Tài liệu trình bày thuyết minh tính toán chi tiết các hạng mục công trình trong hệ thống xử lý nước thải Dệt Nhuộm cho trạm xử lý nước thải KCN tập trung Nội dung bao gồm: Tính toán chi tiết dung tích các hạng mục công trình cần có trong hệ thống, đưa ra các tham chiếu dẫn chứng tài liệu cụ thể
THUYẾT MINH TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM MỤC LỤC CĂN CỨ LỰA CHỌN TÍNH TỐN THIẾT KẾ TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 Mương tách rác (Cho công suất 10.000 m3/ngày) 2.2 Bể tách dầu mỡ (cho công suất 10.000 m3/ngày) 2.3 Bể điều hịa (cho cơng suất 10.000 m3/ngày) 2.4 Hệ xử lý hóa lý 11 2.5 Hệ xử lý sinh học 15 2.6 Hệ xử lý hóa lý 24 2.7 Bể khử trùng (Cho công suất 10.000 m3/ngày) 27 2.8 Hạng mục tiếp nhận bùn thải 27 2.9 Hạng mục xử lý bùn thải 29 TÍNH TỐN HỒ CHỈ THỊ 31 TÍNH TỐN XỬ LÝ MÙI 32 4.1 Xử lý mùi bể điều hòa 32 4.2 Xử lý mùi bể kỵ khí 32 4.3 Xử lý mùi nhà xử lý bùn 33 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Thông số nước thải đầu vào quy chuẩn nước thải sau xử lý Bảng 2: Tổng hợp thơng số tính tốn thiết kế bể mương tách rác (cho công suất 10.000 m3/ngày) Bảng 3: Tổng hợp thơng số tính tốn thiết kế bể tách dầu mỡ (cho công suất 10.000 m3/ngày) .8 Bảng 4: Tổng hợp thơng số tính tốn thiết kế bể điều hịa (cho cơng suất 10.000 m3/ngày) 10 Bảng 5: Tổng hợp thơng số tính tốn thiết kế hệ xử lý hóa lý (cho cơng suất 10.000 m3/ngày) 14 Bảng 6: Tổng hợp thơng số tính tốn thiết kế hệ xử lý sinh học 23 Bảng 7: Tổng hợp thông số tính tốn thiết kế hệ xử lý hóa lý (cho công suất 10.000 m3/ngày) 26 Bảng 8: Tổng hợp thơng số tính tốn thiết bể khử trùng 27 Bảng 9: Tổng hợp thơng số tính tốn hệ chứa, nén bùn 29 Bảng 10: Tổng hợp thơng số tính tốn hệ xử lý bùn .31 Bảng 11: Tổng hợp thông số hồ thị thông số ô nhiễm giảm sau chứa hồ thị 32 CĂN CỨ LỰA CHỌN TÍNH TỐN THIẾT KẾ 1.1.1 Các nguồn nước thải đầu vào - Nước thải phát sinh trình sản xuất dệt may: nước thải từ dây chuyển sản xuất sợi, dệt nhuộm, may mặc, … chảy vào bể gom nhà máy xử lý sơ đạt giới hạn yêu cầu đầu vào KCN, sau qua hệ thống chắn rác, bơm vào đường ống thu gom KCN hệ thống xử lý nước thải tập trung hệ thống đường ống thu gom riêng; - Nước thải nhà đầu tư thứ cấp xử lý đạt mức A-QCVN 40-2011: nước thải sau nhà đầu tư thứ cấp tự xử lý nước thải đạt mức A-QCVN 40-2011 bơm vào hệ thống mương quan trắc theo dõi hệ thống quan trắc online KCN trước xà vào môi trường đường ống riêng - Nước thải sinh hoạt cơng trình, nhà máy: sau xử lý sơ hệ thống bể phốt, bơm vào hệ thống thu gom nước thải KCN khu xử lý nước thải tập trung 1.1.2 Quy chuẩn nước thải đầu - Nước thải đầu phải đáp ứng cột A, QCVN 40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp quy chuẩn QCVN 13-MT:2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp dệt nhuộm Theo quy chuẩn này: Giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp xả vào nguồn tiếp nhận nước thải tính tốn sau: Cmax = C x Kq x Kf Trong đó: C giá trị thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp Kq hệ số nguồn tiếp nhận nước thải Lấy theo vùng tiếp nhận vùng nước biển ven bờ, đầm phá nước mặn nước lợ ven biển Vùng nước biển ven bờ dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh, thể thao giải trí nước, đầm phá nước mặn nước lợ ven biển áp dụng giá trị hệ số Kq = 1.0 Kf hệ số lưu lượng nguồn thải ứng với tổng lưu lượng nước thải sở công nghiệp xả vào nguồn tiếp nhận nước thải; Đối với nguồn thải > 5000 m3/ngày đêm Kf = 0.9 Bảng 1: Thông số nước thải đầu vào quy chuẩn nước thải sau xử lý TT Thông số Nhiệt độ (*) Màu (*) pH (*) Đơn QCVN 40:2011 vị Giá trị C, cột A QCVN 13- Giá trị MT:2015 đầu vào Giá trị C, cột A thiết kế Giá trị sau xử lý oC 40 40 55 40 Pt/Co 50 50 1.700 45(**) - đến đến đến 11 đến BOD5 (20oC) mg/l 30 30 800 27 COD mg/l 75 75 1.600 67,5 mg/l 50 50 300 45 Chất rắn lơ lửng (TSS) Asen mg/l 0,05 - 0,2 0,045 Thuỷ ngân mg/l 0,005 - 0,01 0,0045 Chì mg/l 0,1 - 0,5 0,09 10 Cadimi mg/l 0,05 - 0,2 0,045 11 Crom (VI) mg/l 0,05 0,05 0,2 0,045 12 Crom (III) mg/l 0,2 - 1,2 0,18 13 Đồng mg/l - 4,5 1,8 14 Kẽm mg/l - 4,5 2,7 15 Niken mg/l 0,2 - 0,9 0,18 16 Mangan mg/l 0,5 - 4,5 0,45 17 Sắt mg/l - 7,5 0,9 18 Tổng xianua mg/l 0,07 0,07 0,1 0,063 19 Tổng phenol mg/l 0,1 - 0,9 0,09 20 Tổng dầu mỡ khoáng mg/l - 14 4,5 21 Sunfua mg/l 0,2 - 0,18 22 Florua mg/l - 14 4,5 TT Thông số Đơn QCVN 40:2011 vị Giá trị C, cột A QCVN 13- Giá trị MT:2015 đầu vào Giá trị C, cột A thiết kế Giá trị sau xử lý 23 Amoni (theo N) mg/l - 40 4,5 24 Tổng nitơ mg/l 20 - 80 18 mg/l - 14 3,6 mg/l 500 - 2.000 mg/l 1 2,5 0,9 mg/l 0,05 - 0,1 0,045 mg/l 0,3 - 1,0 0,27 mg/l 0,003 - 0,01 0,0027 3000 - 100.000 3.000 Bq/l 0,1 - 0,1 0,1 Bq/l 1,0 - 1,0 1,0 mg/l - - 4,5 25 Tổng phốt (theo P) Clorua (không áp dụng 26 xả vào nguồn nước mặn, nước lợ) 27 28 Clo dư Tổng hoá chất bảo vệ thực vật clo hữu Không áp dụng Tổng hoá chất bảo vệ 29 thực vật phốtpho hữu 30 Tổng PCB 31 Coliform 32 33 34 Tổng hoạt độ phóng xạ α (*) Tổng hoạt độ phóng xạ β (*) Tổng chất hoạt động bề mặt (**) MPN/ 100ml Ghi chú: (*) Không áp dụng hệ số Kq, Kf (**) Áp dụng cho QCVN 13-MT:2015/BTNMT TÍNH TỐN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Mương tách rác (Cho công suất 10.000 m3/ngày) 2.1 - Lưu lượng trung bình ngày: Qng = 10000 m3/ngày - Lưu lượng trung bình giờ: Qh = Qng 10000 = = 416,67 m3 /giờ 24 24 - Hệ số khơng điều hịa giờ: Kh = 1,2 (Tham chiếu TCVN 7957:2008) - Lưu lượng lớn nhất: Qh,max = Qh K h = 416,67 1,2 = 500 m3 /giờ - Số lượng mương tính tốn: n = - Lưu lượng nước mương: Qsm = Qh,max 500 = = 0,14 m3 /giây n 3600 3600 - Tốc độ dòng nước qua mương tách rác: Vct = 0,35 m/giây (Tham chiếu TCVN 33:2006) - Hệ số tính đến diện tích lỗ bị thu hẹp rác: d = 1,25 - Hệ số kể đến thu hẹp diện tích song chắn: K = 1,4 - Tiết diện mặt cắt mương: Ω = d - Chiều rộng mương: W = 0,8 m - Chiều cao mặt cắt ướt: Qsm 0,14 K = 1,25 1,4 = 0,35 m2 Vct n 0,35.2 Hct = Ω 0,35 = = 0,44 m W 0.8 Bảng 2: Tổng hợp thơng số tính tốn thiết kế bể mương tách rác (cho công suất 10.000 m3/ngày) TT Thông số Giá trị Đơn vị ngăn Số ngăn Chiều rộng tính tốn ngăn bể 0,8 m Mực nước công tác 0,44 m Bể tách dầu mỡ (cho công suất 10.000 m3/ngày) 2.2 - Lưu lượng trung bình ngày: Qng = 10000 m3/ngày - Lưu lượng trung bình giờ: Qh = Qng 10000 = = 416,67 m3 /giờ 24 24 - Hệ số khơng điều hịa giờ: Kh = 1,2 (Tham chiếu TCVN 7957:2008) - Lưu lượng lớn nhất: Qh,max = Qh K h = 416,67 1,2 = 500 m3 /giờ - Tốc độ hạt dầu: ν = m/giờ - Tốc độ nước trung bình chạy dọc bể: V = 25,2 m/giờ - Hệ số ảnh hưởng phân phối khơng kể đến tác động xấu dịng chảy rối: α =1,37 - Diện tích hữu ích bể: - F= α Qh 1,37 416,67 = = 114 m2 ν A= Qh 416,67 = = 16,53 m2 V 25,2 Diện tích mặt cắt ngang bể: - Chiều sâu mặt cắt ướt bể: Hn = 2,4 m (> m, Tham chiếu TCVN 7957:2008) - Chiều cao an toàn bể: Hat = 0,5 m - Tổng chiều cao bể: H = Hn + Hat = 2,4 + 0,5 = 2,8 m - Chiều rộng tính toán bể: W= A 16,53 = = 6,89 m Hn 2,4 Chọn chiều rộng thiết kế W = 7m - Chiều dài tính tốn vùng tách dầu mỡ: L= F 114 = = 16,55 m W 6,89 Chọn chiều dài vùng tách dầu mỡ thiết kế: L = 17,5 m - Bể tách mỡ chia thành 02 ngăn lắp đặt cho công suất 5.000 m3/ngày - Chiều rộng tính tốn ngăn Wn = 3,4 m - Tính lượng dầu mỡ thải: + Chiều dày lớp dầu nổi: Dd = 0,1 m (Tham chiếu TCVN 7957:2008) + Hiệu suất tách dầu mỡ: E = 70% (Tham chiếu TCVN 7957:2008) + Hàm lượng dầu khoáng đầu vào: Cd = 14 mg/L + Lượng dầu mỡ giữ lại ngày: 14 Md = Qng Cd E = 10000 ( ) 70% = 98 kg/ngày 1000 + Khối lượng riêng dầu mỡ: ρd = 0,8 tấn/m3 (Tham khảo khối lượng riêng dầu khống) + Thể tích dầu mỡ cần thải hàng ngày: Vd = Md 98 = = 0,12 m3 /ngày ρd 1000 0,8 Tính lượng cát thải: - + Lượng cát giữ lại hàng ngày: Lc = 0.0002 m3 cát/m3 nước thải + Thể tích cát thải hàng ngày: Qct = Q Lc = 10000 0,0002 = m3 /ngày Bảng 3: Tổng hợp thơng số tính tốn thiết kế bể tách dầu mỡ (cho công suất 10.000 m3/ngày) TT Thông số Giá trị Đơn vị ngăn Số ngăn bể Chiều rộng tính tốn ngăn bể 3,40 m Chiều dài tính toán vùng tách dầu mỡ bể 16,55 m Chiều sâu hữu ích bể 2,4 m Lượng dầu mỡ thải hàng ngày 0,12 m3/ngày Lượng cát thải hàng ngày m3/ngày Bể điều hòa (cho cơng suất 10.000 m3/ngày) 2.3 2.3.1 Tính dung tích bể - Lưu lượng trung bình ngày: Qng = 10000 m3/ngày - Lưu lượng trung bình giờ: Qh = - Qng 10000 = = 416,67 m3 /giờ 24 24 Thời gian lưu nước bể điều hòa: t = 12 (Phương án kết hợp hồ điều hòa 01 ngăn hồ cố cho điều hòa trường hợp chưa xẩy cố) - Thể tích hữu ích bể điều hòa V = Qh t = 416,67.12 = 5000 m3 2.3.2 Tính khí cấp cho bể điều hịa - Sử dụng quạt cấp khí cho bể điều hòa để khuấy trộn giảm nhiệt + Định mức cấp khí khuấy trộn bể điều hịa: ack = 0,01 m3 KK/m3 nước.phút + Lưu lượng khí cần cấp: Qk = V.ack = 5000.0,01 = 50 m3 KK/phút 2.3.3 Tính lượng nhiệt giảm bể điều hịa (Nhiệt giảm dẫn nhiệt cấp khí cưỡng chủ yếu nên tính tốn bỏ qua lượng nhiệt giảm đối lưu xạ) - Thời gian cấp khí trao đổi nhiệt bể: Tluu = t = 12 (chọn thời gian lưu nước) - Kích thước lỗ đĩa phân phối khí thơ: dl = mm (tham khảo catalog sản phẩm) - Sức căng bề mặt nước 55 độ C: σ = 0,0662 N/m (Tham chiếu sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 1) - Bán kính tương đương bọt khí: σ d2 0,0662 (4/1000)2 R=6 √ 1000 = √ 1000 = 3,09 mm 4 - Thể tích tương đương bọt khí π R3 3,14 (3,09/1000)3 Vk = = = 1,23 10−7 m3 /bọt khí 3 - Số lượng bọt khí tạo thành: n= - Qk 50 = = 108 bọt khí/phút Vk 1,23 10−7 Diện tích tương đương bọt khí Std = π R2 = 3,14 (3,09/1000)2 = 1,2 10−4 m2 /bọt khí - Tổng diện tích tiếp xúc khí nước F = Std n 60 Tluu = 1,2 10−4 108 60 12 = 3,5 107 m2 - Nhiệt độ ban đầu dòng khí: Tk1 = 35 độ C - Nhiệt độ sau trao đổi dịng khí: Tk2 = 36,2 độ C - Nhiệt độ ban đầu nước thải: Tn1 = 55 độ C - Nhiệt độ sau trao đổi nước thải: Tn2 = 45 độ C - Hằng số phụ thuộc loại khí (tính cho khơng khí): C = 122 (Tham chiếu sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 1) - Hệ số dẫn nhiệt khí độ C: λ0 = 0,0201 W/m2.độ (Tham chiếu sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 1) - Hệ số dẫn nhiệt khí cấp vào nước thải: 273 + C T 1/5 273 + 35 35 1/5 λ = λo ( ) = 0,0201 .( ) = 0,034 W/m2 độ T+C 273 35 + 122 273 - Hiệu số nhiệt độ trung bình: ∆t = ∆Tn − ∆Tk ∆Tn ln (∆T ) = (Tn1 − Tn2 ) − (Tk2 − Tk1 ) k - Lượng nhiệt trao đổi Tn1 −Tn2 ln(T k2 −Tk1 ) = (55 − 45) − (36,2 − 35) 55−45 ln(36,2−35) = 4,15 độ C Qth = λ F ∆t = 0,034 3,5 107 4,15 = 4,87 106 W = 4,87 103 kJ/giây Tính kiểm tra thời gian lưu nước cho giảm nhiệt bể - + Thể tích nước cần giảm nhiệt: V = 5000 m3 (Thể tích bể điều hòa) + Khối lượng riêng nước 55 độ C: ρ = 985,73 kg/m3 (Tham chiếu sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 1) + Khối lượng nước cần giảm nhiệt: m = ρ V = 985,73 5000 = 4,93 106 kg + Nhiệt dung riêng nước 55 độ C: Cv = 4,1851 kJ/kg.độ (Tham chiếu sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 1) + Nhiệt lượng nước 55 độ C: Qv = m Cv Tn1 = 4,93 106 4,1851 55 = 1,13 109 kJ + Nhiệt dung riêng nước 45 độ C: Cs = 4,1822 kJ/kg.độ (Tham chiếu sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 1) + Nhiệt lượng nước 45 độ C: Qs = m Cs Tn2 = 4,93 106 4,1822 45 = 9,28 108 kJ + Nhiệt lượng cần trao đổi: Qre = Qv − Qs = 1,13 109 − 9,28 108 = 2,07 108 kJ + Thời gian trao đổi cần cho giảm nhiệt từ 55 độ xuống 45 độ: Ttd = Qre 2,07 108 = = 11,81 3600 Qth 3600 4,87 103 Ttd ~Tluu Thỏa mãn Bảng 4: Tổng hợp thơng số tính tốn thiết kế bể điều hịa (cho cơng suất 10.000 m3/ngày) TT Thông số Giá trị Đơn vị 5.000 m3 Thể tích tính tốn bể Thời gian lưu nước bể 12 Lưu lượng khí cần cấp 50 m3 KK/phút Thời gian cần cho giảm nhiệt từ 55 độ C xuống 45 độ C 11,81 Vb,gt = - Vhk,gt 5890,96 = = 2945,48 m3 /bể 2 Thể tích giá thể vùng chứa giá thể bể hiếu khí: Vgt,b = - Vgt,hk 679,73 = = 340 m3 gt/bể 2 Thể tích phản ứng vùng khơng chứa giá thể bể hiếu khí: Vb = Vhk 1359,45 = = 679,73 m3 2 c Tính lượng khí cần cấp cho hệ sinh học hiếu khí - Hệ số tỷ lệ BOD/COD: 𝑓= - Lượng Oxy cần thiết: OC0 = = - Qng (BODhk − BODout ) 4,57 Qng (NH4,hk − NH4,out ) − 1,42 Px + f 1000 10000 (390 − 27) 4,57 10000 (41,21 − 4,5) − 1,42 997,49 + = 7584,02 kg/ngày 0,54 10000 Lượng Oxy giảm nhờ trình khử nitrat OC0,deni = - BODhk 390 = = 0,54 CODhk 728 2,86 (NO3,re − NO3out ) Qng 2,86 (33,39 − 13,5) 10000 = = 568,93 kg/d 1000 1000 Lượng Oxy cần thiết thực cấp vào hệ thống: OC0,act = OC0 − OC0,deni = 7584,02 − 568,93 = 7015,08 kg/ngày = 292,30 kg/h - Áp suất khơng khí mặt biển: Pa = 10,33 m - Cao độ trạm xử lý: Zb = 3,4 m - Áp suất khí trạm xử lý: Pb = 10,33 m - Hệ số điều chỉnh Oxy ngấm vào nước: α0 = 0,65 - Độ bão hòa Oxy nước: β0 = 0,95 - Hệ số làm giảm độ khuếch tán: Fd = 0,9 - Độ sâu ngập nước hệ thống phân phối khí: Df = 4,5 m - Hệ số hiệu chỉnh độ sâu trung bình: de = 0,4 - Nồng độ Oxy bão hòa mực nước biển 20 độ C: Cs20 = 9,09 mg/l - Nồng độ Oxy bão hòa nhiệt độ vận hành: Cst = 9,09 mg/l - Nồng độ Oxy bão hịa cho hệ phân phối khí 20 độ C: C∞20 = 10,67 mg/L - Hiệu suất hệ thống phân phối khí tinh: E = 29,25% - Khối lượng khí cấp tiêu chuẩn: SOTR = 655,49 kg/h - Khối lượng khí nhiệt độ áp suất vận hành: denT = 1,19 kg/m3 - Khối lượng riêng khí Oxy nhiệt độ vận hành: denO2 = 0,28 kg/m3 - Hệ số an toàn: at = 1,3 - Lưu lượng khí cần cấp: Qk = - at SOTR 1,3 655,49 = = 176,30 m3 /phút E denO2 29,25% 0,28 60 Lưu lượng khí cần cấp cho cơng suất 5000 m3/ngày Qk,1 = Qk 176,30 = = 88,15 m3 /phút 2 2.5.4 Bể xử lý thiếu khí - Tổng N cần xử lý bể thiếu khí: TNtk = TNhk − (DNO + 0,12 Px,bio 1000 997,49 1000 ) = 62,56 − (3,312 + 0,12 ) Qng 10000 = 47,28 mg/l - Tổng N đầu ra: TNout = 18 mg/l - Nitrat đầu ra: NO3out = TNout – NH4out = 18 – 4,5 = 13,5 mg/l - DO bể thiếu khí: DOtk = 0,15 mg/l - Tỷ lệ tuần hồn dòng lỏng: R= NO3,re 33,39 = − = 1,47 NO3out 13,5 - Tỷ lệ tuần hoàn bùn: RAS = 0,3 - Tỷ lệ tuần hồn dịng lỏng nitrat hóa: Rr = R - RAS = 1,47 – 0,3 = 1,17 - Lượng Nitrat tương đương với lượng Oxy hòa tan quay vòng từ hỗn hợp bùn nước: NO3,td = - 0,35 DO R r Qng = 0,35 1,17 10000 = 8,21 kgN/d 1000 Lượng N cần khử ngày G= Qng (TNtk − TNout ) 10000 (47,28 − 18) + 𝑁𝑂3,𝑡𝑑 = + 8,21 = 