Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 57 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
57
Dung lượng
0,98 MB
Nội dung
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM VIỆN KHCN & QL MÔI TRƯỜNG - MÔN: XỬLÝNƯỚCTHẢI Chun đề: Tính tốn thiếtkếhệthốngxửlýnướcthảinhàmáybiaphươngphápsinhhọclưulượng2000 m3/ngày đêm GVHD: Th.S Nguyễn Xn Hồn Thành viên nhóm: Trần Nguyễn Thái Hưng Trần Đức Tín Huỳnh Xuân Việt Lớp: ĐHMT TP HCM, Tháng năm 2008 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Sản xuất bia ngành đồ uống nên trình sản xuất phải sử dụng nhiều nước Nguyên liệu cho sản xuất bia bao gồm malt, gạo Nguyên liệu nghiền nhỏ sau đưa vào chế biến dịch đường Trong trình nấu, nước sử dụng nhiều cho nấu, cung cấp cho lò để sản xuất nước phục vụ cho công nghệ; nước dùng làm mát máy móc thiết bị Nước dùng q trình sản xuất để chuyển thành sản phẩm dùng dạng khơng bị thải bỏ thảiNướcthải sản xuất bia chủ yếu phát sinh từ trình rửa, vệ sinhmáy móc thiết bị vệ sinhnhà xưởng; chủ yếu tập trung khu vực lên men, lọc bia chiết sản phẩm Với đặc thù sản xuất bia đòi hỏi phải sử dụng lượngnước rửa vệ sinh lớn Thực tế cho thấy, đặc tính chung nướcthải sản xuất bia chứa nhiều chất gây ô nhiễm với chủ yếu chất hữu hòa tan dạng keo, chất rắn dạng lắng lơ lửng; số chất vô hòa tan, hợp chất nitơ phốt Tất chất gây nhiễm có nướcthải từ thành phần bã malt, cặn lắng dịch đường lên men, hạt trợ lọc khâu lọc bia, xác men thải rửa thùng lên men, bia thất thoát nướcthải khâu chiết khâu làm nguội chai sau trùng Nướcthảibia chứa nhiều chất dễ phân hủy sinhhọc nên có màu nâu thẫm Nướcthải số phận có độ pH khác nhiều, thường nướcthải trình lên men có tính axít, nướcthải rửa chai có tính kiềm Hàm lượng ơxy hòa tan nướcthảinhàmáybia thấp Nhu cầu ôxy sinhhọc BOD hóa học COD cao vượt tiêu chuẩn thải nhiều lần (COD hàm lượng 600-2400mg/l; BOD5 hàm lượng 310-1400mg/l), trung bình lớn 10 lần tiêu chuẩn cho phép Các giá trị BOD COD thường thay đổi theo thời gian ngày Các giá trị cao vào thời điểm xả nước rửa bã nồi nấu thùng lên men Với số gây ô nhiễm hệthốngxửlýnước không đảm bảo nên chất lượngnướcthải sau xửlý không đạt tiêu chuẩn thảiNướcthải chảy theo cống thoát nướcthải riêng nhàmáy sau chảy vào cống nước chung khu vực gây ảnh hưởng ô nhiễm môi trường Do đó, việc tính tốn thiếtkếhệthốngxửlýnướcthải cho nhàmáybia vấn đề cấp thiết cho trình phát triển ngành sản xuất thức uống Việt Nam 2 Mục đích: Tính tốn thiếtkếhệthốngxửlýnướcthảinhàmáybiaphươngphápsinhhọclưulượng2000 m3/ngày đêm, với thông số đầu vào bảng 1, nước sau xửlý đạt tiêu chuẩn loại B theo TCVN 5945-1995 TT Chỉ tiêu Nướcthải trước Tiêu chuẩn thải pH Hàm lượng cặn lơ lửng, mg/l BOD5, mg/l COD, mg/l Tổng Nitơ (TN) Tổng Phốtpho (TP) Coliform, MPN/100 ml xửlý 6-12 300 1500 2000 15-45 4,9-9,0 0,5 m3/ngày đêm) Cát từ bể lắng cát đưa phơi khô sân phơi cát khô thường sử dụng lại cho mục đích xây dựng I.1.5 Bể lắng: Bể lắng làm nhiệm vụ tách chất lơ lửng lại nướcthải (sau qua bể lắng cát) có tỷ trọng lớn nhỏ tỷ trọng nước dạng lắng xuống đáy bể lên mặt nướcThông thường bể lắng có ba loại chủ yếu: bể lắng ngang (nước chuyển động theo phương ngang), bể lắng đứng (nước chuyển động theo phương thẳng đứng), bể lắng ly tâm (nước chuyển động từ tâm xung quanh) thường có dạng hình tròn mặt Ngồi ra, số dạng bể lắng khác bể lắng nghiêng, bể lắng thiếtkế nhằm tăng cường hiệu lắng I.1.6 Điều hồ lưulượng dòng chảy: Trong q trình xửlýnướcthải cần phải điều hồ lượng dòng chảy Trong q trình thực chất thiết lập hệthống điều hoà lưulượng nồng độ chất ô nhiễm nướcthải nhằm tạo điều kiện tốt cho cơng trình phía sau hoạt động ổn định Bể điều hồ dòng chảy bố trí dòng chảy hay bố trí ngồi dòng chảy I.1.7 Quá trình tuyển nổi: Tuyển trình tách chất dạng rắn dạng lỏng, phân tán khơng tan nướcthải có khối lượng riêng nhỏ, tỷ trọng nhỏ nước lắng trọng lực lắng chậm Phươngpháp tuyển thực cách trộn lẫn hạt khí nhỏ mịn vào nước thải, hạt khí kết dính với hạt nướcthải kéo theo hạt vật chất theo bọt khí lên bề mặt Khi ta dễ dàng loại chúng khỏi hệthốngthiết bị vớt bọt Để tăng hiệu suất tạo bọt, người ta thường sử dụng chất tạo bọt eresol, phenol nhằm giảm lượng bề mặt phân pha Tuỳ theo phương thức cấp khơng khí vào nước, q trình tuyển bao gồm dạng sau: Tuyển khí phân tán: Khí nén thổi trực tiếp vào bể tuyển để tạo thành bọt khí có kích thước từ 0,1 – mm, gây xáo trộn hỗn hợp khí - nước chứa cặn Cặn tiếp xúc với bọt khí, kết dính lên bề mặt Tuyển chân khơng: bão hồ khơng khí áp suất khí quyển, sau khí khỏi nước áp suất chân không Hệthống sử dụng thực tế khó vận hành chi phí cao Tuyển khí hồ tan: Sục khơng khí vào nước áp suất cao (2-4 at), sau giảm áp giải phóng khí Khơng khí tạo thành bọt khí có kích thước 20 100m I.2 Xửlýsinhhọc Quá trình xửlýnướcthảiphươngphápsinhhọc trình nhằm phân hủy vật chất hữu dạng hòa tan, dạng keo dạng phân tán nhỏ nướcthải nhờ vào hoạt động vi sinh vật Quá trình xảy điều kiện hiếu khí kị khí tương ứng với hai tên gọi thơng dụng là: qua trình xửlýsinhhọc hiếu khí q trình xửlýsinhhọc kỵ khí (yếm khí) Q trình xửlýsinhhọc kị khí thường ứng dụng để xửlý sơ loại nướcthải có hàm lượng BOD5 cao (>1000 mg/l), làm giảm tải trọng hữu tạo điều kiện thuận lợi cho trình xửlý hiếu khí diễn có hiệu Xửlýsinhhọc kị khí áp dụng để xửlý loại bùn, cặn (cặn tươi từ bể lắng đợt một, bùn hoạt tính sua nén …) trạm xửlýnướcthải đô thị số ngành cơng nghiệp Q trình xửlýsinhhọc hiếu khí ứng dụng có hiệu cao nướcthải có hàm lượng BOD5 thấp nướcthảisinh hoạt sau xửlýhọcnướcthải ngành công nghiệp bị ô nhiễm hữu mức độ thấp (BOD < 1000 mg/l) Tùy theo cách cung cấp oxy mà trình xửlýsinhhọc hiếu khí chia làm hai loại: - Xửlýsinhhọc hiếu khí điều kiện tự nhiên (oxy cung cấp từ khơng khí tự nhiên quang hợp tảo thực vật nước) với cơng trình tương ứng như: cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, hồ sinh học, đất ngập nước… - Xửlýsinhhọc hiếu khí điều kiện nhân tạo (oxy cung cấp thiết bị sục khí cưỡng bức, thiết bị khuấy trộn giới…) với q trình cơng trình tương ứng sau: Quá trình vi sinh vật lơ lửng (qúa trình bùn hoạt tính): Bể bùn hoạt tính thổi khí (Aerotank) Mương oxy hóa Hồ sinhhọc Q trình vi sinh vật dính bám (Q trình màng vi sinh vật): Bể lọc sinhhọc nhỏ giọt (Biophin) Bể lọc sinhhọc cao tải Tháp lọc sinhhọc Bể lọc sinhhọc tiếp xúc dạng đĩa quay (RBC): cơng trình cho phép xửlý nitơ photpho nướcthải (xử lý bậc