NGHIÊN cứu CÔNG NGHỆ xử LÝ nước THẢI TẠI CÔNG TY GIẤY BÌNH MINH – PHÚ lâm – TIÊN DU – bắc NINH

Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn Th.S Nguyễn Đức Long đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em quá trình học tập và nghiên cứu làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô bộ môn trường đại học Thủy Lợi Hà Nội và các bạn đã giúp đỡ em việc tìm hiểu đề tài Vì kiến thức em còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những sai sót Em mong nhận được sự góp ý của thầy cô cùng bạn bè Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT GIẤY TẠI CÔNG TY GIẤY BÌNH MINH VÀ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG I Hiện trạng sản xuất giấy tại công ty Bình Minh .5 Tình hình sản xuất chung Bảng 1.1: Sản lượng giấy của sơ Bảng 1.2: Nhu cầu nguyên liệu của sơ Bảng 1.3: nhu cầu hóa chất của sơ Bảng 1.4: Nhu cầu về lượng của sơ Bảng 1.5: liệt kê các máy móc chính của sơ Công nghệ sản xuất Bảng 1.6: Nguyên liệu đẻ sản xuất tấn giấy CHƯƠNG II: CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI .11 I Đặc tính của nước thải 11 Bảng 2.1: Các đặc tính của nước thải sản xuất giấy tái chê 11 II Lựa chọn phương pháp xử ly 11 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH 13 I Mương dẫn nước 13 Bảng3.1: thơng số tính tốn mương dẫn nước thải .13 II Song chắn rác 14 Bảng 3.2 Các thông số thiêt kê song chắn rác 15 III Bể điều hòa 15 Bảng3.3 thông số thiết kế bể điều hòa 18 IV Bể lắng đợt 19 Bảng3.4 thông số xây dựng bể lắng đợt 21 V Bể tuyển nổi 21 Bảng 3.5 Các thông số tính tốn bể tuyển 21 Bảng3.6 Các thông số thiết kế bể tuyển 24 VI Bể aerotank 24 Kích thước bể aerotank 25 Bảng3.7 thông số để xây dựng bể aeroten 29 VII Bể lắng đợt 29 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Bảng 3.8 thông số xây dựng bể lắng đợt 2: 30 Bảng3.9 thông số xây dựng bể khử trùng 31 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH CÁC CÔNG TRÌNH .35 I Các yêu cầu vệ sinh đối với vị trí đặt trạm xử ly nước thải 35 Bảng 4.1 Diện tích các công trình phụ trợ 35 Bảng 4.2 thông số cao trình các công trình 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương MỞ ĐẦU Giấy là một những mặt hàng tiêu dùng thiết yếu phục vụ nhu cầu khác đời sống của người và phục vụ sự phát triển kinh tế xã hội của mỗi quốc gia Trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của người và phục vụ sự phát triể kinh tế xã hội cho nhiều mục đích khác giấy viết, giấy vệ sinh, giấy in sách báo, tranh ảnh,… Trong sản xuất công nghiệp giấy được dùng cho nhiều mục đích như: giấy báo gói sản phẩm, giấy làm hộp đựng sản phẩm,… Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu cuộc sống của người được cải thiện và ngày càng nâng cao kéo theo gia tăng nhiều nhu cầu khác nhau, số đó nhu cầu về sử dụng giấy cũng gia tăng theo Ở Việt Nam, mức tiêu dùng bình quân năn 1989 chỉ ở mức 1kg/người/năm, năm 2000 tăng lên mức 6,5kg/người/năm, năm 2005 là 9,4kg/người/năm và 2009 là 10,5kg/người/năm Dự báo đến năm 2020 đạt mức 33,6 kg/người/năm Tuy nhiên với mức tiêu dùng giấy thì người Việt Nam vẫn thuộc loại thấp so với các nước khu vực và thế giới Ngành công nghiệp giấy là ngành có đặc trưng sử dụng một khối lượng lớn nguyên liệu thô, lượng, nước và các hóa chất khác quá trình sản xuất Đồng thời cũng là ngành có vốn đầu tư lớn mới có hiệu quả vì thời gian hoàn vốn lâu dài Để sản xuất tấn giấy thành phẩm trung bình cần 1,3 – tấn nguyên liệu thô tuyệt đối, – tấn than, 200 – 500 m3 nước, 100 – 300 KW điện, ngoài còn sử dụng các loại hóa chất phèn, nhựa thông, vôi, chất tẩy rửa,… Do ngành giấy cũng tạo một lượng lớn chất thải, nước thải, khí thải và chất thải rắn có nguy gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không được xử lý Ngành công nghiệp giấy của nước ta xuất hiện từ rất lâu, khoảng thế kỷ III, sau Công nguyên Tuy nhiên, so với ngành công nghiệp giấy khu vực và thế giới thì ngành công nghiệp giấy ở Việt Nam thuộc loại thấp kém cả về kỹ thuật, sản lượng và tính cạnh tranh Có rất nhiều nguyên nhân như: trình độ lạc hậu, đầu tư không có chiều sâu, không được quann tâm đứng mức,… Trong các nguồn thải môi trường thì nguồn nước thải mà ngành công nghiệp giấy thải có hàm lượng chất gây ô nhiễm cao, nếu không qua xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Do đó nhiều dây chuyền sản xuất đã phải ngừng hoạt động, gây thiệt hại lớn cho sự phát triển của ngành công nghiệp giấy nói riêng và sự phát triển kinh tế xã hội của nước ta nới chung Xuất phát từ các vấn đề thực tiễn của ngành công nghiệp giấy nước ta nói chung, của Cụm công nghiệp giấy Phú Lâm – Tiên Du – Bắc Ninh nói riêng và cụ thể là công ty giấy Bình Minh, em xin chọn đề tài “NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY GIẤY BÌNH MINH – PHÚ LÂM – TIÊN DU – BẮC NINH” Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT GIẤY TẠI CÔNG TY GIẤY BÌNH MINH VÀ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG I Hiện trạng sản xuất giấy tại công ty Bình Minh Tình hình sản xuất chung Hiện nay, sản phẩm chính của sở là các loại giấy chất lượng thấp giấy bao gói công nghiệp với các tên gọi và sản lượng sau: Bảng 1.1: Sản lượng giấy của sơ (10/2000 đến tháng 3/2001) Tháng 10 11 12 Sản lượng 132.885 137.332 96.404 138.772 120.537 118.216 (kg) Nhu cầu nguyên, nhiên liệu, hóa chất của sở a/ Nguyên liệu chính Giấy thải lề: 3500 – 4800 T/năm Bảng 1.2: Nhu cầu nguyên liệu của sơ tháng 10 11 12 Lượng nguyên liệu nhập vào 156.428 153.932 117.458 176.899 147.575 (kg) 150.781 b/ Hóa chất Tên hóa chất Xút Nhựa thông Phèn Phẩm màu Bảng 1.3: nhu cầu hóa chất của sơ Đơn vị (T/năm) – 14 90 – 100 100 – 130 12 – 16 c/ Nhu cầu lượng Bảng 1.4: Nhu cầu về lượng của sơ Tháng 10 11 12 Điện (KW/h) 37.602 32.748 26.632 36.254 39.598 Than 58.428 60.306 56.02 61.190 62.001 d/ Nhu cầu về nước 34.030 64.650 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Cơ sở bơm nước trực tiếp từ sông Ngũ Huyện Khuê, cách chừng 100 mét để cung cấp nước cho sản xuất Gồm có máy bơm hút nước từ sông, mỗi bơm có công suất 4,5 KWh Một ngày lượng nước sử dụng trung bình là 450 m3 Hiện có 70 công nhân làm việc tại sở với chế độ làm việc ca liên tục Bảng 1.5: liệt kê các máy móc chính của sơ Tên thiết bị Số lượng Các thông số kỹ thuật Bin nghiền 02 Máy nghiền thủy lực 02 Máy xeo loại nhỏ 01 0.8 – T/ ngày đêm Máy xeo loại vừa 01 2.5 – T/ngày đêm Máy xeo loại to 01 – 3.5 T/ngày đêm Lò 02 tấn hơi/giờ Máy nghiền xay 01 Q = 22KWh n = 350 vòng/phút Máy nghiền xay 01 Q = 37 KWh n = 490 vòng/phút Lợi ích kinh tế từ hoạt động sản xuất của sở : Các hoạt động tái chế giấy tại sở sản xuất Bình Minh đã mang lại những lợi ịch thiết thực sau: - Giải quyết vân đề việc làm cho không chỉ người làng mà cho cả vùng lân cận - Tăng thêm thu nhập, nâng cao mức sống của người dân, xây dựng sở hạ tầng xã - Việc sản xuất với nguyên liệu là giấy thải làm giảm lượng rác cần xử lý, tiết kiệm hóa chất, lượng, hạn chế việc chặt phá rừng làm nguyên liệu sản xuất, hướng tới sự phát triển bền vững - Ngoài ra, lượng giấy nhập khẩu được thay thế bằng nguồn giấy nước sẽ tiết kiệm được ngoại tệ nhập khẩu giấy Công nghệ sản xuất Sản phẩm chính của sở sản xuất giấy Bình Minh là loại giấy không tẩy trắng: giấy carton từ nguyên liệu là các loại giấy tận dụng bìa thải được thu mua từ nhiều nơi Công nghệ sử sụng để tái chế giấy tại là công nghệ kiềm lạnh Đây là loại hình công nghệ đơn giản, dễ thực hiện thường áp dụng ở quy mô nhỏ và với sản phẩm không yêu cầu có chất lượng cao, phù hợp với trình độ kỹ thuật của người dân ở nông thôn Bảng 1.6: Nguyên liệu đẻ sản xuất tấn giấy Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Tên Giấy lề nội, giấy lề ngoại Xút Nhựa thông Phèn Phẩm màu Than Điện Nước Lượng 1.200 – 1.300 kg – kg 30 – 40 kg 40 – 50 kg – kg 500 kg 287,3 kWh 100 m3 Sơ đồ dây chuyền công nghệ Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Giấy loại Nghiền thủy lực Sàng khô Bể chứa bột giấy Bể chứa bột giấy Nhựa thông Nước Nghiền đĩa Bể chứa nước thải sau xeo Phèn Phẩm màu Bể chứa đã pha loãng Xeo Nước thải Sấy Nước Hơi nước Hơi nước Đóng gói Sản Phẩm Nước Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Thuyêt minh sơ đồ công nghệ Nguyên liệu giấy loại được tập hợp từ các nơi Hà Nội,Nam Định, Thanh Hoá, Từ Sơn,… và các vùng lân cận được đưa về sở tập trung thành từng bãi Mỗi ngày nhà máy nhập từ 6- tấn nguyên liệu - Nguyên liệu tốt ( giấy lề ngoại) - Nguyện liệu thường (giấy lề, bìa, carton nội…) Nguyên liệu sau đó được cho vào máy nghiền thủy lực để tạo thành bột giấy Tại đây, nguyên liệu được nghiền nhỏ thành các sợi bột cung cấp vào máy nghiền bột giấy mặt trái Tuỳ theo chất lượng sản phẩm mà quá trình nghiền người ta cho thêm một số hoá chất nhựa thông, phèn, phẩm Thời gian nghiền thường kéo dài từ 1,5- giờ/mẻ tuỳ theo sản phẩm giấy.Lượng nước dùng quá trình nghiền được lầy từ lưong nước thải quá trình xeo Sau nghiền xong, bột giấy được máy bơm hút vào vào hệ thống bể chứa Hệ thống bể chứa bột giấy này gồm 12 bể.Sau đó bột giấy được đưa vào hai máy nghiền đĩa ( máy xay) có công suất khác nhau.Máy nghiền loại lớn cung cấp bột giấy cho máy xeo lớn, còn máy nghiền nhỏ thì cung cấp cho máy xeo nhỏ Sau đó được bơm vào các bể chứa có thể tích 30 m3 Sau qua máy nghiền, sản phẩm bột giấy được hút vào bể chứa có cánh khuấy để làm tơi và dùng nước đẻ pha loãng đến nồng độ cần thiết Lượng nước thải quá trình xeo: một phần được sử dụng quá trình nghiền, phần còn lại thải ngoài a/ Công đoạn nghiền bột giấy Các loại giấy lề, vỏ hộp carton,… được đưa vào bể nghiền và máy nghiền thủy lực để tạo bột giấy bằng phương pháp nghiền học Các sợi celluluza được cắt theo yêu cầu công nghệ và các chỉ tiêu kỹ thuật sở quy định Cơ sở hiện có hai bin nghiền để tạo bột giấy mặt phải và hai máy nghiền thủy lực để tạo bột giấy mặt trái Tại bể nghiền:Nước được cho vào khoảng 2/3 bể nghiền, sau đó cho bìa carton, giấy vụn hay tre, nứa vào bin nghiền Trong bể nghiền bột được phân chia thành những sợi nhỏ, mịn, có độ nhuyễn nhất định, được phân tơ chổi hoá chịu tác dụng của các lực giới bột qua khe hở giữa các hai dao cắt, mài, ép, ma sát Giấy nguyên liệu cho vào bể nghiền từ – tạ/ mẻ Một ngày sở chạy được từ – 10 mẻ Trong quá trình nghiền, người ta dùng keo nhựa thông ( chứa axit C19H29COOH ) để làm tăng độ liên kết, kết dính của các xơ sợi celluloza với Khi pha chế keo nhựa thông, xảy phản ứng: C19H29COOH + NaOH → C19H29COONa + H2O Sau đó để kết tủa keo nhựa thông lên xơ sợi celluloza người ta sử dụng phèn nhôm Al2(SO4)3 nH2O Khi phản ứng xảy thì ( C19H29COO)3Al tạo thành sẽ kết tủa và bám lên sơ sợi, dính sít tạo cho giấy sau này có độ bền và có tính chất cần thiết khác không thấm nước và không bị nhoè mực Phản ứng có dạng sau: 6C18H29COONa + Al2(SO4)3 → (C19H29COO)3Al ↓ + Na2SO4 Nếu bột giấy sau đó được sử dụng để sản xuất giấy vàng hoặc vàng thì tiếp tục cho thêm phẩm màu vào với định lượng theo yêu cầu công nghệ Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Tại máy nghiền thuỷ lực:Nguyên vật liệu được cho đầy vào máy nghiền thuỷ lực, cấp nước, sau đó vận hành máy Trong quá trình hoạt động, giấy được nghiền nhỏ nhờ cánh quạt nghiền, vật liệu được nghiền nghiền lại cho đến đạt tiêu chuẩn lọt qua lỗ đĩa sàng bể chứa nhờ bơm hút Còn vật liệu to tiếp tục bị cánh quạt nghiền nhỏ Trong quá trình nghiền người ta cho khoảng – kg/1 tấn giấy, phèn để tạo độ cứng cho sản phẩm b/ Công đoạn nghiền đĩa Bột giấy sau đã được nghiền ở bể nghiền được bơm hút qua 02 máy nghiền xay, tại đó bột giấy được tiếp tục nghiền nhỏ cho đạt yêu cầu chất lượng của sản phẩm Sản phẩm sau đã nghiền xay đạt tiêu chuẩn được bơm lên bể chứa có các cánh khuấy để đánh tơi c/ Công đoạn xeo giấy Bột giấy sau nghiền đạt tiêu chuẩn được bơm vào bể pha loãng bột Tiếp đó, bột được bơm qua hòm điều tiết rồi qua dàn lắng để tách các cặn bẩn còn lại bột và được đưa tới lô ướt của máy xeo Tại giấy được tạo hình lưới nhờ có sự chênh lệch áp suất bên và bên ngoài lô lưới Bột giấy qua lô lưới mặt ( lưới 1) để tạo giấy mặt phải cho sản phẩm, sau đó bột qua hai lô ép lưới mặt trái để tạo giấy mặt trái để tạo giấy mặt trái cho sản phẩm nhờ băng chuyển vải ( nỉ) Tiếp đó được chuyển qua hòm hút chân không nhờ các máy hút chân không và ép lỏng có tác dụng hút nước từ tấm giấy ướt băng tải và cuối cùng được qua ép ngược và ép trung gian để ép lên lô sấy một và hai tạo sản phẩm cuối cùng Lô sấy một có tác dụng làm khô giấy Ở lô sấy một lượng nước cấp vào luông đạt từ ÷ 2,5 kg/ cm2 và có nhiệt độ khoảng 1250C, lượng nước vào lô hai từ ÷ 1,5 kg/cm2 với nhiệt đợ 80 ÷ 90oC Ra khỏi lô sấy giấy đạt độ khô từ 85 ÷ 90% Ngoài cấu tạo máy xeo còn có bể áp nằm hai bên hòm phun có tác dụng cân bằng lượng bột hai bên làm cho sản phẩm giấy được đồng đều không bị chỗ đầy chỗ mỏng d/ Công đoạn tạo sản phẩm Giấy sau khỏi lô được đưa tới máy cắt và máy cuộn Tuỳ theo quy cách và yêu cầu của khách hàng mà có độ rộng khác Nhưng thường độ rộng là 60 cm – 1,3 m Sau đã được cắt vàcuộn thành thành phẩm giấy được đem cân và đưa vào kho thành phẩm 10 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương VI Bể aerotank Các thông số đầu vào:  Lưu lượng nước thải đầu vào Qmaxngày = 4375 m3/ngày đêm  Nồng độ BOD5 đầu vào : S0 = 763.504 mg/l  Tỷ số BOD5/COD =763.504 / 1495 = 0,51 mg/l  Cặn vào SS = 35,731 mg/l  Nước xử lý xong đạt tiêu chuẩn BOD  50 mg/l  Nước xử lý xong đạt tiêu chuẩn COD  150 mg/l  Cặn lơ lửng SS = 30 mg/l  Nhiệt độ bể t0 = 250C Thông số vận hành sau  Cặn hữu a = 75 %  Độ tro cặn lơ lửng hữu khỏi bể lắng z = 0,3 (70% cặn bay hơi)  Lượng bùn hoạt tính nước thải ở đầu vào bể, X0 =  Nồng độ bùn hoạt tính, X = 2500 – 4000 g/m3, chọn X = 4000 g/m3  Lượng bùn hoạt tính tuần hoàn hệ thống cặn lắng ở đáy bể 2, XT = 8000 g/m3  Chế độ xáo trộn hoàn toàn  Thời gian lưu bùn công trình,  Hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0,06 ngày-1  Y : hệ số sản lượng tế bào 0,4 ÷ 0,8 mgVSS/mg BOD5, chọn Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5  Vận tốc nước chảy bể v = 0,6 m/s Tính toán: Xác định hiệu quả xử lý: Hiệu quả xử lý BOD5: E = = 96,07 % Kích thước bể aerotank Thể tích bể aeroten: V== Hai Bể aeroten có thể tích 1505 m Chọn chiều cao của bể : H = m Chọn chiều cao bảo vệ: hbv = 0,5 m Chiều cao xây dựng của bể là: Hxd = H + hbv = + 0,5 = 5,5 m Diện tích bề mặt một bể: F = = 301( Chọn chiều dài bể: L = 20m, nên chiều rộng bể B = 15,05 m Thể tích thực của bể: Vt = L  B  Hxd = 20  15,05  5,5 = 1655,5 m3 Thời gian lưu nước bể là: Ѳ= Tính toán lượng bùn thải mỗi ngày 23 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Tốc độ tăng trưởng của bùn: Lượng bùn dư hoạt tính sinh mỗi ngày theo VSS khử BOD5 = = 537 kg Tổng lượng cặn sinh ngày: Lượng cặn dư xả hàng ngày: Pxả = P1x – Pra Với Pra = SSra  Q = 30  4375  10-3 = 131.25 kg/ngày Pxả = 767.14 – 131.25 = 635.89kg/ngày Lưu lượng bùn xả: = 89,92 m3/ngày Trong đó: V: thể tích bể, V = 1505m3 Qv = Qr = 4375 m3/ngày X = 4000 mg/l = 10 ngày Xr: nồng độ VSS khỏi bể Xr = SSra  a = 30 x 0,75 = 22,5 mg/l XT : nồng độ bùn hoạt tính dòng tuần hoàn (cặn không tro) XT = (1 - 0,3)8000 = 5600 mg/l Lưu lượng bùn tuần hoàn Phương trình cân bằng sinh khối: Q  X0 + Qt  Xt = (Q + Qr)  X Trong đó: Q: lưu lượng nước thải vào bể, Q = 4375 m3/ngày Qt: lưu bùn tuần hoàn, m3/ngày X: nồng độ VSS bể, X = 3000 mg/l X0: nồng độ VSS nước thải dẫn vào bể, X0 = Xt: nồng độ VSS bùn tuần hoàn, Xt = 8000 mg/l Chia vế của phương trình này cho Q và đặt tỷ số Qr/Q = là tỷ số tuần hoàn bùn Với Vậy lượng bùn tuần hoàn được tính: m3/ngày Kiểm tra tải trọng thể tích LBOD và tỷ số F/M 24 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Kiểm tra lại thể tích LBOD và tỉ số F/M Tải trọng thể tích: kgBOD/ m3.ngày Giá trị nằm khoảng cho phép (LBOD = 0,8 – 1,9 ) Tỷ số F/M: mgBOD5/mg bùn.ngày Trong đó: : thời gian lưu nước bể, Tính lượng không khí cấp cho bể aeroten: Khối lượng BOD cần xử lý mỗi ngày: kg/ngày Lượng oxy cần cung cấp vào bể aerotank Lượng oxy yêu cầu theo lý thuyết: Moxy = G – 1,42  Px = 1431.98 – 1.42  537 = 669.44 kg/ngày Giả sử hiệu quả vận chuyển oxy của thiết bị thổi khí là 8% hệ số an toàn khí và sử dụng thiết kế thực tế là và không khí chứa 23,3 % O2 theo trọng lượng và trọng lượng riêng của không khí ở 200C là 0,0118 KN/m3 = 1,18 kg/m3 Lượng không khí lý thuyết cho quá trình: m3/ngày Lượng không khí yêu cầu với hiệu quả vận chuyển E=8% l/phút Kiểm tra lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn l/phút.m3 Lưu lượng không khí thiết kế để chọn máy thổi khí Qkk = ƒMkhe =  30435.75 = 60871.5 l/phút = (m3 /s) Số lượng thiết bị khuếch tán khí: Chọn thiết bị khuếch tán khí dạng đĩa xốp, đường kính 170mm, diện tích bề mặt F = 0,0225 m2, cường độ thổi khí I = 200 l/phút.đĩa Số đĩa cần phân phối bể: đĩa Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí xác định theo công thức: Hct=hd+hc+hf+H=0,4+0,4+0,5+5,5=10,4m Trong đó: hd: tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn, hd=0,4 m hc: tổn thất cục bộ, hc = 0,4 m hf: tổn thất qua thiết bị phân phối, hf = 0,5 m H: chiều cao hữu ích của bể, H=5,5m Tổn thất hd và hc thường không vượt quá 0,4 m, hf không quá 0,5 m Áp lực không khí: atm Công suất máy nén khí: KW 25 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Sử dụng máy cấp khí, một máy làm việc máy dự phòng Trong đó: Qkk: lưu lượng không khí, m3/s : hiệu suất máy nén khí, Chọn Tính toán đường ống cấp khí: Đường kính ống phân phối khí: Chọn ống tráng kẽm Trong đó: Vk: vận tốc ống dẫn khí chính, chọn vk=15 m/s Qkk: lưu lượng khí cần cung cấp, Qkk = 0,22 m3/s Từ ống chính ta phân làm ống nhánh cung cấp khí cho bể, mỗi nhánh đặt 48 đĩa Lưu lượng khí qua mỗi nhánh: Đường kính ống nhánh: Chọn ống sắt tráng kẽm Trong đó: Vk: vận tốc khí qua ống nhánh, vk = 15 m/s Qnhánh: lưu lượng khí qua ống nhánh, Qnhánh = 0,07m3/s Tính toán đường ống dẫn nước thải vào bể: Chọn vận tốc nước thải ống: v= m/s Lưu lượng nước thải: Q = 0,16 m3/s Đường kính ống dẫn nước thải: Chọn ống dẫn nước PVC Tính lại vận tốc nước chảy ống: Bảng3.7 thông số để xây dựng bể aeroten Thông số Số lượng bể Chiều dài bể Chiều rộng bể Chiều cao bể Thời gian lưu nước Đường kính ống cấp khí chính Đường kính ống cấp nước Số đĩa phân phối khí Đơn vị Cái m m m Giờ mm mm đĩa Giá trị 20 15,5 150 320 190 VII Bể lắng đợt Bể lắng đợt được tính toán dựa hệ thống tải trọng thủy lực q0 (m3/m2.h) 26 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Tải trọng thủy lực tính theo công thức: (m3/m2.h) Trong đó: Ks: hệ số sử dụng dung tích của vùng lắng, chọn 0,35 đối với bể lắng đứng H: chiều cao của bể, chọn bằng 4m I: chỉ số bùn, I=200 mg/l a: nồng độ bùn hoạt tính bể aeroten chọn 14 g/l at: nồng độ bùn hoạt tính của nước sau lắng 10 mg/l Chọn bể lắng đợt Lưu lượng Q qua bể là: 182.3/4=45.575 (m3/h) Diện tích của một bể là: A=Q/q0 =45.575/0,50=91.15 (m2) Đường kính của bể lắng: m Đường kính ống phân phối trung tâm: d=0,25 D=3,75m Chiều cao xây dựng của bể lắng: Hxd=H+hbv+hb+hth=4+0,3+0,5+0,2=5m Trong đó: H: chiều cao hữu ích của bể, H= 4m hbv: chiều cao bảo vệ, hbv=0,3m hb: chiều cao lớp bùn lắng, hb = 0,5m hth: chiều cao lớp trung hòa, hth =0,2 m Thể tích ngăn chứa bùn được tính theo công thức: Trong đó: Cb: hàm lượng bùn hoạt tính nước khỏi bể xử lý sinh học (g/m3), với BOD5 sau xử lý là 30 (g/m3) thì Cb tương ứng là 300 g/m3 C: hàm lượng chất lơ lửng theo nước khỏi bể lắng t: thời gian tích lũy bùn hoạt tính bể, t = 1,5 h P: độ ẩm của bùn hoạt tính, P=99,4 % n: số bể công tác n= bể Q: lưu lượng của nước thải (m3/h), Q = 573,125 (m3/h) Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính bằng 0,9 đường kính bể Đường kính máng thu nước: Bảng 3.8 thông số xây dựng bể lắng đợt 2: Thông số Chiều cao Đường kính Số bể Đơn vị m m Cái 27 Giá trị 10,8 Đồ án nước thải VIII Nguyễn Thị Thùy Dương Bể khử trùng Chọn thời gian tiếp xúc của bể khử trùng t= 15 phút = 0,25h Thể tích bể khử trùng: Chọn chiều cao hữu ích của bể H = m Chọn chiều cao bảo vệ của bể hbv = 0,5 m Diện tích bể: Chọn chiều rộng của bể W = 5m Chiều dài của bể: L = F/W =45.575/5 = 9,115m Kích thước bể là: L  W  H = 10   Liều lượng clo dùng là: C= g/m3 Lượng clo tiêu thụ một ngày: M=Q x C= 4375 x = 21875 (g/ngày)= 21,875 (kg/ngày) Bảng3.9 thông số xây dựng bể khử trùng Thông số Chiều cao Chiều rộng IX Đơn vị m m Giá trị Bể nén bùn Bùn dư từ bể thu bùn được nén bằng trọng lực nhằm giảm thể tích bùn, bùn hoạt tính ở bể lắng có độ ẩm cao 99 – 99,3 %, vì vậy cần phải thực hiện nén bùn ở bể nén bùn để giảm độ ẩm còn khoảng 95 – 97 % Sơ đồ cấu tạo bể nén bùn đứng Tính toán: Lượng bùn hoạt tính xả từ bể lắng tính toán từ bể bùn loạt tính aeroten: Qw= 30,8 m3/ngày 28 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Lượng bùn dư cần xử lý: Gbùn=Qw = 30,8 m3/ngày Chọn hệ số an toàn thiết kế bể nén bùn là 135 % nên lưu lượng bùn dư cần xử lý là Gtk = 30,8 x 135 %= 41,58 m3/ngày Lượng bùn tách quá trình nén: m3/ngày Trong đó: p1, p2 độ ẩm của bùn hoạt tính dư trước và sau nén, p1=99%, p2=97% Diện tích bể nén bùn: v1 là vận tốc chuyển động của bùn từ dưới lên, v1 = 0,1 mm/s = 0,0001 m/s Diện tích ống trung tâm: Đường kính ống trung tâm: v2: tốc độ chuyển động của bùn ống trung tâm, v2 = 28 mm/s=0,028 m/s Diện tích tổng của bể nén bùn: F0=F + f = 4,8 + 0,02 = 4,82 m2 Đường kính bể nén bùn: Đường kính phần loe của ống trung tâm: dl = 1,35  dt = 1,35  0,16=0,22 m Đường kính tấm chắn hướng dòng: dc = 1,3  dl = 13  0,22 = 2,86 m Chiều cao phần lắng của bể: h1 = vl  t  3600 = 0,0001   3600 = 2,88 m, lấy h1 = 3m Trong đó: t là thời gian lắng bùn, t = 8h v1 là vận tốc lắng của bùn, v1 = 0,0001 m/s Chiều cao phần nón với góc nghiêng 450 Chiều cao phần bùn hoạt tính đã nén: hb=h2 – h3 - hth = 1,17 – 0,2 – 0,3 = 0,67 m Trong đó: h3: là khoảng cách từ ống loe đến tấm chắn, h3 = 0,2 m hth: chiều cao lớp nước trung hòa, hth=0,3m Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn H=h1 + h2 + hbv = + 1,17 + 0,5= 4,67 m X Sân phơi bùn 29 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Cặn sau lên men ở bể Metan và cặn từ bể khử trùng được dẫn đến sân phơi bùn để làm ráo cặn đến độ ẩm cần thiết Thể tích cặn từ bể khử trùng được tính: (m3/ngđ) Trong đó: a: lượng cặn lắng bể khử trùng, a= 0,03 (l/ng.ngđ) NTT: dân số tính toán theo chất lơ lửng, NTT= 61193 (người) Thể tích tổng cộng của cặn dẫn đến sân phơi bùn: Trong đó: W: thể tích cặn từ bể metan W=84,9 (m3) W0: thể tích cặn từ bể khử trùng W0=4,3 (m3)  Vậy Wch= 84,9 + 4,3 =89,2 (m3) Diện tích hữu ích của sân phơi bùn được tính: (m2) Trong đó: q0: tải trọng lên sân bùn Với nền nhân tạo có hệ thống rút làm khô cặn và bùn hoạt tính lên men ta có q0= m3/m2.năm n: hệ số kể đến điều kiện khí hậu n= 3,5 Chọn sân phơi bùn chia làm ô Diện tích mỗi ô (m2) Chọn kích thước mỗi ô 10,8 Diện tích phục vụ: F2= 0,2 x F1 = 0,2 x 4651,1 = 930,22 m2 Diện tích tổng cộng của sân phơi bùn: F= F1 + F2 = 4651,1+930,22 = 5581,32 m2 30 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH CÁC CÔNG TRÌNH Các yêu cầu vệ sinh đối với vị trí đặt trạm xử ly nước thải  Chọn địa điểm xây dựng trạm xử lý nước thải phải phù hợp với thiết kế với quy hoạch của khu vực cũng toàn vùng Vị trí này cần đến tất cả các yếu tố khả đưa nước thải đến bằng biện pháp tự chảy, điều kiện cung cấp nước, điện  Trạm xử lý nước thải nên đặt gần đối tượng cần thoát nước để rút ngắn chiều dài và giá thành cống thoát nước  Trạm xử lý nước thải phải nằm cuối hướng gió chính so với khu dân cư và phải nằm cuối dòng chảy sông hồ Khu đất xây dựng trạm phải có độ dốc để đảm bảo cho nước thải chảy qua được qua các công trình xử lý mà lại không bị ngập lụt về mùa lũ  Trạm nên đặt ở nơi có điều kiện đất đai tốt, mực nước ngầm thấp để tiết kiệm chi phí gia tăng về gia cố nền móng các công trình Vị trí trạm xử lý và cống xả nước thải sau xử lý sông, hồ phải được sự chấp thuận của quan quản lý môi trường và quản lý các công trình thủy lợi của địa phương  Khoảng cách từ trạm xử lý nước thải đến khu dân cư phải đảm bảo giới hạn cho phép tối thiểu II Diện tích bố trí mặt bằng Các công trình phụ trợ trạm xử lý: phòng thí nghiệm, xưởng sửa chữa, nhà sinh hoạt và công cộng… xác định theo bảng PL4.1: Diện tích cơng trình phụ trợ trạm xử lý nước thải (Theo TCXDVN 51: 2008/BXD, Thoát nước – mạng lưới và công trình bên ngoài) Bảng 4.1 Diện tích các công trình phụ trợ I STT 10 11 12 Diện tích (m2) 70 200 120 100 130 40 x 25 25 81 50 300 19,6 Tên công trình Trạm clo, kho chứa clo Nhà hành chính Phòng thí nghiệm Nhà kho Xưởng sửa chữa Nhà để xe Phòng bảo vệ Trạm biến thế Trạm bơm và khí nén Trạm clo, kho chứa clo Nhà hành chính Trạm thu khí đốt Chiều rộng đường trạm xử lý có thể lấy: Đường bộ là 1,5 – 2,0 m 31 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Đường xe ô tô là 3,0 – 4,0 m III Bố trí cao độ công trình Cao trình mực nước sông tại nguồn cao nhất vào mùa lũ là m Cao trình mặt đất là m Để nước thải tự chảy qua các công trình, mực nước ở công trình đầu trạm xử lý phải cao mực nước lớn nhất sông cộng với tổn thất cột nước qua các công trình của trạm xử lý và đảm bảo cột nước dự trữ tại vị trí cửa xả sông là 2,5 m, để nước thải chảy tự từ miệng cống xả sông (m) Trong đó: zđ: cao trình mực nước ở công trình đầu tiên : tổng tổn thất cột nước qua các công trình đơn vị 2,5 m : là cột nước dư cần thiết tại vị trí cửa xả để nước có thể tự chảy tự sông zmaxsong : cao trình mực nước max của sông, zmaxsong =100 m Thiêt kê trắc dọc theo theo đường nước Việc xác định tổn thất cột nước qua mỗi công trình và ống dẫn là cần thiết để đảm bảo cho trạm xử lý làm việc bình thường Tổn thất qua song chắn rác: (5 - 20 cm) chọn cm Tổn thất qua mương dẫn: (5 – 50 cm) chọn 10 cm Tổn thất qua bể lắng cát : (10 – 20 cm) chọn 20 cm Tổn thất qua bể điều hòa: 20 cm Tổn thất qua bể lắng: (40 – 50 cm) chọn 50 cm Tổn thất qua bể aeroten: (25 – 40 cm ) chọn 30 cm Tổn thất qua bể khử trùng: ( 40 – 60 ) chọn 50 cm Tính cao trình mực nước cho các công trình Mực nước đầu tiên tại cống xả sông: Zn=2,5 +zmaxsong = 2,5 + = 7,5 m Mương dẫn: Chiều cao mực nước cao nhất mương dẫn: zm = zn + hm = 7,5 + 0,1 = 7,6 (m) Bể khử trùng: Cao trình mực nước bể khử trùng: Zktmn = zm + hkt = 7,6 + 0,5 = 8,1(m) 32 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Cao trình đỉnh bể khử trùng: Zktđ = 8,1+ 0,5= 8,6(m) Cao trình đáy bể tiếp xúc: Zktđ = 8,1 - = 5,1 (m) Mương dẫn : zm = zktmn + hm = 8,1+ 0,1 = 8,2 (m) Bể lắng đợt 2: Chiều cao mực nước zl2n = zm + hl2 = 8,2 + 0,5 = 8,7 (m) Chiều cao đỉnh bể Zl2dinh = zl2n + hbv = 8,7 + 0,3 = (m) Chiều cao đáy của bể Zl2đáy = zl2đỉnh – hxd = 8,7 – 5,0 = 3,7 (m) Mương dẫn Chiều cao mực nước cao nhất mương dẫn: zm = zl2n + hm = 8,7 + 0,1 = 8,8 (m) Bể Aerotank Cao trình mực nước ở bể Aerotank sẽ là: Zaerotankmn = Zm + h = 8,8 + 0,3= 9,1(m) Cao trình đỉnh bể Aerotank: ZAerotankđỉnh = zaerotankmn + hbv = 9,1 + 0,5 = 9,6 (m) Cao trình đáy bể Aerotank: ZAerotankđáy = zaerotankmn– hct = 9,1 – = 4,1(m) Mương dẫn : 33 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Mực nước mương dẫn zm = zn + hm = 9,1 + 0,1 = 9,2(m) Bể lắng đợt Cao trình mực nước bể lắng đợt 1: Zl1mn = zm + htt = 9,2 + 0,5 = 9,7(m) Cao trình đỉnh bể lắng đợt 1: Zl1đ = zl1mn + hbv = 9,7 + 0,5 = 10,2(m) Cao trình đáy bể lắng đợt 1: Zl1đáy = zl1mn – hct = 9,7 – 4,5= 5,2(m) Mương dẫn : Mực nước mương dẫn zm = zn + hm = 9,7+ 0,1 = 9,8(m) Bể điều hòa Cao trình mực nước bể điều hòa: Zđhmn = zm + hđh = 9,8 + 0,2 = 10(m) Cao trình đỉnh bể điều hòa Zđhđ = zđhmn + hbv = 10 + 0,5 =10,5 (m) Cao trình đáy bể điều hòa: Zdhđáy = zdhmn – hct = 10 – 4,5 = 14,5(m) Mương dẫn : Mực nước mương dẫn zm = zn + hm = 10 + 0,1 = 10,1(m) Bể tuyển Chiều cao mực nước mương dẫn từ tuyển 34 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Zm = Zaerotankmn + hm = 9.1+ 0,1 = 9,2 (m) Cao trình mặt nước của bể tuyển Ztnmn = Zm + htn = 9,2 + = 9,2 (m) Cao trình đỉnh bể tuyển Ztnđỉnh = Ztnmn + Hbv = 9,2 + 0,3 = 9,5 (m) Cao trình đáy bể tuyển Ztnđáy = Ztnđỉnh – Hxd = 5,4 – 1,9 = 3,5 (m) Trong đó: Hxd: Chiều cao xây dựng của bể tuyển , Hxd = 1,9 m Hbv: Chiều cao bảo vệ của bể tuyển nổi, Hbv = 0,3 m hlsh: Tổn thất của bể aerotank, htn = m Hố thu gom Chiều cao mực nước mương dẫn từ hố thu Zm = Zdhmn + hm = 10 + 0,1 = 10,1 (m) Cao trình mặt nước của hố thu Zhtmn = Zm + hht = 10,1 + = 10,1 (m) Cao trình đỉnh hố thu Zhtđỉnh = Zhtmn + Hbv = 10,1 + 0,5 = 10,6(m) Cao trình đáy hố thu Zhtđáy = Zhtđỉnh – Hxd = 10,4 – 1,5 = 8,9 (m) Trong đó: Hxd: Chiều cao xây dựng của hố thu , Hxd = 1,5 m Hbv: Chiều cao bảo vệ của hố thu, Hbv = 0,5 m hlnI: Tổn thất của hố thu, hht = m Song chắn rác Mương dẫn 35 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương Zm = + hm = 10,1 + 0,1 = 10,2 (m) Cao trình mực nước sau qua song chắn rác = Zm+ h = 10,2 + 0,08 = 10,28 (m) Cao trình mực nước trước song chắn rác: = + hscr = 10,28 + 0,65 = 10,93 (m) BẢNG 4.2 THƠNG SỚ CAO TRÌNH CÁC CƠNG TRÌNH STT Cơng trình Cốt mặt nước (m) Cao trình Cao trình mặt CT (m) đáy CT(m) Mương dẫn đến song chắn rác 10,2 10,4 9,82 Sau song chắn rác 10,28 11,27 10,2 Hố thu gom 10,1 11,1 9,6 Bể điều hòa 10 10,5 7,7 Bể lắng đợt I 9,7 10,2 5,5 Bể tuyển 9,2 9,5 6,4 Bể Aerotank 9,1 9,4 4,4 Bể lắng đợt II 8,7 9,2 4,5 Bể khử trùng 8,1 8,6 7,1 10 Mương dẫn sông 8,2 8,5 7,7 11 Mức nước xả nước sông 12 Cốt mặt xây dựng TÀI LIỆU THAM KHẢO Th.S Lê Thị Dung, Máy bơm và trạm bơm cấp nước, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật, 2002 Trần Đức Hạ, Xử lý nước thải quy mô nhỏ và vừa, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật, 2002 36 Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương PGS.TS Hoàng Van Huệ, Thoát nước tập 2: Xử lý nước thải, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật, 2002 PGS PTS Hoàng Huệ, Xử lý nước thải, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật, 2002 TS Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội, 2000 TS.Lâm Minh Triết- Nguyễn Thanh Tùng- Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - tính toán thiết kế công trình, CEFINEA - Viện Môi trường và Tài nguyên, 2002 PGS.TS Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nươc sthair bằng biên pháp sinh học, Nhà xuất bản Giáo Dục, 2002 Sổ tay quá trình và thiết bị công nghiệp hóa chất T1,Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật Hà Nội,1999 37 ... Cụm công nghiệp giấy Phú Lâm – Tiên Du – Bắc Ninh nói riêng và cụ thể là công ty giấy Bình Minh, em xin chọn đề tài “NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY GIẤY BÌNH. .. án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương bể aeroten hệ thống xử lý nước thải sản xuất giấy của công ty giấy Bình Minh – Tiên Du – Bắc Ninh sau: Nước thải Cl N – Song chắn rác –. .. TẠI CÔNG TY GIẤY BÌNH MINH – PHÚ LÂM – TIÊN DU – BẮC NINH Đồ án nước thải Nguyễn Thị Thùy Dương CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT GIẤY TẠI CÔNG TY GIẤY BÌNH MINH VÀ HIỆN TRẠNG