300,98 kgN/d 1000 1000 - Hằng số tốc độ khử N: a = 2,5 gN/kgMLSS.giờ - Hàm lượng sinh khối bể: MLSS = 2g/l - Thể tích bể thiếu khí: Vtk = 1000 G 1000 300,98 = = 2508,18 m3 a 24 MLSS 2,5 24 - Bể xử lý thiếu khí chia thành 02 bể, bể cho cơng suất 5000 m3/ngày - Thể tích phản ứng bể thiếu khí: Vbtk = Vtk 2508,18 = = 1254,09 m3 /bể 2 2.5.5 Bể lắng sinh học - Lưu lượng trung bình ngày: Qng = 10000 m3/ngày - Lưu lượng trung bình giờ: Qh = - Qng 10000 = = 416,67 m3 /giờ 24 24 Lưu lượng tuần hoàn bùn: QRAS = Qh RAS = 416,67 0,3 = 125 m3 /h - Lưu lượng hỗn hợp vào bể lắng: Qhh = Qh + QRAS = 416,67 + 125 = 541,67 m3 /h - Hệ số sử dụng dung tích bể lắng: Ks = 0,35 - Chiều cao công tác bể lắng: Hct = 2,7 m - Chỉ số lắng bùn: SVI = 120 ml/g - Nồng độ bùn hoạt tính bể lắng sinh học: a = g/l - Nồng độ chất rắn khỏi bể: at = 45 mg/L - Tải trọng thủy lực bể lắng: qo = 16,732 m3/m2.ngày - Diện tích hoạt động bể lắng A= Qng 10000 = = 597,66 m2 qo 16,732 - Số bể lắng hoạt động song song: n = bể - Diện tích hoạt động bể lắng: Ab = A 597,66 = = 298,83 m2 n - Tốc độ dòng chảy ống trung tâm: vtt = mm/s - Tiết diện ống trung tâm: Stt = Qhh 541,67 = = 10,75 m2 /bể n vtt 3,6 - Tiết diện trụ ống trung tâm: Str = 2,27 m2 - Đường kính ống trung tâm: dtt = √ (Stt + Str ) (10,75 + 2,27) =√ = 4,05 m π 3.14 Chọn đường kính ống trung tâm 4,0 m - Tổng tiết diện bể lắng: Abl = Ab + (Stt + Str ) = 298,83 + (10,75 + 2,27) = 311,85 m2 /bể Đường kính bể lắng: - Abl 311,85 D= √ =√ = 20 m/bể π 3,14 Bảng 6: Tổng hợp thơng số tính tốn thiết kế hệ xử lý sinh học TT Thông số Giá trị Đơn vị bể 3137,03 m3/bể A Bể kỵ khí Số bể tính tốn Thể tích hữu ích tính tốn bể Thể tích giá thể bể 784 m3gt/bể Thời gian lưu nước tính tốn bể 15 B Bể thiếu khí Số bể tính tốn bể Thể tích hữu ích tính tốn bể 1254,09 m3/bể Thời gian lưu nước tính tốn bể 6,0 C Bể hiếu khí Số bể tính tốn bể Thể tích hữu ích vùng chứa giá thể tính tốn bể 2265,75 m3/bể 10 Thể tích giá thể tính tốn bể 339,86 m3/bể 11 Thể tích vùng hiếu khí khơng chứa giá thể 679,73 m3/bể 12 Thời gian lưu nước tính tốn bể 14 13 Lượng khí cần cấp 88,15 m3/phút.bể D Bể lắng sinh học 14 Số bể thiết kế bể 15 Tải trọng bể lắng 16,732 m3/m2.bể 16 Đường kính bể lắng 20 m/bể 2.6 Hệ xử lý hóa lý 2.6.1 Bể phản ứng - Lưu lượng trung bình ngày: Qng = 10000 m3/ngày - Lưu lượng trung bình giờ: Qh = Qng 10000 = = 416,67 m3 /giờ 24 24 - Thời gian lưu nước bể phản ứng 1: t = 20 phút (Tham chiếu TCVN 7957:2008) - Thể tích hữu ích bể V = Qh t = 416,67 20 = 138,89 m3 60 - Chia thành 02 bể, bể cho công suất 5.000 m3/ngày - Thể tích bể phản ứng 1: Vb = V 138,89 = = 69,44 m3 /bể 2 2.6.2 Bể phản ứng - Lưu lượng trung bình ngày: Qng = 10000 m3/ngày - Lưu lượng trung bình giờ: Qh = Qng 10000 = = 416,67 m3 /giờ 24 24 - Thời gian lưu nước bể phản ứng 2: t = 20 phút (Tham chiếu TCVN 7957:2008) - Thể tích hữu ích bể V = Qh t = 416,67 20 = 138,89 m3 60 - Chia thành 02 bể, bể cho công suất 5.000 m3/ngày - Thể tích bể phản ứng 2: Vb = V 138,89 = = 69,44 m3 /bể 2 2.6.3 Bể phản ứng - Lưu lượng trung bình ngày: Qng = 10000 m3/ngày - Lưu lượng trung bình giờ: Qh = Qng 10000 = = 416,67 m3 /giờ 24 24 - Thời gian lưu nước bể phản ứng 3: t = 20 phút (Tham chiếu TCVN 7957:2008) - Thể tích hữu ích bể V = Qh t = 416,67 20 = 138,89 m3 60 - Chia thành 02 bể, bể cho công suất 5.000 m3/ngày - Thể tích bể phản ứng 3: Vb = V 138,89 = = 69,44 m3 /bể 2 2.6.4 Bể tạo - Lưu lượng trung bình ngày: Qng = 10000 m3/ngày - Lưu lượng trung bình giờ: Qh = Qng 10000 = = 416,67 m3 /giờ 24 24 - Thời gian lưu nước bể tạo bông: t = 25 phút (Tham chiếu TCVN 7957:2008) - Thể tích hữu ích bể V = Qh t = 416,67 25 = 173,61 m3 60 - Chia thành 02 bể, bể cho công suất 5.000 m3/ngày - Thể tích bể tạo bơng: Vb = V 173,61 = = 86,81 m3 /bể 2 2.6.5 Bể lắng hóa lý - Lưu lượng trung bình ngày: Qng = 10000 m3/ngày - Lưu lượng trung bình giờ: Qh = Qng 10000 = = 416,67 m3 /giờ 24 24 - Chiều cao công tác bể lắng: Hct = 2,5 m - Hệ số phụ thuộc loại bể lắng: K = 0,35 - Hệ số ảnh hưởng: α = - Hệ số kết tụ: n = 0,25 - Chiều cao bình thí nghiệm: h = 0,5 m - Thời gian lắng nước thải bình thí nghiệm: t = 680 giây - Thành phần thẳng đứng tốc độ nước thải: ω = mm/giây - Độ lớn thủy lực hạt lắng: U0 = - 1000 K Hct α t ( K.Hct h ) n −ω= 1000.0,35.2,5 1.680 ( 0,35.2,5 0,25 0,5 − = 1,12 mm/giây ) Bán kính bể lắng: Qh 416,67 R=√ =√ = 9,70 m 3,6 π K Uo 3,6 3,14 0,35 1,12 - Diện tích tính tốn bể lắng S = π R2 = 3,14 9,72 = 295,44 m2 - Hệ số an toàn: k = 1,15 (tương ứng 15%) - Diện tích bể lắng tính thêm hệ số an tồn: Sat = S k = 295,44.1,15 = 339,76 m2 - Bán kính bể lắng tính thêm hệ số an tồn R at = √ Sat 339,76 =√ = 10,4 m π 3,14 Chọn bán kính bể lắng thiết kế R = 10,5 m - Diện tích bể lắng S = π R2 = 3,14 10,52 = 346,19 m2 - Tải trọng bề mặt bể lắng SLR = Qng 10000 = = 28,88 m3 /m2 ngày S 346,19 Bảng 7: Tổng hợp thơng số tính tốn thiết kế hệ xử lý hóa lý (cho cơng suất 10.000 m3/ngày) TT Thông số Giá trị Đơn vị A Bể phản ứng 1 Thời gian lưu nước bể 20 phút Số bể thiết kế bể Thể tích hữu ích bể 69,44 m3/bể B Bể phản ứng Thời gian lưu nước bể 20 phút Số bể thiết kế bể Thể tích hữu ích bể 69,44 m3/bể C Bể phản ứng Thời gian lưu nước bể 20 phút Số bể thiết kế bể Thể tích hữu ích bể 69,44 m3/bể D Bể tạo 10 Thời gian lưu nước bể 25 phút 11 Số bể thiết kế bể 86,81 m3/bể Bán kính bể lắng 10,5 m Tải trọng bề mặt bể lắng 28,88 m3/m2.ngày 12 Thể tích hữu ích bể E Bể lắng hóa lý 13 14 Bể khử trùng (Cho công suất 10.000 m3/ngày) 2.7 - Lưu lượng trung bình ngày: Qng = 10.000 m3/ngày - Lưu lượng trung bình giờ: Qh = Qng 10.000 = = 416,67 m3 /giờ 24 24 - Thời gian lưu nước bể khử trùng: t = 30 phút (Tham chiếu TCVN 7957:2008) - Thể tích hữu ích bể khử trùng: V = Qh t 30 = 416,67 = 208,33 m3 60 60 Bảng 8: Tổng hợp thông số tính tốn thiết bể khử trùng TT 2.8 Thơng số Thể tích hữu ích tính tốn bể Thời gian lưu nước bể Giá trị Đơn vị 208,33 m3 30 phút Hạng mục tiếp nhận bùn thải 2.8.1 Bể chứa bùn (sử dụng cho chứa phân hủy hiếu khí bùn sinh học hiếu khí) - Lưu lượng trung bình ngày: Qng = 10000 m3/ngày - Lưu lượng trung bình giờ: Qh = - Qng 10000 = = 416,67 m3 /giờ 24 24 Lượng bùn hiếu khí tạo hệ thống sinh học: Psh = Px,bio + Qng (TSSt − at) = 997,49 + 10000 (0,09 − 0,045) = 1447,49 kg/ngày - Tỷ trọng cặn tươi: T = 1.005 tấn/m3 - Nồng độ cặn hỗn hợp bùn thải tới bể chứa: p = % - Thể tích cặn thải hàng ngày: Vc = - Psh 1447,49 = = 72,01 m3 /ngày T p 1,005 2% 1000 Thời gian lưu bùn bể chứa: t = 15 ngày - Thể tích bể chứa bùn: Vb = Vc t = 72,01 15 = 1080,21 m3 - Tỷ lệ bùn giảm bể chứa bùn: F = 15% - Lượng bùn lại sau bể chứa: Psh,re = Psh (1 − F) = 1447,49 (1 − 15%) = 1230,36 kg/ngày 2.8.2 Bể nén bùn sinh học (sử dụng cho nén bùn sinh học sau bể chứa bùn yếm khí) - Lượng bùn yếm khí sinh ra: Pyk = Px,yk + - Q (TSSt − TSShk ) 10000 (120 − 90) = 786,76 + = 1086,76 kg/ngày 1000 1000 Lượng bùn vào bể nén Px = Pyk + Psh,re = 1086,76 + 1230,36 = 2317,12 kg/ngày - Tải trọng bể nén bùn sinh học: ρ = 25 kg/m2.ngày - Diện tích cần thiết bể nén: Sbn,sh = P𝑥 2317,12 = = 92,68 m2 ρ 25 2.8.3 Bể nén bùn (sử dụng cho nén bùn hóa lý) - Lượng bùn hóa lý sinh (TSSin − TSSt ) (300 − 120) Phl1 = Qng ( + 0,55 0,03) = 10000 ( + 0.55 0,03) 1000 1000 = 1965 kg/ngày - Lượng bùn hóa lý sinh (at − 0.6at) (45 − 0,6 45) Phl2 = Qng ( + 0,55 0,03) = 10000 ( + 0.55 0,03) 1000 1000 = 345 kg/ngày - Tổng bùn hóa lý vào bể nén Phl = Phl1 + Phl2 = 1965 + 345 = 2310 kg/ngày - Tải trọng bể nén bùn hóa lý: ρ = 65 kg/m2.ngày - Diện tích bể nén bùn: Sbn = Pℎ𝑙 2310 = = 35,54 m2 ρ 65 Bảng 9: Tổng hợp thơng số tính tốn hệ chứa, nén bùn TT 2.9 Thông số A Bể chứa bùn Thể tích hữu ích tính tốn Thời gian lưu chứa bùn B Bể nén bùn sinh học Tải trọng bể nén Diện tích tính tốn bể nén C Bể nén bùn hóa lý Tải trọng bể nén Diện tích tính tốn bể nén Giá trị Đơn vị 1080,21 m3 15 ngày 25 kg/m2.ngày 92,68 m2 65 kg/m2.ngày 35,54 m2 Hạng mục xử lý bùn thải 2.9.1 Tính bùn thải cho cơng suất 10.000 m3/ngày - Tổng lượng bùn thải cần xử lý ngày P= Px + Phl 2317,12 + 2310 = = 4,63 tấn/ngày 1000 1000 - Tỷ trọng cặn vô cơ: t1 = 2,50 tấn/m3 Tỷ trọng cặn hữu cơ: t2 = 1,00 tấn/m3 - Tỷ lệ cặn vô hỗn hợp: f = 0,25 - Khối lượng cặn vô cơ: m1 = - P f 4,63 0,25 = = 1,16 tấn/ngày 1000 1000 Khối lượng cặn hữu cơ: m2 = P − m1 = 4,63 − 1,16 = 3,47 tấn/ngày - Tỷ trọng bùn: S k = m1 t1 - P + m2 t2 4,63 = 1,16 3,47 = 1,18 tấn/m3 + 1,0 2,5 Tính bùn thải sau ép + Độ ẩm bùn sau máy ép: W = 70% + Lượng bùn độ ẩm 70% sau ép: M= + Tỷ trọng bùn sau ép: P 4,63 = = 15,42 tấn/ngày − W − 70% Sb = W Sk + (1 − W) = 0.70 1,18 + (1 − 0,70) = 1,12 tấn/m3 + Thể tích bùn độ ẩm 70% sau ép: M 15,42 = = 13,8 m3 /ngày Sb 1,12 Vbe = - Tính bùn thải sau sấy + Độ ẩm bùn sau sấy: W = 30% + Lượng bùn độ ẩm 30% sau sấy: M= P 4,63 = = 6,61 tấn/ngày − W − 30% + Tỷ trọng bùn sau sấy: Sbs = W Sk + (1 − W) = 0.30 1,18 + (1 − 0,30) = 1,05 tấn/m3 + Thể tích bùn độ ẩm 30% sau sấy: M 6,61 = = 6,31 m3 /ngày Sbs 1,05 Vbs = 2.9.2 Tính diện tích cần để chứa bùn sau ép sau sấy (cho công suất 20.000 m3/ngày) - Khu vực chứa bùn sau ép: + Thể tích bùn độ ẩm 70% sau ép: Vbe,2 = Vbe = 13,8 = 27,61 m3 /ngày + Chiều cao chứa bùn: Hcb = 0,35 m + Thời gian lưu chứa bùn: Tlc = ngày + Diện tích cần thiết khu vực chứa bùn: Scb = - Vbe,2 Tlc 27,61 = = 394,41 m2 Hcb 0,36 Khu vực chứa bùn sau sấy + Thể tích bùn độ ẩm 30% sau sấy Vbs,2 = Vbs = 6,31 = 12,63 m3 /ngày + Thể tích túi chứa bùn sau sấy: Vtb = m3 + Số lượng túi chứa cần: Ntb = Vbs,2 12,63 = = 13 túi/ngày Vtb + Thời gian lưu chứa bùn sau sấy: Tlc = ngày + Diện tích cần thiết khu vực chứa bùn sau sấy Scb = Ntb Tlc 13 = = 65 m2 1 Bảng 10: Tổng hợp thơng số tính tốn hệ xử lý bùn Giá trị Đơn vị Khối lượng bùn sau ép 15,42 tấn/ngày Thể tích bùn sau ép 13,8 m3/ngày B Bùn thải sau sấy (cho công suất 10.000 m3/ngày) Khối lượng bùn sau sấy 6,61 tấn/ngày Thể tích bùn sau sấy 6,31 m3/ngày C Diện tích chứa bùn (Cho cơng suất 20.000 m3/ngày) Diện tích cần thiết chứa bùn sau ép 394,41 m2 Diện tích cần thiết chứa bùn sau sấy 65 m2 TT A Thông số Bùn thải sau ép (Cho cơng suất 10.000 m3/ngày) TÍNH TỐN HỒ CHỈ THỊ 3.1.1 Thời gian lưu hồ với thông số COD - Nồng độ COD nước thải đầu vào hồ: CC,in = 67,5 mg/L - Nồng độ COD đầu sau hồ thị: CC,out = 66,15 mg/L - Tốc độ tự làm hồ COD điều kiện sục khí: Lls,C = 15,5 mg/(L.ngày) [2] - Thời gian lưu hồ: t COD = CC,in − CC,out 67,5 − 66,15 24 = 24 = Lls,C 15,5 3.1.2 Thời gian lưu hồ với thông số Amoni - Nồng độ Amoni nước thải đầu vào hồ: CN,in = 4,5 mg/L - Nồng độ Amoni đầu sau hồ thị: CN,out = 4,35 mg/L - Tốc độ tự làm hồ Amoni điều kiện sục khí: Lls,N = 1,78 mg/(L.ngày) [2] - Thời gian lưu hồ: tN = CN,in − CN,out 4,5 − 4,35 24 = 24 = Lls,N 1,78 3.1.3 Thời gian lưu hồ với thông số Photpho - Nồng độ Photpho nước thải đầu vào hồ: CP,in = 3,6 mg/L - Nồng độ Photpho đầu sau hồ thị: CP,out = 3,58 mg/L - Tốc độ tự làm hồ Photpho điều kiện sục khí: Lls,P = 0,25 mg/(L.ngày) [2] - Thời gian lưu hồ: tP = CP,in − CP,out 3,6 − 3,58 24 = 24 = 1,9 Lls,P 0,25 Bảng 11: Tổng hợp thông số hồ thị thông số ô nhiễm giảm sau chứa hồ thị TT Thông số Giá trị Đơn vị Thời gian lưu nước hồ thị Giờ Nồng độ COD giảm sau hồ thị 1,35 mg/L Nồng độ Amoni giảm sau hồ thị 0,15 mg/L Nồng độ Photpho giảm sau hồ thị 0,02 mg/L TÍNH TỐN XỬ LÝ MÙI Xử lý mùi bể điều hòa 4.1 - Lưu lượng thiết kế Becphun: qB = 15,8 L/giờ - Bán kính tính tốn cho Becphun: rB = 1,5 m - Diện tích phun phủ cho bec phun: AB = π R2 = 3,14 1,52 = 7,07 m2 - Số lượng bec phun: NB = 330 (Theo bố trí mạt bằng) - Hệ số an tồn cho làm việc Becphun: a = 0,95 - Lưu lượng nước cần thiết cho dàn phun: Qd = NB.qB.a = 330.15,8.0,95 = 4,95 m3/giờ 4.2 Xử lý mùi bể kỵ khí - Lưu lượng khí vào tháp: Q = 212 m3/giờ = 0,059 m3/giây (theo tính tốn khí phát sinh mục bể kỵ khí) - Hệ số an tồn: a = - Vận tốc đảo pha tháp: ωdp = 0,46 m/giây - Vận tốc làm việc tháp: v = 0,8 ωdp = 0,8 0,46 = 0,37 m/giây - Đường kính tháp: D=√ Q a 0,059 =√ = 0,64 m π v 3,14 0,37 Chọn đường kính tháp m để dễ dàng cho thiết kế thi công - Vật liệu tiếp xúc: PP + Kích thước: d = 150 mm + Bề mặt riêng: σ = 200 m2/m3 + Thể tích tự vật liệu: Vđ = 0,9 m3/m3 - Chiều cao tương đương đơn vị chuyển khối: Htđ = 200 Vđ σ (ω dp + 0,9) 0,4 = 200 0,9 = 0,8 m 200 (0,46 + 0,9)0,4 - Số đơn vị chuyển khối tổng quát: N = 1,5 - Chiều cao làm việc vật liệu tiếp xúc: Hđ = Htđ.N = 0,8.1,5 = 1,19 m - Chiều cao chứa nước tuần hoàn: Hn = 0,5 m - Chiều cao khoang khí vào: Hk = 0,47 m - Chiều cao khoang phun nước: Hpn = 0,6 m - Chiều cao khoang tách ẩm: Hta = 0,3 m - Chiều cao phần nón tháp: Hnt = 0,25 m - Chiều cao cửa khí ra: Hr = 0,1 m - Tổng chiều cao tháp: H = Hđ + Hn + Hk + Hpn + Hta + Hnt + Hr = m 4.3 Xử lý mùi nhà xử lý bùn Thu mùi cục vị trí phát sinh mùi - Thể tích khí cần thu mùi giai đoạn 1: V = 700 m3 khí - Hệ số lưu thơng: a = lần/giờ - Lưu lượng khí cần hút: Qk = (V.a)/60 = (700.2)/60 = 23,3 m3/phút Tài liệu tham khảo: TS Trần Xoa, TS Nguyễn Trọng Khuông cộng (1992) “Sổ tay Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, Cơ sở lý thuyết, phương pháp tính tốn, tra cứu số liệu thiết bị, tập 1”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Đỗ Thị Hiền, Lê Thị Trinh, Lê Thu Thủy (2020) “Đánh giá khả tự làm khả tiếp nhận chất ô nhiễm nước sông nhuệ điều kiện phịng thí nghiệm”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học - Tập 25, Số 1/2020 MetCalf & Eddy (2014) “Wastewater Engineering - Treatment and Reuse - 5th edition”, McGraw-Hill Education, New York ... gom KCN hệ thống xử lý nước thải tập trung hệ thống đường ống thu gom riêng; - Nước thải nhà đầu tư thứ cấp xử lý đạt mức A-QCVN 40-2011: nước thải sau nhà đầu tư thứ cấp tự xử lý nước thải đạt... Hệ xử lý sinh học 2.5.1 Hiệu suất xử lý thông số xử lý sinh học từ công đoạn trước thông số đầu vào hệ sinh học a Hiệu suất xử lý thông số xử lý sinh học từ công đoạn trước - Hiệu suất tiền xử. .. thống thu gom nước thải KCN khu xử lý nước thải tập trung 1.1.2 Quy chuẩn nước thải đầu - Nước thải đầu phải đáp ứng cột A, QCVN 40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp