Đồ án xử lý nước thải thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất bột ngọt vedan giai Đoạn mở rộng với công suất 1000m3ngàyđêm (kèm bản vẽ)

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất bột ngọt vedan giai Đoạn mở rộng với công suất 1000m3ngàyđêm

Tổng quan về cty cổ phần hữu hạn Vedan Việt Nam

1.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển (vedan.com.vn)

Công ty cổ phần hữu hạn VEDAN Việt Nam được thành lập từ năm 1991 tại xã Phước Thái, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai, phía Đông Nam thành phố Hồ Chí

Minh, diện tích 120 ha Hiện nay công ty đã đưa vào hoạt động các công trình bao gồm: nhà máy xút axit, nhà máy Lysine, nhà máy phát điện có trích hơi, nhà máy

PGA, nhà máy phân bón hữu cơ khoáng Vedagro dạng viên, cảng chuyên dùng

Từ khi thành lập nhà máy đầu tiên tại xã Phước Thái, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai, cho đến nay, công ty VEDAN Việt Nam đã đầu tư phát triển, mở rộng và thành lập các chi nhánh tại các tỉnh thành như: chi nhánh công ty VEDAN Việt Nam tại Hà Nội, nhà máy chế biến tinh bột mì Phước Long (Bình Phước), nhà máy chế biến tinh bột mì Hà Tĩnh và công ty TNHH ORSAN Việt Nam tại TP Hồ Chí Minh

Trong quá trình mở rộng quy mô đầu tư phát triển sản xuất kinh doanh, VEDAN Việt

Nam cũng đã tạo dựng một loạt hệ thống đại lý và các kênh phân phối tiêu thụ trên cả nước Trên thị trường quốc tế, VEDAN Việt Nam là một trong những nhà sản xuất tiên tiến hàng đầu tại khu vực Châu Á trong lĩnh vực sử dụng công nghệ sinh học, công nghệ lên men sản xuất ra các sản phẩm Axít Amin, chất điều vị thực phẩm, sản phẩm tinh bột Sản phẩm của VEDAN Việt Nam được tiêu thụ tại Việt Nam và xuất khẩu cho các công ty cung ứng thực phẩm, công ty thương mại quốc tế tại thị trường các quốc gia như: Trung Quốc, Nhật Bản, Đài Loan, các nước Đông Nam Á, các nước tại Châu Âu

Về mặt lợi thế cạnh tranh, từ khi mới thành lập, do việc cung cấp điện năng của Việt Nam chưa đáp ứng hết nhu cầu sử dụng cho sản xuất, công ty VEDAN đã phát triển hệ thống phát điện trích hơi, là xu thế phát triển năng lượng của thế giới, hoạt động sản xuất Do công ty nằm cạnh bờ sông Thị Vải, nên rất thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm công ty bằng đường thủy.Trong quá trình nổ lực mở rộng đầu tư, đồng thời đã được Chính phủ Việt Nam hết sức quan tâm và giúp đỡ, trong thời gian hơn hai năm phấn đấu, công ty đã hoàn thành đầu tư xây dựng cảng

Phước Thái trở thành một cảng chuyên dùng quan trọng trong hệ thống giao thông đường thủy quốc tế Từ khi cảng Phước Thái được đưa vào sử dụng cho đến nay, công ty không những tiết kiệm được giá thành vận chuyển, còn nâng cao hiệu suất kinh doanh, góp phần tạo ra lợi ích lớn đối với việc khai thác công nghiệp và phát triển kinh tế khu vực sông Thị Vải Hiện nay cảng Phước Thái có hai cầu cảng: cầu cảng hàng khô và cầu cảng hàng lỏng, cùng một lúc cảng Phước Thái có thể tiếp nhận được 2 tàu hàng có trọng tải 12,000 tấn cập cảng Ngoài ra, ở hạ lưu dòng sông cách cảng Phước Thái khoảng 8km, theo quy hoạch phát triển hệ thống cảng của Chính phủ, tại khu vực hệ thống cảng Vũng Tàu đã hoàn thành xây dựng cầu cảng có thể cập cảng một lúc 02 tàu có trọng tải 80.000 tấn, hoặc 04 tàu có trọng tải 30.000 tấn Điều này đã tạo điều kiện rất thuận lợi cho việc phục vụ sản xuất, tiêu thụ cho cả khu vực này, và đã hình thành nên hệ thống vận chuyển đường thủy hoàn chỉnh

Về nguồn nhân lực, hiện nay, số lượng nhân viên trong công ty đã hơn 3000 người, các cán bộ người Việt Nam đã được đào tạo trở thành cán bộ chủ chốt như: phụ tá giám đốc, phó xưởng trưởng, phó giám đốc, xưởng trưởng… Hàng năm, theo nhu cầu sản xuất và nhu cầu đào tạo thực tế, công ty đều có kế hoạch huấn luyện đào tạo, và đảm bảo thực hiện theo đúng kế hoạch huấn luyện đào tạo thực tế Nội dung kiến thức huấn luyện đào tạo cho nhân viên rất quy mô bao gồm các lớp học như: tin học, kỹ thuật sản xuất, bảo dưỡng sửa chữa máy móc, an toàn vệ sinh lao động, công tác bảo vệ môi trường, phòng cháy và chữa cháy, ứng phó khẩn cấp, kỹ năng tác nghiệp chuyên nghiệp

Hiện nay, công ty đã đạt được các chứng nhận quốc tế liên quan như: ISO

9001, OHSAS 18001 HACCP, HALAL, KOSHER, GMP+B2, ISO 14001, ISO/IEC

17025: 2005, FSSC 22000 Công ty VEDAN Việt Nam với niềm tin “Cắm rễ tại Việt

Nam – Kinh doanh lâu dài”, trong thời gian qua theo từng giai đoạn, từng thời kỳ, công ty đã đầu tư phát triển tại Việt Nam, cũng như đầu tư kỹ thuật và nghiên cứu phát triển nông sản phẩm cho nông dân, kết hợp với nông dân trồng và thu mua nông sản phẩm; tiêu thụ số lượng lớn nông sản phẩm của Việt Nam, đầu tư trang thiết bị sản xuất axít amin hiện đại, với quy mô lớn, sử dụng kỹ thuật điện giải màng tiên tiến, thiết bị sản xuất sản phẩm xút axít; xây dựng và vận hành nhà máy điện nhằm cung hiện đại và thực hiện nguồn tài nguyên hóa, thu hồi tái sử dụng; thực hiện chính sách đào tạo nhân tài thành lãnh đạo cao cấp người Việt Nam; thiết lập các hệ thống quản lý về an toàn, sức khỏe, môi trường và hệ thống quản lý hóa nghiệm Cho đến nay, xét toàn diện, công ty đã đạt được thành quả sơ bộ, đồng thời đã tạo dựng được nền tảng vững chắc cho việc cắm rễ tại Việt Nam Công ty VEDAN Việt Nam sẽ tiếp tục nỗ lực trên nền tảng yêu quý môi trường, phát triển bền vững, để đạt được mục tiêu kinh doanh lâu dài

Hình 1.1 Nhà máy VEDAN ở tỉnh Đồng Nai

1.1.2 Sơ đồ tổ chức cty cổ phần hữu hạn VEDAN Việt Nam

Chủ tịch/ phó chủ tịch

Các phó tổng giám đốc

Văn phòng tổng giám đốc Khối quản lý sự nghiệp tài vụ Khối quản lý sự nghiệp tài chính Khối đảm bảo chất lượng và nghiên cứu phát triển

Khối quản lý phục vụ chung Khối quản lý tài nguyên năng lượng Khối quản lý sự nghiệp hàng tiêu dùng Khối quản lý sự nghiệp tinh bột Khối quản lý sự nghiệp sản phẩm hóa học đặc biệt

Khối quản lý sự nghiệp axit amin Chi nhánh tại Hà Nội Nhà máy tinh bột mỳ Phước Long Đại diện vốn của cty tại các cty con

Cty TNHH ORSAN Việt Nam Hội đồng quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm Hội đồng an toàn sức khỏe môi trường

1.1.3 Một số sản phẩm của cty VEDAN

Công ty cổ phần hữu hạn VEDAN Việt Nam sử dụng phần lớn lượng nông sản sắn, mía do nông dân địa phương Việt Nam cần cù lao động trồng trọt, và mật rỉ được chiết xuất từ các loại đường có nguồn gốc từ thiên nhiên, để sản xuất ra bột ngọt chất lượng cao Ngoài việc áp dụng công nghệ kỹ thuật tiên tiến của VEDAN Đài Loan, nhà máy VEDAN Việt Nam cũng đã xây dựng bồn lên men loại cực lớn với dung tích mỗi bồn là 700m 3 , đồng thời nhập khẩu nhiều trang thiết bị hiện đại nhất, như thiết bị cô đặc MVR, máy ly tâm tự động và các thiết bị tự động hóa khác Những thiết bị này có thể sản xuất và cung cấp bán thành phẩm bột ngọt cho ngành dược phẩm và thành phẩm bột ngọt cho các giai đoạn trong chế biến thực phẩm Dưới sự nỗ lực của toàn thể công nhân viên trong nhà máy, Bột ngọt VEDAN vì chất lượng tuyệt vời của nó đã được Chính phủ Việt Nam trao tặng huy chương vàng Hiện nay, công ty VEDAN

Việt Nam là nhà sản xuất bột ngọt lớn nhất Đông Nam Á, sản phẩm của công ty không chỉ ở thị trường Việt Nam, mà còn bán sang các nước trên thế giới

Ngoài ra còn có dòng sản phẩm tăng vị bột ngọt VEDAN

Hình 1.3 Hỗn hợp tăng vị bột ngọt VEDAN

Dòng sản phẩm hạt nêm VEDAN thịt heo được chiết xuất từ thịt heo sạch mang lại hương vị thơm ngon, đậm đà, giúp bà nội trợ hiện đại có thể trổ tài nấu nhiều món ăn ngon dù chưa có nhiều kinh nghiệm Hạt nêm thịt heo phù hợp với các món xào rau củ, hoặc tẩm ướp thịt trước khi chế biến các món chiên, xào, kho, nướng làm dậy lên hương thịt heo, làm cho món ăn thơm hơn, đậm đà hơn

Hạt nêm xương hầm Vedan chiết xuất từ xương heo được hầm kỹ, thơm ngon, ngọt béo, phù hợp cho các món canh, soup Chỉ đơn giản với hạt nêm xương hầm, mọi việc chế biến và nấu ăn đều trở nên dễ dàng và nhẹ nhàng, kết quả lại rất hài lòng

Hình 1.5 Các sản phẩm tinh bột biến tính

Các loại tinh bột tự nhiên đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp Các ứng dụng khác nhau đòi hỏi những đặc tính khác nhau của tinh bột

Ngoài ra, do sự cải tiến công nghệ sản xuất và sự phát triển liên tục các sản phẩm mới, nhu cầu nghiêm ngặt hơn đối với các đặc tính và tính phù hợp sử dụng của tinh bột được đặt ra Các đặc tính của tinh bột tự nhiên không đáp ứng đủ yêu cầu trong các ứng dụng và gia công Hậu quả là, cần thiết phải biến đổi các đặc tính của tinh bột để nhận được loại tinh bột có những tính năng đáp ứng yêu cầu

Sơ lược về bột ngọt

- Tên khoa học: Monosodium L-glutamate, Sodium glutamate INS 621

- Tên thông thường: bột ngọt, mì chính, MSG, mononatri glutamate, sodium glutamate, muối natri của acid glutamic

- Tên thương mại: Monosodium Gluatamate (MSG), bột ngọt

- Tên hóa học: Mononatri L-glutamat monohydrate, muối mononatri của acid glutamic, monohydrate, Monosodium Glutamate (MSG) b) Công thức phân tử: C5H8NNaO4.H2O c) Công thức cấu tạo: d) Khối lượng phân tử: 187,13 e) Thành phần nguyên liệu đầu vào: mật rỉ đường, tinh bột, NH3, H3PO4, chất chống tạo bọt, HCl, NaOH f) Quy trình sản xuất: lên men từ các nguyên liệu tự nhiên như mật mía đường, tinh bột, thu hồi, tinh chế, kết tinh, đóng gói g) Đặc tính kĩ thuật: Tinh thể hoặc bột tinh thể trắng, thực tế không mùi h) Mục đích sử dụng: Bột ngọt là một chất kết tinh màu trắng (muối của axit glutamic) được sử dụng trên toàn thế giới, bởi chính nó hoặc trong hỗn hợp, chủ yếu như một chất tăng cường vị tươi trong thực phẩm mặn như thịt, cá, súp và nước canh, một số nước trái cây và đồ uống, đông lạnh và thực phẩm chế biến sẵn, nước chấm và nước sốt Nó được sử dụng một khối lượng nhỏ hơn trong các sản phẩm không phải thực phẩm, chẳng hạn như chất tẩy rửa, mỹ phẩm và dược phẩm i) Các đối tượng sử dụng: các doanh nghiệp sản xuất và chế biến thực phẩm.

Quy trình sản xuất bột ngọt của nhà máy bột ngọt VEDAN Việt Nam

- Nguyên liệu: Chuẩn bị nguyên liệu

- Tiệt trùng: Dùng hơi nóng tiệt trùng nguyên liệu ở nhiệt độ 120 ± 2 o C trong khoảng thời gian 10 phút

- Làm nguội: Sau khi tiệt trùng, nguyên liệu được làm nguội đến nhiệt độ thích hợp

- Lên men: Giống vi sinh vật được cho vào môi trường dinh dưỡng và nuôi dưỡng trong điều kiện thích hợp ở môi trường dinh dưỡng, nhiệt độ, áp suất, pH, vv sẽ sinh tổng hợp tạo ra Glutamic acid (GA)

- Cô đặc: Dịch sau khi lên men (GA broth) sẽ được đưa qua thiết bị cô đặc để nâng cao nồng độ Glutamic acid trước khi đưa vào kết tinh

- Kết tinh GA: Sau khi cô đặc, làm lạnh dung dịch và dùng HCl điều chỉnh dung dịch đến pH thích hợp để tạo thành tinh thể Glutamic acid

- Ly tâm GA: Dùng máy ly tâm tách Glutamic acid dạng tinh thể ra khỏi dịch lên men Sau đó, cho nước sạch vào tiếp tục ly tâm để loại bỏ bớt tạp chất có trong tinh thể GA

- Trung hòa: Dùng NaOH hoặc Na2CO3 để chuyển hóa GA thành dung dịch bột ngọt thô

- Tẩy màu: Dùng than hoạt tính và chất trợ lọc trộn với dung dịch bột ngọt để hấp thụ các chất màu và một số tạp chất khác trong dung dịch

- Lọc: Lọc để tách bã than, bột trợ lọc và các tạp chất khác ra khỏi dung dịch bột ngọt

- Trao đổi ion: Dung dịch bột ngọt được cho qua cột nhựa trao đổi ion, hạt nhựa sẽ hấp thụ các chất màu và tạp chất khác Dung dịch bột ngọt thu được có độ tinh khiết cao

- Kết tinh: Dùng thiết bị cô đặc chân không để chuyển bột ngọt ở dạng dung dịch thành dạng tinh thể

- Ly tâm: Dùng máy ly tâm để tách tinh thể bột ngọt khỏi dung dịch kết tinh

- Sấy khô: Bột ngọt ẩm được cho qua máy sấy, sử dụng không khí nóng để sấy khô Lưu lượng bột ngọt cho vào máy sấy và nhiệt độ không khí nóng được khống chế phù hợp để đảm bảo độ ẩm và chất lượng bột ngọt sau sấy

- Sàng: Sử dụng các lưới kim loại có kích thước lỗ khác nhau nhằm loại được cho qua hệ thống nam châm để loại bỏ các vật lạ kim loại phát sinh do ma sát trong quá trình sản xuất

- Kiểm tra: Bột ngọt sau khi qua sàng sẽ được kiểm tra Nếu đạt quy cách sẽ được đưa đi đóng gói, không đạt quy cách được mang đi xử lý lại

- Đóng gói: Bột ngọt thành phẩm được cho vào bao bì và niêm phong kín để bảo quản

Nguyên liệu mật rỉ Tiệt trùng Làm nguội

Cô đặc Kết tinh GA

Ly tâm GA Trung hòa Tẩy màu Lọc Trao đổi ion Kết tinh

Kiểm tra Xử lý lại

Giống vi sinh vật Syrup

Than hoạt tính Chất trợ lọc

Nguồn gốc, tính chất của nước thải bột ngọt

1.4.1 Nguồn gốc của nước thải

Các nhà máy sản xuất bột ngọt (chủ yếu là axit glutamic và lizin) dùng nguyên liệu bột sắn, rỉ đường, các axit sunfuric, clohidric, canxi cacbonat, natri clorua, than hoạt tính, các muối khoáng (NH4)2SO4, KH2PO4, MgSO4, cũng có thể có ure hoặc ammoniac, v.v…Nước thải ở nhà máy gồm có:

+ Nước làm mát máy móc, thiết bị

+ Nước sinh hoạt của cán bộ công nhân viên nhà máy

+ Nước thải xử lý rỉ đường (các loại đường sacarozo, glucozo, dextrin)

+ Nước thải ở giai đoạn lên men gồm các cặn môi trường lên men có nhiều đường cùng với xác vi khuẩn, các muối khoáng, ure, muối amon, các chất béo, chất hoạt động bề mặt dư thừa

+ Nước rửa sàn và làm vệ sinh nói chung

+ Nước mưa thu gom trên toàn bộ diện tích khu công nghiệp

1.4.2 Tính chất của nước thải sản xuất bột ngọt

Nước thải sản xuất bột ngọt có chứa rất nhiều hợp chất hữu cơ ở dạng lơ lửng và dạng hòa tan Nồng độ các chất COD, BOD rất cao, kèm theo đó là lượng chất béo và dầu mỡ, tinh bột… nên nước thải có mùi hôi thối khó chịu kèm theo màu đặc trưng Bên cạnh đó, qua quá trình nấu, nước thải còn phát sinh lượng nhiệt rất lớn, nếu không xử lý triệt để mà xả thẳng ra môi trường sẽ rất nguy hại

Bảng 1.1 Thành phần các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải sản xuất bột ngọt

Chỉ tiêu Giá trị pH 4-10

Nguồn: Báo cáo đánh giá tác động môi trường: Cty Cổ phần hữu hạn VEDAN Việt

1.4.3 Đặc trưng của nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt của toàn bộ cán bộ công nhân viên trong nhà máy chủ yếu chứa các chất cặn bã, các chất lơ lửng SS, các hợp chất hữu cơ BOD, COD và các chất dinh dưỡng Nito, Photpho

Nếu mỗi ngày trung bình 1 người sử dụng 100 lít nước và nước thải đã qua hệ thống hầm tự họai thì nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt sẽ nằm trong khoảng:

Bảng 1.2 Thành phần các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt

Tổng Nito 20- 40 mg/l Tổng Coliform 10 6 - 10 9 MPN/100 ml

Nguồn: Báo cáo đánh giá tác động môi trường: Cty Cổ phần hữu hạn VEDAN Việt

Nguồn tiếp nhận, tiêu chuẩn thải

Nước thải sau khi được xử lý qua hệ thống xử lý của nhà máy được đổ ra sông

(kênh, rạch), các loại sông (kênh, rạch) sẽ không được sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt Vì vậy, nước sau xử lý sẽ đạt tiêu chuẩn loại B theo QCVN 40-

Bảng 1.3 Tiêu chuẩn nước thải đầu ra theo cột B QCVN 40:2011/BTNMT

Thông số Đơn vị Giá trị

Chất rắn lơ lửng mg/l 100

TỔNG QUAN

Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải bột ngọt

Nước thải xản xuất bột ngọt chủ yếu là BOD, COD, SS, Nito tổng, Photpho tổng, Coliform Hệ thống xử lý nước thải sẽ có một số công trình xử lý chủ yếu:

• Xử lý cơ học: song chắn rác, bể lắng đợt 1, bể lọc các loại

• Xử lý hóa lý: các phương pháp xử lý hóa học và hóa lý: trung hòa- kết tủa cặn, oxy hóa khử, keo tụ tạo bông, hấp phụ, tuyển nổi, trao đổi ion,

- Các công trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên: hồ sinh vật, cánh đồng tưới, cánh đồng lọc,…

- Các công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo:

+ Qúa trình vi sinh vật hiếu khí lơ lửng oxy hóa các chất hữu cơ trong nước ở trạng thái lơ lửng: bể bùn hoạt tính Aerotank, mương oxy hóa, bể bùn hoạt tính từng mẽ SBR, bể Uniten, hồ sinh học thổi khí

+ Qúa trình vi sinh vật hiếu khí bám dính với các giá thể oxy hóa các chất hữu cơ với sự tham gia của màng sinh học bám dính tại giá thể: các bể lọc sinh học (bể lọc sinh học nhỏ giọt, bể lọc sinh học cao tải, tháp lọc sinh học); bể tiếp xúc sinh học quay RBC

+ Qúa trình vi sinh vật kị khí lơ lửng để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao: bể UASB,…

2.1.1 Phương pháp xử lý cơ học

Song chắn rác dùng để giữ lại các tạp chất thô như giấy, rác, túi nilon, vỏ cây và các tạp chất lớn có trong nước thải nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định

Song chắn rác là các thanh đan sắp xếp kế tiếp nhau với khe hở từ 16 đến

50mm, các thanh có thể bằng thép, nhựa hoặc gỗ Tiết diện của các thanh này là hình chữ nhật, hình tròn hoặc elip

Các song chắn đặt song song với nhau, nghiêng về phía dòng nước chảy để giữ rác lại Song chắn rác thường đặt nghiêng theo chiều dòng chảy một góc 50 đến 90 0

Song chắn rác phải dễ tháo dỡ, dễ lấy và tổn thất áp lực qua đó phải nhỏ

Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng 1 góc

45-60 0 nếu làm sạch thủ công hoặc nghiêng một góc 75-85 0 nếu làm sạch bằng máy

Tiết diện của song chắn rác có thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp Song chắn rác tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng bị tắc bởi các vật giữ lại Do đó thông dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vuông góc phía sau và cạnh tròn phía trước hướng đối diện với dòng chảy Vận tốc nước chảy qua song chắn rác giới hạn trong khoảng từ 0,6 – 1m/s Vận tốc cực đại dao động trong khoảng 0,75m/s – 1m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe của song Vận tốc cực tiểu là 0,4m/s nhằm tránh phân hủy các chất thải rắn

Thiết bị chắn rác bố trí tại các máng dẫn nước thải trước trạm bơm nước thải và trước các công trình xử lý nước thải

Hình 2.1.Tiết diện các loại thanh song chắn rác (Hình 3.2/66/ [2])

• Có thể phân loại song chắn rác theo các hình thức như sau:

- Theo khe hở của song chắn rác, có 3 kích cỡ: loại thô lớn (30 – 200mm), loại trung bình (16 – 30mm), loại nhỏ (dưới 16mm)

- Theo cấu tạo của song chắn rác: loại cố định và loại di động

- Theo cách thức làm sạch thiết bị chắn rác ta có thể chia làm hai loại: loại làm sạch bằng tay, loại làm sạch bằng cơ giới

➢ Song chắn rác thô: (Mục 2.1/32/ [3])

Chỉ dùng cho những trạm xử lý nhỏ có lượng rác W < 0,1 m 3 /ngày đêm Khi rác tích lũy ở song chắn rác, mỗi ngày vài lần người ta dùng cào kim loại để lấy rác ra và cho vào máng có lổ thoát nước ở đáy rồi đổ vào các thùng kín để đưa đi xử lý tiếp tục

Hình 2.2.Song chắn rác thô

➢ Song chắn rác cơ khí: (Mục 2.1/32/ [3])

Chỉ dùng cho những trạm xử lý nhỏ có lượng rác W > 0,1 m 3 /ngày đêm và hoạt động liên tục, răng cào lọt vào các khe hở giữa các thanh kim loại, cào được gắn vào xích bản lề ở hai bên song chắn rác có liên hệ với động cơ điện qua bộ truyền động Cào cơ giới có thể chuyển động từ trên xuống dưới hoặc từ dưới lên theo dòng nước

Hình 2.3 Song chắn rác cơ khí

Lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải các khu dân cư, công trình công cộng như các nhà máy xí nghiệp luôn thay đổi theo thời gian phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động của các đối tượng thoát nước này Sự dao động về lưu lượng nước thải, thành phần và nồng độ chất bẩn trong đó sẽ ảnh hưởng không tốt đến hiệu quả làm sạch nước thải Trong quá trình lọc cần phải điều hoà lưu lượng dòng chảy, một trong những phương án tối ưu nhất là thiết kế bể điều hoà lưu lượng

Bể điều hòa được phân loại như sau:

- Bể điều hòa lưu lượng

- Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ

Là một bể chứa nước thải gồm hệ thống khuấy trộn, hệ thống sục khí (các đĩa sục khí hoặc ống đục lỗ) và hệ thống máy bơm (bơm nén khí và bơm nước thải)

Sử dụng hệ thống khuấy trộn cơ học và sục khí để điều hòa nồng độ nước thải Điều hòa pH, nồng độ các ion,… bằng cách dùng hóa chất, dùng nước thải… Nhờ sục khí và khuấy trộn nên có khả năng xử lý một phần chất hữu cơ Dùng hệ thống bơm hoặc van để điều chỉnh lưu lượng

Bể điều hoà đặt sau hố thu gom, nhận nước thải trực tiếp từ hố gom, đặt nửa chìm nửa nổi trên mặt đất Tại mỗi bể điều hòa, chúng ta có thể dùng cánh khuấy hoặc sục khí để điều hòa nồng độ các chất trong nước thải Ở đây, ta lựa chọn phương pháp khuấy trộn là sục khí bằng máy nén Phương pháp này sử dụng lượng điện năng không lớn và còn có tác dụng tăng lượng oxy hòa tan trong nước, giúp cho quá trình oxy hóa Crôm và Xianua trong nước thải tốt hơn Nước thải sau khi điều hòa có hàm lượng oxy hòa tan cao

- Xử lý sinh học được nâng cao, giảm nhẹ quá tải, pha loãng các chất gây ức chế sinh học và pH được ổn định

- Chất lượng đầu ra và hiệu quả nén bùn của bể lắng đợt 2 được cải thiện do bông cặn đặc chắc hơn

- Diện tích bề mặt lọc giảm, hiệu quả lọc được nâng cao, và hơn nữa chu kì rửa lọc đồng đều hơn do tải lượng thuỷ lực thấp hơn

- Trong xử lý hoá học, ổn định tải lượng sẽ dể dàng điều khiển giai đoạn chuẩn bị và châm hoá chất tăng cường độ tin cậy của quy trình

- Diện tích mặt bằng hoặc chỗ xây dựng cần tương đối lớn

- Bể điều hoà hoà ở những nơi gần khu dân cư cần được che kín để hạn chế mùi

- Đòi hỏi phải khuấy trộn và bảo dưỡng

- Chi phí đầu tư tăng

Bể lắng dùng để tách các chất rắn lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước Chất rắn lơ lửng nặng hơn nên sẽ lắng xuống đáy, còn chất rắn hòa tan sẽ theo dòng nước đến công trình xử lý tiếp theo Dùng những thiết bị thu gom các cặn đến công trình xử lý cặn

Tổng quan về hệ thống xử lý nước thải bột ngọt tại Việt Nam

2.2.1 Hệ thống xử lý nước thải bột ngọt của nhà máy Ajinomoto Việt Nam

(Nguồn: Báo cáo đánh giá tác động môi trường giai đoạn hai dự án sản xuất bột ngọt tại nhà máy bột ngọt Biên Hòa- Cty liên doanh Ajinomoto Việt Nam, 1995.)

Chất thải từ các phân xưởng, phòng ban

Xử lý vi sinh Phân bón Ami Ami

• Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Đầu tiên, nước thải từ các phân xưởng sản xuất, từ khối văn phòng sẽ được chuyển vào bồn chứa nước thải ban đầu gồm 11 bể 11 bể này sẽ chia làm 2 loại:

- Từ 1 đến 4: bể chưa dung dịch đặc, chất thải ở dạng này sẽ được xử lí nhỏ giọt nhằm hạn chế sự tạo muối

- Từ 5 đến 11: bể chứa dung dịch lỏng

Sau đó, toàn bộ chất thải sẽ được đưa vào bồn ổn định, thêm một số hóa chất

H2SO4 hay NaOH để trung hòa và tạo tủa một số chất Tiếp theo xử lý vi sinh ban đầu và tiến hành lọc

Chất thải sau khi được lọc sơ bộ sẽ được tiến hành xử lý vi sinh thông qua các bể yếm khí và sục khí Ở bể yếm khí, do nước thải của nhà máy chứa nhiều Nito nên cần phải tiến hành xử lý khử nitrate từ NO3 - thành N2 Sau đó qua bể sục khí để nitrate hóa, oxy hóa các hợp chất hữu cơ thành CO2 và H2O Bên cạnh đó, do lượng

NH4 được tạo ra trong bể yếm khí nhiều, mặc dù cần thiết cho việc cung cấp dinh dưỡng cho vi sinh vật tham gia vào quá trình khử nitrate, tuy nhiên khi lượng này quá nhiều sẽ gây ra sự ức chế ngược Chính vì thế cần phải tiến hành nitrate hóa lại một phần lượng NH4 + để đảm bào sự hoạt động tốt của các vi sinh vật này Đến đây, toàn bộ lượng chất thải sẽ được hoàn lưu lại bể yếm khí II và thực hiện lại quy trình như trên Ngoài việc thiết lập lại quá trình hoàn lưu như lần I, lượng glucose sẽ được bổ sung ở giai đoạn này nhằm cung cấp dinh dưỡng cho vi sinh vật

Lượng nước thải tiếp tục được đưa vào bể chứa lớn Tại đây, cặn polymer sẽ được tách riêng ra và đưa đến máy ép bùn để tham gia vào một quy trình khác tạo ra phân Ami Ami, lượng chất lỏng từ máy ép bùn sẽ được hoàn lưu lại thêm một lần nữa đến bể yếm khí

Từ đây nước thải sẽ kết thúc quá trình xử lý vi sinh, chuyển qua giai đoạn xử lý hóa lý Lượng chất thải sẽ theo đường ống đến bể tầy màu Bể này được chia làm 3 bể nhỏ, quy trình xử lý liên tục lần lượt qua từng bể:

- Bể 1: được cho thêm H2SO4, alume nhằm đông tụ các chất vô cơ, pH ở bể này thường thấp, khoảng 4-5

- Bể 2: thêm vào polymer, NaOH nhằm nâng pH lên trung tính, tạo bông

- Bể 3: thêm vào polymer và clorine nhằm khử trùng trước khi được thải ra sông

Sau khi qua bể tẩy màu, nước thải sẽ được chuyển đến bể lắng cuối Tại đây sẽ có các cánh khuấy, nhằm lọc ra các cặn bông đưa đến máy ép bùn xử lý, tham gia vào quá trình tạo phân bón Nước thải sau khi kiểm tra đã đạt tiêu chuẩn sẽ được thải ra sông

2.2.2 Hệ thống xử lý nước thải bột ngọt của nhà máy VEDAN Việt Nam

(Nguồn: Báo cáo đánh giá tác động môi trường: Cty Cổ phần hữu hạn VEDAN Việt

Bể lắng I Mương oxy hóa

Nước thải sau xử lý thải ra sông

Bể nén bùn Sân phơi bùn

Bánh bùn đem đi phân hủy

• Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Nước thải từ nhà máy sản xuất bột ngọt sẽ được dẫn vào bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng độ nước thải, sau đó được dẫn qua bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn xử lý các hợp chất hữu cơ, trong đường ống dẫn nước từ bể điều hòa qua bể

Aerotank sẽ được châm hóa chất để điều chỉnh lại pH

Tại bể Aerotank diễn ra quá trình xử lý sinh học hiếu khí và quá trình này được duy trì bằng lượng không khí được cấp vào từ máy thổi khí Các vi sinh vật hiếu khí ở dạng bùn hoạt tính sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thành các chất vô cơ đơn giản là CO2, H2O Quá trình phân hủy này phụ thuộc các yếu tố: nhiệt độ, pH, chất dinh dưỡng, nồng độ bùn và tính chất nước thải

Từ bể Aerotank, nước thải được dẫn sang bể lắng I Tại đây diễn ra quá trình phân tách giữa nước và bùn hoạt tính Phần bùn hoạt tính sẽ lắng xuống bể, một phần bùn hoạt tính sẽ được tuần hoàn lại bể Aerotank nhằm duy trì mật độ vi sinh vật, còn phần bùn dư sẽ được bơm sang bể nén bùn

Phần nước trong từ bể lắng I sẽ được dẫn sang mương oxy hóa để xử lý tiếp các chất hữu cơ và nito, photpho Sau đó nước thải được dẫn tiếp qua bể lắng II để loại bỏ cặn trước khi thải ra sông Tại bể lắng II diễn ra quá trình phân tách giữa nước và bùn hoạt tính như bể lắng I Phần bùn hoạt tính sẽ lắng xuống bể, một phần bùn hoạt tính sẽ được tuần hoàn lại mương oxy hóa nhằm duy trì mật độ vi sinh vật, còn phần bùn dư sẽ được bơm sang bể nén bùn

Bùn từ bể nén bùn sau khi được nén sẽ đem ra sân phơi bùn Bánh bùn sẽ được đem đi phân hủy theo đúng quy định

- Phương pháp bùn hoạt tính- mương oxy hóa có hiệu quả xử lý BOD,

COD và nito, photpho cao.

- Không khống chế được lượng bùn hồi lưu dẫn tới không khống chế được hàm lượng MLSS trong mương oxy hóa

- Nhân viên vận hành cần được đào tạo kỹ càng về chuyên môn

- Chi phí vận hành tốn kém

- Cần có thêm bể lắng sau bể Aerotank và mương oxy hóa

- Sục khí liên tục trong quá trình vận hành

- Diện tích thi công – xây dựng lớn.

XUẤT, THUYẾT MINH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỘT NGỌT CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT BỘT NGỌT VEDAN GIAI ĐOẠN 2

Cơ sở lựa chọn phương án xử lý

Công nghệ xử lý phải thỏa mãn các yếu tố:

- Công suất trạm xử lý

- Chất lượng nước sau xử lý

- Thành phần, tính chất nước thải chế biến bột ngọt

- Những quy định xả vào cổng chung và vào nguồn nước

- Hiệu quả quá trình xử lý cần thiết và hiệu quả xử lý của các công trình đơn vị

- Yêu cầu về hóa chất và các thiết bị sẵn có trên thị trường

- Hệ thống xử lý nước thải chế biến bột ngọt phải thiết kế đáp ứng được các yêu cầu nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT cột B, tức là xả nước thải vào khu xử lý nước thải tập trung

3.1.1 Cơ sở lựa chọn xử lý kỵ khí

Vì đặc tính của nước thải bột ngọt có nồng độ chất hữu cơ dễ phân hủy rất cao nên công đoạn xử lý kỵ khí là không thể thiếu

Trong phương pháp xử lý kỵ khí có các công nghệ như: hồ sinh học kỵ khí, lọc sinh học kỵ khí, bể với lớp vật liệu trương nở, bể với lớp bùn lơ lửng dòng hướng lên đều đạt hiệu quả khá cao Mỗi thiết bị có những ưu và nhược điểm riêng của nó

Bảng 3.1 So sánh giữa các phương pháp xử lý kỵ khí

Quá trình Ưu điểm Nhược điểm

- Hầu như không đòi hỏi quản lý thường xuyên, bảo trì, vận hành đơn giản

- Cần có một diện tích rất lớn

- Gây mùi thối rất khó chịu

- Không thu hồi được khí sinh học sinh ra

Phân hủy kỵ - Thích hợp với nước thải có hàm - Tải trọng thấp hoàn toàn - Đảm bảo tính chất nước thải (vật chất, pH, nhiệt độ) đồng đều trong thiết bị

- Sự xáo trộn trở nên khó khi hàm lượng SS quá lớn

Thích hợp với nước thải có hàm lượng SS từ trung bình đến cao

- Vận hành tương đối phức tạp

Lọc kỵ khí - Vận hành tương đối đơn giản

- Phù hợp cho các loại nước thải có hàm lượng COD từ thấp đến cao

- Không phù hợp với loại nước thải có hàm lượng SS cao

UASB - Vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp

- Thiết bị đơn giản, chiếm ít diện tích

- Phù hợp cho các loại nước thải có hàm lượng COD từ thấp đến cao

- Có thể đạt được tải trong rất cao

Không phù hợp với loại nước thải có hàm lượng SS cao

Từ bảng so sánh trên ta có thể thấy bể UASB có nhiều ưu điểm hơn so với các bể khác như nguyên lý hoạt động thuận tiện và đơn giản nhất, những hạn chế trong quá trình vận hành UASB có thể dễ dàng khắc phục bằng các phương pháp xử ký sơ bộ Tính kinh tế cũng là một ưu điểm của UASB

Ta lựa chọn bể UASB để xử lý nước thải bột ngọt vì:

- UASB có khả năng xử lý nước thải hữu cơ với tải trọng cao, nhưng ít tốn năng lượng Hiệu quả xử lý cao từ 60-90% theo COD

- Thiết bị đơn giản, chiếm ít diện tích

- Có khả năng giữ bùn lâu dài và ít thay đổi hoạt tính khi không hoạt động

- Hàm lượng cặn lơ lửng trong thành phần nước thải bột ngọt chủ yếu là các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học nên không ảnh hưởng đến UASB

3.1.2 Cơ sở lựa chọn xử lý hiếu khí

Sau xử lý kỵ khí, nước thải được tiếp tục xử lý sinh học hiếu khí Trong xử lý hiếu khí có rất nhiều công trình khác nhau Bể Aerotank là thích hợp với yêu cầu xử lý phải đạt được mức độ triệt để, thời gian khởi động ngắn, ít tạo mùi hôi, có tính ổn định cao trong quá trình xử lý

3.1.3 Thành phần tính chất nước thải

Với lưu lượng nước thải 1000 m 3 /ngày.đêm, yêu cầu thiết kế hệ thống xử lý nước thải mà chất lượng nước thải sau xử lý phải đạt tiêu chuẩn cột B theo QCVN

Bảng 3.2 Thành phần tính chất nước thải chế biến bột ngọt

STT Thông số Đơn vị Nồng độ QCVN

Như vậy, đối với nguồn nước thải chế biến bột ngọt ở đây thì hệ thống cần xử lý chủ yếu là SS, BOD 5 , COD, N, P và coliform.

Đề xuất công nghệ xử lý nước thải chế biến bột ngọt

Từ những phân tích trên ta đưa ra được công nghệ xử lý nước thải chế biến bột ngọt như sau:

Bể tuyển nổi sục khí

Bể điều hòa khuấy trộn

Nguồn tiếp nhận đạt cột B QCVN 40:2011/BTNMT

Bể nén bùn Máy ép bùn

Bùn tuần hoàn Bùn dư

Chuyển giao công ty xử lý bùn

Chú thích: Đường hóa chất Đường khí Đường bùn Đường nước sau lắng bùn Đường nước thải

• Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 1:

Nước thải trước khi được dẫn vào hố thu gom sẽ đi qua song chắn rác thô Tại đây, song chắn rác sẽ giữ lại các tạp chất thô để an toàn cho các thiết bị bơm, đường ống dẫn nước thải, tránh gây tắc nghẽn hệ thống xử lý Nước thải vào hố thu gom được ổn định lưu lượng

Nước thải được tiếp tục bơm vào bể tuyển nổi sục khí, tại đây sẽ xử lý các chất rắn lơ lửng SS và một phần COD, BOD Tiếp đó nước thải được bơm vào bể điều hòa khuấy trộn để ổn định lưu lượng và nồng độ trước khi vào bể UASB

Tại bể UASB các vi sinh vật kỵ khí sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ Sản phầm tạo thành là khí NH4, CO2, NH3, H2S,…và sinh khối Bùn dư từ bể UASB được dẫn vào hồ chứa bùn Sau bể UASB, nước thải được dẫn vào bể Anoxic và Aerotank xáo trộn hoàn toàn xử lý tiếp các hợp chất hữu cơ và phần bùn dư sẽ đưa sang bể nén bùn xử lý Tại đây, Bể Anoxic kết hợp Aerotank được lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, Nitrat hóa, khử NH4 và khử NO 3 − thành N2, khử Photpho

Tại bể Aerotank diễn ra quá trình xứ lý sinh học hiếu khí và quá trình này được duy trì bằng lượng không khí được cấp vào từ máy thổi khí Các vi sinh vật hiếu khí ở dạng bùn hoạt tính sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thành các chất vô cơ đơn giản là CO2, H2O Quá trình phân hủy này phụ thuộc các yếu tố: nhiệt độ, pH, chất dinh dưỡng, nồng độ bùn và tính chất nước thải

Từ bể Aerotank, nước thải được dẫn sang bể lắng Tại đây diễn ra quá trình phân tách giữa nước và bùn hoạt tính Phần bùn hoạt tính sẽ lắng xuống bể, một phần bùn hoạt tính sẽ được tuần hoàn lại bể Aerotank nhằm duy trì mật độ vi sinh vật, còn phần bùn dư sẽ được bơm sang hồ chứa bùn Nước thải sẽ tiếp tục đưa vào bể khử trùng Nước thải được khử trùng bằng clo vì đây là phương pháp tương đối đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả cao Nước thải sau khi khử trùng đạt tiêu chuẩn cột B QCVN

40:2011/BTNMT sẽ được xả ra nguồn tiếp nhận

Về công tác xử lý bùn: bùn dư từ bể UASB và bể lắng II sẽ được bơm vào bể chứa bùn Từ bể chứa bùn, bùn được bơm với lưu lượng ổn định qua bể nén bùn Bùn đặc ở đáy được bơm vào thiết bị ép bùn ly tâm, bánh bùn sau khi ép được đổ vào thiết bị thu bùn khô và chuyển giao cho công ty xử lý bùn, nước dư được đưa trở lại hố thu gom

Bảng 3.3 Hiệu suất phương án 1

SS(mg/l) BOD(mg/l) COD(mg/l) N(mg/l) P(mg/l)

8 Khử trùng H% 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Đã xử lý 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Nồng độ dòng ra thải vào nguồn tiếp nhận

• Tính toán lượng N và P ở bể UASB (lượng N và P này dùng để tổng hợp tế bào vi sinh vật)

Nồng độ dòng vào bể UASB: COD = 1624,5 mg/l, N = 400 mg/l, P = 30 mg/l, H 80%

→ N đã sử dụng cho tổng hợp tế bào ở bể UASB là 18,57 mg/l

→ N dòng ra của bể UASB là 400 – 18,57 = 381,43 mg/l

→ P đã sử dụng cho tổng hợp tế bào ở bể UASB là 3,71 mg/l

→ P dòng ra của bể UASB là 30 – 3,71 = 26,29 mg/l

• Tính toán lượng N và P ở bể Aerotank (lượng N và P này dùng để tổng hợp tế bào vi sinh vật)

Nồng độ dòng vào bể Aerotank: COD = 227,43 mg/l, N = 381,43 mg/l, P = 21,03 mg/l, H = 80%

Ta có tỷ lệ COD: N: P = 150:5:1

→ N đã sử dụng cho tổng hợp tế bào ở bể Aerotank là 6,1 mg/l

→ N dòng ra của bể Aerotank là 381,43 – 6,1 = 375,37 mg/l

→ P đã sử dụng cho tổng hợp tế bào ở bể Aerotank là 1,21 mg/l

→ P dòng ra của bể Aerotank là 21,03 – 1,21 = 19,82 mg/l

• Tính toán lượng N và P ở bể Anoxic:

Nồng độ dòng vào bể Anoxic: N = 375,37 mg/l với H = 90%; P = 26,29 mg/l với H 20%

→ N dòng ra bể Anoxic là: 375,37 – 337,83 = 37,54 (mg/l)

→ P dòng ra bể Anoxic là: 26,29 – 5,26 = 21,03 (mg/l)

Bể tuyển nổi sục khí

Bể điều hòa sục khí

Nguồn tiếp nhận đạt cột B QCVN 40:2011/BTNMT

Bể nén bùn Máy ép bùn

Chuyển giao công ty xử lý bùn

Cặn Nước sau lắng bùn

Chú thích: Đường hóa chất Đường khí Đường bùn Đường nước sau lắng bùn Đường nước thải

• Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 2:

Nước thải trước khi được dẫn vào hố thu gom sẽ đi qua song chắn rác thô Tại đây, song chắn rác sẽ giữ lại các tạp chất thô để an toàn cho các thiết bị bơm, đường ống dẫn nước thải, tránh gây tắc nghẽn hệ thống xử lý Nước thải vào hố thu gom được ổn định lưu lượng

Tiếp đó nước thải được bơm vào bể điều hòa sục khí để ổn định lưu lượng và nồng độ trước khi vào bể SBR Tại bể điều hòa sẽ được châm hóa chất để điều chỉnh pH

Xử lý chất hữu cơ trong bể SBR là công nghệ xử lý bằng bùn hoạt tính hiếu khí lơ lững, dạng mẻ Nguyên tắc hoạt động của bể SBR bao gồm chuỗi các quá trình xử lý liên tiếp với các chu kỳ sau:

- Bước 1 (fill): nạp nước thải vào bể, bước này được chia làm 2 giai đoạn:

+ Bước 1a (mixed): bơm nước vào bể và khuấy trộn

+ Bước 1b (aeration): bơm nước vào bể, khuấy trộn và sục khí

Bước 1 ứng dụng quá trình sinh trưởng của vi sinh vật trong điều kiện thiếu khí (hàm lượng oxy hào tan gần bằng không) để phân hủy chuyển hóa các liên kết nito trong nước thải bằng quá trình nitrate hóa và khử nitrat hóa (nitrification and denitrification) Việc kiểm soát thời gian sục khí trong bước 1 đề điều chỉnh hiệu suất khử nito ở mức cao nhất

- Bước 2 (aeration): sục khí Ở bước này ứng dụng quá trình sinh trưởng của vi sinh vật hiếu khí (bao gồm vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn hiếu khí tùy tiện, nấm, tảo, động vật nguyên sinh), dưới tác động của oxy được cung cấp từ không khí qua các máy thổi khí và được hòa tan vào trong nước thải nhờ các máy làm thoáng chìm, sẽ giúp cho vi sinh vật thực hiện quá trình phân hủy các chất hữu cơ, chuyển hóa chúng thành CO2, H2O, các sản phẩm vô cơ khác và các tế bào sinh vật mới

Sau thời gian làm thoáng, nước thải trong các bể SBR sẽ được để yên và thực hiện quá trình lắng

- Bước 4 (effluent decant and excess sludge): xả nước và bơm xả bùn dư lắng dưới đáy bể sẽ được các bơm bùn bơm sang bể chứa bùn, đồng thời chuẩn bị bắt đầu cho mẻ xử lý kế tiếp

Giai đoạn xả bùn hoàn tất, nước thải tiếp tục được nạp vào bể SBR để bắt đầu một chu kỳ mới Để hiệu quả xử lý của SBR ổn định, lượng bùn vi sinh trong bể luôn được duy trì ở một giá trị nhất định bằng thiết bị đo mực bùn Phần bủn dư được lấy ra và được xử lý trong các công đoạn xử lý bùn, qua các công đoạn xử lý trước khi trả về môi trường

Vì đặc tính nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao, nên sau bể SBR 1 cần có thêm 1 bể SBR 2 để xử lý triệt để lượng chất hữu cơ còn lại Từ bể SBR, nước thải được dẫn sang bể lắng Tại đây diễn ra quá trình phân tách giữa nước và bùn hoạt tính Phần bùn hoạt tính sẽ lắng xuống bể, phần bùn dư sẽ được bơm sang hồ chứa bùn Nước thải sẽ tiếp tục đưa vào bể khử trùng Nước thải được khử trùng bằng clo vì đây là phương pháp tương đối đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả cao Nước thải sau khi khử trùng đạt tiêu chuẩn cột B QCVN 40:2011/BTNMT sẽ được xả ra nguồn tiếp nhận

Về công tác xử lý bùn: bùn dư từ bể SBR và bể lắng II sẽ được bơm vào bể chứa bùn Từ bể chứa bùn, bùn được bơm với lưu lượng ổn định qua bể nén bùn Bùn đặc ở đáy được bơm vào thiết bị ép bùn ly tâm, bánh bùn sau khi ép được đổ vào thiết bị thu bùn khô và chuyển giao cho công ty xử lý bùn, nước dư được đưa trở lại hố thu gom

Bảng 3.4 Hiệu suất phương án 2

Nồng độ ban đầu SS(mg/l) BOD(mg/l) COD(mg/l) N(mg/l) P(mg/l)

1 SCR thô H% 5.00 5.00 5.00 0.00 0.00 Đã xử lý 12.50 60.00 100.00 0.00 0.00

2 Tuyển nổi sục khí H% 60.00 15.00 10.00 0.00 0.00 Đã xử lý 142.50 171.00 190.00 0.00 0.00

3 Điều hòa sục khí H% 0.00 5.00 5.00 0.00 0.00 Đã xử lý 0.00 57.00 95.00 0.00 0.00

Quá trình hiếu H% 0.00 80.00 80.00 0.00 0.00 Đã xử lý 0.00 118.20 209.30 6.98 1.40

6 Khử trùng H% 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Đã xử lý 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Nồng độ dòng ra thải vào nguồn tiếp nhận

• Tính toán lượng N ở bể SBR 1:

➢ N ở giai đoạn hiếu khí: (VSV sử dụng N để tổng hợp tế bào)

Nồng độ dòng vào bể SBR giai đoạn hiếu khí: COD = 1453,5 mg/l, N = 400 mg/l, H

Ta có tỷ lệ COD: N: P = 150:5:1

→ N đã sử dụng cho tổng hợp tế bào ở bể SBR giai đoạn hiếu khí là 38,76 mg/l

→ N dòng ra của bể SBR giai đoạn hiếu khí là 400 – 38,76 = 361,24 (mg/l)

Nồng độ dòng vào bể SBR giai đoạn thiếu khí: N = 361,24 mg/l, H = 80%

→ N dòng ra của bể SBR giai đoạn thiếu khí là 361,24 – 288,99 = 72,25 (mg/l)

• Tính toán lượng P ở bể SBR 1:

Nồng độ dòng vào bể SBR giai đoạn thiếu khí: P = 30 mg/l, H = 20%

→ P dòng ra của bể SBR giai đoạn thiếu khí là 30 – 6 = 24 (mg/l)

➢ P ở giai đoạn hiếu khí (VSV sử dụng P để tổng hợp tế bào)

Nồng độ dòng vào bể SBR giai đoạn hiếu khí: P = 24 mg/l, H = 80%

Ta có tỷ lệ COD: N: P = 150:5:1

→ P đã sử dụng cho tổng hợp tế bào ở bể SBR là 7,75 mg/l

→ P dòng ra của bể SBR là 24 – 7,75 = 16,25 mg/l

Lượng N và P ở bể SBR 2 tính tương tự như bể SBR 1.

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT BỘT NGỌT VEDAN GIAI ĐOẠN 2

Tính toán các công trình phương án 1

Song chắn rác nhằm mục đích loại bỏ rác và các tạp chất có kích thước lớn trong nước thải, tránh tình trạng nghẽn đường ống, mương dẫn và hư hỏng do rác gây ra Song chắn rác được đặt trên đường dẫn nước thải trước khi đưa vào hệ thống xử lý

4.1.1.2 Tính toán song chắn rác

Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất:

Q max h = 41,67 m 3 ⁄ h Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 0 so với mặt đất

• Số khe hở của song chắn rác: max 0,012

- Qmax: Lưu lượng lớn nhất của nước thải, Q max = 0,012 m 3 ⁄s

- v: Tốc độ nước chảy qua song chắn rác thường lấy 0,6 ÷ 1 m s.⁄ Chọn v = 0,6 m/s

- l: Khoảng cách giữa các khe hở, l = 15 ÷ 20 mm Chọn l = 16 mm [8]

- K: Hệ số tính toán mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, K = 1,05

- h: Chiều sâu của lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy tính toán của mương dẫn ứng với Q max h = h max = 0,1 m

 Chọn số khe là : 13 khe, số song chắn rác là: 14 thanh chắn rác

Hình 4.1 Sơ đồ cấu tạo của song chắn rác (Hình 3.5/117/ [2])

1.Song chắn, 2.Sàn công tác

• Chiều rộng song chắn rác:

- s: Bề dầy song chắn rác, thường lấy s = 0,008 m

- n: số khe song chắn rác

- l: Khoảng cách giữa các khe hở, chọn l = 16mm

• Tổn thất áp lực ở song chắn: h s = ε × v max 2

- v max : Vận tốc của nước thải qua song chắn rác ứng với chế độ Q max , vmax ≤ 1m/s

- K 1 : Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc ở song chắn rác, K1 = 2 ÷ 3

- ε: Hệ số sức cản cục bộ của song chắn rác được xác định theo công thức:

- β: Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn rác, chọn β 1,83

- Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 0 so với mặt đất, α = 60 0

- s: Bề dầy song chắn rác, thường lấy s = 0,008 m

Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác L 1 :

- B s : Chiều rộng của song chắn rác, chọn B s = 0,5 m

- B m : Chiều rộng của mương dẫn, chọn B m = 0,4 m

- φ: Góc nghiêng chỗ mở rộng, thường lấy φ = 20 0

Bảng 4.1 Hệ số 𝜷 để tính sức cản cục bộ của song chắn rác (Bảng 3.7/119/[2])

Hình 4.2 Tiết diện ngang các loại thanh của song chắn rác (Hình 3.6/119/[2])

• Chiều dài mở rộng sau song chắn rác:

• Chiều dài xây dựng của phần mương để lắp đặt song chắn rác:

- L s : Chiều dài phần mương đặt song chắn rác, L s = 1,5 m

- L1: Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác (m)

- L2: Chiều dài mở rộng sau song chắn rác (m)

• Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác:

- h max : Độ đầy ứng với chế độ Q max , h max = 0,1 m

- h s : Tổn thất áp lực ở song chắn rác, h s = 0,06 m

- 0,5: Khoảng cách giữa cột sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất

• Chiều cao song chắc rác:

H sc = H sin60 0 = 0,7 sin60 0 = 0,8 m Trong đó:

- H: Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác (m)

Bảng 4.2.Tóm tắt thông số tính toán mương và song chắn rác

STT Các thông số tính toán Ký hiệu Đơn vị Giá trị

2 Chiều rộng song chắn Bs mm 300

3 Bề dày của thanh song chắn S mm 8

4 Khoảng cách giữa các khe hở l mm 16

5 Góc nghiêng song chắn α Độ 60

6 Chiều dài phần mở rộng trước song chắn

7 Chiều dài phần mở rộng sau song chắn L2 mm 70

8 Chiều dài xây dựng phần mương L mm 1710

9 Tổn thất áp lực song chắn rác hs mm 60

10 Chiều sâu xây dựng phần mương H mm 660

11 Chiều cao song chắn rác Hsc mm 800

Bảng 4.3.Nồng độ các thông số dòng vào và dòng ra song chắn rác

Song chắn rác SS BOD 5 COD N P

Nồng độ đã khử (mg/l) 12,5 60 100 0 0

Hố thu gom nước thải tập trung nước thải, thu gom triệt để lượng nước thải của nhà máy và đám bảo lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động an toàn Trong hố thu gom, sử dụng hai bơm chìm hoạt động luân phiên để bơm nước thải đến bể tuyển nổi

Q h : lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất (m 3 /h) t: thời gian lưu nước trong hố thu gom, t = 10-30 phút, chọn t = 15 phút

Chọn chiều cao hữu ích h1 = 2m

Chiều cao an toàn lấy bằng chiều sau đáy ống cuối cùng hbv = 0,5m

Chiều cao tổng cộng của hố thu: H = h1 + hbv = 2 + 0,5 = 2,5m

Vậy kích thước hồ thu gom: L × B × H = 2,1 × 2 × 2,5(m)

Chọn vận tốc nước thải vào v = 0,6 m/s Đường kính ống PVC chảy vào hố thu gom có đường kính ∅90mm

• Bơm nước thải vào bể tuyển nổi:

Cột áp bơm: H = 5 mH2O (với H = 5-6 mH2O) ŋ: hiệu suất chung của bơm, ŋ = 0,72- 0,93, chọn ŋ = 0,8 ρ: khối lượng riêng của nước, ρ = 1000 kg/m 3

Chọn 2 bơm luân phiên công suất:

Bảng 4.4.Tóm tắt thông số tính toán hố thu gom STT Các thông số tính toán Ký hiệu Đơn vị Giá trị

4.1.3.Bể tuyển nổi sục khí

Loại bỏ các chất nổi như dầu mỡ, bọt và các hạt nhẹ khác ra khỏi nước thải làm dễ dàng cho các quá trình xử lý tiếp theo Qúa trình tuyển nổi sục khí là cho không khí hòa tan vào nước tạo thành các bọt nhỏ li ti, bám vào các hạt cặn đẩy chúng nổi lên bề mặt rồi đưa chúng ra ngoài

Bảng 4.5.Nồng độ các thông số đầu vào bể tuyển nổi sục khí

Thông số SS BOD 5 COD N P

• Lưu lượng nước tuần hoàn:

A= tỉ số khí/ chất rắn, ml khí/ ml chất rắn, trong khoảng 0,03 0,05,chọn

- f = phần khí hoà tan ở áp suất P, chọn f = 0,8

- Ck = độ hoà tan của khí, ml/l, lấy theo bảng:

Bảng 4.6 Độ hòa tan của khí theo nhiệt độ t 0 ( 0 c) 0 10 20 30

C k (ml/l) 29,2 22,8 18,7 15,7 t 0 tb % 0 C , khi đó Ck = 17,2 (ml/l)

- Cc = hàm lượng chất rắn lơ lửng, Cc = SS = 237,5 mg/l;

- P = áp suất trong bình áp lực, atm, được xác định bằng

= 4 (mg/l) (hệ SI) ρ = áp suất (kPa), trong khoảng 270  340 (kPa), chọn ρ = 304,05 (kPa)

- R = lưu lượng tuần hoàn, m 3 /ngày;

- Q = Lưu lượng nước thô cần xử lý, m 3 /ngày, Q = 1000

Từ công thức trên suy ra:

• Phần trăm nước tái sử dụng:

Q =  • Tổng lưu lượng nước vào bể:

• Diện tích bề mặt tuyển nổi:

Q T a = = (m 2 ) a: Tải trọng bề mặt bể tuyển nổi, a= 3 10 (m 3 /m 2 h), chọn a=4 (m 3 /m 2 h) [2]

• Chọn bể tuyển nổi hình chữ nhật:

- Chiều sâu phần tuyển nổi: hn = 2m

- Chiều sâu phần lắng bùn: hb = 0,7m

- Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3m

- Tỉ số chiều dài/ chiều rộng: L/W ≥ 3:1

 Tổng chiều cao của bể: H = hn + hb + hbv = 2 + 0,7 + 0,3 = 3 (m) [2]

• Thể tích bể tuyển nổi:

• Thời gian lưu nước trong bể:

• Hiệu quả xử lý COD qua bể tuyển nổi, H = 10 %

→Lượng COD bị khử là 1900 × 10% = 190 (mg/l)

• Hàm lượng BOD sau tuyển nổi, H = 15 %

• Lượng SS sau quá trình tuyển nổi, H = 60 %

• Lượng chất lơ lửng thu được mỗi ngày:

M ss = mg l  m h= kg h= 170,4 kg /ngày

• Giả sử bùn tươi (gồm hỗn hợp váng nổi và cặn lắng) có hàm lượng chất rắn là

TSv = 3,4%, VSv= 65% và khối lượng riêng là Sv = 1,0072

• Dung tích bùn tươi cần xử lý mỗi ngày:

• Lượng VS của bùn tươi cần xử lý mỗi ngày:

• Thể tích bình áp lực:

2 = 0,27 (m 3 ) tp: thời gian lưu nước trong bình áp lực, 0,5 – 3 phút, chọn tP = 2 phút [2]

• Đường kính bình áp lực:

Chọn chiều cao bình áp lực: Hlv = 1,2 (m);

Chọn chiều cao bảo vệ: Hbv = 0,3 (m)

• Lưu lượng khí cung cấp:

S: lượng cặn tách ra trong 1 phút (gam)

 Lưu lượng khí cung cấp: A = 0,04 196,81 = 7,9 (l/phút)

Chọn máy khí nén khí có Qk = 8 (l/phút), P= 4atm

❖ Tính bề dày thân, nắp, đáy cho bình áp lực:

Chọn vật liệu bình: thép CT3 Ứng suất kéo:  K = 380 10 6 (N/m 2 ) Ứng suất cắt:  c = 240 10 6 (N/m 2 )

Tốc độ gỉ: 0,06 mm/năm;

Môi trường làm việc lỏng (H2O):  00 (kg/m 3 ) Áp suất làm việc: Pk = 4 atm = 304,5 (Kpa)

Chiều cao nước trong bình: Hlv =1,2 m

• Bề dày của thân bình áp lực:

- D t = đường kính trong của bình áp lực, D t = 0,85m (tra bảng sổ tay quá trình và thiết bị hóa học tập 2)

- P = áp suất tính toán trong thiết bị

P = Pk + Pn = Pk +  g Hlv = 304,5 + 9,81 1000.1,2.10 -3 = 316,5 (Kpa)

- Với Pn là áp suất thuỷ tỉnh

-   = ứng suất cho phép của thép

Với hệ số hiệu chỉnh:  = 1, nk = 2,6, nc = 1,5

Lấy giá trị nhỏ nhất trong 2 kết quả vừa tính để tính toán

C – hệ số bổ sung bề dày tính toán:

C1: hệ số ăn mòn hoá học, C2 = 1mm;

C2 : hệ số ăn mòn cơ học, C2 = 0;

C3: hệ số bổ sung do dung sai, C3 = 1,5 mm

146 0,95 = 438 >25 nên có thể bỏ qua đại lượng P ở mẫu số trong công thức tính bề dầy thân

• Kiểm tra ứng suất cho phép ở bên trong thiết bị:

C S Áp suất tính toán cho phép ở bên trong thiết bị:

Nghĩa là bài toán thoả

• Tính bề dày đáy, nắp của bình áp lực:

P: áp suất tính toàn trong thiết bị (N/mm 2 )

  : ứng suất cho phép khi kéo của vật liệu làm đáy (N/mm 2 )

2 bán kính cong bên trong ở đỉnh đáy (mm) Đối với đáy tiêu chuẩn: =0,25 t t

2 ht: Chiều sâu của phần elip của đáy đo theo mặt trong của đáy

Chọn C giống như phần tính bề dày thân, C = 2,5 (mm)

Vậy chiều dày đáy (nắp) là S = 3,5 (mm)

S 25 Áp suất tính toán cho phép ở bên trong thiết bị:

Nghĩa là bài toán thỏa

❖ Tính chân đỡ bình áp lực: (Tính khối thiết bị bằng cách tra các thông số trong bảng trong sổ tay quá trình và thiết bị hoá chất (tập 2))

Dn: đường kính ngoài của thân, Dn = Dt +2S = 0,85 +2.3,5.10 -3 = 0,857 (m)

Dt: đường kính trong của thân, Dt = 0,85 (m)

D: khối lượng riêng của thép CT3, tra bảng D = 7850 (kg/m 3 )

• Khối lượng nắp và đáy: mnắp= mdáy = 27,1(kg)

• Khối lượng bích nắp và bích đáy: mbích =2 (1,03 2 0,08 ) 0,018 7850 2 468,1( )

  −   • Khối lượng bích của ống dẫn: mbích = (0,185 0,08 ) 0,018 7850 12,35( )

• Khối lượng nước: mnước = V. = 0,27 × 1000 = 270 (kg)

• Tải trọng tác dụng lên 1 chân đỡ:

Trong đó: z: số lượng chân đỡ; chọn bình có 3 chân đỡ

Mmax = mthân + mđáy + mnắp + mbích + mbich ống + mnước

Chọn tải trọng cho phép lên một chân   G = 0,4.10 4 (N)

❖ Tính bơm nước tuần hoàn vào bể tuyển nổi:

Chọn vận tốc nước trong ống v = 1,5 (m/s)

=    Chọn ống thép không gỉ có đường kính 49 (mm)

 : hệ số trở lực khi vào ống hút;

 : hệ số trở lực khi ra ống hút;

 : hệ số trở lực van một chiều;

 : hệ số trở lực khuyển cong 90 0 ;

 : hệ số đột mở ở bồn áp lực;

 : hệ số độ thu ở bình áp lực;

(Những thông số này tra ở phụ lục 13- Quá trình và thiết bị hoá học (tập 10))

Chọn chiều dài tổng đường ống là 10m

• Công suất bơm ly tâm:

Hb: Cột áp của bơm, Hb = 11 m

Trong đó: β: Hệ số dự trữ

❖ Tính bơm nước thải vào bể tuyển nổi:

• Cột áp của bơm: Áp dụng phương trình Bernuli cho mặt cắt nước ở hố thu gom và mặt cắt nước ở bể tuyển nổi:

 Z : khoảng cách từ mặt nước hố thu gom đến mặt nước bể tuyển nổi, chọn  Z 4m

 h : tổng tổn thất áp lực bể tuyển nổi

 : hệ số trở lực khi vào ống hút;

 : hệ số trở lực khi ra ống hút;

 : hệ số trở lực van một chiều;

 : hệ số trở lực khuyển cong 90 0 ;

 : hệ số đột mở ở bồn áp lực;

 : hệ số độ thu ở bình áp lực;

(Những thông số này tra ở phụ lục 13- Quá trình và thiết bị hoá học (tập 10))

Hb: Cột áp của bơm, Hb = 11 m

Trong đó: β: Hệ số dự trữ

Chọn máy nén khí ly tâm 2 cấp

Năng suất của máy nén khí: Q = 23 l/phút =1,38 m 3 /h Áp suất đầu: P1 5 N/m 2 Áp suất cuối: P2 =3,165.10 5 N/m 2

• Công nén đoạn nhiệt của máy nén 2 cấp:

T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào, T1 = 273 + 25 = 298 0 K

P1: áp suất tuyệt đối ban đầu, 10 5 (Pa)

P2: áp suất cuối của quá trình nén, 3,165.10 5

• Công suất lý thuyết của máy nén:

G: Năng suất của máy nén (kg/s), G = 0,38 kg/s

L: Công nén 1 kg không khí từ P1 đến P2

• Công suất thực tế của máy nén đoạn nhiệt:

 da : Hiệu suất đoạn nhiệt = 0,8-0,9

• Công suất của động cơ điện:

: hệ số dự trữ công suất, 1,1 – 1,15, chọn 𝛽 = 1,1

: hiệu suất của động cơ điện; 0,9

• Tính áp lực của máy nén khí

Hd: Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn, Hd = 0,4m

Hc: tổn thất cục bộ, Hc = 0,4m

Hf: Tổn thất qua đầu phân phối khí, Hf = 0,5m

Chọn 2 máy nén ống, 1 máy hoạt động, 1 máy dự phòng có công suất 0,08Hp, cột áp

Bảng 4.7.Tóm tắt thông số tính toán bể tuyển nổi STT Các thông số tính toán Ký hiệu Đơn vị Giá trị

6 Thời gian lưu nước 𝜏 phút 30

7 Thể tích bình áp lực Vp m 3 0,27

8 Đường kính bình áp lực D m 0,54

9 Chiều cao bình áp lực Hb m 1,2

Bảng 4.8.Nồng độ các thông số dòng vào và dòng ra bể tuyển nổi

Bể tuyển nổi SS BOD 5 COD N P

Nồng độ đã khử (mg/l) 142,5 171 190 0 0

4.1.4.Bể điều hòa khuấy trộn

Bể điều hòa khuấy trộn có tác dụng điều hòa lưu lượng và nồng độ ô nhiễm của nước thải Việc sử dụng bể điều hòa trong quá trình xử lý giúp tăng cường hiệu quả xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học do giảm thiểu hiện tượng vi sinh vật bị sốc tải trọng đột ngột, pha loãng các chất gây ức chế cho quá trình xử lý sinh học, ổn định pH của nước thải trước khi vào các công trình xử lý tiếp theo

Hệ thống khuấy trộn trong bể có nhiệm vụ tạo sự xáo trộn đều các chất ô nhiễm trong toàn bộ thể tích nước thải, tránh việc lắng cặn trong bể

Bảng 4.9.Nồng độ các thông số dòng vào bể điều hòa khuấy trộn

Thông số SS BOD 5 COD N P

Thời gian lưu nước tại bể điều hòa t = 4-8h, chọn 4h

• Thể tích làm việc của bể điều hòa:

V = Q h max × t = 41,67 × 4 = 166,68 m 3 Chọn chiều cao hữu ích của bể điều hòa: H = 4m

Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m

Chiều cao xây dựng H xd = H + h bv = 4 + 0,5 = 4,5 m

• Diện tích bể điều hòa:

→Kích thước bể điều hòa: L × B × H = 8m × 5,5m × 4,5m

Bảng 4.10.Thông số bể trộn nhanh khi trộn bằng cơ khí Thời gian trộn t, s G, s -1

(Nguồn: Cấp nước tập 2- Trịnh Xuân Lai)

• Chọn thông số thiết kế:

- Chọn à của nước thải tại 25 0 C 0,89.10 -3 Ns/m 2

Năng lượng khuấy từ khoảng 3-10 Kw/10 3 m 3 , chọn năng lượng khuấy bằng

N = W × 10 = 176 × 10/1000 = 1,76 KW Chọn 4 cánh khuấy hoạt động cùng nhau: (catalogo miscelatori)

- Công suất mỗi máy: 0,44 KW = 0,6 HP

- Hiệu Faggiolati Italia mã GM18B471T1-4W2KA0

- Số vòng quay: 1352 vòng/phút

- Đường kính cánh khuấy: 191mm

Bảng 4.13 Tóm tắt thông số tính toán bể điều hòa khuấy trộn

STT Các thông số tính toán Ký hiệu Đơn vị Giá trị

6 Thời gian lưu nước τ Giờ 4

7 Đường kính cánh khuấy Di mm 610

Bảng 4.14 Nồng độ các thông số dòng vào và dòng ra bể điều hòa khuấy trộn

Bể điều hòa khuấy trộn

Nồng độ đã khử (mg/l) 0 48,45 85,5 0 0

Nhờ vào sự hoạt động của các vi sinh vật kị khí biến đổi chất hữu cơ thành các dạng khí sinh học Chính các chất hữu cơ tồn tại trong nước thải là các chất dinh dưỡng cho các vi sinh vật

Bảng 4.15 Nồng độ các thông số dòng vào bể UASB

Thông số SS BOD 5 COD N P

Chọn Hiệu suất xử lý của UASB 80%

Nồng độ COD dòng ra: 1624,5 × 20% = 324,9 mg/l

Lượng COD cần khử trong 1 ngày:

• Dung tích xử lý yếm khí cần:

• Diện tích bề mặt bể:

Tốc độ nước đi lên trong bể: v = 0,6  0,9 m/h để đảm bảo bùn trong bể được duy trì ở trạng thái lơ lửng, chọn v = 0,9 m/h

= v =  Chọn bể có tiết diện hình chữ nhật

Vậy kích thước tiết diện bể: L  B = 8 m  6 m

• Chiều cao phần xử lý yếm khí:

= F =  Chọn chiều cao phần lắng H2 = 1,5 m (H2 > 1 m)

Chọn chiều cao bảo vệ H3 = 0,3 m

 Chiều cao tổng thể của bể Hbể:

• Thời gian lưu nước trong ngăn lắng (tlắng 1h) tlắng=V lang

• Thời gian lưu nước trong bể (HRT = 4÷12 h)

Máng bêtông cốt thép dày 65 mm, có lắp thêm máng răng cưa thép tấm không gỉ, được đặt dọc bể, giữa các tấm chắn khí Máng có độ dốc 1% để nước chảy dễ dàng về phần cuối máng Tại đây có đặt ống thu nước để dẫn nước sang bể tiếp theo Máng thu nước được thiết kế theo nguyên tắc máng thu của bể lắng Vận tốc nước chảy trong máng: 0,6  0,7 m/s Chọn Vmáng = 0,6 m/s

• Diện tích mặt cắt ướt của máng:

 Chọn chiều ngang máng 130 mm, chiều cao máng 150 mm

Máng răng cưa được thiết kế có 4 khe/m dài, khe tạo góc 90 0 với các thông số thể hiện trên hình như sau:

Như vậy mỗi bên thành máng, với chiều dài là 7m có 28 khe Tổng số khe dọc theo máng bê tông là 28 × 2 = 56 khe

• Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe:

• Tải trọng thu nước trên 1m dài mép máng: q 41,67 3/

• Lượng khí sinh ra: 0,5 m 3 / kg CODloại bỏ

Qkhí = 0,5 m 3 / kg CODloại bỏ  1299,6 kg CODloại bỏ /ngày = 649,8 m 3 / ngày = 27,1 m 3 / h

• Lượng khí CH4 sinh ra: 0,35 m 3 CH4/ kg CODloại bỏ

QCH4 = 0,35 m 3 CH4/ kg CODloại bỏ 1299,6 kg CODloại bỏ /ngày = 454,86 m 3 / ngày = 18,95 m 3 /h

Hệ thống thu khí gồm 2 ống đặt đối xứng 2 phía của bể Vận tốc khí trong ống dẫn không hạn chế, đường kính ống thu khí cần đảm bảo cho khí thoát ra được dễ dàng

 Chọn ống inox có ∅60 (∅trong50) để làm ống thu khí

Kiểm tra vận tốc khí:

Chiều dài = chiều dài bể = 8m

Chiều rộng b1= (Hbv + 2h)/sin𝛽 = (0,3 + 2×0,1)/sin60 = 0,5m

Trong đó: h = 0,1m: chiều cao máng thu nước (h = 0,1-0,2m)

𝛽= 60 0 : góc đặt tấm chắn khí (30-60 0 )

Số lượng 2 tấm, vật liệu thép không gỉ dày 2mm, đặt theo cạnh bể

❖ Tấm chắn dòng: Được thiết kế bằng 2 tấm thép không gỉ dày 2mm, đặt theo cạnh bể ghép với nhau có mặt cắt tạo thành 1 tam gíac

Chiều dài = chiều dài bể = 8m

Số lượng 2 tấm, vật liệu thép không gỉ dày 2mm, đặt theo cạnh bể

Khoảng cách tấm chắn khí và tấm chắn dòng so với đáy máng tràn là 0,1m

Khoảng cách giữa 2 tấm chắn dòng là 0,1m

❖ Hệ thống phân phối nước trong bể:

Với loại bùn dạng hạt, tải trọng > 4 kg COD /m 3 ngày thì số điểm phân phối nước trong bể cần thỏa  2 m 2 /lỗ phân phối

Số lỗ phân phối cần: 2

❖ Bố trí ống: Ống chính được đặt ngang, sát thành tường

Khoảng cách giữa 3 ống nhánh: L1= (a – 2x)/3= (8 – 2×1)/3 = 2 (m) x = 1m: khoảng cách ống ngoài cùng so với thành tường

L2= a – y = 6 – 1 = 5 (m) y = 1m khoảng mép ống ngoài cùng so với thành tường

Hình 4.4 Bố trí ống trong bể UASB

❖ Tính ống phân phối nước thải dòng vào:

Vận tốc nước trong ống chính (là ống đẩy của bơm): V chính = 1,5÷2,5 m/s, chọn V chính =

 Sử dụng ống inox ỉ90 làm ống chớnh

• Kiểm tra vận tốc nước trong ống chính:

• Lưu lượng nước trong mỗi ống nhánh:

Thiết kế 4 ống nhánh, mỗi ống có 6 lỗ phân phối nước

Vận tốc nước trong ống nhánh: V nhánh =1÷3 m/s, chọn V nhánh = 1,5 m/s

 Sử dụng ống inox ỉ50 để dẫn nước phõn phối trong bể UASB

• Kiểm tra vận tốc nước trong ống nhánh:

Lượng bùn sinh ra: 0,05 kg VSS / kg COD loại bỏ

Mbùn = 0,05 kg VSS / kg COD loại bỏ  1299,6 kg CODloại bỏ /ngày

Bùn trong bể dạng hạt, mật độ bùn trong phần xử lý kỵ khí là 50÷70 g/l, tỷ trọng của bùn nằm trong khoảng ρ = 1,05÷1,8kg/m 3 , chọn ρ =1,05kg/m 3

• Thể tích bùn cần xả V= Mbùn/ ρ = 64,98/1,05 = 61,89 (m 3 )

Thời gian xả bùn: 1-3 tháng/lần, chọn 2 tháng, dùng máy bơm bùn

Thể tích bùn xả ra sau 2 tháng: 64,98 × 60 = 3898,8m 3

• Đường kính ống dẫn bùn:

Chọn ống nhựa PE phi 710

• Tổng hệ số ma sát cục bộ

 : hệ số trở lực khi vào ống hút

 : hệ số trở lực khi ra ống hút

 : hệ số trở lực van một chiều

 : hệ số trở lực khuyển cong 90 0

 : hệ số độ thu ở bình áp lực

(Những thông số này tra ở phụ lục 13- Quá trình và thiết bị hoá học (tập 10))

Chọn: H: Cột áp của bơm, H =   cb + H(bể) = 15,6mH 2 O

1000 × 0,8 = 3,25KW Trong đó: η: Hiệu suất của máy bơm, 𝜂 = 0,7 − 0,9, chọn η = 0,8 ρ: Khối lượng riêng của nước ρ = 1000kg/m 3

• Công suất thực của bơm:

N tt = 1,2 × N = 1,1 × 3,25 = 3,575 kW Trong đó:𝛽: Hệ số dự trữ

Bảng 4.16.Tóm tắt thông số tính toán bể UASB STT Các thông số tính toán Ký hiệu Đơn vị Giá trị

1 Diện tích bề mặt bể F m 2 46,3

4 Thời gian lưu nước τ Giờ 8,6

7 Số lỗ phân phối nước - Lỗ 25

Bảng 4.17.Nồng độ các thông số dòng vào và dòng ra bể UASB

Bể UASB SS BOD 5 COD N P

Nồng độ đã khử (mg/l) 0 736,44 1299,6 18,57 3,71

Nước thải từ bể điều hòa và nước tuần hoàn sau bể sinh học hiếu khí Aerotank được bơm qua bể sinh học thiếu khí Anoxic theo hướng từ dưới lên Bể sinh học này có nhiệm vụ khử Nitrogen Các vi khuẩn hiện diện trên vật liệu Vi sinh thiếu khí phát triển sinh khối trên vật liệu Plastic có bề mặt riêng lớn và ở dạng lơ lửng Nước thải sau khi qua bể Anoxic sẽ tự chảy sang bể sinh học hiếu khí Aerotank để tiếp tục xử lý

Bảng 4.18 Nồng độ các thông số dòng vào bể Anoxic

Thông số SS BOD 5 COD N P

Tính toán thiết kế bể Anoxic với các thông số sau:

- Nồng độ NO3 vào = 375,37mg/l

- Hiệu suất khử NO3 -của bể là 90%

- Nồng độ NO3 dòng ra = 375,37 × 10% = 37,54mg/l

❖ Tính toán hàm lượng COD có và không có khả năng phân hủy sinh học

• Hàm lượng COD có khả năng phân hủy sinh học: bCOD=1, 65 BOD 5 =1, 65 184,11 03, 78 mg / l Trong đó: BOD5 là hàm lượng BOD5 đầu vào, mg/l Với BOD5 = 184,11 mg/l

• Hàm lượng COD không có khả năng phân hủy sinh học: nbCOD=COD−bCOD24,9 303, 78− !,12 mg / l Trong đó: COD là hàm lượng COD đầu vào, mg/l Với COD = 324,9 mg/l

NOx là lượng NH4-N oxi hóa thành NOx ở bể Aerotank, NOx = 376,58 mg/l

Ne là lượng NH3-N đầu ra, mg/l Chọn Ne = 6 mg/l

R là tỉ lệ bùn tuần hoàn Với R = 0,84

Trong đó: R là tỉ số tuần hoàn bùn, R = 0,84

❖ Lượng NOx được loại bỏ:

Lưu lượng nước tuần hoàn từ cuối bể Aerotank về đầu bể thiếu khí Anoxic để khử Nitơ, chọn 200%:

Q th = 200% × Q tb h = 200% × 41,67 = 83,34 (m 3 ⁄h) Thông số thiết kế thời gian lưu nước t = 2 – 2,5h [14] Chọn t = 2h

• Chiều cao xây dựng bể:

Hbv: chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0,5m

H: chiều cao làm việc của bể, chọn H = 4,5m

• Diện tích bề mặt bể:

• Thể tích thực bể Anoxic:

Năng lượng khuấy từ khoảng 3-10 Kw/10 3 m 3 , chọn năng lượng khuấy bằng

N = W × 10 = 281,25 × 10/1000 = 2,8 KW Chọn 4 cánh khuấy hoạt động cùng nhau:

- Công suất mỗi máy = 0,7 KW = 0,9 HP

- Hiệu Tsurumi, mã MR2521EC/CR

- Số vòng quay: 942 vòng/phút

- Đường kính cánh khuấy: 270mm

→ Đạt chế độ chảy rối

Bảng 4.19.Tóm tắt thông số tính toán bể Anoxic STT Các thông số tính toán Ký hiệu Đơn vị Giá trị

1 Diện tích bề mặt bể F m 2 55,56

4 Thời gian lưu nước t Giờ 2

Bảng 4.20.Nồng độ các thông số dòng vào và dòng ra bể Anoxic

Bể Anoxic SS BOD 5 COD N P

Nồng độ đã khử (mg/l) 0 55,23 97,47 337,83 5,26

Tại bể Aerotank, các chất hữu cơ còn lại sẽ được phân hủy bởi các vi sinh vật hiếu khí Các vi sinh vật tham gia tồn tại dưới dạng bùn hoạt tính

Bảng 4.21.Nồng độ các thông số dòng vào bể Aerotank

Thông số SS BOD 5 COD N P

Các thông số thiết kế:

Lưu lượng nước thải Q = 1000 m 3 /ngày

Nhiệt độ duy trì trong bể 30 0 C

Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn nguồn loại B

- Cặn lơ lửng ở đầu ra SSra = 25,78 mg/L (thấp hơn tiêu chuẩn nguồn loại

B) gồm có 65% là cặn có thể phân huỷ sinh học

Nước thải khi vào bể Aerotank có hàm lượng chất rắn lơ lửng bay hơi (nồng độ vi sinh vật ban đầu) X0 = 0

Tỷ số giữa lượng chất rắn lơ lửng bay hơi (MLVSS) với lượng chất rắn lơ lửng

(MLSS) có trong nước thải là 0,7:

= 0,7 (độ tro của bùn hoạt tính Z = 0,3)

Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn (tính theo chất rắn lơ lửng) 10.000 mg/L

Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi hay bùn hoạt tính (MLVSS) được duy trì trong bể Aerotank là: X = 3200 mg/L

Thời gian lưu của tế bào trong hệ thống c = 10 ngày

Hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20 (BOD hoàn toàn) là 0,68

Hệ số phân huỷ nội bào kd = 0,013 ngày -1

Hệ số sản lượng tối đa (tỷ số giữa tế bào được tạo thành với lượng chất nền được tiêu thụ) Y = 0,32

• Xác định nồng độ BOD5 hoà tan trong nước thải ở đầu ra:

Sơ đồ làm việc của hệ thống:

Q, Qr, Qw, Qe: lưu lượng nước đầu vào, lưu lượng bùn tuần hoàn, lưu lượng bùn xã và lưu lượng nước đầu ra (m 3 /ngày)

S0, S: nồng độ chất nền (tính theo BOD5) ở đầu vào và nồng độ chất nền sau khi qua bể Aerotank và bể lắng (mg/L)

X, Xr, Xc: nồng độ chất rắn bay hơi trong bể Aerotank, nồng độ bùn tuần hoàn và nồng độ bùn sau khi qua bể lắng II (mg/L)

Phương trình cân bằng vật chất:

BOD 5 ở đầu ra = BOD 5 hoà tan đi ra từ bể Aerotank + BOD 5 chứa trong lượng cặn lơ lửng ở đầu ra

BOD5 hoà tan đi ra từ bể Aerotank là S (mg/L)

BOD5 chứa trong cặn lơ lửng ở đầu ra được xác định như sau:

- Lượng cặn có thể phân huỷ sinh học có trong cặn lơ lửng ở đầu ra:

- Lượng oxy cần cung cấp để oxy hoá hết lượng cặn có thể phân huỷ sinh học là: (Lượng oxy cần cung cấp này chính là giá trị BOD20 của phản ứng)

16,76  1,42 (mgO2/mg tế bào) = 23,8 mg/L

- Quá trình tính toán dựa theo phương trình phản ứng:

- Chuyển đổi từ giá trị BOD20 sang BOD5:

BOD5 = BOD20  0,68 = 23,8  0,68 = 16,18 mg/L Vậy: 25,78 (mg/L) = S + 16,18 (mg/L)

• Tính hiệu quả xử lý theo BOD5 hoà tan:

• Hiệu quả xử lý của toàn bộ sơ đồ:

• Thể tích bể Aerotank: (Mục 4 phần tham khảo/148/ [6])

Q: Lưu lượng nước đầu vào Q = 1000 m 3 /ngày

Y: Hệ số sản lượng cực đại, Y= 0,32

X: Nồng độ chất rắn bay hơi được duy trì trong bể Aerotank, X= 3200 mg/L kd: 0,013 ngày -1

c: Thời gian lưu bùn, c = 10 ngày

• Thời gian lưu nước trong bể:

➢ Lượng bùn phải xã ra mỗi ngày:

• Tính hệ số tạo bùn từ BOD5:

• Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5 (tính theo MLVSS):

Px (VSS) = Yobs  Q  (S0 – S) (Mục 5 phần tham khảo/148/ [6])

• Tổng cặn lơ lửng sinh ra trong 1 ngày: (Mục 5 phần tham khảo/148/ [6])

• Lượng cặn dư hằng ngày phải xã đi: (Mục 5 phần tham khảo/148/ [6])

• Tính lượng bùn xả ra hằng ngày (Qw) từ đáy bể lắng theo đường tuần hoàn bùn:

X: Nồng độ chất rắn bay hơi trong bể Aerotank, X = 3200 mg/L

c: Thời gian lưu bùn, c = 10 ngày

Qe: Lưu lượng nước đưa ra ngoài từ bể lắng đợt II (lượng nước thải ra khỏi hệ thống) Xem như lượng nước thất thoát do tuần hoàn bùn là không đáng kể nên Qe Q = 1000 m 3 /ngày

Xe: Nồng độ chất rắn bay hơi ở đầu ra của hệ thống:

Xr: Nồng độ chất rắn bay hơi có trong bùn hoạt tính tuần hoàn:

❖ Tính hệ số tuần hoàn () từ phương trình cân bằng vật chất viết cho bể lắng II

(xem như lượng chất hữu cơ bay hơi ở đầu ra của hệ thống là không đáng kể)

❖ Tính toán lượng NH x e x ,bio

NO =TN−N −0,12.P / Q (CT 8-18/684/ [15]) Trong đó: v r d d v r b n x x,bio d b d b dn b

+ Y là hệ số sản lượng bùn, mgVSS/mgbCOD Chọn 0,4 mgVSS/mgbCOD

+ Q là lưu lượng trung bình của bể,với Q = 1.000 m 3 /ngày

+ Sv là nồng độ cơ chất của nước thải đầu vào, Sv = 128,88 mg/l

+ Sr là nồng độ cơ chất của nước thải đầu ra, Sr = 16,76 mg/l

+ kd là hệ số phân hủy nội bào ở 31,5 0 C, mg/mg.ngày

+ fd là tỉ lệ vụn tế bào Chọn fd = 0,15

+ Ne là lượng NH3-N đầu ra, mg/l Chọn Ne = 6 mg/l

❖ Tính lượng oxy cần cung cấp cho bể Aerotank dựa trên BOD20:

• Lượng oxy cần thiết trong điều kiện tiêu chuẩn:

= 107,68 (kgO2/ngày) Với f là hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20 , f = 0,68

• Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể:

Cs: Nồng độ bão hoà oxy trong nước ở nhiệt độ làm việc, Cs = 9,08 mg/L

CL: Lượng oxy hoà tan cần duy trì trong bể, CL = 2 mg/L

❖ Kiểm tra tỷ số F/M và tải trọng thể tích của bể :

• Chỉ số F/M: (Mục 9 phần tham khảo/152/ [6])

Giá trị này nằm trong khoảng cho phép của thông số thiết kế bể (0,2-0,6)

• Tải trọng thể tích của bể Aerotank: (Mục 9 phần tham khảo/152/ [6])

Giá trị này trong khoảng thông số cho phép khi thiết kế bể (0,8 -1,92)

❖ Tính lượng không khí cần thiết để cung cấp vào bể:

OCt: Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể: OCt = 138,1 (kgO2/ngày)

OU: Công suất hoà tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối

Cường độ thổi khí 200 L/phút đĩa Độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối h = 4m (lấy gần đúng bằng chiều sâu bể)

OU = Ou  h = 7 4 = 28 g O2/m 3 f: hệ số an toàn, chọn f = 1,5

• Số đĩa cần phân phối trong bể:

Bảng 4.22 Các thông số đặc trưng cho kích thước bể Aerotank

Chọn chiều sâu chứa nước của bể h = 4m

Chiều cao dự trữ trên mặt nước: hdt = 0,5m

 Chiều cao tổng cộng của bể H = h + hdt = 4 + 0,5 = 4,5m

Vậy bể Aerotank có kích thước như sau: L  B  H = 7  4  4,5 m

Từ ống chính chia thành 6 ống nhánh Theo chiều dài của bể là 7m ta bố trí như sau: khoảng cách giữa 2 ống nhánh ngoài cùng với thành bể là 1m; khoảng cách giữa 2 ống nhánh là 1m

❖ Tính toán các thiết bị phụ:

• Tính toán máy thổi khí: Áp lực cần thiết của máy thổi khí tính theo mét cột nước:

Trong đó: h1: tổn thất trong hệ thống vận chuyển, chọn h1 = 0,5m hd: tổn thất qua đĩa phun, thường < 0,5m, chọn hd = 0,5m

H: độ sâu ngập nước của miệng vòi phun, chọn H = 4m Áp lực máy thổi khí tính theo Atmotphe:

Công suất máy nén khí tính theo quá trình nén đoạn nhiệt:

G: trọng lượng của dòng không khí (kg/s)

T1: nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào, T1 = 273 + 25 = 298 0 K

P1: áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 = 1atm

P2: áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra, P2 = Pm + 1 = 0,5 + 1 = 1,5 atm n = 1 1,395 1

= = với K = 1,395 đối với không khí e: hiệu suất của máy, chọn e = 0,7

• Tính toán đường ống dẫn khí: Đường kính ống chính:

Vận tốc khí trong ống dẫn khí chính, với v = (10 – 25) m/s đến 40 m/s, chọn vkhí = 15 m/s

 Chọn ống phân phối chính là ống sắt tráng kẽm phi 100mm

Từ ống chính chia thành 6 ống nhánh, lưu lượng khí trên các ống nhánh:

Qn = Qkk/6 = 0,086/6 = 0,014 m 3 /s Đường kính ống nhánh: d = 4 ' n khi

Qn: lưu lượng khí trên ống nhánh (m 3 /s) v’khí: vận tốc khí qua mỗi ống nhánh, v’khí = 10-15 m/s, chọn v’khí = 12 m/s

 Chọn ống phân phối nhánh là ống thép tráng kẽm phi 40mm

Kiểm tra lại vận tốc:

Vận tốc khí trong ống chính: vkhí 2 2

Vận tốc khí trong ống nhánh: v’khí 2 2

Số đĩa trên 1 ống nhánh: m n = Số đĩa

6 ≈ 5 (đĩa) Khoảng cách giữa các đĩa trên ống: l = B m n − 1 = 4

Trên các ống nhánh đặt các đĩa thổi khí của nhà sản xuất EDI – USA có các thông số kĩ thuật sau:

+ Đường kính đĩa 9 inch (270 mm)

+ Diện tích hoạt động bề mặt: 0.0375 m 2

Vật liệu màng: EPDM hoặc Polymer đặc biệt

• Tính toán đường ống dẫn nước thải vào bể (từ bể Anoxic sang bể Aerotank): Đường kính của ống:

Q: lưu lượng nước thải, Q = 0,0116 m 3 /s v: vận tốc nước thải trong ống, chọn vận tốc nước thải trong ống: v = 0,7 m/s

 Chọn ống dẫn nước thải vào bể là ống nhựa HDPE (Công ty Nhựa Bình Minh) có ∅160, đường kính trong ∅147

Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống: v = 2 2

• Tính toán đường ống dẫn nước thải ra bể:

Qra = Q + Qr = 1000 + 837,98 = 1837,98 (m 3 /ngày) = 0,021 (m 3 /s) Đường kính của ống:

 Chọn ống dẫn nước thải ra bể là ống nhựa HDPE (Công ty Nhựa Bình Minh) có ∅200

Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống: v = 2 2

• Tính toán đường ống dẫn nước tuần hoàn từ bể Aerotank về bể Anoxic:

Lưu lượng nước tuần hoàn lên bể Anoxic:

Q r = 200% × Q tb ngàyđêm = 200% × 1000 = 2000 m 3 ⁄ngàyđêm = 0,023 m 3 /s Đường kính ống:

Chọn vận tốc trong ống: v = 0,3 − 0,7 m s, chọn v = 0,5 m s⁄ ⁄ [3]

Kiểm tra lại vận tốc: v = 2 2

Bảng 4.23.Tóm tắt thông số tính toán bể Aerotank STT Các thông số tính toán Ký hiệu Đơn vị Giá trị

4 Lượng không khí cung cấp vào bể Qkk m 3 /s 0,086

5 Số đĩa phân phối khí N đĩa 30

6 Đường kính ống dẫn khí:

7 Lưu lượng bùn tuần hoàn Qr m 3 /s 837,98

8 Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn D mm 125

9 Đường ống dẫn nước thải vào D mm 160

10 Thời gian lưu nước 𝜃 Giờ 0,11

Bảng 4.24.Nồng độ các thông số dòng vào và dòng ra bể Aerotank

Bể Aerotank SS BOD 5 COD N P

Nồng độ đã khử (mg/l) 0 103,10 181,94 6,06 1,21

Sau khi qua bể Aerotank, hầu hết các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải bị loại đáng kể Tuy nhiên, nồng độ bùn hoạt tính có trong nước thải là rất lớn, do vậy bùn họat tính và các chất lơ lửng sẽ được tách ở bể lắng đợt 2

Bảng 4.25.Nồng độ các thông số dòng vào bể lắng đứng

Thông số SS BOD 5 COD N P

Bảng 4.26.Thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng đứng

Thông số Đơn vị Giá trị

Thời gian lưu nước giờ 1,5 – 2,5

+ Lưu lượng cao điểm m 3 /m 2 ngày

80 - 120 Tải trọng máng tràn m 3 /m 2 ngày 125 – 500 Ống trung tâm

Chiều sâu H bể lắng m 3 – 4,6 3,7 Đường kính D m 3 - 60 12 – 45 Độ dốc đáy mm/m 62 - 267 83

Tốc độ thanh gạt bùn vòng/pht 0,02 – 0,05 0,03

Bảng 4.27.Thông số chọn tải trọng xử lý bể lắng

Loại công trình xử lí sinh học

Tải trọng bề mặt (m 3 /m 2 ngày)

Tải trọng chất rắn (kg/m 2 h) Chiều cao công tác Lớn

Bùn hoạt tính khuếch tán bằng oxy không khí

Bùn hoạt tính khuếch tán bằng oxy nguyên chất

Chọn thông số thiết kế:

− Tải trọng bề mặt thích hợp cho bùn hoạt tính là LA = 20 m 3 /m 2 ngày

− Tải trọng chất rắn là LS = 5,5 kg/m 2 h

• Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt là:

= = • Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn là:

Do AS < AL, vậy diện tích tính toán là A = AL= 50m 2

Bể lắng hình trụ-mặt cắt hình tròn

=  =  • Đường kính ống trung tâm: dtt = 20%D = 20% x 7,98 = 1,6m

Trong đó: vl: tốc độ chuyển động của bể lắng đứng, lấy theo điều 6.10.3-TCXD-51-84: v

= 0,5-0,8 mm/s, chọn v1= 0,8 mm/s t: thời gian lắng bùn, chọn t = 1,5h

• Chiều cao phần hình nón: (Tính toán bể lắng đứng/253/ [9]) hn ( 0 ) 2 ( 7,98 0, 2 0 0 ) 4, 6

Trong đó: α: góc nghiêng của phần nón so với mặt phẳng nằm ngang, αP-55 0 , chọn α

D: đường kính bể lắng (m) d: đường kính phần đáy hình nón hoặc chóp, chọn d = 600mm

• Chiều cao tổng cộng bể lắng II là:

H: chiều sâu phần lắng H = 4,32m hb: chiều cao phần hình nón hn = 4,6m hbv: chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0,3m

• Chiều cao ống trung tâm: lấy bằng chiều cao phần lắng: h = H = 4,32m

• Đường kính miệng leo ống trung tâm: lấy bằng chiều cao của phần ống loe: dl = hl = 1,35 × 1,6 = 2,16 (m) (Tính toán bể lắng đứng/253/ [9])

• Đường kính tấm hắt: lấy bằng 1,3 lần đường kính miệng loe: dth = 1,3 × dl = 1,3 × 2,16 = 2,8 (m) (Tính toán bể lắng đứng/253/ [9])

• Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài của bề mặt tấm hắt: (Tính toán bể lắng đứng/253/ [9])

Trong đó: vk: tốc độ dòng nước chảy qua khe hở giữa miệng ống loe trung tâm và bề mặt tấm hắt, vk ≤ 20mm/s, chọn vk = 20mm/s = 0,02m/s

❖ Kiểm tra lại thời gian lưu nước bể lắng:

• Thời gian lưu giữ bùn trong bể:

− Máng thu nước: nằm dọc theo chu vi bể, làm bằng thép không rỉ, dày

− Chiều cao máng hm= 0,1-0,2m, chọn hm= 0,2m

− Tấm chắn máng dầu mỡ: được thiết kế nằm dọc theo chu vi bể, làm bằng thép không rỉ dày 2mm, đặt song song và có kích thướt bằng máng thu nước, đặt cách máng thu nước (0,1-0,2m), chọn 0,2m

Lấy bùn ra khỏi bể lắng có 2 cách: dùng bơm hay tự xả bằng áp lực thủy tĩnh

❖ Tính toán đường ống dẫn bùn tuần hoàn từ bể lắng qua Anoxic:

• Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn:

Qr: lưu lượng bùn tuần hoàn, Qr = 837,98 m 3 /ngày = 0,01 m 3 /s v: vận tốc bùn chảy trong ống, trong điều kiện có bơm thì v = 1-2 m/s, chọn v=1m/s

 Chọn ống dẫn bùn tuần hoàn là ống nhựa HDPE ∅125

• Kiểm tra lại vận tốc: v = 2 2

Qr: lưu lượng bùn tuần hoàn, Qr = 837,98 m 3 /ngày = 0,01 m 3 /s

H: cột áp bơm, chọn H = 8m ŋ: hiệu suất chung của bơm, quy phạm ŋ = 0,72-0,93, chọn ŋ = 0,8 ρb: trọng lượng riêng của bùn, ρb = 1010 kg/m 3

• Tổng hệ số ma sát cục bộ

 : hệ số trở lực khi vào ống hút

 : hệ số trở lực khi ra ống hút

 : hệ số trở lực van một chiều

 : hệ số trở lực khuyển cong 90 0

 : hệ số đột mở ở bồn áp lực

 : hệ số độ thu ở bình áp lực

(Những thông số này tra ở phụ lục 13- Quá trình và thiết bị hoá học (tập 10))

1000 × 0,8 = 2,43KW Trong đó: η: Hiệu suất của máy bơm 𝜂 = 0,7 − 0,9, chọn η = 0,8 ρ: Khối lượng riêng của nước, ρ = 1000kg/m 3

H: Cột áp của bơm, H =   cb + H(bể) = 8 + 8,5 = 16,5mH 2 O

• Công suất thực của bơm:

N tt = 1,2 × N = 1,2 × 2,43 = 2,92 (kW) = 3,9 (HP) Trong đó:𝛽: Hệ số dự trữ

Tính toán các công trình phương án 2

4.2.1 Bể điều hòa sục khí

Bảng 4.33.Nồng độ các thông số dòng vào bể điều hòa sục khí

Thông số SS BOD 5 COD N P

❖ Kích thước bể điều hòa:

• Thể tích làm việc của bể điều hòa:

V = Qh × t = 41,67 × 4 = 166,68 (m 3 ) Trong đó: t: Thời gian lưu nước tại bể điều hòa: t = 4-8h, chọn t = 4h

H: chiều cao hữu ích của bể điều hòa, chọn H = 4m hbv: chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0,5m

• Diện tích bể điều hòa:

 Kích thước bể điều hòa: L × B × H = 7m × 6m × 4,5m

❖ Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa:

Bảng 4.34 Các dạng khuấy trộn ở bể điều hòa

Dạng khuấy trộn Giá trị R Đơn vị

Khuấy trộn cơ khí 4 – 8 W/m 3 thể tích bể

Tốc độ khí nén 10 – 15 lít/m 3 phút (m 3 thể tích bể)

 Chọn khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống nén khí: R = 12 l m⁄ 3 phút

• Lượng không khí cần thiết:

R: tốc độ khí nén Chọn R = 12 l m⁄ 3 phút = 0,012 m 3 ⁄m 3 giờ

Vt: Thể tích xây dựng của bể điều hòa, V t = 315 m 3

Bảng 4.35 Các thông số cho thiết bị khuếch tán khí [3]

Loại khuếch tán khí – cách bố trí Lưu lượng khí Lít/phút.cái

Hiệu suất chuyển hóa oxy tiêu chuẩn ở độ sâu 4,6m, % Đĩa sứ – lưới 11 – 96 25 – 40

Bản sứ – lưới 57 – 142 26 – 33 Ống lastic xốp cứng bố trí:

Hai phía theo chiều dài (dòng chảy xoắn hai bên) 85 – 311 17 – 28

Một phía theo chiều dài (dòng chảy xoáy một bên) 57 – 340 13 – 25 Ống lastic xốp mềm bố trí:

Một phía theo chiều dài 57 – 298 19 – 37 Ống màng khoan lỗ:

Một phía theo chiều dài 57 – 170 15 – 19

Khuếch tán không xốp (nonporous diffusers):

Hai phía theo chiều dài 93 – 283 12 – 23 Một phía theo chiều dài 283 – 990 9 – 12

 Chọn ống khuếch tán khí lastic xốp cứng bố trí dưới dạng lưới theo chu vi thành có lưu lượng khí r = 105 lít/phút

• Số đĩa khuếch tán khí: n = q khí r "68

 Chọn số đĩa khuếch tán khí trong bể là 22 đĩa

Với diện tích đáy bể 7m×6m, ống phân phối chính từ máy thổi khí đặt dọc theo chiều dài bể, các ống đặt trên giá đỡ cách đáy 20cm

Khoảng cách giữa các ống nhánh là 1m, các ống cách tường 0,5m

❖ Đường ống chính: d c = √4 × q khí π × v ống = √4 × 0,0378 π × 12 = 0,063 m ≈ 63 mm

 Chọn ống thép không gỉ theo catalogue φ = 65 mm

Trong đó: vống: vận tốc khí trong ống dẫn khí được duy trì trong khoảng 10 −

• Kiểm tra vận tốc ống chính: v c = 4 × q khí d c 2 × π = 4 × 0,0378

❖ Đường kính ống nhánh: Ống nhánh đặt vuông góc với ống chính và chạy dọc theo chiều dài bể Chọn ống nhánh dài 6 m, khoảng cách giữa các ống 1m, ống cách tường 0,5m

• Lưu lượng khí qua ống nhánh: q khí n =q khí

• Đường kính ống khí nhánh:

 Chọn đường kính ống dẫn khí nhánh làm bằng thép mạ kẽm theo catalogue

Tính lại vận tốc ống khí nhánh v n = q n khí π × D n 2 4

❖ Tính toán áp lực và công suất của hệ thống phân phối khí:

• Áp lực cần thiết cho hệ thống phân phối khí:

- h d : tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn, m

- h c : tổn thất áp lực cục bộ, h d + h c ≤ 0,4m Chọn h d + h c = 0,4 m

- ℎ 𝑓 : tổn thất qua thiết bị phân phối, h f ≤ 0,5m Chọn h f = 0,5 m

- H: chiều cao hữu ích của bể điều hòa, H = 4 m

• Công suất máy thổi khí:

P: áp lực chân không, P = 1,47 atm q khí : lưu lượng khí, q khí = 0,0378 m 3 ⁄s η: hiệu suất máy thổi khí, η = 0,7 − 0,9 Chọn η = 0,8

N t = 1,2 × 3,1 = 3,76 kW = 5HP Trong đó: β: Hệ số dự trữ

❖ Tính toán đường ống dẫn nước:

• Đường kính ống dẫn nước thải vào bể :

Lưu lượng nước thải đầu vào: Q h max = 69,125 m 3 ⁄h

 Chọn ống dẫn nước thải theo catalogue là ống PVC có ∅ = 140 mm

Trong đó: vận tốc nước thải tự chảy, v = 0,7-1,5 m/s, chọn v = 0,9 m/s

• Kiểm tra lại vận tốc nước trong ống: v = 4 × Q max h π × D 2 × 3600= 4 × 41,67 π × 0,14 2 × 3600 = 0,75 m s⁄

1000 × 0,8 = 0,88KW Trong đó: η: Hiệu suất của máy bơm, η = 0,7 − 0,9 Chọn η = 0,8 ρ: Khối lượng riêng của nước ρ = 1000kg/m 3

H: Cột áp của bơm, H = 6mH 2 O

Công suất thực của bơm:

N tt = 1,2 × N = 1,5 × 0,88 = 1,32 kW = 1,77 HP Trong đó:𝛽: Hệ số dự trữ, chọn β = 1,5

Bảng 4.36 Tóm tắt thông số tính toán bể điều hòa sục khí

STT Các thông số tính toán Ký hiệu Đơn vị Giá trị

6 Thời gian lưu nước τ Giờ 4

Bảng 4.37.Nồng độ các thông số dòng vào bể SBR

Thông số SS BOD 5 COD N P

Chất lượng nước thải đầu vào bể SBR như sau:

- Chỉ số thể tích bùn SVI = 120 mg/l

- Tỉ số thức ăn F trên hàm lượng chất lơ lửng bay hơi MLSVV: F/MLSVV 0,04- 0,1kg BOD5/ kgMLVSS ngày

- Hàm lượng cặn lơ lửng MLVSS = 2500- 5000 mg/l

- Tải trọng thể tích L: L = 0,1- 0,3kg BOD5/m 3 ngày

4.2.2.1.Tính hàm lượng COD có và không có khả năng phân hủy sinh học

Ta gọi: COD có khả năng phân hủy sinh học: bCOD

COD không có khả năng phân hủy sinh học: nbCOD

Hàm lượng chất lơ lửng không phân hủy sinh học: nbSS

• Hàm lượng COD có khả năng phân hủy sinh học: bCOD = 1,65 × BOD5 = 1,65 × 912 = 1504,8 (mg/l)

• Hàm lượng COD không có khả năng phân hủy sinh học: nbCOD = COD – bCOD = 1615 – 1504,8 = 110,2 (mg/l)

• Hàm lượng chất lơ lửng không có khả năng phân hủy sinh học: nbSS = TSS ×

MLVSSMLSS − = 95 × 0,8 × (1 – 0,68) = 24,32 (mg/l) Với: MLVSS =0,8

4.2.2.2 Xác định chu kì vận hành bể SBR

• Thời gian làm đầy bể: tlđ = tpu + tl + tcn = 1,5 + 1 + 0,5 = 3 (giờ)

Trong đó: tpu: thời gian phản ứng, chọn tpu = 1,5h tl: thời gian lắng, chọn tl = 1h tcn: thời gian chắt nước, chọn tcn = 0,5h

• Thời gian tổng cộng hoạt động của 1 chu kỳ:

Tc = tld + tpu + tl + tcn = 3 + 1,5 + 1 + 0,5 = 6 (giờ)

• Số chu kì hoạt động trong 24 giờ của bể SBR: n1 = 24 24

• Lượng nước làm đầy cho 1 chu kì:

Q: lưu lượng nước thải cần xử lý, Q = 1000 m 3 /ngày.đêm n1: số chu kì bể, n1 = 4 chu kì

4.2.2.3 Xác định kích thước bể SBR

Thể tích của bể SBR được tính toán dựa vào phương trình cân bằng vật chất: tổng hàm lượng SS dòng vào bằng tổng hàm lượng SS sau lắng:

Vt × XMLSS = Vb × Xb hay b MLSS b t

Vt: thể tích của 1 bể SBR (m 3 )

XMLSS: hàm lượng SS dóng vào, XMLSS = 3500 mg/l

Vb: thể tích bùn lắng sau giai đoạn chắt nước (m 3 )

Xb: hàm lượng MLSS trong bùn lắng (mg/l)

 Với: SVI: chỉ số thể tích bùn, SVI = 120 mg/g

10 3 mg/g; 10 3 ml/l: hệ số biến đổi để kết quả đầu ra là g/m 3

0, 42 8333,3 Để hàm lượng chất lơ lửng không trôi theo nước khi chắt nước, cần tính thêm

20% thể tích bể Khi đó: b 1, 2 0, 42 0,5 t

Ta có thể tích của bể SBR Vt sẽ là:

Vt = Vlđ + Vb = Vlđ + 0,5 Vt

• Chiều cao xây dựng của bể SBR:

Hbv: chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0,8m

H: chiều cao công tác của bể, H = 5-8m, chọn H = 7m bao gồm:

Với: hn: chiều cao lớp nước, hn = 50%H = 50% × 7 = 3,5m hb: chiều cao lớp bùn, hb = 47%H = 47% × 7 = 3,29m hat: chiều cao an toàn, hat = 0,08H = 0,08 × 7 = 0,56m

• Diện tích mặt bằng bể SBR:

Chọn kích thước bể SBR: B × L × H = 5 × 7,5 × 7,8 (m)

4.2.2.4 Tính toán thời gian lưu nước trong ngày đêm của bể SBR

Thời gian lưu nước của bể SBR: tn = 24 1 250 24

Trong đó: n: số lượng bể, n = 1 bể

Vt: thể tích bể SBR, Vt = 250m 3

Q: lưu lượng nước thải cần xử lý, Q = 1000 m 3 /ngày.đêm

4.2.2.5 Xác định thời gian lưu bùn của bể SBR

Psk × Tb = Vt × XMLSS = 250m 3 × 3500 g/m 3 × 1kg/10 3 g = 875 (kg) ( )

Psk: tổng lượng sinh khối trong bể SBR tính theo MLVSS, kg/ngày

Vt: thể tích bể SBR, Vt = 250m 3

Tb: thời gian lưu bùn, ngày

Q: lưu lượng trung bình ngày đêm của mỗi bể, Q = 1000 m 3 /ngày.đêm

Y: hệ số sản lượng bùn, chọn Y = 0,4 mgVSS/mgbCOD

Sv: nồng độ cơ chất của nước thải đầu vào

Sr: nồng độ cơ chất của nước thải đầu ra, giả sử Sv ≈ Sv – Sr → Sv = bCOD 1504,8 mg/l

Fd: tỉ lệ vụn tế bào, Fd = 0,15

Kd: hệ số phân hủy nội bào ở 25 0 C, mg/mg.ng:

Kd25 0 = K20 × D T – 20 = 0,12 × 1,04 25 – 20 = 0,146 mg/mg.ng nbVSS: hàm lượng VSS không phản ứng sinh học, nbVSS = 24,32 mg/l

=> Tb = 11,18, chọn Tb = 12 ngày (quy phạm 10-30 ngày)

4.2.2.6 Thể tích phần chứa bùn của bể SBR

• Thể tích phần chứa bùn:

• Lượng bùn có khả năng chứa trong bể SBR:

Vb: thể tích chứa bùn, Vb = 105m 3

𝛿: trọng lượng riêng của bùn, 𝛿 = 1,02 kg/m 3

Xb: hàm lượng MLSS trong bùn lắng, Xb = 8333,3 g/m 3

4.2.2.7 Tính lượng không khí cần thiết để cung cấp vào bể:

OCt: Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể: OCt = 138,1 (kgO2/ngày)

OU: Công suất hoà tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối

Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 170 mm, diện tích bề mặt F = 0,02 m 2

Cường độ thổi khí 200 L/phút đĩa Độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối h = 7m (lấy gần đúng bằng chiều sâu bể)

Ou = 7 gO2/m 3 m (Tra bảng 7.1/112/[8]) f: hệ số an toàn, chọn f = 1,5

• Số đĩa cần phân phối trong bể:

Bảng 4.38 Tóm tắt thông số tính toán bể SBR STT Các thông số tính toán Ký hiệu Đơn vị Giá trị

6 Thời gian lưu nước tn Giờ 6

7 Thời gian lưu bùn Tb ngày 12

Bùn hoạt tính ở ngăn lắng bùn cũng được thực hiện bằng các đường ống hút bùn

(do máy bơm bùn) đặt cách nhau một khoảng L = 5 m dọc theo chiều dài bể lắng

❖ Tính kích thước bể nén bùn:

Gss ở bể SBR = 892,5 kg/ngày

Gss ở bể tuyển nổi = 64,98 kg/ngày

• Tổng lượng bùn vào bể nén bùn:

Bảng 4.31.Các thông số thiết kế bể nén bùn trọng lực

Thông số thiết kế Tải trọng chất rắn

Nồng độ bùn sau nén (%)

Cặn tươi 98 - 146 8 – 10 Cặn tươi đã kiểm hóa bằng vôi 98 - 122 7 – 12

Cặn tươi + bùn từ bể lọc sinh học 49 - 59 7 – 9

Cặn tươi + bùn từ bể bùn hoạt tính 29 - 49 4 – 7

Bùn từ lể lọc sinh học 39 - 49 7 – 9

Bùn từ xử lý bậc cao + vôi 293 12 – 15

 Chọn tải trọng chất rắn tổng cộng là 24 (kg/m 2 ngày)

• Diện tích bề mặt bể nén bùn:

• Đường kính bể nén bùn:

• Chiều cao công tác của bể nén bùn:

H = q o × t = 0,5 × 9 = 4,5 (m) (159 [9])⁄ Trong đó: q0: tải trọng tính toán lên diện tích mặt thoáng của bể nén bùn (m 3 /m 2 h) và phụ thuộc vào nồng độ bùn hoạt tính dẫn vào bể nén bùn: q o = 0,5 m 3 ⁄m 2 h ứng với nồng độ bùn hoạt tính từ 1500 – 3000mg/l [9] q o = 0,3 m 3 ⁄m 2 h ứng với nồng độ bùn hoạt tính từ 5000 – 8000mg/l [9]

→ nồng độ bùn hoạt tính = 3000mg/l chọn q o = 0,5 m 3 ⁄m 2 h t: thời gian nén bùn, t = 9 – 11h (6,17/[18]) Chọn t = 9h

• Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn ly tâm:

Trong đó: h1: khoảng cách từ mực nước đến thành bể, h 1 = 0,4m h2: chiều cao lớp bùn và lắp đặt thiết bị gạt bùn ở đáy Khi dùng hệ thống thanh gạt bùn, h 2 = 0,3m h3: chiều cao tính từ đáy bể đến mức bùn, h 3 = 1m

Tốc độ quay của hệ thống thanh gạt là 0,75 − 4 h −1 [9] Độ nghiêng ở đáy bể nén bùn tính từ thành bể đến hố thu bùn khi dùng hệ thống thanh gạt, i = 0,01 [11]

Bùn đã nén được xả định kỳ dưới áp lực thủy tĩnh 0,5 − 1m [9]

Nước sau khi tách bùn tự chảy trở lại hầm bơm để tiếp tục xử lý một lần nữa

❖ Tính toán đường ống dẫn bùn về máy ép bùn

Chọn vận tốc chảy trong ống v = 0,9 m/s (v = 0,7 – 1,5m/s)

• Đường kính ống dẫn bùn:

 Chọn ống dẫn bùn là ống PVC có ∅ = 63mm

❖ Tính bơm bùn sang máy ép bùn

• Công suất của máy bơm:

1000 × 0,8 × 3600 = 0,36 (KW) Trong đó: ρ: khối lượng riêng của bùn, ρ = 1053 kg m⁄ 3 ŋ:hiệu suất chung của bơm, η = 0,7 − 0,8 Chọn η = 0,8

• Công suất bơm bùn thực tế:

 Trong đó: β: Hệ số dự trữ, chọn β = 1,5

Bảng 4.38.Tóm tắt thông số tính toán bể nén bùn

STT Các thông số tính toán Ký hiệu Đơn vị Giá trị

1 Diện tích bề mặt bể F m 2 40

4 Thời gian nén bùn Giờ t 9

KHAI TOÁN KINH PHÍ

Khai toán kinh tế phương án 1

Bảng 5.1 Chi phí xây dựng phương án 1

STT Hạng mục Số lượng

Nhà dự trữ hóa chất

(*) Cách tính thể tích xây dựng của bể thu gom, bể điều hòa, bể Anoxic, bể

Aerotank, bể UASB, bể khử trùng, nhà điều khiển, nhà dự trữ hóa chất, nhà châm hóa chất, nhà bảo vệ, nhà xe:

• d: chiều dày tường xây dựng, d = 20cm = 0,2m

Ví dụ 1: Tính thể tích xây dựng bể thu gom:

Các bể điều hòa, bể anoxic, bể Aerotank, bể UASB, bể khử trùng, nhà điều khiển, nhà dự trữ hóa chất, nhà châm hóa chất, nhà bảo vệ, nhà xe tính tương tự

(**) Tính thể tích xây dựng bể lắng đứng:

• V1 : Thể tích xây dựng phần lắng hình trụ:

• R: bán kính phần lắng hình trụ

• d : chiều dày tường xây dựng, d = 20cm = 0,2m

• V2 : Thể tích xây dựng phần nón:

• R: bán kính phần nón = bán kính phần lắng hình trụ

• d : chiều dày tường xây dựng, d cm = 0,2m

• H: chiều cao phần hình nón

Ví dụ 2: Tính thể tích xây dựng của bể lắng đứng:

(***)Thể tích xây dựng bể nén bùn = Vtrụ + Vđáy

• Tiền khấu hao chi phí xây dựng 15 năm:

Bảng 5.2 Chi phí thiết bị phương án 1

STT Thiết bị Đặc diểm Số lượng

Xuất xứ Đơn giá Thành tiền

Song chắn rác Vật liệu: inox 1 cái VN 1.252.800 1.252.800

Máy sàn rác q = 10-50 m 3 /h 1 máy Mỹ 25.000.000 25.000.000

2 Bể tuyển nổi sục khí

Máy bơm nước thải vào (lucky pro)

Máy bơm nước tuần hoàn

Bồn áp lực Vật liệu: thép

Máy motor Điện áp:380V× 50Hz

3 Bể điều hòa khuấy trộn

Máy bơm nước thải vào (lucky pro)

Motor khuấy + hộp số giảm tốc

Máy bơm nước thải vào

41.880.000 83.760.000 Đĩa thổi khí - Vật liệu: nhựa

Bơm nước tuần hoàn về bể

Bơm bùn tuần hoàn về bể

Máy bơm bùn thải ra

Máy bơm nước thải vào

Máy bơm nước tuần hoàn về hố thu gom

Máy bơm hóa chất polymer

Máy bơm hóa chất khử trùng

Máy bơm nước thải ra nguồn tiếp nhận (EWARA)

Bồn chứa hóa chất (Đại Thành)

10 Nhà điều hành, chứa bùn, dự trữ hóa chất, xe, bảo vệ, hành lang, tay vịn

Mái nhà điều hành và nhà chứa bùn

Mái nhà dự trữ hóa chất

Mái nhà xe Tole lạnh 112 tấm

• Tiền khấu hao thiết bị máy móc trong 15 năm:

• Tổng tiền khấu hao toàn hệ thống:

Bảng 5.3 Chi phí nhân công

STT Vai trò Số lượng Lương tháng VNĐ

2 Nhân viên phân tích mẫu 1 4.000.000

Chi phí nhân công cho 1 năm vận hành :

Bảng 5.3 Chi phí điện năng phương án 1

STT Thiết bị Số lượng Định mức điện (KW) Điện năng tiêu thụ (KW/ngày)

Cầu thang Inox, sắt 6 VN 2.000.000 12.000.000

Hệ thống điện Tủ điện, công tắc, dây điện…

11 Đường ống và các phụ kiện khác 200.000.000

1 Bơm nước thải vào mương 1 1,4914 35,7936

3 Bơm nước thải vào bể tuyển nổi 2 2,2371 107,3808

4 Bơm nước tuần hoàn về bể tuyển nổi 1 0,7457 17,8968

7 Bơm nước thải vào bể điều hòa 1 1,4914 286,3488

9 Bơm nước thải vào bể

10 Máy bơm bùn ra khỏi bể UASB 1 3,7285 89,484

13 Bơm nước tuần hoàn về bể Anoxic 1 1,4914 35,7936

14 Bơm bùn tuần hoàn về bể Anoxic 2 0,7457 35,7936 lắng đứng

16 Bơm nước thải vào bể lắng đứng 1 1,4914 35,7936

17 Bơm bùn bể nén bùn 1 0,7457 17,8968

18 Bơm nước tuần hoàn về hố thu gom 2 1,11855 53,6904

21 Bơm hóa chất khử trùng 1 0,7457 17,8968

22 Bơm nước thải ra nguồn tiếp nhận 1 1,11855 26,8452

Chi phí tiêu thụ điện đồng/m 3 nước thải ( 1KW = 1.400 VNĐ)

Bảng 5.4 Chi phí hoá chất

STT Mục đích Hóa chất sử dụng

Liều lượng sử dụng (kg/ngày)

Chi phí hóa chất cho 1 năm vận hành :

Chi phí bảo trì lấy bằng 2 − 5% tổng tiền khấu hao toàn hệ thống

• Chi phí bảo trì tính cho một năm:

Tổng chi phí vận hành một năm:

Tvh = Tnc + Tđ + Thc + Tbt = 192.000.000 + 851.029.824 + 1.908.585 + 5.267.788 = 1.050.206.197 (đồng/năm)

Chi phí xử lý 𝟏𝐦 𝟑 nước thải:

Khai toán kinh tế phương án 2

Bảng 5.5 Chi phí xây dựng phương án 2

STT Hạng mục Số lượng

3 Bể điều hòa sục khí

Nhà dự trữ hóa chất

• Tiền khấu hao chi phí xây dựng 15 năm:

Bảng 5.6 Chi phí thiết bị phương án 2

STT Thiết bị Đặc diểm Số lượng

Xuất xứ Đơn giá Thành tiền

Máy sàn rác q = 10-50 m 3 /h 1 máy Mỹ 25.000.000 25.000.000

2 Bể tuyển nổi sục khí

Máy bơm nước thải vào (lucky pro)

Máy bơm nước tuần hoàn

Bồn áp lực Vật liệu: thép

Máy motor Điện áp:380V× 50Hz

3 Bể điều hòa sục khí

Máy bơm nước thải vào (lucky pro)

25.440.000 50.880.000 Đĩa thổi khí - Vật liệu: nhựa

Máy bơm bùn thải ra

Máy bơm nước thải vào

3.013.000 3.013.000 Đĩa thổi khí - Vật liệu: nhựa

Cánh khuấy + bộ đỡ motor khuấy

Máy bơm nước tuần hoàn về hố thu gom

Máy bơm hóa chất polymer

Máy bơm hóa chất khử trùng

Máy bơm nước thải ra nguồn tiếp nhận (EWARA)

• Tiền khấu hao thiết bị máy móc trong 15 năm:

• Tổng tiền khấu hao toàn hệ thống:

7 Nhà điều hành, chứa bùn, dự trữ hóa chất, xe, bảo vệ, hành lang, tay vịn

Mái nhà điều hành và nhà chứa bùn

Mái nhà dự trữ hóa chất

Mái nhà xe Tole lạnh 112 tấm

Mái nhà bảo vệ Tole lạnh 7 tấm VN 450.000 3.150.000

Cầu thang Inox, sắt 6 VN 2.000.000 12.000.000

Hệ thống điện Tủ điện, công tắc, dây điện…

8 Đường ống và các phụ kiện khác 200.000.000

Bảng 5.7 Chi phí nhân công

STT Vai trò Số lượng Lương tháng VNĐ

2 Nhân viên phân tích mẫu 1 4.000.000

Chi phí nhân công cho 1 năm vận hành :

Bảng 5.8 Chi phí điện năng phương án 2

STT Thiết bị Số lượng Định mức điện (KW) Điện năng tiêu thụ (KW/ngày)

1 Bơm nước thải vào mương 1 1,4914 35,7936

3 Bơm nước thải vào bể tuyển nổi 2 2,2371 107,3808

4 Bơm nước tuần hoàn về bể tuyển nổi 1 0,7457 17,8968

7 Bơm nước thải vào bể điều hòa sục khí 1 1,4914 286,3488 hòa sục khí

9 Bơm nước thải vào bể

10 Máy bơm bùn ra khỏi bể SBR 2 3,7285 178,968

12 Máy thổi khí bể SBR 4 3,7285 357,936

13 Bơm bùn bể nén bùn 1 0,7457 17,8968

14 Bơm nước tuần hoàn về hố thu gom 2 1,11855 53,6904

17 Bơm hóa chất khử trùng 1 0,7457 17,8968

18 Bơm nước thải ra nguồn tiếp nhận 1 1,11855 26,8452

Chi phí tiêu thụ điện đồng/m 3 nước thải ( 1KW = 1.400 VNĐ)

Bảng 5.9 Chi phí hoá chất

STT Mục đích Hóa chất sử dụng

Chi phí hóa chất cho 1 năm vận hành :

Chi phí bảo trì lấy bằng 2 − 5% tổng tiền khấu hao toàn hệ thống

• Chi phí bảo trì tính cho một năm:

Tổng chi phí vận hành một năm:

Tvh = Tnc + Tđ + Thc + Tbt = 192.000.000 + 741.286.647 + 1.908.585 + 4.379.445 = 939.574.677 (đồng/năm)

Chi phí xử lý 𝟏𝐦 𝟑 nước thải:

So sánh và lựa chọn phương án

Bảng 5.10 So sánh phương án 1 và phương án 2

- Hiệu quả loại bỏ BOD, COD lên đến

- Hiệu quả loại bỏ N trong nước thải lên đến 95%

- Vận hành đơn giản, an toàn

- Thuận lợi khi nâng cấp công suất mà không cần gia tăng thể tích bể

- Thích hợp với tất cả các công suất

- Hiệu quả loại bỏ BOD, COD lên đến 90%

- Hiệu quả loại bỏ N trong nước thải lên đến 95%

- Không cần bể lắng II nên tiết kiệm được diện tích

- Thích hợp với tất cả các công suất

- Thời gian lắp đặt ngắn

- Tải trọng chất ô nhiễm hữu cơ thấp

- Diện tích xây dựng khá lớn

- Lượng bùn sinh ra nhiều và phải thu gom xử lý định kỳ

- Quá trình thi công lắp đặt hệ thống tốn nhiều thời gian

- Vì không cần rút bùn nên hệ thống thổi khí dễ bị tắt do bùn

- Hoạt động theo mẻ nên quá trình xử lý bị gián đoạn

- Kiểm soát quá trình rất khó, đòi hỏi hệ thống quan trắc các chỉ tiêu tinh vi, hiện đại

- Có khả năng nước ở đầu ra giai đoạn xả ra cuốn theo bùn khó lắng, váng nổi

2 Vận hành, bảo trì bảo dưỡng Ưu điểm

- Người vận hành không cần trình độ chuyên môn cao

- Khi xảy ra sự cố ở 1 bể, việc khắc phục sẽ không ảnh hưởng trực tiếp đến nước đầu ra

- Phải bảo trì, bảo dưỡng nhiều máy móc, thiết bị

- Đòi hỏi người vận hành có chuyên môn cao

- Nếu xảy ra sự cố ở SBR sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến nước đầu ra

- Do có nhiêu phương tiện điều khiển hiện đại nên việc bảo trì, bảo dưỡng khó khăn hơn

3 Chi phí xử lý 1m 3 nước thải

→ Dựa vào bảng so sánh trên, tuy chi phí xử lý 1m 3 nước thải của phương án 1 cao hơn phương án 2, nhưng xét về công nghệ, vận hành thì phương án 1 chiếm ưu thế hơn so với phương án 2 Vậy lựa chọn phương án 1 để thiết kế và xây dựng là hợp lý.

KỸ THUẬT VẬN HÀNH, BẢO TRÌ VÀ BẢO DƯỠNG

Vận hành khởi động

6.1.1 Kiểm tra máy móc, thiết bị

Trước khi bật máy cũng như sau khi máy đã hoạt động cần kiểm tra tình trạng của tất cả các thiết bị trong hệ thống xử lý nước thải Sau khi hệ thống hoạt động liên tục, ổn định cần kiểm tra lại tình trạng của các thiết bị, máy móc sau mỗi ngày, chú ý những hiện tượng có thể ảnh hưởng đến hoạt động của chúng như: có tiếng động lạ, bốc khói, chạy chậm,…

Bảng 6.1 Các loại máy móc, thiết bị cần kiểm tra trước khi vận hành

STT Máy móc, thiết bị Yêu cầu kiểm tra

1 Lược rác thô Lưới lược rác : vệ sinh lưới, loại bỏ rác bám trên lưới mỗi ngày

2 Bơm nước thải, bơm bùn Các van (độ mở)

Hoạt động khi có nước hay bùn

3 Máy khuấy Khả năng khuấy trộn

Hoạt động khi có hoá chất

Liều lượng (vị trí điều chỉnh)

Dây đai: mức độ co giãn

Lọc khí: mức độ sạch

Mực dầu bôi trơn: thêm dầu nếu dầu cạn không được châm đầy vì có thể gây nổ máy

6 Đồng hồ đo lưu lượng Hiển thị và tình trạng hoạt động

Kiểm tra và vệ sinh

Hiển thị và hoạt động điều khiển tự động bơm định lượng

Kiểm tra lượng nhớt trong hộp số, tiếng kêu khi hoạt động

Hoạt động thiết bị: lượng bùn trong nước sau lắng

9 Hệ thống ép bùn Hoạt động tách nước, tiếng kêu khi hoạt động

10 Hệ thống van điện Chế độ đóng, mở

Hoạt động của motor, van

11 Cảm biến mực nước Hoạt động và hiển thị

12 Cảm biến mực bùn Hoạt động và hiển thị

Kiểm tra giá đỡ, sơn bọc lại những chỗ rỉ sét

Kiểm tra lượng hoá chất còn trong bồn

Kiểm tra độ đóng mở của van Nếu tay vặn bị cứng thì điều chỉnh lại ron/đệm hay làm lại van /đệm đối với van màng

Bảng 6.2 Các bể cần kiểm tra khi vận hành

STT Tên thiết bị Yêu cầu kiểm tra

1 Bể thu gom Máy bơm hoạt động bình thường

2 Bể điều hoà Phải vớt rác tinh trong bể

Nước được xáo trộn hoàn toàn

Nước không vượt giới hạn cho phép

Máy khuấy hoạt động bình thường

Không có bùn chết nổi lên trên

Khả năng lắng của bùn

Khả năng lắng của bùn

Không có bùn chết nổi lên trên

Khả năng lắng của bùn

Không có bùn chết nổi lên trên

6 Bể khử trùng Chất lượng nước phải đạt QCVN

• Yêu cầu về an toàn lao động

Kiểm tra về điện áp: đủ áp (380V), đủ pha (3 pha), dòng định mức cung cấp

Nếu không đủ điều kiện vận hành: mất pha, thiếu hoặc dư áp, dòng thiếu hoặc dòng cao hơn mức cho phép thì không nên hoạt động hệ thống vì lúc này các thiết bị sẽ dễ xảy ra sự cố

Kiểm tra tình trạng làm việc của các công tắc, cầu dao Tất cả các thiết bị phải ở trạng thái sẵn sàng làm việc

* Các ký hiệu bên trong tủ điện điều khiển:

- ON, OFF – Đóng mở nguồn cấp cho tủ điện điều khiển

- AUTO, MAN – Chế độ điểu khiển tự động và bằng tay

- Đèn của máy nào trên tủ điện sáng thì máy đó đang hoạt động

* Hệ thống xử lý nước thải được điều khiển ở 2 chế độ:

- Chế độ tự động – Hoạt động theo chế độ điều khiển tự động bằng hệ thống

PLC và hệ thống thu thập

- Chế độ điều khiển bằng tay – Hoạt động theo sự điều khiển của nhân viên vận hành tại tủ động

Khi tủ điện có đèn báo sự cố sáng lên, người vận hành lập tức đến tủ điện ngắt điện toàn hệ thống Kiểm tra máy nào có sự cố và kịp thời sửa chữa

➢ Kiểm tra tại các bể:

- Thường xuyên cọ rửa thành bể tránh sự phát triển của tảo gây trơn trượt

Không để rơi dụng cụ, thiết bị và vật liệu có thể gây ảnh hưởng tới quá trình xử lý trong bể, làm hỏng các thiết bị đặt chìm trong các bể

- Khu vực các bể phải có đủ ánh sáng để làm việc vào buổi tối Phải thực hiện các biện pháp an toàn khi tiếp xúc với các thiết bị điện đặt tại bể Khi làm việc quanh các bể, các qui định về an toàn lao động phải tuyệt đối chấp hành

- Lượng hóa chất pha chế trong bồn phải đảm bảo cho hệ thống hoạt động ít nhất trong vòng 1 ngày

- Khi pha hoá chất cần pha đúng lượng không pha quá nhiều gây lãng phí, không pha quá ít làm cho quá trình xử lý không hiệu quả

• Yêu cầu về an toàn lao động:

- Phải có đủ các trang thiết bị bảo hộ lao động khi pha chế hóa chất

- Phải thực hiện đúng các bước chỉ dẫn khi pha chế hóa chất

- Tránh để hóa chất tiếp xúc với nước trong quá trình lưu trữ và bảo quản

- Khi đưa hóa chất vào thùng pha chế, nên đổ từ từ tránh để tràn hoá chất

- Tránh để dung dịch axit tiếp xúc với nước.Vì axit đậm đặc khi gặp nước sẽ sinh nhiệt, làm biến dạng thùng chứa, tràn axit dẫn đến ăn mòn thiết bị

- Dùng nước vệ sinh sạch sẽ khu vực pha chế hóa chất.

Các sự cố thường gặp và cách khắc phục

6.2.1 Sự cố thường gặp và biện pháp khắc phục ở bơm

Bảng 6.3 Sự cố thường gặp và biện pháp khắc phục ở bơm

Sự cố Nguyên nhân Biện pháp khắc phục

Do chưa đóng điện Đóng điện cho bơm

Do động cơ bị cháy Kiểm tra và quấn lại động cơ

Do nhảy rơle Đo dòng điện làm việc và hiệu chỉnh lại dòng định mức

Do khí vào buồng bơm hoặc bơm bị tụt nước trong ống nước (bơm trục ngang)

Thổi khí ra khỏi buồng bơm bằng cách đổ đầy nước, kiểm tra độ kín của lupê ở đầu hút

Nguồn điện Kiểm tra lại nguồn điện, đóng nơi thải và khởi động lại máy

Thiếu nước mồi Kiểm tra mực nước có cao hơn bơm hay không

Nghẽn guồng bơm Tháo rác trong guồng bơm

Vòng quay ngược Đổi chiều liên kết dòng điện với motor

Bơm hoạt động không đủ công suất

Không khí tràn vào hộp nhồi hoặc trong ống hút

Khởi động lại và báo bộ phận bảo dưỡng

Nghẽn guồng bơm Khởi động lại và báo bộ phận bảo dưỡng

Hỏng guồng bơm Khởi động lại và báo bộ phận bảo dưỡng

Khoen trục bị mòn Khởi động lại và báo bộ phận bảo dưỡng

Rò rĩ trên đường ống Kiểm tra đường ống hút và đẩy của bơm

Vòng quay ngược Đổi chiều liên kết dòng điện nối với motor

Tốc độ chậm Hạ thấp tần số hoặc điện áp

Tổn thất ma sát cao Tăng đường kính ống dẫn

Tổn thất áp lực cục bộ Giảm bớt cút và măng sông

Lưu lượng quá lớn Ống đẩy quá lớn Vặn nhỏ ống đẩy, khởi động lại từng phần Độ mòn của khớp nối cao

Trục không thẳng hàng Thông báo bộ phận bảo dưỡng

Hơi nóng của trụ tăng lên khi vận hành

Thiếu sự bôi trơn Kiểm tra lại ống nhờn, thông báo cho bộ phận bảo dưỡng nếu cần thiết Động cơ nóng

Quá tải Báo bộ phận bảo dưỡng Điện áp nhỏ Hỏi bộ phận quả lý điện

Thiếu sự liên kết Khởi động máy dự phòng và báo cho bộ phận bảo dưỡng

Cánh bơm bị kẹt bới vật lạ Tháo buồng bơm để lấy vật lạ ra

Bạc đạn hư Thay bạc đạn

Phốt hư, bơm bị vào nước

(bơm chìm) Thay phốt Độ cách Động cơ bị chạm mát Kiểm tra, phát hiện chỗ rò

Rò rỉ quá lớn từ hộp nhớt

Trục không thẳng hàng Báo bộ phận bảo dưỡng

Guồng bơm quá cũ Thay thế guồng bơm

Nắp nhớt bị bẩn Vệ sinh nắp nhớt

6.2.2 Sự cố thường gặp và biện pháp khắc phục ở máy thổi khí a Đường ống

- Kiểm tra kỹ bề mặt các mối nối ống

- Mở tối đa các van điều khiển nhằm đảm bảo không có thất thoát áp lực từ dây

* Chú ý: không mở máy khi đóng van xả khí Nếu vận hành máy trong tình trạng này sẽ gây quá tải và gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng cho máy b Nguồn điện

Kiểm tra nguồn điện, các điểm nối, tần số và áp suất

* Chú ý: nếu vận hành máy ở điện áp khác điện áp thông thường, sẽ có nguy cơ chay nổ và điện giật c Kiểm tra vận hành bằng tay

- Quan sát máy thổi khí, kiểm tra tình trạng máy

- Quay vô lăng máy thổi khí bằng tay để kiểm tra tình trạng bên trong máy

Nếu có vật lạ trong máy thì vô lăng không quay được Hiện tượng lúc đó là có sự cản trở hoặc nghe có tiếng kêu lạ Cần phải ngưng nối ống, kiểm tra và làm sạch bên trong máy

* Chú ý: khi kiểm tra máy bằng tay, công tắc phải ở vị trí STOP và ngắt nguồn điện

Cẩn thận các ngón tay khi thao tác với vô lăng và dây đai d Hướng vòng quay

Kiểm tra hướng quay của vô lăng theo đúng chiều kim đồng hồ nhìn từ phía vô lăng, chắc chắn là hướng quay sẽ theo hướng mũi tên

* Chú ý: kiểm tra tấm dây đai phải được lắp đúng chỗ khi vận hành máy e Áp suất thổi khí, cường độ dòng điện

- Kiểm tra các thông số áp suất thổi khí và cường độ dòng điện phải ở dưới mức cho phép được ghi trên bề mặt đĩa

- Chắc chắn kim đồng hồ đo áp lực phải đứng im nếu như đồng hồ đo áp lực không được mở lên để đo áp suất

- Nếu cường độ dòng điện vượt quá mức cho phép của motor, dẫn đến sự hạn chế sự hút/thổi khí của máy thổi khí hoặc làm đảo vòng quay Nên tắt máy và tìm hiểu nguyên nhân từ đâu

- Đồng hồ đo áp rất dễ bị hư khi máy bị rung hay di chuyển, nên chỉ di chuyển khi máy không sử dụng Sử dụng ống cao su để nối đồng hồ đo áp

*Chú ý: không chạm vào máy thổi khí, motor hoặc đường ống dẫn khí…trong suốt quá trình vận hành vì nhiệt độ cao khi vận hành có thể gây phỏng ngay cả khi ngừng vận hành f Điều chỉnh lưu lượng khí

Do đây là máy thổi khí cung cấp lưu lượng chính xác nên thay đổi tốc độ quay là nguyên nhân làm thay đổi áp suất khí và công suất Khi cần thiết điều chỉnh áp suất khí thay đổi tốc độ quay, nên làm bằng cách thay đổi kích thước vô lăng hoặc sử dụng 1 bộ biến tần

- Nếu lưu lượng khí cao, sử dụng 1 ống điều chỉnh áp suất khí hoặc 1 thiết bị giảm tốc độ quay nhằm ngăn chặn việc gia tăng áp suất Không nên sử dụng van xả khí để điều chỉnh áp suất khí vì khi van này đóng lại sẽ dẫn đến việc tăng áp suất cao g Kiểm tra áp suất

Xác định chắn chắc là áp suất hiển thị trên đồng hồ thấp hơn trên mặt đĩa Kim đồng hồ luôn đóng trước khi mở đồng hồ lên để kiểm tra Đồng hồ đo áp suất rất dễ hư hỏng do nhiệt độ cao, rung chấn do quá trình vận hành máy vì thế nên tháo ra nếu không cần dùng để đo Nên lắp đồng hồ áp suất vào ống nối mềm (cao su, nhựa,…) nhằm tránh hư hỏng cho đồng hồ h Tra dầu mỡ

- Dung lượng dầu cho hộp số là 0,9 lít

- Nếu quá ít dầu máy sẽ nóng và phát ra tiếng kêu

- Lưu lượng mỡ cho bạc đạn là 20g

- Tra dầu mỡ sau khi tắt máy

- Vận hành khoảng 15 phút sau khi tra mỡ để lượng mỡ thừa bị đẩy ra ngoài

- Tắt máy để vệ sinh sạch lượng mỡ dư bị đẩy ra

Bảng 6.4 Sự cố thường gặp và biện pháp khắc phục ở máy thổi khí

Máy hoạt động nhưng không lên khí

Do chưa đóng điện Đóng điện cho bơm

Do bị nghẹt đường ống Kiểm tra và thông đường ống

Do nhảy role Đo dòng điện làm việc và hiệu chỉnh lại dòng định mức

Do hệ thống phân phối khí Mở van xả khí để đẩy cặn ra

Bị tắt nghẽn Vệ sinh đầu hút Đầu hút gió bị tắt, buồng khí bị hư Căn chỉnh lại trục khí trong buồn khí hoặc thay mới

6.2.3 Sự cố thường gặp khi pha hóa chất và biện pháp khắc phục

Bảng 6.5 Sự cố thường gặp khi pha hoá chất

STT Sự cố Biện pháp khắc phục

Cần kiểm tra lượng hoá chất trước các ca làm việc để không xảy ra tình trạng thiếu hoá chất

Cần vệ sinh sạch sẽ nơi tràn hoá chất

Không cho nước vào bồn pha hoá chất vượt quá vạch quy định

3 Hoá chất tan không hoàn Cần kiểm tra thời hạn sử dụng của hoá chất toàn và cách pha chế của từng loại hoá chất

6.2.4 Sự cố thường gặp và biện pháp khắc phục ở các bể

Bảng 6.6 Một số sự cố thường gặp tại các bể

STT Tên thiết bị Sự cố Biện pháp khắc phục

Rác nhiều gây tắc nghẽn, các thanh bị rò rĩ do sử dụng lâu ngày

Thường xuyên lấy rác, kiểm tra tốc độ dòng chảy của nước

Ngẹt rác ở các máy bơm như bơm chìm, bơm nước thải

Thiết bị khuấy trộn bị vô nước

Mực nước trên mức quy định

Vớt rác, vệ sinh sạch bể

Thường xuyên kiểm tra hoạt động làm việc của thiết bị

Kiểm tra mực nước trong bể

Nếu cảm biến mực nước bị nghẹt thì vệ sinh làm sạch Nếu bể đầy nước thì dừng không nhận thêm nước vào bể và khởi động bơm trong bể để bơm nước đi

Quần thể sinh vật bị đói, thiếu thức ăn, phân hủy nội bào

Sinh khối chết trôi thoát ra ngoài làm gia tăng lượng cặn lơ lửng trong nước sạch

Giảm lượng oxi cung cấp xuống mức thấp nhất có thể (DO khoảng 1 – 2mg/l)

Duy trì quá trình vận hành bình thường lâu đến mức có thể

Duy trì bổ sung chất dinh dưỡng nếu có thể

Nếu cần thiết, phải bổ sung nguồn Carbon từ ngoài vào (như acetate, methanole…) để tránh cho sinh khối bị thối rữa và lấy

Nghẹt bùn tại ống dẫn nước vào ống trung tâm Cặn lắng bám đầy trên thanh gạt bùn, bùn bám và rong tảo phát triển trên máng răng cưa, cản đường nước chảy

Vệ sinh sạch sẽ máng răng cưa

Kiểm tra ống trung tâm nhằm loại bỏ bùn bị kẹt làm tắt đường ống

5 Bể nén bùn Ống dẫn bùn lâu ngày bị tắc ngẽn do bùn cô đặc không lưu thông được Liều lượng polymer châm không đủ làm bông bùn không lắng

Thông ống dẫn bùn khi phát hiện bị nghẹt Thường xuyên kiểm tra liều lượng polymer vào bể.

Công tác bảo trì và bảo dưỡng hệ thống

6.3.1 Hệ thống đường ống và bể chứa Để tránh tắc nghẽn hệ thống dẫn nước thải cần phải thường xuyên kiểm tra và làm sạch đường ống dẫn vào bể chứa Đồng thời, đổ rác trên mặt lưới chắn rác khi đầy, tránh hiện tượng tràn làm rơi rác xuống bể hoặc xung quanh

Riêng đối với bể Aerotank, bể điều hòa, sau thời gian dài hoạt động cần được quét xi măng bên ngoài, sơn chống thấm bên trong

Bảng 6.7 Lịch bảo trì, bảo dưỡng

Hạng mục Nội dung Chu kì

1 Vệ sinh máy móc thiết bị

Lau chùi máy móc thiết bị 1 tháng Bơm cặn bể chứa nước thải, các bồn chứa 6 tháng

2 Bơm nước thải và van phao

Kiểm tra sự hoạt động 1 tuần

3 Máy bơm Kiểm tra sự nghét rác

Kiểm tra cường độ dòng điện

4 Bơm hóa chất Kiểm tra sự hoạt động

Kiểm tra cường độ dòng điện

5 Hóa chất Kiểm tra lượng hóa chất 1 ngày

6 Hệ thống van và đường ống

Kiểm tra sự hoạt động, đóng mở van 1 tháng

7 Tủ điện điều khiển Kiểm tra sự hoạt động 1 tuần

8 Thay nhớt máy thổi khí Thay nhớt cho máy thổi khí 3 tháng

9 Bộ lọc & tiêu âm máy thổi khí

10 Bùn thải tại sân phơi bùn

Kiểm tra, tháo nước Hằng ngày

11 Hầm chứa bùn Hút bùn định kì 6-12 tháng

12 Bể Aerotank Xả bùn dư 1 tháng

13 Chất lượng nước thải Kiểm nghiệm 3 tháng

14 Bể thu gom, bể lắng Vệ sinh bể 2-3 tháng

15 Bồn áp lực Vệ sinh, rửa bồn áp lực định kì 1 tuần

Em đã hoàn thành tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất bột ngọt VEDAN giai đoạn mở rộng với công suất 1.000 m 3 /ngày.đêm có các thông số ô nhiễm đầu vào như sau: pH = 7-7,5, BOD5 = 1.200 mg/l, COD = 2.000 mg/l, SS

= 250 mg/l, TN = 400 mg/l, TP = 30mg/l, tổng Coliform = 10 6 MPN/100ml với các kết quả đặt được như sau:

1 Quy trình công nghệ xử lý: Nước thải sản xuất bột ngọt → Xử lý cơ học → Xử lý sinh học → Xử lý hóa học → Nguồn tiếp nhận

2 Quy trình thiết bị xử lý: Nước thải sản xuất bột ngọt→ Song chắn rác thô → Bể thu gom → Bể điều hòa khuấy trộn →Bể UASB→ Bể Aerotank → Bể Anoxic → Bể lắng đứng→ Bể khử trùng → Nguồn tiếp nhận

3 Các thông số xây dựng cơ bản của các công trình đơn vị: Song chắn rác (B = 0,5 m), Hố thu gom (V = 10,5m 3 = 2,1 × 2 × 2,5m; tn = 15 phút), Bể điều hòa (V 198m 3 = 8 × 5,5 × 4,5m; tn = 4 h), Bể tuyển nổi (V = 25,2m 3 = 3 × 4,2 × 2m; tn = 30 phút), Bể UASB (V = 345,6m 3 = 8 × 6 × 7,2m; tn = 10,6h, tb = 2 tháng), Bể Anoxic

4,5m; tn = 0,11h, tb = 10 ngày), Bể lắng đứng (D = 7,98m; H = 9,22m; tn = 2,53h, tb 5,5h), Bể khử trùng (V = 21m 3 = 4 × 3,5 × 1,5m; t = 30 phút), Bể chứa bùn (V= 20m 3

= 2 × 5 × 2), Bể nén bùn (D = 3,6 m; H = 6,2 m; tb = 9h), Máy ép bùn (1 máy)

4 Hiệu suất xử lý của hệ thống: BOD = 97,8 %, COD = 97,7 %, SS = 86,7 %, TN

5 Thông số đầu ra: BOD = 25,78 mg/l, COD = 45,49 mg/l, SS = 33,25 mg/l , TN 37,54 mg/l, TP = 4,95 mg/l

6 Chi phí xử lý cho 1 m 3 nước thải: 3.358 VNĐ

7 Các bản vẽ hoàn thành (8 bản vẽ): Mặt bằng tổng thể, mặt cắt công nghệ Các bản vẽ chi tiết: Bể điều hòa, Bể UASB, Bể Anoxic, Bể Aerotank, Bể lắng đứng, Bể khử trùng, Bể nén bùn

KIẾN NGHỊ Để phương án đã lựa chọn có thể đi vào thực tiễn sử dụng đạt hiệu quả và ổn định thì cần phải lưu ý một số đề xuất sau:

+ Cần phải tiến hành kiểm tra định kì, đảm bảo các công trình và thiết bị luôn hoạt động bình thường

+ Cần bảo trì và bảo dưỡng các thiết bị, hệ thống thường xuyên

+ Kiểm tra định kì các thiết bị đo đếm

+ Tẩy rửa định kì các công trình và thiết bị

+ Lập kế hoạch kiểm tra và sửa chữa định kì

+ Xem xét khả năng mở rộng của hệ thống trong tương lai khi nhà máy nâng cao năng suất sản xuất do đó hệ thống phải mở rộng

+ Đào tạo cán bộ chuyên trách về môi trường, cán bộ kĩ thuật để có thể vận hành hệ thống xử lí, theo dõi tình trạng môi trường của công ty

+ Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường cho các cán bộ, công nhân viên trong toàn công ty

+ Nâng cấp và cải thiện hệ thống xử lí hiện hữu

+ Thường xuyên quan trắc chất lượng nước xử lý để kiểm tra xem lưu lượng và chất lượng có đạt điều kiện xử lí, đảm bảo chất lượng đầu ra phù hợp tiêu chuẩn

+ Khi thi công cần có biện pháp thi công an toàn, đảm bảo chất lượng của vật liệu xây dựng đúng theo yêu cầu kĩ thuật

+ Bảo đảm công tác quản lý và vận hành đúng theo hướng dẫn kỹ thuật

+ Ngoài việc quan tâm đến vấn đề xử lý nước thải cũng cần chú ý đến lượng chất thải rắn phát sinh trong quá trình sản xuất và có những biện pháp kiểm soát và quản lý thích hợp.