thí dụ tính toán xử lý nước thải chế biến thủy sản 1

THÍ DỤ TÍNH TOÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN - NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN ĐÔNG LẠNH Xí nghiệp chế biến tôm đông lạnh A có lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm Q = 200 m3/ngày Xí nghiệp làm việc ca (24/24giờ) có chế độ xả nước thải không theo Kết đo lưu lượng nồng độ BOD5 theo thể bảng Bảng Dao động lưu lượng hàm lượng BOD theo ngày Giờ ngày Q, m3/giờ BOD5, mg/L 4.4 345 4.0 432 3.0 600 3.0 605 3.0 780 3.4 780 6.0 860 17.0 1,220 16.0 1,210 10 14.0 860 11 9.0 780 12 7.6 690 13 7.0 540 14 7.0 520 15 8.0 605 16 15.8 1,200 17 10.8 860 18 9.4 780 19 9.0 520 20 8.8 530 21 9.8 860 22 9.6 865 23 8.4 520 24 6.0 345 Bảng mô tả thành phần tính chất nước thải đầu vào yêu cầu xả nguồn tiếp nhận: THÍ DỤ TÍNH TOÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN - Bảng Thành phần tính chất nước thải Thông số PH BOD5 tổng, mgO2/L N-Kjeldahl, mg N/L Tổng P, mg P/L SS, mg/L Độ đục, NTU Đầu vào 6.3-7.2 720 40 200 150 Mức độ xử lý 6.0 - 8.5  10 35 10 10 5 Biết diện tích mặt dự kiến đặt trạm xử lý bò giới hạn có kích thước rộng x dài = 10mx30m Giải LƯU LƯNG VÀ HỆ SỐ KHÔNG ĐIỀU HÒA Từ bảng tìm được: Lưu lượng lớn nhất: Qhmax = 17 m3/h Lưu lượng nhỏ nhất: Qhmin = 3.0m3/h Lưu lượng giây: q Q hmax 17m / h *1000lit / m  *1000lit / m  4.72lit / s 3600s / h 3600s / h Lưu lượng trung bình: Q htb  Q 24  200m / ngaøy  8.33m / h 24h / ngày Trạm xử lý làm việc 3ca (24h/24h), lưu lượng bơm lưu lượng trung bình Qb = Qhtb = 8.33m3/h Hệ số cao điểm: K hmax  Hệ số nhỏ nhất: Q hmax Q hTB  17m / h 8.33m / h  2.04 THÍ DỤ TÍNH TOÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN - K hmin  Qhmin m3 / h   0.36 TB Qh 8.33m3 / h CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Dựa vào thành phần tính chất nước thải đầu vào, mức độ xử lý diện tích mặt bằng, sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải xí nghiệp chế biến tôm đông lạnh xí nghiệp A mô tả hình 3.1 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI SONG CHẮN RÁC Kích thước song chắn rác chọn bảng Bảng Các thông số tính toán cho song chắn rác Thông số Kích thước song chắn: Rộng, mm Dày, mm Khe hở thanh,mm Độ dốc theo phương đứng, độ Tốc độ dòng chảy mương đặt song chắn, m/s Tổn thất áp lực cho phép,mm Làm thủ công –15 25-38 25-50 30-45 0.3-0.6 150 Do công suất nhỏ lượng rác không lớn, chọn song chắn rác làm thủ công a Kích thước mương đặt song chắn Chọn tốc độ dòng chảy mương v = 0.3m/s Giả sử độ sâu đáy ống cuối mạng lưới thoát nước bẩn H = 0.7m Chọn kích thước mương: rộng x sâu = BxH = 0.35m x 0.70m Vậy chiều cao lớp nước mương là: Qhmax 17m / h h   0.045m 3600s / h * v a * B 3600s / h * 0.3m / s * 0.35m Chọn kích thước rộng x dày = b x d = 5mm x 25mm khe hở w=25mm, THÍ DỤ TÍNH TOÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN - Hình Sơ Đồ Khối Trạm Xử Lý Nước Thải Xí Nghiệp Chế Biến Thủy Sản A THÍ DỤ TÍNH TOÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN - b Kích thước song chắn rác Hình thể cách bố trí song chắn mương Hình Bố trí song chắn Giả sử song chắn rác có n thanh, số khe hở m = n + Mối quan hệ chiều rộng mương, chiều rộng khe hỡ nhu sau: B = n*b + (n+1)w 350 = n*5 + (n+1)*25 Giaûi phương trình tìm n = 10.8 Nếu chọn số n = 10 điều chỉnh khoảng cách lại là: 350 = 10*5+(10+1)*w w = 27.3mm c Tổn thất áp lực qua song chắn Tổng tiết diện khe song chắn, A: A = (B - b*n) * h Trong đó: B – Chiều rộng mương,m b – Chiều rộng thanh, m n – Số h – Chiều cao lớp nước mương,m A = (0.35m - 0.005m * 10thanh) * 0.045m = 0.0135m2 Vận tốc dòng chảy qua song chắn: V  q 4.72l / s   0.35m / s A 0.0135m 1000l / m3 Tổn thất áp lực qua song chắn: hL  V2 v2 (0.35m / s )2  (0.3m / s )2  = 0.0024  2.4mm 150mm 0.7 2g 0.7 * 9.81m / s THÍ DỤ TÍNH TOÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN - 3.2 HẦM BƠM TIẾP NHẬN Thể tích hầm bơm tiếp nhận: Vb  Qhmax t Vb 17m / h *15 phút * 1h  60 phút 4.3m3 Trong t=thời gian lưu nước, t = 10-30phút Chọn chiều sâu hữu ích h=2.0m, chiều cao an toàn lấy chiều sâu đáy ống cuối hf = 0.7m Vậy chiều sâu tổng cộng: H = 2.0m + 0.7m = 2.7m Giả sử chọn hầm bơm hình tròn, đường kính hầm bơm tiếp nhận: D Vb   h  * 4.3m = 1.7m 2.0 m Kích thước hầm bơm tiép nhận: D x H = 1.7m x 2.7m Chọn bơm nhúng chìm đặt hầm bơm có Q = Qhmax =17 m3/h, cột áp H=810mm 3.3 BỂ ĐIỀU HÒA a Xác đònh thể tích bể điều hòa (i) Thể tích tích lũy Thể tích tích lũy dòng vào thứ i xác đònh theo công thức: Vv(i) = Vv(i-1) + Qi Trong đó: Vv(i-1) - Thể tích tích lũy dòng vào trước đó, m3 Qv(i) - Lưu lượng nước thải dang xét (thứ i), m3/h Thể tích tích lũy bơm thứ i: Vb(i) = Vb(i-1) + Qb(i) Trong đó: Vb(i-1) - Thể tích tích lũy bơm trước đó, m3 Qb(i) - Lưu lượng bơm dang xét (thứ i), m3/h (ii) Thể tích bể điều hòa: THÍ DỤ TÍNH TOÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN - Thể tích bể điều hòa tính theo hai cách: (1) (2) Lập bảng Biểu đồ tích lũy + Lập bảng Dựa vào lưu lượng theo Qh , thể tích tích lũy vào Vv(i) thể tích tích lũy bơm Vb(i) , lập bảng thể tích tích lũy cho ngày bảng Bảng Thể tích tích lũy theo Giờ ngày Q Thể tích tích lũy Thể tích tích lủy Hiệu số thể tích H vào bể (1) bơm (2) (2) - (1) m3 m3 m3 m /h 4.4 4.4 8.3 3.9 4.0 8.4 16.7 8.3 3.0 11.4 25.0 13.6 3.0 14.4 33.3 18.9 3.0 17.4 41.7 24.3 3.4 20.8 50.0 29.2 6.0 26.8 58.3 31.5 (max) 17.0 43.8 66.7 22.9 16.0 59.8 75.0 15.2 10 14.0 73.8 83.3 9.5 11 9.0 82.8 91.7 8.9 12 7.6 90.4 100.0 9.6 13 7.0 97.4 108.3 10.9 14 7.0 104.4 116.7 12.3 15 8.0 112.4 125.0 12.6 16 15.8 128.2 133.3 5.1 17 10.8 139.0 141.7 2.7 18 9.4 148.4 150.0 1.6 19 9.0 157.4 158.3 0.9 20 8.8 166.2 166.7 0.5 21 9.8 176.0 175.0 -1.0 22 9.6 185.6 183.3 -2.3 23 8.4 194.0 191.7 -2.3 (min) 24 6.0 200.0 200.0 Thể tích lý thuyết bể điều hòa hiệu đại số giá trò dương lớn giá trò âm nhỏ cột hiệu số thể tích tích lũy: THÍ DỤ TÍNH TOÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN - Vdh(lt) = Vmax - Vmin = 31.5 –- (-2.3) = 33.8m3 Thể tích thực tế bể điều hòa: Vdh(tt) = (1.1-1.2)Vdh(lt) Vdh(tt) = (1.2)(33.8m3)=40.6m3 + Biểu đồ tích lũy Dựa vào lưu lượng theo Qh , thể tích tích lũy vào Vv(i) thể tích tích lũy bơm Vb(i) , vẽ biểu đồ tích lũy theo ngày hình 200 180 160 V1 = 2,3 140 120 100 80 60 V2 = 31,5 40 20 0 10 12 Thể tích tích lũy vào 14 16 18 20 22 24 Thể tích tích lủy bơm Hình Biểu đồ thể tích tích lũy Vẽ hai đường thẳng song song với đường tích lũy bơm tiếp tuyến với đường cong tích lũy vào hai cực trò Thể tích bể điều hòa tổng hai khoảng cách thằng đứng từ hai điểm tiếp tuyến đến đường thẳng tích lũy bơm Chọn bể có hình dạng tròn, chiều cao lớp nước lớn hmax = 4m, chiều cao bảo vệ hbv = 0.5m Vậy chiều cao tổng cộng: H = hmax + hbv = 4m + 0.5m = 4.5m Đường kính bể: D V   H 40.6 m3  3.6 m  4m THÍ DỤ TÍNH TOÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN - b Xác đònh hiệu bể điều hòa tảl lượng BOD5 Dựa vào kết phân tích biểu đồ bảng, thấy thời điểm bể cạn 7giơ.ø Thời điểm tính toán Thể tích nước bể điều hòa xét (thứ i) xác đònh theo công thức sau: Vi = V(i-1) + Vin(i) - Vout(i) Trong đó: V(i) - Thể tích nước bể điều hòa xét; V(i-1) - Thể tích nước bể điều hòa trước đó; Vin(i) Lượng nước vào bể xét; Vout(in) - Lượng nước bơm khỏi bể xét Từ biểu thức trên, tính thể tích nước bể điều hòa vào lúc giờ: V8 = V7 + Vin(8) - Vout(8) = + 17 - 8.33 = 8.7m3 Thể tích nước bể điều hòa vào lúc giờ: V9 = V8 + Vin(9) - Vout(9) = 8.7 + 16 - 8.33 = 16.3m3 Giả sử khối nước bể điều hòa xáo trộn hoàn toàn, hàm lượng BOD5 trung bình bơm khỏi bể tính theo biểu thức sau: Sout (i )  Trong đó: Vin (i ).Sin (i )  V(i 1).S (i 1) Vin (i )  V(i 1) Sout(i) - Hàm lượng BOD5 trung bình dòng xét; Sin(i) Hàm lượng BOD5 trung bình dòng vào xét; V(i-1) - Thể tích nước bể điều hòa trước đó; Vin(i) - Lượng nước vào bể xét; Từ biểu thức tính hàm lượng BOD5 trung bình dòng vào lúc giờ: Sout(8)  Vin (8) Sin (8)  V( ) S( ) Vin (8)  V( )  (17)(1220)  (0)(860)  1220mg / L 17  (0) Haøm lượng BOD5 trung bình dòng vào lúc giờ: S out (9 )  Vin (9 ) S in (9 )  V(8 ) S (8 ) Vin (9 )  V(8 )  (16)(1210)  (8.7 )(1220) 1214mg / L (17 )  (8.7 ) Tải lượng BOD5 theo thứ i tính toán theo công thức: LBOD(i) = Qh(i).BOD(i) Từ công thức lập bảng tính toán hàm lượng BOD trung bình theo tải lượng BOD5 trước sau bể điều hòa Bảng Bảng tính toán hàm lượng BOD5 trung bình tải lượng BOD5 trước sau bể điều hòa THÍ DỤ TÍNH TOÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN - 10 Giờ ngày Q m3/h Thể tích nước bể, m3 BOD vào mg/L BOD trung bình khỏi bể, Tải lượng BOD5 trước điều hòa Tải lượng BOD sau điều hòa mg/L kgBOD5 /h kgBOD5 /h 17.0 8.7 1220 1,220 20.7 10.2 16.0 16.3 1210 1,214 19.4 10.1 10 14.0 22.0 860 1,048 12.0 8.7 11 9.0 22.7 780 837 7.0 7.0 12 7.6 21.9 690 757 5.2 6.3 13 7.0 20.6 540 654 3.8 5.4 14 7.0 19.3 520 535 3.6 4.5 15 8.0 18.9 605 545 4.8 4.5 16 15.8 26.4 1200 876 19.0 7.3 17 10.8 28.9 860 1,101 9.3 9.2 18 9.4 29.9 780 840 7.3 7.0 19 9.0 30.6 520 720 4.7 6.0 20 8.8 31.1 530 522 4.7 4.4 21 9.8 32.5 860 609 8.4 5.1 22 9.6 33.8 865 861 8.3 7.2 23 8.4 33.9 520 796 4.4 6.6 24 6.0 31.5 345 494 2.1 4.1 4.4 27.6 345 345 1.5 2.9 4.0 23.3 432 356 1.7 3.0 3.0 17.9 600 451 1.8 3.8 3.0 12.6 605 601 1.8 5.0 3.0 7.3 780 639 2.3 5.3 3.4 2.3 780 780 2.7 6.5 6.0 (0.0) 860 838 5.2 7.0 Trung bình 6.1 THÍ DỤ TÍNH TOÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN - 19 h  60%H  60%.(3.0 m) 1.8m Kiểm tra lại thời gian lưu nước bể lắng: Thể tích phần lắng: V  D   d *h   2.7   0.55 * 3.0 m 16.5 m Thời gian lưu nước: t  V Q hTB  16.5 m 8.3m / h  1.98h >1.5h Tải trọng máng tràn: LS  Q 200m3 / ngaøy   23.6m3 / m.ngaøy AL , diện tích bề mặt theo tải trọng chất rắn diện tích tính toán Đường kính bể lắng: D   A   (11.8 )m  3.9 m Đường kính ống trung tâm: d  20%D  20%.( 3.9 m)  0.8m Chọn chiều sâu hữu ích bể lắng H=3.0m, chiều cao lớp bùn lắng hb= 1.5m, chiều cao an toàn hbv = 0.3m Vậy chiều cao tổng cộng bể lắng đợt II: Htc = hL + hb + hbv = 3.0m+1.5m+0.3m = 4.8m Chiều cao ống trung tâm: h  60%H  60%.(3.0 m) 1.8m Kiểm tra lại thời gian lưu nước bể lắng: Thể tích phần lắng: VL  D  Thời gian lưu nước:  d2 *h   3.9   0.8 * 3.0 m  34.3m3 THÍ DỤ TÍNH TOÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SAÛN - 26 t  V Qr  Q  34.3m (8.3  7.4 )m / h  2.2 h Thể tích phần chứa bùn: Vb  A.hb 11.8m2 (1.5 m) 17.7 m3 Thời gian lưu giữ bùn beå: tb  Vb (17.7 m )   2.32h Qw  Qr 7.4 m3 / h  5.5 m3 / ngày *1ngày 24 h   Tải trọng máng tràn: LS  3.7 Q  Qr ( 200 176.5 )m3 / ngaøy   30.7 m3 / m.ngày