Tính toán thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải y tế bằng công nghệ AAO công suất 5 m3ngày đêm

80 277 2
Tính toán thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải y tế bằng công nghệ AAO công suất 5 m3ngày đêm

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Tính toán thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải y tế bằng công nghệ AAO công suất 5 m3ngày đêmTính toán thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải y tế bằng công nghệ AAO công suất 5 m3ngày đêmTính toán thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải y tế bằng công nghệ AAO công suất 5 m3ngày đêmTính toán thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải y tế bằng công nghệ AAO công suất 5 m3ngày đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG & TNTN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG ĐỀ TÀI TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Y TẾ BẰNG CÔNG NGHỆ AAO CHO TRẠM Y TẾ CẤP XÃ (PHƯỜNG) CÔNG SUẤT M3/NGÀY ĐÊM CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa B1205078 Bùi Văn Nên B1205073 Cần Thơ tháng – 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG & TNTN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Y TẾ BẰNG CÔNG NGHỆ AAO CHO TRẠM Y TẾ CẤP XÃ (PHƯỜNG) CÔNG SUẤT M3/NGÀY ĐÊM CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa B1205078 Bùi Văn Nên B1205073 Cần Thơ tháng – 2016 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cần thơ, Ngày tháng năm 2016 Cán hướng dẫn CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang i LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP LỜI CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan Luận văn thực hoàn thành dựa kết nghiên cứu chúng em số liệu, kết nghiên cứu chưa dùng cho luận văn trước Cần Thơ, ngày tháng năm 2016 Sinh viên thực Nguyễn Trọng Nghĩa CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Bùi Văn Nên Trang ii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i LỜI CAM ĐOAN ii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC VIẾT TẮT vii LỜI CẢM ƠN viii Chương GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu chung 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Ý nghĩa đề tài 1.4.1 Ý nghĩa khoa học 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn 1.5 Giới hạn đề tài Chương LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan nước thải y tế 2.1.1 Nguồn chế độ hình thành nước thải y tế 2.1.2 Lượng nước thải y tế phát sinh 2.1.3 Đặc điểm nước thải y tế 2.1.4 Thực trạng xử lý nước thải bệnh viện Việt Nam 2.2 Một số công nghệ xử lý nước thải y tế áp dụng Việt Nam 10 2.2.1 Xử lý nước thải y tế theo công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt (Biophil) 10 2.2.2 Xử lý nước thải y tế bùn hoạt tính bể hiếu khí (Aerotank) 11 2.2.3 Xử lý nước thải y tế công nghệ AAO 13 2.2.4 Đánh giá ưu – nhược điểm số công nghệ xử lý nước thải y tế 14 2.2 Lý thuyết công nghệ AAO 16 CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang iii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 2.2.1 Khái niệm chung 16 2.2.2 Một số vấn đề chung trình sinh học 17 2.2.3 Các trình xảy cụm xử lý AAO 19 2.2.4 Ứng dụng công nghệ AAO 26 Chương PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 28 3.1 Đối tượng nghiên cứu 28 3.1.1 Nước thải 28 3.1.2 Công nghệ thiết bị xử lý 28 3.1.3 Quy trình vận hành 30 3.2 Phương pháp thực 35 3.2.1 Nuôi bùn vận hành 35 3.2.2 Lấy mẫu phân tích 36 3.2.3 Phương pháp phân tích mẫu 37 3.3 Phương tiện thực 37 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 4.1 Tính tốn thiết kế hệ thống 38 4.1.1 Số liệu dùng thiết kế 38 4.1.2 Tính tốn thiết kế hạng mục cơng trình 38 4.1.3 Tính tốn máy móc thiết bị 40 4.2 Vận hành đánh giá hiệu xử lý thiết bị AAO 5.0 42 4.2.1 Vận hành thử nghiệm 42 4.2.2 Đánh giá kết xử lý thiết bị AAO 5.0 42 4.2.3 Tính tốn điện tiêu thụ hệ thống 49 4.3 Nhận xét đánh giá tổng hợp 49 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 5.1 Kết luận 50 5.2 Kiến nghị 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC TÍNH TỐN CHI TIẾT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Y TẾ AAO 5.0 52 PHỤ LỤC BẢN VẼ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Y TẾ AAO 5.0 69 CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang iv LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Ước tính lượng nước thải bệnh viện Bảng 2.1 Kết phân tích nước thải số bênh viện Hà Nội Bảng 2.3 Đánh giá ưu – nhược điểm số công nghệ xử lý nước thải y tế 15 Bảng 4.1 Các thông số chất lượng nước dùng để thiết kế 38 Bảng 4.6 Bảng tính tốn lựa chọn máy móc thiết bị 41 Bảng 4.7 Các thông số hàm lượng bùn suốt thời gian nuôi 42 Bảng 4.8 Hiệu suất xử lý COD hệ thống 43 Bảng 4.9 Hiệu suất xử lý BOD5 hệ thống 44 Bảng 4.10 Hiệu suất xứ lý TSS hệ thống 45 Bảng 4.11 Hiệu xử lý Amonium hệ thống 46 Bảng 4.12 Hiệu xử lý Amonium hệ thống 47 Bảng 4.13 Hiệu xứ lý Photpho hệ thống 47 CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang v LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ xử lý nước thải bệnh viện theo công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt 11 Hình 2.2 Sơ đồ xử lý nước thải bệnh viện bùn hoạt tính bể hiếu khí12 Hình 2.3 Sơ đồ xử lý nước thải bệnh viện cơng nghệ AAO 13 Hình 3.1 Hố thu gom nước thải y tế bệnh viện Đa khoa Trà Ơn 28 Hình 3.2 Quy trình hoạt động hệ thống 29 Hình 3.3 Hệ thống xử lý nước thải y tế công nghệ AAO 5.0 30 Hình 3.4 Hệ thống tủ điều khiển hệ thống xử lý nước thải AAO 5.0 31 Hình 3.5 Sơ đồ tủ điện điều khiển hệ thống AAO 5.0 33 Hình 3.6 Ni bùn ngăn Oxic 34 Hình 4.1 Biểu đồ thể hiệu xử lý COD hệ thống AAO 5.0 43 Hình 4.2 Biểu đồ thể hiệu xử lý BOD5 hệ thống AAO 5.0 44 Hình 4.3 Biểu đồ thể hiệu xử lý TSS hệ thống AAO 5.0 45 Hình 4.4 Biểu đồ thể hiệu xử lý Amonium hệ thống AAO 5.0 46 Hình 4.5 Biểu đồ thể hiệu xử lý Photpho hệ thống AAO 5.0 48 Bảng 4.14 Hiệu xứ lý Coliform hệ thống 49 CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang vi LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DANH MỤC VIẾT TẮT AAO Anaerobic – Anoxic – Oxic BOD Nhu cầu oxy sinh hóa COD Nhu cầu oxy hóa học TSS Tổng chất rắn lơ lửng QCVN Quy chuẩn Việt Nam UBND Ủy ban Nhân dân CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang vii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN   Đầu tiên xin gửi lời chân thành cảm ơn đến thầy Nguyễn Xn Hồng, người tận tình hướng dẫn, bảo vào giúp tơi khắc phục khó khăn suốt trình thực Luận văn tốt nghiệp Xin gửi lời cảm ơn đến Công ty TNHH Kiểm định, Tư vấn ĐTXD Nam MeKong, đơn vị tài trợ tồn kinh phí cho chúng tơi thực tốt luận văn Xin gửi lời cảm ơn đến lãnh đạo Bệnh viện đa khoa Trà Ôn, đơn vị hỗ trợ lắp đặt hệ thống xử lý nước thải y tế, giúp chúng tơi hồn thành tốt luận văn Xin cảm ơn anh Nguyễn Tuấn Anh nhân viên Công ty TNHH Kiểm định, Tư vấn ĐTXD Nam MeKong, người nhiệt tình giúp đỡ chúng tơi suốt q trình thực luận văn Cuối chúng tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè ủng hộ động viên để tơi hồn thành tốt luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn! CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang viii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP N sk lượng Nitơ sinh khối hấp thụ để tạo thành tế bào N nồng độ Nitơ amoni sau xử lý  Tính tốn thể tích ngăn xử lý hiếu khí đáp ứng oxy hóa Amoni: VH    Q  c  Ys   S0  S    XL  X   k p ,s  c    3,68  0,8  196  5,    120  1, 27 m3 3500   0,07  3,68  0,6  0,8 giá trị Ys  0,6 tính theo sinh khối hữu hiệu 0,75 VH : thể tích ngăn hiếu khí (m3) Q : lưu lượng nước thải cần xử lý (m3.d–1) X : mật độ vi sinh tổng (mg/L) X L : nồng độ chất rắn trơ nước thải (mg/L) S0 , S : nồng độ chất trước sau xử lý (mg/L)  Thời gian lưu thủy lưc ngăn là: Ys  HTRH  VH 1,27   6,05 d Q 0, 21 Tính tốn giai đoạn khử Nitrat  Tính tốn nồng độ Nitrat sau xử lý tốc độ quay vòng hỗn hợp bùn – nước bùn ngăn xử lý thiếu khí NO3  N  NO  Q NO  Q 33,1    8,5 mg / l Q  Q1  Q2 4Q NO3  N nồng độ Nitrat đầu Q1 tốc độ quay vòng bùn ngăn thiếu khí, chọn Q1  Q Q2 tốc độ quay vòng hỗn hợp bùn – nước ngăn thiếu khí, chọn Q2  2Q Để giảm nồng độ Nitrat đầu cần tăng cường tốc độ Q1 Q2 đặc biệt Q2  Tính tốn hàm lượng Nitrat cần loại bỏ giai đoạn xử lý thiếu khí Bước tính tốn gồm giai đoạn  Tính lượng oxy hòa tan tương đương với Nitrat từ dòng quay hỗn hợp bùn – nước với giả thiết nồng độ oxy hòa tan mg/L, nồng độ oxy từ vòng quay bùn bỏ qua:  NO   N   0,35  DO  Q2  0,35     5  g.d 1 td CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang 55 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DO nồng độ oxy hòa tan ngăn hiếu khí Q2 tốc độ quay hỗn hợp bùn – nước    Tính lượng Nitrat từ dòng hồi lưu bùn – nước M NO3  N ngăn thiếu khí M  NO3  N    Q1  Q2    NO3  N       5  8,5  127,5 g.d 1  Tính khối lượng Nitrat cần tách loại ngăn thiếu khí: lượng Nitrat quay vòng từ dòng hồi lưu lượng oxy tương đương Nitrat từ dòng hỗn hợp bùn – nước TM  NO3  N   M  NO3  N    NO3  N   127,5   134,5 g.d 1 td M  NO3  N  tổng lượng Nitrat cần xử lý  Tính thể tích ngăn thiếu khí đáp ứng khử Nitrat oxy hòa tan VT  TM  NO3  N   0,03  S0  Q 1,06T 20 0,029  X 1,06T 20 134,5  0,03 196  1,062520   0,700 m3 25 20 0,029  3500 1, 06  Thời gian lưu thủy lực ngăn HTRT  VH 0,700   3,33 h Q 0, 21  Lượng bùn thải tính sở vi sinh vật dị dưỡng  Y   S0  S   Px   s  XL Q   k p ,s   s   0,8  196  5,     120   1147 g.d 1   0,07  5,67   Tính thời gian lưu tế bào  s ,t để so sánh với thời gian lưu tế bào giả thiết s Nếu  s ,t khác xa so với s (quá – 10%) thí cần phải tính tốn lại  s ,t  X  VH  VT  3500  1,27  0,7    6,01 d Px 1147  Nhận xét: giá trị  s ,t tính từ tuổi bùn (6,01 ngày) cao giá trị giả thiết (5,67 ngày) 10% Vậy nhận giá trị  s ,t  6,01 ngày làm giá trị thiết kế cho hệ Tính tốn nhu cầu oxy  Lượng oxy cần thiết đáp ứng nhu oxy hóa amoni chất hữu BOD ngăn hiếu khí tính CBHD: TS Nguyễn Xn Hồng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang 56 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP O2  CBOD  NOD  DOC Trong  CBOD nhu cầu oxy để oxy hóa BOD CBOD  Q  1  1, 42  Ys    S0  S   1, 42  k p ,s  X  VH   1  1, 42  0,6   196  5,   1, 42  0,07  3500  0,75 1, 27  473 g.d 1  NOD nhu cầu oxy hóa amoni NOD  4,57  NO  Q  4,57  34,1  779 g.d 1  DOC lượng oxy tiết kiệm phần chất hữu sử dụng để khử Nitrat Thành phần bỏ qua tính toán thiết kế   DOC  Q   2,86  NO   NO3  N       2,86   34,1  8, 5  366 g.d 1  NO3  Ne nồng độ Nitrat sau xử lý  O2  473  779  366  886 g.d 1  Nếu bỏ qua DOC nhu cầu oxy là: 1,252 kg.d 1 Đối với hệ thống đĩa sục khí cho bọt khí nhỏ, mịn chọn cơng suất hòa tan oxy vào nước thải tính theo g O2/m3 khơng khí, độ sâu ngập nước d  m theo Trịnh Xuân Lai (2007) wO2  g O2 / m3air  m Cơng suất hòa tan oxy vào nước thải hệ thống đĩa sục khí tính theo gO2 / m3air độ sâu D WO2  wO2  D  1,1  7,7 g O2 / m3air Lượng khơng khí cần cấp cho ngăn Aerobic Qair  AOTR 0,033 103   4,3 m3air  h1 WO2 7,7  Lượng Oxy cần thiết điều kiện thực tế: OCt  O2  Cs 1   T  20 Cs  C 1,024  CS : nồng độ Oxy bão hòa nước 20 0C, CS  9,08 (mg/L) C : nồng độ Oxy cần trì cho ngăn, C  1,5  , chọn C  (mg/L) CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang 57 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP T : nhiệt độ nước thải, T  25 C  : hệ số điều chỉnh lượng Oxy ngấm vào nước thải (do ảnh hưởng hàm lượng cặn, chất hoạt động ngăn mặt),   0,  0,94 , chọn   0,8 Cs 1   T  20 Cs  C 1,024  9,08 1  1, 252     1,8 kg air  h1 25 20 9,08  1,024 0, OCt  O2   Lượng khơng khí cần thiết Qkhí  OCt  fa OU f a : hệ số an toàn, fa  1,5  , chọn fa  1,5 OU : cơng suất hồn tan Oxy vào nước thải thiết bị phân phối tính theo gram Oxy cho m3 khơng khí OU  OU  h Với OU : phụ thuộc vào hệ thống phân phối khí Chọn hệ thống phân phối khí nhỏ mịn Bảng Cơng suất hòa tan Oxy vào nước thiết bị phân phối bọt khí nhỏ mịn Điều kiện tối ưu Điều kiện trung bình OU  grO2 / m3  m OU  grO2 / m3  m Nước T = 20 0C 12 10 Nước thải T = 20 0C, α = 0,7 8,5 Điều kiện thí nghiệm Từ Bảng 3.3 ta chọn OU  grO2 / m3  m  Chọn độ ngập nước thiết bị phân phối khí là: hk  1,1 m OU  1,1  7, g O2 / m3  Khối lượng không khí cần cung cấp Qkhí  OCt 1,8  fa  1,5  350 m3.d 1 3 OU 7,7 10  Vậy lượng Oxy cần cung cấp cho ngăn Qkhí  15 m3 h1 Tính áp lực máy nén  Áp lực cần thiết cho hệ thống nén: CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang 58 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP H d  hd  hc  h f  H Trong  hd : tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn (m)  hc : tổn thất cục (m) Tổng tổn thất hd hc thường không vượt 0,4 (m)  h f : tổn thất qua thiết bị phân phối (m), tổn thất h f không 0,5 (m)  H : chiều sâu hữu ích ngăn, H  1,1 m Do áp lực cần thiết là: H d  hd  hc  h f  H  0,  0,5  1,1  2,0 m  Áp lực khơng khí p 10,33  Hd 10,33  2,0   1,2 atm 10,33 10,33  Công suất máy nén khí  34400   p 0,29  1  qk 102  n Trong  qk : lưu lượng thơng khí, qk  Qkhí  15  0,0042 m3 s 1 3600 3600 n  75 %  n : hiệu suất máy nén khí, chọn    34400   p 0,29  1  qk 102  n 34400  1, 20,29  1  0,0042 102  0,75  0,1 kW  0,13 hp  Chọn sử dụng máy nén khí có cơng suất   0,5 hp Bố trí hệ thống sục khí Chọn hệ thống cấp khí gồm ống chính, ống nhánh với chiều dài ống 1,6 (m), đặt cách 0,35 (m), cách thành ngăn 0,175 (m) Đường kính ống dẫn khí chính: D  qk  0,0072   0,03 m  v 3,14 10  30 mm  Chọn đường kính ống dẫn khí D  32 mm CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang 59 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP v vận tốc chuyển động khơng khí mạng lưới ống phân phối, v  10  15 (m / s) , chọn v  10 (m / s) (Trịnh Xuân Lai, 2012)  Đường kính ống dẫn khí D  qk  0, 65   0, 015 m   v  3,14 10  15 mm  Chọn đường kính ống dẫn khí nhánh D   21 mm  Chọn dạng đĩa xốp, có đường kính 80 (mm), diện tích ngăn mặt F = 0,07 (m), cường độ khí 80 (L/phút) = 1,33 (L/s)  Số đĩa phân phối ngăn: N qk 0,0042   3,16 (đĩa) 1,33 1,33 103  Chọn số lượng đĩa N  (đĩa) nhằm đảm bảo tính an tồn q trình vận hành hệ thống  Số lượng đĩa cái, chia làm hàng hàng bố trí cách sàn ngăn 0,1 (m) tâm đĩa cách 0,40 (m) cách thành bể 0,25 (m) Nhu cầu lượng kiềm Trong xử lý, lượng kiềm bị tiêu hao cho phản ứng oxy hóa amoni, phần kiềm sinh (trả lại) từ phản ứng khử Nitrat Để trì cho trình xử lý xảy thuận lợi, pH không bị giảm mạnh cần trì lượng kiềm dư nước sau xử lý, thông dụng 50 – 100 mg CaCO3/l Độ kiềm dư tính theo K d  K0  7,14  NO  3,57   NO   NO3  N   250  7,14  34,1  3,57   34,1  8,5  97,92 mgCaCO3 / l Kd , K0 độ kiềm dư ban đầu nước thải, Độ kiềm dư đủ cho phản ứng oxy hóa 2.1.2 Ngăn Anaerobic  Giả sử tỷ lệ bCOD  0,8TCOD , (lấy theo tỷ lệ nước thải sinh hoạt) đó: TCOD  bCOD 311   389 mg / l 0,8 0,8  Tỷ lệ TCOD : TP  389 : 9,3  41,83 :1 Theo đồ thị Randal để đáp ứng nồng độ PO4 dòng ≤ mg/L tỷ lệ TCOD : TP 20 Như hệ nước thải dư chất hữu cần thiết cho trình xử lý sinh học P CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang 60 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP  Tỷ lệ TCOD : TP  41,38 :1  40 :1 vận hành hệ thống AAO không cần thiết bổ sung VFAs vào ngăn Anaerobic (phương án lên men sơ bộ) hay kết tủa hóa học P Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Phopho dòng tỷ lệ TCOD : TP dòng vào (đồ thị Randal) Dựa vào đồ thị Randal, ta xác định nồng độ Photpho đầu khoảng 1,8 mg/L  Thời gian lưu thủy lực ngăn Anaerobic ước tính theo đồ thị Randal Hình 3.5 Ảnh hưởng thời gian lưu thủy lực yếm khí đến lượng Photpho xử lý (TCOD:TP = 20 – 43)  Lượng Photpho xử lý CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang 61 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP P0  TP  Pout  9,3 1,8  7,5 mg / l  Dựa vào đồ thị Randal, ta xác định thời gian lưu thủy lực ngăn HRTanaerobic  1,0 h  Dung tích ngăn Anaerobic Vanaerobic  HRTanaerobic  Q  1,0  0,21  0,21 m3  Xác định thời gian lưu tế bào: chọn thời gian lưu tế bào ngày Tính tốn cửa thông ngăn cho cụm bể AAO Giữa vùng yếm khí, thiếu khí hiếu khí cần có cách ly khơng gian nhằm ngăn ngừa dòng trộn lẫn với theo chiều ngược, đưa chất oxy hóa (oxy, Nitrat, nitrit) từ vùng hiếu khí Dòng hiếu khí quay ngược gây thêm nguy thúc đẩy vi sinh vật dạng sợi vi sinh vật tạo bọt phát triển Theo Lê Văn Cát Xử lý nước thải giàu hợp chất Nitơ, Photpho 2007 cửa thơng ngăn bể nên có tiết diện nhỏ cho tốc độ dòng nước tối thiểu 0,3 m/s vị trí cửa thơng ngăn nên đặt cao độ mặt nước, không 0,5 m Xác định kích thước thơng ngăn: A  Q 0,21   1,94 104 m2 v 3600  0, Chọn lỗ thơng ngăn có tiết diện Hình tròn, có đường kính: d 1,944 104   16,0 mm Để đảm bảo an tồn, tránh tình trạng nghẹt tổn thất thủy lực chọn lỗ thông ngăn có đường kính   27mm Lỗ thơng ngăn đặt cách mặt nước khoảng a  0,5 m tính từ tâm lỗ Tính tốn khuấy trộn cho ngăn Anoxic ngăn Anaerobic Cường độ khuấy trộn ngăn Anoxic Anaerobic có ảnh hưởng lớn tới hiệu trình khử P sinh học trình deNitrate hóa Nếu ngăn khuấy trộn khơng đầy đủ tạo ngắn mạch (short – circuiting) giảm hiệu quả, lượng khuấy trộn lớn dẫn đến xáo động mặt nước theo oxy Cánh khuấy chìm chân vịt máy khuấy chìm turbine thường sử dụng để khuấy trộn ngăn Anoxic Anaerobic Chúng có khả trì bùn hoạt tính chuyển động lơ lửng mà tiêu tốn lượng Theo WEF lượng khuấy trộn cần thiết – 20 W/m3 (0,15 – 0,75 hp/1000 ft3) Số lượng vị trí lắp đặt máy khuấy quan trọng nên tham khảo tư vấn hãng sản xuất chúng CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang 62 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP So sánh loại thiết bị khuấy thấy cánh khuấy chìm chân vịt cần tốc độ quay lượng khuấy trộn lớn so với máy khuấy chìm turbine Ngồi ra, cánh khuấy chìm chân vịt hoạt động cánh quạt, lượng khuấy trộn lan truyền mở rộng xa dễ xuất vùng chết phía sau, máy khuấy chìm turbine làm việc với tốc độ cao sinh xoáy nước oxy dễ dàng khuyếch tán nước Một điểm chi phí đầu tư cho máy khuấy chìm turbine lớn cần có cầu treo Thực tế máy khuấy chìm turbine khuyến khích Đối với máy khuấy chìm turbine lượng khuấy trộn khơng nên lớn 13 W/m3 (0,5 hp/ 1000 ft3) cần thiết thiết kế vách ngăn đứng để dập xoáy nước Trong trường hợp thiết kế với ngăn Anaerobic ta chọn máy khuấy chìm với lượng khuấy trộn thiết kế 10 W/m3 ngăn Anoxic chọn máy khuấy chìm với lượng khuấy trộn 20W/m3  Cơng suất máy khuấy turbine chìm cho ngăn Anoxic anoxic  20 Vanoxic  20  0,7  14,0 W  Cơng suất máy khuấy turbine chìm cho ngăn Anaerobic anaerobic  10 Vanaerobic  10  0,21  2,1 W Bảng Thông số thiết kế cụm bể AAO V (m3) Chiều cao dự trữ (mm) Anaerobic 0,21 Anoxic Aerobic Ngăn Các kích thước (mm) Tỷ lệ Thời gian lưu Nước (h) Bùn (d) L:W = 1,8:1 1,0 540 L:W = 1,85:1 3,33 2,33 760 L:W=1,7:1 6,05 3,68 H L W 200 1800 540 300 0,70 200 1800 1000 1,27 200 1800 1300 2.2 Tính tốn thiết kế bể lắng ly tâm Số liệu tính tốn bể lắng lấy theo điều 6.5.6 6.5.7 – Tiêu chuẩn xây dựng TCVN 51:84:  Thời gian lắng ứng với lưu lượng lớn xử lý sinh học hoàn toàn t  h  Hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước khỏi bể lắng ứng với NOS20 sau xử lý (15 mg/L) 12 mg/L Diện tích bề mặt bể lắng thứ cấp tính theo tải trọng bề mặt Qtbd F   0, 42 m2 L 12 CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang 63 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Diện tích mặt thống bể lắng ly tâm đợt trêm mặt với lưu lượng trung bình tính theo cơng thức Diện tích bể lắng ứng với tải trọng chất rắn lớn Qtbh  X 103 0,21 3500 103 F2    0,075 m2 L2 9,8 Diện tích mặt thống bể lắng giá trị lớn giá trị F1, F2 Như diện tích mặt thống thiết kế F1  F  0,4 m2 Kích thước bể lắng ly tâm: chọn bể lắng ly tâm Hình tròn có đường kính miệng d  740 mm Chọn số bể lắng làm việc đồng thời n  Thể tích bể lắng ly tâm đợt W  Qtbh  t  0,21  0,42 m3 Chiều sâu vùng lắng bể lắng h W 0, 42   1,0 m F 0, 42 Kiểm tra tải trọng màng tràn theo công thức Qtbd Lm    2,15 m3 / m2 d   D  n   0,74 1 Thể tích bùn ngày W  d b Cb  Ctr   Qtbh 100  t 160  12  0,21100   0,011 m3 100  P 1000 1000  n  100  99,4 1000 1000 1  Trong đó:  Cb hàm lượng bùn hoạt tính nước khỏi Aerobic, g/m3 lấy sau: với xử lý sinh học hoàn toàn, ứng với NOS20 sau xử lý 15, 20, 25 mg/L Cb tương ứng 160, 200, 220 g/m3 Vậy Cb  160 g / m3  Ctr hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước khỏi bể lắng 2, Ctr  12 mg / l    P độ ẩm bùn hoạt tính, P  99, 4% t thời gian tích lũy bùn hoạt tính bể, t  h n số bể lắng công tác, n  CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang 64 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Lượng bùn thải bỏ sau tuần làm việc lượng chứa sau tuần Wbw  Wbd   0,011  0, 08 m3 Chọn thể tích ngăn chứa bùn Hình nón cụt, có kích thước đáy lớn D  740 mm kích thước đáy nhỏ d  170 mm , chiều cao bể chứa bùn hb  0,35 m Chiều cao xây dựng là: H xd  h  hb  hbv  1,0  0,35  0,2  1, 55 m Trong hb chiều cao lớp bùn, hb  0,35m  hbv chiều cao bảo vệ, hbv  0,2m  Bảng Thông số thiết kế bể lắng thứ cấp Thông số Đơn vị Giá trị thiết kế Thể tích (V) m3 0,42 Đường kính bể (D) mm 740 Đường kính máng thu nước mm 590 Chiều cao xây dựng (H) mm 1550 Thời gian lưu nước ( c ) h 2,0 2.3 Tính tốn thiết kế cột lọc Chọn cột lọc có Hình tròn có đường kính d  220 mm Đường kính cột lọc D2 0,222 F      0,04 m2 4 Vận tốc cột lọc: v Q 0,21   5,25 m / h F 0,04 Chiều cao toàn phần bể H  hs  hd  hc  hth  hn  hbv  0,05  0,05  0,1  0,3  0,1  0,2  0,8 m CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang 65 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trong       hs chiều cao sàn, hs  0,05 m hd chiều cao lớp sỏi đỡ, chọn hd  0,05 m hc chiều cao lớp cát lọc, hc  0,1 m hth chiều cao lớp than hoạt tính, hth  0,3 m hn chiều cao lớp nước lớp vật liệu lọc, hn  0,1 m hbv chiều cao bảo vệ, hbv  0,2 m Tuy nhiên để đàm bảo tính hoạt động ổn định cột lọc chúng tơi chia cột lọc làm hai đơn nguyên với chiều cao thiết kế đường kính giảm d  114 mm Bảng Thơng số thiết cột lọc Đơn vị Giá trị thiết kế mm Thể tích V m3 0,204 Đường kính cột lọc mm 114  Chiều cao sàn hs mm 50 Chiều cao lớp sỏi đỡ hd mm 50 Chiều cao lớp cát lọc hc mm 100 Chiều cao lớp than hoạt tính hth mm 300 Chiều cao lớp nước hn mm 100 Chiều cao bảo vệ hbv mm 200 Chiều cao tổng thể H mm 800 Thông số m/h Vận tốc lọc v 2.4 Tính tốn thiết kế ngăn khử trùng Thơng số thiết kế  Lưu lượng nước thải đầu vào: Q  m3 d 1  Coliform đầu vào: N0  5,6 106 MPN /100ml  Coliform đầu ra: N  3000 MPN /100ml (đạt QCVN 11:2008)  Chọn:  Thời gian lưu phần tiếp xúc 28 (phút)  thời gian lưu tồn bể khuấy trộn (phút) CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên 5,25 Trang 66 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP  chiều sâu hữu dụng hn  0, m  chiều cao dự trữ hbv  0,2 m  chiều rộng kênh (chiều rộng lọt lòng): B  0, m Kích thước bể  Thể tích hữu dụng bể: V  Qt   30  0,1 m3 24  60 Diện tích mặt cắt ướt bể: A  B  hn  0,2  0,2  0,04 m2  Vận tốc nước bể: v Q   0,09 m.min1 A 0,04  60  24  Chiều dài bể khử trùng (chiều dài lọt lòng): L V 0,1   2,5 m A 0, 04  Kiểm tra tỉ lệ dài rộng: L 2,5   12,5 :1 B 0,  Thỏa điều kiện tỉ lệ L/B nằm khoảng 10 :1  40 :1  Kiểm tra tỉ lệ rộng sâu: hn 0,  1 B 0, Ta chia bể làm kênh Như chiều dài (lọt lòng) kênh là: LK  L 2,5   1,25 m (m) 2 Tính lượng chloride cần khử trùng Theo Metcalf & Eddy, 1991 (GT Kỹ thuật xử lý nước thải Lê Hồng Việt & Nguyễn Võ Châu Ngân, 2014) lượng Chloride dùng để khử trùng qua bể bùn hoạt tính từ a   (mg/L) Chọn a  (mg/L)  Lượng Chloride sử dụng ngày là: CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang 67 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GCl  100  a  Q 100     0,16 kg 1000  P 1000  25 Trong đó:  Q: lưu lượng nước thải (m3/ngày)  a: liều lượng Chloride hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải (mg/L), chọn a  (mg/L)  P: hàm lượng Chloride hoạt tính Clorua vơi 25%  Vậy lượng hóa chất dùng để khử trùng nước thải cần thiết 160 g/ngày Bảng Thông số thiết kế ngăn khử trùng Đơn vị Giá trị thiết kế mm Thể tích V m3 0,204 Kích thước bể L  W  H mm 850  600  400 Kích thước ngăn l  w  h mm 850  200  400 Chiều cao xây dựng H mm 400 30 Thông số Thời gian lưu nước c CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang 68 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP PHỤ LỤC BẢN VẼ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Y TẾ AAO 5.0 CBHD: TS Nguyễn Xuân Hoàng SVTH: Nguyễn Trọng Nghĩa Bùi Văn Nên Trang 69 ... thải y tế Và lý chúng tơi chọn đề tài Tính toán thiết kế vận hành hệ thống xử lý nước thải y tế công nghệ AAO công suất m3/ng y đêm nhằm đưa công nghệ vào thực tế, giúp bệnh viện, đặt biệt tuyến... muốn xử lý nguồn nước thải y tế đặc biệt nước thải y tế sở tuyến địa phương nơi chưa có hệ thống xử lý nước thải y tế, nhóm nghiên cứu thực đề tài tính tốn thiết kế vận hành hệ thống xử lý nước thải. .. cơng việc:  Tính tốn thiết kế, chế tạo lắp đặt hệ thống xử lý nước thải y tế công nghệ AAO với công suất thiết kế m3/ng y đêm  Vận hành thực tế hệ thống  Đánh giá hiệu xử lý hệ thống việc phân

Ngày đăng: 07/06/2020, 20:36

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

  • LỜI CAM ĐOAN

  • DANH MỤC BẢNG

  • DANH MỤC HÌNH

  • DANH MỤC VIẾT TẮT

  • LỜI CẢM ƠN

  • Chương 1

  • GIỚI THIỆU CHUNG

  • 1.1. Giới thiệu chung

  • 1.2. Mục tiêu đề tài

  • 1.2.1. Mục tiêu chung

  • 1.2.2. Mục tiêu cụ thể

  • 1.3. Nội dung nghiên cứu chính

  • 1.4. Ý nghĩa đề tài

  • 1.4.1. Ý nghĩa khoa học

  • 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn

  • 1.5. Giới hạn đề tài

  • Chương 2

  • LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

  • 2.1. Tổng quan về nước thải y tế

  • 2.1.1. Nguồn và chế độ hình thành nước thải y tế

  • 2.1.2. Lượng nước thải y tế phát sinh

    • Bảng 2.1. Ước tính lượng nước thải bệnh viện

  • 2.1.3. Đặc điểm nước thải y tế

    • Bảng 2.1. Kết quả phân tích nước thải một số bênh viện Hà Nội

  • 2.1.4. Thực trạng xử lý nước thải bệnh viện ở Việt Nam

  • 2.2. Một số công nghệ xử lý nước thải y tế đang áp dụng tại Việt Nam

  • 2.2.1. Xử lý nước thải y tế theo công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt (Biophil)

    • Hình 2.1. Sơ đồ xử lý nước thải bệnh viện theo công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt

  • 2.2.2. Xử lý nước thải y tế bằng bùn hoạt tính trong bể hiếu khí (Aerotank)

    • Hình 2.2. Sơ đồ xử lý nước thải bệnh viện bằng bùn hoạt tính trong bể hiếu khí

  • 2.2.3. Xử lý nước thải y tế bằng công nghệ AAO

    • Hình 2.3. Sơ đồ xử lý nước thải bệnh viện bằng công nghệ AAO

  • 2.2.4. Đánh giá ưu – nhược điểm của một số công nghệ xử lý nước thải y tế

    • Bảng 2.3. Đánh giá ưu – nhược điểm của một số công nghệ xử lý nước thải y tế

  • 2.2. Lý thuyết về công nghệ AAO

  • 2.2.1. Khái niệm chung

  • AAO là một biến hình công nghệ của sơ đồ AO bao gồm các công đoạn xử lý yếm khí (Anaerobic), thiếu khí (Anoxic) và hiếu khí (Oxic), trong đó giai đoạn xử lý yếm khí dành cho quá trình xử lý Photpho với thời gian lưu thủy lực khoảng một giờ. Ngăn xử lý...

  • 2.2.2. Một số vấn đề chung của quá trình sinh học

  • 2.2.3. Các quá trình xảy ra trong cụm xử lý AAO

  • Quá trình xử lý hiếu khí dùng để loại bỏ chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học ra khỏi nguồn nước. Các phản ứng xảy ra trong quá trình này là do các vi sinh hiếu khí hoạt động cần có oxy của không khí để phân hủy chất hữu cơ nhiễm bẩn vào trong nước.

  • 2.2.4. Ứng dụng công nghệ AAO

  • Chương 3

  • PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU

  • 3.1. Đối tượng nghiên cứu

  • 3.1.1. Nước thải

    • Hình 3.1. Hố thu gom nước thải y tế bệnh viện Đa khoa Trà Ôn

  • 3.1.2. Công nghệ và thiết bị xử lý

  • Hệ thống xử lý nước thải y tế của chúng tôi áp dụng công nghệ AAO (Anaerobic (Yếm khí) – Anoxic (Thiếu khí) – Oxic (Hiếu khí)) của Nhật Bản, chuyên cho xử lý nước thải giàu hợp chất hữu cơ đặc biệt là nước thải sinh hoạt và nước thải y tế với hiệu suấ...

    • Hình 3.2. Quy trình hoạt động của hệ thống

    • Hình 3.3. Hệ thống xử lý nước thải y tế công nghệ AAO 5.0

  • 3.1.3. Quy trình vận hành

    • Hình 3.4. Hệ thống tủ điều khiển hệ thống xử lý nước thải AAO 5.0

    • Hình 3.5. Sơ đồ tủ điện điều khiển hệ thống AAO 5.0

  •  Nuôi bùn

    • Hình 3.6. Nuôi bùn trong ngăn Oxic

  • 3.2. Phương pháp thực hiện

  • 3.2.1. Nuôi bùn và vận hành

  • 3.2.2. Lấy mẫu phân tích

  • 3.2.3. Phương pháp phân tích mẫu

  • Các thông số chất lượng nước thải đầu vào và ra của hệ thống xử lý AAO 5.0 được chúng tôi thuê đơn vị Trung tâm Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng Cần Thơ (Catech) phân tích. Các phương pháp thực hiện quá trình phân tích mẫu được ghi nhận trong Bảng 3.1.

  • Bảng 3.1. Phương pháp phân tích mẫu

  • 3.3. Phương tiện thực hiện

  • Chương 4

  • KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

  • 4.1. Tính toán thiết kế hệ thống

  • 4.1.1. Số liệu dùng trong thiết kế

    • Bảng 4.1. Các thông số chất lượng nước dùng để thiết kế

  • 4.1.2. Tính toán thiết kế các hạng mục công trình

  • 4.1.3. Tính toán máy móc thiết bị

    • Bảng 4.6. Bảng tính toán và lựa chọn máy móc thiết bị

  • 4.2. Vận hành và đánh giá hiệu quả xử lý của thiết bị AAO 5.0

  • 4.2.1. Vận hành thử nghiệm

    • Bảng 4.7. Các thông số hàm lượng bùn trong suốt thời gian nuôi

  • 4.2.2. Đánh giá kết quả xử lý của thiết bị AAO 5.0

  • a) Đánh giá khả năng xử lý chất hữu cơ

  • Để đánh giá về hiệu quả xử lý chất hữu cơ của hệ thống chúng tôi tiến hành kiểm tra chất lượng nước thải đầu vào và đầu ra của hai thông số chính là COD và BOD5.

  •  Đánh giá hiệu suất xử lý COD

    • Bảng 4.8. Hiệu suất xử lý COD của hệ thống

      • Hình 4.1. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD của hệ thống AAO 5.0

    • Bảng 4.9. Hiệu suất xử lý BOD5 của hệ thống

      • Hình 4.2. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý BOD5 của hệ thống AAO 5.0

  • b) Đánh giá khả năng xử lý chất rắn lơ lửng

    • Bảng 4.10. Hiệu suất xứ lý TSS của hệ thống

      • Hình 4.3. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý TSS của hệ thống AAO 5.0

  • c) Đánh giá khả năng xử lý Nitơ

    • Bảng 4.11. Hiệu quả xử lý Amonium của hệ thống

      • Hình 4.4. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý Amonium của hệ thống AAO 5.0

    • Bảng 4.12. Hiệu quả xử lý Amonium của hệ thống

  • d) Đánh giá khả năng xử lý Photpho

    • Bảng 4.13. Hiệu quả xứ lý Photpho của hệ thống

      • Hình 4.5. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý Photpho của hệ thống AAO 5.0

  • e) Đánh giá khả năng xử lý Coliform

    • Bảng 4.14. Hiệu quả xứ lý Coliform của hệ thống

  • 4.2.3. Tính toán điện tiêu thụ của hệ thống

  • 4.3. Nhận xét và đánh giá tổng hợp

  • Chương 5

  • KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • 5.1. Kết luận

  • 5.2. Kiến nghị

  • TÀI LIỆU THAM KHẢO

  • PHỤ LỤC 1

  • TÍNH TOÁN CHI TIẾT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Y TẾ AAO 5.0

  • 1

  • 2

  • 3

    • 3.1

  • PHỤ LỤC 2

  • BẢN VẼ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Y TẾ AAO 5.0

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan