Đồ án: Tính toán - Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chế biến thủy hải sản công suất 1000m3/ngày đêm

Đồ án môn học Xử lý nước thải

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM

Viện KHCN – QLMT

Đồ án môn học

Đề tài

Hàm lượng đầu vào

Lưu lượng trung

COD 1500 Mg/l BOD 1050 Mg/l

Chỉ tiêu TCVN 5945-2005 Đơn vị

ngày đêm

NỘI DUNG

Chương 1: Nguồn gốc phát sinh, thành phần và tác động môi trường của các chất

ô nhiễm trong ngành chế biến thủy hải sản.

Chương 2: Quy trình công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy hải sản

Chương 3: Tính toán – thiết kế qui trình công nghệ xử lý nước thải công suất 1000m 3 /ngày đêm.

Chương 4: Tính kinh tế của qui trình xử lý.

Chương 1

Nguồn gốc phát sinh, thành phần và tác động môi trường của các chất

ô nhiễm trong ngành chế biến thủy hải sản.

Nước thải

Nguyên liệu thô

Sơ chế (chải sạch cát, chặt đầu, lặt dè,

bỏ sống…)

Nướng

Đóng gói

Bảo quản lạnh (-18 0 C)

Phân cỡ, loại

Đóng gói

Bảo quản lạnh

(-180C)

Quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm khô của công ty

Giới thiệu một số quy trình công

nghệ chế biến thủy hải sản

N tc : 57 – 126 mg/L

P tc : 23 – 98 mg/L

Quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm

đông lạnh của công ty Seapimex

Nước thải

Nguyên liệu (tôm, thịt chín ướp lạnh)

Rửa Loại bỏ tạp chất Luộc sơ bộ Đóng vào hộp Cho nước muối vào Ghép mí hộp Khử trùng

Để nguội Dán nhãn Đóng gói

SS : 150 – 250 mg/L COD : 336 – 1000 mg/L Ntc : 42 – 127 mg/L Ptc : 37 – 125 mg/L

Qui trình công nghệ sản xuất các sản phẩm đống hộp của công ty Seapimex

1.2.Thành phần và tính chất

nước thải thủy hải sản

Chất thải rắn

biến tôm, mực, cá, sò có đầu vỏ tôm, vỏ

sò, da, mai mực, nội tạng…

sinh hoạt, các bao bì, dây niềng hư hỏng hoặc đã qua sử dụng với thành phần

đặc trưng của rác thải đô thị.

1.2.Thành phần và tính chất

nước thải thủy hải sản

Chất thải lỏng

 Nước rửa nguyên liệu, bán thành

phẩm, nước sử dụng cho vệ sinh và nhà xưởng, thiết bị, dụng cụ chế

biến, nước vệ sinh cho công nhân

 Lượng nước thải và nguồn gây ô

nhiễm chính là do nước thải trong

sản xuất.

 Tiếng ồn

 Nhiệt độ thường thấp và ẩm hơn so khu vực khác.

1.3.Tác động của nước thải chế biến

thủy hải sản đến môi trường.

Các chất hữu cơ

nguyên thủy sản mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm chất

Chất rắn lơ lửng

 Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc

có màu, nó hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong rêu gây bồi lắng lòng sông, cản trở sự lưu thông

nước và tàu bè…

1.3.Tác động của nước thải chế biến

thủy hải sản đến môi trường.

Các chất hữu cơ

 Oxy hòa tan giảm không chỉ gây suy thoái tài

nguyên thủy sản mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp

Chất rắn lơ lửng

 Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, nó hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong rêu gây bồi lắng lòng sông, cản trở sự lưu thông nước và tàu bè…

1.3.Tác động của nước thải chế biến

thủy hải sản đến môi trường.

bệnh và trứng giun sán trong nguồn nước

là nguồn ô nhiễm đặc biệt

Chương 2

Quy trình công nghệ xử lý

nước thải chế biến thủy hải sản

Ống dẫn nước tuần hoàn

Bể Aerotank

Bể lắng 2

Bể khử trùng

Bể phân hủy bùn hiếu khí

Nguồn tiếp nhận

Đem san lấp mặt đường Đem chôn lấp

ng d n n c Ống dẫn nước ẫn nước ước Ống dẫn bùn

Bể chứa bùn

Thải bỏ, làm phân bón

Máy thổi khí Sân phơi cát

Ống dẫn khí

Phương án 1

 Ưu điểm

• Chiếm diện tích xây dựng

nhỏ hơn bởi số lượng

• Đòi hỏi người quản lý có chuyên môn cao.

• Chi phí vận hành cao vì cần nhiều máy thổi khí nên tốn nhiều năng

lượng.

• Khử nitơ chưa triệt để.

• Dễ bị tắt nghẽn ở bể lọc sinh học.

Phương án 2

Nguồn tiếp nhận

Rửa cát, đem san lấp mặt đường

Ống dẫn nước tuần hoàn

Nước thải

Sân phơi bùn

Bể lọc sinh học cao tải

Phương án 2

 Ưu điểm

• Vận hành tương đối đơn

giản

• Phù hợp cho các loại nước

thải có hàm lượng COD từ

• Chi phí đầu tư cao

• Có sử dụng polymer châm

vào để tăng khả năng tách nước

• Hoạt động phụ thuộc vào

điều kiện môi trường và thời tiết

• Chi phí đầu tư thấp

• Nồng độ cặn khô từ 30%

20%-• Không sử dụng hóa chất

Lựa chọn phương án xử

lý Phương án 3

• Phù hợp với điều kiện khí hậu ở Việt

Nam.

• Vân hành tương đối đơn giản.

• Không xử dụng nhiều hóa chất trong quá

Chương 3 Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải thủy hải sản công suất

1000m3/ngày đêm.

Tính toán lưu lượng

Lưu lượng trung bình ngày đêm:

Lưu lượng theo h:

Tính toán lưu lượng

• Lưu lượng theo s

lý tiếp theo Đây là

công trình đầu tiên

của trạm xử lý nước

thải

SONG CHẮN RÁC

• Chọn vận tốc qua song chắn rác là

• Khoảng cách giữa hai thanh chắn là b = 0.02m

• Độ dày lớp nước trong mương là

• Độ dày của mối thanh chắn: d = 0.005m

• Tính toán số khe của song chắn rác:

• Với k = 1.05 là hệ số tính hiện tượng thu hẹp dòng chảy

• Chọn số khe song chắn rác là 14 khe, số thanh chắn rác

là 15 thanh.

• Bề rộng tổng cộng của song chắn rác:

s m

v  0 5 /

m

h1  0 14

m h

B

Q v

s

s

14 0 35

0

0197

m g

v

V

h s 0 006 6 150

81 9 2

41 0 5

.

0 7

0

1 2

7 0

h h

H  1  s  bv 0.14  0.006  0.3 0.446

SONG CHẮN RÁC

B= 350 mm

b= 0.02

d= 0.005

chất hữu cơ Cát lấy

ra đem đi rửa, qua

sân phơi cát rồi đem

đổ bỏ, hoặc sử dụng

san lấp mặt đường

BỂ LẮNG CÁT

• Chọn thời gian lưu của bể lắng cát ngang:t= 60s

• Chọ vận tốc nước trong bể lắng ngang: =0.2 (m/ s)

• Thể tích tổng cộng của bể lắng cát ngang

• Diện tích mặt cắt ngang của bể lắng cát:

• Chiều rộng của bể lắng cát ngang:

Với H = 0.5 m: Chiều cao công tác của bể lắng cát ngang

0197

0

m v

Q F

n

s

3 maxs 0.0197 30 0.591

0.0985

0.4 0.25

n

F

m H

B

BỂ LẮNG CÁT

• Chia bể lắng cát thành 2 đơn nguyên: n = 2

• Chiều dài của bể lắng ngang:

• Lượng cát trung bình sau mỗi ngày đêm:

Với q: lượng cát trong 1000m nước thải, =0.15m 3 cát/ngaydem

• Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngang trong ngày đêm:

Với t=2 ngày đêm: chu kì xả cát

o

qo

ngaydem m

1000 1000

3 0

SÂN PHƠI CÁT

Nhiệm vụ của sân phơi cát

Rửa cặn bám trong quá trình lắng cát, tránh gây mùi cho cát Đồng thời làm khô cát đem tận dụng trải mặt đường, xây dựng…

• Chiều dài của sân phơi cát: L = 3 m

• Chọn thời gian phơi cát = chu kỳ xả cát: t = 2 ngày.đêm

• Thể tích cát trên sân: W = 0.3 m3

• Tính chiều rộng sân phơi cát:

• Diên tích sân phơi cát: B x L = 0.4mx 3m

BỂ ĐIỀU HÒA

Nhiệm vụ của bể điều hòa

• Giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước do quá trình sản xuất thải ra

không đều

• Tiết kiệm hóa chất để trung hòa nước thải

• Giữ ổn định lưu lượng nước đi vào các công

BỂ ĐIỀU HÒA

 Xác định thể tích bể điều hòa:

Thể tích tích lũy theo giờ

Thể tích tích lũy theo giờ

BỂ ĐIỀU HÒA

• Thể tích lý thuyết bể điều hòa bằng

hiệu đại số giá trị dương lớn nhất và giá trị âm nhỏ nhất của cột hiệu số thể tích tích lũy:

BỂ ĐIỀU HÒA

• Dựa vào số liệu bảng thể tích tích lũy theo

giờ, ta vẽ được biểu đồ tích lũy theo giờ:

Biểu đồ 5.1: Biểu đồ tích lũy

0 200 400 600 800 1000

1200

0 5 10 15 20 25 30

Thể tích tích lũy vào bể Thể tích tích lũy bơm đi

BỂ ĐIỀU HÒA

• Chọn bể có hình dạng tròn: Chiều cao

lớp nước lớn nhất hmax = 4m

• Chiều cao bảo vệ hbv = 0.5m

• Vậy chiều cao tổng cộng:

7 4

6 198 4

4

m H

V

D     





BỂ ĐIỀU HÒA

D= 7,95 m

H=4,5 m

BỂ ĐIỀU HÒA

Tính toán bơm dùng trong bể điều hòa

• Tại bể điều hòa có đặt bơm nhúng chìm để bơm

nước thải qua bể lắng 1, do đó ta phải tính công suất của bơm đặt tại đây.

• Cột áp toàn phần của bơm:

H = 4.5m + 0.3m = 4.8m

• Lưu lượng bơm: Q = 1000 m3/ngày.đêm

• Công suất của máy bơm:

• Công suất thực tế của máy bơm:

kW

gHQ

86400 8

0 1000

1000 8

4 81 9

1 68 0 5 1 5

.

N TT      

BỂ ĐIỀU HÒA

• Xác định hiệu quả khử BOD5 của bể điều hòa:

Tỉ số Trước điều hòa Sau điều hòa

BỂ ĐIỀU HÒA

• Tính toán máy nén khí cho bể điều hòa:

Công suất tính toán của máy nén khí:N = 2.05kW

BỂ LẮNG 1

Nhiệm vụ bể lắng 1

• Loại bỏ các tạp chất lơ lửng

còn lại trong nước thải qua

bể điều hòa Ở đây các chất

lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn

tỷ trọn của nước sẽ lắng

xuống đáy Hàm lượng chất

lơ lửng sau khi qua bể lắng

- Đường kính ống trung tâm:

• Vậy chiều cao tổng cộng của bể lắng đợt 1:

Htc= H+h+ hb = 4m+ 0.5m+0.7m = 5.2m

• Chiều cao ống trung tâm:

• Vậy kích thước bể lắng 1: D x H=5.64m x 5.2m

2 2

3

2 3

25 /

40

/ 1000

m ngay

m m

ngay m

m L

Q A

d 20% 20% 5.64 1.13

m H

h 60% 60%4 2.4

BỂ LẮNG 1

D= 5.64 m

H = 5.2 m

BỂ LẮNG 1

• Kiểm tra lại thời gian lưu nước của bể lắng:

Thời gian lưu nước của bể lắng là: 2.3h > 1.5h

• Tải trọng máng tràn là 56.44 m3/m.ngay < 500

m3/m.ngay.

• Tính toán lượng bùn sinh ra:

- Vậy lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là 1.747

BỂ UASB

Nhiệm vụ của bể UASB

• Làm giảm đáng kể hàm lượng COD, BOD trong nước thải bằng cách sử dụng lớp cặn lơ lửng

(có chứa rất nhiều vi sinh vật yếm khí) trong dịch lên men nhờ hẹ thống nước thải chảy từ phía

dưới lên Đồng thời làm tiền đề cho quá trình xử

lý hiếu khí trong bể aerotank tiếp theo

• Hàm lượng các chất sau khi qua khỏi bể UASB đạt:

BOD = 25% x 789.4 = 197 mg/l

COD = 35% x 1140 = 399 mg/l

SS = 138 mg/l

BỂ UASB

The Netherlands

UASB_Netherland

Các thông số thiết kế bể UASB

•Bùn nuôi cấy ban đầu lấy từ bùn của bể phân hủy

kỵ khí từ quá trình xử lý nước thải sinh hoạt bể

với hàm lượng 30KgSS/m3.

•Tỉ lệ MLVS/MLSS của bùn trong bể UASB=0.75

•Tải trọng bề mặt phần lắng LA = 12m3/m2.ngay

•Ở tải trọng thể tích Lo=3kgCOD/m3.ngay, hiệu

quả khử COD đạt 65% và BOD đạt 75%

•Lượng bùn phân hủy kỵ khí cho vào ban đầu có

TS=5%

•Y=0.04gVSS/gCOD, kd=0.025ngay-1, =60 ngày



BỂ UASB

• Hàm lượng COD vào bể UASB

Co= 80% Cbandau=80% x 1140 =912mg/l

• Hàm lượng COD vào bể UASB

BODo=80%BODbandau=80% x 789.4= 789.4mg/l

Diện tích bề mặt phần lắng:

2

33

83 12

1000

m L

Q A

BỂ UASB

• Thể tích ngăn phản ứng bể UASB

vậy cạnh mỗi đơn nguyên có chiều dài là

304 1000

/ 3

/ 912 /

1000

m ngay

m KgCOD

m g

A

5

33

V

33

BỂ UASB

• Chọn tại mỗi bể gồm 2 phểu thu khí

• Mỗi phểu có chiều cao 1.5 m.

• Đáy phểu thu khí có chiều dài bằng cạnh

đơn nguyên:

• l = W = 4.1 m và chiều rông w = 1.7m

• mỗi đơn nguyên có 8 ống phân phối khí vào,

diện tích trung bình cho một đầu phân phối:

dau

m đau

BỂ UASB

• Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể (TS

= 5%)

tan 4

182

1000

tan

1 05

0

304 /

kgSS TS

Q S

S

Y P

c d

KgSS kgSS

kgVS

ngay

kgVS C

P Q

ss

w

/ 30

/ 75

0

/ 6

.

12 75

0

m kgSS

ngay m

C Q

/ 8

.

16

/ 30

/ 56

BỂ AEROTANK

Nhiệm vụ của bể aerotank

Bể aerotank sử dụng hệ

thống sục khí xáo trộn

hoàn toàn có nhiêm vụ

hòa tan oxi kết hợp với

bùn hoạt tính giúp khử

hoàn toàn hàm lượng

BOD, COD trong nước

thải được đưa từ bể

UASB qua.

BỂ AEROTANK

• Xáo trộn và khuếch tán oxi bằng phương

pháp sục khí

• Chiều cao lớp nước trong bể 4.57 – 7.62m để

việc khuếch tán khí đạt hiệu quả cao

• Chiều cao bảo vệ (từ mặt nước đến đỉnh bể)

từ 0.3 – 0.6m

• Dòng chảy nút xáo trộn nhờ dòng chảy xoắn

thì chiều rộng bể phải phụ thuộc vào chiều cao

• H : B = (1.1 – 2,2):1 (thường chọn 1,5 – 1)

X Q

QX 0  th th   th

BỂ AEROTANK

6 ,

0 3000

• B1) Xác định BOD5 của nước thải đầu

vào và đầu ra aeroten

• B2) Tính BOD5 hòa tan trong nước ở

Các bước tính toán cho aeroten

xáo trộn hoàn toàn

Các bước tính toán cho aeroten

xáo trộn hoàn toàn

• B6) Xác định lưu lượng bùn thải

• B7) Xác định lưu lượng bùn tuần hoàn.

• B8) Xác định thời gian lưu nước của bể

aeroten

• B9) Xác định lượng không khí cấp cho

Aeroten , số lượng thiết bị khuếch tán khí , ống dẫn khí

• B10) Tính toán ống dẫn nước thải , ống

dẫn bùn vào bể

B1) Xác định BOD5 của nước thải đầu vào và đầu ra aeroten

• Qtbngay = 1000m3/ngàyđêm

• Hàm lượng COD = 399 mg/l

• Hàm lượng BOD5 ,La = 197mg/L

• Hàm lượng SS, C=138 mg/L

B2) Tính BOD5 hòa tan trong

nước ở đầu ra

• BOD5 (ra) = BOD5 hòa tan trong nước đầu ra + BOD5 của

chất lơ lửng trong nước đầu ra.

• Tính BOD5 của chất lơ lửng trong nước đầu ra

+ Phần có khả năng phân hủy sinh học của chất rắn sinh học ở đầu ra là

• 0.6 x 30mg/L = 18mg/L

+ BODL của chất rắn có khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra là

• 18mg/L x 1,42 mg O2 tiêu thụ / mg tế bào bị oxi hóa =

B3) Xác định hiệu quả xử lý

• Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan

• Hiệu quả xử lý tính theo tổng cộng

%

96 197

/ 62

12 /

/ 30

X

L L

Y

Q W

c d

t a

tbngay c

m

m H

B

W

3.445

.6

87

Thông số của aerotank

B5) Xác định lượng bùn dư thải

bỏ mỗi ngày

• Lượng sinh khối gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS

• Lượng sinh khối tổng cộng tính theo MLSS

4

61 8

kg g

L L

61

10

62 12 197

1000 333

.

0 /

l mgSS ngay

m ngay

kg

C Q

P

/75

.46

10/

30/

1000/

75

B6) Xác định lưu lượng bùn thải

ngaydem m

X

X Q

X W

Q

c

ra ra

c b

/ 5

12

3000 10

24 1000

10 3000

87 204

B7) Xác định lưu lượng bùn tuần

hoàn.

• Từ tỷ số tuần hoàn

6 ,

0 3000

B8) Xác định thời gian lưu nước

của bể aeroten

• W:Thể tích công tác của bể aerotank

• Q: Lưu lượng trung bình.

h h

ngay

ngay m

m Q

W

5917

.4

20487

0

/1000

87

B9) Xác định lượng không khí cấp cho Aeroten , số lượng thiết bị khuếch tán

phut m

phut m

M f

/ 11670 /

67 11

/ 835

5

2

3

3 )

Số lượng thiết bị khuếch

tán khí

• Cường độ thổi khí 200 L/phút.đĩa = 12

m3/giờ.đĩa

• Ta chọn số đĩa n = 54 đĩa mà vẫn đảm

bảo hiệu suất xử lý của bể (đặt theo

chiều dài 9 đĩa và chiều rộng đặt 6 đĩa, các đĩa cách nhau 872mm)

dia dia

ph l

phut

l I

Q

/

Công suất máy nén khí tính theo

công thức

• q : Lưu lượng không khí, q = 0,528m3/s

  : Hiệu suất máy nén khí;  = 0,7 – 0,9 chọn

97 27

8 0 102

528

0 1

504

1 34400

102

1 34400

29 0

29 0

Đường ống dẫn nước thải và

Thông số của bể aerotank

Số đĩa phân phối khí 54 đĩa Ống dẫn khí

Đường kính ống chính

Đường kính ống nhánh

140mm 45mm

Thời gian lưu nước,  5h

Lưu lượng bùn tuần hoàn, Q th 600m 3 /ngày Ống dẫn nước thải , đường kính D 125mm Ống dẫn bùn tuần hoàn, đường kính D’ 140mm

BỂ AEROTANK

BỂ LẮNG 2

Nhiệm vụ của bể lắng 2

Lắng tồn bộ lượng bùn

sinh ra trong bể lắng

aerotank, đồng thời tuần

hồn lượng bùn hoạt tính

cần thiết đã lắng quay trở

về bể aerotank để tiếp tục

quá trình phân giải các

hợp chất hữu cơ Sau khi

qua bể lắng 2 và qua khử

trùng nước thải đạt tiêu

chuẩn cho phép để thải

vào nguồn thải. Rốn bể chứa bùn

Máng thu váng nổi

Ra Vào

tới xlý bùn

BỂ LẮNG 2

bằng ứng với lưu lượng trung bình tính theo công

thức

• Diên tích mặt thoáng của bể trên bề mặt ứng với lưu

lượng lớn nhất tính theo công thức

• Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng bùn là

) (

40 25

L

Q A

30 1000

7 9

3000 )

25 8

70 ( )

L

S Q

45 38

8 1 45 (

4 )

8 1 45

04 0 04

.

0 4

2

0 4

2 1

2 2

2

m A

Tính toán ống trung tâm

• Đường kính ống trung tâm

• Chiều cao ống trung tâm

• Kích thước ống trung tâm

d x h = 1.24 x 2.1 m

) (

24

1 72

7 16

0

BỂ LẮNG 2

D= 7.72 m

H = 5.3 m

Kiểm tra thời gian lưu nước tại

bể lắng 2 Thể tích phần lắng: 160 m3

Thời gian lưu nước

m Qtb

Q

V t

r

4

2 /

6 41 25

Tính toán máng tràn

• Chiều dài máng tràn:

• L = 0.8 x 7.72m = 6.2 m

• Chọn tấm xẻ khe hình chữ V, góc đáy

90o để điều chỉnh độ cao mép máng

Chiều cao hình chữ V l 5 cm, đáy chữ V

là 10 cm, khoảng cách giữa các đỉnh là

20 cm.

• Chiều cao mực nước h trong khe chữ

V: 44.8 mm <50 mm(phù hợp TC)

BỂ KHỬ TRÙNG

Nhiệm vụ

Khử trùng nước thải

nhằm phá hủy, triệt bỏ

các lọai vi khuẩn gây

bệnh nguy hiểm chưa

được hoặc không thể

khử bỏ trong quá trình

xử lý nước

BỂ KHỬ TRÙNG