cao) Quá trình vi sinh vật kết hợp: bể sinhhọc hiếu khí tiếp xúc (có cấu tạo nguyên lý hoạt động giống bể Aerotank bên bể có trang bị thêm vật liệu tiếp xúc để làm giá thể cho vi sinh vật dính bám) I.3 Xửlý hóa học: Bản chất trình xửlýnướcthảiphươngpháp hố lý áp dụng q trình vật lý hoá học để đưa vào nướcthải chất phản ứng để gây tác động với tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành chất khác dạng cặn chất hồ tan khơng độc hại gây ô nhiễm môi trường Giai đoạn xửlý hố lý giai đoạn xửlý độc lập xửlý với phươngpháp học, hố học, sinhhọc cơng nghệ xửlýnướcthải hồn chỉnh Những phươngpháp hố lý thường áp dụng để xửlýnướcthải : keo tụ, đông tụ, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược siêu lọc … I.3.1 Phươngpháp keo tụ đơng tụ Q trình lắng tách hạt rắn huyền phù tách chất gây nhiễm bẩn dạng keo hòa tan chúng hạt rắn có kích thước q nhỏ Để tách hạt rắn cách có hiệu phươngpháp lắng, cần tăng kích thước chúng nhờ tác động tương hổ hạt phân tán liên kết thành tập hợp hạt, nhằm tăng vận tốc lắng chúng Việc khử hạt keo rắn lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích chúng, thứ đến liên kết chúng với Q trình trung hồ điện tích thường gọi q trình đơng tụ (coagulation), q trình tạo thành lớn từ hạt nhỏ gọi trình keo tụ (flocculation) I.3.2 Hấp phụ Phươngpháp hấp phụ dùng rộng rãi để làm triệt để nướcthải khỏi chất hữu hoà tan sau xửlýsinhhọcxửlý cục nướcthải có chứa hàm lượng nhỏ chất Những chất khơng phân huỷ đường sinhhọc thường có độc tính cao Nếu chất cần khử bị hấp phụ tốt chi phí riêng cho lượng chất hấp phụ khơng lớn việc ứng dụng phươngpháp hợp lý Các chất hấp phụ thường sử dụng như: than hoạt tính, chất tổng hợp chất thải vài ngành sản xuất dùng làm chất hấp phụ (tro, xỉ, mạt cưa …) Chất hấp phụ vô đất sét, silicagen, keo nhơm chất hydroxit kim loại sử dụng lượng tương tác chúng với phân tử nước lớn Chất hấp phụ phổ biến than hoạt tính, chúng cần có tính chất xác định : tương tác yếu với phân tử nước mạnh với chất hữu cơ, có lỗ xốp thơ để hấp phụ phân tử hữu lớn phức tạp, có khả phục hồi Ngoài ra, than phải bền với nước thấm nước nhanh Quan trọng than phải có hoạt tính xúc tác thấp phản ứng oxy hóa số chất hữu nướcthải có khả bị oxy hố bị hố nhựa Các chất hố nhựa bít kín lổ xốp than cản trở việc tái sinh nhiệt độ thấp I.3.3 Phươngpháp trao đổi ion Trao đổi ion q trình ion bề mặt chất rắn trao đổi với ion có điện tích dung dịch tiếp xúc với Các chất gọi ionit (chất trao đổi ion), chúng hồn tồn khơng tan nước Các chất có khả hút ion dương từ dung dịch điện ly gọi cationit, chất mang tính axit Các chất có khả hút ion âm gọi anionit chúng mang tính kiềm Nếu ionit trao đổi cation anion gọi ionit lưỡngtínhPhươngpháp trao đổi ion thường ứng dụng để loại khỏi nước kim loại như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, M …, hợp chất Asen, photpho, Cyanua chất phóng xạ Các chất trao đổi ion chất vơ hữu có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo Các chất trao đổi ion vơ tự nhiên gồm có zeolit, kim loại khoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác … vô tổng hợp gồm silicagen, pecmutit (chất làm mềm nước ), oxyt khó tan hydroxyt số kim loại nhôm, crôm, ziriconi … Các chất trao đổi ion hữu có nguồn gốc tự nhiên gồm axit humic than đá chúng mang tính axit, chất có nguồn gốc tổng hợp nhựa có bề mặt riêng lớn hợp chất cao phân tử I.3.4 Các trình tách màng Màng định nghĩa pha đóng vai trò ngăn cách pha khác Viêc ứng dụng màng để tách chất phụ thuộc vào độ thấm hợp chất qua màng Người ta dùng kỹ thuật như: điện thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lọc trình tương tự khác Thẩm thấu ngược siêu lọc trình lọc dung dịch qua màng bán thẩm thấu, áp suất cao áp suất thấm lọc Màng lọc cho phân tử dung môi qua giữ lại chất hoà tan Sự khác biệt hai trình chỗ siêu lọc thường sử dụng để tách dung dịch có khối lượng phân tử 500 có áp suất thẩm thấu nhỏ (ví dụ vi khuẩn, tinh bột, protein, đất sét …) Còn thẩm thấu ngược thường sử dụng để khử vật liêu có khối lượng phân tử thấp có áp suất cao I.3.5 Phươngpháp điện hố Mục đích phươngphápxửlý tạp chất tan phân tán nước thải, áp dụng q trình oxy hố dương cực, khử âm cực, đông tụ điện điện thẩm tích Tất q trình xảy điện cực cho dòng điện chiều qua nướcthải Nhược điểm lớn phươngpháp tiêu hao điện lớn Chương II: Công nghệ sản xuất bia nguồn phát sinhnướcthải II.1 Công nghệ sản xuất bia: Các công đoạn cơng nghiệp sản xuất bia bao gồm: - Chuẩn bị nguyên liệu: Malt đại mạch nguyên liệu thay (gạo, lúa mì, ngơ) làm đưa vào xoay, nghiền ướt để tăng bề mặt hoạt động enzym giảm thời gian nấu - Lọc dịch đường để thu nướcnha loại bỏ malt Quá trình gồm hai bước: Bước 1: Lọc hỗn hợp dịch đường thu nướcnha đầu; Bước 2: Dùng nước nóng rửa bã thu nướcnha cuối tách bã malt - Nấu với hoa houblon để tạo hương vị cho bia, sau nướcnha qua thiết bị tách bã hoa - Làm lạnh: Nướcnha từ nồi nấu có nhiệt độ xấp xỉ 100 oC làm lạnh tới nhiệt độ thích hợp trình lên men, nhiệt độ vào khoảng 10 – 16 oC qua hai giai đoạn Giai đoạn dùng nước lạnh hạ nhiệt độ xuống chừng 60 oC giai đoạn dùng tác nhân lạnh glycol để hạ nhiệt độ xuống chừng 14oC - Lên men lên men phụ: Đây q trình quan trọng sản xuất bia Quá trình lên men nhờ tác dụng men giống để chuyển hoá đường thành alcol etylic khí cacbonic: C H 12 O6 lên men → 2C H OH + 2CO2 ↑ 10 L1 = Tải trọng bề mặt ứng với lưulượng trung bình, lấy theo bảng L1 = 30m3/m2ngày Diện tích mặt thống bể mặt ứng với tải trọng chất rắn lớn tính theo cơng thức: Fs = (Q h +Qr ) × S (83,33 + 73,3) × 4000 = = 125( m ) LS × 1000 Trong đó: Qh: lưulượng trung bình 83,33m3/h Qr: lưulượng bùn tuần hồn trung bình giờ, Ls : tải trọng chất rắn trung binh, Ls = Kg/m3h Do Fs > F1, diện tích bề mặt tải trọng chất rắn diện tích tính tốn Đường kính bể lắng: D= 4F = π ×n × 125 = 8,56m π ×2 n: số bể lắng đợt II công tác, chọn n = Đường kính ống trung tâm: d = 20% × D = 20% × 8,56 = 1,7m Chọn chiều sâu hữu ích bể lắng h L= m, chiều cao lớp bùn lắng h b= 1,2m chiều cao bảo vệ hbv=0,3 Vậy chiều cao tổng cộng bể lắng II: Htc = hL + hb + hbv = 4+1,2 + 0,3 =5,5m Chiều cao ống trung tâm: h = 60%hL= 0,6 × =2,4m Thể tích bể lắng II tính theo cơng thức: W = F×H = 125 × = 500m3 H: chiều cao cơng tác bể lắng II Chọn bể có bể cơng tác, bể dùng để dự phòng Kiểm tra lại thời gian lưunước bể lắng: Thể tích phần lắng: VL = π π ( D − d ) × H = (8,56 − 1,7 ) m × 