2.2.1 Phƣơng pháp tổng hợp tài liệu
– –
2.2.2
Tiến hành
tự nhiên nhƣ khí hậu, địa hình, địa chất cơng trình, thủy văn, ... để từ đĩ thiết kế một hệ thống xử lý nƣớc thải phù hợp cho Cơng ty.
2.2.3 Phƣơng pháp đối chiếu, so sánh
ng ê định. – o – – 2008 2.2.4. Phƣơng pháp tính tốn k
2.2.5 Phƣơng pháp phân tích chi phí lợi ích
2.2.6 Phƣơng phép vẽ
ềm Autocad 2007.
CHƢƠNG 3.
3.1 Phân tích, lựa chọn cơng nghệ xử lý nƣớc thải 3.1.1 Lựa chọn cơng nghệ 3.1.1 Lựa chọn cơng nghệ
Thơng số đầu vào củanƣớc thải: SS = 300 mg/L BOD5 = 1500 mg/L
COD = 2000 mg/L
BOD5/COD = 0,75 chứng tỏ hàm lƣợng chất hữu cơ trong dịng thải khá cao rất thích hợp để xử lý sinh học. Phƣơng pháp xử lý sinh học sử dụng gồm cĩ:
Xử lý yếm khí: sử dụng bể UASB
Xử lý hiếu khí: sử dụng là bể Aeroten
Dịng thải với BOD5 = 1500 mg/l nên ta chọn phƣơng pháp xử lý sinh học yế bể UASB trƣớc nhằm giảm tải lƣợng ơ nhiễm sau đĩ là xử lý sinh học hiếu khí bằng bể Aroten.
Chọn phƣơng pháp làm việc liên tục vì với lƣu lƣợng dịng thải là Q = 960 m3/ngày, nếu chọn làm việc theo mẻ thì địi hỏi thiết bị UASB, Aeroten phải lớn, mặt khác nƣớc thải của Cơng ty thải ra liện tục với hàm lƣợng chất hữu cơ tƣơng đối lớn nên cần phải xử lý liên tục để tránh quá trình tự phân hủy yếm khí gây mùi hơi khĩ chịu làm mất tính thẩm mỹ mơi trƣờng tại Cơng ty.
Kết hợp với bể lắng bậc 2 để tách hàm lƣợng chất lơ lửng nhƣ: Sinh khối sinh ra trong quá trình phân hủy, và cặn vơ cơ kích thƣớc nhỏ bé khơng lắng đƣợc ở bể lắng cát.
Từ những phân tích trên về đặc điểm của nƣớc thải của Cơng ty ta cĩ những phƣơng án để lựa chọn sau:
Phƣơng án 1 Hình 3.1. hƣơng án 1 Song chắn rác Bể lắng cát Bể điều hịa Bể lắng 1 Chơn lấp Thùng chứa Máy nén khí Bể UASB Bể lắng 2 Bể Aroten Bể nén bùn Bể chứa bùn Máy ép bùn Nƣớc thải vào Nguồn nhận Bể tiếp xúc Clo
Phƣơng án 2 Hình 3.2. Máy `nén khí Nƣớc thải vào Bể tuyển nổi Bể lắng cát Song chắn rác Bể điều hịa Bể UASB Bể Aroten Bể lắng 2 Bể tiếp xúc Clo Sân phơi bùn Bể nén bùn Thùng chứa Sân phơi cát Bể chứa bùn Nguồn nhận
Phƣơng án 3
Hình 3.3. 3
Phƣơng án 1 để tính tốn, thiết kế vì:
Đặc điểm của nƣớc thải Cơng ty là lƣu lƣợng và chất lƣợng khơng đều, phụ thuộc vào ca sản xuất, mùa, cơng đoạn sản xuất vì thế việc xây dựng bể điều hịa cho hệ thống là hết sức cần thiết nhằm khắc phục những vấn đề xảy ra do thay đổi nồng độ, lƣu lƣợng cho hệ thống đơng thời gĩp phần giảm bớt tải trọng xử lý cho các cơng trình phía sau.
