Đồ án xử lý nước thải thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy Đông dược – công ty dược phẩm quận 3 với công suất 140m3ngàyđêm (kèm bản vẽ)

Đồ án xử lý nước thải thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy Đông dược – công ty dược phẩm quận 3 với công suất 140m3ngàyđêm

Tổng quan về nhà máy Đông dược – Công ty Cổ phần Dược phẩm Quận 3

Hình 1.1 Nhà máy sản xuất thuốc Đông dược – Công ty Dược phẩm Quận 3

- Tên giao dịch tiếng Việt Nam: Công ty Cổ Phần Dược phẩm quận 3

- Tên giao dịch quốc tế: The Third District Pharmaceutical Joint – Stock Company

- Trụ sở chính: Số 243 đường Hai Bà Trưng, P.6, Q.3, Tp.HCM

- Nhà máy Đông dược: lô II – 9, đường số 8, KCN Tân Bình, Q Tân Phú, Tp.HCM

- Là đơn vị thành viên của Công ty Dược Sài Gòn Hạch toán độc lập, có tư cách pháp nhân

- Trước đây Công ty Cổ phần Dược phẩm quận 3 là Hiệu thuốc Quốc doanh quận

3 trực thuộc Công ty Dược phẩm Cấp 2, hạch toán theo dạng báo sổ Hàng tháng, Công ty Dược phẩm Câp 2 cấp thuốc cho Hiệu thuốc qua đó phân phối lại phục vụ cho nhân dân

- Vào ngày 09/08/1982 theo quyết định số 145/QĐ-UB của Uỷ ban nhân dân Thành phố Hồ Chí Minh, Hiệu thuốc Quốc doanh quận 3 trực thuộc Uỷ ban nhân quận 3 về mặt kinh tế kế hoạch, trực thuốc Sở Y Tế - Phòng Y Tế Quận về mặt chuyên môn quản lý, có tư cách pháp nhân đầy đủ, có con dấu riêng, được cấp vốn và mở tài khoản tại ngân hàng nội ngoại thương theo quy định của Nhà nước Do ảnh hưởng thời bao cấp, lượng hàng hoá ít, nguồn cung không đáp ứng nhu cầu, thu nhập lại thấp đã tác động nhiều đến hoạt động của Hiệu thuốc, hiệu quả không đạt như mong muốn, không phát huy hết năng lực của đơn vị

- Năm 1991, nền kinh tế hàng hoá nhiều thành phần phát triển cùng với chỉ thị 138/CT của Hội Đồng Bộ Trưởng về việc mở rộng quyền sử dụng và trách nhiệm bảo toàn vốn sản xuất kinh doanh, Hiệu thuốc quốc doanh Quận 3 được chuyển thành Công ty Dược phẩm quận 3

Tới năm 2000, Công ty Cổ phần Dược phẩm Quận 3 chính thức hoạt động theo chủ trương cổ phần hóa doanh nghiệp Nhà nước, với vốn điều lệ 6.000.000.000 đồng Công ty được chuyển đổi từ Công ty Dược phẩm Quận 3 theo quyết định số 7887/QĐ-UB-KT của UBND TP Hồ Chí Minh.

- Đến năm 2008 thực hiện chuyển đổi quyền sở hữu phần vốn nhà nước từ UBND Quận 3 sang Công ty Dược Sài Gòn, Công ty Cổ phần Dược phẩm Quận 3 trở thành thành viên của Công ty Dược Sài Gòn

- Qua quá trình hình thành phát triển và nhiều lần chuyển đổi cả về hình thức quản lý lẫn mô hình hoạt động, Công ty đã có những chuyển biến đáng kể Quy mô và hiệu quả sản xuất kinh doanh tăng lên, Ban giám đốc cùng toàn bộ các bộ công nhân viên đã phát huy tối đa mọi nguồn lực để giúp Công ty không ngừng phát triển

- Nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển thị trường trong nước và xuất khẩu ra nước ngoài, Ban giám đốc công ty đã định hướng từ năm 2010 đến 2020 công suất hoạt động của nhà máy sẽ được nâng lên gấp 10 lần – từ 50.000.000 viên thuốc/năm lên 500.000.000 viên thuốc/năm (Thái An Diệu – GĐ Công ty CP Dược phẩm Q.3, 12/2010)

1.1.2.Chức năng và nhiệm vụ của công ty

Công ty Cổ phần Dược phẩm Quận 3 được Sở Y Tế Thành Phố cấp phép với chức năng kinh doanh thuốc tân dược nội ngoại nhập, dụng cụ y tế, sản xuất các loại thuốc đông dược phòng chữa bệnh theo giấy phép đăng kí

Hoạt động của Công ty ngoài sự điều chỉnh, chi phối của Luật doanh nghiệp còn bị tác động và ràng buộc bởi Luật Dược Vì vậy, chức năng chính của Công ty là hoạt động trong lĩnh vực đã được cấp giấy phép

Công ty có trách nhiệm bảo tồn và phát triển vốn kinh doanh của các cổ đông, tự chịu trách nhiệm trước Pháp luật về hoạt động kinh doanh của đơn vị Quản lý và sử dụng tốt nguồn vốn, lao động vật tư hàng hoá, chấp hành nghiêm chỉnh các quy định về tài chính kế toán, về quy chế dược tính, tự bù đắp chi phí và làm tròn nghĩa vụ ngân sách với Nhà nước

Hàng năm, căn cứ vào tình hình thực tế đơn vị tiến hành xây dựng kế hoạch kinh doanh và tổ chức thực hiện tốt kế hoạch đề ra, trên cơ sở không ngừng nâng cao hiệu quả kinh tế, đẩy nhanh tốc độ tăng lợi nhuận

Quản lý tốt nguồn vật tư, hàng hoá tránh lãng phí, thất thoát đồng thời tiết kiệm chi phí nhằm hạ giá thành sản phẩm tăng lợi nhuận cho Công ty

Thường xuyên chăm lo giáo dục tư tưởng chính trị, phẩm chất đạo đức, nâng cao trình độ văn hoá và chuyên môn nghiệp vụ, cải thiện đời sống vật chất tinh thần, điều kiện làm việc cho cán bộ công nhân viên trong toàn Công ty

Mở rộng liên doanh, hợp tác với các cơ sở, công ty, xí nghiệp trong và ngoài nước để sản xuất và kinh doanh thuốc chữa bệnh, thiết bị, dụng cụ y tế Hoạt động này giúp đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của người dân về thuốc trị bệnh, góp phần nâng cao chất lượng sức khỏe cộng đồng.

1.1.3 Đặc điểm hoạt động sản xuất – kinh doanh của công ty

1.1.3.1 Quy mô sản xuất kinh doanh

Năm 2000 Công ty chuyển đổi cổ phần hoá với vốn điều lệ là 6 tỷ đồng trong đó Nhà nước giữ 51% cổ phần chi phối Trong điều kiện nền kinh tế thị trường, Công ty đã có nhiều hình thức huy động vốn để hoạt động như từ nguồn vốn kinh doanh, đi vay các cá nhân, tổ chức, hợp tác liên doanh liên kết Doanh thu hàng năm của Công ty đều tăng

Do ảnh hưởng của khủng hoảng kinh tế toàn cầu nên so với cùng kỳ năm trước

Đặc điểm quy trình công nghệ sản xuất

Các loại thuốc được sản xuất tại Nhà máy Đông dược thuộc Công ty Cổ phần Dược phẩm Quận 3 bao gồm thuốc viên trần và thuốc viên bao đường

Bao đường màu Dập viên

Xát hạt cốm Đánh bóng Đóng gói

Toàn bộ quy trình công nghệ được thực hiện thông qua 3 giai đoạn chính:

- Giai đoạn 1: đưa nguyên liệu vào pha chế

- Giai đoạn 2: xát hạt cốm và đưa vào dập viên

- Giai đoạn 3: bao đường màu và đánh bóng

Do là thuốc chữa bệnh cho người nên sản phẩm của Công ty là loại sản phẩm đặc biệt liên quan đến sinh mạng của con người vì vậy mà quy trình sản xuất đều được kiểm tra nghiêm ngặt và chặt chẽ từ khâu mua nguyên liệu đầu vào cho đến khâu đóng gói ra thành phẩm

Nguyên liệu mua vào trước khi xuất kho đều được đưa qua phòng kiểm nghiệm để kiểm tra nếu đạt chất lượng theo tiêu chuẩn thì mới được đưa vào khâu pha chế Quá trình pha chế, dập viên đều được theo dõi, giám sát chặt chẽ từ thành phần đến trọng lượng viên, độ nén và độ tan rã trong nước Các sản phẩm trước khi đóng gói ra thành phẩm đều được đưa đi chiếu xạ để không bị nhiễm khuẩn

Thành phẩm nhập kho được bảo quản theo đúng qui định của ngành là nhiệt độ dưới 30 độ C và độ ẩm dưới 75%, bao bì nhãn mác được ghi rõ số lô sản xuất và thời hạn sử dụng Khi xuất kho cũng vậy, tất cả thành phẩm phải đảm bảo loại A mới được xuất kho

Trong quá trình sản xuất vệ sinh môi trường và an toàn lao động luôn được quan tâm.

Tổ chức bộ máy quản lý tại công ty

Hình 1.2 Sơ đồ quy trình sản xuất

Hình 1.3 Sơ đồ tổ chức quản lý tại công ty

HỘI ĐỒNG QUẢN TRỊ BAN KIỂM SOÁT

Hiệu thuốc trực thuộc Nhà máy sản xuất

Tại nhà máy sản xuất:

Hình 1.4 Sơ đồ tổ chức quản lý tại nhà máy

Giám đốc nhà máy: chịu trách nhiệm điều hành, quản lý chung hoạt động tại nhà máy Lên kế hoạch sản xuất, tham mưu cho Giám đốc Công ty về tình hình sản xuất tại nhà máy

Phó giám đốc nhà máy đóng vai trò hỗ trợ Giám đốc nhà máy triển khai kế hoạch sản xuất Họ giám sát trực tiếp toàn bộ quá trình sản xuất, từ pha chế đến đóng gói thành phẩm Vào cuối tháng, vị trí này có trách nhiệm rà soát bảng chấm công của tổ bảo vệ và tổng hợp số ngày công của công nhân sản xuất trong tháng, sau đó chuyển dữ liệu cho kế toán để làm cơ sở tính lương.

Phòng kiểm nghiệm: thực hiện kiểm nghiệm nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất và sản phẩm trước khi đóng gói ra thành phẩm Quy trình kiểm nghiệm được kiểm tra chặt chẽ vì thuốc là mặt hàng đặc biệt, rất nhạy cảm, yếu tố chất lượng ảnh hưởng trực

PHÒNG KIỂM NGHIỆM NHÀ MÁY

PHÓ GIÁM ĐỐC NHÀ MÁY

Tổ đóng gói GIÁM ĐỐC

NHÀ MÁY tiếp đến sức khoẻ của con người Phòng kiểm nghiệm cũng là nơi lập và lưu trữ toàn bộ tài liệu về dược chính trong quá trình sản xuất sản phẩm tại nhà máy

Thủ kho: theo dõi tình hình nhập xuất nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm

Bảo quản hàng tồn kho theo nguyên tắc 3 dễ là dễ lấy, dế thấy, dễ kiểm tra và 5 chống là chống mỗi mọt, côn trùng, nóng, ẩm mốc, chống nhầm lẫn, chống cháy nổ, chống hạn dùng và chống đổ vỡ hư hao

Kế toán đóng vai trò quan trọng trong quản lý công nợ khách hàng và lưu trữ chứng từ thu chi Họ thu thập và tổng hợp các chứng từ để tính toán chi phí sản xuất và giá thành sản phẩm hoàn thiện Ngoài ra, kế toán còn chịu trách nhiệm lập báo cáo tình hình sản xuất kinh doanh sản phẩm tại nhà máy, cung cấp thông tin cần thiết cho việc ra quyết định và quản lý hiệu quả.

Thủ quỹ: bảo đảm thu chi tiền mặt chính xác và kịp thời Thường xuyên kiểm quỹ tiền mặt thực tế và đối chiếu với quỹ tiền mặt trên sổ sách kịp thời phát hiện chênh lệch và tìm ra nguyên nhân để điều chỉnh

Tổ pha chế: là khâu đầu tiên trong quá trình sản xuất sản phẩm Tổ pha chế chịu trách nhiệm pha trộn các nguyên liệu thô theo đúng công thức đã đăng ký về thành phần, liều lượng, thành cốm ướt, sấy khô cốm ướt và rây thành các hạt cốm

Tổ dập viên: chịu trách nhiệm dập các hạt cốm từ tổ pha chế chuyển qua thành viên nén Quá trình dập viên phải thường xuyên theo dõi trọng lượng, độ nén của viên có đạt tiêu chuẩn hay không để có sự điều chỉnh kịp thời Kiểm tra, vệ sinh sạch sẽ chày cối dập viên bảo đảm chất lượng sản phẩm không bị nhiễm khuẩn

Tổ bao viên: thực hiện pha chế màu và các nguyên phụ liệu để bao viên do tổ dập viên chuyển qua Quy trình pha chế màu phaỉ theo đúng công thức và quá trình bao viên phải kiểm tra liên tục để cho ra màu sản phẩm vừa bóng, vừa đúng với màu sản phẩm đã đăng ký Nồi bao viên trước và sau khi sử dụng đều được khử trùng qua cồn

Tổ đóng gói: thực hiện đóng gói theo đúng quy cách đã đăng ký sau khi viên bao đường màu được chuyển qua từ tổ bao viên Tổ đóng gói phải ghi rõ trên bao bì nhãn mác số lô sản xuất, tháng năm hết hạn sử dụng của sản phẩm Đối với những sản phẩm viên trần quá trình đóng chai được thực hiện trong phòng kín đã được khử trùng để tránh nhiễm khuẩn trực tiếp.

Hiện trạng môi trường tại nhà máy Đông dược

• Nguồn phát sinh và lưu lượng

- Nước thải sản suất: trong quá trình sản xuất lượng nước thải tiêu thụ của nhà máy là 10 m 3 /ngày

- Nước thải sinh hoạt sinh: tổng số lượng cán bộ công nhân viên của nhà máy là

20 người, tiêu chuẩn dùng nước là 200 lít/người/ngày Lượng nước thải sinh hoạt phát sinh:

20 người x 200 lít/người/ngày = 4000 lít/ngày = 4 m 3 /ngày

 Tổng lượng nước thải phát sinh của nhà máy là 14 m 3 /ngày

Dự kiến trong tương lai, nhà máy sẽ tăng công suất lên gấp 10 lần hiện nay Do đó, lượng nước thải ước tính cũng tăng lên gấp 10 lần, tương đương 100 m 3 /ngày cho lượng nước thải sản xuất và 40 m 3 /ngày cho lượng nước thải sinh hoạt

Hiện tại Nhà máy Đông dược chưa có hệ thống xử lý nước thải do nhà máy sản xuất thuốc theo quy trình: thu mua/đặt hàng nguyên liệu đã sơ chế từ bên ngoài về sao tẩm, chế biến và đóng gói Do đó nước thải sinh ra trong quá trình sản xuất là nước thải của việc chùi rửa các thiết bị chế biến, sản xuất nên nồng độ nước thải không bị ô nhiễm nhiều và được phép thải chung qua hệ thống nước thải sinh hoạt của khu công nghiệp Tân Bình

Tuy nhiên trong tương lai, để nâng cao năng suất cũng như mở rộng thị trường kinh doanh ra nước ngoài, công ty đã định hướng nâng cấp nhà máy hiện tại khang trang, hiện đại hơn rất nhiều; nhà máy sẽ hoạt động theo quy trình sản xuất kép kín từ nguyên liệu đầu vào (chưa qua sơ chế) tới sản phẩm đầu ra Để đạt được điều này công ty buộc phải đạt tiêu chuẩn GMP (Good Manufacturing Pratice -Tiêu chuẩn thực hành tốt sản xuất thuốc) theo quy định về y tế của Nhà nước

Vì vậy, nhà máy sản xuất nhất thiết phải có một hệ thống xử lý nước thải sản xuất đạt tiêu chuẩn

Các thông tin về mặt bằng xây dựng hệ thống xử lý và hệ thống thoát nước sau xử lý cho nhà máy đã có sẵn Do đó, qua đề tài này em hi vọng sẽ thiết kế được một hệ thống xử lý nước thải có thể được áp dụng cho nhà máy trong tương lai

Mạng lưới thoát nước hiện tại của nhà máy bao gồm 2 hệ thống thoát nước:

- Hệ thống thoát nước mưa: nước mưa sẽ được đưa ra hệ thống thoát nước mưa chung của khu công nghiệp và chảy ra kênh rạch xung quang khu công nghiệp

- Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất: nước thải sẽ được đưa về nhà máy xử lý nước thải tập trung của khu công nghiệp

Trong tương lai, cùng với sự phát triển của nhà máy mạng lưới thoát nước hiện tại sẽ không đáp ứng được nhu cầu xả thải Do đó, chúng ta phải thiết kế mạng lưới thoát nước khác để phù hợp với lưu lượng xả thải

Chất thải rắn chủ yếu là các phế phẩm của nguyên liệu sản xuất, khối lượng phát sinh khoảng 100 kg/ngày Lượng rác này được xem là chất thải nguy hại và đơn vị có chức năng thu gom và xử lý

• Chất thải rắn sinh hoạt:

Số lượng cán bộ, nhân viên của nhà máy là 20 người, ước tính lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh là: 20 người x 0,2 kg/người/ngày = 4 kg/ngày

Bảng 1.1 Thành phần nước thải của nhà máy Đông dược

STT Thành phần nước thải Đơn vị Nồng độ đầu vào

(Nguồn: Viện nghiên cứu sinh học, 2006)

Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải dược phẩm

Nước thải xản xuất dược phẩm chủ yếu là BOD, COD, SS, Nito tổng, Photpho tổng, coliform Hệ thống xử lý nước thải sẽ có 1 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 hũu cơ cao: bể UASB,…

2.1.1 Phương pháp xử lý cơ học

- Những phương pháp loại các chất rắn có kích thước và tỷ trọng lớn trong nước thải được gọi chung là phương pháp cơ học

- Xử lý cơ học là khâu sơ bộ chuẩn bị cho xử lý sinh học tiếp theo Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học thường thực hiện trong các công trình và thiết bị như song chắn rác, bể lắng cát, bể tách dầu mỡ … Đây là các thiết bị công trình xử lý sơ bộ tại chỗ tách các chất phân tán thô nhằm đảm bảo cho hệ thống thoát nước hoặc các công trình xử lý nước thải phía sau hoạt động ổn định

Thử nghiệm cho thấy khi làm thoáng nước thải sơ bộ trước khi lắng, hiệu suất xử lý của các công trình cơ học có thể tăng đến 75% và BOD giảm đi 10 – 15% Quá trình làm thoáng nước thải giúp giảm thiểu tình trạng yếm khí, tạo điều kiện cho vi khuẩn hiếu khí hoạt động mạnh mẽ, thúc đẩy quá trình phân hủy chất hữu cơ và giảm nồng độ BOD trong nước thải.

Song chắn rác là một thiết bị quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải Chúng có chức năng loại bỏ các chất thải rắn có kích thước lớn khỏi nước thải trước khi đi vào các công trình xử lý tiếp theo Điều này giúp bảo vệ các thiết bị và công trình xử lý khỏi bị tắc nghẽn hoặc hư hỏng, đảm bảo hiệu quả hoạt động của toàn bộ hệ thống.

- 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: chỉ dùng cho những trạm xử lý nhỏ có lượng rác <

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: chỉ dùng cho những trạm xử lý nhỏ có lượng rác >

0,1 m 3 /ngày đêm và hoạt động liên tục, 13ang 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

- Cấu tạo: 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

- Bố trí bể: 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 b) Thiết bị nghiền rác:

Hình 2.4 Thiết bị nghiền rác

- Nguyên lý: cắt và nghiền vụn rác thành các hạt, các mảnh nhỏ lơ lửng trong nước thải để không làm tắc ống, không gây hại cho bơm

- Cấu tạo: gồm hệ thống hai trục có lắp các dao cắt có móc được chế tạo bằng hợp kim của thép có khả năng chịu mài mòn và va đập cao Hai trục máy nghiền rác quay đồng bộ theo hai chiều ngược nhau làm cho các dao cắt trên các trục móc, kéo, xé và lôi rác vào cắt nghiền nhỏ rác ra rồi đẩy ra ngoài

Việc sử dụng máy nghiền rác trong hệ thống xử lý nước thải có thể giúp giảm tần suất làm sạch song chắn rác Tuy nhiên, máy nghiền rác chỉ phù hợp với các trạm xử lý nước thải có công suất nhỏ.

- Phải bảo dưỡng dụng cụ cắt thường xuyên

- SS tăng → ảnh hưởng công đoạn xử lý tiếp theo

- Gây tắc nghẽn hệ thống phân phối khí và thiết bị làm thoáng c) Bể điều hoà

- 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

Bể điều hòa là một công trình quan trọng trong hệ thống thoát nước, có tác dụng điều tiết lưu lượng nước thải và làm giảm biến động về thành phần cũng như nồng độ chất bẩn Nhờ đó, bể điều hòa giúp duy trì hiệu quả xử lý của các công trình xử lý nước thải hạ lưu Do vậy, thiết kế bể điều hòa lưu lượng là một phương án tối ưu nhằm đảm bảo hiệu quả xử lý nước thải và bảo vệ môi trường.

- Bể điều hòa được phân loại như sau:

▪ Bể điều hòa lưu lượng

▪ Bể điều hòa nồng độ

▪ Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ

Tổng quan về hệ thống xử lý nước thải dược phẩm tại Việt Nam

2.2.1 Hệ thống xử lý nước thải dược phẩm nhà máy trung ương 1 Mediplantex:

Thiết bị lọc than hoạt tính

Hình 2.16 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải dược phẩm nhà máy trung ương 1 Mediplantex

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Nước thải từ nhà máy sản xuất đi qua hố thu gom có lắp thiết bị song chắn rác để lọc bớt rác, sau đó được đưa qua bể điều hoà để ổn định lưu lượng và nồng độ nước thải và được đưa vào bể keo tụ để làm giảm chất rắn lơ lửng có kích thước nhỏ có trong nước thải Bằng hệ thống bơm có áp, nước thải tiếp tục qua bồn Ozone để oxy hoá các chất phức tạp, khó phân huỷ và có ảnh hưởng đến vi sinh vật trong nước

2.2.2 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy dược phẩm Nam Hà

Hình 2.17 Sơ đồ công nghệ thải hệ thống xử lý nước thải nhà máy dược phẩm Nam Hà

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Nước thải từ sản xuất và rửa thiết bị được xử lý qua hệ thống lọc có sàng chắn rác thô để loại bỏ rác thải to Sau đó, nước thải được chuyển qua bể tách mỡ để loại bỏ dầu mỡ trước khi đến bể điều hòa, ngăn ngừa keo tụ màng bề mặt làm giảm hiệu suất vi sinh do trao đổi khí kém Tiếp theo, nước thải qua sàng chắn rác tinh để loại bỏ chất rắn lơ lửng, đồng thời giảm BOD trong nước.

Thông thường lượng nước thải chảy vào trong hệ thống với 1 tỷ lệ không ổn định Tỷ lệ này thường thay đổi trong ngày tùy thuộc vào điều kiện sản xuất Bồn điều hòa có tác dụng cân bằng sự không ổn định đó ngoài ra còn giúp pha loãng nước thải Tại bồn điều hòa một lượng NaOH được châm vào thông qua bơm định lượng nhằm nâng pH lên giá trị thích hợp Để ngăn chặn quá trình xử lý yếm khí xảy ra một lượng không khí được bổ sung vào nươc thải thông qua máy thổi khí và đĩa phân phối khí đặt dưới đáy bồn Sau đó nươc thải được đưa sang bể oxy hóa Tại bể oxy hóa sẽ được bố trí hệ thống sục khí ozon, mục đích để kết hợp với H2O2 tạo ra –OH Đây là tác nhân oxy hóa mạnh, nó có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước hoặc oxy hóa triệt để

Tại bể trung hòa, nước thải tiếp tục được điều chỉnh độ pH để tạo điều kiện cho quá trình xử lý sinh học được tối ưu diễn ra trong hệ thống bể AFBR

Nước thải tiếp tục được điều chỉnh pH tại bể trung hòa tạo điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý sinh học ở các bước tiếp theo trong bể AFBR

Trong hệ thống AFBR, vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân hủy các chất hữu cơ hòa tan và vô cơ (như H2S, NH4, N, P ) làm nguồn thức ăn cho chúng Hoạt động phân hủy này góp phần làm sạch nước, loại bỏ các chất gây ô nhiễm và cải thiện chất lượng môi trường.

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 dược phẩm

- 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 dược phẩm 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

Bảng 3.1 Thành phần tính chất nước thải ở công ty Đông dược

STT Thành phần nước thải Đơn vị Nồng độ đầu vào

3.1.1 Cơ sở lựa chọn bể keo tụ tạo bông, lắng I

Vì trong nước thải dược phẩm có độ màu nên phải có quá trình keo tụ để tách hàm lượng cặn nhằm giảm độ màu, đồng thời có quá trình lắng để tách các bông cặn lớn mà quá trình keo tụ tạo ra

3.1.2 Cơ sở lựa chọn xử lý hiếu khí

Vì BOD5 < 1000 mg/l nên chỉ cần công trình hiếu khí để xử lý chất hữu cơ trong nước thải 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.

Đề xuất sơ đồ công nghệ

Bùn tuần hoàn Bùn dư

Bể nén bùn Máy ép bùn

Bể keo tụ tạo bông

Nguồn tiếp nhận đạt QCVN

40:2011/BTNMT, cột B Chuyển giao cty xử lý bùn

Chú thích: Đường nước Đường bùn Đường nước tuần hoàn Đường khí

Clo Dinh dưỡng Đường hoá chất

Hoá chất Điều hoà khuấy trộn

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ của phương án 1

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 bơm vào bể điều hòa để trộn, ổn định lưu lượng và nồng độ Trong giai đoạn keo tụ tạo bông, phèn được đưa vào Để đảm bảo trộn đều, tốc độ dòng nước vào bể điều hòa được duy trì ở mức 1-1,5 m/s, tạo chuyển động rối thúc đẩy quá trình hòa tan hóa chất Sau khi trộn đều, hỗn hợp nước và phèn được dẫn vào ngăn phản ứng để tiến hành phản ứng tạo bông.

Sử dụng cánh khuấy để khuấy chậm nhằm tạo điều kiện cho các bông đã keo tụ dính kết lại với nhau tạo thành các bông cặn lớn Tốc độ khuấy trộn đủ lớn để tạo bông nhưng không quá lớn làm phá vỡ bông cặn Hóa chất keo tụ được khuấy trộn đều vào nước thô có chứa cặn lắng chậm hoặc không lắng được, một số thành phần ô nhiễm hòa tan Các hạt keo kết tụ các thành phần đó lại với nhau hình thành các bông cặn lớn hơn và được tách ra khỏi nước bằng lắng trọng lực.

Sau đó nước được đưa qua bể lắng I dạng bể lắng đứng Trong bể lắng đứng nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên, còn các hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động với dòng nước từ trên xuống

Nước được đưa tiếp qua bể Aerotank 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 Vì hàm lượng N, trong nước thải không đủ cung cấp cho vi sinh vật nên sẽ tiến hành chấm phân ure tại đây

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 lắng I 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.

• 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 = 600,16 mg/l, N = 15 mg/l, P = 5 mg/l, H 85%

Ta có tỷ lệ COD: N: P = 150:5:1

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

SCR thô H% 5.00 5.00 5.00 0.00 0.00 Đã xử lý 9.00 25.00 47.50 0.00 0.00

2 Điều hoà khuấy trộn H% 80.00 30.00 30.00 0.00 0.00 Đã xử lý 136.80 142.50 270.75 0.00 0.00

Bể lắng keo tụ H% 0.00 5.00 5.00 0.00 0.00 Đã xử lý 0.00 16.63 31.59 0.00 0.00

Lắng bùn sinh học H% 65.00 0.00 0.00 0.00 60.00 Đã xử lý 22.23 0.00 0.00 0.00 0.96

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 34.20 37.91 90.02 -2.00 0.64

Bảng 3.2.Bảng hiệu suất của phương án 1

→ N sử dụng cho tổng hợp tế bào ở bể Aerotank là 17 mg/l

→ N cần bổ sung thêm vào bể Aerotank là: 17 - 15 = 2 mg/l

→ P đã sử dụng cho tổng hợp tế bào ở bể Aerotank là 3,4 mg/l

→ P dòng ra của bể Aerotank là 5 – 3,4 = 1,6 mg/l

Bể keo tụ tạo bông

Bể khử trùng Máy thổi khí

Chú thích: Đường nước Đường bùn Đường nước tuần hoàn Đường khí Đường hoá chất

Bể điều hoà sục khí

Bể nén bùn Máy ép bùn

Chuyển giao cty xử lý bùn

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

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ của phương án 2

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

Nước thải được bơm vào bể điều hòa sục khí để ổn định lưu lượng và nồng độ trước khi vào bể keo tụ tạo bông Tại đây nước và phèn được đưa vào.Tốc độ dòng nước đưa vào phía đáy vđ = 1-1,5 m/s nhằm tạo nên chuyển động rối làm cho nước trộn đều với hóa chất Nước sau khi được trộn đều phèn được dẫn vảo ngăn phản ứng

Các cánh khuấy khuấy chậm giúp tạo điều kiện để các bông cặn keo tụ lại với nhau, tạo thành các bông cặn lớn hơn Tốc độ khuấy trộn phải đủ để tạo ra các bông cặn nhưng không được quá lớn để phá vỡ các bông cặn này Hóa chất keo tụ được khuấy đều vào nước thô chứa các cặn lắng chậm hoặc không lắng được, cũng như một số thành phần ô nhiễm hòa tan Các hạt keo sẽ kết tụ các thành phần này lại với nhau, tạo thành các bông cặn lớn hơn, sau đó được tách ra khỏi nước bằng phương pháp lắng trọng lực.

Sau đó nước được đưa qua bể lắng I dạng bể lắng đứng Trong bể lắng đứng nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên, còn các hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động với dòng nước từ trên xuống Sau đó nước thải tiếp tục đưa qua bể SBR

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 (sục khí) là quá trình tăng cường oxy vào nước thải bằng máy thổi khí và làm thoáng chìm để vi sinh vật hiếu khí hoạt động Những vi sinh vật này sẽ phân hủy chất hữu cơ, chuyển hóa thành CO2, H2O và các sản phẩm vô cơ khác cùng tế bào sinh vật mới nhằm làm sạch nước thải.

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

Sau thời gian lắng, phần nước phía trên trong bể SBR- qua các thiết bị thu nước dạng phao nổi di động- sẽ được dẫn sang bể SBR 2 Một phần bùn hoạt tính 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

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 h max = 5,8 m 3 ⁄ h Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 0 so với mặt đất

• Số khe hở của song chắn rác: n = Q max s v×b×h l × K = 0,0016

- 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 [3]

- 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 : 6 khe, số song chắn rác là: 7 thanh chắn rác

• 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 Chọn vmax = 0,6 m/s [1]

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

- ε: Hệ số sức cản cục bộ của song chắn rác được xác định theo công thức: ξ = β × ( S b)

- 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/[4])

• 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 SCR

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 = 30 phút

Chọn chiều cao hữu ích h1 = 2,2m

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 = 2,7m

Vậy kích thước hồ thu gom: L × B × H = 2 × 1,5 × 2,7(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 điều hoà:

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 keo tụ tạo bông

Mục đích của quá trình keo tụ tạo bông là tạo ra các tác nhân có khả năng dính kết các chất làm bẩn nước ở dạng hòa tan lơ lửng thành các bông cặn có khả năng lắng trong các bể lắng

Thời gian lưu lại trong bể : T = 30 phút (quy phạm 10 ÷ 30 phút)

Bể được chia làm 3 ngăn có wb = 1m 3 S

Chọn chiều cao làm việc của bể Hlv = 1,5

• Tổng chiều cao bể : Hb = Hlv + Hbv = 1,5 + 0,5 = 2 m

Các ngăn được ngăn cách với nhau bằng các vách ngăn hướng dòng theo phương thẳng đứng có đục lỗ

Cấu tạo guồng khuấy trộn gồm trục quay và 4 bản cánh khuấy đặt dối xứng nhau qua trục, toàn bộ đặt theo phương thẳng đứng

Chọn tốc độ quay của 3 ngăn: ngăn 1 là 175 vòng/phút, ngăn 2 là 45 vòng/phút, ngăn 3 là 30 vòng/phút

• Tính toán công suất khuấy và cánh khuấy của từng ngăn

Chọn motor có n = 175 vòng/phút, công suất N = 0,37KW với hiệu suất là 80%

Bảng 4.5 Tốc độ vòng quay ứnng với công suất

Tốc độ quay (vòng/phút) Công suất (kW)

Chọn cánh khuấy là turbine 4 cánh phẳng →KT = 6,3 Đường kính cánh khuấy:

=  Trọng lượng riêng của nước tại 25 0 C được chọn:  = 1000kg/m 3

→Đạt chế độ chảy rối

Cánh khuấy được gắn vào trục thép với chiều cao h = 2/3H = 2/3×2 = 1,3m

Thanh thép được gắn vào motor khuấy có hộp số giảm tốc độ với công suất như trên

Có thể dùng bơm chìm trộn hay motor khuấy trộn chìm

• Tính toán: ống dòng vào, ống thông các ngăn và ống dòng ra Đường kính của ống:

Q: lưu lượng nước thải, Q = 0,0016 m 3 /s v: vận tốc nước thải trong ống, chọn vận tốc nước thải trong ống: v = 0,7 m/s (quy phạm v = 0,3-0,7 m/s)

 Chọn ống dẫn nước thải vào bể là ống nhựa HDPE (Công ty Nhựa Bình Minh) có ∅63

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

• Hàm lượng phèn cần để xử lý độ màu:

Lp 2 = 4 × √𝑀 = 4 × √400 = 80 (mg/l) (CT 6-1/ [2]) Trong đó:

Lp 2: liều lượng phèn tính theo sản phẩm không ngậm nước (mg/l)

M: độ màu của nước nguồn (Co-Pt)

Kiểm tra độ kiềm của nước theo yêu cầu keo tụ

Sau khi thêm phèn làm chất keo tụ, độ kiềm và độ pH của nước sẽ giảm Đối với phèn nhôm, phạm vi pH thích hợp để quá trình keo tụ đạt hiệu quả cao nhất là 5,5 đến 7,5.

 − +  = −55,88 < 0 Trong đó: eP : đương lượng của phèn không chứa nước Đối với Al2(SO4)3 eP = 57

Lp : liều lượng phèn dùng để keo tụ, Lp = 80 (mg/l) eK : đương lượng của chất kiềm hóa, hệ số đối với vôi (theo CaO), eK = 28

Ki 0 : độ kiềm nhỏ nhất của nước nguồn, Ki 0 = 4 (mgđl/l)

CK: độ tinh khiết của phèn, CK = 80 %

Kết luận: Độ kiềm của nước đảm bảo keo tụ, không cần phải kiềm hoá nước

• Hàm lượng cặn lớn nhất sau khi keo tụ và ổn định nước

Cmax* = Cmax + K.P + 0,25M + Lk (CT 3-27/ 78/ [2]) = 180 + 1 × 80 + 0,25 × 400 + 0 = 360 (mg/l) = 50,4 m 3 /ngày Trong đó:

Cmax: hàm lượng cặn lớn nhất của nước nguồn (mg/l)

K: hệ số phụ thuộc vào độ tinh khiết của phèn sử dụng Đối với phèn nhôm không sạch (phèn kĩ thuật) K = 1

P: Lượng phèn đưa vào để keo tụ (mg/l)

M: độ màu của nước nguồn (Pt/Co)

Lk: liều lượng vôi đưa vào để kiềm hoá (mg/l)

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

5 Thời gian lưu nước 𝜏 phút 30

Lắng các bông cặn ở bể keo tụ tạo bông Nước chảy vào ống trung tâm ở giữa bể, chuyển động xoáy được triệt tiêu qua bộ phận hãm rồi vào bể lắng Nước chuyển động theo chiều từ dưới lên trên trong bể lắng đứng, làm cặn lắng xuống đáy bể Nước trong sau khi lắng được thu vào máng vòng xung quanh thành bể và đưa sang Aerotank.

Diện tích tiết diện của ống trung tâm: f = Q/vtt = 0,0016/0,02 = 0,08 m 2

Q: lưu lượng nước thải (m 3 /s) vtt: tốc độ chuyển động của nước trong ống trung tâm, chọn vtt = 0,02 m/s

Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng:

Trong đó: v là tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, v = 0,5 – 0,8 mm/s, chọn v = 0,5 mm/s = 0,0005 m/s

Diện tích của bể lắng đứng:

F = F1 + f = 0,08 + 3,2 = 3,28 m 2 Đường kính bể lắng đứng:

D =√4×F π =√4×3,28 π = 2 (m) Đường kính ống trung tâm: d =√4×f π =√4×0,08 π = 0,32 (m)

Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng: htt = v x t = 0,0005 x 1,5 x 3600 = 3 m

Trong đó: t : thời gian lắng, t = 1,5 m

Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng: hn = h2 + h3 = D - d

2 × 𝑡𝑔50° = 0,83 Trong đó: h2 = chiều cao lớp trung hoà (m) h3 = chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể (m)

D = đường kính trong của bể lắng, D = 2m dn = đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0,6m

 = góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang lấy không nhỏ hơn 50 o (Điều 6.5.9 – TCXD – 51 – 84) Chọn  = 50 o

Chiều cao ống trung tâm (2,7m) bằng chiều cao vùng lắng Đường kính miệng loe bằng 1,35 lần đường kính ống trung tâm (0,432m) Đường kính tấm hắt là 1,3 lần đường kính miệng loe (0,5616m) Tấm hắt nghiêng 17 độ so với mặt phẳng ngang.

Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm hắt theo mặt phẳng qua trục được tính theo công thức:

Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng:

Trong đó: ho: khoảng cách từ mực nước đến thành bể, ho = 0,3m

Bảng 4.8.Tóm tắt thông số tính toán bể keo tụ STT Các thông số tính toán Ký hiệu Đơn vị Giá trị

4.1.5.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

Thời gian lưu nước tại bể điều hòa t = 4-8h, chọn 6h

• Thể tích làm việc của bể điều hòa:

V = Q max h × t = 5,83 × 6 = 34,98 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 = 4m × 2,5m × 4,5m

Bảng 4.9.Thông số bể trộn nhanh khi trộn bằng cơ khí Thời gian trộn t, s G, s -1

Chọn thông số thiết kế cho bể điều hòa khuấy trộn:

P = àG 2 V = 1.10 -3 ì 700 2 ì 166,68 = 81673,2 (W) Trong đú: chọn à của nước thải tại 25 0 C là 1.10 -3 Ns/m 2

Chọn 4 máy khuấy, mỗi cái có: (Catalogo misce)

- Hiệu FAGGIOLATI mã GM60B1216R1-4C1KA2

- Đường kính cánh khuấy: 400mm

- Số vòng quay: 710 vòng/phút

Bảng 4.10 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 6

7 Đường kính cánh khuấy Di m 0,88

Bảng 4.11 Nồng độ các thông số dòng vào và dòng ra bể điều hòa khuấy trộn

Bể điều hòa khuấy trộn SS BOD 5 COD N P

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

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

Các thông số thiết kế:

Lưu lượng nước thải Q = 140 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 = 44,40 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)

28,86  1,42 (mgO2/mg tế bào) = 40,98 mg/L

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

- Chuyển đổi từ giá trị BOD20 sang BOD5:

BOD5 = BOD20  0,68 = 40,98  0,68 = 27,87 mg/L Vậy: 40,44 (mg/L) = S + 27,87 (mg/L)

❖ Tính hiệu quả xử lý

• Tính hiệu quả xử lý theo BOD5 hoà tan:

• Hiệu quả xử lý của toàn bộ sơ đồ:

Q: Lưu lượng nước đầu vào Q = 140 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):

• Tổng cặn lơ lửng sinh ra trong 1 ngày:

• Lượng cặn dư hằng ngày phải xã đi:

• 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

Lượng nước đưa ra ngoài từ bể lắng đợt II (lượng nước thải ra khỏi hệ thống) được ký hiệu là Qe Đây được coi là lượng nước thất thoát do tuần hoàn bùn không đáng kể Do đó, Qe được xem là bằng với lượng nước đầu vào Q của hệ thống.

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

• Lượng oxy cần thiết trong điều kiện tiêu chuẩn:

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 :

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:

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 = 57,94 (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 = 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 4.12 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 = 4,5  2,5  4,5 m

Từ ống chính chia thành 8 ống nhánh Theo chiều dài của bể là 4,5m ta bố trí như sau: khoảng cách giữa 2 ống nhánh ngoài cùng với thành bể là 0,5m; khoảng cách giữa 2 ống nhánh là 0,5m

❖ Tính toán các thiết bị phụ:

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

Hm = h1 + hd + H = 0,5 + 0,5 + 4 = 5m 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, chọn Vkhí = 15 m/s

Lưu lượng khí cần cung cấp, Qk = 0,05 m 3 /s

 Chọn ống phân phối chính là ống sắt tráng kẽm phi 75mm

Từ ống chính chia thành 8 ống nhánh, lưu lượng khí trên các ống nhánh:

Qn = Qkk/8 = 0,05/6 = 0,00625 m 3 /s Đường kính ống nhánh: d = '

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 = 15 m/s

 Chọn ống phân phối nhánh là ống thép tráng kẽm phi 25mm

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

8 ≈ 2 (đĩa) Khoảng cách giữa các đĩa trên ống: l = B m n − 1 = 2,5

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

Q: lưu lượng nước thải, Q = 0,0016 m 3 /s v: vận tốc nước thải trong ống, chọn vận tốc nước thải trong ống: v = 0,7 m/s (quy phạm v = 0,3-0,7 m/s)

 Chọn ống dẫn nước thải vào bể là ống nhựa HDPE (Công ty Nhựa Bình Minh) có ∅63

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

• Tính toán đường ống dẫn nước thải ra bể:

Qra = Q + Qr = 140 + 115,32 = 255,32 (m 3 /ngày) = 0,003 (m 3 /s) Đường kính của ống:

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

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

Vì thực tế trong phân chỉ có 98% N => mN = 1 x 98% = 0,98 (g)

Lượng N bổ sung trong 1 ngày = 0,98 x Q = 0,98 x 140 x 10 -3 = 0,2 (kg/ngày)

Chi phí mua ure: 0,5g → 20.000 VNĐ

Chi phí cần mua ure mỗi ngày = 0,2 × 20.000

Bảng 4.13.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 0,05

5 Số đĩa phân phối khí N đĩa 16

6 Đường kính ống dẫn khí:

7 Lưu lượng bùn tuần hoàn Qr m 3 /s 115,32

8 Đường ống dẫn nước thải vào D mm 63

9 Thời gian lưu nước 𝜃 Giờ 0,32

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 4.14.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 4.15.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 Trung (m) bình Lớn nhất Trung bình

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= 7m 2

Bể lắng hình trụ-mặt cắt hình tròn

=  =  • Đường kính ống trung tâm: d = 20%D = 20% x 3 = 0,6m

Trong đó: vl: tốc độ chảy của chất lỏng ở vùng lắng trong bể nén bùn kiểu lắng đứng, lấy theo điều 6.10.3-TCXD-51-84: v1= 0,1 mm/s t: thời gian lắng bùn, chọn t = 10h (Bảng 3.12/158/[4])

• Chiều cao phần hình nón: hn ( 0 ) 2 ( 3 0, 2 0 0 ) 1, 7

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, lấy bằng đường kính ống xả cặn, d

• Chiều cao tổng cộng bể lắng II là:

H: chiều sâu phần lắng H = 3,6m hb: chiều cao phần hình nón hn = 1,7m hbv: chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0,3m

• Chiều cao ống trung tâm: h = 60%H = 60% x 3,6 = 2,2m

❖ Kiểm tra lại thời gian lưu nước bể lắng:

= = • Thể tích phần chứa bùn:

• Thời gian lưu giữ bùn trong bể:

− Máng thu nước: nằm dọc theo chu vi bể, làm bằng thép không rỉ, dày 2mm

− 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, chế tạo từ thép không rỉ dày 2mm, đặt song song và có kích thước bằng máng thu nước Tấm chắn cách máng thu nước (0,1-0,2m), thường đặt cách 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 Aerotank:

• Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn:

Qr: lưu lượng bùn tuần hoàn, Qr = 115,32 m 3 /ngày = 0,0013 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 ∅50

• Kiểm tra lại vận tốc: v = 2 2

Qr: lưu lượng bùn tuần hoàn, Qr = 115,32 m 3 /ngày = 0,0013 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 = 0,3KW 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 = 1,5 × N = 1,5 × 0,3 = 0,45 (kW) = 0,6 (HP) Trong đó:𝛽: Hệ số dự trữ

Tính toán các công trình phương án 2

4.2.1 Bể điều hòa sục khí

❖ Kích thước bể điều hòa:

• Thể tích làm việc của bể điều hòa:

V = Qh × t = 5,83 × 4 = 23,32 (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

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

1 Diện tích bề mặt bể F m 2 0,72

5 Thể tích ngăn chứa bùn tuần hoàn V1 m 3 0,8

6 Thể tích ngăn chứa bùn dư V2 m 3 11,74

• Diện tích bể điều hòa:

 Kích thước bể điều hòa: L × B × H = 3m × 2m × 4,5m

• Thể tích xây dựng của bể điều hòa:

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

Bảng 4.21 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 = 27m 3

Bảng 4.22 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 24

 Chọn số đĩa khuếch tán khí trong bể là 4 đĩa

Với diện tích đáy bể 3m×2m, 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 0,5m, các ống cách tường 0,25m

❖ Đường ống chính: d c = √4 × q khí π × v ống = √4 × 0,0054 π × 12 = 0,024 m ≈ 24 mm

 Chọn ống thép không gỉ theo catalogue φ = 25 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 × 0,0054

❖ Đường kính ống nhánh: Ống nhánh đặt vuông góc với ống chính và chạy dọc theo chiều dài bể Chọn ống nhánh dài 3 m, khoảng cách giữa các ống 0,5m, ống cách tường 0,25m

Lưu lượng khí qua ống nhánh: n = 6 ống q khí n =q khí n =0,0054

• 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 = 1,5 × 0,27 = 0,405kW = 0,5HP Trong đó: β: Hệ số dự trữ

Bố trí hai máy thổi khí hoạt động luân phiên nhau, một công tác, một dự phòng

❖ Tính toán đường ống dẫn nước:

• Đường kính ống dẫn nước thải vào bể :

Lưu lượng nước thải đầu vào: Q max h = 5,83 m 3 ⁄h

 Chọn ống dẫn nước thải theo catalogue là ống PVC có ∅ = 50 mm

Trong đó: vận tốc nước thải tự chảy, v = 0,7-1,5 m/s, chọn v = 0,9 m/s [10]

• Kiểm tra lại vận tốc nước trong ống: v = 4 × Q max h π × D 2 × 3600= 4 × 5,83 π × 0,05 2 × 3600 = 0,82 m s⁄

1000 × 0,8 = 0,12 KW 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 × 0,12 = 0,18 kW = 0,24 HP Trong đó:𝛽: Hệ số dự trữ, chọn β = 1,5

Bảng 4.23 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

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 × 370,03 = 610,5 (mg/l)

• Hàm lượng COD không có khả năng phân hủy sinh học: nbCOD = COD – bCOD = 652,06 – 610,5 = 41,56 (mg/l)

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

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 = 140 m 3 /ngày.đêm

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 = 6m bao gồm:

Với: hn: chiều cao lớp nước, hn = 50%H = 50% × 6 = 3m hb: chiều cao lớp bùn, hb = 47%H = 47% × 6 = 2,82m hat: chiều cao an toàn, hat = 0,08H = 0,08 × 6 = 0,48m

• Diện tích mặt bằng bể SBR:

H = = ≈ 6 (m 2 ) Chọn kích thước bể SBR: B × L × H = 2 × 3 × 6 (m)

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

Thời gian lưu nước tổng cộng của bể SBR: tn = 24 1 70 24

Trong đó: n: số lượng bể, n = 1 bể

Vt: thể tích bể SBR, Vt = 70m 3

Q: lưu lượng nước thải cần xử lý, Q = 140 m 3 /ngày.đêm

Chọn thời gian lưu bùn Tb ngày

4.2.2.5 Thể tích phần chứa bùn của bể SBR

• Thể tích phần chứa bùn:

• Lượng bùn có khả năng chứa trong bể SBR:

Mbùn = Vb × 𝛿 × Xb × 10 -3 = 29,4 × 1,02 × 8333,3 × 10 -3 = 250 (kg) Trong đó:

Vb: thể tích chứa bùn, Vb = 29,4m 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 = 57,94 (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 = Ou  h = 7 6 = 42 g O2/m 3 f: hệ số an toàn, chọn f = 1,5

• Số đĩa cần phân phối trong bể:

200  7 (đĩa) Lượng N thiếu: mthiếu = 0,21 (mg/l)

Vì trong thực tế trong phân chỉ có 98% => mcầntt = 0,105 x 98% = 0,1029 (mg) mmua = mcầntt x Q = 0,105 x 140 x 10 -3 = 0,0147 (kg/ngày)

Bảng 4.24 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 12

7 Thời gian lưu bùn Tb ngày 12

Khai toán kinh tế phương án 1

5.1.1 Chi phí xây dựng các công trình

Bảng 5.1 Chi phí xây dựng

STT Hạng mục Số lượng

Nhà dự trữ hóa chất

(*) Cách tính thể tích xây dựng của mương oxy hóa, bể tách dầu mỡ, bể điều hòa, bể Anoxic, bể Aerotank, bể khử trùng, phòng điều khiển, phòng chứa hóa chất:

V = d × (2 × L × H + 2 × B × H + L × B) Trong đó: d: chiều dày tường xây dựng, d = 20cm = 0,2m

Vd: Tính thể diện tích xây dựng bể Aerotank:

Các bể điều hòa, bể Anoxic, bể Aerotank, bể khử trùng, phòng điều khiển, phòng chứa hóa chất tính tương tự

(**) Tính thể tích xây dựng bể lắng đứng: V = V 1 + V 2

V1 : Thể tích xây dựng phần lắng hình trụ (**’)

R: bán kính phần lắng hình trụ, R = 1,5m r = R – d = R – 0,2m = 1,3m 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 r = R – d = R – 0,2m = 1,3m d : chiều dày tường xây dựng, d cm = 0,2m

Vd: Tính thể tích xây dựng của bể lắng đứng

Chi phí khấu hao xây dựng:

Bảng 5.2 Chi phí thiết bị

T Thiết bị Số lượng Xuất xứ Đơn giá Thành tiền

1 Song chắn rác 1 Phú Kiến 1.253.000 1.253.000

Motor giảm tốc (N = 0,4 kW) Bơm hoá chất

Máy thổi khí Đĩa phân phối khí

Bơm bùn Bơm nước thải

Bơm nước thải ra nguồn tiếp nhận

Máy bơm bùn sang bể nén bùn

Máy bơm bùn Máy bơm nước tuần hoàn về hố thu gom

12 Đường ống và các phụ kiện khác 150.000.000 150.000.000

Chi phí khấu hao thiết bị trong 15 năm:

Bảng 5.3 Chi phí nhân công

STT Vai trò Số lượng Lương tháng VNĐ

Chi phí nhân công cho 1 tháng vận hành:

Chi phí điện năng cho hệ thống dự kiến là 150.000.000/ năm với giá 1KW điện 1.400 đồng

Chi phí sử dụng PAC:

Lượng PAC sử dụng hàng ngày:

P = 4√M x Q = 4√400 x 140 x 10 -3 = 11,2 (mg/ngày) (công thức 2.1/19 – Nguyễn Ngọc Dung)

Trong đó: M là độ màu của nước nguồn tính bằng độ theo thang màu, platin, côban

Q là lưu lượng nước thải mỗi ngày (m 3 /ngày) Đơn giá PAC: 11.000 (VNĐ/kg)

Chi phí sử dụng PAC mỗi ngày = 11,2 x 10 -3 x 11000 = 124 (VNĐ)

Bảng 5.4 Chi phí hoá chất

STT Mục đích Hóa chất sử dụng

Liều lượng sử dụng (kg/ngày)

2 Hoá chất keo tụ Phèn nhôm 0,0112 124

Chi phí hoá chất cho 1 năm vận hành:

5.1.5 Chi phí bảo trì và bảo dưỡng

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 r.000.000 + 150.000.000 +4.060.260 +1.703.544 = 227.763.804

5.1.6 Chi phí xử lý 1m 3 nước thải phương án 1

Khai toán kinh tế phương án 2

5.2.1 Chi phí xây dựng các công trình

Bảng 5.5 Chi phí xây dựng

TT Hạng mục Số lượng

Bể điều hoà sục khí

Nhà dự trữ hóa chất

(*) Cách tính thể tích xây dựng của mương oxy hóa, bể tách dầu mỡ, bể điều hòa, bể Anoxic, bể Aerotank, bể khử trùng, phòng điều khiển, phòng chứa hóa chất:

V = d × (2 × L × H + 2 × B × H + L × B) Trong đó: d: chiều dày tường xây dựng, d = 20cm = 0,2m

Vd: Tính thể diện tích xây dựng bể tách dầu mỡ:

Các bể điều hòa, bể Anoxic, bể Aerotank, bể khử trùng, phòng điều khiển, phòng chứa hóa chất tính tương tự

(**) Tính thể tích xây dựng bể lắng đứng: V = V 1 + V 2

V1 : Thể tích xây dựng phần lắng hình trụ (**’)

R: bán kính phần lắng hình trụ, R = 1,6m r = R – d = R – 0,2m = 1,4m 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 r = R – d = R – 0,2m = 1,4m d : chiều dày tường xây dựng, d cm = 0,2m

Vd: Tính thể tích xây dựng của bể lắng đứng

Chi phí khấu hao xây dựng:

Bảng 5.6 Chi phí thiết bị

TT Thiết bị Số lượng Xuất xứ Đơn giá Thành tiền

1 Song chắn rác 1 Phú Kiến 1.253.000 1.253.000

Bơm bùn Bơm nước thải

Bể tiếp xúc khử trùng

Bơm nước thải ra nguồn tiếp nhận

Máy bơm bùn sang bể nén bùn

10 Đường ống và các phụ kiện khác 150.000.000 150.000.000

Chi phí khấu hao thiết bị trong 15 năm:

Bảng 5.7 Chi phí nhân công

STT Vai trò Số lượng Lương tháng VNĐ

Chi phí nhân công cho 1 tháng vận hành:

Chi phí tiền điện cho hệ thống dự kiến là 100.000.000/ năm với giá 1KW điện là 1.400 đồng

Bảng 5.8 Chi phí hoá chất

STT Mục đích Hóa chất sử dụng

Liều lượng sử dụng (kg/ngày)

2 Hoá chất keo tụ Phèn nhôm 0,0112 124

3 Bổ sung N vào bể SBR Ure 0,0147 588

Chi phí hoá chất trong 1 năm:

5.2.5 Chi phí bảo trì và bảo dưỡng

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 = 72.000.000+ 100.000.000 + 1.354.880+ 2.126.056 = 175.480.936 (đồng/năm)

5.2.6 Chi phí xử lý 1m 3 nước thải phương án 2

So sánh 2 phương án và lựa chọn phương án xử lý

Bảng 5.9 Bảng so sánh 2 phương án

Hiệu quả xử lý BOD, SS, COD, độ màu cao

Xử lý được một phần N và P

Bùn ổn định và sinh ra lượng chất rắn sinh học ít

❖ Khuyết điểm: Đòi hỏi diện tích xây dựng nhiều

Dễ tổn thất năng lượng để cung cấp cho hệ thống khí

Có khả năng xử lý BOD, COD, N cao

Lượng cặn lơ lửng trong nước sau lắng còn rất thấp nhờ lắng tĩnh

Không cần tuần hoàn bùn hoạt tính Diện tích xây dựng ít

Có khả năng điều khiển tự động hoàn toàn

Có thể hoạt động như bể selector để giảm tải trọng bùn

Dễ đáp ứng sự dao động về mức độ ô nhiễm

Chất lượng nước thải sau xử lý có thể bị ảnh hưởng nếu thiết bị không được vận hành đúng các yêu cầu kỹ thuật

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

Xử lý đạt cột B QCVN40:2011/BTNMT

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

Vận hành phức tạp Đòi hỏi người vận hành có chuyên môn cao

Nhiều trường hợp khi sửa chữa thiết bị khuếch tán phải tháo khô bể

Chi phi đầu tư Chi phí đầu tư cao Chi phí đầu tư thấp

Xét về công nghệ và vận hành, phương án 1 được đánh giá cao hơn phương án 2 mặc dù chi phí xử lý 1m3 nước thải có cao hơn Chi phí cao hơn, nhưng xét về tính ưu việt về công nghệ, vận hành, phương án 1 tỏ ra vượt trội hơn so với phương án 2 Do vậy, việc lựa chọn phương án 1 để thiết kế và xây dựng được cho là hợp lý.

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

Phải vớt rác tinh trong bể

Nước được xáo trộn hoàn toàn

Nước không vượt giới hạn cho phép

3 Bể Aerotank Không tạo váng 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

5 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 Các nguyên nhân sự cố và cách khắc phục của bơm

Bảng 6.3 Các nguyên nhân sự cố và cách khắc phục của bơm

STT Các sự cố Cách khắc phục

A Bơm không khởi động được

1 Cháy cầu chì Thay thế

2 Công tắc bị rỉ sét Thay thế

3 Động cơ bị chát Thay thế

4 Tiếp điểm của rơle bị bụi bẩn Làm sạch

5 Trục bơm bị nghẹt rác Làm sạch

6 Cánh quạt bị gãy Thay thế

1 Bơm chưa được mồi nước hoàn toàn

Cần kiểm tra mồi nước

2 Có khí xâm thực vào Đuổi khí bằng cách tháo van khí đỉnh bơm

3 Vòng dây quá thấp, đấu dây không đúng, động cơ có khuyết tật,…

4 Cánh bơm bị kẹt Lấy dị vật ra

5 Khớp nối mềm bị hỏng Thay thế

6 Các ổ bi, vòng bị mòn Thay thế

1 Bơm chưa được mồi nước đủ Cần kiểm tra và mồi nước

2 Ống hút, họng thu nước, cánh quạt bị nghẹt

Kiểm tra và loại bỏ dị vật

3 Bơm không tra dầu mỡ theo quy định

4 Trục bơm và động cơ không phẳng và thẳng khi nối khớp Điều chỉnh cho đúng

5 Có hiện tượng khí xâm thực Đuổi khí

6 Có sỏi trong bơm Lấy dị vật ra

6.2.2 Các nguyên nhân sự cố và cách khắc phục của bơm thổi khí

Bảng 6.4 Các nguyên nhân sự cố và cách khắc phục của bơm thổi khí

STT Các sự cố Cách khắc phục

A Bơm thổi khí không khởi động được

1 Cháy cầu chì Thay thế

2 Công tắc bị rỉ sét Thay thế

3 Động cơ bị chát Thay thế

4 Tiếp điểm của rơle bị bụi bẩn Làm sạch

5 Trục bơm bị nghẹt rác Làm sạch

6 Cánh quạt bị gãy Thay thế

7 Roto bị rỉ hoặc có vật thể lạ trong máy

Làm sạch roto, sạch máy

8 Dây curoa bị trượt hoặc bật ra ngoài Điều chỉnh lại độ dãn dât curoa hoặc thay mới

9 Lỗi động cơ Kiểm tra động cơ và nguồn điện

1 Vòng dây quá thấp, đấu dây không đúng, động cơ có khuyết tật,…

2 Cánh bơm bị kẹt Lấy dị vật ra

3 Khớp nối mềm bị hỏng Thay thế

4 Các ổ bi, vòng bị mòn Thay thế

5 Rò rỉ trên đường ống Kiểm tra và hàn hay thay thế

6 Rỏ rỉ van an toàn Điều chỉnh lại van an toàn

7 Trượt dây curoa Xiết chặt lại dây curoa

8 Khe hở ổ đỡ trục Tạo lại khe hở ở ổ đỡ trục thích hợp

C Bơm khí có tiếng ồn

1 Ồn khí động Chọn vận tốc dòng khí ở chu vi bánh xe <

2 Kết cấu bệ móng Cần có đệm cát

3 Cách lắp đặt Kiểm tra không để vật nặng đè lên vỏ

4 Cấu tạo ổ bi không khớp Ổ trượt không nên dùng ổ trượt, tra dầu mỡ

5 Bộ phận truyền động Kiểm tra và dùng bộ truyền đai thẳng

6 Trượt dây curoa Xiết chặt dây curoa

7 Ổ đỡ trục bị mòn Thay ổ đỡ trục

8 Bánh răng bị mòn Thay bánh răng mới

9 Thiếu dầu bôi trơn Thêm dầu nhớt

6.2.3 Các nguyên nhân sự cố và cách khắc phục của bể điều hoà khuấy trộn Bảng 6.5 Các nguyên nhân sự cố và cách khắc phục của bể điều hoà khuấy trộn

Sự cố Nguyên nhân Cách khắc phục

Cánh khuấy không hoạt động

Motor bị cháy, hư hỏng Kiểm tra motor hoặc thay thế

Nguồn điện Kiểm tra CP

Cánh khuấy quay nhưng quá chậm hoặc quá nhanh

Motor giảm tốc Điều chỉnh cho thích hợp Áp lực nước thuỷ tĩnh Điều chỉnh mực nước

Bơm nước thải Xem lại cách khắc phục bơm

Tiếng ồn Motor Kiểm tra motor hoặc thay thế

6.2.4 Các nguyên nhân sự cố và cách khắc phục bể keo tụ, tạo bông

Bảng 6.6 Các nguyên nhân sự cố và cách khắc phục bể keo tụ, tạo bông

Sự cố Nguyên nhân Cách khắc phục Độ đục cao Chất keo tụ quá ít Thí nghiệm jar-test để kiểm tra liều lượng Độ đục ra không đạt yêu cầu Độ đục dòng vào thấp Sửa chữa hệ thống phụ gia Ức chế keo tụ Tăng liều lượng keo tụ, tuần hoàn bùn Độ đục cao với các hạt bông cặn Lắng kém Giảm liều lượng keo tụ Độ đục cao Chất keo tụ quá ít Thí nghiệm jar-test để kiểm tra liều lượng Độ đục đầu ra không đạt yêu cầu Độ đục dòng vào thấp Sửa chữa hệ thống phụ gia Ức chế chất keo tụ Tăng liều lượng keo tụ, tuần hoàn bùn Độ đục cao với các hạt bông cặn Lắng kém Giảm liều lượng keo tụ

Không loại bỏ bùn Lượng keo tụ không đủ Thêm hoá chất cho bể lắng để tăng tỉ lệ lắng bùn

Hình thành bông cặn không tốt

Liều lượng hoá chất không dùng

Ngừng châm hoá chất để kiểm tra xem thiêys bị châm có hoạt động hay không hoặc không bị quá tải, điều chỉnh tốc độ khuấy trộn

Hạt bông hình thành nhưng bị vỡ

Cánh khuấy quá mạnh, vận tốc dòng nước mạnh, bông

Kiểm tra sự xáo trộn trong khu vực keo tụ trong dòng vào bể trước khi vào bể lắng cặn không lắng lắng Sử dụng polymer cho các chất vô cơ

Nhiều chất keo tụ Sự ổn định lại của hạt keo Thí nghiệm jar-test để kiểm tra liều lượng Kết tủa CaCO3 Tích tụ trên ống dẫn vôi Rửa sạch ống định kỳ

Tỷ lệ keo tụ không đúng Máy bơm Xác định lại vị trí đặt bơm Lắp đặt thêm van áp suất trên bơm xả

6.2.5 Các nguyên nhân sự cố và cách khắc phục của bể lắng

Bảng 6.7 Các nguyên nhân sự cố và cách khắc phục của bể lắng

Sự cố Nguyên nhân Cách khắc phục

Bùn lắng không tốt Không phân bố đều dòng vào đến các bể lắng 2

- Hiệu chỉnh sự phân phối bằng cách thay đổi cao độ của máng phân phối trong các ngăn phân phối

- Thay đổi lưu lượng phân phối bằng cách thay đổi thiết kế thuỷ lực của mương phân phối

Tải trọng máng tràn cao dẫn đến vận tốc nước ra lớn lôi cuốn theo nhiều cặn SS

- Sử dụng nhiều máng thu nước và ống dẫn nước ra cho bể lắng

- Nâng cao độ của máng thu nước lên

Bơm hút không bơm được bùn Ống xả bùn đáy bể lắng bị bít tắt

Thông phểu thu bùn và ống dẫn bùn

Bùn bơm ra ít Bơm bùn tuần hoàn hoạt động yếu

- Sửa bơm bùn tuần hoàn

- Thông phểu thu bùn và ống dẫn bùn

Bùn bị xáo trộn Cơ cấu thanh gạt bùn hoạt động không tốt Sửa chữa cơ cấu gạt bùn

- Quá trình khử nitrat không xảy ra hoàn toàn trong công trình phía trước

- Không có vùng (bể) thiếu khí ở trước

Thiếu nguồn cacbon hữu cơ bổ sung vào vùng thiếu khí

- Dòng tuần hoàn từ vùng nitrat hoá về vùng thiếu khí không hoàn toàn (không đủ)

- pH trong vùng thiếu khí không nằm trong khoảng 6,5 đến 8,0

- Quá trình nitrat hoá không

- Bổ sung vùng thiếu khí

- Bảo đảm cung cấp đủ nguồn cacbon hữu cơ bên ngoài vào vùng thiếu khí

- Khi vùng thiếu khí bố trí sau vùng hiếu khí

- Khi quá trình nitrat hoá và khử nitrat xảy ra đồng thời (ví dụ: mương oxi hoá)

- Bổ sung sinh khối có vi sinh vật khử nitrat Đợi một thời gian để quá trình nitrat diễn ra sẽ làm tăng pH

- Giảm hay loại bỏ quá trình xảy ra hoàn toàn trong bể bùn hoạt tính (Aerotank) dẫn đến quá trình nitrat hoá xảy ra trong bể lắng 2

- Nếu hệ thống bùn hoạt tính không được thiết kế cho quá trình nitrat hoá và khử nitrat (trong trường hợp không cần khử amoniac hay nồng độ amoniac thấp) và nếu quá trình nitrat hoá xảy ra trong bể này thì sẽ có thể dẫn đến quá trình khử nitrat diễn ra trong bể lắng 2 nitrat hoá trong bể bùn hoạt tính

- Giảm nồng độ oxy hoà tan (DO) trong bể bùn hoạt tính Giảm tuổi bùn trong hệ thống bằng cách tăng lưu lượng xả bùn dư

Bọt khí bám vào bông bùn

- Nếu hệ thống thổi khí được sử dụng cho bể bùn hoạt tính, khi thổi khí dư sẽ làm cho bọt khí bám vào bông bùn

- Nếu có vùng (bể) thiếu khí phía sau bể bùn hoạt tính, các bọt khí vẫn còn bám vào bông bùn đi vào bể lắng 2

- Giảm mức độ thổi khí

- Bổ sung ngăn thổi khí vào sau bể thiếu khí để giải phóng khí nito ra khỏi bông bùn trước khi chúng đi vào bể lăng

6.2.6 Các nguyên nhân sự cố và cách khắc phục bể Aerotank

Bảng 6.8 Các nguyên nhân sự cố và cách khắc phục bể Aerotank

Sự cố Nguyên nhân Cách khắc phục

Nước có mùi hôi Lượng không khí quá ít Tăng lưu lượng khí

Quá tải trọng Giảm tải

Bùn nổi, vi sinh vật chết

Vi sinh dạng sợi phát triển -Tăng pH, tăng lưu lượng khí

-pH thấp thì vi sinh vật tăng

Thiếu thức ăn Cung cấp thức ăn

Có mặt của nước thải công nghiệp thiếu N và P

Bổ sung N và P bằng các hợp chất thích hợp trong đó N và P phải ở dạng sẵn dùng cho vi sinh vật

Dòng nước thải vào có thời gian lưu chứa lâu trong hệ thống thu gom và vận chuyển nước thải

Sục khí hay vận chuyển ngay

Nước thải đầu vào có nồng độ chất ô nhiễm hữu cơ cao

Bổ sung tác nhân oxy hoá vào hệ thống thu gom và vận chuyển nước thải

Bông bùn mịn li ti Tuổi bùn cao Tăng lưu lượng bùn dư

Lưu lượng khí và cường độ thổi khí quá cao

Giảm lưu lượng và cường độ thổi khí

Thành phần dinh dưỡng không hợp lý Tính toán và bổ sung

Do thiết bị khuấy trộn cơ khí gây ra xáo trộn mạnh quá mức

- Giảm mức độ khuấy trộn

- Hiệu chỉnh kích thước của thiết bị khuấy trộn và tốc độ quay phù hợp với kích thước bể

- Sử dụng bể chứa nước mưa để làm giảm tải trọng lớn (trong hệ thống thoát nước chung)

- Sử dụng bể điều hoà/bể cân bằng Độc chất

- Tăng tuổi bùn và MLSS (giảm lưu lượng xả bùn dư)

- Kiểm soát độc chất tại nguồn thải

- Chứa tạm thời dòng thải có chứa độc chất, xả vào hệ thống xử lý với lượng nhỏ, pha loãng tốt (nếu sinh khối có thể thích nghi và xử lý một lượng nhỏ chất đôcj hại

Bọt và có ván nổi khi ngưng sục khí Vi sinh vật dạng sợi

- Loại bỏ vi khuẩn dạng sợi bằng cách tăng lưu lượng xả bùn dư

- Cho váng bọt nổi đi từ bể bùn hoạt tính vào bể lắng 2

- Loại bỏ váng nổi bằng thiết bị gạt váng nổi trong bể lắng 2

- Phá váng nổi bằng vòi phun nước áp lực cao

- Kiểm soát nguồn thải bằng cách thay chất tẩy rửa đang sử dụng bằng chất tẩy rửa mới dễ phân huỷ sinh học hơn

- Phá váng nổi bằng vòi phun nước áp lực cao

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 6.9 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

KẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN

Em đã hoàn thành tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy Đông dược – Công ty Dược phẩm Quận 3 với công suất 140 m 3 /ngày.đêm có các thông số ô nhiễm đầu vào như sau: pH = 5,5 – 6,2, BOD5 = 500 mg/l, COD = 950 mg/l, SS = 180 mg/l, độ màu = 400, TN = 15 mg/l, TP = 5mg/l, tổng Coliform = 15000 MPN/100ml với các kết quả đặt được như sau:

1 Quy trình công nghệ xử lý: Nước thải sản xuất dược phẩm → 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 dược phẩm→ Song chắn rác thô → Hố thu gom → Bể điều hòa khuấy trộn →Bể keo tụ tạo bông → Bể lắng I

→ Bể Aerotank → Bể lắng II→ Bể khử trùng → Nguồn tiếp nhận

3 Các thông số xây dựng cơ bản của các công trình đơn vị: Song chắn rác (B = 0,3 m),

Hố thu gom (V = 10,42m 3 = 2 × 1,5 × 2,7m; tn = 30 phút), Bể điều hòa (V = 34,98m 3 4 × 2,5 × 4,5m; tn = 6 h), Bể keo tụ tạo bông (V = 3,375m 3 , D = 1,5m, H = 2m; tn = 30 phút), Bể lắng I (V = 44,3m 3 = 4,5 × 2,5 × 4,5m; tn = 10,6h, tb = 2 tháng), Bể Aerotank (V = 1332,5 m 3 = 7 × 4 × 4,5m; tn = 0,32h, tb = 10 ngày), Bể lắng II (D = 3m; H 5,6m; tn = 2h, tb = 2,04h), Bể khử trùng (V = 2,915m 3 = 1,6 × 1,25 × 1,5m; t = 30 phút), Bể chứa bùn (V= 12,8m 3 = 2 × 3,2 × 2), Bể nén bùn (D = 2 m; H = 6,2 m; tb 9h), Máy ép bùn (1 máy)

4 Hiệu suất xử lý của hệ thống: BOD = 92,4 %, COD = 90,5 %, SS = 81 %, TP = 87,2

5 Thông số đầu ra: BOD = 37,91mg/l, COD = 90,02 mg/l, SS = 34,2 mg/l , TN 0 mg/l, TP = 0,64 mg/l

6 Chi phí xử lý cho 1 m 3 nước thải: 5.568 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 khuấy trộn, Bể keo tụ tạo bông, Bể lắng I, Bể Aerotank, Bể lắng II, Bể khử trùng, Hố thu gom

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.