD5 hoà tan nước thải đầu Tổng BOD5 = BOD5 hoà tan + BOD5 cặn lơ lửng 66 Hàm lượng chất lơ lửng có khả phân hủy sinh học đầu 50 × 0,65 = 32,5 (mg/l) COD chất lơ lửng có khả phân hủy sinh học đầu 32,5 mg/l × 1,42 mg O2tiêu thụ/mg tế bào bị oxi hoá = 46,15 (mg/l) BOD5 chất lơ lửng đầu BOD5ll = 46,15 × 0,65 = 30 (mg/l) BOD5 hoà tan nước thải đầu BOD5ht = BOD5ra - BOD5ll = 50 – 30 = 20 (mg/l) 8.3 Hiệu xử lý SBR Hiệu làm theo BOD5 hòa tan: E= (S o − S ) ×100 = (267,9 − 20) ×100 = 92,5% So 267,9 Tỉ số F/M F Q × So 3000 × 267,9 = = = 0,21 ngày-1 ∈ {0,05÷0,3} ngày-1 M VT × X 937,5 × 4000 Thời gian lưu bùn E F -1 = Y× × − K d = 0,8 × 0,21 × 0,925 - 0,06 = 0,166 ngày SRT M 100 Ỉ SRT = 11 ngày ∈ [10 - 30 ngày] Tải trọng thể tích bể phản ứng: L= S o × Q 267,9 × 3000 × 10 −3 =0,84 kgBOD5/m3.ngày = VT 937,5 8.4 Xác định lượng NH4-N bị oxi hóa kdn(20oC)= 0,09 gVSS/gVSS.ngày kdn(25oC)= 0,09 × 1,04 (25−20 ) = 0,109 gVSS/gVSS.ngày Lượng sinh khối gia tăng ngày Px = Q × Y × (So − S ) Q × Yn × ( NO x ) f d × K d × Q × Y × (S o − S )× SRT + + (1 + K d × SRT )× 0,65 + k dn × SRT (1 + K d × SRT )× 0,65 3000 × 0,8 × (267,9 − 20 ) 3000 × 0,12 × 150 × 0,8 + + (1 + 0,06 ×11)× 0,65 + 0,09 × 11 0,15 × 0,06 × 3000 × 0,8 × (267,9 − 20)× 11 (1 + 0,05 ×11)× 0,65 = = 631570,6 (g/ngày) = 631,6 (kg/ngày) Hàm lượng NH4-N bị oxy hố CNOx = TKN – Ne – 0,12 × Px 0,12 × 631570,6 = 150 - = 121,74 (mg/l) 3000 Q 67 8.5 Tính tốn lượng bùn sản sinh ngày Tốc độ tăng trưởng bùn: Yb = Y 0,8 = = 0,482 + K d × θ c + 0,06 × 11 Lượng bùn hoạt tính sinh khử BOD5 ngày: PX = Yb × Q × ( S o − S ) = 0,482 × 3000 × (267,9 − 20 )× 10 −3 = 358,5 kg/ngày Lượng cặn lơ lửng sinh khử BOD5 ngày: PSS = PX 358,2 = = 512,1 kg/ngày − z − 0,3 Tổng lượng cặn sinh ngày: Gt = PSS + SS o × Q = 512,1 + 267,9 × 3000 × 10 −3 = 1315,8kg / Tổng lượng cặn dư cần xử lý: Gd = Gt – lượng cặn trôi khỏi bể = 1315,8– 50 × 3000 × 10-3 = 1165,8 kg/ngày Thể tích cặn chiếm chỗ sau ngày: Vb = Gd 1165,8 = = 144,3 m /ngày titrong × X S 1,02 × 10000 1000 Chiều cao cặn lắng bể: hb = Vb 144,3 = = 0,143m × S ×199,5 Thể tích bùn phải xả (để lại 20%): Vb = 0,8 × hb × F =0,8 × 0,143 × 199,5 = 20,8 (m3) Xét tỷ số: hb 0,143 = × 100 = 3% < 40% → thỏa điều kiện 4,7 H 8.6 Xác định lượng khơng khí cần thiết Lượng oxi cần thiết cung cấp cho bể theo đk chuẩn phản ứng 20oC OCo = Q × (S o − S ) - 1,42 × Px + 4,33 × Q × CNOx f = 3000 × (267,9 − 20) 3000 − 1,42 × 631570,6 + 4,33 × × 121,74 × 0,65 = 465947,97gO2/ngày = 465,95 kgO2/ngày Lượng oxi cần thiết điều kiện thực tế 68 ⎛ C s 20 ⎝ β × Csh − Cd OCt = OCo × ⎜⎜ ⎞ 1 ⎟⎟ × (T −20 ) × α ⎠ 1,024 ⎛ 9,08 ⎞ 1 ⎟× ( 25− 20 ) × 0,75 ⎝ 1× 7,01 − ⎠ 1,024 = 465,95 × ⎜ = 1000,2 (kgO2/ngày) Với: β : Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, β = nước thải Cs20: Nồng độ oxi bão hoà nước 20oC, Cs20 = 9,08 mg/l (phụ lục Unit Operation Processes in Environment Engineering) Csh: Nồng độ oxi bão hoà nước nhiệt độ T Với T= 25oC Ỉ Cs25 = 7,01 mg/l Cd: Nồng độ oxi cần trì bể, Cd = 1,5 mg/l, chọn Cd = mg/l α : Hệ số điều chỉnh lượng oxi ngấm vào nước thải ảnh hưởng hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, thiết bị làm thống, kích thước & hình dáng bể; α = 0,6 ÷ 0,94; chọn α = 0,75 Lượng khơng khí cần thiết: Qk = = OC t ×f OU 1000,2 3 × = 57142,9(m /ngày) = 0,66 (m /s) −3 × × 10 Số lượng đĩa thổi khí cần lắp đặt bể SBR N = Qk q m3 l m3 24 × 60 phut 200 × 10 −3 × phut.dia l 57142,9 = = 198,4 (đĩa) ≈ 198 (đĩa) Æ Vậy số đĩa thổi khí cần lắp đặt bể SBR là: 169 đĩa 8.7 Cách phân phối đĩa thổi khí bể Khí từ đường ống dẫn phân phối 13 đường ống phụ (đặt dọc theo chiều rộng bể) để cung cấp cho bể SBR Trên đường ống dẫn khí phụ lắp đặt 13 đầu ống thổi khí dạng đĩa Khoảng cách đường ống dẫn khí phụ đặt gần 1,0 m Khoảng cách đường ống đến thành bể 0,5 m Khoảng cách đầu thổi khí gần 1,0 m Khoảng cách đầu thổi khí ngồi đến thành bể (chiều dài bể) 0,5 m 8.8 Tính tốn đường ống, bơm dẫn nước, bùn khí • Đường ống dẫn nước vào bể SBR: 69 Vận tốc dòng chảy ống có áp v = 0,7 – 1,5 m/s Ỉ chọn v=1,0 m/s Đường kính ống dẫn nước: =0,210 (m) Ỉ Vậy chọn ống nước có D= đường kính 210 • Tính tốn bơm nước thải vào bể SBR: Lưu lượng bơm: Q=3000 m3/ngày Cột áp bơm: H = 10 m Công suất bơm: N= = = 4,007 kW • Đường ống dẫn bùn khỏi bể SBR: Thể tích bùn xả ngày: VW= 20,8 m3 Chọn xả bùn không liên tục, thời gian xả bùn cho chu kỳ 15 phút Lưu lượng bùn xả chu kỳ hoạt động: Chọn vận tốc bùn chảy ống v = 0,5m/s Đường kính ống xả bùn: Chọn ống nhựa PVC loại Φ125 • Tính tốn bơm bùn khỏi bể SBR Lưu lượng bơm: QW =0,0058 m3/s Chiều cao cột áp: H = 5m Cơng suất bơm: N Trong đó: ρ: khối lượng riêng bùn thải lấy khối lượng riêng nước, ρ=1000kg/m3 η: hiệu suất hữu ích bơm Chọn η=0,8 70 Ỉ Chọn bơm bùn loại 0,5kW • Đường ống dẫn khí vào bể SBR: Đường kính ống dẫn khí (cung cấp cho bể SBR) Dk = = = 0,237 m Trong : vk: Vận tốc khí ống dẫn vkhí=10 ÷ 20m/s Ỉ vkhí=15m/s Ỉ Chọn ống dẫn khí ống sắt tráng kẽm, đường kính 250 Kiểm tra lại vận tốc khí ống: =13,45 m/s Ỉ thỏa điều kiện Lượng khí qua ống nhánh qk = = 0,051 (m3/s) = Đường kính ống nhánh dẫn khí dk = = =0,066 m = 66 mm Với: v: Vận tốc khí ống nhánh = 10 ÷ 20 m/s, chọn = 15 m/s Ỉ Chọn ống nhánh dẫn khí ống nhựa PVC, đường kính 70 Kiểm tra lại vận tốc khí ống: = 13,25 m/s Ỉ thỏa điều kiện • Tính tốn máy thổi khí Áp lực cần thiết hệ thống phân phối khí H k = h d + h c + hf + H = 0,4 + 0,4 + 0,5 + 4,7 = 6,0 m Trong đó: m hd: Tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn; hd hc: Tổn thất cục bộ; hc 0,4 m; chọn hd = 0,4 0,4 m; chọn hc = 0,4 m hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối khí; hf 0,5 m; chọn hf = 0,5 m H: Chiều sâu hữu ích bể SBR; H = 4,7 m Cơng suất máy thổi khí 71 Pk = = = 44,53 kW Trong đó: e : Hiệu suất máy thổi khí; e = 0,7 0,8; chọn e = 0,8 Gk: Trọng lượng dịng khí Gk = Q k = 0,66 1,3 = 0,858 kg/s R : Hằng số khí; R = 8,314 KJ/KmoloK (đối với khơng khí) T1: Nhiệt độ khơng khí đầu vào Ỉ T1 = 25 + 273 = 298oK P1: Áp suất tuyệt đối khơng khí đầu vào Ỉ P1 = atm P2: Áp suất tuyệt đối khơng khí đầu P2 = + =1+ = 1,593 atm n : hệ số n n = = (K = 1,395) Ỉ n = 0,283 8.9 Thiết bị tháo nước Thiết bị tháo nước có cấu tạo sau: van phao, ống thu nước có chạc đầu ống, góc nghiêng chạc khoảng 45 độ, khớp nối mềm ống thu nước dễ dàng di chuyển lên xuống, hệ thống van điều khiển tự động để đóng mở cửa xả nước Nguyên lý hoạt động thiết bị gạn nước trong: sau trình lắng bể SBR, nước lấy Trước hết, van điều khiển tự động mở Do có chênh lệch áp suất nên nước hút vào ống thu nước chảy vào công trình - bể khử trùng Từ đó, van phao hạ xuống theo mực nước bể Đến giới hạn định, van điểu khiển tự động đóng xả nước khơng cịn hút vào ống thu nước giới hạn để không thu lượng bùn ngồi ý muốn vào ống thu tính tốn quy thời gian đóng cửa xả nước Trong số trường hợp, người thiết kế sử dụng cột đóng van để đóng mở van thu nước Trong trình phao hạ xuống nước thu vào ống thu, phao chạm vào cột đóng van làm bật cho van xả nước tự động đóng lại Chiều cao cột đóng van phải tính tốn xác để khơng thu lượng bùn bể phải tính tốn vị trí đặt cột đống van với việc sử dụng cột đóng van để đóng mở van thu nước trong, q trình xây dựng lắp đặt khó khăn phức tạp 72 8.10 Thiết bị khuấy trộn điều khiển PLC Thiết bị hòa trộn tiêu chuẩn gồm: • Phao bề ngồi làm thép không gỉ sợi thủy tinh, bên nhựa tổng hợp Polyurethane; • Mơtơ; • Ốp bảo vệ cánh khuấy thép khơng gỉ; • Cách khuấy đúc thép khơng gỉ Ưu điểm thiết bị hịa trộn tạo dòng khuấy trộn mạnh tâm từ bề mặt xuống đến đáy bể phản ứng Sau đó, tạo dịng lưu chất hướng tâm quay trở về, giúp hòa trộn thực tồn thể tích bể Bộ điều khiển dựa mạch PLC (Programmable Logical Controller), vi xử lý Allen Bradley SLC5/04, thiết kế với mục đích tối ưu hóa q trình hệ thống SBR Bộ điều khiển gồm có: • Bộ vi xử lý Allen Bradley SLC5/04 • Mạch PLC • Màn hình Allen Braley Panel 550 • Thùng chứa modem điều khiển • Dây cáp, BỂ TIẾP XÚC Nước thải sau qua bể SBR đưa đến bể tiếp xúc để khử trùng dung dịch NaOCl 10% Bể tiếp xúc thiết kế với dòng chảy zich zắc qua ngăn để tạo điều kiện thuận lợi cho trình tiếp xúc clo nước thải Xem hiệu khử trùng trình xử lý sinh học không đáng kể, liều lượng clo cho vào tính theo cơng thức sau: Nt = (1 + 0,23Ct × t ) −3 No Trong đó: Nt:số vi khuẩn coliform sau thời gian tiếp xúc t,Nt =3000MPN/100ml No: số vi khuẩn coliform ban đầu, No= 10.000MPN/100ml Ct: lượng chlorine yêu cầu, mg/l t : thời gian tiếp xúc, phút Phương trình viết lại sau: −1 ⎤ ⎡ −1 ⎤ ⎡ Nt ⎢⎛ 3000 ⎞ Ct × t = ⎜ ⎟ − 1⎥ = 2,15 ⎢( ) − 1⎥ = ⎥ ⎢ 0,23 ⎣ N o , 23 10000 ⎝ ⎠ ⎦ ⎦ ⎣ 73 Chọn thời gian tiếp xúc t = 30 phút Vậy Ct = 0,072 mg Chlorine/l Do lượng clo oxy hố chất khử chất hữu cịn lại nước thải, lượng clo cho vào lấy C = mg/l • Tính kích thước bể tiếp xúc: Bảng 18 Các thông số tính toán thiết kế bể tiếp xúc Chlorine Thơng số Giá trị Tốc độ dòng chảy, m/phút – 4,5 Thời gian tiếp xúc, phút 15 – 30 Tỷ số dài/ rộng, L/W 10 : Thể tích bể tiếp xúc: V=Q × t= 125m / h × 30 phut = 62,5 m3 60 phut / h Trong đó: Q : lưu lượng nước thải đưa vào bể tiếp xúc, Q = 125 m3/h t : thời gian tiếp xúc, t = 30 phút Chọn vận tốc dòng chảy bể tiếp v = 3,0 m/phút Tiết diện ngang bể tiếp xúc là: A= Q 125m / h = = 0,694m v 3,0m / phut × 60 phut / h Chọn chiều sâu hữu ích bể H = 1,0m Chiều rộng bể: B= A 0,694m = = 0,7m H 1,0m Chiều dài tổng cộng bể: L= V 62,5 = = 89,3m B × H 0,7 × 1,0 Kiểm tra tỷ số L : B L : B = 89,3 : 0,7 = 128 > 10 Để giảm chiều dài xây dựng ta chia bể làm 10 ngăn chảy zich zắc Chiều rộng ngăn B = 0,7m Chiều dài L ngăn: V 62,5m L= = = 9m H × 10 × B 1,0m × 10ngan × 0,7m Vậy kích thước tổng thể hữu ích bể tiếp xúc: L × B × H=9m× 7m× 1m 74 Do có chiều cao bảo vệ 0,5m, kích thước thực bể tiếp xúc: L × B × H = m × m ì 1,5 m ã Tớnh toỏn hoỏ cht: Lượng clo tiêu thụ ngày: Mclo = Q × C = 3000(m3/ngày) × (mg/l) = kg/ngày Hoá chất sử dụng NaOCl 10% nên lượng hoá chất cần là: MNaOCl = 6/0,1 = 60 l/ ngày Chọn thời gian lưu t = ngày Thể tích cần thiết bồn chứa: V = 60 × = 300 (l) Bảng 19 Tổng hợp tính toán bể tiếp xúc Thơng số Kích thước bể Giá trị Dài, L(m) Rộng (10 ngăn), B(m) Cao, H(m) 1,5 Lượng hố chất NaOCl cần, (l/ngày) 60 Thể tích bồn chứa NaOCl , V(lít) 300 10 KÊNH THỰC VẬT Nước thải sau qua giai đoạn khử trùng thải kênh Kênh xử lý nước thải lần thực vật thùy sinh lục bình lau sậy Lục bình có chức xử lý hiếu khí chất hữu cịn lại Kênh có chiều rộng khoảng - m Đoạn kênh không tiếp nhận loại nước thải ngoại trừ nước thải sau xử lý KCN Tây Bắc Lục bình bố trí có khoảng cách, khoảng - m2 diện tích mặt thống bố trí cụm lục bình Việc bố trí tạo khoảng cách để dễ dàng cung cấp oxy cho trình xử lý sinh học hiếu khí Việc thiết kế cơng trình xử lý sinh học bậc cao vừa đảm bảo tiêu chuẩn xả theo quy định mà không tốn nhiều tiền cho cơng trình Chúng ta cần xếp, phân bố lại số lục bình trơi kênh cho phù hợp với trình xử lý sinh ọc tự nhiên 11 BỂ NÉN BÙN Bùn tươi ngăn lắng bùn hoạt tính cần xả bể SBR có độ ẩm cao (99 – 99,3%) Vì vậy, cần thực trình nén bùn để giảm độ ẩm bùn xuống khoảng 95 – 97% trước thực trình tách nước Lượng bùn tươi từ ngăn lắng Ỉ W1 = 328,32 kg/ngày 75 Lượng bùn hoạt tính xả từ bể SBR Ỉ W2 = 80% × 1165,8 = 932,64 kg/ngày Lượng bùn đưa vào bể nén bùn W = W1 +W2 = 328,32 + 932,64 = 1260,96 kg/ngày Dung tích bề mặt bể nén bùn F= W × K 1260,96 × 1,1 = = 29,5m L 47 Với: K: Hệ số an toàn; K = [1,1 - 1,2]; chọn K =1,1 L: Tải trọng chất rắn bể nén bùn; L = [29 ÷ 49 kg/m2.ngày]; chọn L = 47 kg/m2.ngày Đường kính bể nén bùn D = 4× F π = × 29,5 π = 6,1 m Chọn D = m Chiều cao bể nén bùn H = h1 + h2 + h3 + h4 = 1,2 +3,0 + 0,3 + 1,5 = 6,0 (m) Với: h1: Chiều cao ống phân phối trung tâm; h1 = 1,2 m h2: Chiều cao lớp bùn lắp đặt thiết bị gạt bùn đáy; h2 = 3,0 m h3: Chiều cao bảo vệ, h3 = 0,3 m h4: chiều cao cộng thêm phần phụ, h4 = 1,5 m Thể tích vùng chứa bùn bể nén bùn Vb = F × h2 = 29,5 × = 88,5 (m3) Lượng bùn nén rút hàng ngày Qb = = W ×K d ×C 1260,96 ×10 −3 ×1,1 = 34,4 (m3/ngày) 1,008 × 4% Với: K: Hệ số an ton; K [1,15 ữ 1,2] ặ chn K =1,15 d: Khối lượng riêng cặn sau nén Æ d = 1,008 kg/l C: Nồng độ cặn sau nộn; C [2% ữ 8%] ặ chn C = 4% Thời gian lưu cặn T = Vb 88,5 = = 2,57 (ngày) ∈ [0,5 ÷ 20 ngày] Qb 34,4 76 12 MÁY ÉP BÙN Thông số thiết kế máy ép bùn: Bề rộng dây đai: b = 0,5 – 3,5m Tải trọng bùn: 90 – 680 kg/m.h Lưu lượng bùn dẫn đến máy ép bùn từ bể nén bùn: Qnén = 34,4 m3/ngày Khối lượng bùn cần ép: 34,4 m3/ngày × 1,2 tấn/m3 = 41,28 tấn/ngày Nồng độ bùn sau ép = 18% ( quy phạm 12 – 20%) Khối lượng bùn sau ép = 41,28 tan/ × 18 = 7,43 tấn/ngày 100 Số hoạt động thiết bị t = 12 h/ngày Tải trọng bùn tính 1m chiều rộng băng tải chọn = 450 kg/m.h Chiều rộng băng ép: B= 7,43 × 10 kg / = 1,37m 12h × 450kg / m.h Æ Vậy ta chọn máy ép bùn dây đai có bề rộng 1,5m Lượng polymer sử dụng cho thiết bị khử nước cho bùn: • Lượng bùn: 7,4 tấn/ ngày • Thời gian vận hành : 12h/ngày • Lượng bùn giờ: 41,3 × 103/12 = 3,4 × 103 kg/h • Liều lượng polymer: kg/tấn bùn • Liều lượng polymer tiêu thụ: 3,4 × 103 × 5/1000 = 17 kg/h • Hàm lượng polymer sử dụng : 0,2% = kg/m3 Ỉ Lượng dung dịch polymer châm vào = 17 = 8,5m / h Ỉ Chọn hệ thống châm polymer, công suất N = m3/h 77