đồ án xử lý nước thải dệt nhuộm CS 100m3 trên ngày đêm

đồ án xử lý nước thải dệt nhuộm CS 100m3 trên ngày đêm đồ án xử lý nước thải dệt nhuộm CS 100m3 trên ngày đêmđồ án xử lý nước thải dệt nhuộm CS 100m3 trên ngày đêm đồ án xử lý nước thải dệt nhuộm CS 100m3 trên ngày đêm đồ án xử lý nước thải dệt nhuộm CS 100m3 trên ngày đêm đồ án xử lý nước thải dệt nhuộm CS 100m3 trên ngày đêmđồ án xử lý nước thải dệt nhuộm CS 100m3 trên ngày đêm

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

-o0o -

ĐỒ ÁN

ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

LỜI GIỚI THIỆU

Ngày nay, công nghiệp ở nước ta ngày càng phát triển và đã đóng góp đáng kể vào ngân sách nhà nước Bên cạnh những mặt tích cực, sự phát triển này cũng gây ra không ít những mặt trái cần quan tâm Đó là sự phát sinh các chất thải độc hại khác nhau gây ra các tác động môi trường như biến đổi khí hậu, làm tăng nhiệt độ khí quyển, ảnh hưởng đến sức khoẻ con người… Do đó cần phải có các biện pháp về quản

lí và kỹ thuật để đảm bảo cho các ngành công nghiệp phát triển đồng thời cũng đảm bảo việc vệ sinh an toàn môi trường

Ngành công nghiệp dệt nhuộm cũng không nằm ngoài xu hướng chung này Ngành đã đầu tư nhiều trang thiết bị máy móc, sử dụng nguyên liệu nhập từ các nước …

cho nên không chỉ tăng năng suất mà chất lượng sản phẩm cũng thay đổi đáng kể Cho đến nay, ngành đã trở thành một ngành công nghiệp có vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Nhưng bên cạnh đó, dệt nhuộm cũng là ngành gây ô nhiễm môi trường nhiều nhất do lưu lượng nước thải lớn, chứa nhiều chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học, có chứa kim loại nặng, độ màu cao,… Với đặc tính như thế, việc xử lí nước thải dệt nhuộm là việc làm hết sức cần thiết

MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ ÁN:

Đồ án này sẽ tiến hành thiết kế hệ thống xử lí nước thải cuối đường ống cho 1 nhà máy dệt nhuộm A

Chương I :

TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY DỆT NHUỘM A

I.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TỔNG QUÁT CỦA NHÀ MÁY:

Qui trình công nghệ của nhà máy có một số công đoạn sử dụng hoá chất và tạo ra nước thải, như sau:

Chuẩn bị nguyên liệu

Chuẩn bị nhuộm :

Đây là công đoạn tiền xử lí vải và quyết định các quá trình nhuộm về sau Vải mộc được tiền xử lí tốt mới đảm bảo được độ trắng cần thiết, đảm bảo cho thuốc nhuộm bám đều lên mặt vải và giữ được độ bền trên đó Các công đoạn chuẩn bị nhuộm bao gồm : lật khâu , đốt lông, rũ hồ , nấu tẩy

Công đoạn nhuộm :

Mục đích là tạo ra những sắc màu khác nhau của vải Để nhuộm vải người ta sử dụng chủ yếu các loại thuốc nhuộm tổng hợp cùng với các chất trợ nhuộm để tạo sự gắn màu của vải Phần thuốc nhuộm dư không gắn vào vải mà theo dòng nước thải đi ra, phần thuốc thải này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công nghệ , loại vải, độ màu yêu cầu…

Công đoạn in hoa:

In hoa là tạo ra các vân hoa có một hoặc nhiều màu trên nền vải trắng hoặc vải màu bằng hồ in

Công đoạn sau in hoa :

1.Cao ôn : sau khi in, vải được cao ôn để cầm màu :

2 Giặt : sau khi nhuộm và in vải được giặt nóngvà lạnh nhiều lần để loại bỏ tạp chất hay thuốc nhuộm, in dư trên vải

Công đoạn văng khổ hoàn tất :

Văng khổ hay hoàn tất vải với mục đích ổn định kích thước vải, chống nhàu và ổn định nhiệt, trong đó sử dụng một số hoá chất chống màu, chất làm mềm và hoá chất như mêtylit, axit axetic, formaldehyt…

Ngoài công nghệ xử lí cơ học , người ta còn kết hợp với việc xử lí hoá học

II.KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM CỦA NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM :

Nguồn nước thải phát sinh trong nhà máy là từ các công đoạn hồ sợi , rũ hồ, nấu tẩy, nhuộm và hoàn tất Tuy nhiên do đặc điểm của ngành dệt nhuộm là công nghệ sản xuất gồm nhiều công đoạn, thay đổi theo mặt hàng nên việc xác định thành phần tính chất lưu lượng nước thải gặp nhiều khó khăn

III.NƯỚC THẢI TỪ NHÀ MÁY DỆT NHUỘM A:

Nước mưa trong khuôn viên nhà máy được thu gom bằng hệ thống riêng

Nước thải sinh hoạt từ nhà máy thì được qua hầm tự hoại rồi đi vào hệ thống cống chung của nhà máy

Nước thải từ các công đoạn sản xuất được thu gom vào hệ thống đường ống riêng và được đưa đến trạm xử lí; sau khi xử lí nước thải đã đạt được tiêu chuẩn loại B và

đi vào hệ thống cống chung

Nước thải từ hệ thống cống chung của nhà máy được đổ ra nguồn tiếp nhận là con sông B

1.Lưu lượng nước thải sản xuất của nhà máy:

m = 27,8 l/s

Trạm xử lí làm việc 3 ca/ ngày, 24/24

Qbơm = QTB

h = 42 m3/h

2.Thành phần, tính chất nước thải sản xuất của nhà máy:

Bảng : Kết quả phân tích mẫu nước cuối đường ống (nước thải sản xuất) của nhà

40 – 50oC

10

3.Yêu cầu đối với nước thải đầu ra:

Dựa vào:

- lưu lượng thải của nhà máy Q = 1000 m3/nđ

- lưu lượng sông của nguồn tiếp nhận Qs = 150 m3/ s

Ta có yêu cầu nước thải đầu ra, theo TCVN 6984 : 2001 _ Chất lượng nước _ Tiêu chuẩn Nước thải Công nghiệp thải vào vực nước sông dùng cho mục đích bảo vệ thuỷ sinh, như sau:

Chương II:

LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CHO HỆ THỐNG XỬ LÍ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT

NHÀ MÁY DỆT NHUỘM A

Nước thải từ cuối đường ống của nhà máy có các đặc trưng sau:

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

Song chắn rác thô

Hầm bơm tiếp nhận

Máy sàng rác tinh

Bể điều hoà

Bể trung hoà

Bể Aeroten

Bể lắng II

Bể trộn cơ khí

Bể tạo bông

Nước thải

Dd axit H2SO4

Chất dinh dưỡng

Bể nén bùn

Ngăn chứa bùn

Máy ép bùn dây đai

Bãi chôn lấp Cống chung

I.THUYẾT MINH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ :

 Nước thải từ các công đoạn trong nhà máy được thu gom vào hệ thống cống dẫn và đi vào trạm xử lí

 Từ cống, nước thải qua song chắn rác thô để loại bỏ các rác có kích thước lớn, rồi sau đó đổ vào hầm bơm tiếp nhận

 Từ hầm bơm tiếp nhận, nước được bơm lên bể điều hoà, nhờ bơm đặt chìm dưới hố thu Trước khi qua bể điều hoà nước thải qua máy sàng rác tinh để được giữ lại những rác kích thước nhỏ d> 0,25mm

 Tại bể điều hoà dòng nước thải được ổn định lưu lượng và nồng độ các chất bẩn, để dễ dàng cho các quá trình xử lí sau Trong bể điều hoà có tiến hành sục khí để tránh các quá trình sa lắng

 Từ bể điều hoà nước thải được bơm qua bể trung hoà, tại đây châm thêm dung dịch axit H2SO4 98%và dinh dưỡng nhằm tạo điều kiện thích hợp cho sự phát triển của vi sinh

 Nước thải sẽ được bơm qua bể aeroten, hoà trộn cùng với lượng bùn tuần hoàn từ bể lắng II, tại bể có tiến hành sục khí cung cấp oxy cho vi sinh hoạt động

 Sau thời gian lưu trong bể aeroten nước thải chảy qua bể lắng đợt II Tại đây các bùn hoạt tính được loại bỏ khỏi nước thải nhờ quá trình lắng trọng lực của bùn

 Nước trong đi ra phía trên mặt bể qua máng thu nước đi vào bể trộn đứng Tại bể trộn đứng dòng nước được cho thêm vào phèn nhôm để tiến hành quá trình keo tụ

 Sau đó nước tiếp tục chảy qua bể tạo bông để thực hiện quá trình tạo bông

 Nước tiếp tục đi qua bể lắng, ở đây nước được loại bỏ các hạt bông cặn có trong nước nhờ trọng lực của hạt cặn Phần cặn trong bể lắng này được đưa vào bể nén bùn, phần nước trong được thu nhờ vào máng răng cưa đặt ở trên mặt bể và đi vào cống chung

 Bùn lắng từ bể lắng II một phần được bơm tuần hoàn lại bể aeroten, phần bùn dư được đưa qua bể nén bùn

 Bùn dư này cùng với bùn ở bể lắng phía sau được làm giảm thể tích ở bể nén bùn

 Phần bùn sau khi nén được đưa vào bể chứa bùn

 Từ bể chứa bùn, bùn sẽ được bơm qua máy ép băng tải, để tiếp tục được làm giảm thể tích Trong quá trình ép bùn có cho thêm vào polyme để tăng cường quá trình kết dính bùn

 Phần bùn sau khi ép được đưa đến bãi chôn lấp

 Phần nước từ quá trình nén bùn và ép bùn ở phía sau được đưa lại hầm bơm tiếp nhận

II LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ:

Xử lí sinh học đặt trước xử lí hoá lí để:

 Sau xử lí sinh học, độ màu của nước thải dệt nhuộm sẽ giảm (do tính hấp phụ màu của bùn hoạt tính), lượng hoá chất sử dụng cho keo tụ, tạo bông sẽ

ít hơn

 Lượng BOD5 sẽ bị khử hoàn toàn ở bể Aeroten, hiệu quả xử lí sinh học cao

Nước thải sau khi xử lí sinh học :

+ BOD5 đầu ra = 35mg/l (hiệu quả khử BOD5 là 90,98%)

+ COD đầu ra 331 mg/l (hiệu quả khử COD là 61%)

+Độ màu = 600 Pt – Co (hiệu quả khử màu là 50%)

+ SS đầu ra = 30 mg/l (hiệu quả khử SS là 72,2%)

Nước thải sau khi xử lí hoá học ở phía sau :

Giả sử ta có kết quả thí nghiệm Jartest cho xử lí hoá học nước thải của nhà máy dệt nhuộm A (sau xử lí sinh học) như sau:

Các thí nghiệm tiến hành với phèn nhôm có các chất trợ keo tụ là PAC thì điều kiện tối ưu được xác định là: pH tối ưu 5 - 5,5 , hàm lượng phèn tối ưu 800mg/l, hàm lượng PAC là 40 mg/l

Sau xử lí, các thông số của nước thải đo dược là:

 COD = 69mg/l (hiệu quả khử COD là 79%)

 Độ màu = 48 Pt- Co (hiệu quả khử màu là 92%)

CHƯƠNG III:

TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÍ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT NHÀ

MÁY DỆT NHUỘM A

1 S ONG CHẮN RÁC THÔ :

1.1 Nhiệm vụ:

Song chắn rác giữ lại các chất rắn có kích thước lớn như : nhánh cây, lá cây, giấy, vải vụn, bao nilông,…tránh gây nghẹt bơm hay cản trở các công trình xử lí phía sau SCR chế tạo từ thép không rỉ

SCR làm sạch bằng thủ công

 qsmax: Lưu lượng lớn nhất giây qsmax = 0,0278 m3/s

 b : Khoảng cách giữa các khe hở b = 16mm = 0,016 m

 h : Chiều sâu lớp nước qua song chắn lấy bằng độ đầy mương dẫn

h = 0,2 m

 V : Vận tốc nước chảy qua song chắn V = 0,6 m/s

 K0 : Hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy do hệ thống cản rác

K0 = 1,05

2,0016

Chọn n = 15 khe hở

Chiều rộng của song chắn rác:

Bs = S  (n –1) + b n

Trong đó :

 S: là bề rộng thanh đan hình chữ nhật, chọn S = 8mm = 0,008m

 (n-1) : số thanh đan của song chắn rác

Bs = 0,008  (15 –1) + 0,016  15 = 0,352(m)

Chọn Bs = 0,35 m

Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn, ứng với lưu lượng nước thải q = 0,0278 m3/s, vận tốc này không nhỏ hơn 0,4 m/s :

0278,0

 = 0,4 (m/s) Tổn thất áp lực qua song chắn :

,0

008,042,

6,0832

25 , 0 35 , 0

tg 0,14 (m)

Trong đó:

 φ: góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác Chọn φ=20o

 Bk : chiều rộng của mương dẫn nước thải vào Chọn Bk = 0,25 m

Chiều dài ngăn đoạn thu hẹp sau song chắn:

L2 =

2

1

L = 0,07 (m)

Chiều dài buồng đặt song chắn rác: L3 = 1,09m

Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác :

L = L1 + L2 + L3 = 0,14 + 0,07 + 1,09 = 1,3 (m)

