Đồ án tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải thủy sản

Bảo quản: sản phẩm đông lạnh được bảo quản trong kho lưa trữ ở khoảng-20oC 2.2.3 Đặc trưng chất thải Ngành chế biến thủy sản tác động đến môi trường với các đặc trưng chất thải cơ bản n

CHƯƠNG 1 PHẦN MỞ ĐẦU

Nguồn gốc mọi sự biến đổi về môi trường sống đang xảy ra hiện nay trên thếgiới cũng như ở nước ta là các hoạt động kinh tế, phát triển của xã hội loài người.Các hoạt động này, một mặt làm cải thiện chất lượng cuộc sống của con người, mặtkhác lại tạo ra hàng loạt khan hiếm, cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, gây ônhiễm, suy thoái môi trường khắp mọi nơi trên thế giới Vì vậy, bảo vệ môi trườngtrở thành vấn đề toàn cầu, là quốc sách của hầu hết các nước trên thế giới

Là một quốc gia ven biển với diện tích vùng biển rộng gấp ba diện tích đấtliền, chứa đựng nhiều tài nguyên và nguồn lợi phong phú Việt Nam dựa vào tiềmnăng như vậy để phát triển kinh tế biển; kéo theo đó là sự phát triển của ngành chếbiến thủy sản

Do đặc điểm công nghệ của ngành chế biến thủy sản đã thải ra môi trường mộtlượng lớn nước thải cùng với các chất thải rắn và khí thải, gây ô nhiễm đến cácnguồn nước và gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe của cộng đồngxung quanh Vì vậy, vấn đề ô nhiễm của các công ty chế thủy sản nói chung và Xínghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX nói riêng là mối quan tâm hàng đầu của các nhàquản lý môi trường Việc nghiên cứu xử lý nước thải cho Xí nghiệp đông lạnh thủysản AFIEX là một yêu cầu cấp thiết đặt ra Để khắc phục vấn đề ô nhiễm của Xínghiệp, chúng tôi thức hiện đồ án “Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thải thủy

sản Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX”, trình bày phương pháp xử lý phù hợp về

mặt kỹ thuật và kinh tế để xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn cho phép Đồ án công nghệmôi trường này tập trung nghiên cứu: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải của ngànhchế biến thủy sản đạt tiêu chuẩn cột B, QCVN 11:2008/ BTNMT.1.2 Mục tiêu vànội dung thực hiện

• Mục tiêu của đề tài là thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà thủy sản tiêuchuẩn loại B

• Nội dung của đề tài

+ Nghiên cứu cơ sở lý thuyết

+ Thu thập các phương án xử lý nước thải ngành thủy sản

+ Phân tích lựa chọn phương án công nghệ khả thi xử lý nước thải nhàmáy thủy sản

+ Tính toán các công trình theo phương án đã chọn

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX

Được thành lập năm 1990, dựa vào thế mạnh nông nghiệp của tỉnh là cây lúa,con cá, Công ty AFIEX đã khởi đầu sự nghiệp và gặt hái thành công Là doanhnghiệp có qui mô hoạt động đa ngành nghề trong đó chủ lực là 03 lãnh vực thenchốt: chế biến và xuất khẩu lương thực, thủy sản; sản xuất và tiêu thụ thức ăn chănnuôi thủy sản Cùng với các lĩnh vực then chốt này, Công ty còn hoạt động trongchế biến thực phẩm, nhập khẩu và kinh doanh nguyên liệu TĂGS, tổ chức chănnuôi và hoạt động dịch vụ chăn nuôi… Với sản phẩm chính là gạo xuất khẩu cácloại, cá tra - basa đông lạnh, thức ăn cho gia súc, gia cầm và cá, đã mang thươnghiệu AFIEX đến với người tiêu dùng trong nước và xuất nhập khẩu qua 42 quốc giatrên thế giới

Ngoài ra còn có nước để rửa nguyên liệu, và hóa chất khử trùng là chlorine

2.2.3 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất

• Đối với các sản phẩm đông lạnh

Quy trình chế biến cá đông lạnh:

Nước thải, rác thải

- Công đoạn nhập liệu: Chủ yếu dung nước đá để ướp sản phẩm ban đầu, đểbảo quản sản phẩm và dùng nước để vệ sinh Điện năng được sử dụng cho máy bơmnước.

Chất thải phát sinh là nước thải chủ yếu từ quá trình vệ sinh, chứa nhiều chấtcặn lơ lửng, và có mùi hôi, tanh

- Sơ chế: Cá tươi được đem đi cắt đầu, loại bỏ vảy, vây, bỏ nội tạng

Công đoạn này sử dụng lượng nước và năng lượng điện lớn

Chất thải gồm có: Nước thải sinh ra với lượng lớn có mùi hôi, tanh, chứanhiều vảy, vụn phế thải thừa từ cá ở dạng lơ lửng, do đó có hàm lượng chất hữa cơ,protein, lipit cao Chất thải rắn là các phế thải như đầu, vảy, vây, nội tạng cá

- Phân loại: công đoạn này tiến hành phân loại kích cỡ sản phẩm theo yêu cầu

Cá được khử trùng bằng chlorine sau khi tách nội tạng vì giai đoạn tách nội tạng lànguồn gây ô nhiễm rất nghiêm trọng

Nước thải trong giai đoạn này có chứa hóa chất khử trùng

- Rửa: Sau khi sơ chế và phân loại phải tiến hành rửa cá trong nước để loại bỏnhớt, máu và các tạp chất Giai đoạn này tiêu thụ lượng nước và năng lượng lớn.Nước thải sinh ra với lượng lớn

- Xếp khay: Cá sau khi được rửa xong sẽ được xếp lên các khay

- Cấp đông: Sản phẩm sau khi được xếp vào khuôn sẽ được đưa vào cấp đông.Trong quy trình sản xuất, cấp đông là công đoạn tiêu thụ nhiều năng lượng điệnnhất

Thời gian cấp đông của các máy cũng khác nhau Đối với các tủ đông tiếp xúcthời gian đông cho 1 mẻ (1 tấn sản phẩm) là 2h15’, trong khi thời gian đông của tủđông gió là 3h30’ (cho 3 tấn sản phẩm)

- Đóng gói: Khâu đóng gói được thực hiện với các máy hàn bao điện trở Saukhi sản phẩm được mạ băng thì được đóng gói theo từng loại, cỡ riêng bệt và xếpvào thùng carton rồi đưa vào kho trữ lạnh chờ xuất bán

Chất thải trong giai đoạn này chủ yếu là bao bì hỏng

- Trữ đông: Sau khi cấp đông, sản phẩm đạt nhiệt độ tâm sản phẩm là -18OC,sản phẩm được đưa vào kho trữ, nhiệt độ cài đặt cho kho là - 20OC Thời gian trữphụ thuộc vào lượng sản phẩm xuất ra bên ngoài

Bảo quản: sản phẩm đông lạnh được bảo quản trong kho lưa trữ ở khoảng-20oC

2.2.3 Đặc trưng chất thải

Ngành chế biến thủy sản tác động đến môi trường với các đặc trưng chất thải

cơ bản như nước thải, chất thải rắn, khí thải, và phát sinh mùi…

• Nước thải

Nguồn phát sinh nước thải của ngành gồm nước thải sản xuất, nước thải sinhhoạt

− Nước thải sản xuất: sinh ra trong quá trình chế biến và nước vệ sinh nhà xưởng,máy móc, thiết bị,…Các khâu chế biến tạo ra nhiều nước thải là nhập nguyên liệu,

sơ chế nguyên liệu, khâu rửa và chế biến

− Thành phần nước thải có chứa các chất hữu cơ có nguồn gốc từ động vật và cóthành phần chủ yếu là protein và các chất béo, các chất rắn lơ lửng, các chất cặn bã,

vi sinh vật và dầu mỡ Lưu lượng và thành phần nước thải chế biến thủy sản rấtkhác nhau giữa các nhà máy tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu sử dụng, và thànhphần các chất sử dụng trong chế biến (các chất tẩy rửa, phụ gia…)

- Nước thải sinh hoạt: Sinh ra tại các khu vực vệ sinh và nhà ăn Thành phần nướcthải có chứa các cặn bã, các chất rắn lơ lửng, dầu mỡ, các chất tẩy rửa, chất hoạtđộng bề mặt, các chất dinh dưỡng và vi sinh vật

cư dân ở khu vực lân cận

Bảng 2.1.Lượng chất thải rắn trong quá trình chế biến thủy hải sản

1 Đông lạnh (tấn phế thải/tấn sản phẩm)

2 Nước mắm (tấn chất thải/ 1000 lít nước mắm) 0,2

3 Hàng khô: (tấn phế thải/ tấn nguyên liệu)

4 Đồ hộp (tấn phế thải/ tấn sản phẩm) 1,7

(Nguồn: WHO, 1993)

