do an xu ly nuoc thai bia

Ở bể UASB, nước thải được nạp liệu từ phía đáy bể, đi qua lớp bùn hạt, quá trình xử lý xảy ra khi các chất hữu cơ trong nước thải tiếp xúc với bùn hạt.. Khí sinh ra trong điều [r]

(1)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HOC VÀ THỰC PHẨM *******************************

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA CÔNG SUẤT TRIỆU

LÍT/NĂM

Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS TÔ KIM ANH

Sinh viên thực hiê ̣n : CHỬ VĂN SƠN

Lớp : CNSH – K50

(2)

PHẦN I TỔNG QUAN……… ……

I CHẤT THẢI TRONG SẢN XUẤT BIA ………

1 Khí thải ………

2 Rác thải………

3 Nướ c thải sản xuất bia………

3.1 Đặc tính nước thải sản xuất bia……… ……… …

3.2 Nguồn phát thải nước thải bia……….… …

II CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI BIA………

1 Xƣ̉ lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp ho ̣c ……… …

1.1 Song chắn rác………

1.2 Lắng cát………

1.3 Lắng……… ……

1.4 Bể điều hòa ……… ………

2 Xƣ̉ lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp hóa ho ̣c và hóa lý………

2.1 Trung hòa……… … …

2.2 Oxy hóa khử………

2.3 Keo tụ - tạo bông……… ……

2.4 Tuyển nổi……….……

2.5 Hấp phụ……… …….…

2.6 Trao đổi ion……… …… …7

3 Xƣ̉ lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh ho ̣c………

3.1 Điều kiện của nước thải có thể xử lý sinh ho ̣c……… …… ……

3.2 Nguyên lý của quá trình oxi hóa sinh ho ̣c……… ….…

3.3 Tác nhân sinh học quá trình xử lý……… …

3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học………;…………9

3.5 Các phương pháp sinh học xử lý nước thải……….…… 11

3.5.1 Phương pháp hiếu khí……… …….… 11

(3)

a Bể Aeroten……….…… 12

a.1 Đặc điểm và nguyên lí làm việc……… … 12

a.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả làm nước thải của bể aeroten… 13

a.3 Một số loa ̣i bể aeroten……… … 14

b Bể hoạt động gián đoạn (Sequencing Batch Reactor – SBR) …… ………… 16

c Bể lọc sinh học nhỏ giọt (Trickling Filter) ……… … 17

3.5.2 Phương pháp ky ̣ khí ……… …… …… 18

3.5.2.1 Cơ sở của phương pháp ky ̣ khí ……… … … 18

3.5.2.2 Các hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp kị khí ………… 20

a Bể tiếp xú c ky ̣ khí (ANALIFT) ……… … …… 20

b Xử lí nước thải ở lớp bùn ky ̣ khí với dòng hướng lên (UASB_ Upflow Anaerobic Sludge Blanket) ……… … 21

c Lọc kỵ khí với sinh trưởng gắn kết giá mang hữu (ANAFIZ) …….…… 23

d Lọc kỵ khí với vật liệu giả lỏng trương nở ( ANAFLUX ) ……… … 24

III CÁC YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI…… 25

1 Nắm rõ quy trình và đă ̣c tính, thành phần nước thải của nhà máy ……… 25

2 Nhu cầu của chủ nhân hệ thống xử lý ……… …… 25

3 Tương thích với những thiết bị hay hệ thớng sẵn có ……….… …… 25

4 Tính mềm dẻo củ a công trình ……… …… 25

5 Yêu cầu của các quan quản lý môi trường ……….….…… 25

6 Yêu cầu về vật tư, thiết bị ……… ……… 26

IV CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN KHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI……… 27

1 Thờ i gian lưu nước ̣ thống……….… 27

2 Thờ i gian lưu bùn ̣ thống……… …… 27

3 Nồng độ bùn hoa ̣t tính ……… ……… …… 28

4 Tải trọng thể tích của bể……… ……… 28

(4)

7 Chỉ số SVI……… 29

8 Lượng bùn hoa ̣t tính sinh ra……… ………… 30

9 Các yếu tố ảnh hưởng đến thông số vận hành hệ thống làm việc …… 30

V MỘT SỐ HỆ THỐNG XƢ̉ LÍ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY BIA ……… 32

1 Hệ thống xử lí nước thải nhà máy bia Kim Bài……… … 32

2 Hệ thống xử lí nước thải nhà máy bia Will Brau GmbH……… 33

3 Hệ thống xử lí nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Hà Nội……… 34

VI HỆ THỐNG XƢ̉ LÝ NƢỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY BIA KIM BÀI…… 36

1 Công nghệ sản xuất bia……… 36

2 Nướ c thải của nhà máy bia Kim Bài……… 37

3 Quy trình xử lý nước thải của nhà máy bia Kim Bài……… 39

4 Đề xuất cải ta ̣o ̣ thống xử lý nước thải nhà máy bia Kim Bài………… …… 40

PHẦN II TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BI ̣ XƢ̉ LÝ NƢỚC THẢI 43

I TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ……… …… …… 43

1 Bể lắng ngang ……… ……… 43

2 Bể UASB……… ………… 46

3 Bể hiếu khí……… ……… 49

4 Bể lắng 2……… ……… 53

II TÍNH TOÁN THIẾT BỊ……… 56

1 Song chắn rác……… ……… 56

2 Hố gom……… …….…… 57

3 Bể điều hòa……… …… …….…58

4.Bể lắng ngang……… …….……… 58

5 Bể UASB……… ………… 60

6 Bể hiếu khí ……… ….……… 66

7 Bể chứ a bùn……… ….….……… 67

Phần III KINH TẾ……… 68

(5)

2.1 Chi phí nhân công………68

2.2 Chi phí xây dựng……….….………… 69

2.3 Chi phí vâ ̣n hành ̣ thống……… ……… 70

a Chi phí điê ̣n năng……….… …….……70

b Chi phí mua hóa chất……….….……… 70

c Chi phí bảo dưỡng ̣ thống……… ……… 70

3 Dự toán vốn cải ta ̣o, xác định cấu vốn và tính chi phí vốn của dự án 70

4 Đánh giá tài chính dự án đầu tư…….……… 71

4.1 Lợi ích kinh tế……… ……… 71

4.2 Lợi ích về mă ̣t xã hô ̣i……… ……… 71

Phần IV THUYẾT MINH XÂY DƢ̣NG……… 72

I Địa điểm xây dựng khu xử lý……… ……… 72

II Thiết kế tổng mặt bằng khu xử lý……… 72

1 Các hạng mục công trình……… 72

2 Thiết kế tổng mặt bằng khu xử lý……… 73

III Thuyết minh xây dựng hạng mục công trình……… 73

1 Hố gom……… ……… 73

2 Bể điều hòa……… 74

3 Bể lắng ngang……… …… 75

4 Bể UASB……… 76

5 Bể aeroten……… ……… 76

6 Bể lắng 2……… ……… 77

7 Bể chứa bùn……… 78

Phần V KẾT LUẬN……….80

PHỤ LỤC……… 81

(6)

CÁC CHỮ VIẾT TÂT DÙNG TRONG ĐỒ ÁN BOD: Nhu cầu oxy sinh học

(7)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 PHẦN I TỔNG QUAN

I CHẤT THẢI TRONG SẢN XUẤT BIA 1 Khí thải

Trong sản xuất bia, lượng khí sinh chủ yếu các quá trình:

Trong quá trình lên men , khí CO2 được giải phóng có thể thu hồi dưới da ̣ng khí nén áp suất cao , đươ ̣c dùng để bão hòa CO2 cho bia, làm các đồ uống có gas… Người ta còn thu CO2 dạng lỏng và dạng rắn để dùng vào mục đích khác

Các chất khí bụi nhiễm phát sinh chủ yếu đớt nhiên liệu than, dầu lị gờm SO2, NOX, CO2, CO, bụi than → xử lý xyclon, hấp thụ

Bụi từ khâu xay, nghiền nguyên liệu có thể khắc phục cách sử dụng phương pháp xay ướt, lọc túi vải bao che kín hệ thớng nghiền tải liệu Ngồi cịn có khí NH3, freon có thể sinh hệ thớng máy lạnh bị rò rỉ

2 Rác thải

Trong dây chuyền sản xuất bia, sản sinh một số chất thải rắn có thể phục vụ cho lĩnh vực chăn nuôi Những chất rắn đó là:

 Bã malt, bã bia, bã hoa houpblon

 Că ̣n lắng của nước nha, chủ yếu là protein  Sinh khối nấm men sau quá trình lên men

Bã bia là phần phế liệu bộ phận nấu nguyên liệu Thành phần hóa ho ̣c chính của bã bia gồm : chất đa ̣m: 28%, chất bô ̣t: 40%, xơ: 17.5%, chất béo: 8.2%, tro: 5.2% Vớ i thành phần hóa ho ̣c này thì rất có giá tri ̣ đối với gia súc, gia cầm Bã hoa houblon có thể phơi khô làm chất đốt , chất độn chuồng cho gia súc hoă ̣c làm phân bón

Sinh khối nấm men là sản phẩm phu ̣ có giá tri ̣ cao , đặc biê ̣t nấm men chứa nhiều protein và vitamin, là nguồn rất tốt để thu nhận các vitamin nhóm B

3 Nƣớ c thải sản xuất bia 3.1 Đặc tính nƣớc thải sản xuất bia

(8)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50

trong quy trình cơng nghệ và 1/3 lượng nước lại sử dụng cho khâu vệ sinh thiết bị

Đặc tính nước thải các nhà máy bia là giàu các hợp chất hữu tinh bột, xenluloza, các loại đường, axit, các hợp chất phốt pho, nitơ Các chất này oxi hoá vi sinh vật, tạo sản phẩm cuối là CO2, H2O, NH3 và sản phẩm trung gian là rượu, aldehit, axit, Đây là nguồn gây ô nhiễm cao thải trực tiếp môi trường

Bảng Đặc tính nƣớc thải sản xuất bia

Thông số Đơn vi ̣ Số liê ̣u

pH 5.5 – 11.7

BOD5 mg/l 185 – 2400

COD mg/l 310 – 3500

Nito tổng mg/l 48 – 348

P tổng mg/l 1.4 –

SS mg/l 160 – 700

Tải lượng nước thải m3/1000 lít bia 3.2 Tải lươ ̣ng ô nhiễm kg BOD5/ 1000 lít bia 3.5

Lưu lượng và đặc tính dòng nước thải cơng nghệ sản x́t bia cịn biến đổi theo quy mô, sản lượng và mùa sản xuất Ngoài ra, bã bia cịn chứa mợt lượng lớn chất hữu cơ, lẫn vào nước thải gây ô nhiễm mức độ cao Do đó, ứng dụng giải pháp sinh học để xử lý nước thải, giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho các nhà máy sản xuất bia là một yêu cầu cần thiết giai đoạn

3.2 Nguồn phá t thải nƣớc thải bia

Nước thải sản xuất bia phân thành loại khác nhau:

Lƣợng nƣớc sinh hoạt: lượng nước công nhân sử dụng thải ra, loại này chiếm số lượng ít

(9)

nhiễm chất hữu hoà tan là nhỏ Nước thải này chảy tràn vào nguồn nước mặt, vào cống rãnh nhà máy

Nƣớc thải sản xuất: chiếm lượng lớn nhất , là nước thải có độ ô nhiễm hữu cao đặc trưng nguyên liệu đầu vào gạo, malt cợng với đặc tính cơng nghệ sản x́t Qua khảo sát công nghệ sản xuất tất công đoạn sản sinh nước thải như:

 Ở cơng đoạn hờ hố - đƣờng hố:

Nước vệ sinh chứa cặn lơ lửng bã malt, gạo không hoà tan Nước sinh quá trình tách nước khỏi bã, bã để sàn lưới chờ phân phối cho hộ dân Nước thải công đoạn chứa chủ yếu chất hữu

 Công đoạn đun hoa houblon - lọc hoa:

Nước rửa vệ sinh thùng nấu hoa houblon, thùng lọc bã hoa chứa cặn lơ lửng bao gồm: xác hoa houblon (chứa protein, chất đắng, ), phức protein-phenol, glucozơ,

 Công đoạn làm lạnh lên men:

Ở công đoạn làm lạnh dịch đường máy lạnh có thể làm rò rỉ NH3, glycol, , nước rửa sàn, mặt xung quanh máy Nước thải có nờng đợ ô nhiễm hữu không cao Nước rò rỉ các đường ống, thiết bị dẫn đường lên men, nước vệ sinh các tăng lên men Loại nước thải chứa hàm lượng chất hữu cao như: xác men, protein, Ngoài cơng đoạn lên men cịn có nước rửa sàn phòng lên men

 Nƣớc thải công đoạn chiết chai:

Nước rửa sàn , xưở ng l ọc bia Nước rửa chai, nước rửa sàn chứa hàm lượng hữu tương đới cao ngồi cịn có chất tẩy rửa NaOH, stabilon, Nước bia vãi trình chiết chai, rửa mặt chai chứa chủ yếu men, chất có thành phần bia

(10)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 II CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI

1 XƢ̉ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP CƠ HỌC

Xử lý học gờm quá trình mà nước thải qua khơng thay đổi tính chất hóa học sinh học Xử lý học nhằm nâng cao chất lượng hiệu xử lý các bước

1.1 Song chắn rác

Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý trước hết phải qua song chắn rác Tại đây, thành phần có kích thước lớn giẻ, vỏ đồ hộp, lá cây, bao nilon,… giữ lại Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống kênh dẫn Tùy theo kích thước khe hở, song chắc rác phân thành loại thơ, trung bình, mịn Song chắn rác thơ có khoảng cách từ 60 – 100 mm song chắn rác mịn có khoảng cách từ 10 – 25 mm

Hình Song chắn rác 1.2 Lắng cát

(11)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 1.3 Lắng

Bể lắng có nhiệm vụ lắng hạt cặn lơ lửng có nước thải cặn tạo thành từ trình keo tụ hay trình xử lý sinh học Theo chiều dòng chảy, bể lắng phân thành: bể lắng ngang bể lắng đứng Trong bể lắng ngang, dòng thải chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn 0.01 m/s thời gian lưu nước từ 1.5 – 2.5 Đối với bể lắng đứng, nước thải chảy theo phương thẳng đứng từ lên đến vách tràn với vận tốc 0.5 – 0.6 m/s thời gian lưu nước bể dao động từ 45 – 120 phút

1.4 Bể điều hòa

Bể điều hòa dùng để khắc phục vấn đề sinh sự biến động lưu lượng tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu cơng trình xử lý sau, đảm bảo đầu sau xử lý, giảm chi phí và kích thước thiết bị sau

Có loại bể điều hòa:

 Bể điều hòa lưu lượng

 Bể điều hòa lưu lượng chất lượng

Cã thĨ bớ trí bể điều hịa có thể bể điều hịa dịng thải hay ngồi dịng thải xử lý Phương án điều hịa dịng thải có thể làm giảm đáng kể dao động thành phần nước thải vào các công đoạn phía sau, cịn phương án điều hịa ngồi dịng thải giảm một phần nhỏ sự dao động đó Vị trí tớt nhất để bớ trí bể điều hòa cần xác định cụ thể cho hệ thống xử lý, phụ thuộc vào loại xử lý, đặc tính hệ thớng thu gom đặc tính nước thải

2 XƢ̉ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ 2.1 Trung hòa

Nước thải chứa các axit vô kiềm cần trung hòa đưa pH khoảng 6.5 – 7.5 trước thải vào nguồn tiếp nhận sử dụng cho công nghệ xử lý Trung hịa nước thải có thể thực nhiều cách:

 Trộn nước thải axit với kiềm;

 Bổ sung tác nhân hóa học;

 Lọc nước axit qua vật liệu lọc có tác dụng trung hịa;

(12)

Để trung hòa nước thải chứa axit có thể sử dụng tác nhân hóa học như: NaOH, KOH, Na2CO3, CaCO3, MgCO3, đolomit… Song tác nhân rẻ nhất vôi sữa 5- 10 % Ca(OH)2, tiếp đó là soda và NaOH dạng phế thải Trong trường hợp trung hòa nước thải axit cách lọc qua vật liệu lọc có tác dụng trung hịa như: manhetit (MgCO3), đơlomit, đá vơi, đá hoa, các chất thải xỉ, xỉ tro…

Để trung hịa kiềm có thể sử dụng khí axit như: CO2, SO2, NO2, N2O3… Việc sử dụng khí axit khơng cho phép trung hòa nước thải mà tăng hiệu khí thải khỏi cấu tử đợc hại

Việc lựa chọn phương pháp trung hịa là tùy tḥc vào thể tích nồng độ nước thải, chế độ thải nước, chi phí hóa chất sử dụng

2.2 Oxy hóa khử

Để làm sạch nước thải, có thể sử dụng các tác nhân oxy hóa clo dạng khí hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi, permanganate kali, bicromat kali, peroxy hydro, oxy khơng khí, ozone, MnO2 Q trình oxy hóa chủn chất độc hại nước thải thành chất ít đợc hại và tách khỏi nước Q trình tiêu tớn nhiều hóa chất nên thường sử dụng không thể xử lý phương pháp khác

2.3 Keo tụ - tạo

Trong quá trình lắng học tách các hạt huyền phù có kích thước lớn 10-2

mm, cịn mợt phần hạt thường tờn tại dạng hạt keo mịn phân tán, kích thước hạt thường dao động khoảng 0.1 – 10 µm khơng thể lắng đươ ̣c Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ sớ diện tích bề mặt thể tích chúng rất lớn nên tượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng Các hạt này có khuynh hướng keo tụ lực hút VanderWaals hạt Khi các ̣t này tác du ̣ng với sẽ ta ̣o keo lớ n và có thể lắng đươ ̣c

2.4 Tuyển

(13)

Quá trình tuyển thực cách sục bọt khí nhỏ vào pha lỏng Các bọt khí kết dính với hạt cặn, khới lượng riêng tập hợp bọt khí cặn nhỏ khối lượng riêng nước, cặn theo bọt khí lên bề mặt Hiệu śt q trình phụ tḥc vào sớ lượng, kích thước bọt khí, hàm lượng chất rắn Kích thước tới ưu bọt khí nằm khoảng 15 – 30 µm (bình thường từ 50 -120 µm) Khi hàm lượng hạt rắn cao, xác suất va chạm kết dính hạt tăng lên, đó khới lượng khí tiêu tớn giảm Trong q trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ý nghĩa quan trọng

2.5 Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ dùng rộng rãi để làm sạch triệt để chất hữu hịa tan khơng xử lý phương pháp khác nước thải

Tùy theo chất, trình hấp phụ phân loại thành: hấp phụ lý học hấp phụ hóa học:

 Hấp phụ lý học trình hấp phụ xảy nhờ lực liên kết vật lý chất bị hấp phụ bề mặt chất hấp phụ lực liên kết VanderWaals

 Hấp phụ hóa học trình hấp phụ đó có xảy phản ứng hóa học chất bị hấp phụ chất hấp phụ

Trong xử lý nước thải, trình hấp phụ thường sự kết hợp hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học

Khả hấp phụ chất hấp phụ phụ thuộc vào:

 Diện tích bề mặt chất hấp phụ;

 Nồng độ chất bị hấp phụ;

 Vận tốc tương đối hai pha;

 Cơ chế hình thành liên kết: hóa học lý học 2.6 Trao đổi ion

(14)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 3 XƢ̉ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP SINH HỌC

Phương pháp sinh học ứng dụng để xử lý chất hữu hòa tan có nước thải một số chất vô H2S, sunfit, ammonia, nitơ,… dựa sở hoạt động vi sinh vật để phân hủy chất hữu gây ô nhiễm Vi sinh vật sử dụng chất hữu và mợt sớ khống chất làm thức ăn để sinh trưởng phát triển

3.1 Điều kiện của nƣớc thải có thể xƣ̉ lý sinh ho ̣c

Để cho trình chủn hố vi sinh vật xảy vi sinh vật phải tồn tại môi trường xử lý Ḿn vậy xử lý sinh học phải thoả mãn điều kiê ̣n sau:

 Nước thải khơng có chất đợc với vi sinh vật các kim loại nặng, dẫn xuất phenol cyanua, chất thuộc loại thuốc trừ sâu diệt cỏ nước thải không có hàm lượng axit hay kiềm quá cao, không chứa dầu mỡ

 Trong nước thải, hàm lượng chất hữu dễ phân huỷ so với chất hữu chung phải đủ lớn, điều thể qua tỷ lệ giá trị hàm lượng BOD/COD > 0.5

3.2 Nguyên lý của quá trình oxy hóa sinh ho ̣c

Quá trình phân hủy chất hữu nhờ vi sinh vật gọi q trình oxy hóa sinh hóa Để thực trình này, chất hữu hòa tan, chất keo chất phân tán nhỏ nước thải cần di chuyển vào bên tế bào vi sinh vật theo ba giai đoạn chính sau:

 Chuyển chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật;

 Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm sự chênh lệch nồng độ bên bên ngồi tế bào;

 Chủn hóa chất tế bào vi sinh vật, sản sinh lượng tổng hợp tế bào

(15)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 3.3 Tác nhân sinh học quá trình xử lý

Vai trò chủ yếu trình xử lý sinh học vi sinh vật Hệ vi sinh vật nước nói chung và nước thải nói riêng rất đa dạng phong phú, phụ thuộc vào chất nước và nước thải các điều kiện môi trường Thường nước thải có chứa nhiều loài : vi khuẩn, nguyên sinh đô ̣ng vâ ̣t… Vi sinh vật tham gia vào trình xử lý nước thải sử dụng chủ yếu hai dạng:

 Bùn hoạt tính : Là huyền phù vi sinh vật nước thải dạng màu nâu vàng có kích thước 3-5 m Bông tụ hợp lại vớ i dễ lắng Bùn hoạt tính có cấu tạo gờm vi sinh vật, vi khuẩn, nguyên sinh động vật protoza… phát triển thành sinh khới nhày chắc Hoạt tính vi sinh vật kết sự vận chuyển oxy vào sinh học Trong điều kiện kh́y trợn làm thống bể với bùn hoạt tính thông thường sinh học có mợt lớp phủ bề mặt gọi bề mặt hiếu khí Tính chất lắng nén bùn hoạt tính hai tiêu chính để đánh giá sự thành công phương pháp xử lý sinh học bùn hoạt tính Việc tạo bơng liên quan chặt chẽ tới tốc độ phát triển vi sinh vật và phụ thuô ̣c vào bản chất của chất gây ô nhiễm, nồng đô ̣ oxy hòa tan và mức đô ̣ chảy rối

 Màng sinh học : Màng sinh học một hệ thống vi sinh vật phát triển bề mặt vật liệu x ốp, tạo thành màng dày 13 mm Màng sinh học bao gồm vi khuẩn, nấm, nguyên sinh động vật…Quá trình xảy màng sinh học thường xem quá trình hiếu khí thực chất hệ thống vi sinh vật hiếu yếm khí Khi dòng nước thải chảy lớp màng sinh vật, chất hữu và oxy hoà tan khuếch tán qua màng đó diễn các quá trình trao đổi chất Sản phẩm trình trao đổi chất thải ngồi qua màng Trong śt q trình, oxy hoà tan ln bổ sung từ khơng khí Theo thời gian, màng sinh học đầy dần lên, sau một thời gian màng bung và thay một lớp màng khác

(16)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 10

Nhiệt đô ̣ có ảnh hưởng rất lớn tới tớc đợ phản ứng, giữ mợt vai trị quan trọng Tốc đô ̣ phản ứng tăng nhiê ̣t đô ̣ tăng nếu nhiê ̣t đô ̣ tăng quá ngưỡng có thể làm cho các vi sinh vâ ̣t bi ̣ chế t, nhiệt độ thấp quá tốc độ phản ứng giảm và quá trình thích nghi vi sinh vật với mơi trường bị chậm lại đó hiệu suất xử lý kém

Đối với xử lý hiếu khí: Tốc độ phản ứng sinh học tăng cực đại đạt nhiệt độ tối ưu khoảng từ 25320C Nhiệt đợ quá trình xử lý khơng 60C và không vượt quá 380

C

Đối với xử lý kỵ khí : Nhiệt đô ̣ tối ưu của quần thể vi sinh vâ ̣t sinh metan từ 35 – 550C Dướ i 100C vi sinh vật metan hầu không hoa ̣t đô ̣ng

3.4.2. pH

Ảnh hưởng lớn đến quá trình tạo men tế bào và quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng tế bào

Đối với xử lý hiếu khí : Giá trị pH tối ưu dao động từ 6,58,5

Đối với xử lý kỵ khí : pH tối ưu củ a quá trình là 6.4 – 7.5 Nếu pH < 6.4, vi khuẩn ta ̣o metan chúng sẽ hoa ̣t đô ̣ng rất kém và hiê ̣u suất xử lý không cao

3.4.3. Hàm lƣợng bùn hoa ̣t tính (MLVSS)

Hàm lượng bù n hoa ̣t tính ảnh hưở ng rất lớn đến tốc độ xử lý Tuỳ thuộc vào loại thiết bị , đặc tính nước thải mà ta trì hàm lượng sinh khới tới ưu Nếu hàm lượng bùn hoạt tính quá thấp , chúng không đủ để oxy hóa các chất hữu nước thải và nước thải đầu không đa ̣t yêu cầu Nếu hàm lượng bùn hoa ̣t tính quá cao nước đầu có thể ćn theo bùn dẫn đến nước đầu đục

Đối với xử lý hiếu khí : Hàm lượng bù n hoa ̣t tính biến động từ 500 5000 mg/l

Đối vớ i xử lý ky ̣ khí: Hàm lượng bùn hoa ̣t tính biến động từ 500 5000 mg/l 3.4.4. Thành phần dinh d ƣỡng

(17)

Nếu thiếu dinh dưỡng nước thải sẽ làm giảm mức đô ̣ sinh trưởng , phát triển tăng sinh khối của vi sinh vâ ̣t , thể hiê ̣n bằng lượng bùn hoa ̣t tính ta ̣o thành giảm dẫn đến kìm hãm và ức chế quá trình oxy hóa các chất hữu c ó nước thải Nếu thiếu nitơ kéo dài ngoài viê ̣c cản trở các quá trình sinh hóa còn làm cho bùn hoạt tính khó lắng , các bị phồng lên theo dòng nước làm cho nước đu ̣c Nếu thiếu photpho vi sinh vâ ̣t da ̣ng sơ ̣i phát triển và làm cho bùn hoạt tính khó lắng và giảm hiê ̣u quả xử lý Để khắc phu ̣c điều này , người ta đã xác ̣nh tỷ lê ̣ các chất dinh dưỡng cho quá trình xử lý

Đối với xử lý hiếu khí : Tỷ lệ các chất di nh dưỡng thích hơ ̣p là : BOD:N:P = 100:5:1

Đối với xử lý kỵ khí : Tỷ lệ các chất dinh dưỡng thích hợp là : BOD:N:P = 350:5:1

3.4.5. Độ oxy hoà tan (DO)

Đối với xử lý hiếu khí : Để oxy hoá các chất hữu các vi sinh vật cần có oxy và chúng có thể sử dụng dạng oxy hoà tan Để đảm bảo tốc độ oxy hoá DO bể oxy hoá cần đạt mg/l Thiếu oxy là một nguyên nhân làm bùn phồng lên vi khuẩn dạng sợi phát triển mạnh

Đối vớ i xử lý ky ̣ khí: Không cần sự có mă ̣t của oxy 3.4.6. Các ion kim loại

Các ion kim loại có ảnh hưởng rất lớn đến hệ vi sinh vật quá trình , Cr, Cu, Zn, Cd, Ni… Giớ i ̣n nồng đô ̣ cho phép của kim loa ̣i này là : Cr < 690 mg/l, Cu < 500 mg/l, Zn < 690 mg/l, Ni < 73 mg/l… [ – 202 ]

3.5 Các phƣơng pháp sinh học xử lý nƣớc thải 3.5.1 Phƣơng phá p hiếu khí

3.5.1.1 Cơ sở quá trình phân huỷ hiếu khí

Phương pháp hiếu khí dùng để loại chất hữu dễ bị vi sinh phân huỷ sinh ho ̣c khỏi nguồn nước Các chất loại vi sinh hiếu khí oxy hố oxy hịa tan nước

(18)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 12  Quá trình oxi hóa các chất hữu cơ:

 Quá trình tổng hợp xây dựng tế bào mới:

 Quá trình phân hủy nợi bào:

Các q trình xử lý sinh học phương pháp hiếu khí có thể xảy điều kiện tự nhiên nhân tạo Trong cơng trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tới ưu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên quá trình xử lý có tớc độ hiệu suất cao rất nhiều Tùy theo trạng thái tờn tại vi sinh vật, q trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:

 Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu sử dụng để khử chất hữu chứa cacbon quá trình bùn hoạt tính, hờ làm thống, bể phản ứng hoạt đợng gián đoạn, q trình lên men phân hủy hiếu khí

 Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate hóa với màng cớ định

3.5.1.2.Một số ̣ thống xƣ̉ lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp hiếu khí a Bể Aeroten

a.1 Đặc điểm nguyên lý làm viê ̣c

Bể phản ứng sinh ho ̣c hiếu khí – aeroten là công trình bê tông cốt thép hình khối chữ nhâ ̣t hoă ̣c hình tròn, hoă ̣c chế ta ̣o bằng sắt thép hình khối tru ̣

Nướ c thải sau đươ ̣c xử lý sơ bơ ̣ cịn chứa phần lớn các chất hữu dạng hòa tan cùng các chất lơ lửng vào bể aeroten Các chất lơ lửng là nơi vi

CxHyOz + O2 CO2 + H2O + Năng lượng (∆H)

enzim mmm mmm mm

CxHyOz + O2 Tế bào VSV + CO2 + H2O + C5H7NO2 – ∆H

enzim

C5H7NO2 + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3 ± ∆H

(19)

khuẩn bám dính để cư trú , sinh sản và phát triển , dần thành các ̣t că ̣n cũng chính là bùn hoạt tính

Quá trình oxy hóa các chất hữu xảy bể aeroten qua ba giai đoạn:

 Giai đoa ̣n thƣ́ nhất : tốc độ oxy hóa bằng tốc đô ̣ tiêu thu ̣ oxy Ở giai đoa ̣n này bùn hoa ̣t tính hình thành và phát triển Hàm lượng o xi cần cho vi sinh vâ ̣t sinh trưởng , thức ăn nhiều, lượng sinh khối ít Sau thích nghi với môi trường , chúng sinh trưởng rất mạnh vậy lượng tiêu thu ̣ oxy tăng dần

 Giai đoa ̣n thƣ́ hai : vi sinh vật phát triển ổn ̣nh , tốc đô ̣ tiêu thu ̣ oxy ít thay đổi Ở giai đoạn này các chất hữu bị phân hủy nhiều nhất

 Giai đoa ̣n thƣ́ ba : giai đoạn này tốc độ oxy hóa cầm chừng và có chiều hướng giảm , lại thấy tốc độ tiêu thu ̣ oxy tăng lên Đây là giai đoa ̣n nitrat hóa amon

a.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu quả làm nƣớc thải của bể aeroten

 Lƣơ ̣ng oxy hòa tan

Lượng oxy có thể coi là đủ nước thải khỏi bể lắng có nờng đợ oxy hịa tan là mg/l

Để đáp ứng đươ ̣c nhu cầu oxy hòa tan bể thường làm theo mô ̣t các cách sau:

 Khuấy ho ̣c với các da ̣ng khuấy ngang, khuấy đứng;

 Thổi và su ̣c khí bằng ̣ thống nén khí với các ̣ thống phân tán khí

thành các dòng hoă ̣c tia lớn nhỏ khác nhau;

 Kết hơ ̣p nén khí với khuấy đảo  Thành phần dinh dƣỡng

Dinh dưỡng chủ yế u cần thiết cho v i sinh vâ ̣t là nguồn cacbon (BOD), nitơ (NH4

+

(20)

phát triển và làm bùn khó lắng và giảm hiệu xử lý Tỷ lệ thích hợp nhất là BOD : N : P = 100 : :

 Nồng đô ̣ chất hƣ̃u cơ

Hàm lượng BOD thích hợp để xử lý bể aeroten là 500 – 1000 mg/l

 Các độc tính

Nồng đô ̣ muối vô nước thải không quá 10 g/l

 pH

pH có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sinh hóa của vi sinh vâ ̣t ,quá trình ta ̣o bùn và lắng pH thích hợp cho xử lý nước thải ở bể aeroten là 6.5 – 8.5

 Nhiê ̣t đô ̣

Nhiệt đô ̣ nước thải có ảnh hưởng rất lớn đến hoa ̣t đô ̣ng sống của vi sinh vâ ̣t Hầu hết các vi sinh vâ ̣t có nước thải là các thể ưa ấm vậy nhiệt độ tối ưu là 15 – 350

C

a.3 Một số loa ̣i bể aeroten

 Bể aeroten truyền thống

Nướ c thải sau lắng đươ ̣c trô ̣n đều với bùn hoa ̣t tính hồi lưu ở đầu bể aeroten Lượng bùn hồi lưu so với lượng nước thải là khoảng 20 – 30 %

Vớ i bể aeroten da ̣ng này thường sử du ̣ng để xử lí nước thải có BOD < 400 mg/l Lượng không khí cấp cho aeroten làm viê ̣c : 55 – 65 m3 kk/ kg BOD

Hình Sơ đờ làm viê ̣c bể aeroten truyền thống

 Bể aeroten tải tro ̣ng cao

(21)

Bể này thường áp du ̣ng để xử lý nước thải công nghiệp chế biến thịt, sữa

 Bể aeroten cấp khí giảm dần theo dòng chảy

Nướ c thải và bùn hoa ̣t tính đươ ̣c đưa vào đầu bể , có nồng độ chất hữu nhiễm bẩn lớn nhất sẽ xảy cường đô ̣ ox y hóa cao đó nhu cầu lượng oxy là lớn nhất Vì vậy, cần cung cấp không khí nhiều nhất và giảm dần theo chiều dài bể

Hình Sơ đồ làm viê ̣c của bể aeroten cấp khí giảm dần theo dòng chảy Ƣu điểm củ a bể:

 Giảm đươ ̣c lươ ̣ng không khí cấp, giảm điện năng;

 Không có sự cố làm hiếu khí quá mức ngăn cản sinh trưởng và hoa ̣t

đô ̣ng của vi khuẩn khử các hợp chất nitơ

 Bể aeroten nhiều bâ ̣c

Nướ c thải sau lắng đươ ̣c đưa vào aeroten bằng cách gián đoạn hay theo bâ ̣c, dọc theo chiều dài bể , bùn hoạt tính vào đầu bể Cấp khí ̣c theo chiều dài bể

Hình Sơ đờ làm viê ̣c của bể aeroten na ̣p theo bâ ̣c Ƣu điểm:

 Làm cân tải trọng BOD theo thể tích;

(22)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 16  Hiê ̣u suất xử lý cao

 Bể aeroten có ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định (Aeroten ổn

đi ̣nh – tiếp xúc)

Bùn hồi lưu vào ngăn tái sinh , môi trườ ng tái sinh là nước thải có hoă ̣c không được cân bằng dinh dưỡng phải có su ̣c khí và khuấy đảo Bùn phục hồi khoảng 2- giờ, để oxy h óa hết các chất hữu hấp phụ bề mặt và khe hở của ̣t bùn

Nướ c thải từ lắng đươ ̣c trô ̣n đều với bùn hoa ̣t tính tái sinh ở ngăn tiếp xúc Ở bùn hoạt tính hất thụ các chất keo , các chất lơ lửng và đồng thời hấp thu ̣ các chất hữu hòa tan có nước thải, quá trình oxy hóa diễn Sau xử lý hỗn hơ ̣p bùn - nước, sang bể lắng Bùn thu bể lắng được hồi lưu vào ngăn tái sinh để làm ổn ̣nh, bùn dư xả ngoài để xử lý

Hình Sơ đờ làm viê ̣c của bể ổn ̣nh – tiếp xúc Ƣu điểm của bể:

 Thông khí tích cực có dung tích nhỏ;

 Chịu đươ ̣c dao đô ̣ng lớn của lưu lượ ng và chất lượng nước

thải;

 Hiê ̣u quả xử lý cao

b Bể hoạt động gián đoạn (Sequencing Batch Reactor – SBR)

(23)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 17  Làm đầy;

 Phản ứng;

 Lắng;

 Xả cạn;

 Ngưng

Hình Sơ đờ làm việc hệ thống SBR Ƣu điểm củ a bể SBR:

 Không cần xây dựng bể lắng 2;

 Giảm chi phí giảm thiểu nhiều loại thiết bị so với quy trình cở điển;

 Chế đô ̣ hoa ̣t đô ̣ng có thể thay đổi theo nước đầu vào nên rất linh đô ̣ng

Nhƣợc điểm của bể SBR:

 Kiểm soát quá trình khó , đòi hỏi ̣ thống quan trắc cá c chỉ tiêu tinh

vi, hiện đa ̣i;

 Có khả nước đầu giai đoạn xả cuốn t heo bùn khó lắng , váng nổi;

 Do đă ̣c điểm lắng bùn bể nên ̣ thống thổi khí dễ bi ̣ nghẽn

c Bể lọc sinh học nhỏ giọt (Trickling Filter)

Bể lọc sinh học một thiết bị phản ứng sinh học đó các vi sinh vật sinh trưởng cố định lớp vật liệu lọc

(24)

Nước thải phân phối tên lớp vật liệu lọc nhờ bộ phận phân phối Bể lọc với vật liệu lọc chất dẻo có thể có dạng trịn, vng, nhiều dạng khác với chiều cao biến đổi từ - 12 m Ba loại vật liệu chất dẻo thường dùng (1) vật liệu với dòng chảy thẳng đứng, (2) vật liệu với dòng chảy ngang, (3) vật liệu đa dạng

Chất hữu bị phân hủy quần thể vi sinh vật dính kết lớp vật liệu lọc Các chất hữu có nước thải bị hấp phụ vào màng vi sinh vật dày 0.1 – 0.2 mm bị phân hủy vi sinh vật hiếu khí Khi vi sinh vật sinh trưởng phát triển, bề dày lớp màng tăng lên, đó, oxy đã bị tiêu thụ trước khuếch tán hết chiều dày lớp màng sinh vật Như vậy, môi trường kỵ khí hình thành sát bề mặt vật liệu lọc

Khi chiều dày lớp màng tăng lên, quá trình đờng hóa chất hữu xảy trước chúng tiếp xúc với với vi sinh vật gần bề mặt vật liệu lọc Kết vi sinh vật bị phân hủy nợi bào, khơng cịn khả đính bám lên bề mặt vật liệu lọc, bị rửa trôi

Ƣu điểm so vớ i bùn hoa ̣t tính

 Giảm việc trông coi;

 Tiết kiê ̣m lươ ̣ng , không khí được cấp hầu hết thời gian lo ̣c

làm việc cách lưu thông tự nhiên từ cửa thông gió qua lớp vật liê ̣u

Nhƣợc điểm

 Hiê ̣u suất làm sa ̣ch nhỏ với cùng mô ̣t tải lượng;  Dễ bi tắc nghẽn;

 Rất nha ̣y cảm với nhiê ̣t độ;

 Không khống chế quá trình thơng khí, dễ bớc mùi;  Chiều cao ̣n chế;

 Bùn dư không ổn ̣nh 3.5.2 Phƣơng phá p ky ̣ khí

3.5.2.1 Cơ sở của phƣơng pháp ky ̣ khí

(25)

cuối cùng là mô ̣t hỗn hợp khí gồm : CH4, CO2, N2, H2….Trong đó , sản phẩm chủ yếu là CH4 chiếm 65 % Vì vậy, quá trình nà y còn đươ ̣c go ̣i là lên men metan và quần thể vi sinh vâ ̣t tham gia vào quá trình được go ̣i chung là các vi sinh vâ ̣t metan Các vi sinh vật metan sống kỵ khí hội sinh và là tác nhân phân hủy các chất hữu cơ, protein, chất béo, hidratcacbon thành các sản phẩm có phân tử lượng thấp có thẻ biểu diễn theo phương trình sau:

Vi sinh vật

Chất hữu -> CH4 + CO2 + H2 + NH3 +H2S + Tế bào Q trình phân hủy kỵ khí xảy theo giai đoạn:

 Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch hợp chất cao phân tử;

 Giai đoạn 2: Axit hóa;

 Giai đoạn 3: Metan hóa Giai đoạn thủy phân

 Các chất thải hữu chứa nhiều chất hữu cao phân tử proteins, chất béo, carbohydrates, celluloses, lignin,… giai đoạn thủy phân, cắt mạch tạo thành phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy Các phản ứng thủy phân chuyển hóa protein thành amino axit, carbohydrate thành đường đơn, và chất béo thành axit béo

Giai đoạn axit hóa

 Các chất hữu đơn giản lại tiếp tục chuyển hóa thành acetic axit, H2 CO2 Các axit béo dễ bay chủ yếu acetic axit, propionic axit lactic axit Bên cạnh đó, CO2 H2, methanol, các rượu đơn giản khác hình thành trình cắt mạch carbohydrat Vi sinh vật chuyển hóa methane có thể phân hủy mợt sớ loại chất nhất định CO2, H2, formate, acetate, methanol, methylamines CO

Giai đoạn metan hóa

(26)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 20 Ƣu điểm củ a phƣơng pháp ky ̣ khí

 Lươ ̣ng bùn phát sinh nhỏ;  Có thể xử lý BOD đầu vào lớn;

 Phân hủy các chất béo, Protein, và các chất rắn hữu lơ lửng;  Tạo khí biogas có thể dùng làm nhiên liệu

Nhƣơ ̣c điểm của phƣơng pháp ky ̣ khí

 Thời gian xử lý châ ̣m;  Thiết bi ̣ xử lý lớn;

 Cần trì ở dải nhiệt độ phù hợp;  Xử lý không triê ̣t để BOD;

 Khử nitơ nước thải kém;

 Trong quá trình xử lý sinh mô ̣t số mùi khó chi ̣u

3.5.2.2 Các hệ thống xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp kỵ khí

Trong quá trình phân hủy ky ̣ khí các ch ất hữu , xử lý nước thải bằng phương pháp ky ̣ khí với sinh trưởng lơ lửng được dùng phổ biến Đó là quá trình phân hủy ky ̣ khí xáo trô ̣n hoàn toàn và được thực hiê ̣n công trình thường được gọi là bể metan Ngoài hai quá trình tiếp xúc kỵ khí , quá trình với bùn hoạt tính có dịng hướng lên … ứng dụng rộng rãi

a Bể tiếp xú c ky ̣ kh í (ANALIFT): bể lên men có thiết bi ̣ khuấy trô ̣n và có bể lắng riêng

Theo phương pháp này, công trình gồm mô ̣t bể phản ứng và mô ̣t bể lắng riêng biê ̣t với mô ̣t ̣ thống điều chỉnh bùn tuần hoàn Bể phản ứng có thể làm bê tông, bằng thép hay chất dẻo , có chớng ăn mịn phía , có cách nhiệt để trì nhiệt độ mong muốn Khuấy trô ̣n bằng bơm khí hoă ̣c máy khuấy Bể lắng coi mô ̣t thiết bi ̣ cô đă ̣c vì bùn tách có nồng đô ̣ rất cao và bùn được tuần hoàn về bể phản ứng

(27)

Hình Sơ đờ làm viê ̣c của bể tiếp xúc kỵ khí (ANALIFT) Ƣu điểm củ a bể:

 Xử lý rất hiê ̣u quả với nước thải có BOD cao;

 Chuyển bùn từ bể này sang bể khác dễ dàng , quá trình bảo dưỡng và

khởi đô ̣ng la ̣i đơn giản;

 Lọc bỏ H2S và xử lý khí gas ở ngoài;

 Tách một phần khoáng bùn nhờ máy li tâm

b Xƣ̉ lý nƣớc thải ở lớp bùn ky ̣ khí với dòng hƣớng lên (UASB_ Upflow Anaerobic Sludge Blanket)

Đây là mợt quá trình ky ̣ khí ứng dụng rộng rãi nhất giới hai đặc điểm sau:

 Cả ba trình, phân hủy - lắng bùn - tách khí, lấp đặt mợt cơng trình;

(28)

Vận tốc nước thải đưa vào bể UASB trì khoảng 0.6-0.9 m/h pH thích hợp cho q trình phân hủy kỵ khí dao động khoảng 6.6-7.6 Do đó cần cung cấp đủ độ kiềm (1000 – 5000 mg/L) để bảo đảm pH nước thải ln ln > 6.2 pH < 6.2, vi sinh vật chủn hóa metan khơng hoạt đợng

Hình Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)

(29)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 23 Bảng Các thông số của các quá trình kỵ khí

Quá trình

Nhu cầu oxi hóa học, COD

vào ( mg/ l )

Thời gian lưu nước bể

(h )

Tải trọng chất hữu ( kg COD/m3

ngày )

Hiê ̣u suất khử COD

( % )

Quá trình tiếp xúc kỵ khí ( ANALIFT )

1500 - 5000 - 10 0.48 – 2.4 75 -90

UASB 5000 - 15000 -12 4.00 – 12.01 75 - 85

Ƣu điểm củ a bể UASB so với q trình bùn hoạt tính hiếu khí nhƣ:

 Ít tiêu tớn lượng vận hành;

 Ít bùn dư, nên giảm chí phí xử lý bùn;

 Bùn sinh dễ tách nước;

 Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng;

 Có khả thu hời lượng từ khí methane;

 Có khả hoạt đợng theo mùa bùn kỵ khí có thể hời phục hoạt đợng sau một thời gian ngưng không nạp liệu

Nhƣợc điểm

 Thời gian xử lý dài;  Thiết bi ̣ xử lý lớn;

 Xử lý không triê ̣t để BOD;  Khử nitơ nước thải kém;

 Trong quá trình xử lý có sinh mô ̣t số khí có mùi khó chi ̣u

c Lọc kỵ khí với sinh trƣởng gắn kết giá mang hƣ̃u (ANAFIZ)

Trong phương pháp này lớp vi sinh vâ ̣t phát triển thành màng mỏng vâ ̣t liê ̣u làm giá mang bằng chất dẻo, có dòng nước chảy qua

(30)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 24 Nguyên tắc hoạt đô ̣ng:

 Nước thải đi từ dưới lớp lo ̣c hướng lên phía tiếp xúc với vật liệu

Trên mă ̣t các loa ̣i vâ ̣t liê ̣u có vi sinh vâ ̣t ky ̣ khí và tùy tiê ̣n phát triển dính bám thành màng mỏng Lớp màng này không bi ̣ rửa trôi , thời gian lưu la ̣i ở đó có thể tới 100 ngày và có thể lớn n ếu thời gian lưu nước bể lo ̣c ngắn

 Sau qua lớp màng các chất hữu có nước thải bi ̣ phân

hủy, bùn cặn giữ lại khe rỗng lớp lọc Sau – tháng làm việc xả bùn một lần , vê ̣ sinh rửa lo ̣c Nước qua lớp lọc lên phía đươ ̣c tách khí rồi chảy vào máng thu nước đă ̣t ở giữa bể , tiếp đó đưa sang xử lý hiếu khí nếu cần

Bể lọc ky ̣ khí thích hợp cho viê ̣c xử lý nước thải có nồng đô ̣ ô nhiễm thấp ở nhiê ̣t đô ̣ không khí ngoài trời

d Lọc kỵ khí với vật liê ̣u giả lỏng trƣơng nở (ANAFLUX)

Theo phương pháp này, vi sinh vâ ̣t đươ ̣c cố ̣nh vâ ̣t liê ̣u ̣t đươ ̣c giãn nở bởi dòng nước dâng lên cho sự tiếp xúc của màng sinh ho ̣c với các chất hữu mô ̣t đơn vi ̣ thể tích là lớn nhất

Lọc gồm cột phản ứng có thể làm thép chất dẻo , cần chống ăn mòn bên và cách nhiê ̣t Nước được quay la ̣i để pha loãng nước thải chảy vảo vào bể lo ̣c và cần phải giữ lưu lượng – 10 m/h để giữ cho lớp vâ ̣t liê ̣u ở tr ạng thái xốp – trương nở Nồng đô ̣ sinh khối có thể đa ̣t tới 15000 – 40000 mg/l Do đó có thể giữ đươ ̣c mâ ̣t đô ̣ cao vi sinh vâ ̣t bề mă ̣t vâ ̣t liê ̣u xốp – trương nở nên loa ̣i lo ̣c này có thể xử lý nước thải đô thi ̣ mô ̣t thời gian ngắn

Ƣu điểm củ a ̣ thớng :

 Ít bị tắc nghẽn quá trình làm việc với vật liệu lọc;

 Khởi đô ̣ng nhanh chóng;

 Không tẩy trôi các quần thể sinh ho ̣c bám dính vâ ̣t liê ̣u;  Có khả thay đổi lưu lượng giới hạn tốc độ chất lỏng Nhƣợc điểm của ̣ thống :

 Khi thu hồi các ̣t vâ ̣t liê ̣u theo dòng , nếu muốn loa ̣i bỏ huyền phù

cần phải đă ̣t them mô ̣t thiết bi ̣ lắng tiếp theo;

(31)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 25 III CÁC YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI

1 Nắm rõ quy trình và đă ̣c tính, thành phần nƣớc thải của nhà máy Quy trình sản xuất xí nghiệp

Về lưu lượng nước thải cần thiết phải xác định tổng lượng nước thải/ng.đ, lưu lượng nước thải theo ngày, sự biến thiên lưu lượng nước thải theo giờ, ca, mùa vụ sản xuất

Về thành phần nước thải: cần phải xác định các tiêu BOD, COD, màu, SS, VSS, Total coliform, hàm lượng các hóa chất khác có (theo đặc trưng loại hình sản xuất)

Từ những dự liê ̣u thu thâ ̣p ở , chúng ta sé có phương án lựa chọn phương pháp cũng công nghê ̣ xử lý nước thải một cách hợp lí (sinh ho ̣c hay hóa học) Để xử lý sinh ho ̣c được tỉ lê ̣ BOD/ COD > 0.5

2 Nhu cầu của chủ nhân hệ thống xử lý

Đây là một yếu tố quan trọng nhất là đối với các cộng đồng nhỏ chưa có kinh nghiệm xây dựng và vận hành các hệ thống xử lý Nó liên hệ đến vấn đề vốn đầu tư, khả vận hành, nhân sự điều hành hệ thống, các thiết bị, kinh nghiệm và khả ảnh hưởng đến môi trường

Đối với tất các đề án, điều cần thiết nhất là kỹ sư thiết kế và chủ nhân phải hiểu rõ các mục tiêu, mục đích chung để thỏa mãn nhu cầu chủ nhân mà bảo đảm yêu cầu việc lựa chọn phương pháp xử lý (đạt tiêu chuẩn nước thải cho phép thải vào nguồn nước công cộng, có hiệu kinh tế, giảm nhẹ các ảnh hưởng xấu đến môi trường )

3 Tƣơng thích với thiết bị hay hệ thống sẵn có

Đới với việc nâng công suất, mở rộng một hệ thống xử lý sẵn có phải chú ý đến quy trình và thiết bị phải tương thích với cái có sẵn để có thể tận dụng nguồn nhân lực, vật lực sẵn có, tránh lãng phí

4 Tính mềm dẻo củ a công trình

Có khả nâng công suất nhà máy có yêu cầu tăng sản lượng 5 Yêu cầu của các quan quản lý môi trƣờng

(32)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 26 6 Yêu cầu về vật tƣ, thiết bị

(33)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 27 IV CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN KHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI

1 Thờ i gian lƣu nƣớc các thiết bi ̣ của ̣ thống

Thờ i gian lưu nước thiết bi ̣ của ̣ thống xử lý chính là thời gian cần thiết để các phản ứng sinh hóa xảy nhờ vi sinh vâ ̣t

Thờ i gian lưu nước bể tính theo công thức :

1

𝜃𝑐 = Y * 𝑆0−𝑆

𝜃∗𝑋 – kd, -1

[ – 74 ]

θ = 𝑌∗( 𝑆𝑜–𝑆 )

𝑋∗(

𝜃 𝑐+ 𝑘𝑑 )

, ngày

Trong đó :

𝜃𝑐: thờ i gian lưu bùn bể, ngày 𝜃: Thờ i gian lưu nước bể, ngày X: Nồng độ bùn hoa ̣t tính bể, mg/l Y : Hệ số tăng sinh khối, mgVSS/ mgBOD kd: Hệ số phân hủy nô ̣i bào, ngày

-1

So: Nồng độ BOD đầu vào, mg/l S: Nồng độ BOD đầu ra, mg/l

Mỗi thiết bị xử lý có thời gian lưu nước khác tùy vào quá trình xảy các thiết bi ̣ đó, ví dụ: thời gian lưu nước bể ky ̣ khí thường là – 12 giờ, thời gian lưu nước bể hiếu khí (aeroten) là – 10 giờ…

Nếu thờ i gian lưu nước quá ngắn sẽ không đủ thời gian để vi sinh vâ ̣t oxy hóa các chất hữu có nước thải đó hiệu xử lý kém Nếu thờ i gian lưu nước quá dài mă ̣c dù hiê ̣u quả xử lý cao cần mô ̣t thể tích lớn để chứa nước thải đó tốn kém mặt diện tích

2 Thờ i gian lƣu bùn các thiết bi ̣ của ̣ thống

Thờ i gian lưu bùn chính là thời gian cần thiết để đổi hoàn toàn lượng bùn hoạt tính các bể bùn hoạt tính

Thờ i gian lưu bùn đươ ̣c tính theo công thức:

1

𝜃𝑐𝑀 = Y 𝐾∗𝑆0

𝐾𝑠+ 𝑆0 - kd , -1

(34)

Trong đó :

𝜃𝑐𝑀: Thờ i gian lưu bùn tối thiểu, ngày 𝐾: Hằng số thực nghiê ̣m, ngày-1 Ks: Hằng số bán tốc đô ̣,mgBOD/l So: Nồng độ BOD đầu vào, mg/l kd: Hệ số phân hủy nô ̣i bào, ngày-1

Nếu thời gian lưu bùn quá dài thì hiê ̣u quả xử lý kém bởi lúc đó vi sinh vâ ̣t đã

già và hoạt lực oxy hóa chúng đã giảm Nếu thờ i gian lưu bùn quá ngắn thì lươ ̣ng bùn lấy nhiều tốn công và chi phí cao

3 Nồng độ bùn hoa ̣t tính

Nồng độ bùn hoa ̣t tính quá cao sẽ gây khó khăn cho quá trình lắng và tiêu tốn lươ ̣ng kh uấy trộn để giữ bùn lơ lửng với nồng độ khắp bể Nồng đô ̣ bùn hoạt tính thấp không đủ để oxy hóa các chất hữu có nước thải

Vì vậy, việc lựa cho ̣n nồng đô ̣ bùn hoa ̣t tính có ý nghĩa rất quan tro ̣ng bởi nó ảnh hưởng trực tiếp tới hệ thống xử lý

Nồng độ bùn hoa ̣t tính bể aer oten giới ̣n ở mức 500 – 5000 mg/l Viê ̣c lựa cho ̣n nồng đô ̣ bùn còn phu ̣ thuô ̣c vào nồng đô ̣ chất nền có nước thải Nồng độ bùn hoa ̣t tính bể kỵ khí giới hạn mức 500 – 5000 mg/l 4 Tải trọng thể tích của bể

Tải trọng thể tích bể chính là khả khử các hợp chất hữu có nước thải mô ̣t đơn vi ̣ thể tích

Tải trọng thể tích tính theo công thức:

L = 𝑆𝑜∗𝑄

𝑉 , kgBOD/m

3ngày

5 Tỷ lệ tuần hoàn bùn

Tuần hoàn bùn là để trì nồng đô ̣ bùn hoa ̣t tính bể Aeroten đáp ứng yêu cầu của xử lý

Lưu lượng tuần hoàn bùn xác ̣nh theo phương trình cân bằng khối lượng bùn hoạt tính vào và khỏi bể

(35)

Trong thực tế nồng đô ̣ bùn hoa ̣t tính nước thải vào bể X o là không đáng kể, ta có:

α = QvQt = 𝑋𝑡−𝑋𝑋 [ – 93 ] Trong đó:

α: Tỷ lệ tuần hoàn bùn

Qv: Lưu lượng nước thải vào bể, m

/h Qt: Lưu lượng bùn tuần hoàn la ̣i, m

3 /h

X: Nồng độ bùn hoa ̣t tính trì bể, mg/l

Xt: Nồng độ bùn hoa ̣t tính hỗn hợp tuần hoàn, mg/l

Nếu tỷ lê ̣ tuần hoàn bùn quá thấp thì sẽ không đủ nồng đô ̣ bùn hoa ̣t tính tr ong bể dẫn đến hiê ̣u quả xử lý kém Nếu tỷ lê ̣ tuần hoàn cao sẽ dẫn đến diê ̣n tích bể lớn , tốn kém sở mă ̣t bằng Do đó cần tối ưu tỷ lê ̣ tuần hoàn bùn và tỷ lê ̣ đó được tính theo công thức ở

6 Tỷ lệ chất dinh dƣỡng và vi sinh vâ ̣t (F/M)

Tỷ lệ biểu thị mối quan hệ tải trọng và trạng thái trao đổi chất vi sinh vật Được điều chỉnh tỷ lệ bùn hoạt tính lấy

𝐹 𝑀 =

𝑆𝑜

𝜃∗𝑋, mgBOD/ngày/mgMLVSS [ – 66 ]

Trong đó:

X: Hàm lượng bùn hoạt tính có bể, mg/l 𝑆𝑜: Hàm lượng chất hữu đầu vào, mg/l θ: thờ i gian lưu nước bể, ngày

Tỷ lệ F/ M < 1, thông thườ ng 0.2 – 0.6 mgBOD5/ngày/mgMLSS

7 Chỉ số SVI

Chỉ số SVI là số ml nước thải xử lý lắng gram bù n 30 phút Chỉ số này đánh giá khả lắng bùn

SVI = 𝑉∗1000

𝑀𝐿𝑉𝑆𝑆 , ml/g [ – 95 ]

Trong đó:

SVI: Chỉ số thể tích bùn, ml/g

(36)

MLVSS: Hàm lượng chất rắn huyền phù bể aeroten, mg/l 1000: Hệ số quy đổi mg g

Giá trị điển hình SVI đới với hệ thớng bùn hoạt tính làm việc với nồng đô ̣ MLSS từ 2000 đến 3500 mg, thường nằm khoảng 80 – 150 ml/g Nếu SVI < 50 ml/g thì bùn đă ̣c lắng nhanh, hoạt lực oxy hóa BOD bùn loại bùn này cao SVI > 200 ml/g thì bùn có cấu trúc da ̣ng sơ ̣i, khó lắng

8 Lƣợng bùn hoa ̣t tính sinh Pb =

𝑄∗𝑌∗𝐻∗𝑆𝑜

1+𝐾𝑑∗𝜃𝑐 , kg/ngày

Trong đó :

Q: Lưu lượng nước thải, m3/ngày

Y: Hệ số tăng sinh khối, mgVSS/mgBOD H: Hiệu suất xử lý, %

kd: Hệ số phân hủy nô ̣i bào, -1

𝜃𝑐 : Thờ i gian lưu bùn, ngày 𝑆𝑜: Nồng độ BOD đầu vào, mg/l

Nếu lượng bùn hoa ̣t tính sinh nhiều thì hiê ̣u quả xử lý không cao bởi chúng ta còn phải xử lý lượng bùn dư sinh Nếu lượng bùn hoa ̣t tính sinh quá ít thời gian lưu bùn dài cũng ảnh hưởng đến khả xử lý nước thải

9 Các yếu tố ảnh hƣởng đến thông số hệ thống làm việc

 Nhiê ̣t đô ̣

Nhiệt đô ̣ ảnh hưởng rất lớn đến tốc đô ̣ phản ứng sinh hóa quá trình xử lý nước thải, khơng những vâ ̣y nhiê ̣t đô ̣ còn tác đô ̣ng đến khả hấp thu ̣ oxy vào nước thải và quá trình lắng các că ̣n vi sinh vâ ̣t ở bể lắng thứ cấp

Ảnh hưởng nhiệt độ đến tốc độ phản ứng s inh hóa quá trình xử lý nước thải được biểu diễn bằng công thức:

rT = r20 * ∆( 𝑇−20 ) [ – 63 ] Trong đó:

rT: Tốc độ phản ứng ở T

C r20: Tốc độ phản ứng ở 20

0 C

(37)

T: Nhiệt đô ̣ nước thải đo bằng 0C

 Chất khƣ̉ trùng

Trong công nghệ sản xuất bia , các chất khử trùng dùng để vô trùng các dụng cụ, thiết bi ̣ nhằm đảm bảo vê ̣ sinh Những chất khử trùng này có ảnh hưởng không tốt đến hoa ̣t đô ̣ng của vi sinh vâ ̣t đó ảnh hưởng đến hiê ̣u suất xử lý Nồng đô ̣ các chất này cao làm cho các vi sinh vật hệ thống xử lý nước thải bị ức chế hoàn toàn, thối rữa ta ̣o thành da ̣ng keo nước làm cho COD và SS tăng Vì vậy trước xử lý sinh ho ̣c phải loa ̣i bỏ các chất khử trùng này khỏi nước thải

 Nồng đô ̣ chất hƣ̃u cơ

Nếu nồng độ quá cao sẽ ảnh hưởng quá trình thông khí bể hiếu khí , làm kiệt oxy dẫn đến ảnh hưởng quá trình trao đổi chất vi sinh vật , hiê ̣u quả xử lý kém

 Nồng đô ̣ các ion kim loại

(38)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 32 V MỘT SỐ HỆ THỐNG XƢ̉ LÝ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY BIA

1 Hệ thống xƣ̉ lý nƣớc thải nhà máy bia Kim Bài

Hình Sơ đờ ̣ thớng xử lý nước thải nhà máy bia Kim Bài Đặc tính nước thải nhà máy:

(39)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 33 2 Hệ thống xƣ̉ lý nƣớc thải nhà máy bia Will Brau GmbH ( CHLB ĐƢ́C )

Hình 10 Sơ đồ ̣ thống xử lý nước thải nhà máy bia Will Brau GmbH Đặc tính nước thải nhà máy:

BOD5 : 1100 – 1500 mg/l COD : 1800 – 3000 mg/l Ntổng số : 30 – 100 mg/l Ptổng số : 10 – 30 mg/l

Trong hệ thống , bể aeroten sử d ụng là bể aeroten cao tải (vì hàm lượng BOD5 > 1000 mg/l), đó tiết kiê ̣m đươ ̣c diê ̣n tích mă ̣t bằng và không cần xây dựng bể ky ̣ khí lượng sục khí lớn Do đă ̣c tính của nước thải bia giàu chất dinh dưỡng , hàm lượng chất hữu cao trạng thái hòa tan và lơ lửng, chủ yếu hydratcacbon, protein, acid hữu nên không cần bể loại dầu ở ̣ thống của nhà máy

Do sơ đồ làm viê ̣c không có bể điều hòa nên ̣ thống xử lý có thể gă ̣p quá tải lượng nước thải dao động lớn

Loại dầu lắng sơ cấp

Xử lý hiếu khí (Aeroten)

Bể lắng thứ cấp

Lọc bùn Bể chứa

bùn

Nước Chắn rác

Nước

Tuần hồn bùn Nước thải

Sấy khơ

Bùn thải

(40)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 34 3 Hệ thống xƣ̉ lý nƣớc thải nhà máy bia Sài Gòn – Hà Nội

Hình 11 Sơ đờ ̣ thớng xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Hà Nội Đặc tính nước thải nhà máy:

Q = 1500 m3/ngày COD = 2800 mg/l BOD5 = 1600 mg/l

Máy ép bùn

Chất keo tụ Bể xử lý kỵ khí

(UASB)

Bể trung gian (xử lý H2S)

Bể xử lý hiếu khí – SBR

Bể nén bùn

Hệ thớng nước khu cơng nghiệp Bể khử trùng Sục khí Sục khí Nước Bùn Sục khí

Chắn rác thơ

Bể gom nước thải

Thiết bị tách rác tinh (bã malt)

Bể điều hịa

Bể tách pha Tuần hồn bùn NaOH Khuấy Khuấy

H2SO4

Bể chứa bùn yếm

(41)

pH = 6.6 – 7.5

Hệ thống xử lý hiếu khí của nhà máy sử du ̣ng bể SBR , so với bể aeroten bể SBR có:

Ƣu điểm:

 Không cần xây dựng bể lắng 1, lắng

 Giảm chi phí giảm thiểu nhiều loại thiết bị so với quy trình cở điển

 Chế ̣ hoa ̣t đô ̣ng có thể thay đổi theo nước đầu vào nên rất linh đô ̣ng

Nhƣợc điểm:

 Kiểm soát quá trình khó , đòi hỏi ̣ thống quan trắc các chỉ tiêu tinh

vi, hiện đa ̣i

 Có khả nước đầu giai đoa ̣n xả cuốn theo bùn khó lắng ,

váng

(42)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 36 VI HỆ THỐNG XƢ̉ LÝ NƢỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY BIA KIM BÀI

1. Công nghê ̣ sản xuất bia

Hình 12 Sơ đờ cơng nghê ̣ sản xuất bia Kim Bài

Các công đoạn chính công nghệ sản xuất bia miêu tả hình, bao gờm: Ch̉n bi ̣ nguyên liê ̣u : Malt đại ma ̣ch và ngun liê ̣u thay thế (gạo, lúa mì, ngơ) được làm sa ̣ch rồi đưa vào xay, nghiền để tăng bề mă ̣t hoa ̣t đô ̣ng của enzym và giảm thời gian nấu

(43)

có bổ sung enzym thực nời đường hố nhiệt đợ 750C 2h Sản phẩm trình dịch đường

Lọc dịch đƣờng, nấu hoa, lắng cặn, làm lạnh: Dịch đường bổ sung hoa houblon nâng nhiệt độ lên 1000C Bã lọc rửa nước nóng nhiệt độ 75 – 800

C Sau nấu hoa, dịch đường bơm sang thùng xoáy lốc để tách bã hoa cặn lắng Sau đó làm lạnh nhanh để hạ nhiệt độ xuống – 100C bổ sung oxy với lượng 30 – 35ml khí/lit dịch (tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men phát triển) rồi chuyển vào thiết bị lên men

Quá trình lên men: Đây là quá trình quan trọng nhất công nghệ sản xuất bia, gồm quá trình:

 Lên men chính: Thường – 10 ngày, nhiệt đợ trì giai đoạn lên men từ – 100C Khi lên men, nhiệt độ dịch đường thùng tăng cho phép lên đến 14 – 160

C với áp suất khống chế mức 1.3 – 1.5 bar

 Lên men phụ: Sau q trình lên men kết thúc, nhiệt độ hạ xuống 40C, giữ tiếp một ngày rồi tiếp tục làm lạnh bia thùng xuống -10C Khi làm lạnh men lắng xuống phía đáy thùng lấy chuyển vào thùng chứa men Lượng men thu hời có thể sử dụng lại nhiều lần theo tỷ lệ bộ phận kỹ thuật công nghệ định Khi nhiệt độ thùng hạ xuống tới -10C giữ thêm – ngày sau đó đem lọc

Lọc bia: Nhằm tách các h ạt cặn, tạp chất cịn sót lại bia, làm tăng độ bia và làm tăng thời gian bảo quản Thiết bị lọc có thể lọc khung với chất trợ lọc diatomit

Bão hoà CO2 chiết bia: Từ thùng chứa bia trong, bia có thể bão hồ thêm CO2 để tăng nồng độ CO2 bia rồi đưa chiết chai, chiết bom đóng lon

2 Nƣớ c thải của nhà máy bia Kim Bài

Nước thải của nhà máy chủ yếu là nước thải sản xuất:

(44)

Nướ c từ bô ̣ phâ ̣n nấu – đường hóa , chủ yếu là nước vệ sinh thùng nấu , bể chứa, sàn nhà, … nên chứa bã malt, tinh bô ̣t, bã hoa, các chất hữu cơ…

Nướ c thải từ vê ̣ sinh các thiết thiết bi ̣ lên men ,thùng chứa , đườ ng ống …có chứa bã men và các chất hữu

Nướ c rửa chai, chiết chai là mô ̣t dòng thải có ô nhiễm lớn của nhà máy

Bảng Thành phần nƣớc thải nhà máy bia Kim Bài

STT Thông số Đầu vào Đầu

1 pH 7.2

2 COD (mg/l) 2500 100

3 BOD5(mg/l) 1800 50

4 SS(mg/l) 350 100

5 Tổng N(mg/l) 52 30

(45)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 39 3 Quy trình xƣ̉ lý nƣớc thải của nhà máy bia Kim Bài

Hình 13 Sơ đờ hệ thớng xử lý nhà máy bia Kim Bài Thuyết minh quy trình

Dịng nước thải từ nhà máy đưa qua thiết bị lọc rác trước thu vào hố gom Đây là bước loại bỏ các tạp vật có lẫn nước thải nhà máy có thể gây sự cớ quá trình vận hành hệ thống làm tắc máy bơm, đường ống

Từ bể gom , nước thải bơm vào bể điều hòa Tại đây, nước thải đươ ̣c điều hòa về lưu lượng , sau đó đưa sang bể khuấy để ổn định thành phần nước thải Tiếp đến nước thải được đưa sang bể điều chỉnh để ổn ̣nh độ pH để pH đạt khoảng 6.8-7.2 rồi đưa vào bể ky ̣ khí Sau ổn định các thành phần, nước thải bơm sang bể ky ̣ khí

(46)

Tại bể lắng, bùn hoạt tính lắng xuống đáy bể nhờ tác dụng trọng lực Một phần bùn đưa quay trở lại bể hiếu khí để bảo đảm đủ lượng vi sinh cần thiết cho quá trình xử lý hiếu khí Phần bùn dư tách đưa hệ thống xử lý bùn Bể lắng có thể tích thiết kế đủ lớn để nước lưu đó vài giờ, đủ thời gian cho quá trình lắng Trước vào bể lắng, nước bổ sung polyme để tạo kết bông, tăng khả lắng Nước sau bể lắng thoát ao sinh học, kết thúc chu trình cơng nghệ

4 Đề x́t cả i ta ̣o ̣ thống xƣ̉ lý nƣớc thả i nhà máy bia Kim Bài Trong ̣ thống xử lý nước thải của nhà máy, có chỗ không hợp lí:

Hệ thống xử lý vẫn chưa có song chắn rác , bể lắng và không cần có bể khuấy, bể điều chỉnh sau bể điều hòa, vậy ta có thể gộp thành bể điều hòa

Hệ thống gồm bể ky ̣ khí vẫn chưa đa ̣t được hiê ̣u quả cao vâ ̣y nên em đề xuất dùng bể UASB với dòng chảy ngược

Bể lắng có cấu ta ̣o hình t rịn hệ thớng đưa nước từ bể aeroten ngang thành bể, hiê ̣u quả lắng không cao đó cần cải ta ̣o bể với dòng vào từ tâm bể theo hướng bán kính

Bể aeroten củ a ̣ thống đươ ̣c chia thành ngăn đường dẫn n ước từ ngăn này sang ngăn chưa hợp lí

(47)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 41 Quy trình xƣ̉ lý mới

Hình 14 Sơ đờ ̣ thớng xử lý nước thải nhà máy bia Thuyết minh quy trình

Nước thải của nhà máy tử các cống , rãnh có thiết bị chắn rác đến hố gom Đây là bước loại bỏ tạp vật có lẫn nước thải nhà máy có thể gây sự cớ q trình vận hành hệ thớng làm tắc máy bơm, đường ống

Từ bể gom, nước thải bơm vào bể điều hòa Tại , nước thải điều hòa về lưu lư ợng, ổn định thành phần nước thải nhờ máy khuấy đặt tại bể Sau đó, nước thải được dẫn sang bể lắng sơ cấp để loa ̣i bỏ các chất rắn lơ lửng rồi đưa sang bể ki ̣ khí UASB

(48)

Tại đây, quá trình tách pha khí - lỏng - rắn xảy nhờ bộ phận tách pha Bùn sau tách khỏi bọt khí lại lắng xuống Nước thải theo má ng tràn cưa dẫn đến cơng trình xử lý hiếu khí

Hệ thống có máy nén khí và các hệ thống phân tán khí bể hiếu khí sử dụng để cung cấp oxy cho quá trình xử lý hiếu khí Lượng oxy đưa vào quá trình xử lý hiếu khí phụ tḥc vào lượng oxy hòa tan nước Sau đó , nước thải được đưa sang bể lắng

(49)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 43 PHẦN II TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ XỬ LÝ NƢỚC THẢI I TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ

1 Bể lắng ngang

Bảng Các thông số đầu vào bể lắng ngang

Lưu lươ ̣ng m3/ngày 500

SS mg/l 350

BOD mg/l 1800

Ntổng mg/l 52

Ptổng mg/l 10

Chiều cao vùng lắng là 3.5 m

Vâ ̣n tốc lắng của ̣t tính theo công thƣ́c Stokes : VL =

𝑔 𝜌𝑠–𝜌 𝑑2

18µ , m/s [ – 222 ]

Trong đó:

VL: Vận tốc lắng của ̣t lơ lửng, m/s g: Gia tốc trọng trường, g = 9.8 m/s2

ρs: Tỷ trọng hạt lơ lửng , ρs = 1200 – 1600 kg/m

, chọn ρs = 1200 kg/m3

ρ: Tỷ trọng nước thải, ρ = 1000 kg/m3 µ: Đợ nhớt đợng lực nước thải, Ns/m

µ = µo ( + 2.5Co ), Ns/m [ – 85 ] µo: Đợ nhớt đợng lực nước sạch, µo = 10

-3 Ns/m Co: Nồng độ của các ̣t lơ lửng, Co = 0.35 kg/m

3

µ = µo ( + 2.5Co ) = 10 -3

( + 2.5 * 0.35 ) = 1.95 * 10-3 Ns/m Vâ ̣y vâ ̣n tốc lắng của ̣t lơ lửng là:

VL =

𝑔 𝜌𝑠–𝜌 𝑑2

18µ =

9.8 1200 – 1000 10−42

18∗ 1.95∗ 10−3 = 56 * 10

-5 m/s

(50)

t = 𝐻

𝑉𝐿 =

3.5

0.56 ∗ 10−3 = 6250 s = 1.74 h

Tốc đô ̣ ngang cửa dòng nước phải nhỏ vâ ̣n tốc lắng của ̣t để quá trình lắng xảy ra, Vnt < VL

Vnt =

𝑄

𝐹 < 56* 10

-5

F > 500

56∗10−5∗24∗3600 = 10.33 m

2

Vâ ̣y diê ̣n tích nhỏ nhất của bể lắng là:

F = 10.33 m2

Mặt khác thời gian đó, hạt rắn đã qua một quãng đường theo chiều ngang với vận tốc Vnt = 2.02 m/h

L = t * Vnt = 1.74 * 2.02 = 3.5 m Vâ ̣y chiều rô ̣ng bể lắng là:

B = F/ L = 10.33 / 3.5 = m Thể tích của bể lắng là:

V = F * H = 10.33 * 3.5 = 36 m3 Vâ ̣y thể tích bể lắng là: V = 36 * 1.2 = 44 m3

Thời gian lưu nước bể lắng là: θ = 𝑉

𝑄 =

44

500 = 0.09 ngày = 2.16 h

Hiê ̣u quả khƣ̉ SS

Hiê ̣u quả khử SS tính theo công thức: R = 𝑡

𝑎+𝑏∗𝑡, % [ – 48 ]

Trong đó:

R: Hiệu quả khử SS, %

t: Thờ i gian lưu nước bể, h

(51)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 45 Bảng Giá trị của hằng số thực nghiệm a , b ở t > 200

C

Chỉ tiêu a (h) b

Khử că ̣n lơ lửng SS 0.0075 0.014

Hiê ̣u quả khử SS là:

R = 𝑡

𝑎+𝑏∗𝑡 =

2.16

0.0075+0.014∗2.16 = 57.2 %

Vâ ̣y lươ ̣ng SS nước đầu ở bể lắng sơ cấp là:

SSra = 350 * ( – 0.572 ) = 150 mg/l Vâ ̣y lươ ̣ng BOD nước đầu ở bể lắng sơ cấp là:

BODra = 1800 – ( 350 – 150 ) * 0.7 = 1660 mg/l Vâ ̣y lươ ̣ng COD nước đầu ở bể lắng sơ cấp là:

CODra =1660 * 2500/ 1800 = 2306 mg/l

Thể tích cặn lắng tính theo công th ức: Vc=

𝐺𝑐 𝜌 ,m

3

/ngày [ – 205 ]

Trong đó:

Gc: Lượng cặn bù n , kg/ngày

Gc = Q * RSS * SS = 500 * 57.2% * 350.10 -3

= 100 kg/ngày ρ: Tỷ trọng hỗn hợp bù n, ρ = 1.02 tấn/m3

Vâ ̣y thể tích của că ̣n là: Vc =

100 ∗ 10−3

1.02 = 0.098 m

3

(52)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 46 2 Bể UASB

Bảng Các thông số đầu vào bể UASB

SS mg/l 150

BOD mg/l 1660

Ntổng mg/l 52

Ptổng mg/l 10

pH 7.5

2.1 Thờ i gian lƣu nƣớc, thời gian lƣu bùn Nồng đô ̣ bùn hoa ̣t tính bể X là 4500 mg/l Hê ̣ số tăng sinh khối là Y = 0.08 mgVSS/mgBOD Hê ̣ số phân hủy nô ̣i bào, kd = 0.02 ngày

-1

Hằng số bán tốc đô ̣, Ks = 80 mgBOD/l

Hê ̣ số sử du ̣ng chất, K = mgBOD/mgVSS ngày

Yêu cầu sau bể UASB: BOD còn la ̣i < 500mg/l để đưa sang xử lý hiếu khí Thời gian lưu bùn tối thiểu bể tính theo công thức:

1 𝜃𝑐𝑀 = Y

𝐾∗𝑆0

𝐾𝑠+ 𝑆0− 𝑘𝑑, ngày

-1

1

𝜃𝑐𝑀 = 0.08

3∗ 1660

80+ 1660 - 0.02= 0.2 𝜃𝑐𝑀 = ngày

Thời gian lƣu bùn thƣ̣c tế:

θc

𝜃𝑐𝑀 = SF

Trong đó:

θc: Thờ i gian lưu bùn thực tế, ngày 𝜃𝑐𝑀: Thờ i gian lưu bùn tối thiểu, ngày SF: hệ số an toàn, SF = – 20 [ – 393 ] Thời gian lƣu bùn thƣ̣c tế bể là:

(53)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 47 Thời gian lƣu nƣớc bể là:

1

𝜃𝑐 = Y * 𝑆0−𝑆

𝜃∗𝑋 – kd, -1

[ – 74 ]

θ = 𝑌∗( 𝑆𝑜–𝑆 )

𝑋∗(

=0.08∗( 1660−400 )

4500∗( 301+ 0.02 ) = 0.42 ngày

Thể tích làm viê ̣c của bể là:

V = Q * θ = 500 * 0.42 = 210 m3

2.2 Tính lƣợng khí lƣợng bùn sinh Lƣơ ̣ng bùn hoa ̣t tính sinh :

Pb =

𝑄∗𝑌∗𝐻∗𝑆𝑜

1+𝐾𝑑∗𝜃𝑐 , kg/ngày

Trong đó:

Q: Lưu lượng nước thải, m3/ngày

Y: Hệ số tăng sinh khối, chọn Y = 0.08 mgbùn/mgBOD H: Hiệu suất xử lý, 76 %

kd: Hệ số phân hủy nô ̣i bào, kd = 0.02 ngày-1 𝜃𝑐 : Thờ i gian lưu bùn, 𝜃𝑐 = 30 ngày

𝑆𝑜: Nồng độ BOD đầu vào, mg/l Vâ ̣y lươ ̣ng bùn sinh hoa ̣t tính là:

Pb=

500∗0.08∗0.76 ∗1660∗ 10−3

1+0.02∗30 = 30.34 kg/ngày

Lươ ̣ng bùn sinh hàng ngày là Px =

Pb 0.7 =

30.34

0.7 = 43.4 kg/ngày

Thể tích bùn xả hàng ngày là:

Vb=

𝑃𝑥 𝜌 , m

3

Trong đó:

(54)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 48 Vâ ̣y thể tích bùn xả hàng ngày là :

Vb =

43.4

1.02∗1000 = 0.043 m

3

Lƣơ ̣ng khí ta ̣o mỗi ngày : VCH4 = a* Q* So* H * 10

-3

( – 1.42∗𝑌

1+ 𝜃𝑐∗𝑘𝑑 ), m

3

/ngày [ – 818 ]

Trong đó:

a : Hệ số chuyển đổi , a = 0.35 m3CH4/kgBOD

Y: Hệ số tăng sinh khối cho ̣n Y = 0.08 mgVSS/mgBOD H: Hiệu suất xử lý, 76 %

kd: Hệ số phân hủy nô ̣i bào, kd = 0.02 -1

𝜃𝑐 : Tuổi bù n, 𝜃𝑐 = 30 ngày 𝑆𝑜: Nồng độ BOD đầu vào, mg/l Vâ ̣y lƣơ ̣ng khí ta ̣o là:

VCH4 = 0.35* 500 * 1660 * 0.76* 10 -3

( – 1.42∗0.08

1+30∗0.02 ) = 205.2 m

3 /ngày

Tổng lươ ̣ng khí sinh là:

V = VCH4 /0.65 = 205.2 /0.65 = 315.7 m

/ngày Lƣơ ̣ng Nitơ tiêu hao quá trình phân hủy theo phƣơng trình:

CxHyOZN + O2 C5H7NO2 + CO2 + ∆H Vâ ̣y lươ ̣ng Nitơ tiêu hao là:

mN =

30.34∗ 106∗14

113∗500∗ 103 = mg/l

2.3 Kiểm tra tỷ số F/M và tải tro ̣ng thể tích của bể Chỉ số F/M

𝐹 𝑀 =

𝑆𝑜

𝑡∗𝑋 ,

-1

Trong đó:

𝑆𝑜: BOD5 đầu vào, So = 1660 mg/l

X: Hàm lượng bùn hoạt tính bể, X = 4500 mg/l θ: Thờ i gian lưu nước, θ = 0.42 ngày

𝐹 𝑀 =

1660

0.42∗4500 = 0.88 ngày

(55)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 49 Tảitrọng thể tích:

L = 𝑆𝑜∗𝑄

𝑉 =

1660∗500

210 = 3.95 kgBOD5/m

ngày

Các số F /M và tải tro ̣ng thể tích phù hợp với bể UASB đó ̣ thống hoa ̣t đô ̣ng tốt

3 Bể hiếu khí

Bảng Các thông số đầu vào bể hiếu khí

BOD mg/l 400

Ntổng mg/l 44

pH 7.2

Yêu cầu xử lý hiếu khí BOD5 đầu 50 mg/l Nồng đô ̣ bùn hoa ̣t tính bể là X = 3500 mg/l Giá trị thông số đô ̣ng ho ̣c Y = 0.46, Kd = 0.06/ngày

Độ tro cặn hữu lơ lửng khỏi bể lắng là 0.3 ( 70% là cặn bay ) Nồng đô ̣ că ̣n tuần hoàn 12000 mg/l

Hằng số bán tốc đô ̣, Ks = 100 mgBOD/l

Hê ̣ số sử du ̣ng chất, K = mgBOD/mgVSS ngày Nồng đô ̣ că ̣n lơ lửng ở đầu là 50 mg/l

3.1 Xác định thời gian lƣu nƣớc

Lươ ̣ng că ̣n hữu nước khỏi bể lắng: 0.7* 50 = 35 mg/l

Lươ ̣ng BOD5 hòa tan khỏi bể lắng tổng BOD cho phép ở đầu trừ lươ ̣ng BOD5 có cặn lơ lửng: 50 – 35 = 15 mg/l

Hiê ̣u quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan: E = 400−15

400 = 96.63 %

Thời gian lưu bùn tối thiểu bể tính theo công thức:

1

𝜃𝑐𝑀 = Y 𝐾∗𝑆0

𝐾𝑠+ 𝑆0 − 𝑘𝑑, ngày

(56)

𝜃𝑐𝑀 = 0.46

2 ∗ 400

100+ 400 - 0.06 = 0.6

𝜃𝑐𝑀 = 1.5 ngày Thời gian lƣu bùn thƣ̣c tế:

θc

𝜃𝑐𝑀 = SF

Trong đó:

θc: Thờ i gian lưu bùn thực tế, ngày 𝜃𝑐𝑀: Thờ i gian lưu bùn tối thiểu, ngày SF: hệ số an toàn, SF = – 20 Thời gian lưu bùn thực tế bể là:

𝜃𝑐 = 1.5 * = ngày Thời gian lƣu nƣớc bể :

1

𝜃𝑐 = Y * 𝑆0−𝑆

𝜃∗𝑋 – kd, -1

[ – 74 ]

θ = 𝑌∗( 𝑆𝑜–𝑆 )

𝑋∗(

= 0.46∗( 400−15)

3500∗( 19+ 0.06 ) = 0.3 ngày

Thể tích làm viê ̣c của bể là:

V = Q * θ = 500 * 0.3 = 150 m3

3.2 Lƣợng bùn hoa ̣t tính sinh khƣ̉ BOD5: Hê ̣ số ta ̣o bùn hoa ̣t tính từ BOD5:

Yb =

𝑌

1+𝑘𝑑∗𝜃𝑐 =

0.46

1+0.06∗9 = 0.3

Lươ ̣ng bùn hoa ̣t tính sinh ngày:

Pb = Yb * Q * ( So- S ) = 0.3 * 500 * (400 – 15 ) = 58 kg/ngày

Lƣơ ̣ng bùn sinh là:

Px =

Pb 0.7 =

58

0.7 = 83 kg/ngày

Thể tích bùn xả hàng ngày là:

Vb =

𝑃𝑥 𝜌 , m

3

(57)

Px: Lượng bùn phải xả hàng ngày, Px = 83 kg/ngày ρ: Tỷ trọng hỗn hợp bù n, ρ = 1.02 tấn/m3

Vâ ̣y thể tích bùn xả hàng ngày là : Vb =

83

1.02∗1000 = 0.08 m

3

Lƣơ ̣ng Nitơ tiêu hao quá trình phân hủy theo phƣơng trình : CxHyOZN + O2 C5H7NO2 + CO2 + ∆H Vâ ̣y lươ ̣ng Nitơ tiêu hao là:

mN =

58 106∗14

113∗500∗ 103 = 14.4 mg/l

3.3 Xác định lƣu lƣợng t̀n hồn QT

Để nờng ̣ bùn bể giữ giá tri ̣ X = 3500 mg/l ta có: QT*XT = ( QT + QV ) * X , suy ra:

QT =

𝑋∗𝑄𝑣 𝑋𝑡 −𝑋 =

3500∗500

12000−3500 = 206 m

3 /ngày

3.4 Tính hệ số tuần hoàn α

( Q + Qt ) * X = Qt * Xt

α = 𝑄𝑡𝑄 = 𝑋𝑡−𝑋𝑋 = 120003500−3500 = 0.42

3.5 Tính lƣợng oxy cần thiết

Lươ ̣ng oxy cần thiết điều kiê ̣n tiêu chuẩn OC0 =

𝑄∗( 𝑆𝑜−𝑆 )

1000∗𝑓 - 1.42Pb , kg/ngày [ – 105 ]

Bỏ qua lượng nitơ cơng thức nitơ nước thải đủ cho vi sinh vật sử dụng để tăng sinh khối

OC0 =

𝑄∗( 𝑆𝑜−𝑆 )

1000∗𝑓 - 1.42Px =

500∗( 400−15 )

1000∗0.72 – 1.42* 58 = 185 kg O2/ngày Lươ ̣ng oxy cần điều kiê ̣n 200

C :

OCt =

𝐶𝑠

𝐶𝑠−𝐶 * OC0 , CS: Nồng độ bão hòa oxy nước ở 20

o

(58)

OCt =

9.08∗185

9.08−2 = 237.3 kg O2/ngày

3.6 Tính lƣợng không khí cần thiết để cung cấp Qkk =

𝑂𝐶𝑡

𝑂𝑈 ∗ 𝑓 , m

3

/ngày [ – 107 ]

Trong đó:

OCt: Lượng oxy thực tế cần sử du ̣ng cho bể, OCt = 237.3 kgO2/ngày OU: Công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bi ̣ phân phối Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 300mm, diê ̣n tích bề mă ̣t F = 0.07 m2

Cường đô ̣ su ̣c khí 200 L/phút đĩa

Độ sâu ngập nước thiết bị phân phối h = 3.5m Ta có Ou = g O2 /m

3

m [ 2- 112 ] OU = Ou * h = 7* 3.5 = 24.5 gO2/m

3

Ou : Công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bi ̣ phân phối tính theo gO 2/ m

không khí

f: Hệ số an toàn, f = 1.5

Vâ ̣y lươ ̣ng không khí cần cung cấp là: Qkk =

237.3

24.5 * 1.5*1000 = 14528.6 m

3

/ ngày = 605.4 m3/h

Số đĩa cần phân phối bể: n =

𝑄𝑘𝑘(𝑝𝑕 𝑢𝑡𝐿 ) 240(𝑝𝑕𝑢𝑡𝐿đ𝑖𝑎) =

605400

240∗60 = 50 đĩa

3.7 Kiểm tra tỷ số F/M và tải tro ̣ng thể tích của bể Chỉ số F/M

𝐹

𝑀=

𝑆𝑜 𝑡 ∗ 𝑋 Trong đó:

So: BOD5 đầu vào, So = 400 mg/l

X: Hàm lượng bùn hoạt tính bể, X = 3500 mg/l θ: Thời gian lưu nước, θ = 0.3 ngày

𝐹 𝑀 =

400

0.3∗3500 = 0.38 ngày

(59)

Tỷ lệ F/M tính được ở là phù hợp với lí thuyết bởi F/M < Vâ ̣y ̣ thống xử lý hiếu khí hoa ̣t đô ̣ng tốt

Tảitrọng thể tích:

L = 𝑆𝑜∗𝑄

𝑉 =

400∗500

150 = 1.3 kgBOD5/m3 ngày

4 Bể lắng

Bảng Các thông số đầu vào bể lắng

BOD mg/l 15

Ntổng mg/l 29.6

pH 7.2

4.1 Diện tích mă ̣t bằng của bể lắng Q: Lưu lượng nước thải, Q= 20.83 m3/h α: Hê ̣ số tuần hoàn bùn, α = 0.42

Co: Nồng độ cặn bể aeroten, Co =3500/ 0.7 = 5000 g/m

Ct: Nồng độ că ̣n dòng tuần hoàn, Ct = 12000 g/m3

Vl: Vận tốc lắng của bề mă ̣t phân chia ứng với nồng đô ̣ CL, m/h Ta có:

CL = 1/2 Ct = 12000/2 = 6000 g/m

Xác định vận tốc lắng:

VL = Vmax e –KC

L * 10-6

[ – 150 ] Trong đó:

Vmax = m/h CL = 6000 g/m

3

K = 600

VL = * e

– 6000*600*10-6

(60)

Để ̣t lắng đươ ̣c vâ ̣n tốc nước dâng bể phải nhỏ hoă ̣c bằng vâ ̣n tốc lắng Vnt < VL

Vâ ̣n tốc nước chảy bể là: Vnt =

𝑄∗ 1+ 𝛼 ∗𝐶𝑜

𝑆𝐿∗𝐶𝑡 < 0.19

Vâ ̣y diê ̣n tích nhỏ nhất để ̣t có thể lắng bể lắng là: SL =

𝑄∗ 1+ 𝛼 ∗𝐶𝑜

0.19∗𝐶𝑡 =

20.83∗ 1+0.42 ∗5000

0.19 ∗12000 = 65 m

2

Nếu tính cả buồng phân phối trung tâm:

Sbể = 1.1* 52 = 72 m2 Xây dựng bể lắng tròn

Đường kính bể: D = 9.5 m

Đường kính buồng phân phối trung tâm: d = 4∗( 72−65 )

3.14 = m

Máng thu nước đặt theo chu vi bể sát thành bể: Dmáng = D = 9.5 m Chiều dài máng thu nước:

L = 𝜋 * Dmáng = 3.14 * 9.5 = 30 m Tải trọng thu nước 1m dài của máng:

aL = Q/L = 500/ 30 =16.67 m

/m dài ngày 4.2 Xác định thời gian lƣu nƣớc

Chọn chiều cao bể: 4m, chiều cao dự trữ mă ̣t thoáng : h1 = 0.3 m Chiều cao cột nước bể: 3.7 m, gồm:

Chiều cao phần chóp đáy bể có đô ̣ dốc 10 % về tâm: h = 0.1 * = 0.2 m Nồng đô ̣ bùn bể:

Ctb = ( CL + Ct )/2 = 8000 g /m3 = kg/m3 Thể tích bùn xả bể lắng hàng ngày là 0.08m3

(61)

V = 30 * 0.08 = 2.4 m3 Chiều cao lớp bùn xả bể là :

Hb =

2.4

72 = 0.04 m

Chiều cao lớp bùn nhỏ rất nhiều so với chiều cao dự trữ của bể đó không cần tính chiều cao lớp bùn vào chiều cao xây dựng bể

Thể tích của bể lắng:

V = H * S = 3.7* 72 = 267 m3 Lượng nước vào bể lắng:

QL = ( 1+ α ) Q = ( + 0.33 ) * 500 = 665 m

Thời gian lƣu nƣớc bể: t = 𝑉

𝑄𝐿 =

267

665 = 0.4 ngày = 9.6 h

Dung tích phần lắng:

VL = 1.2 * S = 1.2 * 72 = 86.4 m

Thời gian lắng:

tl =

𝑉𝐿 𝑄𝐿 =

86.4

665 = 0.13 ngày = 3.2 h

Bảng Các thông số thiết kế bể lắng

Thông số đầu Kí hiệu Số liê ̣u thiết kế Đơn vi ̣

Nhu cầu oxy hóa ho ̣c COD 100 mg/l

Nhu cầu oxy sinh ho ̣c BOD 50 mg/l

Hàm lượng chất rắn lơ lửng SS 50 mg/l

pH 7.2

Thông số vâ ̣n hành Kí hiệu Số liê ̣u Đơn vi ̣

Thời gian lưu nước bể t 9.6 h

Thời gian lắng tl 3.2 h

Thông số thiết kế Kí hiệu Số liê ̣u Đơn vi ̣

Chiều cao bể H m

(62)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 56 II TÍNH TOÁN THIẾT BỊ

1 Song chắn rá c

Song chắn rác được làm bằng kim loa ̣i, đă ̣t nghiêng 60 -750

so vớ i phương ngang. Chọn chắn rác hình trịn, khoảng cách các là 10mm

Hình 15 Sơ đồ buồng đă ̣t song chắn rác Số khe hở song chắn rác là:

n = q * ko/( vs*hl*b) Trong đó:

n: Số khe hở của song chắn rác q: Lưu lượng của nước thải ,m3/s

vs: Vận tốc nước chảy qua song chắn rác, m/s vs = 0,8 m/s

b: Chiều rộng khe hở song chắn rác, m b= 10 mm = 10-2 m

ko: Hệ số tính đến sự thu he ̣p của dòng chảy, ko = 1.05 hl: Chiều sâu lớ p nước ở chân song chắn rác, hl = 0.07 m

n = 500∗1.05

24∗3600∗0.8∗0.07∗0.01 =11 khe

Chiều rộng song chắn rác:

(63)

hp =

𝑣2∗𝑝∗𝜉

2∗𝑔 , m

Trong đó:

ξ : Hê ̣ số tổn thất cu ̣c bô ̣ ta ̣i song chắn rác, phụ thuộc vào tiết diện chắn rác ξ = β ( 𝑑

𝑏 )

4/3

* sinα

d: Đường kính chắn, m b: Khoảng cách các chắn, m

α: Góc nghiêng chắn so vớ i mă ̣t ngang , α = 600 β: Yếu tố hình da ̣ng của chắn, β = 1.97

ξ = 1.97 * ( 0.01/ 0.01) 4/3 * sin60 = 1.7 v: Vận tốc dòng chảy trước song chắn rác, v = 0.6 m/s

p: Hệ số tính đến tăng trở lực song chắn rác bị bịt kín rác, p = g: Gia tốc trọng trường , g = 9.81 m/s2

hp =

0.6∗0.6∗3

2∗9.81 ∗ 1.7 = 0.094 m

Góc mở buồng đặt song chắn rác lấy 200 Chiều dài của đoa ̣n mở rô ̣ng tính theo công thức:

ll =

𝐵𝑠−𝐵𝑘

2∗𝑡𝑔20 =

0.23−0.17

2∗𝑡𝑔20 = 0.083 m

Bk: Chiều rộng mương dẫn nước tới song chắn rác, Bk = 0.17 m Chiều dài đoa ̣n thu he ̣p sau song chắn rác:

l2 = 0.5l1 = 0.5* 0.083 = 0.042 m Chiều dài cần thiết của ô đă ̣t song chắn rác, ls = 1.5 m Vâ ̣y chiều dài xây dựng của mương đă ̣t song chắn rác:

L = l1 + l2+ls = 0.083 + 0.042 + 1.5 = 1.63 m

2 Hố gom

Lưulươ ̣ng vào hố gom là Q = 500 m3 /ngày Thời gian lưu t = 15 phút

Vâ ̣y thể tích hố gom:

V= 500∗15

24∗60 = 5.2 m

(64)

Chọn thể tích hố gom V = 10 m3

Kích thước hố gom L x B x H = 2.5 x x m 3 Bể điều hòa

Thể tích bể tính theo công thức: Vd = d

n n Q k ln k  

, m3 [ – 79 ]

Trong đó : max tb n cf tb C C k C C   

Q: Lưu lượng nước thải, Q = 500/24 = 20.83 m3/h kn: Hệ số dâ ̣p tắt dao đô ̣ng

d: Thờ i gian thải đô ̣t biến, d = h

Cmax, Ctb, Ccf: giá trị cực đại, trung bình và nồng đô ̣ các chất gây ô nhiễm cho phép , g/m3

Cmax = 3000 g/m

Ctb = 2500 g/m

Ccf = 1.1* Ctb = 2750 g/m

kn =

3000−2500 2750−2500 =

Vâ ̣y thể tích bể là:

Vd =

20.83∗4

ln2−21 = 150 m

3

Chọn thể tích bể điều hòa là 180 m3 Chọn chiều cao bể là m

Chiều dài bể là m Chiều rô ̣ng bể là m

Thời gian lƣu nƣớc bể điều hòa là: t = 𝑉

𝑄 =

180

500 = 0.3 ngày = 7.2 h

4.Bể lắng ngang

(65)

Chiều cao xây dựng bể là: H= hL + hdự trữ + hcặn Trong đó:

hL: chiều cao phần lắng, HL = 3.5 m hbùn: chiều cao bù n bể, m

hbùn =

𝑉𝑏 𝐿∗𝐵 =

0.098

4∗3 = 0.0082 m

hdự trữ : chiều cao dự trữ, hdự trữ = 0.5 m Vậy chiều cao xây dựng bể là:

H = 3.5 + 0.5 + 0.0082 = m 4.1 Tính hệ thống phân phối nƣớc

Tổng tiết diện ống phân phối nước:

S = 𝑄

𝑣 , m

2

Trong đó:

Q: lưu lượng nước thải vào bể, Q = 20.83 m3/h v: Vận tốc nước vào bể lắng, v = 0.9 m/s Vâ ̣y diê ̣n tích ống dẫn nước vào bể:

S = 𝑄

𝑣 =

20.83

0.9∗3600 = 0.0064 m

2

Đường kính ống dẫn nước vào : D = 4𝑆

П =

4∗0.012

3.14 = 90 mm

Chọn đường kính ống là D = 90 mm 4.2 Đƣờng kính ống thu bùn

Ta có thể tích bùn tạo ngày 0.098 m3/ngày Thời gian lấy bù n xả 30 ngày

Lượng bùn sinh 30 ngày là Px = 0.098* 30 = m

(66)

Lượng cặn vào ống thu bùn 120 phút =

120∗60 = 4.2 * 10

-4 m3/s

Vận tốc bùn ống chọn 0.5 m/s Diện tích ống xả cặn

F = 4.2 ∗ 10

−4

0.5 = 8.4 * 10

-4 m2

Đường kính ớng thu bùn:

Db =

4∗𝐹

3.14 =

4∗8.4∗ 10−4

3.14 = 100 mm

Chọn đường kính ớng 100 mm

Bảng 10 Các thơng số thiết kế bể lắng ngang

Thông số đầu Kí hiệu Số liê ̣u Đơn vi ̣

Thời gian lưu nước của bể θ 2.5 h

Thông số thiết kế Kí hiê ̣u Số liê ̣u Đơn vi ̣

Chiều cao bể H m

Chiều dài bể L 3.5 m

Chiều rô ̣ng bể B m

Đường kính ống dẫn nước vào bể D 90 mm

Đường kính ống thu bùn Db 100 mm

5 Bể UASB

Thông số thiết kế bể

Tốc đô ̣ dòng nước lên bể là: v = 0.6 m/h Diê ̣n tích cần thiết:

F = 𝑄

𝑣 =

500

0.6∗24 = 35 m

2

(67)

H1=

𝑉 𝐹 =

210

35 = 6 m

H1: Chiều cao phần thể tích xử lý yếm khí

H2: Chiều cao vù ng lắng lấy H2 = 1.2 m Vâ ̣y chiều cao của bể là H = H1 + H2 = 7.2 m

Vâ ̣y thể tích thực bể là: V = 35 * 7.2 * 1.2 = 300 m3 Bể có chiều dài m, chiều rô ̣ng m

Thời gian xả bùn bể là 30 ngày

Lươ ̣ng bùn sinh hàng ngày bể là: 0.043 m3 /ngày Vâ ̣y thể tích chứa bùn của bể là:

Vb = 30 * 0.043 = 1.3 m

Chiều cao của lớp bùn bể: Hb =

1.3

35 = 0.04 m

Chiều cao của lớp bùn nhỏ chiều cao dự trữ của bể nên không cần thê m chiều cao của lớp bùn nữa

5.1 Tấm chắn khí và tấm hƣớng dòng

Nước thải trước di vào ngăn lắng sẽ được tách khí bằng các tấm chắn khí Các tấm chắn khí này được đă ̣t nghiêng so với phương ngang mô ̣t góc 600

Chọn khe hở các tấm chắn khí và tấm chắn khí với tấm hướng dịng là Tởng diê ̣n tích của khe hở bằng 15- 20% diê ̣n tích bể Chọn Skhe = 16 % Sbể

(68)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 62 Hình 16 Bố trí tấm chắn khí và hƣớng dòng

Vâ ̣y diê ̣n tích mỗi khe hở là: Skhe =

0.16∗𝑆

8 =

0.16∗35

8 = 0.7 m

2

Chiều dài của khe bằng chiều rô ̣ng của bể bằng m Chiều rô ̣ng của mỗi khe là:

bkhe =

0.7

5 = 0.14 m

Hlắng : chiều cao toàn bô ̣ ngăn lắng,chọn Hlắng = m [ - 195 ] Kiểm tra: 𝐻𝑙𝑎𝑛𝑔+𝐻3

𝐻 *100% > 30 % 2+0.3

7.5 * 100% = 30.67 % > 30 % ( thỏa mãn yêu cầu )

(69)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 63 Tấm chắn khí 1:

Chiều dài a = m Chiều rô ̣ng là:

b1 = 𝐻𝑙𝑎𝑛𝑔 −𝐻2

𝑠𝑖𝑛60 = 950 mm

Tấm chắn khí : Chiều dài a = m Chiều rô ̣ng là:

b2 = 0.25 +

𝐻2+ 𝐻3−𝑕 𝑠𝑖𝑛60

Vớ i h= b* sin( 90- 60) = 0.07 m b2 = 0.25 +

1.2+0.5−0.07

𝑠𝑖𝑛60 = 2.1 m

Tấm hƣớng dòng :

Tấm hướng dịng đặt nghiêng so với phương ngang mợt góc 600 cách tấm chắn khí bkhe = 140 mm

Chiều dài a3 = m

Khoảng cách từ đỉnh tam giác tấm hướng dòng đến tấm chắn 1:

d = 𝑏𝑘𝑕𝑒

cos ( 90−60 ) = 140

𝑐𝑜𝑠30 = 162 mm

Đoạn nhô tấm hướng dòng bên khe hở từ 10-20 cm Chọn bên nhô 15 cm

D = 2*d + 2* 150 = * 162 + * 150 = 624 mm Chiều rợng tấm hướng dịng:

b3 =

𝐷/2

𝑐𝑜𝑠60 = 624 mm

5.2 Tính hệ thống phân phối nƣớ c , thu bùn và máng thu nƣớc cho bể UASB Hê ̣ thống phân phối nước:

Vâ ̣n tốc nước chảy ống chính dao đô ̣ng từ 0.8 – m/s Chọn Vống = m/s Đường kính ống chính:

D = 4∗𝑄

𝑣∗П =

4∗500

1∗24∗3600∗3.14 = 86 mm

(70)

Đường kính ớng nhánh

Chọn vận tốc nước chảy ống nhánh vnhánh= 1.5 m/s

Chọn ống nhánh để phân phối nước vào bể Các ớng này đặt vng góc chiều dài bể, ống cách 1.5 m, ống sát tường đặt cách tường 0.5 m

Đường kính ớng nhánh d = 4∗𝑄

𝑣∗П =

4∗500

1.5∗24∗3600∗3.14∗5 = 31 mm

Chọn đường kính ớng nhánh d = 40 mm Lỗ phân phối nước

Trên ống nhánh bố trí 20 đầu phân phối nước, vâ ̣y có đầu phân phối nước Tại đầu phân phới nước bớ trí lỗ

Lưu lượng qua mỗi lỗ phân phối: Qpp =

500

5∗8 = 12.5 m

3 /ngày

Đường kính lỗ phân phới: Dlỡ =

4∗12.5

3.14∗24∗3600∗1.5 = 11 mm

Các ống phân phối nước đặt cách đáy 600 mm Máng thu nƣớc:

Máng thu nước đặt bể chạy dọc theo chiều rộng bể, gồm máng

Vâ ̣n tốc nước máng dao đô ̣ng từ 0.1 – 0.4 m/s Chọn vận tốc nước máng là 0.15 m/s

Diê ̣n tích máng là:

Smg = Qmg / v = 500/(24*3600 * 0.15) = 38.67 10 -3

m2 Chọn chiều rộng máng là 300 mm và chiều cao máng 200 mm Đƣờng kính ống thu bùn

Ta có thể tích bùn tạo ngày 0.043 m3/ngày Thời gian lưu bùn là 30 ngày

Lượng bùn sinh 30 ngày là Px = 0.043* 30 = 1.3 m Chọn thời gian xả cặn 120 phút

Lượng cặn vào ống thu bùn 120 phút = 1.3

120∗60 = 1.8 * 10

(71)

Vận tốc bùn ống chọn 0.5 m/s Diện tích ớng xả cặn

F = 1.8∗ 10

−4

0.5 = 3.6 * 10

-4 m2

Đường kính ớng thu bùn:

Db =

4∗𝐹

3.14 =

4∗3.6∗ 10−4

3.14 = 21.4 mm

Chọn đường kính ớng 30 mm

Bảng 11 Các thơng số thiết kế bể UASB

Nhu cầu oxy hóa ho ̣c COD 553.4 mg/l

Thời gian lưu nước của bể θ 11 h

Thời gian lưu bùn bể 𝜃𝑐 30 ngày

Thông số thiết kế Kí hiệu Số liê ̣u Đơn vi ̣

Chiều cao bể H 8.5 m

Chiều dài bể L m

Chiều rô ̣ng bể B m

Đường kính ống dẫn nước vào bể D 90 mm

Chiều cao máng thu nước h 300 mm

Chiều rô ̣ng máng thu nước b 200 mm

Chiều dài máng thu nước l m

Chiều dài tấm chắn khí a1 m

Chiều rô ̣ng tấm chắn khí b1 950 mm

Chiều dài tấm chắn khí a2 m

Chiều rô ̣ng tấm chắn khí b2 2.1 m

Chiều dài tấm hướng dòng a3 m

Chiều rô ̣ng tấm hướng dòng b3 624 mm

Đường kính ống thu khí Dk 20 mm

(72)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 66 6 Bể hiếu khí

6.1 Kích thƣớc bể Thể tích bể V = 150 m3

Chiều sâu chứa nước của bể: h = 3.7 m Diê ̣n tích bể F= V/h = 150 / 3.7 = 41 m2 Chiều cao dự trữ hd = 0.5 m

6.2 Bố trí ̣ thống sục khí

Đĩa xốp được bố trí thành hàng theo chiều rô ̣ng bể, cách 1.1 m và cách thành bể 0.4 m Mỗi hàng gồm 10 đĩa cách 0.8 m và cách thà nh bể 0.4 m, cách đáy bể 0.2 m

Đường ớng dẫn khí từ máy nén khí đến bể aeroten: D = 𝑄𝑘𝑘

0.785∗𝑉𝑘𝑘 =

0.168

0.785∗10 = 0.146 m = 146 mm

Chọn D = 150 mm Trong đó:

Vkk: t͙ ốc độ chuyển động không khí ống phân phối khí , Vkk = 10 -15 m/s, chọn Vkk = 10 m/s

Lưu lượng khí Qkk = 0,168 m

/s Đường kính ống nhánh dẫn khí:

d = 𝑄𝑘𝑘

0.785∗𝑉𝑘𝑘 ∗6 =

0.168

0.785∗10∗5 = 0.066 m = 66 mm

(73)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 67 Bảng 12 Các thông số thiết kế bể hiếu khí

Hàm lượng chất rắn lơ lửng SS 50 mg/l

pH 7.2

Thời gian lưu bùn 𝜃𝑐 ngày

Thời gian lưu nước 𝜃 7.2 h

Thông số thiết kế Kí hiệu Số liê ̣u Đơn vi ̣

Chiều cao bể H 4.2 m

Chiều dài bể L m

Chiều rô ̣ng bể B 5.2 m

Đường kính ống dẫn khí chính D 150 mm

Đường kính ống nhánh dẫn khí d 60 mm

Công suất máy nén khí N 15 kW

Số lươ ̣ng đĩa n 50 cái

7 Bể chƣ́ a bùn

Thể tích bùn sinh ở bể UASB là: 0.043 m3

/ngày Thể tích bùn sinh ở bể hiếu khí là: 0.08 m3

/ngày Thể tích bùn sinh ở bể lắng ngang là: 0.1 m3

/ngày Thời gian xả bùn că ̣n ở các bể là 30 ngày

(74)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 68 Phần III KINH TẾ

1 Sơ đồ tổ chƣ́ c khu xƣ̉ lý nƣớc thải của nhà máy

Trạm xử lý nước thải nhà máy gồm kỹ sư và công nhân, đó kỹ sư có vai trò kiểm tra các chỉ số vâ ̣n hành ̣ thống xử lý nướ c thải, công nhân luân phiên vâ ̣n hành các thiết bi ̣ của ̣ thống

Sơ đồ tổ chứ c:

2 Dƣ̣ toán chi phí 2.1 Chi phí nhân công

Đối với mức lương tối thiểu vùng dùng để trả công đối với người lao động làm công việc giản đơn nhất điều kiện lao đợng bình thường Cty, DN, hợp tác xã, tổ hợp tác, trang trại, hợ gia đình, cá nhân và các tổ chức khác Việt Nam có thuê mướn lao động có hiệu lực thi hành từ ngày 1.1.2010 theo vùng sau:

 Mức 980.000 đồng/tháng áp dụng đối với DN hoạt động địa bàn thuộc vùng I

 Mức 880.000 đồng/tháng áp dụng đối với DN hoạt động địa bàn thuộc vùng II

 Mức 810.000 đồng/tháng áp dụng đối với DN hoạt động địa bàn thuộc vùng III

 Mức 730.000 đồng/tháng áp dụng đối với doanh nghiệp hoạt động địa bàn thuộc vùng IV

Nhà máy bia Kim Bài đặt tại thị trấn Kim Bài huyện Thanh Oai tỉnh Hà Nội vâ ̣y nhà máy thuô ̣c khu vực II Khu xử lý gồm người đó công nhân và kỹ sư

(75)

2.19 * 880 = 1.927.200 VNĐ/tháng Tiền lương hàng tháng của kỹ sư là:

3 * 880 = 2.640.000 VNĐ/tháng Tiền lương trách nhiê ̣m của kỹ sư là 1.000.000 VNĐ Tổng số tiền lương hàng năm mà công ty trả là:

(1.000.000 + 2.640.000 + 1.927.200 * ) * = 102.168.000 VNĐ/năm 2.2 Chi phí xây dƣ̣ng để cải ta ̣o

Giả thiết chi phí xây dựng tỷ lệ thuận với tỷ lệ % sử a chữa các ̣ng mu ̣c cơng trình Vâ ̣y ta có bảng sau:

STT Hạng mục công trình

Số lươ ̣ng

Thể tích, m3

Đơn giá,VNĐ/m3

Thành tiền,VNĐ

Phần trăm sửa chữa Bể điều hòa 180 761.000 15.000.000 10%

2 Bể lắng 1 42 761.000 31.962.000 100%

3 Bể UASB 252 761.000 95.125.000 50%

4 Bể hiếu khí 175 761.000 26.635.000 20%

5 Bể lắng 270 761.000 20.547.000 10%

7 Song chán rác 4.000.000 100%

(76)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 70 2.3 Chi phí vâ ̣n hành ̣ thống

a Chi phí điê ̣n

Tổng chi phí điê ̣n bao gồm chi phí tiêu hao điê ̣n của bơm nước thải , bơm bùn, máy nén khí, bơm tuần hoàn

STT Hạng mục cơng trình Sớ lươ ̣ng Cơng śt, kW

Đơn giá/ kW

Thành tiền,VNĐ/

ngày Bơm nước thải từ hố

gom bể điều hòa

1 1500 36.000

2 Bơm từ bể lắng sang bể UASB

1 1500 108.000

3 Bơm bùn 1 1500 3.000

4 Bơm tuần hoàn 1 1500 36.000

5 Máy nén khí 15 1500 540.000

6 Tổng 720.000

Vâ ̣y tổng chi phí điê ̣n mô ̣t năm là:

3.000* + 720.000 * 270 = 194.427.000 VNĐ/năm b Chi phí mua hóa chất

Do pH nướ c thải thấp nên nhà máy phải đầu tư mua NaOH để trung hòa trước đưa vào xử lý sinh ho ̣c Hàng ngày nhà máy dùng 50 kg NaOH để trung hòa pH nước thải Vâ ̣y chi phí mua hóa chất là: 50 * 10.000 = 500.000 VNĐ/ngày c Chi phí bảo dƣỡng ̣ thống

Chi phí bảo dưỡng dự tính bằng 5% chi phí vâ ̣n hành ̣ thống: 624.864.000 * 0.05 = 31.243.200 VNĐ/năm

(77)

193.269.000 VNĐ vì vâ ̣y có thể lấy vốn ở quỹ đầu tư và phát triển của nhà máy Do đó, dự án cải ta ̣o không cần vay vốn

4 Đá nh giá tài chính dƣ̣ án đầu tƣ 4.1 Lợi ích kinh tế

Vớ i viê ̣c cải ta ̣o ̣ thống xử lý nước thải nhà máy bia Kim Bài , đã giảm đươ ̣c máy kh uấy bể khấy và bể kỵ khí 1, bơm ở bể ky ̣ khí đó tiết kiê ̣m đư ợc chi phí điê ̣n hàng năm là: 1500 * 270 * * 24 = 29.160.000 VNĐ/năm

Chi phí xử lý 1m3 nướ c thải là:

624.864.000

500∗270 = 4.700 VNĐ/m

3

4.2 Lợi ích về mă ̣t xã hô ̣i

(78)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 72 Phần IV THUYẾT MINH XÂY DƢ̣NG

I Địa điểm xây dựng khu xử lý

Nhà máy bia Kim Bài nằm ở thi ̣ trấn Kim Bài huyê ̣n Thanh Oai tỉnh Hà Nô ̣i Công nghệ sản xuất bia củ a nhà máy thư ờng thải 500m3 nước thải/ngày, có chứa hàm lượng chất hữu khá lớn có khả làm ô nhiễm môi trường vậy cần phải xử lý lượng nước thải này trước thải ngoài môi trường

Hệ thống xử lý xây dựng nhà máy nên phù hợp với dự án quy hoạch nhà máy phê duyệt khu vực, đảm bảo các điều kiện cung cấp điện nước…

Khu xử lý xây dựng khu đất cao ráo, không bị ngập lụt vể mùa mưa, tạo điều kiện tốt cho việc thoát nước thải và nước mặt dễ dàng

Điạ chất khu vực xây dựng ổn định, xây dựng hệ thớng xử lý ći hướng gió, xa khu vực sản xuất

II Thiết kế tổng mặt bằng khu xử lý 1 Các hạng mục công trình

Tên cơng trình Diê ̣n tích, m2 Dạng kết cấu

Hố gom Bê tông cốt thép

Bể lắng ngang 10.5 Bê tông cốt thép

Bể điều hòa 45 Bê tông cốt thép

Bể UASB 35 Bê tông cốt thép

Bể AEROTEN 42 Bê tông cốt thép

Bể lắng 72 Bê tông cốt thép

Bể chứa bùn Bê tông cốt thép

Tổng diện tích khu đất có 700 m2 với chiều dài 28 m chiều rợng 25 m Diện tích chiếm đất hạng mục cơng trình:

S = Shớ gom + Sbể điều hịa + Sbể lắng ngang + Sbể UASB + Sbể hiếu khí + Sbể lắng + Sbể chứa bùn + Snhà điều hành

S= + 45 +12 + 35 + 42 +10 +72 + + 24 = 250 m2 Diện tích thực xây dựng cơng trình

Sthucte= 250 /0.7 = 360 m

(79)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 73 2 Thiết kế tổng mặt bằng khu xử lý

Trạm xử lý chia làm hai khu vực

Khu vực 1: gồm thiết bị xử lý sơ cấp phụ trợ gồm: bể chứa bùn, nhà điều hành,bể điều hòa

Khu vực 2: gờm bể UASB bể hiếu khí, bể lắng Diện tích đất dành cho giao thông chiếm 30 %

Sgiaothông=0.3 360=108 m

Smởrô ̣ng =0.3 360=108 m2 Hệ số xây dựng

Kxd = (A + B)/S

A: Tổng diện tích xây dựng khu xử lý của nhà máy (m2), A= 360 m2 B: Tổng diện tích xây dựng sân bãi sản xuất (m2), B=0 m2 S: Tổng diện tích toàn khu xử lý của nhà máy (m2),S= 700 m2

Kxd = (360+0 ) /700 = 51.43 % Mật độ sử dụng

Ksd = (A+B+C+D)/S

C: Tổng diện tích đường giao thông củ a khu xử lý, C=108 m2

D: Tổng diện tích chiếm đất mặt các đường ống kỹ thuật, D = 0,01 360 = 3.6 m2

Ksd = (360 + + 108 +108 )/ 700 = 82.3 %

III Thuyết minh xây dựng hạng mục cơng trình 1 Hố gom

Chiều dài bể là 2.5 m Chiều rộng bể là m

Chiều cao bể là m, đó phần chìm dưới đất là Thành bể bê tông cốt thép đổ tại chỗ dày 300 mm

 Mặt thành bể tiếp xúc với môi trường trát vữa xi măng 75 #

 Quét vôi một nước trắng, nước màu vàng

(80)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 74  Tồn bợ mặt thành bể qt lớp epoxy chớng ăn mịn:

lớp đầu dày mm, lớp dày 0.5 mm Đáy bể:

 Lớp epoxy chớng ăn mịn dày 1.5 mm: lớp đầu dày mm, lớp dày 0.5 mm

 Lớp vữa xi măng nguyên chất đánh màu

 Lớp vữa xi măng trát hai lớp dày 25 mm: lớp dày 15 mm, lớp dày 10 mm

 Sàn đáy đổ bê tông cốt thép tại chỗ

 lớp bitum nóng

 Bê tơng gạch vỡ lót móng dày 100 mm

 Đá dăm 1x2 dày 100 mm

 Đá dăm 4x5 dày 150mm

 Đất tôn đầm chặt, hệ số đầm chặt 0.98 2 Bể điều hòa

Chiều dài bể là m Chiều rộng bể là m

Chiều cao bể là m, đó phần chìm dưới đất là Thành bể bê tông cốt thép đổ tại chỗ dày 300 mm

 Mặt thành bể trát vữa xi măng lớp: lớp dày 15 mm, lớp dày 10 mm

 Tồn bợ mặt thành bể qt lớp epoxy chớng ăn mịn: lớp đầu dày mm, lớp dày 0.5 mm

Đáy bể:

 Lớp epoxy chống ăn mòn dày 1.5 mm: lớp đầu dày mm, lớp dày 0.5 mm

(81)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 75  Lớp vữa xi măng trát hai lớp dày 25 mm: lớp dày 15 mm, lớp

2 dày 10 mm

 Đất tôn đầm chặt, hệ số đầm chặt 0.98 3 Bể lắng ngang

Chiều dài bể là 3.5 m Chiều rộng bể là m

Chiều cao bể là m, đó phần chìm đất là 2m Thành bể bê tông cốt thép đổ tại chỗ dày 300 mm

Đáy bể:

 Lớp vữa xi măng nguyên chất đánh màu

(82)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 76 4 Bể UASB

Chiều dài m Chiều rộng m

Chiều cao bể là 7.2 m, đó phầm chìm dưới đất là 2m Thành bể bê tông cốt thép đổ tại chỗ dày 300 mm

Đáy bể:

 Gạch đặc xây trụ đỡ ống 200 x 200, chiều cao trụ 600 mm, khoảng cách trụ một hàng 1000 mm, hàng trụ cách 1200 mm

 Bê tông gạch vỡ lót móng dày 100 mm

 Đất tôn đầm chặt, hệ số đầm chặt 0.98

 Giữa lớp đất và đáy bể đổ cát đen chông lún 5 Bể aeroten

Chiều dài bể là m Chiều rộng bể là 5.2 m

(83)

Thành bể bê tông cốt thép đổ tại chỗ dày 300 mm

 Toàn bộ mặt thành bể quét lớp epoxy chống ăn mòn: lớp đầu dày mm, lớp dày 0.5 mm

Đáy bể:

 Gạch đặc xây trụ đỡ ống 250 x 450, chiều cao trụ 200 mm, khoảng cách trụ một hàng 1600 mm, hàng trụ cách 1100 m

 Đất tôn đầm chặt, hệ số đầm chặt 0.98 6 Bể lắng

Đường kính bể là 9.5 m

Chiều cao bể là 4m, đó phần chìm dưới đất là 2m Thành bể bê tông cốt thép đổ tại chỗ dày 300 mm

(84)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 78  Toàn bộ mặt thành bể quét lớp epoxy chống ăn mòn:

lớp đầu dày mm, lớp dày 0.5 mm Đáy bể:

 Đất tôn đầm chặt, hệ số đầm chặt 0.98 7 Bể chứa bùn

Chiều dài bể là 2.5 m Chiều rộng bể là m

Chiều cao bể là m, đó phần chìm dưới đất là 1.5 m Thành bể bê tông cốt thép đổ tại chỗ dày 300 mm

 Tồn bợ mặt thành bể qt lớp epoxy chớng ăn mịn: lớp đầu dày 1mm, lớp dày 0.5 mm

Đáy bể:

(85)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 79  Sàn đáy đổ bê tông cốt thép tại chỗ

(86)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 80 Phần V KẾT LUẬN

Sau mô ̣t thời gian tìm hiểu và tính toán , em đã hoàn thành đồ án tốt nghiê ̣p : “Thiết kế cải ta ̣o ̣ thống xử lý nước thải nhà máy bia công suất triê ̣u lít/năm” Với viê ̣c cải tạo hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia , hệ thống đã tiết kiê ̣m tiền điê ̣n sử dụng hàng năm là 29.160.000 VNĐ/năm Chi phí vâ ̣n hành để sử lý 1m3

nướ c thải là: 4.700 VNĐ

Trong thời gian làm đồ án , em đã ho ̣c hỏi được rất nhiều kiến thức và kinh nghiê ̣m thực tế bổ ích cho tương lai sau này

Do thời gian có ̣n nên bản đồ án của em vẫn còn những sai sót vì vâ ̣y em mong nhâ ̣n đươ ̣c những ý kiến đóng góp của các thầy cô

(87)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 81 PHỤ LỤC

Phụ lục Giá trị giới hạn thông số nồng độ chất ô nhiễm

nƣớc thải công nghiệp theo TCVN 5945- 2005

TT Thông số Đơn

vị

Giá trị giới hạn

A B C

1 Nhiệt độ oC 40 40 45

2 pH - đến 5,5 đến đến

3 Mùi - Khơng khó

chịu

Khơng khó chịu - Mầu sắc, Co-Pt

pH=7

20 50 -

5 BOD5 (20oC) mg/l 30 50 100

6 COD mg/l 50 80 400

7 Chất rắn lơ lửng mg/l 50 100 200

8 Asen mg/l 0,05 0,1 0,5

9 Thủy ngân mg/l 0,005 0,01 0,01

10 Chì mg/l 0,1 0,5

11 Cadimi mg/l 0,005 0,01 0,5

12 Crom (IV) mg/l 0,05 0,1 0,5

13 Crom (III) mg/l 0,2

14 Đồng mg/l 2

15 Kẽm mg/l 3

16 Niken mg/l 0,2 0,5

17 Mangan mg/l 0,5

18 Sắt mg/l 10

19 Thiếc mg/l 0,2

20 Xianua mg/l 0,07 0,1 0,2

21 Phenol mg/l 0,1 0,5

22 Dầu mở khoáng mg/l 5 10

23 Dầu động thực vật mg/l 10 20 30

24 Clo dư mg/l -

25 PCBs mg/l 0,003 0,01 0,05

26 Hóa chất bảo vệ thực vật: Lân hữu

mg/l 0,3

27 Hóa chất bảo vệ thực vật: Clo hữu

mg/l 0,1 0,1

28 Sunfua mg/l 0,2 0,5

29 Florua mg/l 10 15

30 Clorua mg/l 500 600 1000

31 Amoni mg/l 10 15

(88)

33 Tổng phôtpho mg/l

34 Coliform MPN

/100 ml

3000 5000 -

35 Xét nghiệm sinh học (Bioassay)

90% cá sớng sót sau 96 100% nước thải

- 36 Tổng hoạt đợ phóng

xạ α

Bq/l 0,1 0,1 -

37 Tổng hoạt đợ phóng xạ β

Bq/l 1,0 1,0 -

Phụ lục Bảng giá xây dựng mới nhà tạm, vật kiến trúc Loại nhà tạm, vật kiến trúc

Đơn vị Giá

(đồng) Nhà xây gạch 110, cao 3m trở xuống, mái ngói

(tôn, fibrôximăng), lát gạch xi măng, có khu phụ

m2 598.000

Nhà xây gạch 110, cao 3m trở xuống, mái ngói (tôn, fibrôximăng), lát gạch xi măng, không có khu phụ

m2 493.000

Nhà xây gạch 110, cao 3m trở xuống, mái ngói (tôn, fibrôximăng), láng xi măng, không có khu phụ,

m2 424.000

Nhà xây gạch 110, cao 3m trở xuống, mái giấy

dầu, láng xi măng, không có khu phụ m

332.000 Nhà tạm vách cót, mái giấy dầu mái m2 181.000 Nhà bán mái, tường gạch 110, cao 3m trở

xuống, có ít nhất một tường chung, láng xi măng có đánh màu, mái ngói (tôn, fibrôximăng)

m2 354.000

Nhà bán mái, tường gạch 110, cao 3m trở xuống, có ít nhất một tường chung, láng xi măng có đánh màu, mái giấy dầu

m2 306.000

Quán bán hàng, cột tre, mái lá, đất m2 65.000 Quán bán hàng, cột tre, mái lá, láng xi

măng m

2

101.000

Sân lát gạch đất nung đỏ 30x30 m2 131.000

Sân lát gạch m2 58.000

Sân lát gạch bêtông ximăng m2 86.000

(89)

Sân lát gạch xi măng hoa m2 119.000

Sân lát bêtông mác 150 m2 95.000

Sân láng xi măng m2 43.000

Sân granitô m2 130.000

Sân lát gạch tự chèn m2 102.000

Tường gạch 110 có bổ trụ m2 332.000

Tường gạch 220 có bổ trụ m2 539.000

Tường hoa sắt m2 179.000

Tường có khu sắt góc lưới B40 m2 114.000

Tường dây thép gai (bao gồm bổ cọc) m2 48.000 Mái vẩy tấm nhựa fibôximăng m2 67.000

Mái vẩy ngói tôn m2 139.000

Gác xép bêtông m2 331.000

Gác xép gỗ m2 306.000

Bể nước m3 761.000

Bể phốt m3 850.000

Giếng đất m sâu 48.000

Giếng khơi xây gạch bêtông m sâu 298.000 Giếng khoan sâu từ 25 m trở xuống giếng 1.071.000

Giếng khoan 25 m giếng 1.310.000

Cầu thang bê tông cột thép (chỉ tính cho cầu

thang nhà) m

2

826.000

Cống thoát nước bêtông (D300) m dài 58.000 Rãnh thoát nước xây gạch có nắp bêtông cốt

(90)

(91)

Chử Văn Sơn – CNSH – K50 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Metcalf & Eddy – Wastewater engineering: treatment, disposal, and reuse., inc Third edition, by George Tchobanoglous

2 Trịnh Xuân Lai – Tính toán thiết kế các cơng trình xử lý nước thải NXB Xây dựng, 2000

3 Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga – Giáo trình Cơng nghệ xử lý nước thải NXB Khoa ho ̣c- Kỹ thuật, 1999

4 Lương Đức Phẩm - Công nghê ̣ xử lý nước thải bằng biê ̣n pháp sinh ho ̣c NXB Giáo du ̣c, 2007

5 Sổ tay quá trình và thiết bi ̣ công nghê ̣ hóa chất NXB Khoa ho ̣c – Kỹ thuật, 2005, tập

Định dạng
Số trang	91
Dung lượng	1,71 MB