Chiều cao xây dựng ngăn đặt song chắn rác :

H = h + hs + 0,27 = 0,2 + 0,03 + 0,27 = 0,5 (m)

Hình 4.5 : Sơ đồ lắp đặt song chắn rác

Các thông số xây dựng mương đặt song chắn rác:

STT STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế

3 Chiều rộng mương dẫn nước vào m 0,25

5 Chiều dài đoạn kênh trước song chắn m 0,14

6 Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn m 0,07

7 Chiều dài mương đặt song chắn m 1,09

Hàm lượng SS và BOD5 của nước thải sau khi qua song chắn rác giảm 4% và 3% Lượng rác sinh ra :

./6101000150

100

ngd kg x

x x

Khối lượng riêng của rác: G = 750 kg/m3

Thể tích rác được lấy:

ngd m G

96150100

)4

97400100

)3

100

(

Tính toán các ống dẫn nước vào mương dẫn đặt song chắn rác:

Chọn vận tốc nước vào là 2m/s , đường kính ống là :





14,3

*2

0278,0

*4

Chọn loại ống dẫn nước thải là ống PVC , đường kính của ống Þ140

2 H ẦM BƠM TIẾP NHẬN :

2.1Nhiệm vụ :

Thu gom nước thải từ các nơi trong nhà máy về trạm xử lí

Hố thu được thiết kế chìm trong đất để đảm bảo tất cả các loại nước thải từ các nơi trong nhà máy tự chảy về hố thu

Nước thải được dẫn đến qua mương dẫn, qua song chắn rác thô và đổ vào hố bơm, từ đó được 2 bơm nhúng chìm bơm đến các công trình xử lí tiếp theo

2.2 Tính toán :

Thể tích hữu ích của ngăn tiếp nhận:

3 max

7,1660

10

xt Q

hi

t: thời gian lưu nước

t € (10 – 30) phút, chọn t = 10 phút

Chọn chiều sâu hữu ích hhi = 2,5m

Chiều cao an toàn lấy bằng chiều sâu mương dẫn đặt SCR h = 0,5m

Vậy chiều sâu tổng cộng:

H = 2,5m + 0,5m = 3m

Chọn hầm bơm có tiết diện ngang là hình tròn trên mặt bằng

Đường kính hầm bơm tiếp nhận là:

m h

7 , 16 4 4

Bơm từ hầm bơm tiếp nhận lên bể điều hoà:

Chọn 2 máy bơm nhúng chìm hoạt động luân phiên

Lưu lượng mỗi máy bơm, chọn Q = 100 m3/ h

Cột áp bơm là 9m và tổn thất đường ống là 1m, H = 9 + 1 = 10m

Công suất bơm:

1081,91000100

 : hiệu suất chung của bơm từ 0,72-0,93 , chọn = 0,8

Chọn bơm có công suất 3,4(kW)

3 MÁY SÀNG RÁC:

3.1 Nhiệm vụ:

Máy sàng rác hay còn gọi là trống quay dùng để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ, trống quay có kích thước khe (lỗ) từ 0,25 ÷ 1,5 mm Khi tang trống quay, nước thải được lọc qua bề mặt trong hay ngoài, tùy thuộc vào sự bố trí đường dẫn nước thải vào

Máy được đặt trên hành lang của bể điều hoà

Thông số thiết kế cho lưới chắn rác (hình nêm) thể hiện trong bảng sau:

Thông số Lưới cố định Lưới quay

Hiệu quả khử cặn lơ lửng, %

Tải trọng, lit/m2.phút

Kích thước mắt lưới, mm

Tổn thất áp lực, m

Công suất motor, HP

Chiều dài trống quay, m

Đường kính trống, m

5 -25

400 – 1200 0,20 – 1,20 1,2 – 2,1

5 – 25

600 – 4600 0,25 – 1,50 0,8 – 1,4 0,5 – 3,0 1,2 – 3,7 0,9 – 1,5 Chọn lưới quay

1000 60

1

/ 600

/

3 2

3 max

m m

L x phut

h x phut m L

h m L

1000 60

1 11

, 3

/

3 2

3

phut m L m

L x phut

h x m

h m A

Hàm lượng SS còn lại sau qua trống:

C = (1 – 0,25) x 144 mg/l = 108 mg/l

Chọn máy thích hợp có:

 Kích thước khe 0,25 mm

 Đường kính tang trống 0,9 m

 Chiều dài trống 1,1 m

4 B Ể ĐIỀU HOÀ :

4.1 Nhiệm vu:ï

Lưu lượng nước thải và nồng độ chất bẩn trong nước thải từ nhà máy thay đổi theo giờ nên bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và nồng độ chất bẩn cho tương đối ổn định cho các quá trình xử lí sau này

Trong bể có tiến hành sục khí để xáo trộn đều nước thải và tránh sự lắng của các chất bẩn xảy ra trong bể

Bể được xây nổi trên mặt đất với chiều cao mực nước trên mặt đất là 4m

4.2 Tính toán:

Chọn thời gian lưu nước trong bể là t = HRT = 12 giờ

Thể tích bể cần thiết là:

.50024

12100024

3

m x

Chiều sâu mực nước: H = 4m

Chiều cao bảo vệ: Hbv = 0,5m

Chiều cao tổng cộng của bể: Ht = 4,5m

Thể tích bể lúc này:

Vthực = 2 x 10m x 7m x 4m = 560 m3

Tính toán lượng khí cần để xáo trộn trong bể :

Sử dụng khí nén, tốc độ R = 12 l/m3.phút

Lượng khí nén cần thiết cho xáo trộn:

Các ống được đặt trên các giá đỡ ở độ cao 8 cm so với đáy

Tính toán ống dẫn khí:

Một ống chính dẫn khí nén đi từ máy nén khí đến bể rồi phân thành 2 ống nhánh đi vào 2 đơn nguyên, từ mỗi ống nhánh này chia thành 5 ống nhánh nhỏ dọc theo chiều dài của bể (mỗi đơn nguyên)

Mỗi ống nhánh nhỏ cách thành bể 0,5 mét và cách ống kế bên 1,5 mét

Lưu lượng khí trong mỗi ống nhánh nhỏ:

x

h m x

q khí

/362

5

/3602

5

3 3

*10

1,0

*

4 = 0,113 m = 113mm

qkhí : lưu lượng khí đi trong ống, 0,1 m3/s

V : vận tốc khí đi trong ống, 10m/s

Chọn ống có đường kính 110mm

Đường kính ống nhánh :

*10

1,0

*

4 = 0,0798 m = 79,8mm

qkhí : lưu lượng khí đi trong ống, 0,1/2 m3/s

V : vận tốc khí đi trong ống, 10m/s

Chọn ống có đường kính 80mm

Đường kính các ống nhánh :

Chọn ống có đường kính 35mm

Đường kính các lỗ: 2 – 5 mm, chọn dlỗ = 4 mm = 0,004m

Vận tốc khí qua lỗ: 5 – 20 m/s, chọn vlỗ = 15 m/s

Lưu lượng khí qua một lỗ:

h m x

x x

xd x

Tính toán máy nén khí:

Aùp lực cần thiết của máy nén khí:

Hm = hl + hd + H

Trong đó:

 hl : Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển hl = 0,4m

( gồm tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn và tổn thất cục bộ qua máy nén khí, các phụ tùng nối ống như tê, cút, van một chiều, thiết bị chống ồn, lọc khí…)

 hd : Tổn thất qua lỗ phân phối khí hd = 0,5m

 H : Độ sâu ngậm nước của ống khuếch tán khí H = 4m

Hm = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9 m = 0,49 at

Năng suất yêu cầu của máy: Q = 0,1 m3 /s

Công suất của máy nén khí :

2

P

P ne

GRT

Pmáy

Trong đó :

 Pmáy: Công suất yêu cầu của máy khí nén, kW

 G: trọng lượng của dòng không khí, kg/s

G = 0,1m3/s * 1,3 = 0,13 kg/s

 R: Hằng số khí R = 8,314 KJ/K.moloK

 T: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T= 298 oK

 P1: Aùp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1 = 1 atm

 P2: Aùp suất tuyệt đối của không khí đầu ra

,

 N =

K

K 1= 0,283 (K= 1,395 đối với không khí)

 29,7: Hệ số chuyển đổi

 e: Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7

1

47,17,0

*283,0

*7,29

298

*314,8

*13,

Sử dụng 2 máy thổi khí (1 máy hoạt động, 1 máy dự phòng)

, chọn áp lực H = 6m

Tính toán các ống dẫn nước vào và ra khỏi bể điều hoà:

Nước thải được bơm từ hầm bơm tiếp nhận lên bể điều hoà

Chọn vận tốc nước vào bể là 2m/s , đường kính ống là :

Đường kính của ống Þ140

Đường kính của 2 ống dẫn nước được tách ra đi vào 2 đơn nguyên:

Đường kính của ống Þ100

Chọn vận tốc nước ra khỏi bể điều hoà là 1m/s

Đường kính của 2 ống dẫn nước đi ra khỏi 2 đơn nguyên:





2

*14

Đường kính của ống Þ80

Đường kính ống ra khi gộp chung là :

Đường kính của ống Þ120

Bơm từ bể điều hoà sang beÅ trung hoà:

Chọn 2 máy bơm nhúng chìm hoạt động luân phiên ở mỗi đơn nguyên

Q = 1000 m3/ ngày = 42 m3/h = 0,0116 m3/s

Lưu lượng mỗi máy bơm Qb =21 m3/h

Cột áp bơm là 5m và tổn thất đường ống là 1m, H = 5 + 1 = 6m

Công suất bơm:

681,910000116,0

 : hiệu suất của bơm  = 0,8

Chọn bơm có công suất 0,427 (kW)

5 NGĂN TRUNG HÒA:

5.1.Nhiệm vụ:

Dùng năng lượng cánh khuấy tạo ra dòng chảy rối để trộn đều nước thải với các hoá chất cho vào để điều chỉnh pH nước thải nằm trong khoảng thích hợp (pH = 6,5 – 7,5) và cung cấp thêm dinh dưỡng cho hoạt động của vi sinh vật

5.2.Tính toán:

Ống dẫn nước thải vào ở đáy bể, dung dịch axit và chất dinh dưỡng cho vào ngay cửa ống dẫn vào bể, nước đi từ dưới lên tràn qua ống thu nước ở phía kia của thành bể để dẫn sang aeroten

Thời gian khuâý trộn: 60s

Cường độ khuấy trộn: G = 800 s-1

Nhiệt độ nước : 200C

Thể tích bể trộn cần: V = 60s x 0,0116m3/s = 0,7 m3

Bể trộn tròn: h = 1,5m, d = 0,8m

Trong bể đặt 4 tấm chắn để ngăn chuyển động xoáy của nước, chiều cao tấm chắn 1,4m, chiều rộng 0,08m (= 1/10 đường kínhbể)

Dùng máy khuấy tuabin bốn cánh nghiêng góc 450 hướng lên trên để đưa nước từ dưới lên

Chọn đường kính máy khuấy: D = 0,35m (<= ½ chiều rộng bể)

Máy khuấy đặt cách đáy 0,35m

Chiều rộng cánh khuấy = 0,07m

Chiều dài cánh khuấy = 0,09m

Năng lượng cần truyền vào nước:

P = G2Vµ = (800)2 x 0,7 x 0,001 = 448 J/s = 0,448 kW

Hiệu suất động cơ: 0,7

Công suất động cơ sẽ là: 0,448/0,7 = 0,64 kW

Số vòng quay:

phut vg s

vg x

x D

K

P

35,0100008,1

448 1/3

5

3 / 1

Phải có hộp giảm tốc cho động cơ

Đường kính ống dẫn nước ra lấy bằng đường kính ống dẫn nước vào và bằng 120mm

Các thông số thiết kế :

 Lưu lượng nước thải Q = 1000m3 / ngày đêm= 0,0116 m3/s

 Nhiệt độ nước thải duy trì trong bể 20oC

 Nồng độ chất rắn bay hơi hay bùn hoạt tính ( MLVSS) được duy trì trong bể là 3000mg/l

 Nước thải khi vào bể aeroten có hàm lượng chất rán lơ lửng bay hơi( bùn hoạt tính ) ban đầu không đáng kể: Xo = 0

 Tỷ số chất rắn lơ lửng bay hơi (MLVSS) và chất rắn lơ lửng (MLSS) trong hỗn hợp cặn ra khỏi bể lắng là 0,8

 Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn là 7500mg/l

 Thời gian lưu của bùn hoạt tính ( tuổi bùn ) trong bể là 10 ngày

 Hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20 là : 0,68

 Hệ số phân huỷ nội bào Kd = 0,06 ngày-1

 Hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại : Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5

 Nước thải đã được điều chỉnh sao cho BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1

 Nước thải sau khi xử lí :

Sơ đồ làm việc của hệ thống:

6.2.1 Xác định hiệu quả xử lí của bể :

Lượng cặn hữu cơ có trong chất rắn ra khỏi bể lắng :

0,65 * 30 = 19,5 mg/l

Lượng cặn hữu cơ được tính toán dựa vào phương trình sau :

C5H7O2N + 5O2 → 5CO2 = 2H2O + NH3 + Năng lượng 113mg 160mg

1mg 1,42 mg Dựa vào phương trình trên thì lượng BOD cần sẽ bằng 1,42 lần lượng tế bào

Do đo,ù lượng chất hữu cơ tính theo BOD là:

*388

*388

17,16

6.2.2 Xác định thể tích bể Aeroten :

Thể tích bể được tính theo công thức :

)1

.(

).(

c d

c

K X

S S Y

 S0 : hàm lượng BOD5 ở đầu vào

 S :hàm lượng BOD5 ở đầu ra

3

465)

10

*06,01(3000

)17,16388(

*10

*6,0

Chọn chiều cao chứa nước trong bể: 4m

Diện tích bề mặt bể :

Vậy kích thước bể aeroten :

2*Dài * rộng * cao= 2*9,5m * 6,5m * 4,5m

Trong đó chiều cao dự trữ là 0,5m

6.2.3 Xác định thời gian lưu nước :

465,01000

6.2.4 Xác định lượng bùn xả ra hàng ngày :

Hệ số tăng trưởng của bùn :

375 , 0 10

* 06 , 0 1

6 , 0

* 375 , 0 ) (

Lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLSS trong một ngày :

3 , 174 8

, 0

44 , 139

Lượng bùn thải bỏ mỗi ngày

= lượng tăng sinh khối tổng tính theo MLSS – hàm lượng SS còn lại trong dòng ra

= 174,3 – (1000 x 30 x 10-3) = 144,3kgSS/ngày

Lượng bùn xả ra hàng ngày được tính :

r r T

xa

c

X Q X

Q

X V

*8,0

*7500

10

*24

*10003000

*465

m X

X Q X V Q

c T

c r r



Trong đó:

 V : thể tích bể aeroten, = 465 m3

 X : nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể aeroten, 3000mg/l

 Qr : lưu lượng nước ra khỏi bể lắng 2, xem như bằng lưu lượng vào của bể ( nước theo bùn không đáng kể )

 Xt : nồng độ chất rắn bay hơi có trong bùn tuần hoàn lại bể, = 0,8 *

7500 = 6000mg/l

 Xr : nồng độ chất rắn bay hơi VSS có trong bùn hoạt tính SS trong nước ra khỏi bể lắng 2 , = 0,8 * 30 = 24 mg/l

6.2.5 Xác định lượng bùn tuần hoàn lại bể :

Nồng độ bùn hoạt tính trong bể aeroten luôn được duy trì ở giá trị 3000mg/l ta có phương trình cân bằng vật chất như sau :

T T T

* 3000 8

, 0

* 7500

3000

X X

* 465 , 0

( giá trị này nằm trong qui phạm cho phép của các thông số thiết kế :0,2 – 1)

Tải trọng thiết kế của bể :

* 0

V

S

Q

L 834,4 g BOD5/m3 ngày = 0,8344 kg BOD5/m3 ngày

( giá trị này nằm trong qui phạm cho phép của các thông số thiết kế :0,8 – 1,9)

6.2.7 Xác định lượng oxy cần cung cấp cho bể aeroten :

Tính lượng oxy cần theo tiêu chuẩn:

OCo =

f

S S

Q( o  )-1,42Px = 1,42*139,44

68,0

10)17,16388(

1000  3  = 349kg O2/ngày

với f : hệ số chuyển đổi BOD5 và BOD20, f = 0,68

Lượng O2 cần thực tế:

C

l sh

s

Trong đó:

 Hệ số điều chỉnh lượng oxi ngấm vào nước thải ,  = 0,7

 Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối đối với nước thải  =1

 Cs: DO bảo hoà trong nước ở nhiệt độ làm việc 20oC: 9,08 mg/l

 Cl: DO cần duy trì : 2mg/l

7,0

1

*208,9

*1

08,9

 OU: công suất hoà tan oxy ở độ sâu 4m, OU = Ou* h

Tra bảng 7.1 trang 112 sách “Tính toán các công trình xử lí nước thải” ta có

Ou = 7g O2/ m3.m (sử dụng thiết bị làm thoáng tạo ra bọt khí nhỏ mịn)

OU= Ou* h = 7* 4 =28g O2/m3

 f: hệ số an toàn f = 1,5

10.28

4,639

 1,5= 34,254.103m3/ ngày = 1427,3 m3/giờ = 0,4m3/s

Kiểm tra lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn:

Q = Qkk / V = 1427,3 m3/giờ / 465 m3 = 3, 07m3/m3.giờ = 51 lit/m3.phút

Vậy lượng khí cáp cho quá trình bùn hoạt tính cũng đủ cho nhu cầu xáo trộn hoàn toàn

6.2.8 Xác định công suất máy nén khí:

Aùp lực cần thiết của máy nén khí:

Hm = hl + hd + H

trong đó:

 hl : Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển hl = 0,4m

 hd : Tổn thất qua lỗ khuếch tán khí hd = 0,5m

 H : Độ sâu ngậm nước của ống khuếch tán khí H = 4m

Hm = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9m = 1,49 at

Năng suất yêu cầu của máy:

P

P ne

GRT

Pmáy

trong đó :

 Pmáy: Công suất yêu cầu của máy khí nén, kW

 G: trọng lượng của dòng không khí, kg/s

G = 0,4 * 1,3 = 0,52 kg/s

 R: Hằng số khí R = 8,314 KJ/K.moloK

 T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1= 298 oK

 P1: Aùp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1 = 1 atm

 P2: Aùp suất tuyệt đối của không khí đầu ra

K 1= 0,283 (K= 1,395 đối với không khí)

 29,7: Hệ số chuyển đổi

 e: Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7

1

47,17,0

*283,0

*7,29

298

*314,8

*52,

2 máy nén khí (1 hoạt động, 1 dự phòng), chọn H = 6m

6.2.9 Tính toán các đường ống dẫn khí:

Sơ đồ ống phân phối khí như sau :

ống chính

ống nhánh ngang ống nhánh đứng

Các ống dẫn khí được làm bằng sắt tráng kẽm

Ống phân phối khí bố trí dọc theo thành chiều dài bể

Vận tốc khí đi trong các ống được duy trì trong khoảng 15 – 20 m/s Chọn vận tốc để tính toán là 15 m/s

Lưu lượng khí đi trong ống chính là Qkk= 0,4 m3/s

Đường kính ống chính :

mm v

Q

14,3

*15

4,0

*4

Chọn ống chính có đường kính 180mm

Từ ống chính khí đi vào hai ống trung gian

Lưu lượng khí trong ống trung gian : 3

2,02

4,0

Q

14,3

*15

2,0

*4

Chọn ống trung gian có đường kính 130mm

Sử dụng dàn ống xương cá:

Số ống phân phối D100 dài 1m (ống xốp) tính theo cường độ cho phép q của mỗi ống:

/8,10

/3,1427

h m q

Q kk

Mỗi đơn nguyên gồm 66 ống xốp

Khoảng cách giữa các ống trong hệ phân phối:

m mx

,





Chọn kích thước lỗ phân phối = 0,1 mm; diện tích bề mặt 0,15m2

Kích thước trụ đỡ là : D x R x C = 0,2 m x 0,2 m x 0,2 m

Lúc này, khoảng cách từ đáy bể đến đầu khuếch tán khí 0,45m

6.2.10 Tính toán các đường ống dẫn nước thải vào và ra bể aeroten :

Vận tốc nước thải trong ống ở bể aeroten cần được duy trì trong khoảng 0,8 – 1 m/s, chọn vận tốc này là 1m/s

Đường kính các ống vào là:

mm v

Q

14,3

*1

0116,0

*4

Đường kính các ống nhánh vào 2 đơn nguyên của bể tương tự cách tính trước Þ80 Đường kính các ống nhánh ra khỏi 2 đơn nguyên của bể:

mm v

Q

2

*14,3

*1

0116,0

*2

*42

*

*

*)1

Q

14,3

*1

0116,0

*2

*4

*

*)1

6.2.11 Tính toán các đường ống dẫn bùn tuần hoàn vào bể aeroten :

Vận tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện có bơm là 1 – 2 m/s

Vận tốc bùn tuần hoàn lại bể được chọn là 1 m/s

Lưu lượng bùn tuần hoàn là 1000m3/ngày = 0,0116 m3/s

Đường kính ống tuần hoàn bùn :

mm

14,

Đường kính các ống nhánh vào 2 đơn nguyên của bể tương tự cách tính trước Þ80

7 BỂ LẮNG LY TÂM (LẮNG II):

7.1 Nhiệm vụ:

Sau khi qua bể Aerotank, hầu hết các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải bị loại hoàn toàn Tuy nhiên, nồng độ bùn hoạt tính có trong nước thải là rất lớn, do vậy bùn hoạt tính và các chất rắn lơ lửng sẽ được tách ở bể lắng đợt II

7.2 Tính toán:

7.2.1 Diện tích mặt bằng của bể lắng:

Diện tích phần lắng của bể:

 Ct : nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn, Ct = 7500 mg/l

 VL : vận tốc lắng của bề mặt phân chia ứng với nồng độ CL

VL = Vmax

6

L 10 KC

0,74

3750x1)+

Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính bằng 0,9 đường kính bể

Máng răng cưa được bố trí sao cho điều chỉnh được chế độ chảy, lượng nước tràn qua để vào máng máng thu

Đường kính máng thu nước:

Dmáng = 0,9 x 9 = 8,1 (m)