Tỷ lệ phế liệu và chất thải rắn phụ thuộc vào mùa vụ khai thác hải sản, mặthàng sản xuất và vào loài cũng như chất lượng nguyên liệu …(lúc mùa cá rộ thì sảnxuất nhiều nên phế thải nhiều nhưng hết vụ cá chế biến ít dẫn đến chất thải ít,nguyên liệu ít thì càng ít phế thải) điều này đã gây hiện tượng lúc quá nhiều chấtthải, lúc lại rất ít và đó cũng là khó khăn cho các nhà quản lý xí nghiệp khi muốnxây dựng cho riêng mình một hệ thống xử lý chất thải có công suất phù hợp

• Khí thải, bụi, mùi

Khí thải sinh ra từ các lò đốt (lò đốt dầu của lò hơi), máy phát điện có chứacác chất gây ô nhiễm như: NO2, SO2, bụi với mức độ ô nhiễm dao động theo thờigian và mức độ vận hành theo lò hơi

Trong ngành chế biến thủy hải sản, các chất gây ô nhiễm không khí khá đặctrưng đó là H2S với nồng độ có khả năng đạt từ 0,2 – 0,4 mg/m3, sinh ra chủ yếu từ

sự phân huỷ các chất thải rắn (đầu, ruột, vẩy, xương tôm, cá…) và NH3 sinh ra từmùi nguyên liệu thủy sản hoặc do sự thất thoát từ các máy nén khí của các thiết bịđông lạnh, khí Cl2 từ quá trình khử trùng

Các khí thải này phát sinh ra môi trường xung quanh gây ảnh hưởng trực tiếpđến sức khỏe của công nhân làm việc, gây các bệnh về hô hấp, phổi, làm cơ thể mệtmỏi, giảm hiệu suất làm việc Ngoài ra khí CO2 còn là nguyên nhân gây hiệu ứngnhà kính

• Nhiệt thải và tiếng ồn

Nhiệt thải phát sinh từ lò nấu, từ hệ thống làm lạnh và tiếng ồn từ các thiết bịsản xuất ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe công nhân và người dân xung quanh.Tiếng ồn và độ rung thường gây ảnh hưởng trực tiếp đến thính giác, làm giảm thịlực của người lao động, giảm hiệu suất làm việc

Trong các nguồn chất thải phát sinh gây ô nhiễm thì nước thải là nguồn gây ônhiễm nghiêm trọng nhất vì đổ vào môi trường lượng nước thải lớn với nồng độ ônhiễm cao do tiếp nhận nguồn protein và lipit từ mực, tôm, cá…Khi thải vào sông,ngòi, kênh rạch sẽ phá hủy hệ sinh thái, ảnh hưởng đến cộng đồng

• Đặc trưng của nước thải

Nước thải của ngành chế biến thủy sản có lượng rất lớn Đây là nguồn gây ônhiễm môi trường nghiêm trọng Nước thải ngành chế biến thủy sản đặc trưng bởicác thông số ô nhiễm như: Độ màu, mùi, chất rắn không hòa tan, chất rắn lơ lửng,các vi trùng gây bệnh (ecoli, coliform ), chất hữa cơ hòa tan (BOD, COD), cácchất dinh dưỡng (nito, phot pho), dầu mỡ

Nước thải chế biến thủy sản có các chỉ số ô nhiễm cao hơn rất nhiều so vớitiêu chuẩn nước thải công nghiệp chế biến thủy hải sản (QCVN 11 – 2008, loại B).COD dao động trong khoảng từ 500 – 3000 mg/l, hàm lượng BOD dao động từ 300– 2000 mg/l hàm lượng Nitơ khá cao từ 50-200 mg/l Nước thải có hàm lượng chấthữa cơ, chất dinh dưỡng cao vì trong đó có carbonhydrate, protein, lipid là các chất

dễ bị vi sinh vật phân hủy, dầu, photphat, nitrat, mẩu vụn thịt xương nguyên liệu

chế biến, máu chất béo, các chất hòa tan từ nội tạng tôm, cá, cũng như chất tẩy rửa

và các tác nhân làm sạch khác dùng trong quá trình chế biến và vệ sinh, khử trùng

Hàm lượng chất rắn lơ lửng ( SS) dao động từ 200-1000 mg/l Do trong nướcthường chứa các vụn thủy sản và các vụn này dễ lắng, ngoài ra còn chứa bùn, cátcuốn theo nước khi rửa, sơ chế nguyên liệu và vệ sinh thiết bị, nhà xưởng nhàxưởng

Mùi: Trong nước thải thường chứa nhiều mảnh vụn thịt và ruột của các loạithủy sản, các mảnh vụn này thường dễ lắng và dễ phân hủy gây nên các mùi hôitanh

Mùi hôi còn do các loại khí, sản phẩm của quá trình phân hủy kị khí không hoàntoàn của các hợp chất protid và axit béo khác trong nước thải sinh ra các hợp chấtmecaptanes, H2S, …và mùi NH3 sinh ra từ mùi nguyên liệu thủy sản hoặc do sự thấtthoát từ các máy nén khí của các thiết bị đông lạnh, mùi khí Cl2 từ quá trình khửtrùng

Độ màu: Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, máu của động vậtthủy sản trong quá trình chế biến, hoặc do các sản phẩm được tao ra từ các quá trìnhphân hủy các chất hữu cơ

Các vi trùng gây bệnh: Trong nước thải có chứa nhiều loại vi sinh vật gâybênh như vi khuẩn, virus, giun sán…chúng sống ký sinh trong các vật chủ, được thểhiện theo chỉ số ecoli, coliform

Nhận xét chung: Nước thải chế biến thủy sản có tải lượng các chất ô nhiễm(COD, BOD) lớn, khi thải vào nước sông ngòi kênh rạch sẽ gây ô nhiễm nghiêmtrọng nguồn tiếp nhận, phá hủy hệ sinh thái, ảnh hưởng đến cộng đồng Hàm lượngNito, Photpho trong nước cao gây phú dưỡng nguồn tiếp nhận làm nước có màu vàmùi khó chịu đặc biệt là lượng oxy hoà tan trong nước giảm mạnh gây ảnh hưởngđến sự sống và phát triển của hệ thủy sinh trong nước

Vì vậy việc nghiên cứu áp dụng và đưa ra các giải pháp công nghệ để xử lýnước thải là vấn đề cấp bách mà chúng ta cần thực hiện

2.3 Khả năng gây ô nhiễm của nước thải thủy sản

Chế biến thủy sản, nước thải ngành này chứa phần lớn các chất thải hữu cơ

có nguồn góc từ động vật và có thành phần chủ yếu là protein và các chất béo.Trong hai thành phần này, chất béo khó bị phân hủy bởi vi sinh vật

Hình 2.2 Thủy sản đang được chế biếnCác chất hữu cơ chứa trong nước thải chế biến thủy sản chủ yếu là dễ bịphân hủy Trong nước thải chứa các chất như cacbonhydrat, protein, chất béo,… khi

xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật

sử dụng ôxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ Nồng độ oxy hòa tan dưới 50%bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng tới sự phát triển của tôm, cá Oxy hòa tan giảmkhông chỉ gây suy thoái tài nguyên thủy sản mà còn làm giảm khả năng tự làm sạchcủa nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp

Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, nó hạn chế độ sâu tầngnước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo,rong rêu,… Chất rắn lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tàinguyên thủy sinh đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan (tăng độ đục nguồn nước)

và gây bồi lắng lòng sông, cản trở sự lưu thông nước và tàu bè,…

Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện tượng phát triển bùng nổ cácloài tảo, đến mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy gây nên hiện tượng thiếuoxy Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tớichất lượng nước của thủy vực Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nước tạo thànhlớp màng khiến cho bên dưới không có ánh sáng Quá trình quang hợp của các thựcvật tầng dưới bị ngưng trệ Tất cả các hiện tượng trên gây tác động xấu tới chấtlượng nước, ảnh hưởng tới hệ thủy sinh, nghề nuôi trồng thủy sản, du lịch và cấpnước

Amonia rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ Nồng độ làm chết tôm, cá

lỵ, thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu, tiêu chảy cấp tính,…

2.4 Thành phần, tính chất nước thải Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX

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 thốngcống chung của nhà máy

Nước thải từ các công đoạn sản xuất được thu gom vào hệ thống đường ốngriêng và qua hệ thống xử lý; sau khi xử lý nước thải đã đạt được tiêu chuẩn loại B(TCVN 5945 – 1995) và đi vào hệ thống cống chung

Bảng 2.2 Chất lượng nước thải Xí nghiệp đông lạnh thủy sản

STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị TCVN 5945 – 1995cột B

2.5 Các phương pháp xử lý nước thải ngành chế biến thủy sản

Do đặc thù công ngành chế biến thủy sản, nước thải có hàm lượng chất hữu

cơ cao vì trong đó có protein, dầu, chất rắn lơ lửng và chứa lượng Phophat vàNitrat Dòng thải từ chế biến thủy sản còn chứa những mẩu thịt, xương nguyên liệu,máu, chất béo, các chất hòa tan từ nội tạng cũng như những chất tẩy rửa và các tácnhân làm sạch khác trong đó có nhiều hợp chất khó phân hủy

Lựa chọn phương pháp xử lý phụ thuộc vào nhiều yếu tố quy chuẩn/tiêuchuẩn đầu ra, thành phần, lưu lượng của nước thải, và giá thành xử lý Công nghệ

xử lý nước thải chế biến thủy sản có thể áp dụng các phương pháp xử lý sau:

+ Cơ học như: sàng, lọc, lắng để tách các tạp chất thô như cặn bẩn, xơ sợi,rác…

+ Hóa lý như trung hòa các dòng thải có tính kiềm, axit cao; đông keo tụ đểkhử màu, các tạp chất lơ lửng và các chất khó phân hủy sinh học; phương pháp oxihóa, hấp phụ

+ Sinh học để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học Trong các phương pháp trên ta chọn phương pháp sinh học là phương phápchính, vì thành phần chủ yếu trong nước thải ngành chế biến thủy sản là chất hữu

cơ Công trình xử lý sinh học thường đặt sau công trình xử lý cơ học và hóa lý

2.5.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học thường thực hiện trong các côngtrình và thiết bị như song chắn rác, bể lắng cát, bể tách dầu mỡ Đây là các thiết bịcông trình xử lý sơ bộ nhằm loại bỏ các tạp chất phân tán thô nhằm đảm bảo cho

hệ thống thoát nước và các công trình xử lý nước thải phía sau hoạt động ổn định

2.5.1.1 Song chắn rác

Song chắn rác đặt trước công trình làm sạch nước thải để loại bỏ tạp chất cótrong nước thải (thịt vụn, đầu, xương cá ) nhằm đảm bảo cho máy bơm, các côngtrình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định

Song chắn rác là các thanh đan xếp kế tiếp nhau với các khe hở từ 16 đến50mm, các thanh có thể bằng thép, inox, nhựa hoặc gỗ Tiết diện hình chữ nhật,hình tròn hoặc elip Các song chắn rác đặt song song với nhau, nghiêng về phíadòng nước chảy một góc 50 đến 900 để giữ rác lại Tùy theo kích thước khe hở,SCR được phân làm loại thô, loại trung bình và loại mịn

2.5.1.2 Bể lắng cát

Để tách các hạt rắn vô cơ không tan có kích thước từ 0,2-2mm ra khỏi nước

thải Đảm bảo cho các thiết bị cơ khí (bơm, cánh quạt, động cơ) không bị cát sỏibào mòn, tránh tắc các đường ống dẫn

2.5.1.3 Bể lắng

Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyêntắc dựa vào sự khác nhau giữa trọng lượng các hạt cặn có trong nước thải Sự lắngcủa các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng lực Quá trình lắng tốt có thể loại bỏ đến

90 ÷ 95% lượng cặn có trong nước hay sau khi xử lý sinh học

Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợtmột trước công trình xứ lý sinh học và bể lắng đợt hai sau công trình xứ lý sinhhọc

Theo cấu tạo và hướng dòng chảy người ta phân ra các loại bể lắng ngang,

bể lắng đứng và bể lắng ly tâm

2.5.1.4 Bể điều hòa

Bể điều hòa có tác dụng điều hòa lưu lượng và nồng độ của dòng thải vào hệthống xử lý giúp cho các công trình xử lý phía sau hoạt động ổn định

Bể điều hoà làm tăng hiệu quả của hệ thống xử lý sinh học do nó hạn chếhiện tượng quá tải của hệ thống hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượngchất hữu cơ, giảm được diện tích xây dựng của bể sinh học Hơn nữa các chất ứcchế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức độ thích hợpcho các hoạt động của vi sinh vật.

Bể điều hòa được phân loại như sau:

+ Bể điều hòa lưu lượng

+ Bể điều hòa nồng độ

+ Bể điều hòa cả nồng độ và lưu lượng

Hiệu quả xử lý của phương pháp cơ học:

Có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất không tan trong nước thải và giảmBOD đến 30% Để tăng hiệu suất làm việc của các công trình xử lý cơ học có thểdùng biện pháp làm thoáng sơ bộ, hiệu quả xử lý có thể đạt 75% theo hàm lượngchất lơ lửng và 40-50% theo BOD

2.5.1.5 Bể vớt dầu mỡ

Nước thải chứa dầu mỡ có khối lượng riêng nhỏ hơn nước Đó là những chấtnổi, chúng sẽ gây ảnh hưởng xấu tới các công trình thoát nước (mạng lưới và cáccông trình xử lý) Vì vậy, phải thu hồi những chất này trước khi xả vào hệ thốngthoát nước sinh hoạt và sản xuất Các chất mỡ sẽ bít kín lỗ hổng giữa các hạt vậtliệu lọc trong bể lọc sinh học… và chúng sẽ phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bểaeroten, gây khó khăn trong quá trình lên enzim cặn…

Theo tiêu chuẩn dòng thải, không cho phép xả nước thải chứa dầu mỡ vàonguồn tiếp nhận nước vì chúng sẽ tạo thành một lớp váng mỏng phủ lên diện tíchmặt nước khá lớn, gây khó khăn cho quá trình hấp thụ oxy của không khí vào nước,làm cho quá trình tự làm sạch của nguồn nước bị cản trở Mặt khác, dầu mỡ trongnước thải là một nguyên liệu có thể chế biến và dùng lại trong sản xuất và côngnghệ

Vì vậy, nước thải có hàm lượng dầu mỡ cao (như nước thải các nhà ăn,xưởng chế biến thức ăn, xí nghiệp chế biến thực phẩm, chế biến thủy sản…) trướckhi xử lý phải cho qua bể tách dầu mỡ

2.5.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học, hóa lý

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp này là áp dụngcác quá trình vật lý và hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dùng quátrình lắng ra khỏi nước thải Những phương pháp hóa học và hóa lý thường được

áp dụng để xử lý nước thải là: phương pháp trung hòa, phương pháp keo tụ tạobông, phương pháp oxi hóa khử, phương pháp tuyển nổi, phương pháp hấp phụ,phương pháp trao đổi ion

2.5.2.1 phương pháp hóa học

• Phương pháp trung hòa, điều chỉnh pH.

Trung hòa các dòng nước thải có chứa axit hoặc kiềm Giá trị pH củanước thải ngành chế biến thủy sản dao động trong khoảng rộng, mặt khác các quátrình xử lý hóa lý và sinh học đều đòi hỏi một giá trị pH nhất định để đạt được hiệusuất xử lý tối ưu Do đó trước khi đưa sang thiết bị xử lý, dòng thải cần được điều

chỉnh pH tới giá trị thích hợp(6,5÷8,5) Trung hòa có thể thực hiện bằng nhiều cáchkhác nhau:

- Trộn lẫn dòng thải có tính axit với dòng thải có tính kiềm

- Sử dụng các tác nhân hóa học như H2SO4, HCl, NaOH, CO2

- Lọc nước thải axit bằng cách lọc qua vật liệu có tác dụng trung hòa

- Trung hòa bằng các khí axit

→ Điều chỉnh pH thường kết hợp thực hiện ở bể điều hòa hay bể chứanước thải

• Phương pháp Oxy hóa-khử.

Phương pháp này sử dụng các chất oxi hóa như Cl ở dạng khí và dạnghóa lỏng để oxi hóa các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hơn vàtách ra khỏi nước Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hoá học, do đóquá trình oxi hoá chỉ dùng được trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễmbẩn trong nước thải không thể tách bằng các phương pháp khác

 Phương pháp tuyển nổi

Tuyển nổi là phương pháp được áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại

bỏ các tạp chất không tan, khó lắng Trong nhiều trường hợp, tuyển nổi còn được

sử dụng để tách các chất tan như chất hoạt động bề mặt

Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng và cũngđược áp dụng trong trường hợp quá trình lắng xảy ra rất chậm và rất khó thựchiện.Các chất lơ lửng như dầu, mỡ sẽ nổi lên trên bề mặt của nước thải dưới tácdụng của các bọt khí tạo thành lớp bọt có nồng độ tạp chất cao hơn trong nước banđầu Hiệu quả phân riêng bằng tuyển nổi phụ thuộc kích thước và số lượng bongbóng khí Kích thước tối ưu của bong bóng khí là 15 - 30.10-3 mm

 Keo tụ- tạo bông

Đây là phương pháp được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng vàcác hạt keo có kích thước rất nhỏ (10-7-10-8 cm).Các chất này tồn tại ở dạng phân tán

và không thể loại bỏ bằng quá trình lắng Trong phương pháp này người ta dùng cácloại phèn nhôm hay phèn sắt cùng với sữa vôi như sunfat sắt, sunfat nhôm hay hỗnhợp của các loại phèn này và hydroxyt canxi Ca(OH)2 với mục đích khử màu vàmột phần COD Về nguyên lý khi dùng phèn nhôm hay phèn sắt sẽ tạo thành cácbông hydroxyt nhôm hay hydroxyt sắt III Các chất màu và các chất khó phân hủysinh học bị hấp phụ vào các bông cặn này và lắng xuống tạo bùn của quá trình đôngkeo tụ

Để tăng tính hiệu quả của quá trình keo tụ, tăng tốc độ sa lắng cũng nhưtốc độ nén của các hạt keo người ta thường dùng bổ xung các chất trợ keo, còn gọi

là polyme kết bông Bản chất hóa học của polyme này là poliacrylat và copolimecủa nó Do không có quá trình thủy phân tạo ra H+ nên polyme không làm biến đổi

pH của nước Tính hiệu quả cao của polime trợ keo thể hiện ở chỗ chỉ cần sử dụngmột lượng nhỏ vào trong nước Khi đó các hạt keo không tan lơ lửng được táchthành khối riêng biệt và nước trở nên trong Khác với chất keo tụ, quá trình làmtrong chỉ xảy ra khi sử dụng liều lượng chất trợ keo thích hợp Nếu dùng quá dư sẽxảy ra hiện tượng bền hệ keo, hạt keo lơ lửng khó lắng

+ Các muối nhôm gồm có: Al2(SO4)3.18H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O,NaAlO2… Trong đó sử dụng rộng rãi nhất là Al2(SO4)3 vì Al2(SO4)3 hòa tan tốttrong nước, chi phí thấp, hoạt động có hiệu quả cao trong khoảng pH = 5- 7,5

+ Các muối sắt gồm có: Fe2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, FeSO4.7H2O

và FeCl3

 Phương pháp hấp phụ.

