THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI XI MẠ CÔNG SUẤT 60M 3 NGÀY TẠI CÔNG TY TNHH THÀNH LONG HUYỆN NHÀ BÈ TP.HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI XI MẠ CÔNG SUẤT 60M3/NGÀY TẠI CÔNG TY TNHH THÀNH LONG HUYỆN NHÀ BÈ TP.HỒ CHÍ MINH Sinh viên thực : VŨ NGỌC PHIẾN Ngành: KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG Niên khóa : 2007 - 2011 Tháng năm 2011 LỜI CẢM TẠ Trong suốt thời gian học tập trường thực khóa luận tốt nghiệp, nhận quan tâm giúp đỡ nhiệt tình thầy cơ, bạn bè, gia đình tổ chức Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Th.S Lê Tấn Thanh Lâm Cảm ơn thầy dành nhiều tâm huyết hướng dẫn tận tình, truyền đạt nhiều kinh nghiệm quý báu bổ ích cho tơi suốt q trình thực khóa luận tốt nghiệp Xin gửi lời cảm ơn đến bạn lớp cơng nghệ hóa : bạn Phạm Hồng Luân bạn Nguyễn Hữu Mừng giúp đỡ nhiều q trình làm thí nghiệm Xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa Môi Trường Tài Nguyên, Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM lời cám ơn chân thành truyền đạt cho tơi kiến thức q giá bổ ích trình học tập, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt bốn năm học tập trường Xin gửi lời cảm ơn trìu mến tới bạn DH07MT sát cánh chia sẻ lúc vui buồn học tập sống, cảm ơn cho tơi phút giây thật đẹp thời sinh viên Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành lịng kính u vơ hạn đến cha mẹ người thân gia đình Con ln biết ơn cơng ơn sinh thành, dưỡng dục cha mẹ, cảm ơn người che chở, động viên, chỗ dựa vững cho con, giúp vượt qua khó khăn, thử thách sống để có thành cơng ngày hơm Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 08/2011 Sinh viên thực Vũ Ngọc Phiến i THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI XI MẠ CÔNG SUẤT 60 M3/NGÀY Tác giả VŨ NGỌC PHIẾN Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp kỹ sư ngành KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Giáo viên hướng dẫn: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm Tháng năm 2011 ii TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu thiết kế xử lý nước thải ngành xi mạ công suất 60 m3/ngày” tiến hành Công ty TNHH Thành Long Khoa môi trường tài nguyên Trường Đại học Nông Lâm TP HCM, thời gian từ tháng năm 2011 đến tháng năm 2011 Kết thí nghiệm áp dụng thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ với công suất 60 m3/ngày Các thông số thiết kế sau:  Đối với trình keo tụ Giai đoạn 1: - Hóa chất keo tụ sử dụng : phèn sắt - pH tối ưu : - Lượng phèn tối ưu : 400 g/m3 nước thải - Hiệu xử lý COD : 24,51 % - Hàm lượng Fe : 14,2 mg/L nước thải - Hàm lượng Zn : 11,5 mg/L nước thải - Hàm lượng SS : 40 mg/L nước thải - Giai đoạn 2: - Hóa chất keo tụ sử dụng : phèn nhôm - pH tối ưu : - Lượng phèn tối ưu : 640 g/m3 nước thải - Hiệu xử lý COD : 74,17% - Hàm lượng Fe : 3,9 mg/L nước thải - Hàm lượng Zn: 0,33 mg/L nước thải - Hàm lượng SS : 18 mg/L nước thải  Đối với qúa trình keo tụ kết hợp với oxi hóa nâng cao hệ Fenton Giai đoạn 1: - Hóa chất keo tụ sử dụng : phèn sắt - pH tối ưu : - Lượng phèn tối ưu : 400 g/m3 nước thải - Hiệu xử lý COD : 24,51 % - Hàm lượng Fe : 14,2 mg/L nước thải iii - Hàm lượng Zn: 11,5 mg/L nước thải - Hàm lượng SS : 40 mg/L nước thải Giai đoạn 2: - Hóa chất keo tụ sử dụng : H2O2, FeSO4 ( Tỉ lệ 1:08) - pH tối ưu : - Lượng phèn tối ưu : 50 g/m nước thải - Lượng H2O2 : 1,625 L/m3 nước thải - Hiệu xử lý COD : 82,89 % - Hàm lượng Fe : 0,2 mg/L nước thải - Hàm lượng Zn: 0,8 mg/L nước thải - Hàm lượng SS : 10,5 mg/L nước thải iv MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ .i THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI XI MẠ CƠNG SUẤT 60 M3/NGÀY ii TĨM TẮT iii MỤC LỤC v DANH SÁCH CÁC BẢNG viii DANH SÁCH CÁC HÌNH x CHƯƠNG I MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU KHÓA LUẬN 1.3 NỘI DUNG CỦA KHÓA LUẬN 1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 1.5 Ý NGHĨA CỦA KHÓA LUẬN 1.5.1 Ý nghĩa khoa học 1.5.2.Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG II TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan ngành xi mạ 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Các loại hình xi mạ 2.1.3 Quy trình xi mạ nguồn nước thải trình xi mạ 2.1.4 Vấn đề ô nhiễm môi trường nước thải ngành xi mạ 2.1.5 Ảnh hưởng hóa chất xi mạ đến mơi trường 2.2 Lý thuyết q trình keo tụ tạo bơng 10 2.2.1 Khái niệm hạt keo 10 2.2.2 Các chế q trình keo tụ tạo 12 2.2.3 Động học q trình keo tụ tạo bơng 14 2.3 Cơ sở lý thuyết q trình oxy hóa Fenton: 15 2.3.1 Định nghĩa 15 2.3.2 Cơ chế phản ứng Fenton 15 2.3.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến phản ứng Fenton 17 v 2.4 Tổng quan công ty TNHH Thành Long 19 2.4.1 Tổng quan công ty 19 2.4.2 Công ty TNHH Thành Long lô II-3 thuộc Khu công nghiệp Hiệp Phước, xã Hiệp Phước, huyện Nhà Bè, Thành phố Hồ Chí Minh 19 2.4.3 Diện tích : 5.000 m2, cấu tạo địa chất tốt, có nhiều xanh tự nhiên 19 2.4.4 Thành phần nước thải công ty 19 CHƯƠNG III 20 CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 20 3.1 Tổng quan phương pháp xử lý nước thải xi mạ 20 3.1.1 Phương pháp hóa lý 20 3.1.2 Phương pháp trao đổi ion 23 3.1.3.Phương pháp điện hóa 25 3.1.4.Phương pháp hấp phụ 26 3.1.5.Phương pháp thẩm thấu ngược 27 3.1.6.Phương pháp sinh học 27 3.2.Thời gian, địa điểm, đối tượng nghiên cứu 30 3.2.1 Phương pháp nghiên cứu 30 3.2.2 Mục đích nghiên cứu 30 3.2.3 Chuẩn bị thí nghiệm 30 3.2.4 Các bước tiến hành 30 3.3 Thí nghiệm oxi hóa nâng cao (Fenton) 31 3.3.1 Phương pháp nghiên cứu 32 3.3.2 Mục đích thí nghiệm 32 3.3.3 Chuẩn bị thí nghiệm 32 3.3.4 Các bước tiến hành 32 3.4 Số lượng mẫu thí nghiệm 33 3.4.1 Số lượng mẫu thí nghiệm Jartest 33 3.4.2 Số lượng mẫu thí nghiệm Fenton 34 3.5 Phương pháp phân tích tiêu 35 3.5.1 Phương pháp phân tích tiêu COD 35 3.5.2 Phương pháp phân tích tiêu SS 37 3.6 Kết thí nghiệm 37 vi 3.6.1 Thí nghiệm keo tụ phèn nhơm 37 3.6.2 Thí nghiệm keo tụ phèn sắt 40 3.6.3 Thí nghiệm keo tụ phèn PAC 43 3.6.4 Thí nghiệm lượng phèn nhôm phản ứng tối ưu pH = 47 3.6.5 Thí nghiệm lượng phèn sắt phản ứng tối ưu pH = 10 48 3.6.6 Kết lượng PAC phản ứng tối ưu pH = 50 3.6.7 Thí nghiệm phản ứng oxi hóa nâng cao 52 3.7 Một số công nghệ xử lý nước thải xi mạ 58 3.7.1Xử lý nước thải xi mạ phương pháp keo tụ (Sở khoa học công nghệ môi trường TP HCM) 58 3.7.2Công ty TNHH YUJIN VINA 59 CHƯƠNG 60 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ - TÍNH TỐN THIẾT KẾ 60 4.1 Đề xuất phương án 60 4.1.1.Phương án 1: Phương pháp keo tụ kết hợp phèn sắt phèn nhôm 60 4.1.2 Phương án 2: Phương pháp keo tụ phèn sắt oxi hóa nâng cao Fenton 62 4.2Tính tốn phương án 1: 64 4.2.1Tính tốn lưu lượng : 64 4.3.Tính tốn phương án 69 4.3.1Tính tốn lưu lượng : 69 CHƯƠNG 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 5.1.Kết luận 74 5.1.1.Kết luận chung 74 5.1.2.Kết luận công nghệ đề xuất 74 5.2.Kiến nghị 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC 77 vii DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.3 Các phương trình phản ứng xảy trình Fenton 16 Bảng 3.1.Các hóa chất thường sử dụng trình kết tủa 21 Bảng 3.3 Hiệu suất khử ion kim loại phương pháp sinh học 28 Bảng 3.4 Tóm tắt ưu nhược điểm phương pháp 29 Bảng 3.1 Bố trí thí nghiệm Jartest cho phèn nhơm 33 Bảng 3.2 Bố trí thí nghiệm Jartest cho phèn sắt 34 Bảng 3.3 Bố trí thí nghiệm Jartest cho PAC 34 Bảng 3.4 Bố trí thí nghiệm xác định pH tối ưu cho phản ứng Fenton 34 Bảng 3.5 Bố trí thí nghiệm xác định lượng phèn tối ưu cho phản ứng Fenton 35 Bảng 3.6 Bố trí thí nghiệm xác H2O2:FeSO4 tối ưu cho phản ứng Fenton 35 Bảng 3.7 Phân bố hóa chất ống nghiệm 36 Bảng 4.1 Thông số đầu vào thí nghiệm xác định giá trị pH tối ưu lượng phèn phản ứng tối ưu trình keo tụ phèn nhơm 38 Bảng 4.2 Bảng phân tích ANOVA so sánh pH tối ưu dùng phèn nhôm 38 Bảng 4.3 Bảng phân tích ANOVA so sánh lượng phèn nhôm tối ưu 39 Bảng 4.4 Thơng số đầu vào thí nghiệm xác định giá trị pH tối ưu lượng phèn phản ứng tối ưu trình keo tụ phèn sắt 40 Bảng 4.5 Bảng phân tích ANOVA so sánh pH tối ưu dùng phèn sắt 41 Bảng 4.6 Bảng phân tích ANOVA so sánh lượng phèn sắt tối ưu 42 Bảng 4.7 Thông số đầu vào thí nghiệm xác định giá trị pH tối ưu lượng phèn phản ứng tối ưu trình keo tụ PAC 43 Bảng 4.8 Bảng phân tích ANOVA so sánh pH tối ưu dùng phèn PAC 44 Bảng 4.9 Bảng phân tích ANOVA so sánh lượng phèn PAC tối ưu 44 Bảng 4.10 Kết so sánh đánh giá ba loại phèn sử dụng 46 Bảng 4.11 Kết phân tích hàm lượng kim loại giai đoạn 46 Bảng 4.12 Bảng phân tích ANOVA so sánh hiệu xử lý loại phèn 46 Bảng 4.13 Nước thải đầu vào điều chỉnh đến pH = với lượng phèn sắt tối ưu 47 Bảng 4.14 Thông số đầu sử dụng phèn nhôm pH = 47 Bảng 4.15 Bảng phân tích ANOVA đầu sử dụng phèn nhôm pH = 47 Bảng 4.16 Thông số đầu sử dụng phèn sắt pH = 10 48 Bảng 4.17 Bảng phân tích ANOVA đầu sử dụng phèn sắt pH = 10 49 Bảng 4.18 Thông số đầu sử dụng PAC pH = 50 Bảng 4.19 Bảng phân tích ANOVA đầu sử dụng PAC pH = 50 Bảng 4.20 Kết phân tích kim loại giai đoạn 51 Bảng 4.21 So sánh đánh giá hiệu xử lý loại phèn giai đoạn 51 Bảng 4.22 Bảng phân tích ANOVA hiệu xử lý loại phèn giai đoạn 51 Bảng 4.23 Kết xác định pH tối ưu lượng phèn tối ưu phản ứng Fenton 52 Bảng 4.24 Bảng phân tích ANOVA pH tối ưu phản ứng Fenton 53 Bảng 4.25 Bảng phân tích ANOVA lượng phèn tối ưu phản ứng Fenton 53 Bảng 4.26 Kết xác định tỉ lệ FeSO4:H2O2 tối ưu phản ứng Fenton 53 viii Bảng 4.27 Bảng phân tích ANOVA tỉ lệ FeSO4:H2O2 tối ưu phản ứng Fenton 54 Bảng 4.3 Các thông số thiết kế khái quát kinh tế phương án 64 Bảng 4.4 Các thông số thiết kế khái quát kinh tế phương án 69 ix H = htt + hn + h0 = 2,7 + 1,156 +0,5 = 4,356 m Vậy tỷ số: D/H = 2,24/4,356 = 0,51 đạt u cầu  Tính tốn hệ thống lấy nước Để thu nước lắng dùng hệ thống máng vòng cưa chảy tràn quanh thành bể Diện tích mặt cắt ngang máng vịng: Qtbh 7,5 fv    0,0017m 2v  0,6  3600 Trong đó: Q: lưu lượng nước thải m 3/s v: vận tốc nước máng vòng, v = 0,6 – 0,7 m/s, chọn v = 0,6 m/s Thiết kế máng kích thước: 0,14m x 0,2m, máng vịng gồm nhiều cưa hình chữ V Lưu lượng qua hình chữ V:  Q   C d  tg  g H 15 (2.100) Trong đó:  : Góc đỉnh tam giác, chọn  = 600 g: Gia tốc trọng trường H: chiều cao cột nước đỉnh tam giác, chọn H = 0,04 m Cd: hệ số lưu lượng, chọn Cd = 0,4 Q   0,  tg 30  29, 81  0, 04  0, 00017 m / s 15 Nước chảy máng thu với vận tốc 0,20 m/s, độ dốc máng i = 0,05 phía ống dẫn nước khỏi bể lắng Diện tích vùng lắng SL = F – FTT = 3,869 – 0,07 = 3,799 m2 Tải trọng thủy lực: a Qtbn 60   7,897m / m ngày SL 3,799  BỂ FENTON a Thể tích bể phản ứng V = t x Qtbs =(60 x 60 x 7,5)/3600 = 7,5 m 122 Trong đó: T: thời gian phản ứng Fenton tối ưu ( t = 60 phút – Thực nghiệm) Chọn chiều cao bể H = m Chiều cao xây dựng Hxd = + 0,5 = 2,5 m ( 50 cm chống tràn ) Chọn bể trộn hình vng với diện tích : F V 7,5   3,75 m H Kích thước bể phản ứng Fenton: B x B x H = m x m x 2,5 m Thể tích thực tế bể phản ứng Fenton là: 10 m3 B Tính cánh khuấy Đặt hai guồng khuấy bao gồm trục quay cánh khuấy Chọn loại cánh khuấy khuấy quanh trục thẳng đứng Đường kính cánh khuấy: Dc =(0,4 – 0,5)B, chọn Dc = 0,5 x = m Tổng diện tích cánh khuấy 15 -20% diện tích mặt cắt ngang bể Fbản cánh = (15 x 4)/100 = 0,6 m Diện tích cánh khuấy: S1 = F/4 = 0,6/4 = 0,15 m Chiều rộng cánh khuấy: 0,15/1 = 0,15 m Chọn tốc độ quay guồng khuấy n = 30 vòng/phút (thực nghiệm) C Kiểm tra tiêu khuấy trộn Tốc độ chuyển động cánh khuấy vc    D c  n 3,14   30   1,57 m / s 60 60 Tốc độ chuyển động cánh khuấy so với nước Vn = Vc x 0,75 = 1,57 x 0,75 = 1,18 m/s Năng lượng cần để cánh khuấy chuyển động nước P = 51 x C x F x V3 = 51 x 1,2 x 0,6 x 1,18 = 60,3 W Trong đó: C: dựa vào tỷ lệ L/B, chọn C = 1,2 (Nguồn: TS Trịnh Xuân Lai, 2002 Cấp nước tập – Xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh hoạt công nghiệp.NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trang 47) F: Tổng diện tích cánh khuấy V: Tốc độ chuyển động tương đối cánh khuấy so với nước, m/s Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn m nước thải 123 Z P 60,3   8,04W / m3 V 7,5 Giá trị Gradient vận tốc G  10 Z 8,04  10  295,6l / s  500l / s  0,0092 Trong đó: Π: độ nhớt động học nước Ở 250C µ = 0,0092 kGm2/s 200 < G < 500 l/s, theo TCVN 51 – 2008 Năng lượng tiêu hao tổng cộng N  G  V    295,6  7,5  0,0092  6029,2W  6,03kW Trong đó: N: Năng lượng tiêu hao tổng cộng G: Gradient – Sự biến đổi vận tốc nước đơn vị thời gian V: Thể tích bể trộn (m3)  : độ nhớt động lực nước, 25 C  = 0,0092 N/sm p Công suất động cơ: N 6,03   8,6kW  0,7 Trong  hiệu suất động cơ, chọn  = 70% D.Tính đường ống dẫn nước từ bể phản ứng Fenton qua bể phản ứng NaOH Nước dẫn qua bể phản ứng NaOH ống xuyên qua tường Thể tích ống dẫn : V  Q tbh  t  ,5  0,1  0,000208 m 3600 Vận tốc ống dẫn 0,8 (m/s) Diện tích mặt cắt ngang ống dẫn: S Đường kính ống : D Qtbh 7,5   0,0026m  0,8  3600 4 S    0,0026  0,057 m 3,14 Chọn đường kính ống: D = 57 mm Chiều dài ống: L V 0,000208   0,08m S 0,0026 BỂ TRUNG HỊA A.Thể tích bể 124 Tại bể đặt đầu dò pH để điều chỉnh pH nước sau phản ứng Fenton từ pH = 4,8 đến pH = trước nước đổ vào bể lắng V = t x Qtbs =(15 x 60 x 7,5)/3600 = 1,875 m Trong đó: T: thời gian phản ứng NaOH ( t = 15 phút ) Chọn chiều cao bể H = 1,2 m Chiều cao xây dựng buồng là: Hxd = 1,2 + 0,3 = 1,5 m ( 30 cm chống tràn ) Chọn bể trộn hình vng với diện tích : F V 1,875   1,5625m H 1,2 Kích thước xây dựng: B x B x H = 1,25 m x 1,25 m x 1,5 m Thể tích thực tế buồng thứ là: 2,344 m3 B Tính cánh khuấy Đặt guồng khuấy bao gồm trục quay cánh khuấy Chọn loại cánh khuấy khuấy quanh trục thẳng đứng Đường kính cánh khuấy: Dc =(0,4 – 0,5)B, chọn Dc = 0,4 x 1,25 = 0,5 m Tổng diện tích cánh khuấy 15 -20% diện tích mặt cắt ngang bể Fbản cánh = (15 x 1,5625)/100 = 0,234 m2 Diện tích cánh khuấy: S1 = F/2 = 0,234/2 = 0,117 m2 Chiều rộng cánh khuấy: 0,117/0,5 = 0,234 m Chọn tốc độ quay guồng khuấy n = 30 vòng/phút (thực nghiệm) C Kiểm tra tiêu khuấy trộn Tốc độ chuyển động cánh khuấy Vc    D  n 3,14  0,5  30   0,785 m / s 60 60 Tốc độ chuyển động cánh khuấy so với nước Vn = Vc x 0,75 = 0,785 x 0,75 = 0,6 m/s Vậy: 0,25 < Vn < 0,75, phù hợp với tốc độ không làm vỡ cặn Năng lượng cần để cánh khuấy chuyển động nước P = 51 x C x F x V3 = 51 x 1,2 x 0,234 x 0,63 = 3,09 W Trong đó: 125 C: dựa vào tỷ lệ L/B chọn C = 1,2 (Nguồn: TS Trịnh Xuân Lai, 2002 Cấp nước tập – Xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh hoạt công nghiệp.NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trang 47) F: Tổng diện tích cánh khuấy V: Tốc độ chuyển động tương đối cánh khuấy so với nước, m/s Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn m3 nước thải Z P 3,09   1,648W / m V 1,875 Giá trị Gradient vận tốc G  10 Z 1,648  10  134l / s  0,0092 Trong đó: µ: độ nhớt động học nước Ở 25 0C µ = 0,0092 kGm2/s G: Gradient – Sự biến đổi vận tốc nước đơn vị thời gian Năng lượng tiêu hao tổng cộng N  G V    1342 1,875 0,0092  309,7W  0,31kW Trong đó: N: Năng lượng tiêu hao tổng cộng G: Gradient – Sự biến đổi vận tốc nước đơn vị thời gian, G =80 – 100 s1 V: Thể tích bể trộn (m3)  : độ nhớt động lực nước, 25 C  = 0,0092 N/sm Công suất động cơ: p N 0,31   0,44kW  0,7 Trong đó:  hiệu suất động cơ, chọn  = 70% V Tính tốn hóa chất chọn bơm đinh lượng Hóa chất cho vào bể phản ứng gồm có phèn sắt FeSO4.6H2O H2O2 Lượng FeSO4 : Lưu lượng FeSO4 : q1  aQ 500  7,5  100   37 ,5l / h b  1000 10  1000 126 Trong đó: a = 500 mg/L : Liều lượng phèn cho 1L nước thải (xác định thí nghiệm Jartest) b : Nồng độ dung dịch phèn, b = 20% Q : lưu lượng nước thải trung bình giờ, Qtbh = 7,5 m 3/h Chọn bơm định lượng nhãn hiệu Blue -White series C - 6125P lưu lượng 25l/h, H = 4m, N = 45W, điện áp 220V/50Hz Chọn thùng nhựa Composite có dung tích 500 L để pha trộn phèn sắt, thiết bị khuấy trộn motor khuấy cánh phẳng với công suất 0,37 kw số vòng quay 110 vòng/phút Lượng H2O2 : Lưu lượng H2O2 : q  VH 2O2  Q  15l / h (có từ thực nghiệm) Chọn 1bơm hóa chất lưu lượng 17L/h, H = 10 kg/cm 2, N = 250W Chọn thùng nhựa Composite có dung tích 1000L để chứa H2O2 Chọn thùng nhựa Composite có dung tích 1000L để pha trộn H2O2 , thiết bị khuấy trộn khí nén Trên đường ống dẫn nước thải từ bể phản ứng sang bể lắng có bố trí đầu châm hóa chất NaOH Polymer : Hóa chất điều chỉnh pH (NaOH) : Liều lượng NaOH châm vào nước thải điều khiển hệ thống điều chỉnh pH tự động Chức hệ thống tự động đo pH nước thải, phân tích phát tín hiệu điều chỉnh bơm hóa chất chỉnh pH tới mức pH định (pH =77,5), đảm bảo cho trình xử lý diễn điều kiện tối ưu Các thiết bị hệ thống thiết bị đo pH, điện cực, cáp dẫn Đi kèm với hệ thống bơm định lượng hóa chất chỉnh pH tự động ( lưu lượng 10L/h, H = 10kg/cm 2, N = 250W), thùng đựng hóa chất 1000L dùng để pha NaOH thiết bị khuấy trộn khí nén Lượng Polymer : Lưu lượng Polymer cần dùng: 127 Q a  Qtbh 100 0,0004  7,5  100   0,03l / h b  1000 0,011000 Trong : a = 0,0004 mg/L : Liều lượng polymer cho 1m3 nước thải B : Nồng độ dung dịch phèn, b = 0,01% Q : lưu lượng nước thải trung bình giờ, Qtbh = 7,5m3/h Chọn bơm định lượng: Chọn bơm định lượng nhãn hiệu Blue – White series C-660P với lưu lượng 14l/h, áp lực 4,2kg/cm3, N = 45W, điện áp 220V/50Hz Chọn thùng nhựa Composite có dung tích 500L để pha trộn polymer, thiết bị khuấy trộn motor khuấy cánh phẳng với công suất 0,37 kw số vòng quay 110 vòng/phút BỂ LẮNG SAU FENTON A Tính ống trung tâm Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm tính theo cơng thức sau f  Qtbh 7,5   0,07m Vtt 0,03  3600 Trong đó: Qtbs = 7,5 m3/h Vtt: Tốc độ chuyển động nước ống trung tâm, lấy lớn 30 mm/s, chọn Vtt= 0,03 m/s Đường kính ống trung tâm Dtt  4 f    0,07  0,298m  0,3m 3,14 B Tính tốn phần miệng loe ống trung tâm hắt Đường kính miệng loe ống trung tâm chiều cao phần ống loe 1,35Dtt dl = hl = 1,5Dtt =1,5 x 0,3 = 0,45 m Đường kính hắt 1,3 đường kính miệng phễu Dh = 1,3d1 = 1,3 x 0,45 = 0,585 m C Tính kích thước bể lắng  Diện tích tiết diện ngang vùng lắng: 128 F 1   Qtbh 7,5  1,3   3,869m Uo 0,0007  3600 Trong đó: Q: Lưu lượng nước đưa bể lắng, Q = 7,5 m 3/h U0: Tốc độ lắng hạt cặn, (m/s) U0 = 0,0007 – 0,0022 m/s  : hệ số dự phịng kể đến việc phân phối nước khơng toàn bề mặt cắt ngang bể  phụ thuộc tỷ số đường kính chiều cao vùng lắng Chọn  =1,3 Diện tích tổng cộng bể lắng đứng mặt bằng: F = F1 + f = 3,869 + 0,07 = 3,939m2 Đường kính bể D 4 F    3,939  2,24 m 3,14 Chiều cao tính tốn vùng lắng bể lắng đứng htt = v x t = 0,0005 x 1,5 x 3600 = 2,7 m Trong đó: V: tốc độ chuyển động nước thải bể lắng đứng, v = 0,5 – 0,8 mm/s Chọn v = 0,0005 m/s T: thời gian lưu nước bể lắng, t = 1,5h Chiều cao ống trung tâm lấy chiều cao vùng lắng : Htt = Hl = 2,7 m Kiểm tra lại thời gian lưu nước bể lắng Thể tích bể lắng: V = Fl x Htt = 3,869 x 2,7 = 10,446 m3 Thời gian lưu nước bể lắng : t = V/Q = 10,446/7,5 = 1,4 h phù hợp Tính tốn phần hình nón Chiều cao phần hình nón bể lắng đứng tính sau: hn  h2  h3  D  dn 2,24  0,3  tg   tg 50  1,156 m 2 Trong đó: h2: chiều cao lớp trung hòa, m h3: chiều cao giả định lớp cặn bể, m D: Đường kính bể, m 129 dn:Đường kính đáy nhỏ hình nón cụt, lấy dn = 0,3 m  : góc nghiêng đáy bể lắng so với phương ngang, lấy khơng nhỏ 50 Chọn  = 500 Góc nghiêng bề mặt chắn so với mặt ngang lấy 170 Khoảng cách từ mép miệng loe đến mép bề mặt chắn theo mặt phẳng qua trục: L 4Q  7,5   0,058m vk    ( D  d n ) 0,02  3,14  (2,24  0,3)  3600 Trong đó: Vk: tốc độ dịng nước chảy qua khe hở miệng loe ống trung tâm bề mặt chắn, Vk  20 mm/s, chọn Vk = 20 mm/s = 0,02 m/s Chiều cao tổng cộng bể lắng: H = htt + hn + h0 = 2,7 + 1,156 +0,5 = 4,356 m Vậy tỷ số: D/H = 2,24/4,356 = 0,51 đạt yêu cầu Tính tốn hệ thống lấy nước Để thu nước lắng dùng hệ thống máng vòng cưa chảy tràn quanh thành bể Diện tích mặt cắt ngang máng vòng: fv  Qtbh 7,5   0,0017m 2v  0,6  3600 Trong đó: Q: lưu lượng nước thải m 3/s v: vận tốc nước máng vòng, v = 0,6 – 0,7 m/s, chọn v = 0,6 m/s Thiết kế máng kích thước: 0,14m x 0,2m, máng vịng gồm nhiều cưa hình chữ V Lưu lượng qua hình chữ V:  Q   C d  tg  g H 15 Trong đó:  : Góc đỉnh tam giác, chọn  = 600 g: Gia tốc trọng trường H: chiều cao cột nước đỉnh tam giác, chọn H = 0,04 m Cd: hệ số lưu lượng, chọn Cd = 0,4 Q   0,  tg 30  29, 81  0, 04  0, 00017 m / s 15 130 Nước chảy máng thu với vận tốc 0,20 m/s, độ dốc máng i = 0,05 phía ống dẫn nước khỏi bể lắng Diện tích vùng lắng SL = F – FTT = 3,869 – 0,07 = 3,799 m2 10 BỂ TIẾP NHẬN Tại ngăn tiếp nhận có bố trí đầu dị pH để kiểm tra pH nước thải trước đổ vao nguồn tiếp nhận A Kích thước ngăn tiếp nhận Chọn thời gian lưu nước ngăn tiếp nhận nước sau xử lý trước đổ vào nguồn tiếp nhận t = 15 phút Thể tích ngăn tiếp nhận: V = t x Qtbs =(15 x 60 x 7,5)/3600 = 1,875 m3 Chọn chiều cao bể H = 1,2 m Chiều cao xây dựng buồng là: Hxd = 1,2 + 0,3 = 1,5 m ( 30 cm chống tràn ) Chọn bể trộn hình vng với diện tích : F V 1,875   1,5625m H 1,2 Kích thước xây dựng: L x B x H = 1,25 m x 1,25 m x 1,5 m B.Tính tốn đường ống dẫn nước từ bể lắng đến ngăn tiếp nhận Diện tích ống dẫn nước S Qtbh 7,5   0,00208m  1 3600 Trong v tốc độ dòng nước chảy ống, v = m/s Đường kính ống nhánh dẫn nước D 4 S    0,00208  0,051m 3,14 Chọn đường kính ống dẫn nước tư ngăn tiếp nhận sông Ф = 51mm 11.CƠNG TRÌNH THU GOM VÀ XỬ LÝ BÙN A.Tính bể chứa bùn Bể chứa bùn dùng để tiếp nhận hỗn hợp bùn xả từ bể lắng sau keo tụ bể lắng sau Fenton Tổng thể tích bùn từ bề lắng Fenton bể lắng keo tụ đổ vào bể chứa V = m3/ ngày = 0,75 m3/h Chọn thời gian lưu bùn 12h 131 Thể tích bể chứa bùn: W  t  qbùn  12  0,75  9m3 Bể chứa bùn thiết kế dạng hình vng mặt bằng, phần đáy bể thiết kế với độ dốc 45% để tiện lợi cho trình tháo bùn Chọn chiều cao bể chứa bùn m Chiều cao phần hình nón m Tổng chiều cao bể chứa: H = + + 0,5 = 3,5 m Vậy kích thước xây dựng bể chứa bùn sau: B x B x H = 1,8 x 1,8 x 3,5 B.Tính đường ống xả bùn cặn Chọn đường kính ống xả bùn D = 60 mm, (D = 60 – 90 mm) Diện tích mặt cắt ngang ống dẫn: S   D2 3,1  ,   0, 047 m 4 => Vậy: Chọn bơm Tsurumi Qb = 0,1 m3/phút, cột áp H = 9m, N = 0,55 kW, model: HSD2 – 55S, D = 50 mm C Tính bơm đưa bùn vào máy ép bùn Lưu lượng bùn bùn đưa vào máy 1h: Q=0,75 m3 / h Công suất bơm: N Q   g H 1000  N 0,75 1050 9,8110  0,027kW 1000 0,8  3600 Công suất thực tế: Ntt=  x N=2 x N = 2x 0,027 = 0,054kW Chọn bơm bùn APP SV Italy, công suất 0,75Kw, lưu lượng 13,8m3/h, cột áp H = 11m II TÍNH TỐN KINH TẾ CHI PHÍ XÂY DỰNG Hạng mục cơng trình Vật liệu Đơn vị tính Thể Số tích Lượng Đơn vị Đơn giá Thành (VNĐ) Hố thu BTCT 7,5 m3 5.000.000 37.500.000 Bể điều hòa BTCT 22 m3 5.000.000 110.000.000 Bể trộn Compostie 0,145 m3 5.000.000 750.000 132 tiền Bể keo tụ BTCT 7.1 m3 5.000.000 35.500.000 Bể lắng BTCT 18.72 m3 5.000.000 93.600.000 Bể trộn Compostie 0,31 m3 5.000.000 1.250.000 Bể keo tụ BTCT 6,32 m3 5.000.000 31.600.000 Bể lắng BTCT 13.92 m3 5.000.000 69.600.000 Bể trung gian BTCT 17,56 m3 5.000.000 87.800.000 Bồn lọc áp lực Compostie 0,77 m3 20.000.000 15.400.000 Bể chứa bùn BTCT 11,75 m3 5.000.000 58.750.000 Nhà điều hành Gạch 10 - m3 1.500.000 15.000.000 Tổng cộng (A) 592.250.000 CHI PHÍ MÁY MĨC VÀ THIẾT BỊ Tên thiết bị Số Đơn HỐ THU lượng vị Song chắn rác Đơn giá Thành Tiền Cái 1.000.000 1.000.000 Cái 4.049.000 8.098.000 Cái 6.410.000 12.820.000 Máy nén khí APP RB-400AS Cái 7.250.000 7.250.000 Hệ thống phân phối khí, PVC Bộ 1.000.000 1.000.000 Động (P = 0,56 kW, n = 110 vòng/phút) Bộ 7.000.000 7.000.000 Động (P = 0,37 kW, n = 30 vòng/phút) Bộ 10.000.000 10.000.000 Bộ điều khiển pH tự động Bộ 3.000.000 3.000.000 Cái 5.000.000 5.000.000 Cái 5.000.000 5.000.000 Polymer Cái 5.000.000 5.000.000 Bơm nước thải APP-TAIWAN model DSK-05 : ½Hp BỂ ĐIỀU HÒA Bơm nước thải APP-TAIWAN model DSK-10 : 1Hp BỂ TRỘN + BỂ KEO TỤ Bơm định lượng hóa chất NaOH Blue -White series C-645P Bơm định lượng phèn sắt Blue -White series C-6125P Bơm định lượng 133 Blue – White series C-660P Bồn chứa hóa chất Cái 2.500.000 7.500.000 Bộ 1.000.000 1.000.000 Bộ 1.500.000 1.500.000 Ống lắng trung tâm, INOX D250, dày 2mm Bộ 2.000.000 2.000.000 Máng cưa INOX, dày 2mm 6,1 m 200.000 1.220.000 Bơm bùn, 1Hp, Q = m3/h , H = m Cái 4000000 4000000 Động (P = 0,56 kW, n = 110 vòng/phút) Bộ 7.000.000 7.000.000 Động (P = 0,37 kW, n = 30 vòng/phút) Bộ 10.000.000 10.000.000 Bộ điều khiển pH tự động Bộ 3.000.000 3.000.000 Cái 5.000.000 5.000.000 Cái 5.000.000 5.000.000 Cái 5.000.000 5.000.000 Cái 2.500.000 10.000.000 Bộ 1.000.000 1.000.000 Bộ 1.500.000 1.500.000 Ống lắng trung tâm, INOX D250, dày 2mm Bộ 2.000.000 2.000.000 Máng cưa INOX, dày 2mm 6,1 m 200.000 1.220.000 Bơm bùn, 1Hp, Q = m3/h , H = m Cái 4.000.000 4.000.000 Cầu thang, sàn công tác thép phủ epoxy chống gỉ BỂ LẮNG Cầu thang, sàn công tác thép phủ epoxy chống gỉ BỂ TRỘN + BỂ FENTON Bơm định lượng hóa chất NaOH Blue -White series C-645P Bơm định lượng H2O2 Blue -White series C-6125P Bơm định lượng Polymer Blue – White series C-660P Bồn chứa hóa chất Cầu thang, sàn cơng tác thép phủ epoxy chống gỉ BỂ LẮNG Cầu thang, sàn công tác thép phủ epoxy chống gỉ Tổng cộng (B) 158.608.000 134 CHI PHÍ HĨA CHẤT Số Tên hóa chất lượng (Kg/ngày) Đơn giá Thành tiền (VNĐ) NaOH 30 10.500 315.000 Phèn Sắt 27 12.000 324.000 Lượng H2O2 97,5l/ngày 8.000 780.000 Polymer 0,00096 90.000 86 Tổng cộng (C) 1.419.086 CHI PHÍ ĐIỆN NĂNG Cơng suất Số Tên thiết bị (kw/h) Bơm nước thải APP-TAIWAN lượng Thời Điện gian hoạt tiêu động thụ (h) (kW) Đơn giá Thành tiền (VNĐ) 0,375 2.000 6.000 0,75 2.000 12.000 Máy nén khí APP RB-400AS 32 2.000 64.000 Động 0,56 4,48 2.000 8.960 Động 0,37 2,96 2.000 5.920 0,2 1,6 2.000 3.200 0,2 1,6 2.000 3.200 0,2 1,6 2.000 3.200 0,75 1,5 2.000 3.000 model DSK-05 : ½Hp Bơm nước thải APP-TAIWAN model DSK-10 : 1Hp Bơm định lượng hóa chất NaOH Blue -White series C-645P Bơm định lượng phèn sắt Blue -White series C-6125P Bơm định lượng Polymer Blue – White series C-660P Bơm bùn LPS 50/75 Tộng cộng (D) 109.480  Chi phí xây dựng hệ thống (A) : 592.250.000 VNĐ 135  Chi phí thiết bị (B) : 158.608.000 VNĐ  Chi phí lập quản lý dự án : T1 = 5%(A + B) = 5%(592.250.000 + 158.608.000) = 37.542.900 VNĐ  Chi phí nhân công xây dựng dự án : T2 = 10%(A + B) = 10%(592.250.000 + 158.608.000) = 75.085.800 VNĐ  Tổng chi phí đầu tư hệ thống : (B) + (B) + T1 + T2 = 592.250.000 + 158.608.000 + 37.542.900 + 75.085.800 = 863.486.700 VNĐ  Tính tốn khấu hao cho 1m nước thải (chi phí xây dựng khấu hao 20 năm, chi phí thiết bị khấu hao 10 năm) Tkh = 592.250.00  37.542.900 + 75.085.800 158.608.00   1500 VNĐ 20  365  100 10  365  100  Chi phí vận hành : Chi phí hóa chất : (C) = 1.419.086 (VNĐ/ngày) = 23.652 (VNĐ/m3 nước thải) Chi phí điện năng: (D) = 109.480 (VNĐ/ngày) = 1.825(VNĐ/m nước thải) Chi phí nhân cơng: (E) = 5.000.000(VNĐ/tháng) = 3.205(VNĐ/m nước thải) Vậy chi phí xử lý cho m3 nước thải T = Tkh + C + D + E =1500+23.652 +1.825+3.205 = 30182(VNĐ/m3 nước thải) 136 ... nước thải Lưu lượng thiết kế: 60m3 /ngày đêm  Đặc tính nước thải trước xử lý Sau q trình lấy mẫu phân tích tiêu nước thải công ty, dựa vào số liệu sau để làm sở thiết kế hệ thống xử lý nước thải. .. công suất 60m 3/ ngày 1.2 MỤC TIÊU KHĨA LUẬN Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ cho cho công ty TNHH THÀNH LONG đạt QCVN 24: 2009/BTNMT, loại B Và tính tốn kinh tế Lập vẽ thiết kề hệ. .. phương án xử lý nước thải cho ngành xi mạ, nguồn nước thải khác có tính chất tương tự 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn Đề xuất phương án thiết kế hệ thống xử lý nước hiệu cho công ty xi mạ THÀNH LONG, đảm