Hầu hết các công ty,cơ sở xuất nước mắm đều thải ra môi trường một lượng nước với nồng độ ô nhiễm các chất hữu cơ khá cao, nồng độ COD, BOD đều vượt ngưỡng giới hạn cho phép thải vào cốn
M ục tiêu luận văn
- Lựa chọn công nghệ và thiết kế trạm xử lý nước thải cho xưởng nước mắm Công ty Cổ Phần Công Nghiệp MASAN – KCN Tân Đông Hiệp A, Bình Dương
- Nước thải sau xử lý đạt TCVN 5945-2005 loại B.
N ội dung
- Thu thập số liệu, tài liệu, đánh giá tổng quan về công nghệ sản xuất, khả năng gây ô nhiễm môi trường và các phương pháp xử lý nước thải trong ngành sản xuất nước mắm.
- Khảo sát, phân tích, đo đạc, thu thập số liệu về công ty Cổ Phần Công Nghiệp MASAN
- Lựa chọn thiết kế công nghệ và thiết bị xử lý nước thải nhằm tiết kiệm kinh phí phù hợp với điều kiện của công ty.
- Lập kế hoạch thi công.
- Xây dựng kế hoạch quản lý và vận hành trạm xử lý nước thải.
Giá tr ị dinh dưỡng của nước mắm
T ỔNG QUÁT VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1 GIỚI THIỆU MỘT SỐ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC MẮM HIỆN NAY
Nước mắm là một loại gia vị đã được sản xuất từ rất lâu ở Việt Nam cũng như một số nước châu Á khác Ngành công nghiệp sản xuất nước mắm cũng là một trong những ngành công nghiệp có bề dày truyền thống ở nước ta Không những đóng góp một phần đáng kể vào nền kinh tế quốc dân, ngành công nghiệp sản xuất nước mắm còn tạo ra một loại nước chấm đã trở thành một nét văn hóa ẩm thực của ngươi Việt Nam.
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế bên cạnh những làng nghề truyền thống chuyên sản xuất nước mắm thì cũng có rất nhiều tập đoàn, công ty, xí nghiệp ra đời với mặt hàng chiến lược là nước mắm.Ta có thể kể đến một số tên tuổi lớn như: Nước mắm Phú Quốc, nước mắm Phan Thiết, Nước mắm Nha Trang và nhiều cơ sở sản xuất và chế biến nước mắn nhỏ lẻ khác…
Công nghệ sản xuất nước mắm bao gồm những công đoạn :
1.Múc cá lên sàn tàu 2 Trộn muối với cá theo tỉ lệ 2.5-3 cá/muối 3 Chuyển cá chượp xuống hầm tàu
5 Chuyển cá chượp vào nhà xưởng 6 Các thùng chứa cá chượp4.Chuyển cá chượp lên bờ
Nước mắm là dung dịch đạm mà chủ yếu là các acid amin, được tạo thành do quá trình thủy phân protein cá nhờ hệ enzym protease có trong cá Nước mắm được sản xuất ở hầu hết các nước Châu Á Mỗi nước có kiểu sản xuất khác nhau tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan khác nhau nhưng nguyên liệu chủ yếu để sản xuất nước mắm chủ yếu vẫn là cá.
Bảng 2.1 Tên một số loại nước mắm và tỷ lệ phối trộn tạo sản phẩm
2.1.2.1 Quá trình thủy phân của cá
Bản chất của quá trình sản xuất nước mắm
Cá + mu ối ủ nước mắm
Bản chất của quá trình này chính là quá trình thủy phân protein trong cá nhờ hệ
Enzym protease peptol polypeptid peptid acid amin
8 Chiết rót nước mắm vào chai 7.Thùng chứađang được giải nén 9.Kho chứa thành phẩm
Quá trình thủy phân protein đến acid amin là một quá trình rất phức tạp Đặc hiệu của enzym là chỉ tác dụng lên một vài chất nào đó với vài kiểu liên kết nhất định, như enzym peptidase chỉ tác dụng lên mối nối liên kết peptid để thủy phân nối liên kết này:
Sự tham gia của enzym trong quá trình thủy phân theo cơ chế xúc tác
ES : hợp chất trung gian giữa enzym và cơ chất.
Sản phẩm chủ yếu của quá trình phân giải protein là acid amin và các peptid cấp thấp.
Sự tạo thành và chuyển biến hợp chất ES qua 3 bước:
* Bước 1: Enzym kết hợp với protein tạo thành phức chất enzym protein, bước này xảy ra khá nhanh, liên kết không bền.
* Bước 2: Xảy ra sự chuyển biến của các phân tử protein dẫn đến làm phá vỡ các mối liên kết đồng hóa trị tham gia vào phản ứng Khi đó phức chất ES đồng thời xảy ra hai quá trình là sự dịch ch uyển thay đổi electron, dẫn đến sự cực hóa của mối liên kết tham gia vào phản ứng và sự biến dạng hình học của nối liên kết đồng hóa trị trong phân tử protein cũng như trong trung tâm hoạt động của enzym, làm cho protein hoạt động, quá trình thủy phân dễ dàng hơn.
* Bước 3: Giai đoạn tạo thành các acid amin và peptid cấp thấp, giải phóng enzym.
Theo nghiên cứu của Beddow, ba bước tạo thành và chuyển hóa hợp chất ES tương ứng với 3 chặng đường biến đổi hợp chất nitrogen trong quá trình thủy phân cá.
- Pha 1 (0 - 25 ngày): Có sự gia tăng thể tích của phần chất lỏng nổi ở trên bề mặt sản phẩm và protein hòa tan.
- Pha 2 (80 - 120 ngày): Mô tế bào bị phá vỡ, protein của tế bào trở nên tiếp xúc với enzym, sản phẩm của quá trình tự phân protein được phóng thích Hầu như tất cả mô tế bào đều bị phân hủy và biến mất sau 120 - 140 ngày
- Pha 3 (140 - 200 ngày): Enzym phóng thích và tấn công vào các phần protein hòa tan Đây là nguyên nhân làm thay đổi hợp chất Nitơ.
Ngoài ra đường, chất béo cũng bị phân giải thành rượu và các acid hữu cơ.
2.1.2.2 Các hệ enzym trong sản xuất nước mắm
Gồm 3 hệ enzym lớn a Hệ enzym Metalo-protease (Aminodipeptidase)
Hệ enzym này tồn tại trong nội tạng của cá và chịu được nồng độ muối cao nên ngay từ đầu nó đã hoạt động mạnh, giảm dần từ tháng thứ 3 trở về sau Loại enzym này có hoạt tính khá mạnh, có khả năng thủy phân rộng rãi đối với các loại peptid Đây là nhóm thủy phân enzym trung tính, pH tối thích từ 5-7, pI = 4-5, nó ổn định với ion Mg2+, Ca2+và mất hoạt tính với Zn2+, Ni2+, Pb2+, Hg2+ b Hệ enzym serin-protease Điển hình là enzym tripsin, tồn tại nhiều trong nội tạng của cá Ở giai đoạn đầu của quá trình sản xuất nước mắm hoạt động của nó yếu đến tháng thứ 2 và phát triển dần đạt giá trị cực đại ở tháng tứ 3 rồi giảm dần đến khi chượp chín (protein phân giải gần như hoàn toàn không còn ở dạng peptol) Hệ enzym này luôn bị ức chế bởi chuỗi acid amin trong cấu trúc của enzym Để tháo gỡ chuỗi này phải nhờ đến hoạt động của men cathepsin B nhưng men cathepsin B dễ bị ức chế bởi nồng độ muối cao Vì vậy để men cathepsin B hoạt động được người ta thực hiện phương pháp cho muối nhiều lần Enzym serin-protease hoạt động mạnh ở pH từ 5-10, mạnh nhất ở pH=9. c Hệ enzym acid-protease
Có trong thịt và nội tạng cá, điển hình là enzym cathepsin D Hệ enzym này dễ bị ức chế bởi nồng độ muối khoảng 15% nên thường nó chỉ tồn tại một thời gian ngắn ở đầu thời kỳ của quá trình thủy phân Loại men này đóng vai trò thứ yếu trong quá trình sản xuất nước mắm
2.1.2.3 Vi sinh vật trong sản xuất nước mắm
• Nguồn gốc: có từ nguyên liệu, dụng cụ, thiết bị, môi trường (không khí, nước) Khi vi sinh vật xâm nhập vào chượp có các ảnh hưởng sau:
-Tham gia vào quá trình thủy phân protein nhưng rất yếu vì bị ức chế bởi nồng độ muối cao.
- Tham gia tích cực v ào việc hình thành hương vị của nước mắm, chủ yếu là các vi sinh vật kỵ khí có khả năng sinh hương.
Nhân tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến nước mắm
Nhiệt độ tăng vận tốc phản ứng tăng, đến một nhiệt độ nào đó sẽ không tăng nữa và có thể giảm xuống do nhiệt độ cao làm cho hệ enzym serin-protease mất hoạt tính Quá trình thủy phân kém.
C thích hợp cho quá trình chế biến chượp. o
Nâng nhiệt độ của chượp lên bằng cách phơi nắng, nấu hoặc sử dụng tôn nóng để che phân xưởng.
C trở lên hầu hết các hệ enzym trong cá mất hoạt tính.
Mỗi hệ enzym có pH tối thích khác nhau, vì vậy phải xem loại enzym nào nhiều nhất và đóng vai trò chủ yếu nhất trong quá trình sản xuất nước mắm để tạo pH thích hợp cho enzym đó hoạt động Qua thực nghiệm cho thấy: pH môi trường tự nhiên từ 5,5-6,5 enzym tripsin và pepsin hoạt động được, đồng thời ở pH này có tác dụng ức chế một phần vi khuẩn gây thối Vì vậy ở môi trường tự nhiên có pH thích hợp cho quá trình sản xuất nước mắm hơn.
Muối là nguyên liệu quan trọng cho quá trình sản xuất nước mắm, thiếu muối nước mắm không hình thành được.
Yêu cầu của muối trong sản xuất nước mắm phải là loại muối ăn, càng tinh khiết càng tốt, kết tinh hạt nhỏ có độ rắn cao, màu trắng óng ánh (không vón cục, ẩm ướt, vị đắng chát)
- Nồng độ muối thấp có tác dụng thúc đẩy quá trình thủy phân protein nhanh hơn, chượp mau chín.
- Nồng độ muối quá cao có tác dụng ức chế làm mất hoạt tính của enzym, quá trình thủy phân chậm lại, thời gian thủy phân kéo dài (protein bị kết tủa bởi muối trung tính bão hòa) Để chế biến chượp nhanh cần xác định lượng muối cho vào trong chượp là bao nhiêu và lượng muối này phải thõa mãn 2 điều kiện:
- Không mặn quá để tránh ức chế hoạt động của enzym.
- Không nhạt quá để có đủ khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây thối.
Thường lượng muối cho vào khoảng 20-25% so với khối lượng cá Nên thực hiện phương pháp cho muối nhiều lần và cần phải xác định số lần cho muối, tỉ lệ muối của mỗi lần và khoảng cách giữa các lần cho muối để không ảnh hưởng đến quá trình sản xuất nước mắm.
Muốn phản ứng xảy ra nhanh phải có sự tiếp xúc tốt giữa enzym và cơ chất Các enzym trong cá tập trung nhiều ở nội tạng, nên để tăng tốc độ thủy phân người ta tìm cách tăng diện tích tiếp xúc giữa enzym và thịt cá Có thể dùng các biện pháp:
- Phương pháp xay nhỏ cá:
+ Xay nhỏ cá diện tích tiếp xúc sẽ lớn nhưng protein dễ bị biến tính do tác dụng cơ học.
Các phương pháp hóa l ý
Các hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10 -4 mm thường không thể tự lắng được mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp xử lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử lý các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng trong nước, tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể Do đó, các bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống ở bể lắng Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào trong nước các chất keo tụ thích hợp như : phèn nhôm
Al 2 (SO 4 ) 3 , phèn sắt loại FeSO4, Fe 2 (SO 4 ) 3 hoặc loại FeCl3
Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan
Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt Tùy theo phương thức cấp không khí vào nước, quá trình tuyển nổi bao gồm các dạng sau :
• Tuyển nổi bằng khí phân tán (Dispersed Air Flotation)
• Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation)
• Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved Air Flotation)
Phương pháp hấp phụ được ứng dụng rộng rãi để làm sạch nước thải triệt để, loại trừ các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học hấp phụ được ứng dụng để khử độc nước thải khỏi thuốc diệt cỏ, trừ sâu, thuốc sát trùng, phenol, các chất hoạt động bề mặt…
Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc hai pha không hòa tan là pha rắn (chất hấp phụ) pha lỏng Dung chất (chất bị hấp thụ) sẽ đi từ pha lỏng đến pha rắn cho đến khi nồng độ dung chất trong dung dịch đạt cân bằng Các chất hấp phụ thường sử dụng: than hoạt tính, tro, xỉ, mạt cưa, silicagen, keo nhôm.
Các phương pháp hóa h ọc
Nhằm trung hòa nước thải có Ph quá cao hoặc quá thấp, tạo điều kiện cho các quá trình xử lý hóa lý và sinh học :
2) thường được sử dụng rộng rãi như một bazơ để xử lý các nước thải có tính axit, trong khi axit sulfuric (H2SO 4
3.1.3.2 Phương pháp oxy hóa – khử
) là một chất tương đối rẻ tiền dùng trong xử lý nước thải có tính bazơ.
Phương pháp này được dùng để:
• Chuyển một nguyên tố hòa tan sang kết tủa hoặc một nguyên tố hòa tan sang thể khí.
• Biến đổi một chất không phân hủy sinh học thành nhiều chất đơn giản hơn, có khả năng đồng hóa bằng vi khuẩn.
Các chất oxy hóa thông dụng:Ozon, Chlorine, Hydro peroxide, Kali permanganate Quá trình này thường phụ thuộc rõ rệt vào Ph và sự hiện diện của chất xúc tác.
Kết tủa hóa học thường được sử dụng để loại trừ các kim loại nặng trong nước Phương pháp được sử dụng rộng rãi n hất để kết tủa các kim loại là tạo thành các hydroxide, ví dụ :
Cr 3+ + 3OH - → Cr(OH) Fe
Phương pháp kết tủa hóa học hay được sử dụng nhất là phương pháp tạo các kết tủa với vôi Soda cũng có thể được sử dụng để kết tủa các kim loại dưới dạng hydroxide (Fe(OH)
), …Anion carbonate tạo ra hydroxide do phản ứng thủy phân với nước :
Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như: H2
Phương pháp kỵ khí : Sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có ôxy.
S, sulfide, ammonia, … dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học có thể phân thành 2 loại :
Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian Phương trình phản ứng:
Chất hữu cơ CH4 + CO 2 + H 2 + NH 3 + H 2
Phương pháp hiếu khí : Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp ôxy liên tục.
Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí gồm 03 giai đoạn sau :
- Ôxy hóa các chất hữu cơ :
- Tổng hợp tế bào mới :
C x H y O z + O 2 + NH 3 Tế bào vi khuẩn (C5H 7 NO 2 ) + CO 2 + H 2
Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp kỵ khí và hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình ôxy sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn xử lý sinh học tự nhiên. ± ∆H
3.1.4.2 Phương pháp sinh học nhân tạo a Quá trình kỵ khí
Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng o Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc
Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn Hỗn hợp bùn và nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn, sau khi phân hủy hỗn hợp được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và nước Bùn tuần hoàn trở lại bể kỵ khí, lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật khá chậm. o Bể xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB) Đây là một trong những quá trình kỵ khí ứng dụng rộng rãi nhất trên thế do hai đặc điểm chính sau :
- Cả ba quá trình phân hủy-lắng bùn-tách khí được lắp đặt trong cùng một công trình
- Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng
Bên cạnh đó, quá trình xử lý sinh học kỵ khí UASB còn có những ưu điểm so với quá trình bùn hoạt tính hiếu khí như :
- Ít tiêu tốn năng lượng vận hành.
- Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn.
- Bùn sinh ra dễ tách nước.
- Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng.
- Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí Methane.
Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám o Bể lọc kỵ khí
Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa carbon trong nước thải Nước thải được dẫn vào bể từ dưới lên hoặc từ trên xuống, tiếp xúc với lớp vật liệu trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển Vì vi sinh vật được giữ trên bề mặt vật liệu tiếp xúc và không bị rửa trôi theo nước sau xử lý nên thời gian lưu của tế bào sinh vật rất cao (khoảng 100 ngày). o Bể phản ứng có dòng nước đi qua lớp cặn lơ lửng và lọc tiếp qua lớp vật liệu lọc cố định
Là dạng kết hợp giữa quá trình xử lý kỵ khí lơ lửng và dính bám. b Quá trình hiếu khí
Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng
Trong quá trình bùn hoạt tính, các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học – quần thể vi sinh vật hiếu khí – có khả năng lắng dưới tác dụng của trọng lực Nước chảy liên tục vào bể aeroten, trong đó khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùn hoạt tính cung cấp ôxy cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ Dưới điều kiện như thế, vi sinh vật sinh trưởng tăng sinh khối và kết thành bông bùn
Hỗn hợp bùn và nước thải chảy đến bể lắng đợt 2 và tại đây bùn hoạt tính lắng xuống đáy Một lượng lớn bùn hoạt tính (25 – 75% lưu lượng) tuần hoàn về bể aeroten để giữ ổn định mật độ vi khuẩn, tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ Lượng sinh khối dư mỗi ngày cùng với lượng bùn tươi từ bể lắng 1 được dẫn tiếp tục đến công trình xử lý bùn Để thiết kế và vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí một cách hiệu quả cần phải hiểu rõ vai trò quan trọng của quần thể vi sinh vật Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị ôxy hóa hoàn toàn thành CO2, H 2 O, NO 3 - , SO 4 2- , … Một cách tổng quát, vi sinh vật tồn tại trong hệ thống bùn hoạt tính bao gồm :
Pseudomonas, Zoogloea, Flacobacterium, Nocardia, Bdellovibrio,
Mycobacterium,…và hai loại vi khuẩn nitrate hóa Nitrosomonas, Nitrobacter Yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nước thải đưa vào hệ thống cần có hàm lượng SS không vượt quá 50 mg/L, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ không quá 25 mg/L, Ph từ 6,5 – 8,5 và nhiệt độ từ 6 – 37 0 o Bể aerotank thông thường
C Một số dạng bể ứng dụng quá trình bùn hoạt tính lơ lửng như : Bể aeroten thông thường, bể aeroten xáo trộn hoàn chỉnh, mương ôxy hóa, bể hoạt động gián đoạn, bể aeroten mở rộng, …
Nướ c thả i sau xử lý
Hình 3.1 : Bể aeroten thông thường o Bể aerotank xáo trộn hoàn toàn Đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp Thiết bị sục khí cơ khí (motour và cánh khuấy) hoặc thiết bị khuếch tán khí thường được sử dụng như máy nén khí…
Hình 3.2 : Bể aeroten khuấy trộn hoàn toàn o Bể aerotank mở rộng
Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, khi đó tốc độ sinh trưởng thấp, sản lượng bùn thấp và chất lượng nước ra cao hơn Thời gian lưu bùn cao hơn so với các bể khác
(20 – 30 ngày) Hàm lượng bùn thích hợp trong khoảng 3.000 – 6.000 mg/L o Mương oxy hóa
L ỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO XƯỞNG NƯỚC MẮM CÔNG TY MASAN 1 Cơ sở lựa chọn công nghệ
3.2.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ
Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cần phải dựa vào các yếu tố sau:
- Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải ở đầu vào.
- Tiêu chuẩn xả nước thải vào các nguồn tiếp nhận tương ứng.
- Tính kinh tế của công trình ( xây dựng và vận hành).
- Diện tích mặt bằng công trình.
- Dựa vào điều kiện tự nhiên xã hội tại vùng mà công trình xây dựng ( cao trình, khí hậu, vật liệu…)
- Những điều kiện thiết bị hiện có trên thị trường.
3.2.1.1 Tính chất nước thải dòng vào
Nước thải từ xưởng nước mắm của Cty có một số đặc điểm sau:
Lưu lượng nước thải phát sinh khoảng 400m 3
Nước thải giặt khăn: Đây là loại nước thải bị ô nhiễm khá nặng, nước thải này phát sinh từ khâu giặt khăn bông sau khi lọc nước mắm Lượng nước thải giặt khăn phát sinh mỗi ngày khoảng 20 m
3/ngày chủ yếu nhiễm bẩn bởi các chất hữu cơ, cặn bã và có độ mặn khá cao Chỉ tiêu ô nhiễm như sau: COD = 1500 –
Nguồn nước thải còn lại từ khâu vệ sinh bồn chứa, nhà xưởng, chai lọ, máy móc: Đây là nguồn nước thải chính phát sinh từ xưởng nước mắm của Công ty với lưu lượng khoảng 380m
3/ngày, các thông số ô nhiễm như sau: COD = 600 –
Sau khi trộn lẫn các nguồn nước trên với tỉ lệ hợp lý, nguồn nước cần xử lý có thành phần và tính chất như sau:
Bảng 3.1 Thành phần và tính chất nước thải dòng vào
STT Thông số Đơn vị Giá trị
3.2.1.2 Tính chất nước thải sau khi xử lý
Nước thải sau khi xử lý đạt loại B TCVN 5945-2005
Bảng 3.2 Thành phần và tính chất nước thải sau xử lý
STT Thông số Đơn vị
Giá trị giới hạn của
3.2.2 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải
Do tính chất nước thải của xưởng nước mắm có hai nguồn chính với nồng độ các chất ô nhiễm và lưu lượng khác nhau Nước thải từ khâu giặt khăn có thời điểm phát thải không đều và bị ô nhiễm khá cao đặc biệt là độ mặn 2500 – 3000mg/l có thể gây sốc cho các công trình xử lý sinh học Do đó khi lựa chọn công nghệ phải tính đến phương án điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải cho hợp lý để đảm bảo các công trình xử lý sinh học an toàn.
Dựa vào thành phần và tính chất nước thải từ các dòng vào và yêu cầu của nước thải sau xử lý ta có thể lựa chọn công nghệ xử lý sau:
Mô tả sơ đồ khối:
Hình 3.5 Sơ đồ công nghệ
THẢI VÀO CỐNG ĐẠT LOẠI B
BỂ L ẮNG 2 –B7 ỐNG KHỬ TRÙNG –KT
Nước thải sản xuất từ xưởng nước mắm Công ty MASAN sẽ được tách làm 2 dòng riêng biệt chảy vào hệ thống hệ thống xử lý nước thải.
Nước thải từ các đường cống thoát nước của nhà máy chảy vào mương dẫn có đặt song chắn rác Song chắn rác sẽ giữ lại những vật có kích thước lớn có thể ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống Phần rác sẽ được bỏ vào thùng chứa rác sau đó đem đi xử lý cùng với lượng chất thải rắn của công ty Nước sẽ tự chảy từ mương đặt song chắn rác vào bể tiếp nhận
Bể tiếp nhận có cốt nền thấp nhằm tiếp nhận toàn bộ lượng nước thải của công ty vào HTXL nước thải Nước từ bể tiếp nhận sẽ được bơm qua bể điều hòa nhờ hai bơm chìm hoạt động luôn phiên nhau.
Nguồn nước thải từ khâu giặt khăn có nồng độ ô nhiễm khá cao và thời điểm xả thải không ổn định do đó ta cần thiết kế bể tiếp nhận B1’nhằm đảm bảo độ mặn trong nước thải trước khi đưa vào hệ thống xử lý luôn ổn định tránh hiện tượng gây sốc cho vi sinh vật ở bể Aeroten
Bể tiếp nhận B1’ nhằm tiếp nhận toàn bộ lượng nước thải từ khâu giặt khăn theo đường ống chảy vào
Nước thải từ bể tiếp nhận B1’ sẽ được cài đặt chế độ bơm tự động với lưu lượng nhỏ vào bể điều hòa nhằm trộn lẫn với nguồn thải còn lại.
Nước được bơm từ bể tiếp nhận B1, B1’ lên bể điều hòa
Do nước thải từ xưởng nước mắm của công ty có lưu lượng và nồng độ thường xuyên thay đổi do đó cần phải có bể điều hòa.
Tại đây nước thải được điều hoà về lưu lượng và nồng độ nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho các giai đoạn xử lý tiếp theo Các thiết bị cấp khí Ejector cung cấp khí cho nước thải để tránh xảy ra quá trình kị khí ở bể điều hoà gây mùi hôi đồng thời cũng nhằm san đều nồng độ của nước thải
Nước thải sẽ được bơm từ bể điều hoà vào trộn nhờ 2 bơm chìm.
Hóa chất PAC được châm trên đường ống dẫn nước thải từ điều hòa bể trộn Bể trộn nhằm trộn lẫn nước thải với hóa chất keo tụ PAC nhằm tăng kích thước các hạt cặn giúp cho quá trình lắng thuận lợi hơn Quá trình trộn nước thải với hóa chất keo tụ trợ lắng nhờ máy khuấy trộn cơ học.
Trên đường ống dẫn nước thải từ điều hòa bể trộn cũng có 2 vị trí châm aicd H2SO 4 và sút NaOH nhằm ổn định độ pH của nước thải trước khi qua công đoạn xử lý sinh học
2 bơm định lượng châm NaOH và H2SO 4 được điều khiển bởi bộ Contronler pH để luôn giữ độ pH trong nước thải nằm trong khoảng 6.5 – 8.5
Polyme được châm vào đường ống dẫn nước từ bể trộn sang bể tạo bông kết hợp lắng nhằm liên kết các hạt cặn sau khi đã keo tụ với hóa chất PAC để tạo thành các bông cặn có kích thước lớn giúp cho quá trình lắng thuận lợi hơn.
Nước tự chảy tư bể trộn B3 sang bể lắng 1 - B4
Dưới tác dụng của trọng lực hỗn hợp các bông cặn và nước trong được tách ra.Các bông cặn sẽ lắng xuống đáy và nước trong bên trên sẽ tự chảy tiếp sang Aerotank
Phần cặn lắng sẽ được xả đến bể phân hủy bùn theo định kỳ để làm ráo nước và phân hủy sau đó đem đi xử lý riêng.
Nước thải sau khi qua bể lắng có thể loại bỏ trên 80% các hạt cặn lơ lửng, hiệu quả xử lý COD đạt khoảng 40-45%
Nước thải tự chảy từ bể tạo bông kết hợp lắng qua bể Aeroten B5.
: Đây là bể xử lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính lơ lửng Các vi sinh vật hiếu khí sẽ oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải nhờ quá trình bổ sung oxy từ các thiết bị cấp khí Ejector Quá trình phân hủy hiếu khí xảy ra như sau:
Hiệu quả xử lý COD của bể aerotank đạt khoảng 85 – 95%
O + Sinh khối mới + các chất khác
Dưới tác dụng của lực ly tâm và trọng lực, hỗn hợp bùn và nước sau xử lý sinh học được tách ra, phần bùn hoạt tính lắng xuống dưới đáy, phần nước trong chảy tiếp sang bể trung gian Một phần bùn hoạt tính lắng này sẽ được bơm tuần hoàn lại vào bể aerotank, phần bùn dư còn lại sẽ được xả sang bể chứa bùn
TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại các tạp chất có kích thước lớn như lá cây, nắp chai, bọc nylong…
Do công trình xử lý có công suất nhỏ và lượng rác không nhiều nên ta chọn song chắn rác làm sạch bằng thủ công. a.Kích thước mương đặt song chắn rác:
Bảng 4.1 Các thông số tính toán song chắn rác
Khe hở giữa các thanh (mm) Độ dốc theo phương đứng (độ)
Tốc độ chảy trong mương đặt song (m/s)
Tổn thất áp lực (mm)
(Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp_Lâm Minh Triết)
- Chiều sâu phần cuối của mương dẫn nước thải là h = 0,9 m
- Tốc độ dòng chảy trong mương: v = 0,3 m/s
- Kích thước mương : rộng x sâu = 0,6m x 0,9m
- Chiều cao lớp nước trong mương:
= − b.Tính toán song ch ắn rác:
Kích thước song chắn rác
Song chắn rác được bố trí nghiêng 1 góc 45 0
Giả sử song chắn rác có n thanh, vậy số khe hở m = n +1. so với phương nằm ngang để tiện khi cọ rửa Song chắn rác làm bằng Inox, các thanh trong song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật với kích thước thanh rộng x dày = b x d = 5 x 25 mm khe hở giức các thanh w 25mm
Mối quan hệ giữa chiều rộng mương, chiều rộng thanh và các khe hở:
Chọn n = 19 thanh, suy ra khoảng cách giữa các thanh là:
B : Chiều rộng mương đặt song, B = 0,6 m b: Chiều rộng thanh song chắn, b = 5 mm
Tổn thất áp lực qua song chắn rác
Tổng tiết diện các khe song chắn:
Vận tốc dòng chảy qua song :
Tổn thất áp lực qua song : mm mm g m v h L v s 0,0034 3,4 150
Nước thải từ song mương đặt song chắn rác tự chảy vào bể tiếp nhận.
Bể tiếp nhận có nhiệm vụ tập trung nước thải, thu gom triệt để lượng nước thải của nhà máy và đảm bảo lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động an toàn.
Trong bể tiếp nhận sử dụng hai bơm chìm hoạt động luân phiên để bơm nước thải đến bể điều hoà.
Chọn thời gian lưu nước là t = 25 phút Thể tích hố thu gom được tính như sau:
Chọn kích thước bể tiếp nhận B1 :
Chọn chiều cao bảo vệ hbv
• Đường kính ống dẫn nước từ bể tiếp nhận sang bể điều hòa:
Chọn vận tốc nước chảy trong ống là 1,2m/s ( v = 0,9-1,5m/s) vx m
Q max-s : Lưu lượng lớn nhất theo giây= 0,0083 m 3
Chọn ống nhựa đường kớnh thương mại ỉ90
Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong đường ống: s
Chọn 2 máy bơm chìm hoạt động luôn phiên nhau để bơm nước từ bể tiếp nhận B1 lên bể điều hòa
Dựa vào phụ lục 1 để chọn bơm với các thông số.
- Loại : Bơm chìm nhúng nước
Bảng 4.2 :Các thông số thiết kế Bể tiếp nhận B1
Tên Đơn vị Giá trị
- Số máy bơm m m m kw Cái
Nguồn nước thải từ khâu giặt khăn có nồng độ ô nhiễm khá cao và thời điểm xả thải không ổn định do đó ta cần thiết kế bể tiếp nhận B1’nhằm đảm bảo độ mặn trong nước thải trước khi đưa vào hệ thống xử lý luôn ổn định tránh hiện tượng gây sốc cho vi sinh vật ở bể Aeroten
Bể tiếp nhận B1’ nhằm tiếp nhận toàn bộ lượng nước thải từ khâu giặt khăn theo đường ống chảy vào Để đảm bảo tỉ lệ phối trộn luôn an toàn khi lượng nước trong bể điều hòa ở mức 2/3 bể nước thải từ bể tiếp nhận B1’ sẽ được bơm tự động vào bể điều hòa nhờ 2 bơm chìm hoạt động thay phiên nhau
Bể tiếp nhận B1’ còn có ý nghĩa điều hòa lưu lượng n
Chọn thời gian lưu nước trong bể tiếp nhận B1’ là 20h
Thể tích bể tiếp nhận
V = q t = 20/24 x 20 = 16,6m 3 q : lưu lượng nước thải giặt khăn q = 20m
3 t: thời gian lưu nước trong bể tiếp nhận B1’
Chọn kích thước bể tiếp nhận B1 : L × B × H = 2 , 5 × 2 , 5 × 3
Chọn chiều cao bảo vệ hbv
Suy thể tích xử dụng của bể là : 2,5 x 2,5 x 2,7 = 16,8 m
• Đường kính ống dẫn nước từ bể tiếp nhận B1’ sang bể điều hòa:
Chọn vận tốc nước chảy trong ống là 1,2m/s ( v= 0,9-1,5m/s)
: Lưu lượng lớn nhất theo giây max-s = q.k = 20.2 = 40m3/ngày = 1,7 m 3 k : hệ số an toàn, chọn k = 2
Chọn ống nhựa đường kớnh thương mại ỉ27
Do lưu lượng nước thải nhỏ nên ta có thể chọn các thông số của bơm chìm như sau.
Chọn 2 máy bơm hoạt động luôn phiên nhau với các thông số:
- Loại : Bơm chìm nhúng nước
Tại đầu ống nước ra phía bể điều hòa gắn 1van chiều nhằm điều chỉnh lưu lượng nước từ bể tiếp nhận B1’ qua
Bảng 4.3 : Các thông số thiết kế bể tiếp nhận B1’
Tên Đơn vị Giá trị
4.2.4 Bể điều hòa - B2 a.Nhiệm vụ:
Do nước thải từ xưởng nước mắm của công ty có lưu lượng và nồng độ thường xuyên thay đổi do đó cần phải có bể điều hòa.
Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và nồng độ nước thải dòng vào Bể điều hịa được cấp khí nhằm tạo ra sự xáo trộn đều các chất ô nhiễm trong toàn bộ thể tích nước thải, tránh việc lắng cặn trong bể Ngoài ra,cũng giúp cho việc oxy hóa một phần chất bẫn có trong nước thải Nước thải được ổn định về lưu lượng và nồng độ để thuận lợi cho việc xử lý ở các công trình xử lý sau b.Tính toán:
Thể tích bể điều hòa W = Q giờ tb
t o Q giờ tb : lưu lượng giờ trung bình của nước thải.
24: Thời gian hệ thống hoạt động trong ngày
/giờ o t: thời gian lưu nước trong bể điều hòa ,chọn t = thời gian 1 ca làm = 8 giờ.
⇒W = 16,7.8 = 133,6 m Kích thước bể điều hoà :
Chọn chiều cao làm việc là 3.5m, chiều cao bảo vệ là 0.5 m.
Diện tích mặt bằng của bể điều hoà là:
Chọn kích thước bể điều hoà là: L B H = 8 x 5 x 4
Thể tích làm việc của bể điều hòa là: 8 x 5 x 3,5 0m
Bảng 4.4 Các thông số thiết kế Bể điều hòa
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị
Tính lưu lượng không khí cần thiết:
Bảng 4.5: Các dạng khuấy trộn ở bể điều hoà
Dạng khuấy trộn Giá trị Đơn vị
Nguồn xử lý nước thải đô thị và công nghiệp- Tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết- Nguyễn Thanh Hùng – Nguyễn Phước Dân - 2001
Lượng không khí cần cho 1 m 3 dung tích bể trong một phút là: 0.01 – 0.015 m 3
Chọn lượng không khí cần thiết cho 1 m
3 dung tích bể là: Q khi = 0.015 m 3 Lượng khí cần trong một phút là:
• Tính hệ thống đĩa, ống phân phối khí:
Chọn thiết bị phân phối khí dạng đĩa đường kính 320mm,với lưu lượng phân phối riêng Z = 40-180l/p Chọn Z 0 l/p để tính toán
- Số lượng đĩa cần thiết:
Cách bố trí đĩa phân phối khí trong mặt bằng gồm 5 hàng, 3 cột
Chọn số đĩa sử dụng là 15 đĩa
- Tính áp lực cần thiết cho hệ thống ống dẫn khí: Áp lực cần thiết của máy thổi khí tính theo met cột nước:
Với h: tổng tổn thất do ma sát bao gồm tổn thất do chiều dài và tổn thất do cục bộ chọn h = 0,4
H = 3,5 m độ sâu ngập nước của thiết bị.
= 0.5 m.Tổn thất qua vòi phun.
= 0.4 + 0.5 + 3,5 = 4.5 m m Áp lực cần thiết của máy tính theo atmotphe là: là áp lực cần thiết của máy nén khí tính theo met cột nước.
- Lưu lượng khí qua mỗi ống nhánh: atm.n
Từ ống dẫn khí chính, ta phân ra làm 5 ống nhánh cung cấp khí cho bể: q khi = 0 , 525 m / p 0 00875 m / s
- Đường kính ống nhánh: d = m v q khi
4 = = v: vận tốc khí trong ống nhánh, chọn v = 12m/s
Chọn ống dẫn khí nhánh loại ống sắt tráng kẽm đường kính d = 40 mm Để tiện cho việc bố trí và tiết kiệm kinh tế, chọn 2 máy thổi khí đồng thời cấp khí cho cả bể điều hòa và bể Aeroten Chọn 2 máy thổi khí hoạt động thay phiên nhau theo chu kì 1 giờ đổi một lần.
Công suất máy thổi khí và đường kính ống dẫn khí chính sẽ được trình bày ở phần tính toán bể Aeroten
• Chọn 2 máy bơm chìm hoạt động luôn phiên nhau để bơm nước từ bể bể điều hòa B3 qua bể khuất trộn B4
Dựa vào phụ lục 1 để chọn bơm với các thông số.
- Loại : Bơm chìm nhúng nước
Thể tích bể trộn cần:
Q : lưu lượng nước cần xử lý, Q = 400/24 = 16,7 (m 3
Chọn bể trộn tròn đường kính D = 1,6 m.
Suy ra diện tích mặt thoáng bể trộn:
F =πD = Chiều cao công tác của bể trộn:
Chọn chiều cao dự trữ của bể trộn H
Vậy chiều cao tổng cộng của bể khuấy trộn:
Dùng cánh khuấy turbin 4 cánh hướng dòng nước lên trên Đường kính cánh khuấy 1/ 2 đường kính bể.
Trong bể đặt 4 tấm chặn để ngăn chuyển động xoay của dòng nước chiều cao của tấm chắn bằng chiều sâu hữu ích của bể h =1,4 m , chiều rộng tấm chắn bằng 1/10 đường kính bể b= 0,16 m. Đường kính cánh khuấy dk
Chiều cao từ đáy bể đến mép dưới cánh khuấy: h = d
• Đường kính ống dẫn nước từ bể điều hòa sang bể trộn
Chọn vận tốc nước chảy trong ống là 1,2m/s vx m
Q tb-h : Lưu lượng trung bình theo giờ = 16.7 m 3
Chọn ống nhựa đường kớnh thương mại ỉ75
• Đường kính ống dẫn tự chảy từ bể trộn sang bể tạo bông
Chọn vận tốc nước chảy trong ống là 0.9m/s vx m
Q tb-h : Lưu lượng trung bình theo giờ = 16.7 m 3
Chọn ống nhựa đường kớnh thương mại ỉ90
Năng lượng khuấy cần truyền vào nước :
G : gradient vận tốc cho quá trình khuấy trộn, chọn G = 900 (s -1
3 ì : độ nhớt động lực của nước thải ở 25
Vậy công suất động cơ là:
Xác định số vòng quay của cánh khuấy:
K : hệ số sức cản của nước phụ thuộc kiểu cánh khuấy, đối với cánh k huấy turbin 4 cánh K = 1,08 ρ: Trọng lượng riêng của nước.
Tính toán lượng hóa chất:
Theo kết quả thí nghiệm tại Cty TNHH TM-KT MÔI TRƯỜNG ĐẮC KHANG :
Sử dụng dd PAC 10% (100g/l) để làm thí nghiệm
Lượng PAC cho 01 lít nước thải : 1,5ml
- Tổng lượng PAC cho 1 ngày vận hành: nước thải : 1,5 1000 = 1500ml = 1,5lit m = 1,5 x 400 = 600 l/ngày ≈ 600x100 = 60000g/ngày = 60 kg/ngày
Bảng 4.6: Thông số thiết kế bể trộn
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị
1 Đường kính bể khuấy trộn m 1,6
2 Chiều cao bể khuấy trộn m 1,7
5 Chiều dài mỗi cánh khuấy m 0,2
7 Công suất máy khuấy kW 2,8
Bể tạo bông các hạt keo sau khi qua bể trộn tiếp tục phản ứng với nhau Chúng ta cần khuấy trộn chậm đồng thời cho thêm polyme vào tạo điều kiện cho các bông cặn kết dính lại với nhau tăng kích thước cũng như trọng lượng hạt cặn tao điều kiện lắng nhanh hơn.
Q: Lưu lượng nước thải trung bình giờ m 3 t: Thời gian lưu nước trong bể keo tụ chọn t = 5 phút
Chọn bể hình tròn Vật liệu là Inox 3mm
- Chọn chiều cao bể tạo bông chọn h = 1,7m ( Bằng chiều cao bể trộn)
- Tiết diện ngang của bể tạo bông
D m f b =π = - Dùng cánh khuấy turbin 4 cánh hướng dòng nước lên trên Đường kính cánh khuấy = 1/ 2 đường kính bể Đường kính cánh khuấy dk
Chiều cao từ đáy bể đến mép dưới cánh khuấy: h = d
- Chọn motor khuấy có công suất 0,75Kw, tốc độ khuấy 60 vòng/phút
Tính toán lượng hóa chất:
Sử dụng dd Polyme anion 0,1% (1g polyme/ 1lit nước) để làm thí nghiệm
Lượng Polyme cho 01 lít nước thải : 0,3ml
Tổng lượng POLYMER cho 1 ngày vận hành: nước thải :0,3x1000= 300ml = 0,3lit m = 0,3x400 = 120 lit/ngày = 120g polyme/ngày
Bể keo tụ tạo bông kết hợp là nơi diễn ra quá trình tạo bông các hạt cặn sau khi đã được keo tụ, đồng thời có nhiệm vụ lắng các bông cặn sau khi đã qua quá trình tạo bông Các bông cặn này có tỉ trọng lớn nên khả năng lắng dễ lắng, ta chọn bể lắng đứng để thiết kế do bể lắng đứng vẫn hiệu quả nhưng không dòi hỏi diện tích mặt bằng quá lớn.
Polyme sẽ được châm trên đường ống từ bể trộn sang bể keo tụ tạo bông.
Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng trong mặt bằng:
Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm :
:Tốc độ chuyển động của nước trong bể lắng đứng, v = 0,5-0,8 mm/s (điều 6.5.4
Q tb-s : Lưu lượng trung bình theo giây, Qtb-s= 4,63lit/s = 4,63 10 -3 m 3 v
/s tt:Tốc độ chuyển động của nước trong ống trung tâm, lấy không lớn hơn 30mm/s(0,03m/s),điều 6.5.9.TCXD 51-84, chọn v = 0,25mm/s
Đường kính bể lắng được tính theo công thức:
→ Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng trong mặt bằng:
Kiểm tra lại vận tốc chuyển động của dòng nước trong bể:
Đường kính ống trung tâm được xác định theo công thức: f m d 0 , 48
Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm f = 0,5 2 3,14/4 = 0,196m
Kiểm tra lại tốc độ chuyển động của nước trong ống trung tâm
4 m f v tt = Q tb − s = − = , Thảo mãn điều kiện
Chiều cao bể lắng được xác định:
Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng được xác định theo công thức h 1 t: Thời gian lắng, chọn t =1,5h
= v.t = 0,00054.1,5.3600 = 2,9m v: tốc độ chuyển động của dòng nước trong bể lắng v = 0,00054
Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng được xác định theo công thức
Trong đó: h2: Chiều cao lớp trung hòa,m. h3: Chiều cao gỉa định của lớp cặn trong bể lắng, m.
D: Đường kính trong của bể lắng , D = 3,3m d n : Đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn α: Góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang, lấy không nhỏ hơn 50
Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng sẽ là:
H t = h 1 + h n + h 0 = 3 + 1,7 + 0,3 = 5m h o : Khoảng cách an toàn từ mặt nước tới thành bể, chọn ho
Chiều cao ống trung tâm được xác định:
Chọn chiều cao ống trung tâm có chiều dài bằng chiều cao tính toán của vùng lắng và bằng 2,9 m Đường kính và chiều cao phễu lấy bằng 1,35 đường kính ống trung tâm: m d h d λ = λ =1.35 =1,35.0,5=0,67 Đường kính tấm hắt lấy bằng 1,3 lần đường kính miệng loe và bằng 1,3.0,6 = 0,87m Góc nghiêng giữa bề mặt tấm hắt với mặt phẳng ngang lấy bằng 17 0
Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm hắt theo mặt phẳng qua trục được tính theo công thức:
Trong đó: v k : tốc độ dòng nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm hắt, vk ≤ 20 mm/s Chọn vk ≤ 10 mm/s = 10.10 -3 m/s
Máng thu nước sau lắng được bố trí vòng tròn ôm theo chu vi bể, chọn bề rộng đáy máng là 0,3m Đường kính máng thu nước:
D máng = D bể Chiều dài máng thu nước:
Tải trọng thu nước trên 1m chiều dài của máng tràn:
Số răng cưa trên máng tràn:
Máng răng cưa được neo chặt vào thành trong bể nhằm điều hòa dòng chảy từ bể vào máng thu nhờ khe dịch chuyển, đồng thời máng răng cưa có tác dụng cân bằng mực nước trên bề mặt bể khi công trình bị lún hoặc nghiêng.
Chọn tấm răng cưa hình chữ V bằng inox 304 dày 2,5mm, cao h = 250 mm Chiều cao hình chữ V là 40 mm, chiều dài đáy chữ V là 80 mm, Chữ V có góc ở đáy 90 0
Số răng cưa của máng :
,khoảng cách giữa 2 đỉnh là 140 mm
Lưu lượng nước vào mỗi khe chữ V: h n m q Q tb h 0.283 /
: Chiều cao mực nước trong khe chữ V
Giải phương trình trên ta được H = 0.02(m) (mm) < 40 ( Đạt yêu cầu)
Chiều cao của mổi khe là 40(mm)
Chiều cao tổng máng răng cưa 150(mm)
Vật liệu làm máng răng cưa là inox 2,5mm
= 22 mm < 40 mm (đạt yêu cầu)
Đường kính ống tự chảy:
Nước từ bể tạo bông kết hợp lắng được thu gom tại máng răng cưu và tự chảy qua bể Aeroten
-Vận tốc tự chảy v ≤ 2 m/s, chọn v = 1 m/s mm v m
Chọn ống PVC trên thị trường có đường kính D = 90mm
Kiểm tra lạivận tốc trong ống s
Tính lượng bùn phát sinh:
Giả sử bùn tươi (hỗn hợp váng nổi và cặn lắng) có hàm lượng chất rắn là: TS=5%(độ ẩm 95% ; VSS:TSS=0,05 và khối lượng riêng là 1,082 kg/l
Lượng bùn sinh ra mỗi ngày tính theo công thức sau
Q tb-ngay : Lưu lượng nước trung bình theo ngày = 400m 3
2 là hàm lượng cặn đi ra khỏi bể lắng, C2
: hàm lượng cặn đi vào bể lắng.
C 0 hàm lượng SS trong nước thải C0 a
= 600(mg/l) p: hàm lượng phèn, ap k: hệ số tạo cặn phèn, chọn k =1
= 100 mg/l số liệu thực nghiệm.
Vậy lượng bùn sinh ra trong mổi ngày là:
Giả sử bùn tươi từ bể lắng 1có hàm lượng chất rắn là: TS=5%(độ ẩm 95%); khối lượng riêng là 1,082 kg/l
Lưu lượng bùn tươi cần xử lý mỗi ngày : ngày
Sau khi qua song chắn rác tinh và bể lắng 1 hiệu quả khử cặn lơ lửng đạt trên 90%, ta chọn 90%,hiệu quả xử lý BODs
Hàm lượng SS sau khi qua lắng hóa lý 1: 500 x (1-0,9)= 50 (mg/l) đạt 35% , hiệu quả xử lý COD đạt 45%.
Hàm lượng COD sau lắng hóa lý 1: 860 x (1-0,45)= 473 (mg/l) sau lắng hóa lý 1: 600 x (1-0,35)= 390 (mg/l)
Bảng 4.7: Thông số thiết kế lắng 1
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị
3 Đường kính ống trung tâm m 0,5
4 Chiều cao ống trung tâm m 2,9
Nước thải sau khi đi qua bể lắng hàm lượng SS, BOD5
Bể Aeroten được bố trí hệ thống sục khí khắp diện tích bể nhằm tạo điều kiện cung cấp đủ oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng Tại đây các chất hữu cơ sẽ được phân hủy bởi các vi sinh vật hiếu khí Phản ứng oxy hóa có thể biểu diễn như sau:
, COD có giảm tuy nhiên nồng độ các chất hữu cơ trong nước thải còn lớn do đó cần bể aerotank để xử lý triệt đểhơn
Các chất lơ lửng trong nước thải đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú sinh sản và phát triển lên tạo thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Vi khuẩn dùng chất các chất hữu cơ phức tạp làm thức ăn và chuyển hoá chúng theo từng bước xen kẽ và nối tiếp nhau, từ các hợp chất hữu cơ có cấu tạo phức tạp thành các hợp chất hữu cơ có cấu trúc đơn giản hơn
Nước thải sau xử lý ở bể Aeroten được dẫn vào bể lắng 2 Một phần bùn dư từ bể lắng
2 sẽ được bơm tuần hoàn về bể aerotank để đảm bảo nồng độ bùn nhất định trong bể Aeroten b Tính toán
Các thông số thiết kế :
- Hàm lượng COD ở đầu vào = 473 mg/L
- Hàm lượng BOD ở đầu vào = 390 mg/L
- Nhiệt độ duy trì trong bể 25
- Thời gian lưu bùn trong hệ thống, θ
- Nước thải sau lắng 2 BOD ngày
- Tỷ số BOD đầu ra 50 mg/l, SS = 100 mg/l cặn sinh học, trong đó có 65% cặn dễ phân hủy sinh học
Các thông số cơ bản tham khảo để tính toán aeroten kiểu xáo trộn hoàn toàn :
- Thời gian lưu : tl =5-15 ngày Chọn t1
- Tỷ số F/M : 0,2-0,6 kg/kg ngày; ngày
- Tải trọng thể tích: 0,8-1,92 kgBOD 5 /m 3 ngày;
- Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong bùn hoạt tính MLSS : 2500-4000 mg/l;
- Tỷ số thể tích/lưu lượng giờ: W/Q = 3-5h;
- Tỷ số tuần hoàn bùn hoạt tính: Qth/Q = 0,25-1
BOD hòa tan sau lắng II theo mối quan hệ sau:
5 ở đầu ra = BOD5 hòa tan đi ra từ bể lắng aeroten + BOD 5
BOD chứa trong lượng cặn lơ lửng ở đầu ra.
Nước thải ra sau lắng 2 chứa 50 (mg/l) cặn sinh học trong đó có 65% cặn có khả năng phân hủy sinh học của cặn lơ lửng ở đầu ra:
• Hàm lượng cặn sinh học dễ phân hủy:
(BOD cuối cùng ) của cặn lơ lửng dễ phân huỷ sinh học của nước thải sau lắng II:
TÍNH TOÁN KINH T Ế 5.1 Chi phí xây d ựng
Chi phí thi ết bị, m áy móc
Bảng 5.3 Danh mục các thiết bị máy móc
STT TÊN THIẾT BỊ ĐẶC TÍNH KỸ
1 Song chắn rác Vật liệu : Inox
2 BỂ ĐIỀU HỊA BỂ ĐIỀU HỊA BỂ ĐIỀU
Vật liệu : Inox dày 3mm Đường kính : 1.6m Cao : 1.7m
2 Motor khuấy Công xuất 2,8 kw/h
Vật liệu : Inox dày 3mm Đường kính : 1m Cao : 1.7m
4 Motor khuấy Công xuất 0,75 kw/h
Vật liệu : thép dày 3mm Đường kính : 0,5m Cao : 2,9m
Q = 0,185m³/s Công suất : 7,9Kw Điện áp: 3pha - 380V – 50Hz
Vật liệu : thép dày 3mm Đường kính : 0.8m Cao : 2,2m
4 Thanh gạt bùn - Vật liệu : thép
X MÁY ÉP BÙN BĂNG TẢI 320,000,000
Loại: FP 1200 Công suất: 4-8 tấn/h Bơm bùn: 5Hp Bơm hóa chất:0,25Hp Kích thước: 4,1x1,7 x2,1m
XI HỆ THỐNG CHÂM HÓA CHẤT 19,600,000
1 Ống khử trùng Vật liệu : Inox
2 Bơm định lượng Mã hiệu :Blue 3 4,500,000 13,500,000
White_Mỹ Lưu lượng: 1160 ml/phút
XII Đường ống kỹ thuật
Vậy Tổng chi phí xây dựng và thiết bị
Chi phí xây dựng cơ bản được khấu hao trong 20 năm, chi phí máy móc thiết bị khấu hao trong 10 năm Vậy tổng chi phí khấu hao như sau:
Chi phí điện năng
01 Bơm nước thải bể thu gom B1
02 Bơm nước thải bể thu gom B1’
03 Bơm nước thải bể 02 1,5 24 x1 36 điều hòa
05 Máy bơm bùn bể lắng 1
09 Bơm định lượng dung dịch
15 Máy lọc ép băng tải 01 5,5 2 x 1 11
TỔNG CỘNG 483,36 Điện năng tiêu thụ trong 1 ngày là 483,36 kw
Lấy chi phí cho 1kw là 1000 VNĐ.
- Chi phí điện năng cho một ngày vận hành:
- Chi phí nhân công 30.000 vnđ/ngày
Chi phí b ảo trì
Chi phí bảo trì hằng năm ước tính bằng 0.5% tổng số vốn đầu tư vào công trình xử lý:
Chi phí sữa chữa tính trong một ngày S = 14.400 (VNĐ/ngày)
Chi phí hóa ch ất
Sử dụng dd PAC 10% (100g/l) để làm thí nghiệm
Lượng PAC cho 01 lít nước thải : 1,5ml
- Tổng lượng PAC cho 1 ngày vận hành: nước thải : 1,5 1000 = 1500ml = 1,5lit m = 1,5 x 400 = 600 l/ngày ≈ 600x100 = 60000g/ngày = 60 kg/ngày
Gía PAC trên thị trường: 7 000đ/KG
- Chi phí hóa ch ất PAC cho 1 ngày vận hành: 60 x 7 000 = 420 000 VNĐ
Sử dụng dd Polyme anion 0,1% (1g polyme/ 1lit nước) để làm thí nghiệm
Lượng Polyme cho 01 lít nước thải : 0,3ml
Tổng lượng POLYMER cho 1 ngày vận hành: nước thải :0,3x1000= 300ml = 0,3lit m = 0,3x400 = 120 lit/ngày = 120g polyme/ngày
Gía POLYMER trên thị trường: 90 000đ/KG
- Chi phí hóa ch ất POLYMER cho 1 ngày vận hành: 0,12 x 90 000 = 10.800 VNĐ
- Tổng lượng dung dịch nước Clorine cho 01m
Hóa chất khử trùng (dung dịch nước Javel NaOCl 10%)
- Tổng lượng Chlorine cho 1 ngày vận hành:
- Lượng Chlorine chứa trong dung dịch Javel 10% M = 100 g/l
- Lượng Javel cần dùng cho 1 ngày: 1200/100 = 12 l.
- Gía Chlorine trên thị trường: 5.000đ/lít.
- Chi phí hóa chất Chlorine cho 1 ngày vận hành: 12 x 5.000 = 60.000 VNĐ
Chi phí hóa ch ất sử dụng cho hệ thống xử lý