Phương pháp hấp phụ thường được dùng để xử lý các chất không có khảnăng phân hủy sinh học và các chất hữu cơ không hoặc khó có khả năng phân hủysinh học Các chất hấp phụ thường dùng như than hoạt tính, than nâu, bentonit (đấtsét biến tính)… Trong đó, than hoạt tính là chất hấp phụ được sử dụng rộng rãi và

có hiệu quả, nó có bề mặt riêng lớn (400 - 1500m2/g) Tuy nhiên, thời gian và tốc độhấp phụ phụ thuộc vào nồng độ, bản chất, cấu trúc của chất tan, phụ thuộc vào nhiệt

độ, áp suất, loại chất hấp phụ và chất cần hấp phụ

Nhược điểm của việc dùng than hoạt tính là giá thành cao và khó lắngnếu là than bột, vì vậy nên dùng kết hợp than với các chất tạo bông và keo tụ Cóthể tái sinh để sử dụng lại than hoạt tính bằng cách nung nóng trong điều kiện yếmkhí

2.5.3 Xử lý nước thải chế biến thủy sản bằng phương pháp sinh học

Phương pháp này dựa trên cơ sở hoạt động phân hủy các chất hữu cơ cótrong nước thải của các vi sinh vật Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một

số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình pháttriển, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sảnnên sinh khối của chúng được tăng lên

Phương pháp này được sử dụng để xử lý hoàn toàn các chất hữu cơ có khảnăng phân hủy sinh học trong nước thải Công trình xử lý sinh học thường được đặtsau khi nước thải đã được xử lý sơ bộ qua các quá trình xử lý cơ học, hóa học, hóalý

Nguyên lý sinh học hiếu khí là biện pháp xử lý sử dụng các nhóm vi sinhvật hiếu khí Đảm bảo hoạt động sống của chúng cần cung cấp ôxy liên tục và duytrì nhiệt độ trong khoảng từ 20 ÷ 40oC

Xử lý sinh học yếm khí là biện pháp sử dụng các vi sinh vật yếm khí để loại

bỏ các chất hữu cơ có trong nước thải

2.5.3.1 Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên

Phương pháp xử lý qua đất: thực chất của quá trình xử lý là khi lọc nước thảiqua đất các chất rắn lơ lửng và keo sẽ bị giữ lại ở lớp trên cùng Những chất này tạo

ra một màng gồm rất nhiều vi sinh vật bao bọc trên bề mặt các hạt đất, màng này sẽhấp phụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải Những vi sinh vật sẽ xử dụng ôxycủa không khí qua các khe đất và chuyển hóa các chất hữu cơ thành các hợp chấtkhoáng Các công trình xử dụng phương pháp xử lý qua đất là: Cánh đồng tưới,cánh đồng lọc

Cánh đồng tưới công cộng hoặc cánh đồng lọc: là những mảnh ruộng được sanbằng hoặc dốc không đáng kể và được ngăn bằng những bờ đất Nước thải đượcphân phối vào những mảnh ruộng đó nhờ mạng lưới tưới và sau khi lọc qua đất lạiđược qua một mạng lưới khác để tiêu đi

Hồ sinh vật: Là hồ xử lý sinh học, có nhiều tên gọi khác như: hồ oxy hóa, hồ

ổn định nước thải …

Các quá trình diễn ra trong hồ sinh vật cũng tương tự như quá trình tự làmsạch diễn ra ở các sông hồ chứa nước tự nhiên: đầu tiên các chất hữu cơ bị phân hủybởi vi sinh vật Các sản phẩm tạo thành sau khi phân hủy lại được rong, tảo sửdụng Do kết quả hoạt động sống của vi sinh vật oxy tự do lại được tạo thành và hòatan trong nước rồi lại được vi sinh vật sử dụng để trao đổi chất Sự hoạt động củarong tảo không phải là quá trình chính mà chỉ tạo điều kiện thuận lợi cung cấp choquá trình mà thôi Vai trò xử lý chủ yếu ở đây vẫn là vi sinh vật

2.5.3.2 Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo

 Xử lý sinh học trong điều kiện hiếu khí

Năm 1914 hai nhà bác học người Anh là Ardern và Lockett đã thành côngtrong việc tạo bùn hoạt tính và sử dụng bùn hoạt tính để xử lý nước thải Công nghệ

xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính được áp dụng từ đó đến nay Hiện nay đã có rấtnhiều trạm xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính hoạt động trên khắp thế giới nhằm để

xử lý các dòng nước thải từ các trung tâm đô thị và các công ty chế biến thực phẩm.Hiệu quả khử COD, BOD cao, trong đa số các trường hợp đạt từ 78 ÷ 82% hoặc cóthể lớn hơn

Các công trình tương thích của quá trình xử lý sinh học hiếu khí gồm: bểAerotank bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc (vi sinhvật dính bám), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúc quay…

Quá trình bùn hoạt tính: quá trình xử lý nước thải sử dụng bùn hoạt tính dựavào hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí Trong bể Aerotank, các chất lơ lửngđóng vai trò là các hạt nhân đế cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lênthành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là các bông cặn có mầu nâusẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô

số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác Các vi sinh vật đồng hoá các chất hữu cơ cótrong nước thải thành các chất dinh dưỡng cung cấp cho sự sống Trong quá trìnhphát triển vi sinh vật sử dụng các chất để sinh sản và giải phóng năng lượng, nênsinh khối của chúng tăng lên nhanh Như vậy các chất hữu cơ có trong nước thảiđược chuyển hóa thành các chất vô cơ như H2O, CO2 không độc hại cho môitrường

Quá trình sinh học có thể diễn tả tóm tắt như sau:

Chất hữu cơ + vi sinh vật + ơxy ( NH3 + H2O + năng lượng + tế bào mới)Hay:

Chất thải + bùn hoạt tính + khơng khí (Sản phẩm cuối + bùn hoạt tính dư)

Phân loại bể aerotank theo sơ đồ vận hành

Bể Aerotank truyền thống

Sơ đồ vận hành của bể Aerotank truyền thống như sau:

Xả bù n tươi

Nướ c thả i

Tuầ n hoà n bù n hoạt tính

Bể lắ ng đợt 2 Bể Aerotank

nguồ n tiế p nhậ n Xả ra

Xả bù n hoạt tính thừ a

Bể lắ ng đợt 1

Hình 2.3 Sơ đồ làm việc của bể Aeroatnk truyền thống

Bể Aerotank với sơ đồ nạp nước thải vào theo bậc

Bể lắ ng

đợt 1

Bể lắ ng đợt 2

Bù n hoạt tính Xả bù n tươi

Xả ra nguồ n tiế p nhậ n Nướ c thả i

Xả bù n hoạt tính Bể Aerotank

Nướ c thả i Bể

lắ ng đợt 1

Xả bù n tươi

Xả bù n hoạt tính

Bể lắ ng đợt 2

Tuầ n hoà n bù n hoạt tính

Bể Aerotank

Xả ra nguồ n tiế p nhậ n

Hình 2.4 Sơ đồ làm việc của Aerotank nạp theo bậc.