4m = 240m 4 Thời gian lưunước 43 t= V 240m = = 1,53h > 1,5h Qr + Q ( 73,3 + 83,33) m / h Thể tích phần chứa bùn: Vb = F × hb = 125 × 1,2 = 150m3 Thời gian lưu giữ bùn bể: tb = Vb 150m = ≈ 2,03h Qw + Qr 73,3m / h + (15,78m / × 1ngay / 24h) Trong Qr: lưulượng bùn tuần hoàn Qw: lưulượng bùn dư cần xử lí Tải trọng máng tràn: Ls = Q + Qr (2000 + 1760)m / = = 128,8m / m.ngay π ×D π × 8,56 Giá trị nằm khoảng cho phép < 500m3/m.ngay Tính bơm Bùn hoạt tính từ bể lắng II có độ ẩm cao: 99,4% - 99,7% Một phần lớn loại bùn dẫn trở lại bể aeroten ( loại bùn gọi bùn hoạt tính tuần hồn), phần bùn lại gọi bùn hoạt tính dư dẫn vào bể nén bùn Tại bể lắng hai ta có đặt bơm để bơm bùn bể Aeroten bể nén bùn Công suất bơm: N= Q ρ gH 1000η Trong Q:lưu lượngnướcthải trung bình ngày đêm, m3/ngàyđêm H:áp suất toàn phần bơm, mH2O ρ : khối lượng riêng chất lỏng Khối lượng riêng bùn 1006kg/m3 g: gia tốc trọng trường, g ≈ 9,81m/s2 η : hiệu suất bơm, η = 0,73 – 0.9 44 Chọn η = 0,8 Cột áp toàn phần máy bơm bơm bùn tuần hoàn bể Aeroten: H = 5,5m + 1,5m = 7m Cơng suất máy bơm bùn tuần hồn: N= HQρg × 15,78 × 1006 × 9,81 = = 0,016 Kw 1000η 1000 × 0,8 × 86400 Cơng suất thực tế bơm: N1 = × 0,02 = 0,04Kw Cột áp toàn phần máy bơm để bơm bùn tới bể nén bùn: H = 1,5m + 4,5m = 6m Công suất máy bơm bùn bể nén bùn: N= HQρg × 73,3 ×1006 × 9,81 = = 1,5 Kw 1000η 1000 × 0,8 × 3600 Cơng suất thực tế bơm: N1 =1,7 × 1,5= 2,55 Kw II.9 Khử trùng nước thải, tính tốn bể tiếp xúc Sau giai đoạn xử lí: học, sinh học,…, song song với việc làm giảm nồng độ chất nhiễm đạt tiêu chuẩn quy định số lượng vi trùng giảm đáng kể đến 90 – 95% Tuy nhiên, lượng vi trùng cao việc khử trùng điều cần thiết Để thực việc khử trùng nước thải, sử dụng biện pháp clo hóa, ơzon hóa, khử trùng tia hồng ngoại UV Việc khử trùng clo tương đối đơn giản, rẻ tiền hiệu chấp nhận nên sử dụng nhiều cơng trình xử li Nội dung tính tốn gồm: II.9.1.Khử trùng nướcthải clo Lượng clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nướcthải tính: Ya = Q 1000 45 Trong đó: Q: lưulượngtính tốn nướcthải Qtb.h = 83,33m3/h A: liều lượng hoạt tính lấy theo điều 6.20.3 – TCXD -51-84 Nướcthải sau xử lí học: a = 10g/m3 Nướcthải sau xử lí sinhhọc hoàn toàn: a = g/m3 Nướcthải sau xử lí sinhhọc khơng hồn tồn: a = g/m3 Chọn a = g/m3 để tính tốn Ứng với lưulượng trung bình giờ: Ytb = a × Qtb.h × 83,33 = = 0, 25kg / h 1000 1000 Để định lượng clo, xáo trộn clo với nước công tác, điều chế clo nước cần sử dụng thiết bị khử trùng, gọi clorator chân khơng Để cung cấp lượng clo hoạt tính giới hạn ứng với lưulượng đặc trưng tính( y ≈ 0,09 – 0,42), chọn hai clorator, cơng tác, dự phòng Cơng suất 0,4 – 2,05 với đặc tính kỹ thuật sau: Áp lực nước trước Ejector: 2,5kg/h Lưulượng nước: 2m3/h Trọng lượng Clorator: 37,5kg Theo bảng đặc tính kỹ thuật kiểu clorator chân không “Loni-100” – sách Xử lí nướcthải thị cơng nghiệp (Lâm Minh Triết – Nguyễn Thanh Hùng – Nguyễn Phước Dân) Số balông chứa clo cần thiết cho trạm clorator tính theo cơng thức sau: n= Ytb 0,25 = = 0,5 q 0,5 Trong đó: q lượng clo lấy từ balơng chứa clo điều kiện bình thường, q = 0,5 – 0,7, chọn q = 0,5 để tính tốn Bảng đặc tính kỹ thuật balơng chứa clo: Dung tich thùng chứa clo