ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

Ngày nay, công nghiệp nước ta ngày càng phát triển và đã đóng góp đáng kể vàongân sách nha nước. Bên cạnh những mặt tích cực, sự phát triển này cũng gây ra không ít những mặt trái cần quan tâm. Đó là sự phát sinh các chất thải độc hại khác nhau gây ra các tác động môi trường như biến đổi khí hậu. Làm tăng nhiệt độ khí quyển, ảnh hưởng đến sức khỏe con người... do đó cần phải có các biện pháp về quản lí và kĩ thuật để đảm bảo cho các ngành công nghiệp phát triển đồng thời cũng đảm bảo việc vệ sinh an toàn môi trường.

LỜI GIỚI THIỆU

Ngày nay, công nghiệp nước ta ngày càng phát triển và đã đóng góp đáng kể vàongân sách nha nước Bên cạnh những mặt tích cực, sự phát triển này cũng gây ra không ítnhững mặt trái cần quan tâm Đó là sự phát sinh các chất thải độc hại khác nhau gây racác tác động môi trường như biến đổi khí hậu Làm tăng nhiệt độ khí quyển, ảnh hưởngđến sức khỏe con người do đó cần phải có các biện pháp về quản lí và kĩ thuật để đảmbảo cho các ngành công nghiệp phát triển đồng thời cũng đảm bảo việc vệ sinh an toànmôi trường

Ngành công nghiệp dệt nhuộm cũng không nằm ngoài xu hướng chung này.Ngành đã đầu tư nhiểu trang thiết bị Máy móc, sử dụng nguyên liệu nhập từ các nước cho nên không chỉ tăng năng xuất mà chất lượng sản phẩm cũng thay đổi đáng kể Chođến nay, ngành đã trở thành một ngành công nghiệp có vi trí quan trọng trong nền kinh tếquốc dân Nhưng bên cạnh đó Dệt nuộm cũng là ngành gây ô nhiễm môi trường nhiềunhất do lưu lượng nước thải lớn, chứa nhiều chất hữu cơ khó phân hủy sinh học, có chứakim loại nặng Độ màu cao với đặc tính như thế việc xử lý nước thải dệt nhuộm là việclàm hết sức cần thiết

Mục đích của đồ án:

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

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY DỆT NHUỘM

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

Quy trình công nghệ của nhà máy có một số công đoạn sử dụng hóa chất và tạo ra nướcthải, như sau:

Chuẩn bị nguyên liệu

Hồ sợi

Chuẩn bị nhuộm(rũ hồ nấu tẩy)

GiặtCầm màu

Hồ văng

Kiểm gấp

Đóng kiện

Nguyên liệu

Nguyên liệu cho nhà máy chủ yếu là các loại sợ tự nhiên ( sợi cotton ), sợi tổng hợp ( sợiPoly ester ), và sợi pha

Hồ sợi:

Hồ sợi bằng hồ tinh bột và hồ biến tính để tạo màng hồ bao quanh sợi, tăng độ bền trơn

và độ bóng của sợi để có thể tiến hành dệt vải Ngoài ra còn có dùng các loại hồ nhân tạonhư po;yvinyalcol(PVA), polyacrylat,

Chuẩn bị nhuộm:

Đây là công đoạn tiền xử lí vải và quyết đinh các quá trình nhuộm về sau: vải một đượctiền xử lí tới nơi đảm bảo được độ trắng cần thiết Đảm bảo cho thuốc nhuộm bám đềulên mặt vải và giữ được độ bền trên đó Các công đoạn chuẩn bị nhuộm bao gồm : lậtkhâu, đóng lông Rũ hồ, nấu tẩy

Công đoạn nhuộm:

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

Công đoạn in hoa:

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

Công đoạn sau in hoa:

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

2.Giặt: sau khi nhuộm và in vải được giặt nóng và lạnh nhiều lần để loại bỏ tạp chất haythuốc nhuộm, in dư trên vải

Công đoạn văng khô hoàn tất:

Văng khô hay hoàn tất với mục đích ổn định kích thước vải, chống nhàu và ổn định nhiệt.Trong đó sử dụng một số hóa chất chống màu, chất làm mền và hóa chất như meetylit,axit axetic, formaldehyt

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

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

Nguồn nước thải phát sinh trong nhà máy là từ công đoạn hồ sợi, rũ hồ, nấu tẩy, nhuộm

và hoàn tất Tuy nhiên do đặc điểm của nghành dệt nhuộm là công nghệ sản xuất gồmnhiều công đoạn, thay đổi theo mặt hàng nên việc xác định thành phần tính chất lưulượng nước thải gặp nhiều khó khăn

III NƯỚC THẢI TỪ NHÀ MÁY DỆT NHUỘM A

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

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

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

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

1 Lưu lượng nước thải sản xuất của nhà máy:

,

x h m

= 22,22 l/s

Trạm xử lí làm việc 3 ca/ngày, 24/24

Qbơm = QTB

h = 33,33 m3/h

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

oC

80050020020509,319,15

40 – 50oC

7 - 9

3 Yêu cầu đối với nước thải đầu ra:

Dựa vào:

- Lưu lượng thải của nhà máy Q = 800 m3/ngd

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

Ta có yêu cầu nước thải đầu ra, theo TCVN 6984:2001 – chất lượng nước – tiêu chuẩnnước thải công nghiệp thải vào khu vực nước sông dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh,như sau:

pH 6 – 8,5

2 thông số tổng N và nhiệt độ không được quy định trong TCVN 6984:2001, nên đượclấy theo TCVN 5945: 1945 – nước thải công nghiệp – tiêu chuẩn thải

Chương II: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CHO HỆ THÔNG XỬ LY

NƯỚC THẢI SẢN XUẤT NHÀ MÁY DỆT NHUỘM

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

,

x h m

Song chắn rác thô

Hầm bơm tiếp nhận

Máy sàng rác tinh

Bể điều hoà

Bể trung hoà

Bể Aeroten

Bể lắng II

Bể trộn cơ khí

Bể tạo bông

Ngăn chứa bùn

Máy ép bùn dây đai

Bãi chôn lấp Cống chung

I THUYẾT MINH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

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

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

Từ hầm bơm tiếp nhận, nước được bơm lên bể điều hoà, nhờ bơm đặt chìm dưới hố thu

Trước khi qua bể điều hoà nước thải qua máy sàng rác tinh để được giữ lại những rác kíchthước nhỏ d> 0,25mm

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

- Từ bể điều hoà nước thải được bơm qua bể trung hoà, tại đây châm thêm dung dịch axit

H2SO4 98%và dinh dưỡng nhằm tạo điều kiện thích hợp cho sự phát triển của vi sinh

- Nước thải sẽ được bơm qua bể aeroten, hoà trộn cùng với lượng bùn tuần hoàn từ bể lắng

II, tại bể có tiến hành sục khí cung cấp oxy cho vi sinh hoạt động

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

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

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

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

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

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

- Phần bùn sau khi nén được đưa vào bể chứa bùn Từ bể chứa bùn, bùn sẽ được bơm quamáy ép băng tải, để tiếp tục được làm giảm thể tích Trong quá trình ép bùn có cho thêmvào polyme để tăng cường quá dính bùn

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

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

II LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ:

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

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

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

Nước thải sau khi xử lí sinh học :

+ BOD5 đầu ra = 45mg/l (hiệu quả khử BOD5 là 90,98%)

+ COD đầu ra 312 mg/l (hiệu quả khử COD là 61%)

+ Độ màu = 1025 Pt – Co (hiệu quả khử màu là 50%)

+ SS đầu ra = 55 mg/l (hiệu quả khử SS là 72,2%)

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

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

Các thí nghiệm tiến hành với phèn nhôm có các chất trợ keo tụ là PAC thì điều kiện tối

ưu được xác định là: pH tối ưu 5 - 5,5 , hàm lượng phèn tối ưu 800mg/l, hàm lượng PAC

là 40 mg/l

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

+ pH = 6,5

+ COD = 65mg/l (hiệu quả khử COD là 79%)

+ Độ màu = 82 Pt- Co (hiệu quả khử màu là 92%)

Chương III: TÍNH TOÁN HỆ THÔNG XỬ LÍ NƯỚC THẢI SẢN

XUẤT NHÀ MÁY DỆT NHUỘM A

1 S ONG CHẮN RÁC THÔ :

1.1 Nhiệm vụ:

Song chắn rác giữ lại các chất rắn có kích thước lớn như : nhánh cây, lá cây, giấy, vảivụn, bao nilông,…tránh gây nghẹt bơm hay cản trở các công trình xử lí phía sau

SCR chế tạo từ thép không rỉ

SCR làm sạch bằng thủ công

1.2 Tính toán:

Số khe hở của song chắn rác:

h b V

qsmax: Lưu lượng lớn nhất giây qsmax = 0,0222 m3/s

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

h : Chiều sâu lớp nước qua song chắn lấy bằng độ đầy mương dẫn, h = 0,2 m

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

K0 : Hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy do hệ thống cản rác, K0 = 1,05

2,0016,06,0

0222,

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

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

Bs = 0,008 × (13 –1) + 0,016 × 13 = 0,304(m)

Chọn Bs = 0,3 m

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

Vkt = B q h

s× = 0,3 0,2

0222,0

× = 0,37 (m/s)Tổn thất áp lực qua song chắn :

2 maxξ

008 , 0 42 ,

β : Hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh Tiết diện chữ nhật β = 2,42

α : Góc nghiêng đặt song chắn so với phương ngang α = 600

81,92

6,0832,

25,03,0

tg 0,07 (m)

Trong đó:

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

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

Chiều dài ngăn đoạn thu hẹp sau song chắn: L2 =

21

L

= 0,035 (m)

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

Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác :

L = L1 + L2 + L3 = 0,07 + 0,035 + 1,09 = 1,195 (m)

Chiều cao xây dựng ngăn đặt song chắn rác :

Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế

3 Chiều rộng mương dẫn nước vào m 0,25

5 Chiều dài đoạn kênh trước song chắn m 0,07

6 Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn m 0,035

7 Chiều dài mương đặt song chắn m 1,09

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

Lượng rác sinh ra :

/ 6 10 1000 150 100

ngd kg x

x x

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

Thể tích rác được lấy:

ngd m G

96200100

)4100(

Hàm lượng BOD5 còn lại:

./485100

97500100

)3100(

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

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

=

=

14,3

*2

0222,0

*4

Chọn loại ống dẫn nước thải là ống PVC , đường kính của ống Ø140

2 HẦM BƠM TIẾP NHẬN:

2.1 Nhiệm vụ :

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

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

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

2.2 Tính toán :

Thể tích hữu ích của ngăn tiếp nhận:

60

10992,

xt Q hi

Trong đó:

t: thời gian lưu nước, t € (10 – 30) phút, chọn t = 10 phút

Chọn chiều sâu hữu ích hhi = 2,5m

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

Vậy chiều sâu tổng cộng:

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

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

Đường kính hầm bơm tiếp nhận là:

m h

V D

hi

5,214,3

332,134

Bơm từ hầm bơm tiếp nhận lên bể điều hoà:

Chọn 2 máy bơm nhúng chìm hoạt động luân phiên

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

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

Công suất bơm:

ρ1000

gH Q

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

Chọn bơm có công suất 3,4 kW

3 MÁY SÀNG RÁC

3.1 Nhiệm vụ

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

Máy được đặt trên hành lang bể điều hòa

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

Hiệu quả khử cặn lơ lửng, %

Tải trọng, lít/m2.phút

Kích thước mắt lưới, mm

Tổn thất áp lực, m

Công suất motor, HP

Chiều dài trống quay, m

Đường kính trống, m

5 - 25

400 - 12000,2 - 1,21,2 - 2,1

5 - 25

600 – 46000,25 – 1,50,8 – 1,40,5 – 31,2 – 3,70,9 -1,5Chọn lưới quay

100060

1

/600

/992,

3 2

3 max

m m

L x phut

h x phut m L

h m L

Q A

A

=Chọn đường kính trống 0,9m; chiều dài trống 1,1m

Diện tích thực tế:

Att = 3,14 x 0,9 x 1,1 = 3,11m2

Tải trọng làm việc thực tế:

100060

111

,3

/992,

3 2

3

phut m L m

L x phut

h x m

h m A

Q L

Chọn máy thích hợp có:

+ Kích thước khe 0,25 mm

+ Đường kính tang trống 0,9 m

+ Chiều dài trống 1,1 m

4 BỂ ĐIỀU HÒA

4.1 Nhiệm vụ

Lưu lượng nước thải và nồng độ chất bẩn trong nước thải từ nhà máy thay đổi theo giờnên bể điều hóa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ chất bẩn cho tương đối ổnđịnh cho các quá trình xử lý sau này

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

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

4.2 Tính toán

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

Thể tích bể cần thiết là:

.40024

1280024

3

m x

xt Q V

tb ngay

Chia làm hai đơn nguyên, mỗi đơn nguyên có kích thước:

Dài x rộng = 10m x 6mChiều sâu mực nước: H = 4mChiều cao bảo vệ: Hbv = 0,5mChiều cao tổng cộng của bể: Ht = 4,5mThể tích bể lúc này:

Vthực = 2 (10 x 6 x 4) = 480 m3

Tính toán lượng khí cần để xáo trộn trong bể:

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

Lượng khí nén cần thiết cho xáo trộn:

qkhí = R x Vct = 0,012 m3/phút.m3 x 400 m3 = 4,8 m3/phút = 288 m3/h = 80l/s

Chọn thiết bị khuếch tán khí là ống PVC khoan lỗ, được bố trí theo chiều dài, có lưulượng khí 80 l/phút.cái

Các lỗ bố trí ở mặt dưới ống

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

Tính toán ống dẫn khí:

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

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

Lưu lượng khí trong mỗi ống nhánh nhỏ:

x

h m x

q khí

/8,282

5

/28825

3

3

=

Chọn vận tốc khí trong ống là 10m/s

Đường kính ống chính:

=

=π

V

q

D 4 khí

14,3

*10

08,0

*

4 = 0,101 m = 101mm

Trong đó:

qkhí: lưu lượng khí đi trong ống; 0,08 m3/s

V: vận tốc khí đi trong ống; 10m/s

Chọn ống có đường kính 100mm

Đường kính ống nhánh:

08,0

*4

= 0,0714 m = 71,4mm

Trong đó:

qkhí : lưu lượng khí đi trong ống; 0,08/2 m3/s

V : vận tốc khí đi trong ống; 10m/s

Chọn ống có đường kính 80mm

Đường kính các ống nhánh:

=

=

14,3

*10

008,0

*4

Chọn ống có đường kính 32mm

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

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

Lưu lượng khí qua một lỗ:

x x

xd x

14,

=

=

=Số lỗ trên một ống:

43678,0

8,

q

Số lỗ trên 1m chiều dài ống:

3,410

,4

=

Tính toán máy nén khí:

Áp lực cần thiết cảu máy nén khí:

Hm = h1 + hd + H

Trong đó:

+ h1 : tởn thất trong hệ thớng ớng vận chuyển h1 = 0,4m (gờm tởn thất áp lực do ma sátdọc theo chiều dài trên đường ớng dẫn và tởn thất cục bợ qua máy nén khí, các phụ tùngnới ớng nhưu tê, cút, van mợt chiều, thiết bị chớng ờn, lọc khí…

+ hd: tởn thất qua lỗ phân phới khí hd = 0,5m

+ H: đợ sâu ngậm nước của ớng khuếch tán khí H = 4m

Hm = 0,4 + 0,5 + 4 = 0,49 mNăng suất yêu cầu của máy: Q = 0,1 m3/s

Cơng suất của máy nén khí:

283 , 0 1

2

P

P ne

GRT

Pmáy

Trong đó:

+ Pmáy: cơng suất yêu cầu của máy nén khí, kW

+ G: trọng lượng của dòng khơng khí, kg/s

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

+ R: hằng sớ khí, R = 8,314 KJ/K.mol˚K

+ T: nhiệt đợ tuyệt đới của khơng khí đầu vào, T = 298˚K

+ P1: áp suất tuyệt đới của khơng khí đầu vào, P1 = 1 atm

+ P2: áp suất tuyệt đới của khơng khí đầu ra

= 0,283 (K = 1,395 đới với khơng khí)

+ 29,7: hệ sớ chuyển đởi

+ e: hiệu suất của máy, chọn e = 0,7

x x

x x

Sử dụng 2 máy thổi khí (1 máy hoạt động, 1 máy dự phòng), chọn áp lực H = 6m

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

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

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

=

=

14,3

*2

0222,0

*4

Đường kính của ống ø120

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

Đường kính của ống ø90

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

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

Đường kính của ống ø80

Đường kính ống ra khi gộp chung là:

Đường kính của ống ø120

Bơm từ bể điều hòa sang bể trung hòa:

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

Q = 800m3/ngày = 33,33 m3/h = 0,009m3/s

Lưu lượng mỗi máy bơm Qb = 16,67m3/h

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

Công suất bơm:

η: hiệu suất của bơm η = 0,8

Chọn bơm có công suất 0,331 kW

5 NGĂN TRUNG HÒA

5.1 Nhiệm vụ:

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

5.2 Tính toán

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

Thời gian khuấy trộn: 60s

Cường độ khuấy trộn: G = 800 s-1

Nhiệt độ nước: 20˚C.

Thể tích bể trộn cần: V = 60 x 0,009 = 0,54 m3

Bể trộn tròn: h = 1,5m ; d = 0,8m

Trong bể đặt 4 tấm chắn để ngăn chuyển động xoáy của nước, chiều cao tấm chắn 1,4m ,chiều rộng 0,8m (= 1/10 đường kính bể)

Dùng máy khuấy tuabin bốn cánh nghiêng góc 45˚ hướng lên trên để đưa nước từ dướilên

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

Máy khuấy đặt cách đáy 0,35m

Chiều rộng cánh khuấy = 0,75m

Chiều dài cánh khuấy = 0,09m

Năng lượng cần truyền vào nước:

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

Hiệu suất động cơ: 0,7

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

Số vòng quay:

3 / 1 5

3 / 1

K

P

n

Phải có hộp giảm tốc cho động cơ

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

6.2 Tính toán

Đặc tính cảu dòng nước thải trước khi vào bể aerotank:

COD = 800 mg/lBOD5 = 455 mg/lĐộ màu = 1200 Pt – Co

SS = 144,4 mg/l

Các thông số thiết kế:

• Lưu lượng nước thải Q = 800 m3/ngày đêm = 0,009 m3/s

• Nhiệt độ nước thải duy trì ở trong bể 20oC

• Nồng độ chất rắn bay hơi hay bùn hoạy tính (MLVSS) được duy trì trong bể là

• Nồng độ bùn hoạt tính tuấn hoàn là 7500 mg/l

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

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

• Hệ số phân hủy nội bào Kd= 0,06 ngày-1

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

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

• Nước thải sau xử lý:

BOD5 đầu ra = 45 mg/l

COD đầu ra = 312 mg/l

SS đầu ra = 55 mg/l, trong đó có 65% cặn có thể phân hủy sinh học

• Trong đó:

Q, Qr, Qw, Qe: Lưu lượng nước đầu vào, lưu lượng bùn tuần hoàn, lưu lượng bùn xả

và lưu lượng nước đầu ra, (m3/ngày)

S0,S: nồng độ chất nền(tính theo BOD5) ở đầu ra vào và nồng độ chất nền sau khibể Aratank và bể lắng, mg/l

6.2.1 Xác định hiệu quả xử lý của bể:

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

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

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

Bể lắngBể Aerotank

Qe, S, Xe

Q, S0, Xo

Qr, Xr, S

Qw,Xr

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

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

Do đó lượng chất hưu cơ tính theo BOD là:

1,42 * 19,5 = 27,69 mg/lLượng BOD5 có trong chất rắn lơ lửng ra khỏi bể lắng:

*455

45455

=

−

=

tc E

Hiệu quả xử lý BOD5 phải thiết kế (theo BOD5hào tan):

%25,94100

*455

17,26

=

ht E

6.2.2 Xác định thể tích bể Aeroten

Thể tích bể được tính theo công thức:

) 1

.(

) (

.

c d

c

K X

S S Y Q V

θ

θ+

S0: Hàm lượng BOD5 đầu vào

S :Hàm lượng BOD5 đầu ra

Diện tích bề mặt bể:

25,1024

410

m

=Chia làm 2 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên có kích thước:

Dài * rộng = 9m * 6m

Vậy kích thước bể aeroten :

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

Trong đó chiều cao dự trữ là 0.5m

6.2.3 Xác định thời gian lưu lượng:

5125,0800

6.2.4 Xác định lượng bùn xả ả hàng ngày:

• Hệ số tăng trưởng của bùn:

375 , 0 10

* 06 , 0 1

6 , 0

+

= +

=

c d obs

K

Y Y

θ

• Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày tính theo MLVSS:

)17,26455(800

*375,0)(

=Y Q S S

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

81,1608

,0

65,1288

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

= 160,81 – (800 x 55 x 10-3) = 116,81kgSS/ngày

• Lượng bùn xả ra được tính :

r r T xa c

X Q X Q

X V

*7500

10

*24

*8003000

*410

m X

X Q X V Q

c T

c r r

θ

θ

/NgàyTrong đó:

V : thể tích bể aeroten, = 410 m3

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

Qr : lưu lượng nước ra khỏi bể 2, xem như bằng lưu lượng vào bể (nước theo bùnkhông đáng kể)

Xt : nồng độ chất rắn bay hơi trong bùn tuần hoàn lại bể, = 0,8 * 7500 = 6000mg/l

Xr nồn độ chất rắn bay hơi VSS có trong bùn hoạt tính SS trong nước ra khỏi bểlắng 2 , = 0,8 * 55 = 44 mg/l

6.2.5 Xác định lượng bùn tuần hoàn lại bể:

• Nông độ bùn hoạt tính trong bể aeroten luôn duy trì ở giá trị 3000 mg/l, ta cóphương trình cân bằng như sau:

T T T

,0

*7500

3000

X X

*5125,0

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

• Tải trọng thiết kế của bể:

* 0

V

S Q

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

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

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

• Tính lượng oxy cần theo tiêu chuẩn:

OCo =

f

S S

-1,42Px = 1,42*128,65

68,0

10)17,26455(

−

= 322kg O2/ngày

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

• Lượng O2 cần thực tế:

Oct = OCoβ α

1

20 x C C

C l sh

s

−Trong đó:

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

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

Cs: DO bão hòa trong nước ở nhiệt độ làm việc 20oC: 9,08 mg/l

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

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

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

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

f: hệ số an toàn f = 1,5

10.28

9,589

− 1,5= 31,602.103 m3/ ngày = 1316,7 m3/giờ = 0,37m3/s

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

Q = Qkk / V = 1316,7 m3/giờ/ 410 m3 = 3,21m3/m3.giờ = 54 lit/m3.phút

Vậy lượng khí cấp cho quá trình hoạt tính cũng đủ cho nhu cầu xáo trộn hoàntoàn

6.2.8 Xác định công suất máy nén khí:

Áp lực cần thiết của máy nén khí:

Hm = hl + hd + H

Trong dó

hl : Tởn thất trong hệ thớng ớng vận chuyển hl = 0,4m

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

H : Đợ sâu ngậm nước của ớng khuếch tán khí H = 4m

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

Năng suất yêu cầu của máy:

Q = 0,4 m3 /sCơng suất của máy thởi khí :

2

P

P ne

GRT

Pmáy

Trong đó :

Pmáy: Cơng suất yêu cầu của máy khí nén, kW

G: trọng lượng của dòng khơng khí, kg/s

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

R: Hệ sớ khí R = 8,314 KJ/K.moloK

T1: Nhiệt đợ tuyệt đới của khơng khí đầu vào T1= 298 oK

P1: Áp suất tuyệt đới của khơng khí đầu vào P1 = 1 atm

P2: Áp suất tuyệt đới của khơng khí đầu ra

= 0,283 (K= 1,395 đới với khơng khí)

29,7: Hệ sớ chuyển đởi

e: Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7

*283,0