Bể Aerotank cĩ hệ thống cấp khí giảm dần theo chiều dịng chảy

Nồng độ chất hữu cơ vào bể Aerotank được giảm dần từ đầu đến cuối bể do

đĩ nhu cầu cung cấp ơxy cũng tỉ lệ thuận với nồng độ các chất hữu cơ Ở đầu vàocủa bể cần lượng ơxy lớn hơn do đĩ phải cấp khơng khí nhiều hơn ở đầu vào vàgiảm dần ở các ơ tiếp sau để đáp ứng cường độ tiêu thụ khơng đều ơxy trong tồn

bể Ưu điểm của bể dạng này là:

Giảm được lượng khơng khí cấp vào tức giảm cơng suất của máy nén

Khơng cĩ hiện tượng làm thống quá mức làm ngăn cản sự sinh trưởng của

vi khuẩn khử các hợp chất chứa Nitơ

Bể Aerotank tải trọng cao

Những bể Aerotank cao tải được coi là những bể cĩ sức tải chất bẩn cao vàcho hiệu suất làm sạch cũng cao Cĩ thể áp dụng khi yêu cầu xử lý để nước đầu ra

cĩ chất lượng loại C hoặc dưới loại B Nước qua bể lắng đợt I hoặc chỉ qua lướichắn rác, sau đĩ trộn đều với 10 ÷ 20% bùn tuần hồn, đi vào bể Aerotank để làmthống trong khoảng thời gian từ 1 ÷ 3 giờ Nồng độ bùn hoạt tính trong bể (1000mg/l) Bằng cách điều chỉnh lượng khí cấp vào và lượng bùn hoạt tính tuần hồn, cĩthể thu được hiệu quả xử lý đạt loại C và gần loại B

Bể Aerotank cĩ ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định (Contact Stabilitation)

Nước từ bể lắng đợt 1 được trộn đều với bùn hoạt tính đã được tái sinh (bùn

đã được xử lý đến ổn định trong ngăn tái sinh) đi vào năng tiếp xúc của bể, ở ngăntiếp xúc bùn hấp phụ và hấp thụ phần lớn các chất keo lơ lửng và chất bẩn hịa tan

cĩ trong nước thải với thời gian rất ngắn khoảng 0,5 (1 giờ rồi chảy sang bể lắngđợt 2 Bùn lắng ở đáy bể lắng 2 được bơm tuần hồn lại bể tái sinh Ở bể tái sinh,bùn được làm thống trong thời gian từ 3 (6 giờ để ơxy hĩa hết các chất hữu cơ đãhấp thụ Bùn sau khi tái sinh rất ổn định Bùn dư được xả ra ngồi trước ngăn táisinh Ưu điểm của dạng bể này là bể Aerotank cĩ dung tích nhỏ, chịu được sự daođộng của lưu lượng và chất lượng nước thải

Tuầ n hoà n bù n

Bể Aerotank Ngă n tá i sinh bù n hoạt tính Ngă n tiế p xú c

Bể lắ ng

đợt 1

Nướ c thả i

Xả bù n tươi

nguồ n tiế p nhậ n

Bể lắ ng đợt 2

Xả bù n hoạt tính thừ a

Xả ra

Hình 2.5 Sơ đồ làm việc của bể Aerotank cĩ ngăn tiếp xúc

Bể làm thống kéo dài

Tuầ n hoà n bù n hoạt tính

Bể Aerotank là m thoá ng ké o dà i

20 -30 giờ lưu nươc trong bể Nướ c thả i

Lướ i chắ n rá c

Bể lắ ng đợt 2

Xả ra nguồ n tiế p nhậ n

Định kỳ xả bù n hoạt tính thừ aHình 2.6 Sơ đồ làm việc của bể Aerotank làm thống kéo dài

Bể Aerotank khuấy trộn hồn chỉnh

Xả bù n tươi

Bể lắ ng

Xả ra Má y khuấ y bề mặ t

Hình 2.7 Sơ đồ làm việc của bể Aerotank khuấy trộn hồn chỉnh

Ưu điểm chính của sơ đồ làm việc theo nguyên tắc khuấy trộn hồn chỉnh là:pha lỗng ngay tức khắc nồng độ của các chất ơ nhiễm trong tồn thể tích bể, khơngxảy ra hiện tượng quá tải cục bộ ở bất cứ phần nào của bể, áp dụng thích hợp choloại nước thải cĩ chỉ số thể tích bùn cao, cặn khĩ lắng

Mương ơxy hĩa

Mương ơxy hĩa là dạng cải tiến của bể Aerotank khuấy trộn hồn chỉnh cĩdạng vịng hình chữ O làm việc trong chế độ làm thống kéo dài với dung dịch bùnhoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hồn liên tục trong mương

Quá trình vi sinh dính bám

Phần lớn vi khuẩn cĩ khả năng sinh sống và phát triển trên bề mặt vật rắn, khi

cĩ đủ độ ẩm và thức ăn là các hợp chất hữu cơ, muối khống và ơxy Chúng dínhbám vào bề mặt vật rắn bằng chất Gelatin do chính vi khuẩn tiết ra và chúng cĩ thể

dễ dàng di chuyển trong lớp Gelatin dính bám này Đầu tiên vi khuẩn cư trú hìnhthành tập trung ở một khu vực, sau đĩ màng vi sinh khơng ngừng phát triển, phủ kíntồn bộ bề mặt vật rắn bằng một lớp tế bào Chất dinh dưỡng (hợp chất hữu cơ,muối khống) và ơxy cĩ trong nước thải cần xử lý khuếch tán qua màng biofilm vàotận lớp xenlulơ

Sau một thời gian, sự phân lớp hồn thành: lớp ngồi cùng là lớp hiếu khí,được ơxy khuếch tán xâm nhập, lớp giữa là lớp tùy nghi, lớp trong là lớp yếm khí

không có ôxy Bề dày của các lớp này phụ thuộc vào loại vật liệu đỡ (vật liệu lọc).

Bề dày lớp hoạt tính hiếu khí thường khoảng 300 ÷ 400 (m)

Bể lọc sinh học

Là công trình được thiết kế nhằm mục đích phân hủy các vật chất hữu cơ cótrong nước thải nhờ quá trình ôxy hóa diễn ra trên bề mặt vật liệu tiếp xúc Trong bểthường chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám

Bể lọc sinh học thường được phân chia thành hai dạng: bể lọc sinh học nhỏgiọt và bể lọc sinh học cao tải Tháp lọc sinh học cũng có thể được xem như là một

bể lọc sinh học nhưng có chiều cao khá lớn

Bể lọc sinh học nhỏ giọt thường dùng để xử lý sinh học hoàn toàn nước thải,giá trị BOD của nước thải sau khi làm sạch đạt tới 10 ÷ 15 mg/l với lưu lượng nướcthải không quá 1000 m3/ngđ

Bể lọc sinh học cao tải có những đặc điểm: tải trọng nước tới

10 ÷ 30 m3/m2ngđ tức là gấp 10 ÷ 30 lần ở bể lọc nhỏ giọt

Tháp lọc sinh học: những tháp lọc sinh học có thể xử dụng ở các trạm xử lývới lưu lượng dưới 50.000m3/ngđ, với điều kiện địa hình thuận lợi và nồng độ nướcthải sau khi làm sạch BOD là 20÷25 mg/l

Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC)

Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC – Rotating Biological Contactors) được

áp dụng đầu tiên ở CHLB Đức năm 1960 và hiện nay đã được sử dụng rộng rãi để

xử lý BOD và Nitrat hóa RBC gồm các đĩa tròn polystyren hoặc polyvinyl chlorideđặt gần sát nhau Đĩa nhúng chìm khoảng 40% trong nước thải và quay ở tốc độchậm Khi đĩa quay, màng sinh khối trên đĩa tiếp xúc với chất hữu cơ có trong nướcthải và sau đó tiếp xúc với ôxy Đĩa quay tạo điều kiện chuyển hóa ôxy và luôn giữsinh khối trong điều kiện hiếu khí Đồng thời đĩa quay còn tạo nên lực cắt loại bỏcác màng vi sinh không còn khả năng bám dính và giữ chúng ở dạng lơ lửng để đưaqua bể lắng đợt II

Khác với quần thể vi sinh vật ở bùn hoạt tính, thành phần loài và và số lượngcác loài là tương đối ổn định Vi sinh vật trong màng bám trên đĩa quay gồm các vikhuẩn kị khí tùy tiện như: Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, … các visinh vật hiếu khí như: Bacillus (thường thì có ở lớp trên của màng) Khi lượngkhông khí cung cấp không đủ thì vi sinh vật tạo thành màng mỏng gồm các chủng

vi sinh vật yếm khí như: Desulfovibrio và một số vi khuẩu sunfua, trong điều kiệnyếm khí vi sinh vật thường tạo mùi khó chịu Nấm và vi sinh vật hiếu khí phát triển

ở màng trên, và cùng tham gia vào việc phân hủy các chất hữu cơ Sự đóng gópnấm chỉ quan trọng trong trường hợp pH nước thải thấp, hoặc các loại nước thảicông nghiệp đặc biệt, vì nấm không thể cạnh tranh với các loại vi khuẩn về thức ăntrong điều kiện bình thường

Bể sinh học theo mẻ SBR

Thực chất của bể sinh học hoạt động theo mẻ (SBR - Sequence Batch Reactor)

là một dạng của bể Aerotank Khi xây dựng bể SBR nước thải chỉ cần đi qua songchắn, bể lắng cát và tách dầu mỡ nếu cần, rồi nạp thẳng vào bể Bể Aerotank làm

việc theo mẻ liên tục có ưu điểm là khử được các hợp chất chứa nitơ, photpho khivận hành đúng các quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí.

Bể sinh học làm việc theo từng mẻ kế tiếp được thực hiện theo 5 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Đưa nước thải vào bể Nước thải đã qua song chắn rác và bể lắng

cát, tách dầu mỡ, tự chảy hoặc bơm vào bể đến mức định trước

Giai đoạn 2: Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sục

khí hay làm thoáng bề mặt để cấp ôxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp Thờigian làm thoáng phụ thuộc vào chất lượng nước thải, yêu cầu về mức độ xử lý

Giai đoạn 3: Lắng trong nước Quá trình diễn ra trong môi trường tĩnh, hiệu

quả thủy lực của bể đạt 100% Thời gian lắng trong và cô đặc bùn thường kết thúcsớm hơn 2 giờ

Giai đoạn 4: Tháo nước đã được lắng trong ở phần trên của bể ra nguồn tiếp

nhận

Giai đoạn 5: Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ đợi phụ thuộc vào thời

gian vận hành 4 quy trình trên và vào số lượng bể, thứ tự nạp nước nguồn vào bể Ởnhững công ty có dòng chảy đều có thể bố trí lịch hoạt động để rút thời gian xuốngcòn bằng 0

Xử lý sinh học trong điều kiện kỵ khí

Phân hủy kỵ khí (Anaerobic Descomposotion) là quá trình phân hủy các chấthữu cơ thành chất khí (CH4 và CO2) trong điều kiện không có ôxy Các động lực củaquá trình kỵ khí và cân bằng vật chất nói chung là tương tự như các hệ thống hiếukhí, tuy nhiên có một vài khác biệt cần được cân nhắc Việc chuyển hoá các axithữu cơ thành khí mêtan sản sinh ra ít năng lượng Lượng chất hữu cơ chuyển hoáthành khí vào khoảng 80 (90%)

Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải, pH, nồng độ MLSS Nhiệt

độ thích hợp cho phản ứng sinh khí là từ 32 (35 oC) Trong trường hợp nhiệt độ nhỏhơn 30oC có thể cung cấp thêm nhiệt độ để đạt được nhiệt độ tối ưu cho hoạt độngcủa vi sinh vật lên men kị khí Tuy nhiên khí mêtan sinh ra từ bình phản ứng có thểđược sử dụng để cung cấp nhiệt

Ưu điểm nổi bật của quá trình xử lý kỵ khí là lượng bùn sản sinh ra rất thấp, vìthế chi phí cho việc xử lý bùn thấp hơn nhiều so với các quá trình xử lý hiếu khí.Trong quá trình lên men kỵ khí, thường có 4 nhóm vi sinh vật phân hủy vậtchất hữu cơ nối tiếp nhau:

Các vi sinh vật thủy phân (Hydrolytic) phân hủy các chất hữu cơ dạng polymenhư các polysaccharide và protein thành các monomer Kết quả của sự “bẻ gãy”mạch cacbon này chưa làm giảm COD

Các monomer được chuyển hóa thành các axit béo (VFA) với một lượng nhỏH2 Các axit chủ yếu là Acetic, propionic và butyric với những lượng nhỏ của axitValeric Ở giai đoạn axit hóa này, COD có giảm đi đôi chút (không quá 10%)

Tất cả các axit có mạch carbon dài hơn axit acetic được chuyển hóa tiếp thànhacetac và H2 bởi các vi sinh vật Acetogenic, chẳng hạn như sự chuyển hóa của axitpropionic diễn ra theo phương trình:

C3H5COOH + 2H2O (C2H4O2 + CO2 + 3H2

Trong phản ứng này, việc giảm COD được biểu hiện thông qua sự xuất hiệnH2 Phản ứng này chỉ sẽ diễn ra nếu như nồng độ H2 rất thấp

Axit acetic và H2 bị chuyển hóa thành CH4 bởi các vi sinh vật methanogenic:

Các công trình xử lý nước thải sử dụng phương pháp sinh học yếm khí:

Quá trình kỵ khí tiếp xúc (Anaerobic contact process)

Quá trình này cung cấp phân ly và hoàn lưu các vi sinh vật giống, do đó chophép vận hành quá trình ở thời gian lưu từ 6 (12 giờ)

Cần có một thiết bị khử khí (Degasifier) để giảm thiểu tải trọng chất rắn ở bướcphân ly

Để xử lý ở mức độ cao, thời gian lưu chất rắn được xác định là 10 ngày ở nhiệt

độ 32oC, nếu nhiệt độ giảm đi 11oC, thời gian lưu đòi hỏi phải tăng gấp đôi

Quá trình lọc kỵ khí (Anaerobic filter process)

Lọc kỵ khí gắn với sự tăng trưởng các vi sinh vật kỵ khí trên các giá thể Bểlọc có thể được vận hành ở chế độ dòng chảy ngược hoặc xuôi

Giá thể lọc trong quá trình lưu giữ bùn hoạt tính trên nó cũng có khả năngphân ly các chất rắn và khí sản sinh ra trong quá trình tiêu hóa

Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)

Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồngđều, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) vàcác chất hữu cơ bị phân hủy

Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và được thu bằng các chụp thu khí

để dẫn ra khỏi bể Nước thải tiếp theo đó chuyển đến vùng lắng của bể và tại đó sẽdiễn ra sự phân tách 2 pha lỏng và rắn Nước thải tiếp tục đi ra khỏi bể, còn bùnhoạt tính thì hoàn lưu lại vùng lớp bông bùn Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được

nó là vô cùng quan trọng khi vận hành UASB

Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn và 5(10 mg/l) Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhỏ Để duy trì lớp bông bùn ởtrạng thái lơ lửng, tốc độ dòng chảy thường lấy khoảng 0,6 (0,9 m/h) Sự ổn địnhchất thải diễn ra đồng thời với việc chuyển dịch chất thải xuyên ra lớp bùn

- Ưu điểm :

+ Chi phí đầu tư cho vận hành thấp, lượng hóa chất bổ sung ít

+ Có khả năng thu hồi năng lượng

+ 5% BOD tạo thành sinh khối

+ Thời gian xử lý lớn nên yêu cầu xây dựng thiết bị lớn, cồng kềnh.

+ Giai đoạn khởi động kéo dài

+ Vi sinh vật dễ bị sốc tải khi chất lượng nước đầu vào biến động

Xử lý sinh học trong điều kiện thiếu khí

Nguyên tắc của phương pháp này là trong điều kiện thiếu ôxy (hàm lượng ôxyhòa tan được giữ trong nước là 1mg/l) thì các chất dinh dưỡng như Nitơ, Photpho cótrong nước thải sẽ bị các vi sinh vật tùy nghi phân hủy Phương pháp chủ yếu là khửNitrat:

NO3- NO

2-NO2- + chất hữu cơ

N2 + CO2 + H2

CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI XÍ NGHIỆP

ĐÔNG LẠNH THỦY SẢN AFIEX

3.1 Đặc tính nước thải khu công nghiệp Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX

3.2 Đề xuất phương án xử lý nước thải Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX

Đặc điểm nước thải của ngành chế biến thủy hải sản nói chung và của công

ty chế biến thủy sản AFIEX nói riêng là có sự ô nhiễm hữu cơ cao với các chỉ tiêuđặc trưng cho sự ô nhiễm hữu cơ như COD, BOD khá cao và các chỉ tiêu nước thảikhác của công ty đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả vào môi trường Với tỉ lệBOD:COD là 0,6 công nghệ phù hợp để xử lý nước thải cho công ty là công nghệ

xử lý sinh học Để loại bỏ các chất hữu cơ có trong nước thải có thể áp dụng nhiềucông trình xử lý sinh học khác nhau Do đặc điểm nồng độ chất ô nhiễm trong nướcthải khá cao nên phải sử dụng kết hợp xử lý sinh học với sự tham gia của vi khuẩn

kỵ khí và vi khuẩn hiếu khí

Bể kị khí UASB – T301

Bể tuyển nổi – T201

Song chắn rác

Bể điều hòa – T102Nước thải

Bình tạo áp Máy nén khí

Bể thu gôm – T101

TCVN 5945 – 1995 cột B

 Phương án 1

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương án 1

o Thuyết minh công nghệ

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương án 1Nước thải từ các phân xưởng sản xuất theo mương dẫn của công ty vào bể bểthu gom Trước khi vào bể thu gom, nước thải được dẫn qua thiết bị lọc rác thônhằm loại bỏ các chất rắn có kích thước lớn như: giấy, gỗ, nilông, lá cây … ra khỏinước thải Sau đó nước thải được bom sang bể điều hòa Tại bể điều hòa, nhờ quá

trình khuấy trộn và cấp khí bằng các đĩa phân phối khí, nước thải được điều hòa vềlưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm như: COD, BOD, SS, pH… đồng thời cácđĩa phân phối khí sẽ cung cấp ôxy cho nước thải nhằm ôxy hóa một phần (20 ÷30%) hàm lượng COD, BOD có trong nước thải và giảm bớt mùi hôi

Từ bể điều hòa, Nước thải sẽ được phân phối bằng bơm vào bể tuyển nổi áplực, nhờ lực đẩy nổi và tỉ trọng nhỏ hơn nước của sơ sợi, các hạt nhỏ hoặc mỡ kếtdính với nhau thành những hạt lớn hơn và nổi lên bề mặt, tại đây sẽ được bố trí một

hệ thống gạt để thu hồi lai.nước thải được dẫn với một lưu lượng cố định vào bểbình phản ứng kỵ khí UASB Tại bể UASB, các vi sinh vật ở dạng kỵ khí sẽ phânhủy các chất hữu cơ có trong nước thải (hiệu suất xử lý của bể UASB tính theoCOD, BOD đạt 60-80%) thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản và khí Biogas (CO2,CH4, H2S, NH3…), theo phản ứng sau:

Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí CO2 + CH4 + H2S + Sinh khối mới + …Sau bể UASB nước thải được dẫn qua bể Aerotank để tiếp tục quá trình xử

lý Tại bể Aerotank diễn quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ không khí cấp

từ các máy thổi khí Tại đây, các vi sinh vật ở dạng hiếu khí (bùn hoạt tính) sẽ phânhủy các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ ở dạng đơn giảnnhư : CO2, H2O…Theo phản ứng sau :

Chất hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí H2O + CO2 + sinh khối mới +…

Hiệu suất xử lý của bể Aerotank tính theo COD, BOD đạt khoảng 90-95%

Từ bể Aerotank, nước thải được dẫn sang bể lắng, tại đây diễn ra quá trình phântách giữa nước thải và bùn hoạt tính Bùn hoạt tính lắng xuống đáy, nước thải ở phíatrên chảy tràn sang bể tiếp xúc khử trùng Tại bể tiếp xúc khử trùng, nước thải đã bịloại bỏ chất hữu cơ được hòa trộn với dung dịch chất khử trùng chlorine nhằm diệtcác vi khuẩn có trong nước thải

Nước thải sau khi qua bể tiếp xúc khử trùng đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 –

2005, loại B và được xả ra môi trường

Bùn hoạt tính (bùn hiếu khí) ở đáy bể lắng được thu gom về bể thu bùn vàmột phần được bơm tuần hoàn về bể làm thoáng nhằm duy trì hàm lượng vi sinh vậttrong bể làm thoáng Bùn dư được bơm đến bể nén bùn Tại bể nén bùn, nhờ quátrình lắng trọng lực nồng độ bùn thải từ 1% tăng lên 2,5 ÷ 3% Bùn sau khi đã nén

sẽ được ép lọc để giảm thể tích Sau đó đem thải bỏ nơi qui định hoặc sử dụng làmphân bón cho cây trồng, cải tạo đất canh tác

Váng, bọt từ bể lắng và nước dư từ bể nén bùn sẽ được thu gom vào bể thu, từđây nước dư sẽ được bơm tuần hoàn lại bể Aerotank

 Phương án 2

Bể kị khí UASB – T301

Bể tuyển nổi – T201

Bể lắng I -T102Song chắn rác

Bể điều hòa – T103Nước thải

Bình tạo áp Máy nén khí

Bể thu gôm – T101

TCVN 5945 – 1995 cột B

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương án 2

o Thuyết minh công nghệ

Nước thải từ các phân xưởng sản xuất theo mương dẫn của công ty vào bể bểthu gom Trước khi vào bể thu gom, nước thải được dẫn qua thiết bị lọc rác thônhằm loại bỏ các chất rắn có kích thước lớn như: giấy, gỗ, nilông, lá cây … ra khỏinước thải Sau đó nước thải được bom sang bể lắng I để lắng sơ bộ lượng cặn lơlửng SS, BOD, COD nước thải theo máng thu nước chảy sang bể điều hòa Tại bể

điều hòa, nhờ quá trình khuấy trộn và cấp khí bằng các đĩa phân phối khí, nước thảiđược điều hòa về lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm như : COD, BOD, SS,pH… đồng thời các đĩa phân phối khí sẽ cung cấp ôxy cho nước thải nhằm ôxy hóamột phần (20 ÷ 30%) hàm lượng COD, BOD có trong nước thải và giảm bớt mùihôi

Từ bể điều hòa, Nước thải sẽ được phân phối bằng bơm vào bể tuyển nổi áplực, nhờ lực đẩy nổi và tỉ trọng nhỏ hơn nước của sơ sợi, các hạt nhỏ hoặc mỡ kếtdính với nhau thành những hạt lớn hơn và nổi lên bề mặt, tại đây sẽ được bố trí một

hệ thống gạt để thu hồi lai.nước thải được dẫn với một lưu lượng cố định vào bểbình phản ứng kỵ khí UASB Tại bể UASB, các vi sinh vật ở dạng kỵ khí sẽ phânhủy các chất hữu cơ có trong nước thải (hiệu suất xử lý của bể UASB tính theoCOD, BOD đạt 60-80%) thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản và khí Biogas (CO2,CH4, H2S, NH3…), theo phản ứng sau :

Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí CO2 + CH4 + H2S + Sinh khối mới + …Sau bể UASB nước thải được dẫn qua bể lọc sinh học để tiếp tục quá trình

xử lý Tại bể lọc sinh chất thải được lọc qua lớn vật liệu lọc rắn có bao bọc lớpmàng vi sinh vật Quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật bằng cách sửdụng cơ chất (là các chất ô nhiễm có trong nước thải) làm thức ăn quyết định hiệuquả xử lý nước thải

Từ bể lọc sinh học, nước thải được dẫn sang bể lắng, tại đây diễn ra quá trìnhphân tách giữa nước thải và bùn hoạt tính Bùn hoạt tính lắng xuống đáy, nước thải

ở phía trên chảy tràn sang bể tiếp xúc khử trùng Tại bể tiếp xúc khử trùng, nướcthải đã bị loại bỏ chất hữu cơ được hòa trộn với dung dịch chất khử trùng chlorinenhằm diệt các vi khuẩn có trong nước thải

Nước thải sau khi qua bể tiếp xúc khử trùng đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 –

2005, loại B và được xả ra môi trường

Bùn hoạt tính (bùn hiếu khí) ở đáy bể lắng được thu gom về bể thu bùn Bùn

dư từ bể UASB được định kỳ xả và đưa trực tiếp vào máy ép bùn băng tải Bùn dưđược bơm đến bể nén bùn Tại bể nén bùn, nhờ quá trình lắng trọng lực nồng độbùn thải từ 1% tăng lên 2,5 ÷ 3% Bùn sau khi đã nén sẽ được ép lọc để giảm thểtích Sau đó đem thải bỏ nơi qui định hoặc sử dụng làm phân bón cho cây trồng, cảitạo đất canh tác

3.3 Lựa chọn phương án

Công trình thực tế chi phí xây dựng cho toàn bộ hệ thống xử lý nước thảiphương án 2 lớn hơn phương án 1 Bên cạnh đó phương án 1 còn có nhiều ưu điểmkhác như:

- Ít chiếm diện tích sử dụng hơn do phương án 2 sử dụng 2 bể lọc sinh họcchiếm diện tích khá lớn

Do có những ưu điểm nổi bật vượt trội so với phương án 2, do đó ta sử dụngphương án 1 để tính toán và xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chếbiến thủy sản AFIEX.

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN

• Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng BOD5

Trong đó:

BODv: Hàm lượng BOD trong nước thải đầu vào (mg/l)BODr: Hàm lượng BOD trong nước thải sau xử lý cho phép xả thảivào nguồn nước (mg/l)

• Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng COD

Trong đó:

CODv: Hàm lượng COD trong nước thải đầu vào (mg/l)CODr: Hàm lượng COD trong nước thải sau xử lý cho phép xả thảivào nguồn nước (mg/l)

4.1.2 Lưu lượng nước thải

Hệ thống xử lý nước thải hoạt động 24/24 vậy lượng nước thải đổ ra liên tục

• Lưu lượng nước thải tính theo ngày đêm

• Lưu lượng nước thải nhỏ nhất tính theo h

02 , 0

m V

= W

Trong đó:

Qs

max : Lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất;

v : Vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác (m/s), phạm

Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60o so với mặt đất

Bảng 4.1 Thông số thủy lực mương dẫn nướcThông số thủy lực Lưu lượng tính toán Qmax=0.02 m3/s

max x k b.h.V

Chiều rộng song chắn rác:

Bs = S(n – 1) + b.n = 0,008(24 – 1) + 0,014 x 24= 0,52(m)s: bề dày của thanh song chắn (chọn s = 0,008m)

Chọn Bs = 0,5 m

Kiểm tra lại tốc độ dòng chảy ở phần mở rộng trước song chắn ứng với lưulượng nước thải Qmax = 0,02 m3/s Vận tốc này không được nhỏ hơn 0,4 m/s (theogiáo trình xử lý nước thải – PGS.TS Hoàng Huệ)

Vktra =

max 1

0, 02 0,52.0,08

s

Q

= 0,48 (m/s)Tổn thất áp lực qua song chắn rác:

kx2g

Vxh

2 max s

β : hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh Đối với thanh tiết diệnhình chữ nhật, chọn β = 2,42m (bảng 4-1, xử lý nước thải Lâm Minh Triết & TrầnHiếu Nhuệ năm, 1978).

α : góc nghiêng song chắn rác, α = 60o

0,87sin60

⇒

3 x 9,81 x 2

0,8 x 0,87

= 0,1 (mH2O)Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn:

B - B 0,52 0,3 L

2tg 2 x tg20

= 0,3 (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 = 0,3 m

Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn:

L2 = 0,5.L1 = 0,5 x 0,3 = 0,15 (m)Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác:

L = L1 + L2 + L3 = 0,3+ 0,15 + 1 = 1,45 (m)L3 : chiều dài buồng đặt song chắn rác

Bảng 4.2 Các thông số xây dựng mương đặt song chắn rác

Số khe hở khe 24

 Lượng rác sinh ra

kg/ngàyTrong đó:

Cll: nồng độ chất rắn lơ lửng ban đầu trong nước thải (Cll = 450 mg/l)

 Thể tích rác được lấy trong ngày

0,0192 m3Trong đó:

G: khối lượng riêng của rác (G = 750 kg/m3)

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

ax

0,373,14 2 3,14

m s Q D

Trong bể thu gom, sử dụng hai bơm chìm hoạt động luân phiên để bơm nướcthải đến bể điều hòa

Vậy kích thước của bể thu gom được xây dựng như sau:

.g H.

Q

N = max

Trong đó:

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

ρ: khối lượng riêng của nước (ρ = 1000 kg/m3)

Qmax : lưu lượng nước thải lớn nhất trong ngày, Qmax= 72m3/h= 0,02

m3/s

∆

P = H = h1 + h2

h1 : cột áp bom, h1 = 5 mh2 : tổn thất cục bộ qua các chỗ nối, đột mở, đột thu, tổn thất qualớp bùn, … lấy trong khoảng từ 2÷3 mH2O

⇒ Trở lực H = 5 + 2 = 7 (mH2O)

Công suất của bơm:

0,8

1000 1000.

.9,81 0,02.7.

N =

=1,72(kW)Công suất thực của bơm lấy bằng 110% công suất tính toán:

Ntt = 1,1 x 1,72 = 1,89 (kW)Chọn hai Máy bơm chìm hút nước thải 3HP PW101-A/B hoạt động luânphiên, công suất mỗi bơm là 3 HP = 2.24 kW để bơm nước thải từ bể thu gom sang

bể điều hòa

 Tính toán đường ống dẫn nước thải

Ống dẫn nước thải từ bể thu gom lên bể điều hòa

Vận tốc nước chảy trong ống v = 1 ÷ 2 m/s Chọn v = 1,5 m/s

Lưu lượng nước thải Qmax h =72 m 3/h = 0.02 m3/s

Suy ra:

Bảng 4.3 Thông số thiết kế bể thu gom

4.4.2 Tính toán

Để xác định chính xác dung tích của bể điều hòa , ta cần có các số liệu về độbiến thiên lưu lượng nước thải theo từng khoảng thời gian trong ngày , lưu lượngtrung bình của ngày Ở đây , do không có điều kiện để điều tra cụ thể về độ biếnthiên lưu lượng nước thải của nhà máy theo từng khoảng thời gian trong ngày nên tachỉ có thể tính Thể tích bể điều hòa như sau:

max 72 4 288

W =Q × = × =t

m3t: thời gian lưu nước trong bể điều hòa (phạm vi 4-12h),chọn t = 4 giờ

− Chọn bể hình chữ nhật:

− Chiều dài bể chọn L = 10 m

− Chiều rộng bể chọn B = 6,4 m

− Chiều cao bể điều hòa h = 4,5 m

− Chọn chiều cao bảo vệ của bể hbv = 0,5 m

Chiều cao tổng cộng của bể là:

H = 4,5 + 0,5 = 5(m)Thể tích thực của bể điều hòa:

L × B × H = 10 × 6,4 × 5 =320 m3

 Tính toán hệ thống cấp khí trong bể điều hòa

Do đặc điểm của ngành chế biến thủy sản luôn sử dụng hệ thống làm lạnh vàcác vật liệu để cấp đông, bảo quản sản phẩm nên nước thải của ngành chế biến thủysản có nhiệt độ khá thấp khoảng từ 15 ÷ 25oC Bên cạnh đó, công ty không sử dụng

hệ thống nồi hơi trong sản xuất và một trong những yêu cầu của nước thải khi vàocác công trình sinh học là phải có nhiệt độ từ 28 ÷ 35oC để thích hợp cho các phảnứng sinh học Do đó, trong bể điều hòa ta sử dụng hệ thống khuấy trộn bằng bằngkhí nén Nhiệt độ của khí nén trong bình cao hơn so với nhiệt độ của môi trườngnên việc dùng khí nén để khuấy trộn trong bể hòa có thể nâng nhiệt độ của nướcthải lên khoảng vài độ C, ngoài ra còn có những ưu điểm như:

- Tăng lượng ôxy hòa tan trong nước thải

- Ôxy hóa một phần chất thải ở dạng hữu cơ trong nước thải (làm giảm tải lượngBOD, COD cho các công trình sinh học phía sau)

 Đường ống dẫn khí cho bể điều hòa

Lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa: lượng khơng khí cần cấp cho 1

m3 nước thải trong 1 phút : 0,01 – 0,02 m3/m3.phút Chọn qkk = 0,015 m3/m3.phút

Lượng khí cần thiết phải cấp vô bể điều hòa:

0 0

0,1

10 3,14

q D

4 4 0,013

0, 04

10 3,14

q D

1000

1456,9

hl: Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển (chọn hl = 0,4m)

(gồm tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn

và tổn thất cục bộ qua máy nén khí, các phụ tùng nối ống như tê, cút,van một chiều, thiết bị chống ồn, lọc khí…)

hd: Tổn thất qua lỗ phân phối khí (chọn hd = 0,5m)

H: Độ sâu ngậm nước của ống khuếch tán khí (chọn H = 4,5m)

o Công suất của máy nén khí

0,283 2 1

1

29, 7

P

G R T P

0,283

0, 096 8,314 298 1,52

1 4, 45 29,7 0, 283 0,8 1

G: trọng lượng của dòng không khí

0,08 1, 2 0,096

kk k

(kg/s)ρk: tỉ trọng không khí, ρk = 1,2kg/m3

R: Hằng số khí (R = 8,314 KJ/K.moloK)

T: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào (T= 273 + 250C = 298

oK)

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

P2: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra

atm

1 1,395 1

0, 2831,395

K N

 Tính Bơm qua bể tuyển nổi

Công suất của bơm:

η

ρn1000.

.g Q.H.

1000

Công suất thực của bơm lấy bằng 110% công suất tính toán:

Ntt = 1,962 x 1,01 = 1,982(kW)

Chọn hai bơm chìm PW102-A/B hoạt động luân phiên, công suất mỗi bơm là

3 HP để bơm nước qua Bể tuyển nổi

 Đường kính ống dẫn nước thải lên bể tuyển nổi

Vận tốc nước chảy trong ống v = 1 ÷ 2 m/s Chọn v = 1,5 m/s

Lưu lượng nước thải Qtb h =33,33 m 3/h = 0.02 m3/s

Suy ra:

0,089 3,14.1,5.3600

tb

Q v

π

D

(m)Chọn ống nhựa uPVC D90

Bảng 4.4 Thông số thiết kế bể điều hòa

Bảng 4.5 Các thông số tính toán bể tuyển nổi

Thời gian lưu nước bồn ap lực phút 1 - 3

(Lâm Minh Triết, xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – tính toán công trình,

2008)Kết quả thực nghiệm mô hình tuyển nổi cho thấy:

Tỉ số A/S :0,005-0,06 ta chọn A/S= 0,03 mg khí/mg chất rắn đạt hiệu quả tối ưu

sa = độ hòa tan của khí, mg/l;

Sa Hàm lượng bùn hòa tan mg/l

1,3 16, 4 (0,5 1) 0,03

60

tb h

W

m3Với t = 2 phút là thời gian lưu nước bình áp lực trong khoản 0,3 – 3 phút (Lâm Minh Triết, xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – tính toán công trình, 2008)

Chọn chiều cao cột áp H = 2m Vậy đường kính cột áp lực

.4 1,1.4

0,84 2.3,14

Lượng khí dùng để bão hòa thường là 70%

S: lượng cặn lấy ra trong 1 phút, tính bằng gam

44, 4460

c× t

S=C Q =360 =266,5 g/ phuùt

Với Qt lưu lượng nước vào bể Q t = + =Q R 33,33 11,11+

R lượng nước tuần hoàn

11,11 3

Q

Q = 0,03.143 = 7,9 l/phútChọn máy nén khí AR201 Q= 10 l/phút ,p= 4 atm

 Tính toán máy bơm nước cho bình áp lực

Áp suất cần thiết là p=3,01atm

Đối với máy bơm nước cho bình áp lực H ≥50m Chọn H = 50m.

Lưu lượng bơm tuần hoàn

3 33,33

Công suất máy bơm:

89 1 3600

8 , 0 1000

50 81 , 9 1000 3 / 33 , 33

=

η 1000.

Q

N th.p g h

(KW)Trong đó:

ρ : là khối lượng riêng của nước ρ = 1000 kg/m3

H : cột áp của bơm, mH2O H = 50m hay 5atm

η : hiệu suất máy bơm, ηthường từ 0,6 – 0,93 Chọn η= 0,8.

Công suất thực của máy bơm:

HpTrong đó:

β

: hệ số an toàn của bơm, với:

2,25,1

N

5,12,15

N

1,150

• Tính toán vật liệu làm thép cho bồn áp lực

Bồn áp lực làm việc với áp suất trong:

Chiều cao nước trong bình H = 2 m

Áp suất cho phép của thép: