Chỉ có phần lý thuyết bản word + tính toán thiết kếĐồ án tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất nước giải khát với công suất 1100 m3ngày.đêm với đầy đủ các chương theo yêu cầu về nội dung lẫn hình thức của đồ án môn học xử lý nước thải, đồ án cung cấp thông tin về đặc tính nước thải, các phương pháp xử lý, đề xuất công nghệ và tính toán thiết kế
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP HCM KHOA MÔI TRƯỜNG CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN NƯỚC GIẢI KHÁT VỚI CÔNG SUẤT 1100M3/NGÀY ĐÊM GVHD: ThS VŨ PHƯỢNG THƯ TS TRẦN THANH TÂM SVTH: TRỊNH MINH TÂM MSSV: 0850020027 LỚP: 08_ĐHMT1 TP HCM, 07/3/2022 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP HCM KHOA MÔI TRƯỜNG CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN NƯỚC GIẢI KHÁT VỚI CÔNG SUẤT 1100M3/NGÀY ĐÊM GVHD: ThS VŨ PHƯỢNG THƯ TS TRẦN THANH TÂM SVTH: TRỊNH MINH TÂM MSSV: 0850020027 LỚP: 08_ĐHMT1 TP HCM, 07/3/2022 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG Khoa Mơi Trường TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG TPHCM Bộ môn Kỹ thuật Môi trường NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI Họ tên sinh viên: Trịnh Minh Tâm Lớp : 08KTMT1 Chuyên ngành : Kỹ Thuật Môi Trường Ngày giao đồ án: 07/03/2022 Ngày hoàn thành đồ án: 02/05/2022 Đầu đề đồ án: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với công suất 1100 m3/ngày.đêm Yêu cầu số liệu ban đầu: - Thành phần tính chất nước thải - Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý cột B QCVN 40:2011/BTNMT Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Lập thuyết minh tính toán bao gồm: Tổng quan nước thải cho đề tài đặc trưng nước thải Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước thải yêu cầu xử lý, từ phân tích lựa chọn cơng nghệ thích hợp Tính tốn cơng trình đơn vị phương án chọn Tính tốn lựa chọn thiết bị (bơm nước thải, máy thổi khí,…) cho cơng trình đơn vị tính tốn Các vẽ kỹ thuật: - Vẽ vẽ mặt cắt công nghệ phương án chọn: 01 vẽ khổ A2 (A3 đóng cuốn) - Vẽ chi tiết cơng trình đơn vị hồn chỉnh (cơng trình chính): 02 vẽ khổ A2 (A3 đóng cuốn) - Vẽ mặt bố trí cơng trình: vẽ khổ A2 (A3 đóng cuốn) TP.HCM, Ngày tháng năm 2022 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN LỜI CẢM ƠN Lời em xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện tốt chúng em học tập trường Em xin cảm ơn thầy cô khoa Môi trường giảng dạy cho chúng em nhiều kiến thức chuyên ngành giúp chúng em có đủ sở lý thuyết để hoàn thành tốt đồ án Em xin chân thành cảm ơn cô ThS.Vũ Phượng Thư thầy TS Trần Thanh Tâm hướng dẫn em suốt trình làm đồ án Do nhận thức kinh nghiệm cịn hạn chế nên khó tránh khỏi thiếu sót, em kính mong nhận thơng cảm góp ý quý thầy, cô để chúng em rút kinh nghiệm làm tốt với đồ án khác tương lai Em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, ngày tháng năm 2022 SINH VIÊN THỰC HIỆN Trịnh Minh Tâm MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN NƯỚC GIẢI KHÁT TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN NƯỚC GIẢI KHÁT 1.1.1 Tổng quan ngành chế biến nước giải khát 1.1.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất nước giải khát 1.1.3 Nguồn gốc phát sinh nước thải sản xuất nước giải khát 1.1.4 Thành phần tính chất nước thải sản xuất nước giải khát TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG ĐẦU RA CHO NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NGÀNH NƯỚC GIẢI KHÁT PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 2.1.1 Thiết bị tách rác 2.1.2 Bể lắng cát 2.1.3 Bể lắng đợt I 2.1.4 Bể tách dầu mỡ 10 2.1.5 Bể lọc 11 PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ 12 2.2.1 Bể điều hòa lưu lượng 13 2.2.2 Bể trộn + kết tủa + tạo 14 2.2.3 Quá trình khử trùng 15 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 15 2.3.1 Phương pháp hiếu khí 16 2.3.2 Phương pháp kỵ khí 19 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CẶN 22 MỘT SỐ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY NƯỚC GIẢI KHÁT HIỆN NAY 23 CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ 26 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 26 3.1.1 Thông số chất lượng đầu vào nước thải 26 3.1.2 Cơ sở đề xuất công nghệ 27 ĐỀ XUẤT, PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ 28 3.2.1 Phương án 28 3.2.2 So sánh phân tích lựa chọn cơng nghệ 37 CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 39 Lưu lượng tính tốn hệ số khơng điều hòa 39 Song chắn rác hầm bơm 40 4.2.1 Tính tốn thiết kế song chắn rác (SCR) 40 4.2.2 Tính tốn thiết kế hầm bơm 42 Thiết bị lược rác tinh 44 Bể điều hòa 44 Bể lắng đứng đợt I 49 Bể trung gian 54 Bể UASB 56 Bể Aerotank 66 Bể lắng đứng đợt II 74 Bể khử trùng 81 Bể chứa bùn 84 Máy ép bùn băng tải 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 DANH MỤC HÌNH Hình Dây chuyền sản xuất cocacola (Nguồn: https://tinhte.vn/) Hình Quy trình cơng nghệ sản xuất nước giải khát có gas (Nguồn: [17]) Hình Song chắn rác thô (Nguồn: [16]) Hình Bể lắng cát ngang (Nguồn: https://moitruongcms.com/) Hình Bể lắng đứng (Nguồn: http://www.moitruongnhietdoi.com.vn) 10 Hình Bể tách dầu mỡ (Nguồn: https://mayepnuocmiaviendong.com) 11 Hình Bồn lọc áp lực (Nguồn: https://congnghexulynuocmet.com.vn) 12 Hình Bể điều hịa (Nguồn: https://antoanmoitruong.com.vn) 13 Hình Bể keo tụ tạo (Nguồn: https://toana.vn/be-keo-tu-tao-bong/) 14 Hình 10 Bể Aerotank (Nguồn: http://www.tailieumoitruong.org) 17 Hình 11 Bể SBR (Nguồn: [16]) 18 Hình 12 Mương oxy hóa (Nguồn: [16]) 19 Hình 13 Bể UASB (Nguồn: https://vesinhnhanh24h.com) 21 Hình 14 Máy ép bùn trục vít (Nguồn: https://vfp.vn/san-pham) 22 Hình 15 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất nước công ty TNHH công nghệ môi trường Việt ENVI (Nguồn: https://xulynuocthaivietenvi.com) 23 Hình 16 Hệ thống xử lý nước thải sản xuất nước giải khát công ty TNHH Việt thủy sinh (Nguồn: https://moitruongvietthuysinh.com/) 24 Hình 17 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy nước giải khát công ty môi trường Ngọc Lan (Nguồn: http://ngoclan.org) 25 Hình 18 Sơ đồ cơng nghệ phương án 29 Hình 19 Sơ đồ cơng nghệ phương án 33 DANH MỤC BẢNG Bảng Số liệu thành phần tính chất nước thải đầu vào (Nguồn: [18]) Bảng Giá trị chất lượng đầu cho thông số nước thải công nghiệp Bảng Nồng độ chất ô nhiễm có nước thải 26 Bảng Hiệu suất xử lý cơng trình đơn vị (Nguồn: [1], [2], [3], [5]) 31 Bảng Hiệu suất xử lý cúa cơng trình đơn vị (Nguồn: [1], [2], [3], [5]) 35 Bảng So sánh ưu nhược điểm cơng trình đơn vị phương án 37 Bảng Hệ số khơng điều hịa (Trang 54/ [2]) 39 Bảng Thông số thiết kế SCR thô 42 Bảng Thông số thiết kế hầm bơm 44 Bảng 10 Tốc độ khí đặc trưng ống dẫn (Bảng 9-9/419/ [3]) 47 Bảng 11 Thông số thiết kế bể điều hòa 48 Bảng 12 Tóm tắt thơng số thiết kế bể lắng đứng đợt I 54 Bảng 13 Tóm tắt thơng số thiết kế bể trung gian 55 Bảng 14 Thông số đầu vào bể UASB 56 Bảng 15 Tóm tắt thơng số thiết kế bể UASB 65 Bảng 16 Thông số đầu vào bể Aerotank 66 Bảng 17 Tóm tắt thơng số thiết kế bể Aerotank 73 Bảng 18 Tóm tắt thông số thiết kế bể lắng đứng đợt II 81 Bảng 19 Tóm tắt thơng số thiết kế bể khử trùng 83 Bảng 20 Tóm tắt thơng số thiết kế bể chứa bùn 85 Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với công suất 1100 m3/ngày.đêm Khung nhựa PP GF 30 Đầu nối ren: PP GF20 Màu sắc: Màu đen Nhiệt độ hoạt động : – 80ºC (Nhựa polypropylene – PP gia cố thêm sợi thủy tinh – GF nhằm nâng cao độ bền ren) Số đĩa phân phối khí bể: (CT/132/ [10]) N= qk 0,09 = = 81,08 1,11 10−3 1,11 10−3 Chọn N = 81 đĩa Số đĩa 81 cái, chia làm hàng, hàng đĩa phân bố cách sàn bể 0,2m tâm đĩa 0,75m Q th 4.858 Db = √ =√ = 0,092 m = 92 mm π Vb π 1,5.86400 Chọn ống thép SCH5S D = 100 mm Qth: Lưu lượng bùn tuần hoàn Qth = 90 (m3/ngđ) Vb: Vân tốc bùn chảy ống điều kiện bơm, Vb = – m/s, chọn Vb = 1,5 m/s Bảng 17 Tóm tắt thơng số thiết kế bể Aerotank Số lượng Đơn vị Số lượng bể N bể Chiều rộng bể B m Chiều cao bể H 4,5 m Thời gian lưu nước 4,3 Giờ Thời gian lưu bùn 10 ngày Đường kính ống dẫn khí 125 mm Đường kính ống dẫn khí nhánh 50 mm Số lượng đĩa phân phối khí 54 Đĩa Đường kính ống dẫn bùn tuần hồn 100 mm Thơng số SVTH: Trịnh Minh Tâm GVHD: ThS.Vũ Phượng Thư TS.Trần Thanh Tâm 73 Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với công suất 1100 m3/ngày.đêm Bể lắng đứng đợt II Nhiệm vụ: Bể lắng đứng đợt II hay bể lắng sinh học có nhiệm vụ loại bỏ bơng bùn hoạt tính xả từ bể Aerotank theo ngun tắc lắng trọng lực Một phần bùn bơm sang bể chứa bùn, phần bùn cịn lại tuần hồn bể Aerotank để cung cấp thêm sinh khối cho q trình oxi hóa chất hữu có nước thải Chọn bể lắng II bể lắng đứng có dạng hình trịn, nước thải vào từ tâm thu nước theo máng cưa Diện tích mặt thống bể lắng đứng đợt II ứng với lưu lượng trung bình : (CT/150/ [3]) F1 = Qth ngđ L1 = 1100 = 44 m2 25 Trong