Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chế biến sữa

Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, mặt hàng sữa phát triển mạnh mẽ với nhiều công ty, nhà máy xây dựng hầu hết khắp tỉnh thành nước Việt Nam Các sản phẩm sữa bày bán khắp nơi với nhiều nguồn gốc, xuất xứ nhãn mác, mẫu mã sản phẩm khác để đáp ứng nhu cẩu người tiêu dùng Ngành cơng nghiệp sữa phát triển lượng nước thải thải ngồi mơi trường ngày nhiều làm ảnh hưởng tới môi trường xung quanh, tới sức khỏe người hệ sinh thái Nước thải chế biến sữa thường phát sinh trình sản xuất sữa tươi, từ sản phẩm hỏng trình sản xuất hay mặt hàng sữa thời gian sử dụng Nước thải sữa phát sinh trình vệ sinh thiết bị nhà xưởng, thiết bị sản xuất q trình sinh hoạt cơng nhân viên nhà máy Thành phần nhiễm nước thải ngành sữa chất hữu hòa tan (BOD COD cao), SS, chất béo Ngồi ra, nước thải sản xuất sữa chứa hàm lượng nitrogen, photphorus, coliform số chất độc hại sắt, chất tẩy rửa, chất khử trùng, Nếu không xử lý tốt trước thải ngồi mơi trường gây nhiễm nguồn tiếp nhận, dẫn tới sức khỏe người bị ảnh hưởng Vì vậy, việc tiến hành nghiên cứu, đánh giá ô nhiễm nguồn nước thải, thiết kế hệ thống xử lý nước thải chế biến sữa công việc cần thiết Xuất phát từ tình hình thực tế, đồ án cơng nghệ môi trường: “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chế biến sữa” với mục đích xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn loại B QCVN 40: 2011/BTNMT trước thải nguồn tiếp nhận thực nhóm sinh viên lớp K49KTM.01 nhằm củng cố kiến thức học, tích lũy kiến thức đồng thời trau dồi thêm kỹ phục vụ cho trình học tập, rèn luyện thân GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải MỤC LỤC 3.2.3 Song chắn rác 3.2.4 Bể điều hòa 3.2.5 Bể đông keo tụ 3.2.6 Bể UASB 3.2.7 Mương oxi hóa 3.2.8 Bể lắng 3.2.9 Bể khử trùng GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Tính chất, thành phần nước thải chế biến sữa .23 Bảng 3.2: Tóm tắt thông số thiết kế SCR 30 Bảng 3.3: Các thông số thiết kế bể điều hòa 34 Bảng 3.4: Các thông số tụ 44 thiết kế bể Bảng 3.5: Thông số thiết UASB 54 Bảng 3.6: Các thơng số thiết kế hóa 64 đông keo kế bể mương oxy Bảng 3.7: Thông số thiết .68 kế bể lắng Bảng 3.8: Thông số thiết trùng .70 kế bể khử GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ cơng nghệ sản xuất sữa đặc có đường từ sữa tươi Hình 2.1: Một số hỉnh ảnh SCR Hình 2.2: Sơ đồ bể lắng cát .7 Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống cấp khí nén bể điều hồ xáo trộn dùng khí nén Hình 2.4: Thiết bị tách dầu mỡ loại nằm ngang Hình 2.5: Cấu tạo bể UASB 13 Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống học 14 thơng khí sinh Hình 2.7: Các trình bể lọc sinh học .15 Hình 2.8: Sơ đồ hệ thống học 16 tháp Hình 1.9: Hệ thống lọc cao 16 bậc lọc sinh tốc độ Hình 2.10: Hệ thống lọc bậc hai .17 Hình 2.11: Sơ đồ cấu tạo mương oxy hóa .19 Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến sữa 24 Hình 3.2: Cấu tạo rác .27 Hình 3.3 Cánh khuấy song chắn bể phản ứng 37 Hình 3.4: Mặt cắt hóa 59 GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh ngang mương oxi Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải Hình 3.5: Sơ đồ cấu tạo mương Oxi hóa 60 Hình 3.6: Quá trình lắng bùn .62 GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh thứ cấp tuần hoàn Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình sản xuất sữa Việt Nam giới 1.1.1 Tình hình sản xuất sữa giới Sữa nguồn dinh dưỡng có giá trị, phù hợp với lứa tuổi, đặc biệt trẻ em, người lớn tuổi phụ nữ mang thai Sữa cung cấp nhiều chất bổ dưỡng lượng cần thiết cho trình hoạt động thể Nhu cầu xã hội sữa sản phẩm sữa ngày cao đặc biệt nước phát triển Châu Á Trong thập kỷ qua việc bn bán sữa tồn cầu ổn định, kể từ 2006 tăng tốc với mức 8% năm tính khối lượng Sản lượng sữa bò giới ước đạt 461,382 triệu tấn, tăng 2,6% so với năm 2011 Tại nhiều quốc gia giới sữa dê, sữa cừu …cũng sử dụng với sữa bò, với sản lượng năm 2012 vào khoảng 32,320 triệu tấn, chiếm 6,5% tổng khối lượng sữa tươi giới Lượng sữa tươi góp phần tăng sản lượng sản phẩm sữa.Sản xuất sữa giới tháng đầu năm 2012 tiếp tục tăng trưởng mạnh, đặc biệt khu vực Châu Á, Châu Úc Nam Mỹ Sản xuất sữa giới năm 2012 dự báo tăng khoảng 2,6% - 2,7% so với năm 2011, chủ yếu Châu Á Tại Ấn Độ - quốc gia sản xuất sữa lớn giới, mùa vụ 2011/2012 sản lượng sữa dự báo tăng thêm 5,2 triệu ước đạt 127 triệu năm 2012 Sản lượng sữa nhu cầu tiêu dùng có xu hướng gia tăng số nước khác khu vực châu Á Trung Quốc, Pakistan Thổ Nhĩ Kỳ Theo OECD - FAO năm 2020 sản lượng sữa dự kiến toàn cầu tăng mức 2% năm[9] 1.1.2 Tình hình sản xuất sữa Việt Nam Theo báo cáo tháng 12/2012 Bộ Công thương, số sản xuất công nghiệp chế biến sữa sản phẩm sữa tăng 40,2% so với tháng bình quân năm gốc 2005; tăng 5,8% với với tháng 11/2012; tăng 6,6% so với kỳ năm 2011 Hết tháng 12/2012, nước sản xuất 6.400 sữa bột, giảm 11,5% so với tháng 11/2012 giảm 4,3% so với kỳ năm 2011 Đến hết tháng 12/2012, nước ta sản xuất khoảng 75,1 ngàn sữa bột, vượt 7,3% kế hoạch đề cho năm 2012 (sản xuất 70 ngàn sữa bột) GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải Hiện thị phần sản xuất sữa thị trường Việt Nam số công ty lớn sau: Vinamilk chiếm 40%, Dutch Lady 25, Mộc Châu 10%, IDP 5%, Hanoimilk 5% công ty khác 15%[2] Tính đến hết năm 2014, khu vực thành phố nhỏ nông thôn chiếm khoảng 67% dân số nước với tiềm tiêu thụ sữa cao Theo ước tính, có khoảng 3,6 triệu trẻ em tuổi với triệu trẻ em sử dụng sữa bột nông thôn Khu vực chiếm tỷ trọng 50% sản lượng tiêu thụ sữa bột nước có 34.000 cửa hàng có kinh doanh sữa bột Cùng với việc thu nhập bình quân đầu người tăng lên hàng năm thói quen tiêu thụ sữa hình thành, thị trường sữa Việt Nam có tiềm tăng trưởng tốt tương lai Phát triển công nghiệp chế biến sữa Việt Nam theo xu hướng tăng dần tỷ lệ sử dụng nguyên liệu sữa tươi nước giảm dần nguyên liệu sữa bột nhập ngoại Phát triển công nghiệp chế biến sữa gắn với trung tâm tiêu thụ sản phẩm vùng chăn ni bò sữa tập trung Các thương hiệu sữa cần có chiến lược phát triển lâu dài sở phát triển sản xuất để phát triển giữ vững thị phần 1.2 Quy trình sản xuất nguồn gốc, tính chất nước thải chế biến sữa 1.2.1 Quy trình sản xuất sữa Để xác định nguồn nước thải chủ yếu công nghệ chế biến sữa, ta cần hiểu rõ trình chế biến sữa cơng đoạn sản xuất Các sản phẩm sữa hầu hết sản xuất từ sữa bò Sữa sau vắt, đem chứa vào thùng, can Sau đem chế biến thành sản phẩm sữa khác Dưới sơ đồ công nghệ chế biến sữa đặc có đường từ sữa tươi ( kèm dòng thải): GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nước, sữa tươi Nước rơi vãi Sữa rơi vãi Gia nhiệt, chuẩn hóa Trộn tuần hồn Lọc Cặn, sữa rơi vãi Đồng hóa Tiệt trùng Làm nguội Dung dịch đường Nước, sữa, đường rơi vãi Cô đặc Nước sản xuất Làm ngi, kết tinh Tiệt trùng Chiết rót Làm lạnh Chuẩn hóa Nước, sữa rơi vãi Rót hộp Chú thích: Dòng Dòng phụ Hình 1.1: Sơ đồ cơng nghệ sản xuất sữa đặc có đường từ sữa tươi GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải 1.2.2 Nguồn gốc, đặc trưng nước thải chế biến sữa Các nguồn nước thải qua trình chế biến sữa có nhiều loại khác tùy vào sản phẩm sản xuất sữa tươi; sản phẩm sữa lên men; sản xuất bơ; sữa cô đặc; sữa bột; kem; dầu bơ; phomat casein Mỗi loại sản phẩm sản xuất phát sinh lượng nước thải với hàm lượng nhiễm khác Nhìn chung, nước thải chế biến sữa có nguồn gốc, đặc trưng sau: a) Nguồn gốc Nước thải nhà máy chế biến sữa nói chung pha lỗng sữa sản phẩm từ sữa rơi vãi cơng đoạn chế biến,hoặc rò rỉ thiết bị cơng nghệ,cùng với hóa chất tẩy rửa,dầu mỡ dùng để vệ sinh thiết bị dụng cụ lưu trữ…Dựa vào quy trình công nghệ sản xuất sữa ta thấy nước thải chung nhà máy chế biến sữa bao gồm:  Nước thải sản xuất • Nước rửa bồn chứa can trạm tiếp nhận Nước súc rửa sản phẩn dư bên bề mặt tất đường ống bơm,bồn chứa,thiết bị cơng nghiệp,máy đóng gói: chứa lượng sữa thừa bám dính can, bồn, chất tẩy rửa ( acid nitric, ), chất sát khuẩn ( perocid hydro, natrihypochlorid, acid acetic, ), hất để trung hòa, chất làm lạnh, • Nước thừa: nước thừa coi sản phẩm phụ trình sản xuất phomat, nước thừa chứa chất khô lượng lớn BOD • Sữa rò rỉ từ thiết bị hoạt động,hoặc làm rơi vãi nguyên vật liệu sản phẩm: có hàm lượng BOD, COD cao • Dịch lọc, cặn từ thiết bị tách: phát sinh chế biến sữa phương pháp tách • Nước thải từ nồi từ máy làm lạnh: nước hồn ngun sử dụng lại • Dầu mỡ rò rỉ từ thiết bị động cơ: gây hại cho VSV xử lý hiếu khí dễ dàng tách vớt bể tách dầu mỡ  Nước thải sinh hoạt:nước thải từ trình sinh hoạt cơng nhân, nước tưới tiêu: mang đặc diểm nước thải sinh hoạt nói chung với thông số BOD, COD, SS, TP,TN, coliform, b) Đặc trưng nước thải chế biến sữa GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải Lượng nước thải phát sinh chế biến sữa khoảng 1-2/tấn sữa [Enviro chemie,Wastewater treatment in the dairy processing,industry- recovering energy using anaerobic technology], có đặc trưng sau: Đặc trưng vật lý: Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, khoảng 100-1000g/[Enviro chemie,Wastewater treatment in the dairy processing,industry- recovering energy using anaerobic technology], chủ yếu cát bám sàn, bụi bám bên can, bồn rửa Từ gây nên độ đục nước thải Nhìn chung nước thải sữa ban đầu trung tính kiềm, có khuynh hướng trở lên acid hồn tồn cách nhanh chóng thiếu hụt oxi tạo điều kiện cho lên men lactose thành acid lactic, pH giảm có khả gây kết tủa casein, đồng thời gây nên mùi chua khó chịu – Đặc trưng hóa học: Thành phần gây nhiễm q trình sản xuất sữa sữa sản phẩm từ sữa ( chiếm 90% tổng lượng BOD nước thải )từ nước thải vệ sinh đường ống thiết bị chứa sữa[9] Những thành phần tham gia vào BOD nước thải chế biến sữa lactose,bơ sữa,protein,và acid lactic.Vì vậy,các số nước thải ta cần quan tâm BOD,COD SS Tổng lượng photphorus nitrogen nước thải khoảng 10- 100g/ 15- 250g/[10], nguyên nhân gây nên tượng phú dưỡng hóa nguồn tiếp nhận nước thải – Đặc trưng sinh học: nước thải sinh hoạt có chứa hàm lượng coliform, nước thải sản xuất có vi khuẩn ( Cocus, Vitrion, Lactic, ), nấm men, nấm mốc ( chủ yếu Muco Rhizopus) có sẵn sữa – Như vậy, thơng qua tìm hiểu, phân tích đặc trưng nước thải chế biến sữa cho thấy việc xử lý nước thải chế biến sữa trước thi đưa nguồn tiếp nhận cần thiết để không gây ảnh hưởng tới môi trường nước nói riêng hệ sinh thái nói chung CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN SỮA 2.1 Xử lý học GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 10 Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải 3.2.7 Mương oxi hóa  Chức năng: Tại mương oxy hóa chất lại tiếp tục phân hủy VSV Các VSV tham gia phân hủy tồn dước dạng bùn hoạt tính  Cấu tạo hình dáng: [6] Mương oxy hóa có mặt cắt ngang hình thang cân, xây bê tông cốt thép, mặt láng xi măng Các thông số lựa chọn thiết kế[7] Tỷ số F/M (kg BOD5/ kg bùn hoạt tính ngày) : 0,04 ÷ 0,3 Nồng độ bùn hoạt tính X (mg/l) : 1500 ÷ 5000 Thời gian lưu nước mương t (h) : ÷ 36 Thời gian lưu bùn θb (ngày) : 15 ÷ 30 Vận tốc hỗn hợp chảy tuần hồn mương (m/s) : 0,24 ÷ 0,7 Tốc độ Nitrat hóa ρN (mg N/mg bùn ngày) : 0,2 ÷ 0,8 Tốc độ khử Nitrat ρDN (mg NO3/mg bùn ngày 200C) : 0,1 ÷ 0,4 Xác định thông số đặc trưng nước thải vào mương oxy hóa: Sau qua xử lý cơng trình xử lý phía trước ta có hiệu suất xử lý thông số đầu vào mương oxi hóa sau: - = 371 mg/l - mg/l - mg/l - 8,76 mg/l  Hiệu suất xử lý: - Chất lơ lửng đạt 30 ÷ 35%: = 30% → TSS lại là: TSS = 134,3 (100 – 30)% = 94,01 ( mg/l) - Hiệu suất khử COD, BOD đạt 85 – 95%, chọn E = 90% = 371 (mg/l) = 910 91 (mg/l) - Hiệu suất xử lý Nitơ mương oxy hóa 80 ÷ 85% → Chọn 80% = 98,8 (100 – 80)% = 19,76 (mg/l) - Thiết kế mương oxy hóa với mương mắc song song: Qnđ = = = 250 (    - Xác định thể tích mương oxy hóa cần thiết để khử BOD5: GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 55 Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải Trong đó: + + + + Q: Lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/ngày) S0: Lượng BOD5 đầu vào (mg/l) F/M: Tỷ số hàm lượng BOD5/ bùn hoạt tính ngày→ Chọn F/M = 0,07 X: Nồng độ bùn hoạt tính (mg/l) X= 1500 5000 mg/l → Chọn X = 4500 mg/l = 4500 (g/) - Xác định thể tích mương oxy hóa cần thiết để Nitrat hóa: V2 = ) Trong đó: + Nv: Tổng hàm lượng Nitơ nước thải (mg/l) + : Hàm lượng amoni đầu ra(mg/l) 19,76 (mg/l) + ρN: Tốc độ oxy hóa thành • Với μN: Tốc độ tăng trưởng chung vi khun Nitrat húa Chn KN = 0,2 ữ → Chọn KN = • DO: Nồng độ oxy hòa tan nước thải DO = 1,8 ÷ 2,2 kg tính • theo 1kg [8] • YN = 0,1 ÷ 0,3 → Chọn YN = 0,3 mg bùn hoạt tính/mg + XN: Nồng độ bùn hoạt tính vi khuẩn oxy hóa • • : Hàm lượng BOD5 khỏi hệ thống, ( mg/l) GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 56 Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải Ta thấy V1> V2 nên ta chọn thể tích vùng làm thống V1 để xây dựng mương khử hết BOD5 tồn oxy hóa thành - Xác định thể tích vùng kị khí mương để khử thành Lượng r = 79,04 = 15,8 (mg/l) - Trong đó: ρDN: Tốc độ khử Nitrat 200C thành → Chọn = 0,1 mg /mg bùn hoạt tính → Tổng thể tích mương oxy hóa: V = + = 294,4+ 43,9 () - Thời gian lưu nước mương: thuộc khoảng (8 – 36h) [6] bùn Thời gian lưu bùn mương: = 15 ÷ 30 (ngày) → Chọn bùn =20 (ngày) - Xác định kích thước mương: - Mương oxy hóa có tiết diện ngang hình thang cân với kích thước sau: + + + + Chiều rộng mặt nước : a = 5m Chiều rộng đáy mương : b = 2m Độ sâu lớp nước mương : h1 = 1,5m Khoảng cách từ mặt nước đến mặt mương : h2 = 0,5m Độ sâu xây dựng mương : H = h1 + h2 = 1,5 + 0,5 = 2m BBBBβ = 2,42 1,83 1,67 1,02 0,76 a x Khử amin GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh H x b α 57 8H+ Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải Hình 3.4: Mặt cắt ngang mương oxi hóa + Chiều ngang xây dựng mương: - Diện tích mặt cắt ướt mương oxy hóa: - Chiều dài tổng cộng mương oxy hóa: Mương oxy hóa có dạng hình thang cân chữ “O” kéo dài mặt bằng, với bán kính trung bình đoạn uốn cong R = (m) -Tổng chiều dài phần mương uốn cong: → Chọn L1 = 19 (m) - Chiều dài phần mương thẳng: ) GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 58 Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải Dẫn nước thải từ bể lắng vào Ngăn tiếp nhận Máy nạp khí Mương oxy hóa Dẫn hỗn hợp bùn– nước đến bể lắng đợt II Hình 3.5: Sơ đồ cấu tạo mương Oxi hóa  Tính tốn với mương oxy hóa: Theo tiêu chuẩn thiết kế TCXD 51: 2008 , điều 7.145 điều 7.143 Áp dụng công thức + Thời gian nạp khí mương oxy hóa: Trong đó: • La: Hàm lượng BOD5 nước thải dẫn vào mương, mg/l • Lt: Hàm lượng BOD5 nước thải sau xử lý, mg/l • a: Liều lượng bùn hoạt tính (a = – g/l) → Chọn a = g/l • α: Độ tro bùn hoạt tính, α= 0,3 • ρ: Tốc độ oxy hóa trung bình theo BOD5 , ρ = mg/g.h • Thay số vào cơng thức ta có: = 0,83 ngày GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 59 Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải + Lượng oxy cần cung cấp để loại bỏ lượng chất bẩn nước thải Trong đó: • G0: Liều lượng oxy đơn vị, (G0 = 1,42 mg O2 để loại bỏ mg NOS5 ) ( Điều 7.9.2, TCXD 51-84) • Lượng oxy cần cung cấp giờ: • Chọn thiết bị làm thống Rulo phẳng đường kính m, tốc độ quay máy nạp khí n = 100 -170 vòng/phút Chọn n = 120 vòng/phút, độ ngập sâu nước 0,1 m Ta có: • Tổng chiều dài cần thiết máy nạp khí: Theo quy định điều 7.9.4 TCXD 51-84 chiều dài máy nạp không nhỏ chiều rộng đáy mương lớn chiều rộng mặt nước Vì chọn Chọn rulo phẳng  Chiều dài hữu dụng l = = 1m + Lượng bùn sinh hàng ngày: Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải vào mương (/ngày) SS: Hàm lượng cặn lơ lửng xử lý, kg/ SS = 81,4 = 0,024 kg/ : Hàm lượng xử lý, kg/ (kg/) + Tổng lượng cặn sinh theo độ tro • • • z: Độ tro bùn, z = 4,4% = 0,044(kg/kg) + Lượng bùn hoạt tính tuần hồn Qv + Qt X α h1 Mương oxy hóa GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 60 Qt Xt Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải Hình 3.6: Q trình lắng thứ cấp tuần hồn bùn Trong đó: Với : + Qv: Lưu lượng nước thải vào mương + Qt: Lưu lượng bùn tuần hoàn + X0: Nồng độ VSS đầu vào + Xt: Nồng độ VSS bùn hoạt tính tuần hồn Chọn Xt = 12000mg/l + X: Lượng VSS mương oxy hóa, mg/l Giá trị X0 thường nhỏ so với X Xt phương trình cân vật chất bỏ qua đại lượng QX0 Khi đó, phương trình cân vật chất có dạng: Qt Xt = (Qv + Qt)X Chia vế phương trình cho Qv đặt tỷ số Qt/Qv = α (hệ số tuần hoàn) ta được: αXt = X + αX Hay: → Lượng bùn tuần hoàn Qt = αQv = 0,6250 = 150 (m3/ngày)  Kiểm tra tỷ số F/M (Thỏa mãn điều kiện cho phép mương oxy hóa F/M = 0,04 ÷ 0,3)  Tính đường ống dẫn bùn tuần hoàn Lưu lượng nước tuần hoàn Qt = 150 m3/ngày Chọn vt = 1,5m/s Đường kính ống dẫn bùn:  Chọn ống nhựa PVC có đường kính d = 40 mm GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 61 Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải  Đường ống dẫn nước vào Chọn vận tốc nước thải ống dẫn nước vào v = 0,7 m/s Lưu lượng nước thải Q = 250 m3/ngày Chọn ống dẫn nước thải ống nhựa PVC, có đường kính: → Chọn ống PVC có đường kính 75 mm  Đường kính ống dẫn nước Chọn vận tốc nước thải ống dẫn nước v = 0,7 m/s Lưu lượng nước thải Q = Qv + Qt = 250 + 150 = 400 m3/ngày Chọn ống dẫn nước ống nhựa PVC có đường kính: → Chọn ống PVC có đường kính 90 mm Bảng 3.6: Các thơng số thiết kế mương oxy hóa STT Thông số Số liệu thiết kế Đơn vị Số bể Nguyên đơn 10 11 12 Thể tích bể (V) Chiều rộng đáy mương (b) Độ sâu xây dựng mương (H) Chiều ngang xây dựng mương Chiều dài tổng cộng mương (L) Chiều dài phần mương uốn cong () Chiều dài phần mương thẳng() Số thiết bị làm thống (rulơ phẳng) Chiều dài rulơ Thời gian lưu nước Thời gian lưu bùn 338,3 2 64,4 41,7 22,7 32,4 20 m3 m m m m m m Rulô m Giờ ngày GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 62 Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải 13 14 15 16 Thời gian nạp khí Đường kính ống dẫn nước vào Đường kính ống dẫn nước Đường kính ống dẫn bùn 19,9 75 90 40 Giờ mm mm mm 3.2.8 Bể lắng  Chức năng: Lắng bùn hoạt tính hình thành q trình xử lý sinh học hiếu khí mương oxi hóa Chọn loại bể: Chọn bể lắng đợt II bể lắng đứng  Tính tốn: Số bể: n = bể Diện tích tiết diện ướt bể lắng đứng Trong đó: - : Lưu lượng nước vào bể theo giây lớn nhất, m3/s v: Tốc độ chuyển động nước thải vào bể lắng (v = 0,02 – 0,03m/phút), (Điều 6.5.4 – TCXD – 51 – 84) → Chọn v = 0,03m/phút = 0,0005m/s - n: Số bể Chọn n=1 Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm Trong đó: - vtt: Vận tốc chuyển động nước thải ống trung tâm vtt < 0,03m/s (Theo điều 7.56 –TCXD 51-2008) → Chọn vtt = 0,02m/s Diện tích tổng cộng bể lắng F = F1 + F2 = 46+ 1,15 = 47,15 m2 Đường kính bể lắng GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 63 Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải → Chọn D = 7,8 m Đường kính ống trung tâm Chiều cao tính tốn vùng lắng bể lắng đứng hl = vt (m) Trong : + t: Thời gian lắng (t = 1,5 ÷ h) [8] → Chọn t = 1,5h → hl = 0,00051,53600 = 2,7 m ( thuộc khoảng 2,7 – 3,8 m) Chiều cao phần hình nón bể lắng đứng Trong đó: - h2: Chiều cao lớp trung hòa, m h3: Chiều cao giả định lớp cặn bể, m D: Đường kính bể lắng, dn: Đường kính đáy nhỏ hình nón cụt, chọn dn = 0,5 m α: Góc nghiêng đáy bể lắng so với phương ngang, α ≥500 [Điều 7.60, TCXD 51-2008] → Chọn α = 500 Chọn hn = 4,5 m Chiều cao ống trung tâm chiều cao tính tốn vùng lắng htt = h1= 2,7 m Đường kính phễu ống trung tâm chiều cao phần ống phễu 1,5d D1 = 1,5 d = 1,5 1,2 = 1,8 m Trong đó: d đường kính ống trung tâm, d = 1,2m 10 Đường kính chắn: 1,3 đường kính miệng phễu Dc = 1.3D1 = 1,3 1,8 = 2,34m 11 Góc nghiêng bề mặt chắn với mặt phẳng ngang: 170 12 Chiều cao từ mặt chắn đến bề mặt lớp cặn 0,3m (ho) 13 Chiều cao tổng cộng bể lắng đứng: H = h1 + hn + ho = 2,7 + 4,5 + 0,3 = 7,5 (m) GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 64 Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải Để thu nước lắng, dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể Thiết kế máng thu đặt theo chu vi vành bể, đường kính ngồi máng đường kính bể Đường kính máng thu: Dmáng = 80% đường kính bể = 0.8 7,8 = 6,24 m 14 Chiều dài máng thu nước L = π Dmáng = π 6,24= 19,6 m 15 Tải trọng thu nước 1m dài máng 16 Đường kính ống dẫn nước vào Chọn vận tốc dòng chảy ống nước thải lắng v = 0,4m/s Đường kính ống dẫn nước vào Chọn ống PVC có đường kính ống = 200 mm 17 Đường kính ống đẫn nước = 0,12m =120mm 18 Đường kính ống dẫn nước tuần hồn Chọn Bảng 3.7: Thơng số thiết kế bể lắng STT Tên thông số Số liệu thiết kế Đơn vị bể 47,15 m2 Số bể Diện tích bể (Fb) Đường kính bể lắng (D) 7,8 m Đường kính ống trung tâm (d) 1,2 m Chiều cao hữu ích 3,6 m Chiều cao phần hình nón bể (hn) 4,4 m Chiều cao tổng cộng bể (H) 8,3 m GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 65 Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải Đường kính máng thu (Dmáng) 6,24 m Chiều dài máng thu (L) 19,6 m 10 Đường kính ống dẫn nước vào 200 mm 11 Đường kính ống dẫn nước 120 mm 12 Đường kính ống dẫn nước tuần hồn 75 mm 3.2.9 Bể khử trùng  Nhiệm vụ Khử trùng nước thải nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm chưa khơng thể khử bỏ q trình xử lý nước thải phía trước Lưu lượng nước vào bể: - Thể tích hữu ích bể: Trong đó: + t: Thời gian tiếp xúc hóa chất khử trùng, [3] + Chọn t = 30 phút = 0,5 h + Thay số ta có: - Diện tích bể Trong đó: + H1: Chiều sâu cơng tác bể tiếp xúc, = 1,5 ÷ (m) → Chọn H1 = 2,5(m) Chọn chiều rộng bể, B =2(m) Chiều dài bể: + + Chọn chiều dài L= 4,2 m - Chiều cao xây dựng: → - Thể tích thực tế bể: V = L x B x H = 4,22 = 21 (m3) • Lượng Clo cần thiết để khử trùng nước thải tính theo công thức: - GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 66 Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải Trong : + Q: lưu lượng tính tốn nước thải , Q= 41,67 m3/h + a : liều lượng Clo hoạt tính Clo nước lấy theo điều 6.20.2-TCXD -51-84, nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn, a = Vậy lượng Clo dùng cho ngày 3,12 kg/ngày= 93,6 kg/tháng • Dung tích bình Clo Trong : + m : lượng Clo dùng cho tháng, m= 93,6 kg/tháng + ρ : Khối lượng riêng Clo , ρ= 1,47 kg/l = = 67,1(l) Chọn vận tốc nước thải chảy ống: v = 0,7 (m/s) (trong khoảng 0,4 – 0,8 m/s) Chọn ống PVC có đường kính D = 0,15m = 150 mm Kiểm tra vận tốc: v = = Bảng 3.8: Thông số thiết kế bể khử trùng STT Thông số Số liệu thiết kế Đơn vị bể 0,5 h 41,67 m3 Số bể Thời gian lưu Thể tích bể Chiều cao bể 2,5 m Chiều dài bể 4,2 m Chiều rộng bể m Lượng clo cần thiết cho ngày đêm 3,12 kg GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 67 Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS.Trần Thọ Bạch, ĐH Xây dựng, ThS Lê Hạnh Chi,Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam, Nghiên cứu xữ lý nước thải công nghiệp đường, 2006 TS.Tống Xuân Chinh, Cục Chăn nuôi, Khảo sát đánh giá tình hình sản xuất thị trường sữa năm 2012, dự báo năm 2013 TS Hoàng Văn Huệ, Xử lý nước thải, Đại học Xây dựng; 2010 Trịnh Xn Lai, Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, NXB Xây Dựng Hà Nội, 2000 Trần Hiếu Nhuệ, Giáo trình Cấp thoát nước;2009 TS.Phạm Hương Quỳnh, ThS.Vi Thị Mai Hương; Bài giảng kỹ thuật xử lý nước thải; Khoa Xây Dựng Môi Trường; 2013 Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải đô thị công nghiệp Viện chăn nuôi, Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn, Agroinfo, 2012 DWA (German Association for Water, Wastewater and Waste) Advisory Leaflet, DWA-M 708 (draft); Wastewater in milk processing; January 2010 10 DWA Manual; Industrial wastewater treatment – Legal bases, Process technology, Wastewater treatment for selected industrial sectors, Production-integrated environmental protection; 2007 11 EPA, Wastewater Technology Fact Sheet Oxydation Dicthes; 2000 12 Poly aluminum chloride (PAC) - hóa chất xử lý nước, Hai Nguyen Trading 1,02+ 1,89 + 2,02 => 0,021 +1,06+1,92+1,00 GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 68 Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 69 ... Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ 3.1 Lựa chọn công nghệ xử lý Dựa vào thành phần tính chất nước thải đầu vào, yêu cầu chất lượngnước thải sau xử lý, quy... trường nước nói riêng hệ sinh thái nói chung CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN SỮA 2.1 Xử lý học GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 10 Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải Xử lý học... án xử lý 3.1.1 Quy trình cơng nghệ Hình 3.1: Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải chế biến sữa GVHD: TS Phạm Hương Quỳnh 29 Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải 3.1.2 Thuyết minh công nghệ Nước thải