Lít Kg Clo Kích thước(mm) L l 46 Trọng lượng 20 25 770 675 (kg) 35 25 31 925 825 40,5 27 33,5 985 890 43 30 37,5 1080 975 47 33 41 1170 1065 51 36 45 1205 1125 55 40 50 1390 1275 60 45 56 1545 1427 66,5 50 62 1700 1575 73 55 69 1855 1725 79,5 Chọn loại balơng chứa clo với dung tích chứa 20l với thông số kỹ thuật bảng Việc kiểm tra lượng clo thùng chứa trình khử trùng có ý nghĩa quan trọng thực cân chuyên dùng Số lượng balông chứa clo dự trữ cho nhu cầu sử dụng tháng tính tốn theo cơng thức: N= Ytb × 24 × 30 0, 25 × 24 × 30 = = 7, ≈ balông q1 25 q1: lượng clo chứa balông, q1 = 25kg Để vận chuyển balông phạm vi trạm clorator, thường trang bị loại xe chuyên dụng Lượngnước tổng cộng cần thiết cho nhu cầu trạm clo xác định: Qn = Ytb (1000 × 1ρ + q ) 0,25 × (1000 × 1,24 + 350) = = 0,4m / h 1000 1000 Trong đó: q lưulượng cần thiết để làm bốc clo Chọn q = 350l/kg ρ: lượngnước cần thiết để hòa tan gam clo, phụ thuộc vào nhiệt độ nướcthải Chọn ρ = 1,24 với nhiệt độ nướcthải 300C II.9.2 Tính tốn máng trộn 47 Chọn máng trôn kiểu lượn để thức xáo trộn nướcthải clo trước dẫn vào bể tiếp xúc Diện tích tiết diện máng trộn tính: F= Qs 0,023 = = 0,03m v 0,8 Qmax: lưulượng giây lớn V: tốc độ nướcthải máng trôn v = 0,8 – 0,9m/s Với lưulượng 23l/s chọn kích thước bản: L =2500mm, l = 1755mm, b = 300mm, h = 700mm, h2 = 1030mm, b1 = 110mm, b2 =150mm, b3 = 130mm, b4=110mm Với bx: chiều rông khe lượn Tra bảng 4-6: Kích thước máng trộn kiểu lượn sách “ xử lí nướcthải thị cơng nghiệp, tính tốn thiếtkế cơng trình” (Lâm Minh Triết – Nguyễn Thanh Hùng – Nguyễn Phước Dân) Chiều sâu lớp nước sau máng trộn: H = F 0,03 = = 0,1m b 0,3 Tổn thất áp lực qua khe lượn: h = α v2 0,82 = 2,5 = 0, 08m 2g × 9,81 Trong Với α: hệ số bố trí chỗ lượn chiều dòng nước Khi bố trí chỗ lượn thuận chiều dòng nước, α =2,5 Khi bố trí chỗ lượn ngược chiều dòng nước, α =3 v: Tốc độ chuyển động pha nước qua khe lượn, chọn v = 0,8m/s Diện tích tiết diện ngang khe lượn: Qs 0,023 = = 0,03m v 0,8 Fkh = Chiều sâu lớp nước trước khe lượn thứ 1: H1 = Fkh 0,03 = = 0,273m b1 0,11 Chiều sâu lớp nước trước khe lượn thứ 2: H2 = Fkh 0, 03 = = 0, 2m b1 0,15 Chiều sâu lớp nước trước khe lượn thứ 3: 48 Fkh 0, 03 = = 0, 23m b1 0,13 H3 = Chiều sâu lớp nước trước khe lượn thứ 4: H4 = Fkh 0, 03 = = 0, 273m b1 0,11 II.9.3 Tính tốn bể tiếp xúc Nhiệm vụ bể tiếp xúc thực trình tiếp xúc clo nước sau qua máng trộn kiểu lựợn Chọn thời gian tiếp xúc clo nướcthải 30 phút tính thời gian nướcthải chảy từ bể tiếp xúc đến miệng xả vào nguồn nước Bể tiếp xúc thực chất bể lắng khơng có thiết bị cào cặn( theo điều 6.20.5 – TCXD-51-84) Chọn bể lắng dạng ngang Tính tốn bể tiếp xúc Thể tích hữu ích bể tiếp xúc: W = Qh × t = 83,33 × 27,6/60 = 38m3 Với t thời gian tiếp xúc riêng bể tiếp xúc t = 30 − Lmd 100 = 30 − = 27, phut v × 60 0, × 60 Lmd chiều dài mương dẫn từ bể tiếp xúc đến miệng xả v tốc độ dòng chảy mương với v = 0,7 – 0,8 m/s Diện tích bể tiếp xúc dạng bể lắng ngang mặt là: F = W/Hct = 38/2 = 19m2 (Hct chiều cao công tác bể tiếp xúc, Hct = 1,5-3m, chọn Hct = 2m) Chọn diện tích ngăn mặt bằng: F1= L × b = × = m2 Trong đó: L chiều dài bể, lấy L = 4m B chiều ngang ngăn, lấy b = 2m Số ngăn tổng công bể tiếp xúc: n = F/F1 = 19/8 = 2,4 ≈ ngăn Độ ẩm cặn bể tiếp xúc 96% Cặn lắng xả khỏi bể tiếp xúc áp lực thủy tĩnh ( – 1,5m cột nước) IV.8.Bể nén bùn: 49 Bùn hoạt tính dư ngăn lắng có độ ẩm cao, cần phải đạt đến dộ ẩm thích hợp để xây dựng trước cho qua cơng trình sử lýthải mơi trương làm phân bón (nếu lượng tươi ít) Các thơng số tính tốn bể nén bùn đứng xác định: Lượng bùn dư: tổng lượng bùn sinh từ bể lắng I, bể UASB, bể lắng II • Lưulượng bùn thu từ bể lắng 1: Qtuoi = 5,812m / Lượng bùn tươi là: M tuoi = 306 KgSS / ngày • Lưulượng bùn thải bể UASB bơm vào bể chứa bùn là: QW = 1,155m3 / Lượng bùn thải khỏi bể UASB M ss = 26kgVS / • Lưulượng bùn thải bỏ bể lắng đưa vào bể chứa bùn với Qb = 15,78m / ngày Lượng bùn thải bỏ bể lắng M b = Qb × X th = 15,78 × = 126,24kgSS / Với X th =8000mg/l:Nồng độ VSS bùn thải • Tổng lượng bùn M = 306 + 26 + 126,24 = 458,24 kgSS/m3 Vậy tổng lưulượng bùn vào bể chứa bùn Qnen = 5,812 + 1,155 + 15,78 = 22,747 m3/ngày Diện tích bể nén bùn A= M 458,24 = = 7,64m a 60 Với a: tải trọng riêng hỗn hợp bùn bể lắng bùn hoạt tính a = (50-70)kgSS/m2.ngày Chọn a = 60kgSS/m2.ngày Diên tích bề mặt ống trung tâm f = π × d tt2 π × 0.2 × D = = 0,04 × A = 0,04 × 7,64 = 0,3055m 4 Đường kính bể nén bùn 50 4×(A + f ) = π D= × (7,64 + 0,3055) = 3,053m π Đường kính ống trung tâm d = 16%D = 0,16 × 3,053 = 0,488 m ≈ 0,5m Đường kính phần loe ống trung tâm: d1= 1,35 × d = 1,35 × 0,5 = 0,675m Đường kính chắn: dch= 1,3 × d1= 1,3 × 0,675 = 0,9m Chiều cao phần lắng bể nén bùn tính theo cơng thức: H1= v1 × t × 3600 = 0,0001× × 3600 = 2,88 ≈ 3m với t thơì gian lắng bùn, t = v1 vận tốc lắng, chọn v1= 0,0001m/s Chiều cao phần hình nón với góc nghiêng 45 0, đường kính bể D = 2m, đường kính đỉnh đáy bể 0,5m : h2 = D 0,5 3,053 0,5 − = − = 1,28m ≈ 1,3m 2 2 Chiều cao phần bùn hoạt tính nén: hb= h2 – h0 – hth = 1,3 – 0,2 – 0,2 = 0,9m với h0, hth khoảng cách từ ống loe đến chắn, chiều cao lớp trung hoà Chiều cao tổng cộng bể nén bùn: Htc = h1 + h2 +h3 = + 1,3 + 0,4 =4,7m với h3 khoảng cách từ mực nước bể nén bùn tới thành bể IV.11 Tính tốn máy ép bùn lọc ép dây đai Thiết bị lọc ép dây đai thiết bị dùng để khử nước khỏi bùn vận hành cách cho 51 bùn liên tục vào thiết bị Thiết bị thường chế tạo với bề rộng dây đai từ 0,5 – 3,5m Tải trọng bùn từ 90 – 680kg/m.h Khối lượng bùn cần ép: 458,24 kgSS/m3 Nồng độ bùn sau nén: 2% Nồng độ bùn sau ép: 18% Khối lượng bùn sau ép = 458,24 × 18 = 82,48kgSS / 100 Số hoạt động thiết bị: 8h Tải trọng bùn tính 1m chiều rộng băng ép chọn 90kh/m.h Chiều rộng băng ép = 458,24kg / = 0,636m gio / × 90kg / m.h Chọn thiết bị ép dây đai, bề rộng dây đai 1m 52 Chương V: Tính tốn kinh tế V.1 Chi phí đầu tư xây dựng STT Tên cơng trình Thể Tích(m3) Số Lương (cái) Song Chắn rác Đơn giá(đồng VN) Thành tiền(Đồng VN) 5.000.000 5.000.000 Bể lắng cát 8,65 1.500.000 25.950.000 Sân phơi cát 3,8 1.500.000 5.700.000 Bể điều hòa 82,8 1.500.000 124.200.000 Bể lắng 18,5 1.500.000 111.000.000 Bể UASB Bể AEROTANK 37,8 1.500.000 453.600.000 115,7 1.500.000 173.550.000 Bể lắng 22,4 1.500.000 67.275.000 Bể nén bùn 12,3 1.500.000 18.450.000 10 Bể khử trùng 3,68 1.500.000 5.520.000 1 444 000 000 444 000 000 50 000 000 50 000 000 11 Máy ép bùn Các cơng trình kèm theo(ống 12 lắng) Tổng cộng 1.484.245 000 Bảng: Giá vật liệu xây dựng Tên vật tư Bơm Bơm Nước từ bể điều hòa sang lắng Chi tiết Số lượng Đơn giá Thành tiền 12 500 000 25 000 000 Q = 83,33 m3/h N = kw 53 Tên vật tư Bơm bùn Từ bể lắng I bể nén bùn Chi tiết Số lượng Đơn giá Thành tiền 2 000 000 000 000 5.000 000 10 000 000 000 000 16 000 000 11 000 000 22 000 000 150 000 000 150 000 000 50 000 000 50 000 000 50 000 000 100 000 000 147 880 000 129 360 000 H =6m Q=5,812 m3/ngày N = 0,0075kw Bơm bùn H =7m Tuần hoàn Q=15,78m3/ngày aerotank bể N = 0,04kw lắng H = 6m Bơm bùn Q=73,3m3/h bể nén bùn N=2,55kw Bơm đinh lượng Đường ống(Ống dẫn bùn, ống dẫn nước thải, ống dẫn khí) Hệthống điện động lực chiếu sáng Máy thổi khí Đĩa thổi khí Tổng cộng 506 360 000 Bảng: Giá trang thiết bị phụ Tổng tiền đầu tư (1.454.245 000 + 480 360 000) x 1,2 = 2.388.726.000 (VN đồng) 54 V.2 Chi phí vận hành trạm V.2.1 Lượng hố chất sử dụng Tên hoá chất NaOCl Liều Nồng lượng độ 10 mg/l 10% Sử dụng Đơn giá Thành tiền 6kg/ngày 2.300 đ/kg 13.800 đ Bảng: Lượng hóa chất cần dùng Chi phí hố chất cho 1m3 nước: 13 800 ÷ 2000 m3 = 6,9 đồng/m3 V.2.2 Chi phí điện Ước tính : 800kW/ngày Điện tiêu thụ tính cho 1m3 nước 800 kw/ngày ÷ 2000 m3 = 0,4 kw/m3 Giá cung cấp điện cơng nghiệp: 2500 đồng/kw Chi phí điện tính cho m3 : 2000 đồng/kw × 0,4 kw/m3 =800 đồng/m3 V.2.3 Chi phí nhân cơng Số lượng nhân viên : người, công nhân kỹ sư Mức lương tháng: Công nhân : 2.000.000 đồng/người.tháng Kỹ sư: 3.000.000 đồng/người.tháng Chi phí tổng cộng : × 2.000.000 + 3.000.000 = 9.000.000 đồng/tháng Chi phí nhân cơng tính cho 1m3 nước 9.000.000 = 150 đồng/m3 30 × 2000 V.2.4 Chi phí vận hành trạm xửlý Phân loại chi phí Chi phí đơn vị, đồng/m3 Chi phí hố chất 6,9 Chi phí điện 800 Chi phí lương 150 Cộng 956,9 55 Bảng :Bảng phân tích chi phí V.2.5.Giá thành xửlý m3 nướcthải Tổng chi phí đầu tư: S =2.388.726.000 (VNđồng) Giá thành m3 nướcthải 956,9 + 2.388.726.000 = 1300 (VN đồng) 2000 × 365 × 10 với niên hạn sử dụng : 10 năm Vậy chi phí 1m3 nướcthải 1300 đồng /m3 KẾT LUẬN Ngày này, nhu cầu nước giải khát bia rượu người tăng cao buộc sản xuất phải đẩy mạnh sản xuất Do trình đẩy mạnh sản xuất, nướcthải từ nhàmáy ngày thải nhiều chất ô nhiễm Nếu nhàmáy 56 hệthốngxửlýnướcthảinướcthải từ nhàmày làm ô nhiễm môi trường cách nghiêm trọng Vì thế, vấn đế tínhtoánthiếtkếhệthốngxửlýnướcthảinhàmáy sản xuất nước giải khát bia rượu vấn đề đặt trình phát triển ngành công nghiệp nước giải khát bia rượu, xây dựng hệthốngxừlýnướcthảinhàmáybia xem quan trọng 57 ... Giai đoạn xử lý hố lý giai đoạn xử lý độc lập xử lý với phương pháp học, hoá học, sinh học cơng nghệ xử lý nước thải hồn chỉnh Những phương pháp hoá lý thường áp dụng để xử lý nước thải : keo... uống Việt Nam 2 Mục đích: Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia phương pháp sinh học lưu lượng 2000 m3/ngày đêm, với thông số đầu vào bảng 1, nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại... hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia (Phương án 3) 19 IV.1 Lưu lượng nước thải tính tốn: Lưu lượng trung bình ngày đêm: Qtb = 2000 m3/ngày đêm Lưu lượng trung bình giờ: Q tbh = Qtb 2000 = = 83,33m