đó: th Qth ngđ : Lưu lượng trung bình ngày đêm, Q ngđ = 1100 m /ngđ L1: Tải trọng bề mặt ứng với lưu lượng trung bình, tải trọng bề mặt thích hợp cho bùn hoạt tính khuếch tán khơng khí, chọn L1 = 25 m3/m2.ngđ (Bảng TK-5/151/ [3]) Diện tích mặt thống bể lắng đứng đợt II ứng với lưu lượng lớn : (CT/150/ [3]) F2 = Qmax ngđ L2 = 1980 = 47,14 m2 , chọn F2 = 48 m2 42 Trong đó: max Qmax ngđ : Lưu lượng trung bình ngày đêm, Q ngđ = 1980m /ngđ L2: Tải trọng bề mặt ứng với lưu lượng lớn nhất, tải trọng bề mặt thích hợp cho bùn hoạt tính khuếch tán khơng khí, chọn L2 = 42 m3/m2.ngđ (Bảng TK-5/151/ [3]) Diện tích mặt thoáng bể lắng đứng đợt II ứng với tải trọng chất rắn lớn : (CT/151/ [3]) SVTH: Trịnh Minh Tâm GVHD: ThS.Vũ Phượng Thư TS.Trần Thanh Tâm 74 Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với công suất 1100 m3/ngày.đêm −3 (Qmax + Qth (82,5 + 64,35).3500 10−3 h h ) 𝑋 10 F3 = = = 52,5 m2 L3 9,8 Trong đó: max Qmax = 82,5 m3/h h : Lưu lượng trung bình ngày đêm, Q h Qth h : Lưu lượng bùn tuần hoàn lớn giờ: max Qth = 0,78 82,5 = 64,35 m3/h h = 0,78 Q h X: Nồng độ VSS nước thải vào bể lắng II, X = 3500 mg/L L3: Tải trọng chất rắn lớn nhất, chọn L3 = 9,8 kg/m3.h (Bảng TK-5/151/ [3]) Diện tích mặt thống thiết kế bể lắng đợt II mặt giá trị lớn số giá trị F1, F2 F3 Như vậy, diện tích mặt thống thiết kế F = F3 = 52,5 m2 Kiểm tra lại tải trọng máng tràn: Lm = Qmax ngđ π D n = 1980 = 76,86 m3 /m ngày < 500m3 /m ngày π 8,2.1 Vậy tải trọng máng tràn thỏa điều kiện (Trang 151/ [3]) Diện tích ống trung tâm: f= Q tt 0,03 = = m2 vtt 0,015 Trong đó: th Qtt: Lưu lượng tính tốn có tuần hồn, Qtt = Qtb h + Q h = 45,83 + 64,35 = 110,18 m /h = 0,03 m3/s vtt: tốc độ chuyển động nước ống trung tâm bể lắng II, chọn vtt = 0,015 m/s (Điều 8.5.11 / [14]) Tổng diện tích bể: S = F + f 52,5 + = = 54,5 m2 n Đường kính bể lắng đợt II: SVTH: Trịnh Minh Tâm GVHD: ThS.Vũ Phượng Thư TS.Trần Thanh Tâm 75 Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với công suất 1100 m3/ngày.đêm S 4.54,5 D=√ =√ = 8,33 m, chọn D = 8,4 m π π Đường kính ống trung tâm: d=√ f 4.2 =√ = 1,6 m π π Chiều cao tính tốn vùng lắng bể lắng đứng: htt = v.t = 0,00055 1,5 3600 = 2,97 m, chọn htt = m Trong đó: v: Vận tốc chuyển động nước thải bể lắng đứng, v = 0,5 – 0,8 mm/s (Trang 253/ [3]), chọn v = 0,55 mm/s = 0,00055 m/s t: thời gian lắng, t = 1,5 h (CT/251/ [3]) Chiều cao phần hình nón bể lắng đứng: hn = h2 + h3 = ( D − dn 8,4 − 0,6 ) tgα = ( ) tg50 = 4,65 m, chọn hn = 4,7 m 2 Trong đó: h2: Chiều cao lớp trung hịa, m h3: Chiều cao giả định lớp cặn lắng bể, m D: Đường kính bể lắng, D = 8,4 m dn: Đường kính đáy nhỏ hình nón cụt, lấy dn = 0,6m, Chọn đường kính ống xả cặn dxả cặn = 200mm (Mục 6.69/ TCXDVN 33:2006) 𝛼: Góc nghiêng đáy bể lắng so với phương ngang, lấy không nhỏ 50o (Điều 8.5.11 / [14]) Chọn α = 50o Chiều cao ống trung tâm lấy chiều cao tính tốn vùng lắng 3m Đường kính miệng loe ống trung tâm lấy chiều cao phần ống loe 1,5 đường kính ống trung tâm, Đường kính hắt lấy 1,3 lần đường kính miệng loe, Góc nghiêng bề mặt hắt với mặt phẳng ngang lấy 17o (Điều 8.5.11/ [14]) Đường kính miệng loe chiều cao phần ống loe: SVTH: Trịnh Minh Tâm GVHD: ThS.Vũ Phượng Thư TS.Trần Thanh Tâm 76 Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với công suất 1100 m3/ngày.