TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ THỐNG xử lý nước THẢI KHU CÔNG NGHIỆP RẠCH bắp AN điền (CÔNG SUẤT 3000M3NGÀY đêm)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN CNSH TÊN ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP RẠCH BẮP – AN ĐIỀN (CÔNG SUẤT 3.000M3/NGÀY ĐÊM) GVHD : Th.S NGUYỄN VĂN PHƯƠNG SVTH : PHẠM TRẦN TRUNG HIẾU MSSV : 0707013 Lớp : 04SH02 BÌNH DƯƠNG – 2011 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC PHẠM TRẦN TRUNG HIẾU TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP RẠCH BẮP - AN ĐIỀN (CÔNG SUẤT 3.000 M3/NGÀY ĐÊM) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN CNSH GVHD: NGUYỄN VĂN PHƯƠNG BÌNH DƯƠNG – 2011 LỜI CẢM ƠN Để có kiến thức tốt cho việc hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, em nhận hướng dẫn giúp đỡ tận tình Thầy, Cơ khoa Cơng Nghệ Sinh Học Trường Đại Học Bình Dương Em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy Nguyễn Văn Phương, người thầy hướng dẫn trực tiếp thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc, Anh Chị công ty TNHH Công Nghệ Môi Trường Thăng Long với Ban Lãnh Đạo khu công nghiệp Rạch Bắp- An Điền tạo điều kiện thuận lợi cho em tiếp xúc thực tế với cơng trình xử lý nước thải Sau xin gửi đến người bạn thân giúp đỡ tài liệu, đưa gợi ý sáng tạo, tình cảm bền vững tơi dành cho bạn Bình Dương, ngày tháng năm 2011 Sinh viên thực Phạm Trần Trung Hiếu MỤC LỤC Lời cám ơn i Mục lục ii Danh sách chữ viết tắt Danh sách bảng Danh sách hình Tóm tắt luận văn Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề Error! Bookmark not defined 1.2 Tính cấp thiết đề tài Error! Bookmark not defined 1.3 Mục tiêu đề tài Error! Bookmark not defined 1.4 Nội dung đề tài Error! Bookmark not defined 1.5 Phạm vi nghiên cứu đề tài Error! Bookmark not defined 1.6 Phương pháp nghiên cứu đề tài Error! Bookmark not defined 1.7 Ý nghĩa thực tiển đề tài Error! Bookmark not defined Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI Error! Bookmark not defined 2.1.1 Phương pháp học Error! Bookmark not defined 2.1.1.1 Thiết bị song chắn rác Error! Bookmark not defined 2.1.1.2 Thiết bị nghiền rác Error! Bookmark not defined 2.1.1.3 Bể điều hòa Error! Bookmark not defined 2.1.1.4 Bể lắng cát Error! Bookmark not defined 2.1.1.5 Bể lắng Error! Bookmark not defined 2.1.1.6 Bể lọc Error! Bookmark not defined 2.1.1.7 Phương pháp xử lý bùn bể nén bùn máy ép bùnError! Bookmark not defined 2.1.2 Phương pháp xử lý hoá lý Error! Bookmark not defined 2.1.2.1 Phương pháp hấp phụ Error! Bookmark not defined 2.1.2.2 Phương pháp trao đổi ion Error! Bookmark not defined 2.1.2.3 Phương pháp tuyển Error! Bookmark not defined 2.1.3 Phương pháp xử lý hoá học Error! Bookmark not defined 2.1.3.1 Phương pháp keo tụ tạo Error! Bookmark not defined 2.1.3.2 Phương pháp oxy hóa khử Error! Bookmark not defined 2.1.3.3 Phương pháp trung hòa Error! Bookmark not defined 2.1.3.4 Phương pháp khử trùng Error! Bookmark not defined 2.1.3.5 Phương pháp xử lý sinh học Error! Bookmark not defined 2.2 Các tiêu đánh giá chất lượng nước thải Error! Bookmark not defined 2.2.1 Chất rắn tổng cộng Error! Bookmark not defined 2.2.2 Nhiệt độ Error! Bookmark not defined 2.2.3 Nhu cầu oxy sinh hóa - NOS (BOD) Error! Bookmark not defined 2.2.4 Nhu cầu oxy hóa học (COD) Error! Bookmark not defined 2.2.5 Nitơ Error! Bookmark not defined 2.2.6 Photpho Error! Bookmark not defined 2.2.7 Mùi Error! Bookmark not defined 2.2.8 Độ màu Error! Bookmark not defined 2.2.9 Độ đục Error! Bookmark not defined 2.2.10 Độ pH Error! Bookmark not defined 2.2.11 Vi khuẩn sinh vật khác nước thải Error! Bookmark not defined Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP RẠCH BẮP - AN ĐIỀN Error! Bookmark not defined 3.1.1 Vị trí địa lý Error! Bookmark not defined 3.1.2 Điều kiện tự nhiên Error! Bookmark not defined 3.1.3 Hiện trạng đầu tư sở hạ tầng hoạt động khu công nghiệpError! Bookmark not defined 3.1.4 Hiện trạng xử lý nước thải khu công nghiệp Rạch BắpError! Bookmark not defined 3.2 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ VÀ MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÁC KHU CÔNG NGHIỆP ĐIỂN HÌNH Error! Bookmark not defined 3.2.1 Các thơng số thiết kế Error! Bookmark not defined 3.2.2 Giới thiệu công nghệ xử lý nước thải khu cơng nghiệp điển hìnhError! Bookmark not defined 3.2.2.1 Hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Việt Nam –SingaporeError! Bookmark not defined 3.2.2.2 Hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Tân TạoError! Bookmark not defined 3.3 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ THUYẾT MINH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ Error! Bookmark not defined 3.3.1 Phương án Error! Bookmark not defined 3.3.1.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ Error! Bookmark not defined 3.3.1.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ Error! Bookmark not defined 3.3.2 Phương án Error! Bookmark not defined 3.3.2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ Error! Bookmark not defined 3.3.2.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ Error! Bookmark not defined 3.4 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP RẠCH BẮP-AN ĐIỀN .Error! Bookmark not defined 3.4.1 Phương án Error! Bookmark not defined 3.4.1.1 Song chắn rác Error! Bookmark not defined 3.4.1.2 Hố thu gom Error! Bookmark not defined 3.4.1.3 Song chắn rác tinh Error! Bookmark not defined 3.4.1.4 Bể điều hòa Error! Bookmark not defined 3.4.1.5 Bể keo tụ, tạo Error! Bookmark not defined a) Bể keo tụ Error! Bookmark not defined b) Bể tạo bông: Error! Bookmark not defined 3.4.1.6 Bể lắng I Error! Bookmark not defined 3.4.1.7 Bể Aerotank Error! Bookmark not defined 3.4.1.8 Bể lắng II Error! Bookmark not defined 3.4.1.9 Bể khử trùng Error! Bookmark not defined 3.4.1.10 Bể nén bùn Error! Bookmark not defined 3.4.2 Phương án Error! Bookmark not defined 3.5 KHAI TỐN KINH PHÍ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP RẠCH BẮP-AN ĐIỀN .Error! Bookmark not defined 3.5.1 Phần xây dựng Error! Bookmark not defined 3.5.2 Phần thiết bị Error! Bookmark not defined 3.5.3 Chi phí vận hành quản lý Error! Bookmark not defined 3.5.3.1 Chi phí nhân cơng Error! Bookmark not defined 3.5.3.2 Chi phí điện Error! Bookmark not defined 3.5.3.3 Chi phí hóa chất sử dụng Error! Bookmark not defined 3.5.4 Chi phí việc trì tu bổ hệ thống Error! Bookmark not defined 3.5.5 Chi phí xử lý m3 nước thải Error! Bookmark not defined Chương 4: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 4.1 KẾT QUẢ Error! Bookmark not defined 4.1.1 Thống kê thông số thiết kế Error! Bookmark not defined 4.1.2 Thống kê khai tốn kinh phí Error! Bookmark not defined 4.2 BIỆN LUẬN Error! Bookmark not defined 4.2.1 So sánh hiệu xử lý phương án Error! Bookmark not defined 4.2.1.1 Khả xử lý BOD, COD, SS Error! Bookmark not defined 4.2.1.2 Khả xử lý Nitơ, Phốtpho Error! Bookmark not defined a) Quá trình sinh hoá bể Aerotank (phương án 1) Error! Bookmark not defined b) Q trình sinh hố bể Unitank (phương án 2) Error! Bookmark not defined 4.2.2 Lựa chọn phương án thiết kế Error! Bookmark not defined 4.3 Bản vẽ công trình đơn vị .Error! Bookmark not defined Chương Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Error! Bookmark not defined 5.1 KẾT LUẬN .Error! Bookmark not defined 5.2 ĐỀ NGHỊ Error! Bookmark not defined DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT KCN : Khu công nghiệp BOD5 : Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical oxygen demand) COD : Nhu cầu oxy hoá học (Chemical oxygen demand) SS : Chất rắn lơ lửng TDS : Tổng chất rắn hoà tan QCVN : Quy chuẩn Việt Nam BTNMT : Bộ tài nguyên mơi trường L×B× H : Dài × rộng × cao Vhi : Thể tích hữu ích XLNT : Xử lý nước thải DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 3.1: Quy hoạch đất Rạch Bắp – An Điền 20 Bảng 3.2: Nồng độ chất ô nhiễm nước thải đầu vào số nhà máy xử lý nước thải xây dựng 22 Bảng 3.3: Tính chất nước thải đầu giai đoạn 2, nhà máy xử lý nước thải KCN Rạch Bắp – An Điền 23 Bảng 3.4: Bảng xác định hệ số Kch 33 Bảng 3.5: Tóm tắt thơng số thiết kế song chắn rác 35 Bảng 3.6 Tóm tắt thông số thiết kế hố thu gom 36 Bảng 3.7 Tóm tắt thơng số thiết kế bể điều hồ 38 Bảng 3.8 Tóm tắt thơng số thiết kế bể keo tụ 39 Bảng 3.9 Tóm tắt thơng số thiết kế bể tạo 40 Bảng 3.10 Tóm tắt thơng số thiết kế bể lắng đợt I 42 Bảng 3.11: Tóm tắt thơng số thiết kế bể Aerotank 45 Bảng 3.12: Chỉ tiêu thiết kế bể lắng đợt II 46 Bảng 3.13: Tóm tắt thông số thiết kế bể lắng đợt II 47 Bảng 3.14: Tóm tắt thông số thiết kế bể khử trùng 49 Bảng 3.15: Tóm tắt thơng số thiết kế bể nén bùn 51 Bảng 3.16: Tóm tắt thơng số thiết kế bể Unitank 56 Bảng 3.17: Bảng chi phí đầu tư xây dựng 57 Bảng 3.18: Bảng chi phí thiết bị 58 Bảng 3.19: Bảng chi phí điện phương án 59 Bảng 3.20: Bảng chi phí điện phương án 60 Bảng 3.21: Bảng chi phí hố chất 61 Bảng 4.1: Bảng thống kê thiết kế 63 Bảng 4.2: Bảng thống kê khai toán kinh phí 65 Bảng 4.3: So sánh phương án 70 DANH MỤC HÌNH Trang Hình 3.1: Vị trí địa lý khu cơng nghiệp Rạch Bắp – An Điền 19 Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải KCN Việt Nam – Singapore 24 Hình 3.3: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải KCN Tân Tạo (Công suất 6000m3/ngày.đêm) 25 Hình 3.4: Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải KCN Rạch Bắp-An Điền, giai đoạn (Phương án 1) 27 Hình 3.5: Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải KCN Rạch Bắp-An Điền , giai đoạn (Phương án 2) 30 Hình 3.6: Cơ chế vận hành bể Mu®Tech 31 Hình 4.1: Quá trình tăng sinh khối vi sinh vật bể Aerotank 66 Hình 4.2: Quá trình khử phốtpho bể mu®tech 69 • Dùng máy khuấy cánh (đầu vng, phẳng, thành trơn), đặt thằng góc hướng xuống để đưa nước từ xuống Chọn đường kính cánh khuấy dK= 0,5 m Chiều rộng cánh khuấy khoảng 1/5 đường kính khuấy b= 0,1 m Chiều dày cánh khuấy 1/4 đường kính khuấy l = 0,125 m Tốc độ cánh khuấy: n= C × 6,8 t = 80 × 6,8 = 56 vịng/phút = vịng/s 10 Với: C1: Hàm phân bố thời gian khuấy ( tra bảng 3.6 trang 155- Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm - tập 1: Các trình thiết bị học – Nguyễn Văn Lụa) t= 10 phút Năng lượng cần thiết cho cánh khuấy: N = K × ρ × n × d 3K = 6,3 ×1000 ×1× 0,55 = 197 W Với K: hệ số sức cản nước, phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, K= 6,3 (trang 115, “ Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp” – TS Trịnh Xuân Lai) ρ : Khối lượng riêng chất lỏng, ρ = 1000 kg/m dK: Đường kính cánh khuấy dK= 0,5 m n: Số vòng quay cánh khuấy n= vịng/s Cơng suất thực động N’= K'× N 197 = 1,4 × = 344,75 W η 0,8 Với K’: hệ số dự trữ công suất, K’=1,2 – 1,5 Chọn K’=1,4 η : hiệu suất động cơ, η = 0,7 – 0,9 Chọn η =0,8 Cường độ khuấy G= N 197 = = 97 s−1 μ×V 0,001× 20,8 Với N: Năng lượng tiêu hao tổng cộng, N= 197 W V: Thể tích bể trộn, V= 20,8 m3 O µ : Độ nhớt động lực nước 20 C, µ = 0,001 N.s/m Vận tốc nước thải chảy qua ngăn khác v= 0,6 – 0,9 m/s Chọn v= 0,7m/s • Đường kính ống dẫn nước thải qua ngăn khác: Dong = 4× Q × 0,03472 = = 0,25m v× π 0,7 × 3,14 1.4.2 Bể tạo  Ngăn thứ nhất: + Năng suất tiêu thụ cánh khuấy bậc một: P1 = G12 × V × μ = 1002 ×17,5 × 0,001 = 175 W Với G1: Cường độ khuấy trộn ngăn thứ nhất, G= 100 s-1 V: Thể tích ngăn khuấy trộn thứ 1, V= 17,5 m3 μ : Độ nhớt nước, μ = 0,001 N.s/m2 + Ta chọn máy khuấy có cơng suất: P1' = K d × P1 175 = 1,4 × = 306 W η 0,8 Với Kd: hệ số dự trữ công suất Kd= 1,2 – 1,5 Chọn Kd=1,4 Hiệu suất máy η = 0,8 + Từ cơng thức P = K × ρ × n × d 5k ⇒ n1 = P 306 = K × ρ × dk 6,3 ×1000 × 0,55 = 1,16v/s = 70vòng/phút Với K: Hệ số sức cản nước, phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, K=6,3 ρ : Khối lượng riêng chất lỏng, ρ =1000 kg/m3 dK: Đường kính cánh khuấy, dK= 0,5 m  Ngăn thứ hai: + Năng suất tiêu thụ cánh khuấy bậc một: P2 = G 22 × V × μ = 802 ×17,5 × 0,001 = 112 W Với G2: Cường độ khuấy trộn ngăn thứ nhất, G2= 80 s-1 V: Thể tích ngăn khuấy trộn thứ 2, V= 17,5 m3 μ : Độ nhớt nước, μ = 0,001 N.s/m2 + Ta chọn máy khuấy có cơng suất: P2' = K d × P2 112 = 1,4 × = 196 W η 0,8 Với Kd: hệ số dự trữ công suất Kd= 1,2 – 1,5 Chọn Kd=1,4 Hiệu suất máy η = 0,8 + Từ công thức P = K × ρ × n × d 5k ⇒ n2 = P2 196 =3 K × ρ × dk 6,3 ×1000 × 0,55 = v/s = 60 vòng/phút Với K: Hệ số sức cản nước, phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, K=6,3 ρ : Khối lượng riêng chất lỏng, ρ =1000 kg/m3 dK: Đường kính cánh khuấy, dK= 0,5 m  Ngăn thứ ba: + Năng suất tiêu thụ cánh khuấy bậc một: P3 = G 32 × V × μ = 602 ×17,5 × 0,001 = 63 W Với G3: Cường độ khuấy trộn ngăn thứ nhất, G3= 60 s-1 V: Thể tích ngăn khuấy trộn thứ 3, V= 17,5 m3 μ : Độ nhớt nước, μ = 0,001 N.s/m2 + Ta chọn máy khuấy có cơng suất: P3' = K d × P3 63 = 1,4 × = 78,75 W η 0,8 Với Kd: hệ số dự trữ công suất Kd= 1,2 – 1,5 Chọn Kd=1,4 Hiệu suất máy η = 0,8 + Từ công thức P = K × ρ × n × d 5k ⇒ n3 = P3 78,75 = K × ρ × dk 6,3 ×1000 × 0,55 = 0,74v/s = 44vòng/phút Với K: Hệ số sức cản nước, phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, K=6,3 ρ : Khối lượng riêng chất lỏng, ρ =1000 kg/m3 dK: Đường kính cánh khuấy, dK= 0,5 m 1.5 Bể lắng • Vận tốc nước vùng lắng  8K × (ρ − 1)gd  V =  h  f  1/2  × 0,06 × (1,2 − 1) × 9,81×10−4   =   0,025   1/2 = 0,061 m/s Trong đó: K: Hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn, (K=0,06 hạt cặn có khả kết dính, K=0,05 nước thải sinh hoạt tính cho bể lắng I, chọn K = 0,06 ρ : Tỷ trọng hạt thường lấy 1,2÷1,6, chọn ρ =1,2 g: Gia tốc trọng trường 9,8 m/s2 d: đường kính tương đương hạt thường chọn 10-4 f:hệ số ma sát, phụ thuộc vào đặc tính bề mặt hạt số Reynolf hạt lắng f=0,02ữ0,03, ly f =0,025 ã Mỏng thu nc ng kớnh mỏng thu: Dm = (70 ữ 80%) ì Db = 0.8 × 9,8= 7,84 m Tải trọng máng thu: L mt = Q 3000 = = 121,9 m /m ngy ì D m 3,14 ì 7,84 ã Máng cưa - Chọn máng cưa: thép khơng rỉ, có bề dày 3mm - Chọn gờ tràn tam giác vuông cân, đáy chữ V rộng 100 mm Khoảng cách gờ tràn d= 100 mm Chu vi máng cưa C = π × D m = 3,14 × 7,84 = 24,62 m Số gờ tràn m chiều dài Số gờ tran máng thu bể: e = × l = × 24,62 = 123 Lưu lượng qua gờ tràn q' = q 0,035 = = 0,0003 m /s e 123 Từ q’= 1,4 × hkhe [trang 154, TS Trịnh Xn Lai, Tính tốn thiết kế cơng trình hệ thống cấp nước sạch, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2003] 1/2,5  q'  h =   khe  1,4  1/2,5  0,0003  =    1,4  = 0,034 m Khe chữ V sâu cm lớp nước 3,4 cm, dễ dàng điều chỉnh để thu nước theo mép máng • Máy bơm bùn tươi từ bể lắng sang bể chứa bùn Công suất máy bơm bùn: N = Qt × ρ × g × h 1000η Trong đó: Qt: Lưu lượng bùn tươi; Q =30m3/ngày = 1,25m3/h h: cột áp bơm; h = 12m η : Hiệu suất máy bơm; chọm η = 0.8 N= Q t ×1000 × g × h 1,25 ×1000 × 9,81×12 = = 0,05 kW 1000 × η × 3600 1000 × 0,8 × 3600 Cơng suất thực máy bơm: N = 1,5 × N = 0,05 ×1,5 = 0,075 kW Lắp đặt máy bơm bùn công tác ( bơm làm việc bơm dự phịng) Lưu lượng trung bình 30m3/h, cột áp 12 m Công suất bơm 0,75 kW, điện áp pha, 380 v, 50 Hz • Cặn lắng máy có gạt gạt dồn phía máng thu đặt suốt chiều dài bể hố tập trung Ta chọn máy gạt bùn bể nén bùn có cơng suất 0,75 kW ,tốc độ gạt 6-8 vòng/h, lưỡi gạt cao su 1.6 Bể Aerotank • Tính tốn lượng bùn thải bỏ ngày Hệ số sản lượng quan sát tính theo công thức Yobs = Y 0,5 = = 0,25 + k d × θ c + (0,05 × 20) Với: Y : Hệ số sản lượng bùn, Y=0,5 mgVSS/mgBOD5 Kd: hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0,05 ngày-1 θc : Thời gian lưu bùn, θc =20 ngày Lượng bùn gia tăng ngày Px = Yobs × Q × (S − So ) 0,25 × 3000 × (213,8 − 30) = = 137,85 kg/ngày 103 103 Lượng sinh khối tổng cộng Px(SS) = Px 137,85 = = 172,3 kg/ngày 0,8 0,8 Lượng bùn sinh học cần xử lý ngày= Lượng tăng sinh khối tổng cộng – Hàm lượng chất lơ lửng lại dòng M SS = 172,3 − 3000 × 30 = 82,3 kg/ngày 1000 • Lưu lượng bùn tuần hồn Q TH = α × Q = 0,72 × 3000 = 2160 m3 /ngày = 90 m3 /h • Xác định lượng khơng khí cấp cho Aerotank Lượng Oxy u cầu: Q × (S − So ) ×10−3 3000 × (213,8 − 30) ×10−3 = 810,9 kgO /ngày = 0,68 0,68 = 33,8 kgO / h G= Lượng Oxy yêu cầu theo lý thuyết m oxy = G − 1,42 × PX(SS) = 810,9 − 1,42 ×172,3 = 566,2 kg/ngày Lượng khơng khí u cầu theo lý thuyết, giả sử khơng khí chứa 23,2% O2 theo trọng lượng trọng lượng trọng lượng riêng khơng khí 20oC ρ kk = 1,18 kg/m3 là: M KK = m ρ kk oxy × %O = 566,2 = 2068,2 m /ngày 1,18 × 0,232 Chọn hiệu vận chuyển oxy thiết bị thổi khí 8%, hệ số an toàn sử dụng thực a=2 Lượng khơng khí u cầu hiệu vận chuyển E= 8% M 'kk = M KK 2068,2 = = 25852,5 m /ngày = 1077,2 m /h = 18 m3 /phút 0,08 0,08 Lưu lượng không khí thiết kế cho máy thổi khí là: Q KK = a × M 'KK = ×18 = 36m /phút = 2160 m /h = 36000 lít/phút • Số lượng đĩa khuếch tán khí: Chọn thiết bị khuếch tán khí dạng đĩa xốp, đường kính 340 mm, cường độ thổi khí I = 600 l/phút Số đĩa phân phối bể n= Q KK I = 36000 = 60 đĩa 600 1.7 Bể lắng • Tính tốn máng thu nước Máng thu nước bố trí máng ngang chạy suốt chu vi bể Chiều dài máng thu nước: l = π × Db = 3,14 × 13,1 = 41,1 m Tải trọng thủy lực máng ứng với lưu lượng lớn a= th Q max ngày + Q ngày l = 6000 + 4320 = 251,1 m /ng.d nằm khoảng 41,1 124÷490m3/m.d Vận tốc nước chảy máng 0,6÷0,7 m/s, chọn vận tốc nước chảy v= 0,7m/s Chiều cao lớp nước máng thu hm = q 0,035 + 0,025 = = 0,214 m v×b 0,7 × 0,4 Chiều cao máng thu 0,5m chiều cao lớp nước máng 0,214 m • Máng cưa Hai bên thành máng gắn máng tràn chữ V thép inox dày 1,5 mm Chọn gờ tràn tam giác vuông cân, đáy chữ V rộng 100 mm Khoảng cách gờ tràn d= 100 mm Số gờ tràn m chiều dài Số gờ tran máng thu bể: e = × l = × 41,1 = 205 Lưu lượng qua gờ tràn q' = q 0,035 + 0,025 = 0,0003 m /s = e 205 Chiều cao lớn nướcc khe hình chữ V Từ q’= 1,4 × hkhe [trang 154, TS Trịnh Xn Lai, Tính tốn thiết kế cơng trình hệ thống cấp nước sạch, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2003] 1/2,5  q'  h =  khe  1,4  1/2,5  0,0003  =    1,4  = 0,034 m Khe chữ V sâu cm lớp nước 3,4 cm, dễ dàng điều chỉnh để thu nước theo mép máng • Lắp đặt máy bơm bùn công tác ( bơm làm việc bơm dự phòng) Lưu lượng trung bình 30m3/h, cột áp m Cơng suất bơm 0,75 kW, điện áp pha, 380 v, 50 Hz 1.8 Bể nén bùn • Máng cưa Chạy dọc thành bể, máng tràn chữ V thép inox dày 1,5 mm Chọn gờ tràn tam giác vuông cân, đáy chữ V rộng 100 mm Khoảng cách gờ tràn d= 100 mm Số gờ tràn m chiều dài Chu vi bể C = D × π = 3,5 × 3,14 = 11 m Số gờ tran máng thu bể: e = × l = × 11 = 55 Lưu lượng qua gờ tràn q' = q 0,035 = = 0,00068 m /s 51 e Chiều cao lớn nướcc khe hình chữ V Từ q’= 1,4 × hkhe [trang 154, TS Trịnh Xuân Lai, Tính tốn thiết kế cơng trình hệ thống cấp nước sạch, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2003] 1/2,5 h khe  q'  =    1,4  1/2,5  0,00038  =    1,4  = 0,047 m Khe chữ V sâu cm lớp nước 4,7 cm, dễ dàng điều chỉnh để thu nước theo mép máng 1.9 Bể Unitank • Tính tốn lượng bùn thải bỏ ngày Hệ số sản lượng quan sát tính theo cơng thức Yobs = Y 0,5 = = 0,25 g/g + k d × θ c + (0,05 × 20) Với: Y : Hệ số sản lượng bùn, Y=0,5 mgVSS/mgBOD5 Kd: hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0,05 ngày-1 θc : Thời gian lưu bùn, θc =20 ngày Hệ số sản lượng quan sát tính cho N: Yobs.n = Yn 0,12 = = 0,041 g/g + k dn × θ C + 0,097 × 20 Trong Yn= 0,12 g bùn/g NH4-N Kdn: hệ số phân hủy nội Kdn 25oC 0,097 Lượng bùn gia tăng ngày tính theo MLVSS Yobs × Q × (S − So ) f d × k d × Yobs × Q × (S − So ) × θ C + 103 103 × Q × NO x 0,25 × 3000 × (213,8 − 30) Y + obs.n = + 103 10 0,15 × 0,055 × 0,25 × 3000 × (213,8 − 30) × 20 0,41× 3000 × 48 + 103 103 = 137,85 + 22,75 + 59 = 219,6 kg/ngày Px = Với fd=0,15, xem NOx=48 mg/l Tính tốn thời gian để khử nitrate t= NO X − NO3ra 48 − = = 0,064 ngày = 1,5 h ρ'×m 0,13 × 5550 Trong đó: NO3ra: Nồng độ nitrate đầu ra, giả sử = mg/l m: Nồng độ bùn hoạt tính, m= 5550 mg/l ρ ' : Tốc độ khử NO − 0,1 mg NO − /mg bùn hoạt tính.ngày 20oC 3 Với ToC, ρ' = ρ × 1,09 T−20 × (1 − DO) = 0,1× 1,095 × (1 − 0,15) = 1,3 mgNO − /mg bùn hoat tính.ngày Trong DO lượng oxy hịa tan bể giả sử = 0,15 mg/l Thời gian tích lũy cặn T= V × m 1298 × 5550 = = 32,8 ngày PX 219,6 ×103 Lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLSS: ρ X(SS) = ρ X 219,6 = = 274,5 kg/ngày 0,8 0,8 Lượng bùn thải bỏ ngày M = ρ X(SS) − Q × SSra = 274,5 − 3000 × 50 ×10 −3 = 274,5 − 150 = 124,5 kg Với SS: lượng chất rắn lơ lửng lại dòng ra, SSra=30g/m3 Lắp đặt máy bơm bùn công tác (3 bơm làm việc, bơm dự phịng) Lưu lượng trung bình 10m3/h, đạt cộ cáp 7m, cơng suất 0,55 kW, số vịng quay 2800 vịng/phút • Xác định lượng khơng khí cần cấp cho bể Unitank: Lượng oxy cần cấp cho bể theo BOD Lượng BOD cần xử lý ngày: G = (BOD vào − BOD ) × Q = (213,8 − 30) × 3000 ×10−3 = 551,4 kg/ngày Lượng oxy yêu cầu theo phương trình 8.17, trang 683, [Watsewater Engineering- Treatment and Reuse, Metcalf and Eddy, fourth edition, Mc GrawHill] cho biết hệ số 20oCm M = G − 1,42 × Px + 4,33 × Q × (NO x ) = 551,4 − 1,42 × 219,6 + 4,33 × 3000 × 48 ×10−3 = 863,1 kg/ngày Giả sử khơng kh1i chứa 23,1% oxy theo khối lượng khối lượng khơng khí 1,181kg/m3 26oC áp suất 7600 mmHg Lượng khơng khí u cầu theo lý thuyết = 863,1 = 3164 m3 /ngày 1,181× 0,231 Giả sử hiệu vận chuyển thiết bị thổi khí 8%, lượng khí yêu cầu thực tế Q tt = 3164 = 39550 m3 /ngày = 1648 m3 /h = 27,5 m3 /phút = 0,46 m3 /s 0,08 Bể Unitank có 2/3 thể tích bể thổi khí Kiểm tra cường độ thổi khí I= Q 1648 tt = = 1,9 m3khí/h.m 2 ×V ×1298 3 Vì I > m3khí/h.m nên theo [trang 130, Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, TS Trịnh Xuân Lai, NXB Xây Dựng, 2000.] Lưu lượng khí cần cung cấp Qk = 30 m3/phút=0,5 m3/s Chọn thiết bị máy thổi khí dạng đĩa kết hợp khuấy với motor công suất 45 kW, điện áp pha 400/660V Tốc độ motor 1450 r.p.m, máy khuấy chìm có dung tích khuấy khoảng 500-1500 m3 tốc độ khuấy 965 r.p.m Đường kính ống dẫn khí: D= 4× Q k = × 0,5 = 0,23 m π× v 3,14 ×12 Với V: vận tốc khí ống 10÷15 m/s [trang 107, Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, TS Trịnh Xn Lai, NXB Xây Dựng, 2000] Chọn v=12 m/s Chọn ống sắt tráng kẽm có đường kính 225 mm dày 2,7 mm Kiểm tra vận tốc khí ống v' = × 0,5 = 12,6 m/s đạt yêu cầu 0,2252 × π • Tính tốn máng thu nước Diện tích bề mặt lắng: F= 10,4 × 10,4=108,16 m2 Máng thu nước bố trí máng ngang chạy suốt chiều rộng bể Bề rộng máng thu nước chọn b= 0,4 m Chiều dài máng thu nước: l = L = 10,4 m × =20,8 Tải trọng thủy lực máng ứng với lưu lượng lớn a= Q max 6000 ngày = = 288,5 m3 /m.d nằm khoảng 124÷490m3/m.d l 20,8 Vận tốc nước chảy máng 0,6÷0,7 m/s, chọn vận tốc nước chảy v= 0,7m/s Chiều cao lớp nước máng thu h' = q 0,035 = = 0,125 m v × b 0,7 × 0,4 Chiều cao máng thu 0,5m chiều cao lớp nước máng 0,125 m • Máng cưa Hai bên thành máng gắn máng tràn chữ V thép inox dày 1,5 mm Chọn gờ tràn tam giác vuông cân, đáy chữ V rộng 100 mm Khoảng cách gờ tràn d= 100 mm Số gờ tràn m chiều dài Số gờ tran máng thu bể: e = × l = × 20,8 = 104 Lưu lượng qua gờ tràn q' = q 0,035 = 0,00034 m3 /s = e 104 Chiều cao lớn nước khe hình chữ V Từ q’= 1,4 × hkhe [trang 154, TS Trịnh Xn Lai, Tính tốn thiết kế cơng trình hệ thống cấp nước sạch, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2003] 1/2,5  q'  h =   khe  1,4  1/2,5  0,00034  =    1,4  = 0,035 m Khe chữ V sâu cm lớp nước 3,5 cm, dễ dàng điều chỉnh để thu nước theo mép máng Thời gian hoạt động pha , pha giờ, pha phụ PHỤ LỤC II ... 3.1.4 Hiện trạng xử lý nước thải khu công nghiệp Rạch Bắp Hiện khu công nghiệp rạch bắp An Điền có hệ thống xử lý nước thải giai đoạn (công suất 3000 m3/ngày đêm) Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn... DƯƠNG KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC PHẠM TRẦN TRUNG HIẾU TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP RẠCH BẮP - AN ĐIỀN (CÔNG SUẤT 3.000 M3/NGÀY ĐÊM) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN CNSH... 22KV cách khu công nghiệp 500 m Hệ thống cấp nước: nguồn nước từ nước mặt sơng Sài Gịn xử lý, với cơng suất 14.000 m3/ngày Nhà máy xử lý nước thải: công suất 6.000 m3 / ngày, nước thải xử lý cục