ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN HẢI SẢN

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐƯỢC THU GOM TỪ CÁC KHU CHẾ BIẾN HẢI SẢN, TỔNG CÔNG SUẤT 800 M3/NGĐ.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG GDHD: NGUYỄN THỊ MINH ĐẶT VẤN ĐỀ Sự phát triển ngành chế biến thủy sản gây ô nhiễm môi trường Mức độ ô nhiễm nước thải từ trình chế biến thủy sản thay đổi lớn phụ thuộc vào nguyên liệu thô (tôm, cá, mực, bạch tuộc, cua, nghêu, sò…), sản phẩm thay đổi theo mùa vụ chí ngày làm việc (Johnson et al., 2008), với dây chuyền chế biến có nồng độ chất nhiễm cao (pH từ 6,5 - 7,0, SS từ 500 - 1.200 mg/L, COD từ 800 - 2.500 mgO2/L, BOD5 từ 500 - 1.500 mgO2/L, tổng N từ 100 - 300 mg/L, tổng P từ 50 - 100 mg/L, dầu mỡ 250 - 830 mg/L) (Lê Hoàng Việt Nguyễn Võ Châu Ngân, 2014) Qua cho thấy nước thải chế biến thủy sản nhiễm hữu có khả phân hủy sinh học cao thể qua tỉ lệ BOD/COD, dao động từ 0,6 đến 0,9 (Nguyễn Trung Việt et al., 2011) Đối với nước thải phát sinh từ chế biến cá da trơn có nồng độ dầu mỡ cao từ 250 đến 830 mg/L (Ngô Xuân Trường et al., 2008) Nước thải sơ chế thủy sản loại nước thải ô nhiễm chất hữu cơ, độ màu, chất rắn lơ lửng cao (Lâm Minh Triết, 2006) Bảng - Đánh giá tiêu chất lượng nước thải đầu vào nhà máy Theo QCVN 11 – 2015 - Giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải chế biến thủy sản xả nguồn tiếp nhận nước thải tính theo công thức sau: Cmax = C x Kq x Kf Trong đó: NHĨM THỰC HIỆN: NHĨM I LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG - GDHD: NGUYỄN THỊ MINH Cmax giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải chế biến thủy sản xả nguồn tiếp nhận nước thải; - C giá trị thông số ô nhiễm nước thải chế biến thủy sản quy định mục 2.2; - Kq hệ số nguồn tiếp nhận nước thải quy định mục 2.3 ứng với lưu lượng dòng chảy sơng, suối, khe, rạch; kênh, mương; dung tích hồ, ao, đầm; mục đích sử dụng vùng nước biển ven bờ; => Kq = - Kf hệ số lưu lượng nguồn thải quy định mục 2.4 ứng với tổng lưu lượng nước thải sở sản xuất chế biến thủy sản xả nguồn tiếp nhận nước thải => Kf = TÍNH TỐN THIẾT KẾ CỤM KEO TỤ - TẠO BƠNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỂ TRỘN CHẤT PHẢN ỨNG Sự cần thiết bể trộn chất phản ứng : Trước cho vào nước, chất phản ứng phải hòa thành dung dịch qua giai đoạn hòa tan →điều chỉnh nồng độ thích hợp bơm định lượng →dẫn tới cụm cơng trình tiêu thụ (Theo mục 6.19TCXDVN-33-2006) 2.1 Bể trộn chất keo tụ PAC (Poly Aluminium Chloride) Nhiệm vụ: Hòa tan bột PAC dạng bột với nước để tạo dung dịch hóa chất cần thiết, sử dụng cho trình xử lý nước thải (qt lắng) 2.1.1 Xác định hàm lượng PAC dùng để keo tụ Tên thương mại là: PAC (hàm lượng Al2O3: 27÷30%) Cơng thức hóa học:[Al2(OH)nCl6-nXH2O]m - Thành phần hóa học Poly Aluminium Chloride, có thêm chất khử trùng gốc Chlorin Theo tiêu chuẩn kỹ thuật nhà SX Website:www.hoaphatdongnai.com NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM I LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG GDHD: NGUYỄN THỊ MINH PAC có nhiều ưu điểm so với việc sử dụng phèn nhôm sulfate loại phèn vô khác: - Hiệu keo tụ lắng gấp 4-5 lần Tan tốt nhanh nước - PAC làm thay đổi độ pH nước nên hạn chế việc sử dụng hóa chất khác (như kiềm) để xử lý hạn chế ăn mòn thiết bị giúp giảm chi phí - PAC khơng làm đục nước dùng thừa thiếu - Khả loại bỏ chất hữu tan không tan kim loại nặng tốt - Không làm phát sinh hàm lượng SO42– nước thải sau xử lý loại có độc tính vi sinh vật - Liều lượng sử dụng thấp, keo to dễ lắng Nhược điểm: - Do có hiệu mạnh liều lượng thấp nên việc cho độ lượng PAC gây tượng Tái ổn định hạt keo - Lượng Cloride PAC thúc đẩy trình ăn mòn, đặc biệt nơi đóng cặn bùn Hàm lượng PAC để keo tụ: Căn vào kết thí nghiệm Jartest nhóm tác giả “Tạp chí Khoa học TDMU” với mẫu nước thải Thủy sản có thơng số đầu vào sau: Nhận thấy hàm lượng SS (của đồ án) xấp xỉ với hàm lượng SS (trong Tạp chí) → Chọn số liệu hàm lượng chất keo tụ PAC chất trợ keo PAA để tính tốn NHĨM THỰC HIỆN: NHĨM I LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG GDHD: NGUYỄN THỊ MINH → Lượng chất keo tụ PAC cần thiết là: P PAC = 500 (mg/l) PAA= 3,5 (mg/l) Hiệu suất xử lý SS: E%= 82,83% 2.1.2 Tính tốn dung tích bể trộn hóa chất PAC Dung tích bể hòa trộn xác định công thức 6-3(TCVN 33-2006) → Chọn Wh = 19,22(m3) Trong đó: Q: lưu lượng nước xử lý (m3/h), Qmax.h = 64,05 (m3/h) Pp: Lượng PAC cho vào nước (g/m3) PPAC = 500(mg/l) (Theo thí nghiệm Jartest) n: số lần hòa tan trạm cơng suất < 1200 (m3/ngđ), cơng suất trạm Qngđ = 800 m3/ngđ → ta lấy n= 24 bh : nồng độ dung dịch PAC thùng pha (từ 4÷10% - Theo mục 6.20-TCXDVN33-2006) → ta chọn bh=4% γ: khối lượng riêng dung dịch γ=1 (T/m3) → Chọn bể trộn PAC, bể có: NHĨM THỰC HIỆN: NHĨM I LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG GDHD: NGUYỄN THỊ MINH Chọn chiều cao mực nước bể trộn là: h0=2m → Diện tích bể: →Đường kính bể: →Chọn D=1,5(m) →Chiều cao bể: Thơng số thiết kế bể khuấy trộn PAC 2.1.3 Tính tốn thiết bị khuấy trộn Từ thơng số thiết kế bể, ta tiến hành tra catalogue NSX →Chọn thiết bị khuấy trộn có thơng số sau: 2.1.4 Bơm định lượng Nhiệm vụ: Điều chỉnh tự động lượng phèn cần thiết đưa vào nước cần xử lý NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM I LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG GDHD: NGUYỄN THỊ MINH 2.2 Bể trộn chất trợ keo tụ PAA (Anionic Polyacrylamide) Nhiệm vụ: PAA thường sử dụng với liều lượng khoảng – mg/l để tăng nhanh q trình tạo bơng keo nhằm tăng tốc độ lắng, tăng hiệu suất xử lý công trình xử lí →Vậy việc sử dụng chất trợ keo tụ cho phép hạ thấp liều lượng chất keo tụ, giảm thời gian cho trình keo tụ nâng cao tốc độ lắng 2.2.1 Xác định hàm lượng PAA dùng để trợ keo tụ Công thức hóa học [-CH2-CH(CONH2)-]n Hàm lượng PAA để keo tụ: Căn vào kết thí nghiệm Jartest nhóm tác giả “Tạp chí Khoa học TDMU” (Đã trình bày mục 2.1.1) Ứng lượng chất keo tụ PAC cần thiết là: PPAC = 500 (mg/l) → Lượng chất trợ keo tụ PAA tương ứng là: PPAA= 3,5 (mg/l) Hiệu suất xử lý SS: E%= 82,83% 2.2.2 Tính tốn dung tích bể trộn hóa chất PAA Dung tích bể hòa trộn xác định cơng thức 6-3(TCVN 33-2006) → Chọn Wh = 1,1(m3) Trong đó: NHĨM THỰC HIỆN: NHĨM I LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MƠN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG GDHD: NGUYỄN THỊ MINH Q: lưu lượng nước xử lý (m3/h), Qmax.h = 64,05 (m3/h) PPAA: Lượng PAA cho vào nước (g/m3) PPAA = 3,5(mg/l) (Theo thí nghiệm Jartest) n: số lần hòa tan trạm cơng suất < 1200 (m3/ngđ), cơng suất trạm Qngđ = 800 m3/ngđ → ta lấy n= 24 bh: nồng độ dung dịch PAA thùng pha (từ 0,1÷0,5% - Theo mục 6.28TCXDVN-33-2006) → ta chọn bh=0,5% γ: khối lượng riêng dung dịch γ=1 (T/m3) → Với bể trộn PAA tích: Wh= 1,1 (m3) Chọn chiều cao mực nước bể trộn là: h0=1,5m → Diện tích bể: →Đường kính bể: →Chọn D=1(m) →Chiều cao tồn phần bể: Thơng số thiết kế bể hòa trộn PAA: 2.2.3 Tính tốn thiết bị khuấy trộn Từ thông số thiết kế bể, ta tiến hành tra catalogue NSX →Chọn thiết bị khuấy trộn có thơng số sau: NHĨM THỰC HIỆN: NHĨM I LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG 2.2.4 GDHD: NGUYỄN THỊ MINH Bơm định lượng 2.3 Bể trộn dung dịch kiềm 2.3.1 Tính tốn liều lượng hóa chất để kiềm hóa Theo mục 6.15 – TCXDVN 33 – 2006, lượng hóa chất dùng để kiềm hóa D k (mg/l) xác định theo cơng thức: Trong đó: Pp: Lượng phèn lớn thời gian kiềm hóa (mg/l) e: Đương lượng gam phèn (không chứa nước) (mgđl/l) k: Độ kiềm nhỏ nước nguồn K: Đương lượng gam chất kiềm hóa (mgđl/l) TÍNH TỐN THIẾT KẾ CỤM BỂ KEO TỤ - TẠO BÔNG 3.1 Bể điều chỉnh pH (pH Control Tank) 3.2 Bể keo tụ (Reation Tank) Nhiệm vụ: Nhằm mục đích khếch tán chất keo tụ vào nước thải NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM I LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG 3.2.1 GDHD: NGUYỄN THỊ MINH Tính tốn xây dựng bể Chọn thiết kế bể trộn, Thể tích bể trộn: Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải xả thải lớn (m3/h) t: Thời gian lưu nước Theo thí nghiệm Jartest, tkhuấy =3(phút) Chọn thể tích bể trộn: W= 3,21(m3) Chọn chiều cao lớp nước bể trộn là: h0 =2 (m) → Chọn bể trộn hình trụ vng, chế tạo bê tơng cốt thép, có kích thước: → Chọn cạnh Vậy kích thước xây dựng thực tế là: 3.2.2 Tính tốn thiết bị khuấy trộn Khuấy trộn với tốc độ 120 vòng/phút 3.3 Bể đông tụ (Flocculation Tank) Nhiệm vụ: Nước thải chất phản ứng sau hòa trộn bể keo tụ chuyển sang bể đơng tụ Bể đơng tụ làm cho q trình tiếp xúc, kết dính hạt keo cặn bẩn nước xảy →tạo nên cặn lớn giữ lại q trình lắng NHĨM THỰC HIỆN: NHÓM I LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG 3.3.1 GDHD: NGUYỄN THỊ MINH Tính tốn xây dựng bể Dung tích bể trộn: Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải xả thải lớn (m3/h), Qmax.h=64,05(m3/h) t: Thời gian nước lưu lại bể Theo thí nghiệm Jartest, chọn t =25(phút) (t=20÷30 Theo mục 6.80-TCXDVN 33:2006) →Xây dựng ngăn phản ứng gồm buồng, kích thước buồng: chiều rộng×chiều cao=b×h=2×2,3(m) Tiết diện mặt cắt ngang ngăn phản ứng: Chiều dài bể: →Chọn L=6(m), chiều dài buồng: l =2(m) Các buồng ngăn cách với vách ngăn hướng dòng theo phương thẳng đứng Dung tích buồng: Vậy thơng số thiết kế bể đơng tụ là: NHĨM THỰC HIỆN: NHĨM I 10 LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG GDHD: NGUYỄN THỊ MINH Trong đó: G0 : Liều lượng khơng khí đơn vị 1,25÷1,45 mg để loại bỏ mg BOD5 cần xử lý (Điều 7.137-TCXD-51-2008) Chọn G0 =1,45 mg - Lượng oxy cần cung cấp giờ: - Với lực cung cấp oxy máy nạp khí gO 2/m.h, tổng chiều dài cần thiết máy nạp khí là: - Theo quy định Điều 7.141-TCXD-51-2008, chiều dài máy khuấy/guồng (l a) không nhỏ chiều rộng đáy kênh Do trường hợp xét, chọn _ máy nạp khí, gồm _ máy đơn ghép lại với nhau, chiều dài máy đơn _ - Như tổng chiều dài _ máy nạp khí _m khả cung cấp lượng oxy thực tế là: 5.5 Thông số Mương oxy hóa: NHĨM THỰC HIỆN: NHĨM I 24 LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG GDHD: NGUYỄN THỊ MINH TÍNH TỐN BỂ LẮNG II 6.1 Nhiệm vụ cơng trình: Lắng bùn hoạt tính hình thành q trình xử lí sinh học hiếu khí mương oxy hóa 6.2 Tính tốn bể lắng II: - Diện tích phần lắng bể lắng II: Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải đưa vào xử lý, Q=64,05 (m3/h) α : Hệ số tuần hồn (đã chọn α=0,70 tính mương oxi hóa) C0 : Nồng độ cặn mương oxy hóa (g/m3) Ct : Nồng độ bùn (ở đáy bể lắng II) dòng tuần hồn (g/m3) vL : Vận tốc lắng mặt phân chia (m/h) phụ thuộc vào nồng độ cặn C L tính chất cặn (thực nghiệm) - Chọn nồng độ cặn dòng tuần hồn Ct =10.000 g/m3 NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM I 25 LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG GDHD: NGUYỄN THỊ MINH  - Nồng độ bùn hoạt tính mương oxy hóa X = 3500 g/m3  - Vận tốc lắng theo công thức thực nghiệm Lee-1982 Wilson-1996: Với vmax = m/h, K = 600  - Diện tích phần lắng bể: - Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm: (m2) Trong đó: α : Hệ số tuần hồn lưu lượng : Lưu lượng tính tốn lớn (m3/s) (m3/s) : Tốc độ chuyển động nước ống trung tâm, Lấy ≤ 30 mm/s (0,03 m/s), (Theo điều 8.5.11.c -TCXD-51-2008) - Chọn xây dựng bể lắng đứng diện tích bể mặt là: NHĨM THỰC HIỆN: NHĨM I 26 LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MƠN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG GDHD: NGUYỄN THỊ MINH Trong đó: n số bể lắng Chọn n=2 (bể) Đường kính bể: Đường kính ống trung tâm: Trong đó: : Diện tích tiết diện ống trung tâm bể - Chiều cao tính tốn vùng lắng: Trong đó: t thời gian lắng, t=2 - Chiều cao phần hình nón bể lắng đứng: Trong đó: h2: Chiều cao lớp nước trung hòa (m) h3: Chiều cao giả định lớp cặn lắng bể (m) D: Đường kính bể lắng dn: Đường kính đáy nhỏ hình nón cụt Lấy dn =0,6 (m) NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM I 27 LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG GDHD: NGUYỄN THỊ MINH α: Góc nghiêng đáy bể lắng so với phương ngang (α≥50▫ - Theo TCVN-512006) →Chiều cao ống trung tâm lấy chiều cao tính tốn vùng lắng (Hống = 5,3 m) - Lấy đường kính miệng loe ống trung tâm = chiều cao phần ống loe = 1,35×đường kính ống trung tâm - Lấy đường kính chắn = 1,3×đường kính miệng loe = 1,3×1,1=1,43(m) - Góc nghiêng bề mặt chắn so với mặt phẳng ngang, lấy =17▫ - Khoảng cách mép miệng loe đến mép bề mặt chắn theo mặt phẳng qua trục đứng: Trong đó: Vk : Tốc độ dòng nước chảy qua khe hở miệng loe ống tâm bề mặt chắn vk ≤ 20mm/s (Điều 8.5.11.c –TCXDVN-51-2008) Chọn vk = 20mm/s= 0,02m/s - Chiều cao tổng cộng bể lắng đứng: Trong đó: ho : Chiều cao bảo vệ (Khoảng cách từ mực nước đến thành bể), h0 =0,3m h2 : Chiều lớp nước trung hòa (từ mặt hắt đến bề mặt lớp cặn) Điều 7.56c-TCXD-51-2008, h2 = 0,3m  h3= 5m - Thể tích phần chứa bùn hình nón cụt: - Nồng độ bùn trung bình bể: NHĨM THỰC HIỆN: NHÓM I 28 LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG GDHD: NGUYỄN THỊ MINH - Lượng bùn chứa bể lắng: - Lượng bùn cần thiết cho mương Oxy hóa: Nếu phải tháo khơ mương oxy hóa để sửa chữa, sau hoạt động lại lượng bùn từ bể lắng đủ cấp để hoạt động Không cần phải có thời gian khởi động để tích lũy cặn 6.2.1 Thông số bể lắng II: 6.3 Máng thu nước: Tốc độ nước máng thu: lấy vm=0,6 m/s (Theo mục 6.84 TCXDVN 33:2006 0,6 – 0,8 m/s) Tiết diện máng thu: Chiều rộng máng: Chọn bm=0,2 m →Chiều sâu máng: hm=0,25 m Thiết kế máng thu nước cưa nhằm đảm bảo thu nước đều, khơng có máng cưa việc thu nước gây xáo trộn vùng lắng lấy nước →do ảnh hưởng tới hiệu suất lắng NHĨM THỰC HIỆN: NHÓM I 29 LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MƠN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG NHĨM THỰC HIỆN: NHÓM I GDHD: NGUYỄN THỊ MINH 30 LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG GDHD: NGUYỄN THỊ MINH Nước thải thu gom từ sở chế biến Hải sản (Influent) e - Hố thu gom - Song chắn rác ( Screens ) - Bể lắng cát (Grit chamber) Electricity Primary Settling Tank (Primary Clarifier ) Generator Pump Biogas ( CH4) UASB Tank ( Upflow Anaerobic Sludge Blanket ) Oxydation Ditch ( COD) Return Sludge Secondary Settling Tank ( Secondary Clarifier ) Sludge tank Wetland Dewatering Sludge tank SX Phân bón Receiving Source NHĨM THỰC HIỆN: NHÓM I 31 LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MƠN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG NHĨM THỰC HIỆN: NHÓM I GDHD: NGUYỄN THỊ MINH 32 LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM I GDHD: NGUYỄN THỊ MINH 33 LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM I GDHD: NGUYỄN THỊ MINH 34 LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MƠN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG NHĨM THỰC HIỆN: NHÓM I GDHD: NGUYỄN THỊ MINH 35 LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM I GDHD: NGUYỄN THỊ MINH 36 LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM I GDHD: NGUYỄN THỊ MINH 37 LỚP: S18 - 57CTN ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM I GDHD: NGUYỄN THỊ MINH 38 LỚP: S18 - 57CTN