đêm dl = hl = 1,3 d = 1,3 1,6 = 2,08 m, chọn hl = m Đường kính hắt: dhắt = 1,3 dl = 1,3 = 2,6 m Chọn khoảng cách từ phần ống loe tới hắt 0,3m (quy phạm 0,25 – 0,5m) (Trang 146/ [7]) Chiều cao tổng cộng bể lắng đứng II: H = htt + hn + ho = htt + (h2 + h3) + ho = + 4,7 + 0,5 = 8,2 m Trong đó: htt: Chiều cao vùng lắng, htt = m hn: Chiều cao phần hình nón, hn = 4,7 m ho: Chiều cao bảo vệ, ho = 0,5 m Tính tốn máng tràn thu nước: Máng thu nước sau lắng bố trí sát thành bể ôm sát theo chu vi bể, máng thu nước có đường kính 0,8 đường kính bể (Trang 136/ [10]) Đường kính máng tràn: Dm = 0,8D = 0,8 8,4 = 6,72 (m) ⟹ Chọn Dm = 6,8 m Bề rộng máng: bm = D − Dm 8,4 − 6,8 = = 0,8(m) 2 Chọn chiều cao máng: hm = 0,4m Chiều dài máng thu nước: Lm = π Dm = 3,14 6,8 = 21,4 m Máng cưa: Đường kính máng cưa: Drc = Dm = 6,8 m Chiều cao máng: Chọn Hrc = 0,25m - Góc đáy chữ V 90o để điều chỉnh cao độ mép máng (Mục 6.2.2/158/ [8]) Chiều cao chữ V là: h = 5cm (5 – 8cm) (Mục 6.2.2/158/ [8]) SVTH: Trịnh Minh Tâm GVHD: ThS.Vũ Phượng Thư TS.Trần Thanh Tâm 77 Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với công suất 1100 m3/ngày.đêm - Chiều cao điều chỉnh thép chọn 15cm (quy phạm 15-16cm), bề rộng khe 12mm, cách 450mm Khoảng cách đỉnh 20cm, đáy chữ V 10cm Mỗi mét dài có khe chữ V (Mục 6.2.2/158/ [1]) Tổng số khe: n = 5.Lm = 5.21,4 = 107 khe Ống dẫn nước vào bể: Ống dẫn nước vào bể lắng chọn với tốc độ nước chảy ống từ 1,0 ÷ 1,5 m/s Chọn V = 1,0 m/s (Mục 4.1/174/ [9]) Suy ta có đường kính ống dẫn nước vào ống trung tâm 1100 4∗ 4Q √ 24 ∗ 3600 = 0,127 m Dống = √ = πvống π∗1 Chọn đường kính ống dẫn nước vào DN150 ống thép SCH5S Đường kính miệng vịi phun: Dv = 1.13 ∗ √ qv μ ∗ vv : hệ số lưu lượng với miệng phun hình nón có góc nón 𝛽 = 25° = 0.098 Chọn vv = m/s (vv = ÷ m/s) 1100 Suy : Dv = 1.13 ∗ √ 24∗3600 = 0.235 m = 235 mm 0.098∗3 Ống dẫn nước qua bể khử trùng: Nước từ bể lắng vào bể khử trùng có tốc độ nước chảy ống chọn vống = m⁄s (1 ÷ 1,5 m/s) (Mục 7.9.2/258/ [8]) SVTH: Trịnh Minh Tâm GVHD: ThS.Vũ Phượng Thư TS.Trần Thanh Tâm 78 Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với công suất 1100 m3/ngày.đêm 1100 ∗ 4Q √ 24 ∗ 3600 Dống = √ = = 0.127m πvống π∗1 Chọn đường kính ống dẫn nước vào DN150 ống thép SCH5S Tính tốn lượng bùn bể: Thể tích phần chứa bùn: Wb = hn 4,7 (Ft − Fd + √Ft × Fd ) = (85 − 0,36 + √85 × 0,36) = 141,3 m3 3 Trong đó: 𝐹𝑑 : Diện tích phần đáy chứa bùn bể lắng 𝐹𝑑 = 𝑏𝑐 = 0,62 = 0,36𝑚2 Lượng bùn sinh ra: Px(SS)= 85 kg/ngày Lượng cặn tươi cần xử lý: Q b = (Mvào − Mra ) Q = (129,2 − 38,76).1100 10−3 = 99,5 kg/ngày Trong đó: Mvào: Nồng độ chất rắn lơ lửng vào bể lắng đợt II Mra: Nồng độ chất rắn lơ lửng khỏi bể lắng đợt II Q: lưu lượng trung bình ngày, Q = 1100 m3/ngày Thời gian lưu bùn bể lắng sinh học không 2h chọn θc = 1,5h (Điều 7.59/ [7]) => Lượng bùn tích lũy bể lắng sau 1,5h: Q b = 99,5 24 × 1,5 = 6,22 𝑚3 Thời gian xả bùn tbx = 1,5 h Qb = Wb 6,22 = = 4,15 m3 /h t bx 1,5 Đường kính ống dẫn bùn bể chứa bùn: SVTH: Trịnh Minh Tâm GVHD: ThS.Vũ Phượng Thư TS.Trần Thanh Tâm 79 Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với công suất 1100 m3/ngày.đêm Q b 4.61,2 Db = √ =√ = 0.208m = 208 mm π vbùn π 0,5.3600 Chọn ống thép SCH5S có đường kính D = 250 mm Trong đó: Qb: Lưu lượng bùn xả bể chứa bùn, Qb = 61,2 m3/h v: Vận tốc bùn ống, v = 0,5 m/s (quy phạm 0,3 – 0,5 m/s) Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn bể Aerotank: Dth = √ Q th 4.64,35 =√ = 0.213m = 213 mm π vbùn π 0,5.3600 Chọn ống thép SCH5S có đường kính D = 250 mm Trong đó: Qth: Lưu lượng bùn tuần hoàn bể Aerotank, Qth = 64,35 m3/h v: Vận tốc bùn ống, v = 0,5 m/s (quy phạm 0,3 – 0,5 m/s) Tính tốn bơm bùn Bể sử dụng 02 bơm bùn (hoạt động luân phiên) Cơng suất hữu ích bơm: N= Q ρ g H 61,2.1000.9,81.8,2 = = 1,71 KW 1000 η 1000.0,8.3600 Trong đó: Q: suất bơm, m3/s; Q = 61,2 m3/h H: cột áp bơm, H = 8,2 m; ρ: khối lượng riêng nước, ρ = 1000 kg/m3 ; g: gia tốc trọn trường, g = 9,81 m/s2 ; : hiệu suất bơm, lấy = 0,8 ( = 0,72 – 0,93) SVTH: Trịnh Minh Tâm GVHD: ThS.Vũ Phượng Thư TS.Trần Thanh Tâm 80 Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với công suất 1100 m3/ngày.đêm Công suất động cơ: Nđc = N × β = 1,71.2,5 = 4,275 KW ≈ 5,7 Hp Trong đó: = 2,5 hệ số dự trữ (1 - 2,5) Chọn máy bơm Tsurumi 100C45.5 có cơng suất 7,4 Hp, lưu lượng max 133,2 m3/h, cột áp max 18 m hoạt động luân phiên Bảng 18 Tóm tắt thơng số thiết kế bể lắng đứng đợt II TT Thông số Giá trị Đơn vị bể Số lượng bể N Đường kính bể D 8,4 m Chiều cao bể H 8,2 m Chiều cao vùng lắng m Chiều cao phần hình nón 4,7 m Chiều cao ống trung tâm m Chiều cao bảo vệ Hbv 0,5 m Bể khử trùng Nhiệm vụ: Bể khử trùng có nhiệm vụ lưu giữ nước thải đủ lâu để nước tiếp xúc với hóa chất khử trùng (Clorine) giúp cho trình loại bỏ vi sinh vật gây bệnh diễn với hiệu suất cao Thể tích bể khử trùng: V = Q t = 45,83 1,5 = 68,75 m3 Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải vào bể khử trùng, Q = 45,83 m3/h t: thời gian tiếp xúc nước thải với hóa chất khử trùng, thời gian tiếp xúc hóa chất khử trùng bể không nhỏ 30 phút, chọn t = 1,5h (Điều 7.195/ [5]) Chiều cao xây dựng bể khử trùng: Hxd = Hct + Hbv = + 0,5 = 3,5 m SVTH: Trịnh Minh Tâm GVHD: ThS.Vũ Phượng Thư TS.Trần Thanh Tâm 81 Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với cơng suất 1100 m3/ngày.đêm Trong đó: Hct: Chiều cao hữu ích bể khử trùng, chọn Hct = m Hbv: Chiều cao bảo vệ, chọn Hbv = 0,5 m Diện tích mặt thống bể khử trùng: S= V 68,75 = = 22,92 m2 , chọn S = 23 m2 H Chọn kích thước bể là: L x B = 9,2 m x 2,5 m Bể khử trùng chia làm ngăn vách để nước thải tiếp xúc tốt với hóa chất khử trùng Mỗi vách dày 0,1 m Chiều dài ngăn bể khử trùng: l= L = = 1,2 m 5 Đường kính ống dẫn nước khỏi bể: Q 4.45,83 D=√ =√ = 0.116 m = 116 mm π v π 1.3600 Chọn ống dẫn nước khỏi bể khử trùng ống thép SCH5S có D = 125 mm Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải trung bình nước thải, Q = 45,83 m3/h v: Vận tốc nước chảy ống, v = 0,7 – 1,5 m/s, chọn v = 1,2 m/s Tính tốn lượng hóa chất khử trùng: Lượng clo cần thiết để khử trùng nước thải với hiệu trình khử trùng nước thải sau trình xử lý sinh học 90% Liều lượng Clorine để khử trùng nước thải a = (mg/l); (Điều 7.193/[5]) Lượng clorine cần pha châm vào bể: G = Q.a.t = 45,83 24 = 3300 g/ngày = 3,3 kg/ngày = 99 kg/tháng (CT/6/ [15]) Trong đó: SVTH: Trịnh Minh Tâm GVHD: ThS.Vũ Phượng Thư TS.Trần Thanh Tâm 82 Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với công suất 1100 m3/ngày.đêm Q: Lưu lượng nước thải, Q = 45,83 m3/h a: Nồng độ Clorine, a = mg/l = g/m3 Nồng độ Clorine sử dụng 10% => b = 10.C% = 10.10 = 100 g/L = 100 kg/m3 Lượng Clorine 10% cần dùng: (CT/6/ [15]) q = G 3.3 = = 0,033 m3 /ngày b 100 Trong đó: G: Lượng Clorine cần pha châm vào bể Thời gian lưu, t = 60 ngày Thể tích thùng chứa Clorine: V = 0,033 60 = 1,98 m3 Chọn thùng PE có V = m3 làm thùng chứa hóa chất khử trùng Đường ống dẫn hóa chất khử trùng ống uPVC Bình Minh Ø21 mm Chọn máy máy bơm định CONC0703PP1000A002 0,012 kW lượng Solenoid Concept C PROMINENT + Công suất: 0,012 kW + Lưu lượng: 3,66 l/h + Áp lực max: Bar + Kết nối ống: 8𝜙 x 5mm Bảng 19 Tóm tắt thơng số thiết kế bể khử trùng TT Thông số Giá trị Đơn vị Số lượng bể N bể Chiều dài bể L m Chiều cao bể H 4,5 m Chiều rộng bể B m Số ngăn ngăn SVTH: Trịnh Minh Tâm GVHD: ThS.Vũ Phượng Thư TS.Trần Thanh Tâm 83 Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với công suất 1100 m3/ngày.đêm Chiều dài ngăn 1,2 m Bể chứa bùn Nhiệm vụ: Bể chứa bùn nơi chứa bùn xả từ bể lắng đợt I, bể lắng đợt II bùn dư từ bể UASB trước bơm sang máy ép bùn để xử lý Lượng bùn dư từ bể lắng I: Qlắng I = 4,05 m3/ngày Lượng bùn dư từ bể lắng II: Qlắng II = Qb – Qth = 1635 – 1544,4 = 90,6 m3/ngày Lượng bùn dư từ bể UASB: QUASB = 0,28 m3/ngày Tổng lượng bùn chứa bể: Q = Qlắng I + Qlắng II + QUASB = 4,05 + 90,6 + 0,28 = 94,93 m3/ngày, chọn Q = 95 m3/ngày Thể tích bể chứa bùn: V = Q t = 95 = 285 m3 Trong đó: t: Thời gian lưu bùn bể chứa bùn, chọn thời gian lưu bể chứa bùn là: t = ngày Chọn kích thước bể chứa bùn: L x B x H = 9,5m x 6m x 5m Chiều cao xây dựng bể chứa bùn: Hxd = Hct + Hbv = + 0,5 = 5,5 m Trong đó: Hct: Chiều cao cơng tác bể chứa bùn, Hct = 5m Hbv: Chiều cao bảo vệ, chọn Hbv = 0,5m Tính tốn bơm bùn sang máy ép bùn: Bể sử dụng 02 bơm bùn (hoạt động ln phiên) Cơng suất hữu ích bơm: N= Q ρ g H 285.1000.9,81.8,2 = = 0,2 KW 1000 η 1000.0,8.3600.24 Trong đó: SVTH: Trịnh Minh Tâm GVHD: ThS.Vũ Phượng Thư TS.Trần Thanh Tâm 84 Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với công suất 1100 m3/ngày.đêm Q: suất bơm, m3/ngày; Q = 285 m3/ngày H: cột áp bơm, H = m; ρ: khối lượng riêng nước, ρ = 1000 kg/m3 ; g: gia tốc trọn trường, g = 9,81 m/s2 ; : hiệu suất bơm, lấy = 0,8 ( = 0,72 – 0,93) Công suất động cơ: Nđc = N × β = 0,2.2,5 = 0,5 kW ≈ 0,67 Hp Trong đó: = 2,5 hệ số dự trữ (1 - 2,5) Chọn máy bơm Pentax U3SA-90/4 có cơng suất 0,9 Hp, lưu lượng max 4,6 m3/h, cột áp max 13,4 m hoạt động ln phiên Bảng 20 Tóm tắt thơng số thiết kế bể chứa bùn TT Thông số Giá trị Đơn vị Số lượng bể N bể Chiều dài bể L 9,5 m Chiều cao bể H 5,5 m Chiều rộng bể B m Máy ép bùn băng tải Nhiệm vụ: Cặn chứa bể chứa bùn thời gian cần đưa sang máy ép bùn nhằm làm khô cặn để giảm độ ẩm xuống 70 – 80% Máy ép bùn làm việc 4h/ngày, ngày/tuần Lượng cặn đưa vào máy tuần: Qt = Q = 95 = 285 m3/tuần Lượng cặn đưa vào máy giờ: Qh = Q 95 = = 23,75 m3 /h 4 SVTH: Trịnh Minh Tâm GVHD: ThS.Vũ Phượng Thư TS.Trần Thanh Tâm 85 Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với công suất 1100 m3/ngày.đêm Chọn máy ép bùn Model: QBNBD-M200 có lưu lượng ép 15 – 29 m3/h SVTH: Trịnh Minh Tâm GVHD: ThS.Vũ Phượng Thư TS.Trần Thanh Tâm 86 Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nước giải khát với công suất 1100 m3/ngày.đêm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Xn Lai, Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, NXB XD, Hà Nội, 2008 [2] Lê Hồng Nghiêm, Giáo trình xử lý nước thải công nghiệp, Trường ĐH Tài Nguyên Môi Trường TP.HCM [3] Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải đô thị cơng nghiệp- Tính tốn thiết kế cơng trình, NXB ĐHQG TP.HCM, 2008 [4] Lương Đức Phẩm, Công Nghệ Xử lý Nước Thải biện pháp sinh học, Nhà xuất Giáo dục, 2007 [5] TCXDVN 51:2008 Thoát nước – Mạng lưới bên ngồi cơng trình – Tiêu chuẩn thiết kế [6] QCVN 40:2011/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp [7] Lâm Minh Triết, Trần Hiếu Nhuệ, Xử lý nước thải tập 1,NXB Xây dựng, Hà Nội, 2015 [8] Trịnh Xuân Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp, NXB Xây Dựng, 2008 [9] Nguyễn Ngọc Dung, Xử lý nước cấp, NXB Xây Dựng, 2005 [10] Lâm Vĩnh Sơn – Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải, năm 2008 [11] Metcalf & Eddy – Waste water engineering Treating, Diposal, Reuse, MccGraw-Hill, Third edition,1991 [12] Lê Hoàng Nghiêm, Bài giảng Các q trình sinh học kỹ thuật mơi trường, năm 2016 [13] Nguyễn Văn Phước, Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp phương pháp sinh học, NXB Xây dựng, 2010 [14] TCVN 7957:2008/BXD, thoát nước - mạng lưới cơng trình bên ngồi - tiêu chuẩn thiết kế [15] Trần Ngọc Bảo Luân, Giáo trình Kỹ thuật vận hành hệ thống xử lý nước thải [16] https://greenerso.com [17] https://congnghevotrung.com/ [18] https://thietbimoitruonghcm.com SVTH: Trịnh Minh Tâm GVHD: ThS.Vũ Phượng Thư TS.Trần Thanh Tâm 87