Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bột ngọt công suất 23000m3 ngày đêm

TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA MÔI TRƯỜNG NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG O F N I H X G N GVHD: O U SVTH: M R T I O N A TS Nguyễn Phước Dân Nguyễn Minh Tuấn Lê Xuân Linh Giang Bửu Dân Triệu Gia Phong Nguyễn Thành Trung Trần Đình Trúc Hồng Đức Thẩm Lê Hồng Chương 90203779 90201423 90200324 90201929 90202891 90202924 90202477 90200241 Tp HCM, tháng 01 – 2006 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT Tính THAM O hệ thống xử lí nước thải tốn KHẢ thiết kế nhà máy bột công suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân MỤC LỤC MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỘT NGỌT VÀ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÍ ………………………………………… I) Nguồn gốc, tính chất nước thải ……………………………………………… 1) Nguồn gốc nước thải ………………………………………………………… 2) Tính chất nước thải …………………………………………………… II) Nguồn tiếp nhận, tiêu chuẩn thải ………………………………………………… 1) Nguồn tiếp nhận ……………………………………………………………… 2) Tiêu chuẩn thải ………………………………………………………………… O F N III) Cơng suất hệ thống xử lí …………………………………………………… I H IV) Qui trình xử lí 1) Lựa chọn qui trình xử lí 2) Thuyết minh sơ đồ công nghệ 3) Ưu nhược điểm phương án xử lí X G N N A V) Nhiệm vụ mục đích tập lớn 1) Mục đích 2) Nhiệm vụ O U CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHI TIẾT CÁC CƠNG TRÌNH XỬ LÍ NƯỚC THẢI BỘT NGỌT R T I O A) LƯU LƯỢNG VÀ HỆ SỐ KHƠNG ĐIỀU HỊA B) TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI I) II) III) IV) V) VI) VII) VIII) IX) X) XI) Song chắn rác ……………………………………………………………… Hầm bơm tiếp nhận ……………………………………………………… 11 Bể điều hòa ………………………………………………………………… 14 Bể lắng đợt ……………………………………………………………… 24 Bể trung hịa ……………………………………………………………… 27 Bể bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn - Bể Aerotank ………………… 30 Bể lắng đợt ……………………………………………………………… 41 Bể khử trùng ……………………………………………………………… 44 Bể nén bùn ………………………………………………………………… 46 Bể phân hủy bùn kị khí …………………………………………… 49 Sân phơi bùn ……………………………………………………………… 52 M TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………… 54 PHỤ LỤC Bảng vẽ cơng trình xử lí nước thải trạm xử lí (nộp kèm theo) Bài tập lớn mơn học kỹ thuật xử lí nước thải Page of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAØI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT Tính THAM O hệ thống xử lí nước thải tốn KHẢ thiết kế nhà máy bột công suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỘT NGỌT VÀ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÍ I) Nguồn gốc, tính chất nước thải: 1) Nguồn gốc nước thải: - Các nhà máy sản xuất bột (chủ yếu axit glutamic lizin) dùng nguyên liệu bột sắn, rỉ đường, axit sunfuric, clohidric, canxi cacbonat, natri clorua, than hoạt tính muối khống (NH4)2SO4, KH2PO4, MgSO4, có urê nước amoniac, v.v… Nước thải nhà máy gồm có: + Nước làm mát máy móc, thiết bị + Nước sinh hoạt cán công nhân viên nhà máy O F N + Nước thải phân xưởng chế biến tinh bột từ sắn củ (củ mì) phân xưởng đường hóa từ tinh bột axit sunfuric hay axit clohidric, xử lí rỉ đuờng Nước thải bị nhiễm bẩn nồng độ cao hidrat cacbon tinh bột, loại đường (sacarozơ, glucozơ, dextrin), mẩu vụn sắn củ, vỏ sắn, vẩn cặn rỉ đường v.v… I H N A + Nước thải từ phân xưởng lên men gồm cặn mơi trường lên men có nhiều đường với xác vi khuẩn, muối khoáng urê, muối amon, chất béo, chất hoạt động bề mặt dư thừa X G N + Nước thải từ phân xưởng hoàn thành sản phẩm giàu chất hữu chất khoáng, nước rửa sàn làm vệ sinh nói chung O U + Nước mưa thu gom tồn diện tích khu cơng nghiệp 2) Tính chất nước thải: R T I O - Từ nguồn nước thải mà nước thải nhà máy sản xuất bột bị ô nhiễm chất hữu dạng lơ lửng, hòa tan với nồng độ cao chứa nhiều vi trùng, ô nhiễm chất béo, dầu mỡ, nước có màu mùi khó chịu Đặc điểm nước thải nhà máy sản xuất bột ngột bảng M Bảng 1:Đặc điểm nước thải nhà máy sản xuất bột ngột Chỉ số Nhiệt độ pH BOD tb5 COD Ntổng Ptổng Chất rắn lơ lửng (SS) Coliform Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải Đơn vị C mgO2/l Trị số 30 ÷ 45 4÷6 900 mgO2/l mg/l mg/l mg/l MNP/100ml 1500 55 15 200 108 Page of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT Tính THAM O hệ thống xử lí nước thải tốn KHẢ thiết kế nhà máy bột công suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân II) Nguồn tiếp nhận, tiêu chuẩn thải: 1) Nguồn tiếp nhận: - Nước thải sau xử lí qua hệ thống xử lí nhà máy đổ sông (kênh, rạch), loại sông (kênh, rạch) sử dụng để cấp nước cho khu dân cư gần Vì nước sau xử lí phải đạt “tiêu chuẩn loại A theo tiêu chuẩn Việt Nam” 2) Tiêu chuẩn thải: - Theo tiêu chuẩn loại A, ta có tiêu chuẩn thải bảng Bảng 2: Tiêu chuẩn nước thải đầu theo loại A (TCVN 5945:1995) Chỉ số Nhiệt độ pH BOD tb5 COD Ntổng Ptổng Chất rắn lơ lửng (SS) Coliform III) Cơng suất hệ thống xử lí: - Cơng suất: 2300m3/ngày đêm O U Đơn vị C mgO2/l Trị số 40 6÷9 20 mgO2/l mg/l mg/l mg/l MNP/100ml 50 30 50 103 I H N A X G N O F N - Điều kiện mặt bằng: nằm khu cơng nghiệp, diện tích đất hạn chế R T I O - Kết đo lưu lượng nồng độ BOD5 theo thể bảng M Bài tập lớn mơn học kỹ thuật xử lí nước thải Page of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT Tính THAM O hệ thống xử lí nước thải tốn KHẢ thiết kế nhà máy bột cơng suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân Bảng 3: Dao động lưu lượng hàm lượng BOD5 theo ngày Giờ (h) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tổng Q (m3/h) 50 40 40 40 30 45 70 180 190 150 100 82 90 100 165 126 114 120 110 105 100 91 90 72 2300 O U M R T I O BOD5 (mg/l) 515 540 610 650 732 850 1020 1460 1525 1420 1325 920 900 885 820 1200 1026 870 730 725 895 740 610 520 21488 X G N O F N I H N A IV) Qui trình xử lí: 1) Lựa chọn qui trình xử lí: - Dựa vào thành phần, tính chất nước thải đầu vào, mức độ xử lí diện tích mặt bằng, hiệu dự án, tính khả thi dự án, chi phí đầu tư, điều kiện nhà máy, ta có sơ đồ cơng nghệ trạm xử lý nước thải nhà máy chế biến bột ngột mô tả hình 2) Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ: - Nước thải sản xuất dẫn theo đường thoát nước riêng hệ thống xử lí nước thải Nước thải sau xử lí cục nhà máy thu gom hệ thống ống, cống rãnh chảy qua song chắn rác thô nhằm loại bỏ rác có kích thước lớn 15mm hầm bơm tiếp nhận đặt âm sâu duới mặt đất Bài tập lớn mơn học kỹ thuật xử lí nước thải Page of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT Tính THAM O hệ thống xử lí nước thải tốn KHẢ thiết kế nhà máy bột cơng suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân - Nước từ hầm bơm tiếp nhận bơm vào bể điều hòa, bể có nhiệm vụ điều hịa lưu lượng nước thải, giảm thể tích tăng hiệu xử lí cho cơng trình xử lí phía sau Để giảm bớt mùi hơi, nước thải thổi khí để làm thống sơ phân bố chất bẩn đồng khắp bể - Nước thải sau bể điều hòa bơm vào bể lắng Tại nước thải loại bỏ tạp chất lơ lửng lại nước thải sau qua cơng trình xử lí trước đó, chất lơ lửng có tỷ trọng lớn tỷ trọng nước lắng xuống đáy, chất có tỷ trọng nhỏ hơn lên mặt nước thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt bên bể - Nước thải nâng pH lên khoảng ÷ bể trung hòa tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động vi sinh vật nâng cao hiệu xử lí cho cơng trình xử lí sau đảm bảo cho nước đầu đạt tiêu chuẩn Nước thải châm thêm dung dịch NaCl bơm định lượng để trung hịa tính axit O F N - Nước thải sau xử lí sơ qua cơng đoạn xử lí sinh học Nước thải đưa vào bể Aerotank nhằm xử lí chất hữu lơ lửng tan nước Bể khuấy trộn liên tục nhằm trì lơ lửng bùn Sau thời gian định, bùn lớn dần nước thải đưa qua bể lắng Một phần bùn tuần hoàn lại bể Aerotank, phần bùn dư đưa qua bể nén bùn Nước qua máng tràn bể lắng vào bể tiếp xúc Clor để khử trùng Nước thải sau qua hệ thống xử lí đạt tiêu chuẩn loại A thải sông, hồ, kênh, rạch I H X G N N A - Bùn hoạt tính dư bể lắng đưa bể lắng 1, với bùn tươi bể lắng nén bùn bể lắng (bể lắng kết hợp với bể nén bùn) nhằm giảm độ ẩm Sau hỗn hợp bùn đưa qua bể ổn định bùn kị khí để phân hủy phần lớn lượng bùn hữu có hỗn hợp bùn nhờ hoạt động vi sinh vật kị khí Trong q trình có sinh khí Biogas (chủ yếu CH4) thu gom để làm chất đốt Sau đó, phần bùn cịn lại đưa tới sân phơi bùn để tách nước Bùn khô sau tách nước vận chuyển đến bãi chôn lấp Phần nước tách bùn phát sinh từ bể ổn định bùn kị khí sân phơi bùn tuần hồn lại bể điều hịa tiếp tục qua cơng đoạn xử lí O U M R T I O Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải Page of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAØI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột công suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ TRẠM XỬ LÍ O F N 12 I H X G N (b) (c) (e) 11 11 M 11 O U (d) R T I O 11 N A 10 (a) SONG CHẮN RÁC HẦM BƠM TIẾP NHẬN BỂ ĐIỀU HÒA BỂ TRUNG HÒA BỂ LẮNG I + BỂ NÉN BÙN BỂ AREOTANK BỂ LẮNG II BỂ KHỬ TRÙNG CƠNG TRÌNH XẢ 10 BỂ PHÂN HỦY BÙN KỴ KHÍ 11 SÂN PHƠI BÙN 12 TRẠM KHÍ NÉN (a) Bùn tuần hoàn (b) Bùn dư (c) Bùn lắng (d) Bùn (e) Nước tuần hồn Hình 1: Sơ đồ cơng nghệ trạm xử lí nước thải nhà máy chế biến bột Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải Page of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột cơng suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân 3) Ưu nhược điểm phương án xử lí: - Nước thải đầu vào có SS cao → sử dụng cơng trình xử lí học, nước thải chứa chủ yếu chất hữu có khả phân hủy sinh học cao thành phần dinh dưỡng thích hợp cho phát triển vi sinh vật → lựa chọn xử lí cơng trình xử lí sinh học Nên sơ đồ công nghệ chọn bao gồm trình xử lí bậc: xử lí bậc xử lí bậc - Ngồi chất dinh dưỡng, chất hữu cần thiết cho phát triển vi sinh vật, cịn có phần chất gây ức chế (chết) cho vi sinh vật như: hàm lượng kim loại, axit v.v gây khó khăn làm giảm hiệu q trình xử lí V) Nhiệm vụ mục đích tập lớn: O F N 1) Mục đích: - Tính tốn xử lí nước thải cho nhà máy sản xuất bột làm việc 24/24 có chế độ thải nước khơng theo giờ, công suất 2300m3/ngày đêm nhằm đảm bảo nước thải đầu thải kênh rạch đạt tiêu chuẩn cho phép (Tiêu chuẩn loại A – TCVN 5947:1995) I H 2) Nhiệm vụ: N A - Tìm hiểu nguồn gốc, tính chất đặc trưng, khả gây nhiễm nước thải nhà máy sản xuất bột X G N - Tổng quan phương pháp xử lí nước thải bột - Lựa chọn cơng nghệ xử lí nước thải phù hợp O U - Tính tốn thiết kế cơng trình xử lí nước thải R T I O - Tính tốn thiết kế cơng trình xử lí bùn thải (phát sinh từ q trình xử lí nước thải) - Bảng vẽ sơ đồ cơng nghệ, mặt trạm xử lí, cao trình cơng trình vẽ chi tiết cơng trình có hệ thống xử lí nước thải trạm xử lí M Bài tập lớn mơn học kỹ thuật xử lí nước thải Page of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột công suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHI TIẾT CÁC CƠNG TRÌNH XỬ LÍ NƯỚC THẢI BỘT NGỌT A) LƯU LƯỢNG VÀ HỆ SỐ KHƠNG ĐIỀU HỊA Từ bảng ta tìm được: - Lưu lượng lớn nhất: Qhmax = 190m / h - Lưu lượng nhỏ nhất: Q hmin = 30 m / h - Lưu lượng giây: Q max 1000 190.1000 q= h = = 52,8L / s 3600 3600 I H q = 52,8L/s - Lưu lượng trung bình: Q tbh = Q 24 = N A 2300 = 95,8m / h 24 X G N Qhtb = 95 ,8 m / h O F N Trạm xử lí làm việc ca (24h/24h), nên lưu lượng bơm lưu lượng trung bình giờ: O U Qb = Qhtb = 95 ,8 m / h - Hệ số cao điểm: R T I O = K max h M Q max 190 h = = 1,98 Q tbh 95,8 K hmax = ,98 - Hệ số nhỏ nhất: K = h Q 30 h = = 0,31 tb Qh 95,8 K hmin = ,31 Bài tập lớn mơn học kỹ thuật xử lí nước thải Page of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột công suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân B) TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI I) Song chắn rác a) Nhiệm vụ: Nhiệm vụ song chắn rác giữ lại tạp chất có kích thước lớn, chủ yếu rác như: nhánh cây, cây, vải vụn, giấy, bao nilông… tránh gây nghẹt bơm, van, đường ống cánh khuấy hay gây cản trở cơng trình xử lí phía sau Song chắn rác đựơc đặt trước hầm bơm tiếp nhận cơng trình thành phần trạm xử lí nước thải b) Tính tốn: Do cơng suất nhỏ lượng rác khơng lớn nên ta chọn song chắn rác làm thủ công O F N 1) Kích thước mương đặt song chắn: - Chọn vận tốc dòng chảy mương: - Chọn kích thước mương: v = 0,5m/s I H rộng x sâu = B x H = 0,5m x 0,7m - Chiều cao lớp nước mương: N A Q max 190 h hn = = = 0,21m 3600.v.B 3600.0,5.0,5 X G N hn = 0,21m 2) Kích thước song chắn: O U - Chọn kích thước thanh: R T I O rộng x dày = b x d = 8mm x 25mm - Chọn khoảng cách thanh: - Chọn độ nghiêng song chắn: - Số chắn: M - Chọn w = 25mm α = 600 B = n.b + (n+1).w → 500 = n.8 + (n+1).25 → n = 14,4 n = 15 - Khoảng cách điều chỉnh lại: 500 = 15.8 + (15 + 1).w w = 23,75mm 3) Tổn thất áp lực qua song chắn: - Tổng tiết diện khe song chắn: A = (B – b.n).h = (0,5 – 0,008.15).0,21 = 0,0798m2 A = 0,0798m2 Bài tập lớn mơn học kỹ thuật xử lí nước thải Page of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột công suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân c) Thông số thiết kế: STT Tên thông số Số bể Chiều cao Chiều rộng Chiều dài Cơng suất máy nén khí Đơn vị bể m/bể m/bể m/bể Hp Số liệu thiết kế 4,3 23 76,8 O F N I H O U M X G N N A R T I O Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải Page 40 of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột cơng suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân VII) Bể lắng đợt a) Nhiệm vụ: Sau qua bể Aerotank, hầu hết chất hữu nước thải bị loại hồn tồn Tuy nhiên, nồng độ bùn hoạt tính có nước thải lớn Do vậy, bể lắng có nhiệm vụ lắng tách hỗn hợp nước, bùn hoạt tính chất rắn lơ lửng Bể lắng bể lắng đứng, lắng ngang lắng ly tâm b) Tính tốn: LA = 20m3/m2.ngày Chọn: Tải trọng bề mặt bùn hoạt tính: LS = 50kg/m2.h Tải trọng chất rắn: O F N 1) Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng bề mặt: AL = Q tbngay LA 2300 = = 115m 20 AL = 115m2 N A 2) Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn: AS (Q = tb h I H + Q r ).MLSS (95,8 + 60,4 ).4667 = = 145,8m LS 5.1000 X G N AS = 145,8m2 O U Do AS>AL nên diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn, A = 145,8m2 R T I O Chọn bể lắng trịn 3) Đường kính bể lắng: M D= 4.A = p 4.145,8 = 13,6m p D = 13,6m 4) Chiều cao tổng cộng bể lắng 2: Chọn: - Chiều cao bể lắng: H = 2,8m - Chiều cao lớp bùn lắng: hb = 1,5m - Chiều cao an toàn: hbv = 0,3m - Chiều cao tổng cộng bể lắng 2: Htc = H + hb + hbv = 2,8 + 1,5 + 0,3 = 4,6m H = 4,6m Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải Page 41 of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột cơng suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân 5) Đường kính ống trung tâm: dtt = 20%D = 0,2.13,6 = 2,72m dtt = 2,72m 6) Chiều cao ống trung tâm: htt = 60%H = 0,6.2,8 = 1,68m htt = 1,68m 7) Kiểm tra thời gian lưu nước: - Thể tích phần lắng: VL = p p (D - d 2tt ).H = (13,6 - 2,72 ).2,8 = 390,5m 4 O F N VL = 390,5m I H - Thời gian lưu nước: HRT = q = VL 390,5 = = 2,5h Q + Q r 60,4 + 95,8 X G N HRT = θ = 2,5h 8) Kiểm tra thời gian lưu bùn: - Thể tích phần chứa bùn: O U N A Vb = A.hb = 145,8.1,5 = 218,7m3 R T I O Vb = 218,7m3 - Thời gian lưu bùn: M tb = Vb 218,7 = = 3,5h Q w + Q r 53,81 + 60,4 24 tb = 3,5h 9) Tải trọng máng tràn: LS = Q + Q r 2300 + 60,4.24 = = 87,76m / m ngày < 500m3/m.ngày (thỏa) p.D p.13,6 LS = 87,76m3/m.ngày Bài tập lớn mơn học kỹ thuật xử lí nước thải Page 42 of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột công suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân c) Thông số thiết kế: STT Tên thơng số Chiều cao Đường kính Chiều cao lớp nước Diện tích bề mặt bể lắng Đơn vị m m m m2 Số liệu thiết kế 4,6 13,6 4,3 145,8 O F N I H O U M X G N N A R T I O Bài tập lớn mơn học kỹ thuật xử lí nước thải Page 43 of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột công suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân VIII) Bể khử trùng a) Nhiệm vụ: Sau giai đoạn xử lí: học, sinh học song song với việc làm giảm nồng độ chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn qui định số lượng vi trùng giảm đáng kể đến 80 – 95% Tuy nhiên, lượng vi trùng cao theo nguyên tắc bảo vệ vệ sinh nguồn nước cần thực giai đoạn khử trùng nước thải trước xả vào nguồn tiếp nhận b) Tính tốn: Giả sử hiệu khử trùng cơng trình xử lí là: 85% 1) Số Coliform cịn lại sau bể bùn hoạt tính: N0 = (1 – 0,85).108 = 15.106MNP/100ml O F N N0 = 15.106MNP/100ml I H Số Coliform yêu cầu lại sau bể tiếp xúc: Nt = 1000MNP/100ml Chọn thời gian tiếp xúc: t Î (10 ÷ 20)phút Chọn t = 20phút 2) Lượng Clor cần châm vào: N A Nt 10 = (1 + 0,23.C t t ) -3 Þ = (1 + 0,23.C t 20) -3 N0 15.10 Þ X G N Ct = 5,14mg/l O U 3) Thể tích bể tiếp xúc: Vt = Q tbh t = 95,8 R T I O 20 = 32m 60 Vt = 32m3 Chọn vận tốc dòng chảy bể tiếp xúc: M v = 2m/phút 4) Tiết diện ngang bể: A= Q htb 95,8 = = 0,8m v 2.60 A = 0,8m2 Chọn: - Chiều sâu hữu ích H = 1m - Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3m 5) Chiều cao tổng cộng bể: Htc = H + hbv = 1+ 0,3 = 1,3m Htc = 1,3m Bài tập lớn mơn học kỹ thuật xử lí nước thải Page 44 of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột công suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân 6) Chiều rộng bể: A 0,8 = = 0,8m H W= W = 0,8m 7) Chiều dài bể: L= Vt 32 = = 40m W.H 0,8.1 L = 40m Chia bể thành ngăn, ngăn rộng w = 0,8m O F N → Chiều rộng tổng cộng: B = 4.w = 4.0,8 = 3,2m I H B = 3,2m → Chiều dài ngăn: L= 40 = 10m X G N N A L = 10m Ta có L : W = 10 : 0,8 = 12,5 > 10 (thỏa) O U 8) Lượng Clor tiêu thụ ngày: R T I O M Cl = Q tbngay C t = 2300 M 5,14 = 11,82kgCl / ngày 1000 MCl = 11,82kgCl2/ngày c) Thông số thiết kế: STT Tên thông số Số ngăn Chiều cao Chiều rộng Chiều dài Lượng Cl2 sử dụng Bài tập lớn mơn học kỹ thuật xử lí nước thải Đơn vị ngăn m/ngăn m/ngăn m/ngăn kgCl2/ngày Số liệu thiết kế 1,3 3,2 10 11,82 Page 45 of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột công suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân IX) Bể nén bùn a) Nhiệm vụ: Bùn hoạt tính từ bể lắng có độ ẩm cao 99,4% - 99,7% Một phần lớn loại bùn dẫn trở lại bể Aerotank (bùn hoạt tính tuần hồn), phần bùn cịn lại gọi bùn hoạt tính dư dẫn vào bể nén bùn Nhiệm vụ bể nén bùn giảm độ ẩm bùn hoạt tính dư phèn sinh từ bể tạo trình keo tụ tạo bơng cách lắng học để đạt độ ẩm thích hợp (94% - 96%) phục vụ cho việc xử lí bùn giảm kích thước thiết bị cơng trình xử lí phía sau, giảm khối lượng phải vận chuyển b) Tính tốn: Giả sử bùn hoạt tính dư bơm bể điều hòa bùn lắng lại bể lắng Quá trình nén bùn dư bùn tươi xảy đáy bể lắng O F N Lượng bùn sinh gồm lượng bùn tươi từ bể lắng 1và bùn dư bể lắng I H 1) Lượng bùn tươi sinh bể lắng 1: - Hiệu suất xử lí cặn lơ lửng bể lắng 1: RSS = 57,44% - Lượng bùn tươi sinh ra: M SS = Q X G N N A SS.R SS = 2300 tb 200 0,5744 = 264,22kgSS / ngày 1000 M SS = 264 ,22 kgSS / ngày Giả sử: O U - Bùn tươi có hàm lượng cặn TS SS = 5% (tức độ ẩm 95%) R T I O - Tỉ số: VSS : SS = 0,75 - Khối lượng riêng bùn tươi: ρ = 1,053kg/l - Lưu lượng bùn tươi cần xử lí: M Q SS = M SS TSSS r = 264,22 = 5,02m 3SS / ngày 1,053.0,05.1000 Q SS = ,02 m SS / ngày - Lượng bùn tươi có khả phân hủy sinh học: M VSS = 264,22.0,75 = 198,17 kgVSS / ngày M VSS = 198 ,17 kgVSS / ngày 2) Lượng bùn hoạt tính dư sinh bể lắng 2: - Lượng bùn hoạt tính sinh ra: M SS = 645 kgSS / ngày - Lưu lượng bùn hoạt tính cần xử lí: Q SS = 53 ,81m SS / ngày Bài tập lớn mơn học kỹ thuật xử lí nước thải Page 46 of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột công suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân - Lượng bùn hoạt tính có khả phân hủy sinh học: M VSS = 484 kgVSS / ngày 3) Tổng lượng bùn cần xử lí: M SS = M SS + M SS = 264,22 + 645 = 909,22kgSS / ngày MSS = 909,22kgSS/ngày Tổng lưu lượng bùn cần xử lí: Q SS = Q SS + Q SS = 5,02 + 53,81 = 58,83m 3SS / ngày QSS = 58,83m3SS/ngày O F N Tổng lượng bùn có khả phân hủy sinh học: M VSS = M VSS + M VSS = 198,17 + 484 = 682,17 kgVSS / ngày I H MVSS = 682,17kgVSS/ngày 4) Hàm lượng TS vào phần nén bùn lắng 1: TS vao = Q SS TSSS + Q SS TSSS 1 Q SS + Q SS 2 = N A 5,02.0,05 + 53,81.0,012 = 1,52% 5,02 + 53,81 X G N TSvào = 1,52% O U 5) Lưu lượng bùn nén cần xử lí: Giả sử: - Tồn bùn hoạt tính lắng xuống đáy bể R T I O - Hàm lượng bùn bị nén đạt TSnén = 3% Q SS TS vao = Q nen TS nen Þ Q nen = M TS vao 1,52 Q SS = 58,83 = 29,81m / ngày TS nen Qnén = 29,81m3/ngày 6) Kiểm tra tải trọng bề mặt: LA = Q SS 58,83 = = 1,02m / m ngày < 30m3/m2.ngày (thỏa) A lang1 57,5 LA = 1,02m3/m2.ngày 7) Kiểm tra tải trọng chất rắn: L SS = M SS 909,22 = = 15,81m / m ngày < 78kgSS/m2.ngày (thỏa) A lang1 57,5 LSS = 15,81m3/m2.ngày Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải Page 47 of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột công suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân Vậy diện tích bể lắng đáp ứng tải trọng bùn tải trọng bề mặt nén bùn trọng lực Do ta kết hợp bể lắng để làm bể nén bùn 8) Kiểm tra thời gian lưu giữ bùn SVR: Chiều cao lớp bùn bể: hb = 0,7m - Thời gian lưu giữ bùn SVR: SVR = A lang1 h b Q nen = 57,5.0,7 = 1,35 ngy ẻ (0,5 ữ 2)ngy (tha) 29,81 SVR = 1,35ngày = 32,4h c) Thông số thiết kế: STT Tên thông số Chiều cao tổng Đường kính Chiều cao cột nước Độ dốc đáy bể Đơn vị m m m % O F N Số liệu thiết kế 4,9 8,6 4,6 10 I H N A (Ghi chú: Thông số thiết kế cho bể nén bùn thông số thiết kế cho bể lắng đợt 1) O U M X G N R T I O Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải Page 48 of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột cơng suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân X) Bể phân hủy bùn kị khí a) Nhiệm vụ: Hỗn hợp bùn sau qua bể nén bùn có hàm lượng bùn nén tương đối đạt tiêu chuẩn Trong hỗn hợp có chứa lượng lớn bùn hữu dễ bay 1phần lượng bùn vơ Vì bể phân hủy bùn kị khí có nhiệm vụ phân hủy phần lớn chất hữu dễ bay hơi, phần cịn lại với phần vơ có sẵn đưa xử lí bùn (tách nước) cơng trình sau Q trình thực nhờ vi sinh vật kị khí phân hủy chất hữu dễ bay tạo sinh khối khí Biogas (chủ yếu CH4 CO2) Khí Biogas thu giữ dẫn để làm chất đốt thiết kiệm lượng b) Tính tốn: O F N 1) Tồng lượng bùn phân hủy kị vào bể ngày: - Khối tích bùn: QS=Qnén = 29,81m3/ngày - Lượng chất rắn: MSS = 909,22kgSS/ngày - Lượng chất rắn dễ bay hơi: MVSS = 682,17kgVSS/ngày - Hiệu khử VSS đạt N A LVSS = 0,6kgVSS/m3.ngày Giả sử:- Tải trọng chất dễ bay hơi: - Nhiệt độ vận hành trời: I H t = 280C X G N E = 50% 0,55m3/kgVSS vào - Sản lượng khí CH4: O U - Hàm lượng chất rắn bùn phân hùy: TSph = 6% 2) Thể tích cần thiết cho q trình phân hủy bùn: R T I O Vr = M M VS 682,17 = = 1137 m L LS 0,6 Vr = 1137m3 3) Thời gian phân hủy: t ph = Vr 1137 = = 38,14 ngày Q S 29,81 tph = 38,14ngày 4) Lượng chất hữu cịn lại sau q trình ổn định: S VSS = M VSS (1 - E %) = 682,17.(1 - 0,5) = 341,1kgVSS / ngày SVSS = 341,1kgVSS/ngày Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải Page 49 of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột cơng suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân 5) Lượng chất vô lại: SSS = M SS - M VSS = 909,22 - 682,17 = 227,1kgSS / ngày SSS = 227,1kgSS/ngày 6) Tổng lượng chất rắn lại: S TS = SSS + S VSS = 341,1 + 227,1 = 568,2kgTS / ngày STS = 568,2kgTS/ngày 7) Hàm lượng chất rắn dễ bay bùn hoạt tính: VS ph = S VSS 341,1 = 100% = 60% STS 568,2 VSph = 60% O F N I H 8) Tốc độ bùn tích lũy: Dựa vào TSph VSph xác định khối lượng riêng bùn phân hủy ρph = 1,019g/ml - Tốc độ bùn tích lũy: Qa = X G N N A STS 568,2 = = 9,3m / ngày TS ph r ph 0,06.1019 O U Qa = 9,3m3/ngày 9) Thể tích bể phân hủy: R T I O Giả sử thời gian trữ bùn phân hủy: tVS = 30ngày - Thể tích bể phân hủy: M Vph = Trong đó: (Q S + Q a ) ( 29,81 + 9,3) 38.14 + 9,3.30 = 1024,8m t ph + Q a t VS = 2 Vph = 1024,8m3 - QS: Tốc độ bùn vào bể phân hủy, (m3/ngày) - Qa: Tốc độ bùn tích lũy, (m3/ngày) - tph: Thời gian phân hủy bùn, (ngày) - tVS: Thời gian trữ bùn phân hủy, (ngày) Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải Page 50 of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột cơng suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân 10) Chiều cao bể phân hủy: Giả sử: - Chiều cao hữu ích bể: H = 9m - Chiều cao phần chứa khí: hkhí = 1,5m - Chiều cao bể phân hủy: Htc = H + hkhí = + 1,5 = 10,5m Htc = 10,5m 11) Đường kính bể phân hủy: D= 4.V 4.1024,8 = = 12m p.H p.9 O F N D = 12m I H 12) Tốc độ nước bề mặt trở hệ thống xử lí: Qn = QS – Qa = 29,81 – 9,3 = 20,51m3/ngày N A Qn = 20,51m /ngày c) Thông số thiết kế: X G N STT Tên thông số Chiều cao tổng Đường kính O U M Đơn vị m m Số liệu thiết kế 10,5 12 R T I O Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải Page 51 of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột cơng suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân XI) Sân phơi bùn a) Nhiệm vụ: Bùn từ bể ổn định bùn kị khí đưa đến sân phơi bùn để tách nước giảm thể tích bùn để dễ dàng vận chuyển, chơn lấp giảm thể tích nước ngấm vào nước ngầm bãi chôn lấp Tăng hàm lượng cặn từ 3% lên 18% Bùn sau tách nước có dạng bánh đỗ bỏ b) Tính tốn: Bùn tươi từ bể phân hủy bùn kị khí dẫn vào sân phơi bùn để làm nước 1) Lượng cặn dẫn đến sân phơi bùn: Q = Qa = 9,3m3/ngày O F N 2) Diện tích hữu ích sân phơi bùn: I H Giả sử thời gian làm việc nhà máy năm là: t = 300ngày - Diện tích hữu ích sân phơi bùn: X G N F1 = 485m2 Trong đó: N A Q.t 9,3.365 = = 485m q n 2.3,5 F1 = - q0: Tải trọng cặn lên sân phơi bùn, m3/m2.năm O U q0 ẻ (1,5 ữ 2,0)m3/m2.nm Chn q0 = 2m3/m2.năm - n: Hệ số phụ thuộc vào điều kiện khớ hu R T I O n ẻ (3,0 ữ 4,2) → Chọn n = 3,5 3) Kích thước sân phơi bùn: - Chia thành ơ, có diện tích M - Kích thước ơ: Ab = 120m2 dài x rộng = L x W = 12m x 10m 4) Diện tích phụ sân phơi bùn: - Là diện tích đường sá, mương, máng xác định sau: F2 = k.F1 = 0,2.485 = 97m2 F2 = 97m2 Trong đó: - k: Hệ số tính đến din tớch ph k ẻ (0,2 ữ 0,4) Chn k = 0,2 5) Diện tích tổng cộng sân phơi bùn: F = F1 + F2 = 485 + 97 = 582m2 F = 582m2 Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải Page 52 of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột công suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân 6) Lượng bùn phơi từ độ ẩm 94% xuống 75% năm: Q b = Q.t (100 - P1 ) (100 - 96) = 9,3.365 = 543,12m (100 - P2 ) (100 - 75) Qb = 543,12m3 Trong đó: - P1: Độ ẩm trung bình cặn lờn men b mờtan P1 ẻ (96% ữ 97%) → Chọn P1 = 96% - P2: Độ ẩm sau phi P2 ẻ (75% ữ 80%) Chn P2 = 75% Khoảng 20 – 30 ngày xả bùn lần Chu kì phụ thuộc vào nhiều yếu tố: O F N - Tính chất bùn dẫn vào sân phơi bùn - Khả thấm đất I H - Mùa nắng hay mùa mưa năm N A Bùn khơ (đến độ ẩm 71% ÷80%) thu gom gàu máy Lượng bùn ủ để làm phân vi sinh compost X G N Nước bùn sân phơi bùn theo hệ thống rút nước dẫn trở lại trạm xử lí nước thải c) Thông số thiết kế: STT M O U Tên thông số Số ô Chiều dài Chiều rộng Diện tích tổng cộng R T I O Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải Đơn vị m/ơ m/ơ m2 Số liệu thiết kế 12 10 582 Page 53 of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TAØI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy bột công suất 2300m3/ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân TÀI LIỆU THAM KHẢO O F N I H N A 1) Lâm Minh Triết - Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân, Xử lí nước thải thị cơng nghiệp Tính tốn thiết kế cơng trình, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp HCM, 2004 X G N 2) TS Nguyễn Phước Dân, Slide giảng mơn học kỹ thuật xử lí nước thải, Đại học Bách Khoa Tp HCM O U 3) PGS TS Lương Đức Phẩm, Cơng nghệ xử lí nước thải biện pháp sinh học, Nhà xuất Giáo Dục, 2003 R T I O 4) TS Trịnh Xuân Lai, Tính tốn thiết kế cơng trình xử lí nước thải, Nhà xuất Xây Dựng, 2000 5) Metcafl and Eddy, Wastewater Engineering Treatment and Reuse Fourth Edition, Mc Graw Hill, 2003 M Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải Page 54 of 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải nhà máy chế biến bột ngột mơ tả hình 2) Thuyết minh sơ đồ công nghệ: - Nước thải sản xuất dẫn theo đường thoát nước riêng hệ thống xử lí nước thải Nước thải. .. xuất bột X G N - Tổng quan phương pháp xử lí nước thải bột - Lựa chọn cơng nghệ xử lí nước thải phù hợp O U - Tính tốn thiết kế cơng trình xử lí nước thải R T I O - Tính tốn thiết kế cơng trình xử. .. hệ thống xử lí nước thải tốn KHẢ thiết kế nhà máy bột cơng suất 2300m3 /ngày đêm GVHD: TS Nguyễn Phước Dân CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỘT NGỌT VÀ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÍ I) Nguồn gốc, tính