Mặc dù hàm lƣợng SS của dịng thải khá thấp nhƣng hàm lƣợng COD, BOD của dịng thải là tƣơng đối cao nên việc sử dụng bể lắng 1 trong hệ thống sẽ gĩp phần làm giảm tải trọng phải xử lý cho bể UASB và bể Aeroten sau này. Ngồi
Nƣớc thải vào Song chắn rác Bể lắng cát Bể UASB Bể Aroten Bể lắng 2 Bể chứa bùn Sân phơi bùn Nguồn nhận Bể điều hịa Máy nén khí Thùng chứa Chơn lấp Bể nén bùn
ra việc sử dụng bể tuyển nổi nhƣ phƣơng án 2 là khơng thật sự cần thiết và tiêu tốn nhiều năng lƣợng bởi lẽ nƣớc thải sản xuất bia trên thực tế khơng chứa quá nhiều chất nổi (dầu, mỡ) và SS.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hiệu quả xử lý cao, nƣớc sau khi xử lý cĩ thể thải trực tiếp ra ngồi mơi trƣờng.
tƣơng lai.
3.1.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ cho phƣơng án 1
Nƣớc thải từ các cơng đoạn sản xuất theo đƣờng cống nƣớc đến song chắn rác, ở đây rác cĩ kích thƣớc lớn đƣợc tách ra. Rác thu đƣợc là rác tƣơi với độ ẩm từ 85 – 95%, hàm lƣợng hữu cơ từ 50 – 80% đƣợc đựng trong thùng cùng với rác thải sinh hoạt và đƣợc Cơng ty mơi trƣờng đơ thị thu gom hằng ngày.
Tiếp theo quá trình lắng tách các hạt cặn cĩ khối lƣợng lớn ra khỏi dịng nƣớc thải bằng bể lắng cát tiết diện hình chữ nhật. Sau đĩ nƣớc đƣợc dẫn sang bể điều hịa, ngay đầu bể điều hịa cĩ bố trí thiết bị kiểm tra và trung hịa pH. Trong bể cĩ hệ thống thổi khí vừa giúp hạ nhiệt độ nƣớc thải vừa xảy ra quá trình phân hủy sinh học gĩp phần làm giảm tải trọng phải xử lý sau này. Cát thu đƣợc với khối lƣợng khơng đáng kể sau khi để ráo nƣớc sẽ mang đi chơn lấp, mỗi lần chơn sẽ rắc kèm vơi bột và phủ 1 lớp đất mỏng khoảng 10 – 20 cm để tránh cơn trùng, ruồi phát triển.
Kế đến dịng nƣớc thải sẽ đƣợc dẫn vào bể lắng 1bằng khả năng tự chảy theo độ chênh dƣới sự kiểm sốt của hệ 1 van điều chỉnh lƣu lƣợng. Nƣớc thải đƣợc lƣu lại ở đây trong 2 giờ. Với hiệu quả khử SS là 50%, BOD, COD là 20% thì bể lắ
bƣớc xử lý quan trọng gĩp phần giảm tải trọng xử lý sau này cho hệ thống.
Nƣớc thải sau khi qua bể lắng 1 thì chuyển sang bể UASB để xử lý yếm khí. Với thời gian lƣu lại ở đây lên đến hơn 8 giờ sau đĩ nƣớc thải sẽ đƣợc bơm qua bể Aeroten để tiếp tục thực hiện quá trình xử lý hiếu khí mục đích làm giảm hàm lƣợng
BOD, COD đến mức tiêu chuẩn cho phép đồng thời làm mất mùi hơi do quá trình phân hủy yếm khí gây ra.
Để tách các thành phần lơ lửng cĩ trong trong nƣớc thải trƣớc khi xả thải ra mơi trƣờng, ta cho nƣớc đi qua bể lắng 2, ở đây các cặn hữu cơ và bơng bùn hoạt tính sẽ lắng xuống dƣới đáy bể sau đĩ sẽ tách ra bằng cần gạc đƣợc lắp đặt dƣới đáy bể. Bùn hoạt tính tách ra một phần sẽ đƣợc tuần hồn trở lại để bổ sung cho bể Aeroten, lƣợng bùn dƣ sẽ đƣợc thu lại vào bể chứa bùn rồi vào bể nén bùn. Bùn sau khi nén sẽ đƣợc chứa tại 1 ngăn khác của bể chúa bùn chờ đến ngày máy ép bùn hoạt động. Bùn sau khi ép cĩ độ ẩm khoảng 75 – 85% chủ yếu là các hợp chất hữu cơ nên đem cải tạo đất trồng rất tốt.
40-2011/BTNMT.
3.2 Tính tốn, thiết kế các hạng mục cơng trình xử lý theo phƣơng án 1 3.2.1 Song chắn rác 3.2.1 Song chắn rác
Mục đích
Song chắn rác là cơng trình xử lý sơ bộ nhằm loại bỏ một lƣợng rác thơ nhất định trong nƣớc thải chuẩn bị cho xử lý sau này.
Tính tốn, thiết kế
Số lƣợng khe hở của song chắn rác
Trong đĩ:
q: lƣu lƣợng nƣớc thải đi qua song chắn, m3/s
b: chiều rộng giữa khe hở giữa các thanh đan, b= 10mm
h1: chiều sâu lớp nƣớc trƣớc song chắn rác. Lấy bằng độ đầy mƣơng dẫn với lƣu lƣợng nƣớc cực đại, h1=0,07m
kz: hệ số nén dịng do các thiết bị vớt rác, lấy bằng 1,05 (nếu cào vớt rác cơ giới) và bằng 1,1 ÷ 1,2 (nếu cào vớt rác thủ cơng), chọn kz = 1,05
Chọn n = 21 khe hở
Số thanh song chắn
x = n + 1 = 21 + 1 = 22 thanh
Chọn loại thanh chắn tiết diện ngang hình chữ nhật với kích thƣớc của tiết diện: dài x rộng = d x l = 20mm 8mm.
Chiều rộng của song chắn rác
Trong đĩ: d: bề dày hay đƣờng kính các thanh song chắn rác, chọn d=0,008 m Chọn BS = 0.4 m
Kiểm tra lại vận tốc của dịng chảy ở phần mở rộng của mƣơng trƣớc song chắn ứng với lƣu lƣợng nƣớc thải nhỏ nhất nhằm tránh sự lắng đọng cặn trong mƣơng, vận tốc này khơng nhỏ hơn 0,4 m/s.
Trong đĩ: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
h2: chiều sâu lớp nƣớc trƣớc song chắn rác, m. Lấy bằng độ đầy mƣơng dẫn với lƣu lƣợng nƣớc nhỏ nhất, h2=0,04 m
qsmin: lƣu lƣợng nhỏ nhất của nƣớc thải đi qua song chắn
Tổn thất áp lực qua song chắn rác
Trong đĩ:
Với:
α: gĩc ngiêng đặt song chắn rác so với phƣơng ngang, ∝ = 60o β: hệ số phụ thuộc hình dạng thanh song chắn, β = 2,42
hp: tổn thất áp lực qua song chắn
vmax: vận tốc nƣớc thải trƣớc song chắn ứng với lƣu lƣợnglớn nhất vmax = 0,4 m/s p: hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vƣớng rác ở song chắn p =2 ÷ 3, chọn p = 3
Chiều dài phần mở rộng trƣớc song chắn rác
Trong đĩ:
: gĩc mở của mƣơng trƣớc song chắn rác =20o BS: chiều rộng của song chắn, BS = 0,4 m Bm: chiều rộng mƣơng dẫn, chọn Bm = 0,1m Chọn L1 = 0,4 m
Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác
Chiều dài xây dựng mƣơng đặt song chắn rác Trong đĩ:
Lp:chiều dài phần mƣơng đặt song chắn rác, chọn Lp = 1,4 m
Chiều sâu xây dựng của phần mƣơng đặt song chắn rác Chọn h = 0,65 m
Trong đĩ:
h1: chiều sâu lớp nƣớc lớn nhất lấy bằng độ đầy mƣơng dẫn với lƣu lƣợng nƣớc thải cực đại, h1 = 0,07 m
Để khắc phục tổn thất áp suất qua song chắn, phần đáy buồng phía sau song chắn cần làm thấp hơn phần đáy phía trƣớc một khoảng đúng bằng tổn thất qua song chắn hp
Bảng 3.1. Tĩm tắt thơng số thiết kế song chắn rác
STT Thơng số thiết kế Đơn vị Kết quả thiết kế
1 Chiều dài xâydựng mƣơng (L) m 2
2 Chiều rộng song chắn (BS) m 0,4
3 Chiều sâu mƣơng (h) m 0,65
4 Số thanh song chắn (x) thanh 22
5 Số khe (n) khe 21
6 Kích thƣớc khe (b) m 0,01
7 Bề rộng thanh (d) m 0,008
3.2.2 Bể lắng cát
Mục đích
Bể lắng cát đƣợc thiết kế để loại bỏ các tạp chất vơ cơ khơng hịa tan nhƣ cát, sỏi và các vật liệu rắn khác cĩ vận tốc lắng lớn hơn vận tốc lắng của các chất hữu cơ cĩ thể phân hủy trong nƣớc thải. Việc loại ra khỏi nƣớc thải những tạp chất này là rất cần thiết nhằm tránh những ảnh hƣởng xấu đến hiệu suất làm việc của các cơng trình xử lý, thiết bị liên quan sau này nhƣ bể UASB, bể Aeroten, bơm nƣớc thải... (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tính tốn, thiết kế
Chọn bể lắng cát ngang hình chữ nhật để thiết kế cho hệ thống xử lý này vì tính đơn giản trong kết cấu xây dựng, vận hành cũng nhƣ đảm bảo đƣợc hiệu quả xử lý theo yêu cầu của nĩ.
Trong đĩ:
Qmax: lƣu lƣợng nƣớc thải lớn nhất vào bể trên giây
Uo: độ lớn thủy lực của hạt cần giữ, chọn Uo =18,7 mm/s = 0,0187 m/s
k:hệ số thực nghiệm tính đến ảnh hƣởng của đặc tính dịng chảy đế tốc độ lắng của hạt cặn trong bể lắng, với Uo= 18,7mm/s thì k= 1,3
Tỉ số giữa chiều dài và chiều cao phần cơng tác của bể lắng cát
Trong đĩ:
v: vận tốc nƣớc thải qua bể v = 0,2 m/s
Chiều sâu lớp nƣớc cơng tác của bể lắng cát H = 0,25 ÷ 1m, chọn H = 0,4 m 7 33 Chiều dài bể lắng cát L = 13,9 0,4 = 5,56 m, chọn L = 5,5 m Chiều rộng bể lắng cát Chọn B = 0,2m Diện tích thực tế của bể F = B L = 0,2 5,5 = 1,1 m2
Chiều rộng máng đo tại cửa ra của bể lắng cát
Trong đĩ:
v: vận tốc nƣớc thải qua bể v = 0,2m/s
m: hệ số lƣu lƣợng của cửa tràn phụ thuộc vào gĩc tới. Chọn gĩc tới =45o, Cotg = 1, B/b = 0,2 m =0,352
g: gia tốc trọng trƣờng
b: chiều rộng máng đo tại cửa ra bể lắng cát
Thể tích cát thu đƣợc trong 1 ngày đêm
Trong đĩ:
Wcát: thể tích cát thu đƣợc của bể lắng cát trong 1 ngày đêm Qmax: lƣu lƣợng tính tốn theo ngày đêm
qo: lƣợng cát cĩ trong 1000m3 nƣớc thải, qo = 30 L/1000 m3nƣớc thải5 200 Chiều cao trung bình của cát trong bể sau 1 ngày đêm
Chiều cao bảo vệ bể hbv, chọn hbv = 0,3 m
Bố trí hố thu cá thể tích
ngày đêm 0,029m3. Cát đƣợc dồn về hố thu bằng bơm phun tia. Chiều rộng hố thu cát: r = chiều rộng bể lắng cát = 0,2 m, chọn chiều dài hố thu cát: l = 0,5 m.
Chiều cao hố thu cát
Chọn hh = 0,3 m
Chiều cao tổng cộng của bể lắng cát ngang
HT = H +hcát +hbv + hh= 0,4 + 0,026 + 0,3 + 0.3 = 1,03 m
T
Chọn HT = 1,1 m
Thời gian lƣu nƣớc trong bể là 39,6 s nằm trong khoảng 30 ÷ 90s là thích hợp 5 34 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Xây dựng 2 bể lắng cát ngang, 1 bể hoạt động 1 bể dự phịng với kích thƣớc
mỗi bể là: dài x rộng x cao = 5,5 0,2 lần/ngày.
Bảng 3.2. Tĩm tắt thơng số thiết kế bể lắng cát ngang
STT Thơng số thiết kế Đơn vị Kết quả thiết kế
1 Chiều rộng bể (B) m 0,2
2 Chiều dài bể (L) m 5,5
3 Chiều cao làm việc (H) m 0,4
4 Chiều cao bảo vệ (hbv) m 0,3
5 Chiều cao vùng chứa cặn (hcặn) m 0,3
6 Tổng chiều cao bể (HT) m3 1,1
7 Thời gian lƣu nƣớc (t) giây 39,6
3.2.3 Bể điều hịa
Mục đích
Do đặc thù của nguồn nƣớc thải từ Cơng ty là khơng đều cả về lƣu lƣợng và nồng độ. Tùy vào từng cơng đoạn sản xuất, ca sản xuất mà lƣu lƣợng cũng nhƣ nồng độ các chất ơ nhiễm trong nƣớc thải sẽ thay đổi. Bể điều hịa đƣợc thiết kế ngay trƣớc bể lắng đợt 1 nhằm ổn định lƣu lƣợng và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nƣớc thải tạo điều kiện thuận lợi cho các cơng trình xử lý sau này hoạt động hiệu quả hơn. Ngồi ra trong bể điều hịa cĩ bố trí sục khí liên tục giúp nâng cao hiệu quả khử BOD và COD trong nƣớc thải gĩp phần giảm tải lƣợng ơ nhiễm trong nƣớc thải và tải trọng xử lý cho các cơng trình xử lý phía sau.
Tính tốn, thiết kế
Một trong những điều kiện quan trọng để xử lý sinh học đạt hiệu quả cao là pH của nƣớc thải = 6,8 ÷ 7,8. Vì pH của nƣớc thải Cơng ty luơn dao động từ 4 ÷ 9
nên cần phải điều chỉnh pH về mức 7 trƣớc khi đƣa vào xử lý sinh học. Tại bể điều hịa nƣớc thải cĩ điều kiện hịa trộn tốt nhất nhờ hệ thống sục khí nên ta bố trí máy điều chỉnh pH ngay đầu vào của bể điều hịa. Hĩa chất sử dụng là dung dịch acid HCl 30% và dung dịch NaOH 20%.
Liều lƣợng acid HCl sử dụng pH vào max = 9 (H+ = 109 mol/L) pH trung hịa = 7 (H+ = 107 mol/L) ▪ Liều lƣợng H+
cần châm vào để trung hịa pH đúng bằng lƣợng OH cần khử trong nƣớc: z = 107
M 109 M = 9,9.108 mol/L ▪ Liều lƣợng OH tính theo mg CaCO3
Khối lƣợng riêng của dung dịch acid HCl30% = 1149 kg/m3 (bảng 1.2);6
Khối lƣợng phân tử của HCl = 36,5 g/mol Lƣu lƣợng nƣớc thải: Q = 40 m3/h
Tra bảng 4 – 7: Hĩa chất thƣờng dùng để điều chỉnh pH5 – 51 lƣợng HCl cần dùng tính bằng mg/L để khử 1 mgCaCO3/l kiềm là 0,72 mg/L. Vậy liều lƣợng HCl cần châm là:
KW/bơm
Liều lƣợng dung dich NaOH sử dụng pH vào min = 4 (H+ = 104 mol/L)
pH trung hịa = 7 (H+ = 107 mol/L)
▪ Liều lƣợng OH cần châm vào để trung hịa pH đúng bằng lƣợng H+ dƣ cĩ trong nƣớc thải: z = 104
M 107 M = 9,99.105 mol/L ▪ Liều lƣợng H+ tính theo mg CaCO3
Khối lƣợng phân tử NaOH = 40 g/mol
Khối lƣợng riêng của dung dịch NaOH 20% = 1219 kg/m3 (bảng 1.2);8 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lƣu lƣợng nƣớc thải: Q = 40 m3
/h
Tra bảng 4 – 7: Hĩa chất thƣờng dùng để điều chỉnh Ph 5 – 51 lƣợng NaOH cần dùng tính bằng mg/L để khử 1 mgCaCO3/L axit là 0,799 mg/L NaOH. Vậy liều lƣợng NaOH cần châm là:
KW/bơm.
Thể tích bể