CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU THUẬN PHÚ
4.1.3Vai trị các cơng trình đơn vị.
+ Song chắn rác :
Song chắn rác với cấu tạo gồm thanh inox đặt sát nhau và được đặt nghiêng gĩc 60o so với phương ngang. Song chắn rác loại bỏ rác cĩ kích thước lớn như nhánh cây, lá cây cao su.. và rác sinh hoạt của cơng nhân trong nhà máy. Việc giữ lại rác thải cĩ kích thước lớn sẽ tránh được những ảnh hưởng của cơng trình phía sau và hệ thống bơm. Rác ở song chắn rác sẽ được cào ra định kỳ.
+ Bẫy mủ cao su :
Tại dây chuyền sản xuất mủ nước và mủ tạp do chưa định lượng được nồng độ CH3COOH tối ưu theo chất lượng mủ, cho nên vẫn cịn một lượng lớn mủ khơng đơng trong nước thải. Rất khĩ xác định số lượng hạt cao su chưa đơng tụ được loại trừ sau khi qua khỏi bể, bởi vì những hạt cao su hiện diện trong nước thải dạng keo. Khi đo nồng độ SS những hạt này cĩ thể xuyên qua được giấy lọc thủy tinh với kích thước lỗ 45 µ m và khi sử dụng màng lọc với kích thước lỗ 0,2 µ m để tách hạt lơ lững, trong sản phẩm tách ra khĩ phân biệt những hạt cao su chưa động tụ với hệ keo. Trong bể gạn mủ cao su thì protein, cacbonhydrates và lipit tham gia vào quá trình aicd hĩa. Khi áp dụng thời gian lưu dài( 8-12 h) một phần các hợp chất trên bị acid hĩa kết quả pH nằm dưới vùng acid. Do pH giảm xuống nên hạt cao su sẽ đơng tụ và chúng sẽ nổi lên bề mặt .Ngồi ra một phần cao su được lắng xuống và sẽ nạo vét theo định kỳ.
Bẫy cao su là một bể phản ứng đĩng vai trị tiền xử lý, nhiệm vụ của bể tách các hạt cao su chưa bị đánh đơng và lắng cặn lơ lững. Ngồi ra bẫy cao su cũng chính là bể cân bằng lưu lượng và nồng độ chất ơ nhiễm cĩ trong nước thải. Sau khi qua bẫy cao su nước thải chứa chủ yếu là chất vơ cơ hịa tan tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý kỵ khí tiếp theo. Bọt cao su nổi được thu gom nhờ hệ thống gạt bọt nổi.
Qua kết quả phân tích thử nghiệm cho thấy: bẫy mủ cao su cĩ khả năng lấy được khoảng 90% lượng mủ chưa đơng, nồng độ chất rắn lơ lửng giảm đến 60%.
+Bể lắng cát:
Nước thải từ dây chuyền chế biến mủ tạp chứa nhiều đất, cát do mủ tạp là lượng mủ cịn sĩt lại trong chén mủ, hoặc rơi vãi trên mặt đất. Nước thải dây chuyền này sẽ được đưa qua bể lắng cát với vận tốc nước nằm trong khoảng 0,15 – 0,3m/s đủ để cát, đất lắng xuống đáy bể và đất cát sẽ thu gom theo định kỳ. Cát từ bể lắng cát dùng san lấp mặt bằng hoặc đổ bỏ.
+ Bể điều hịa :
Quá trình chế biến mủ cao su được thực hiện qua các cơng đoạn như là đánh đơng,ngâm rữa, cán, ép, sấy...Do đĩ thành phần, tính chất, nồng độ của nước thải của các cơng đoạn rất khác nhau. Bể cân bằng cĩ chức năng ổn định nồng độ nước thải giúp cho việc giảm nhẹ kích thước các bể xử lý, đơn giản hĩa cơng nghệ, tăng hiệu quả xử lý. Bể điều hịa cịn cĩ tác dụng cân bằng pH trong khoảng 6,8 -7,2 thuận lợi cho
qua trình xử lý kỵ khí.
Ngồi ra bể điều hịa với hệ thống thổi khí nén đĩng vai trị như bể tuyển nổi cĩ khả năng tách hạt cao su cịn lại trong lại sau khi qua bẫy cao su. Việc tách hồn tồn hạt cao su trong nước thải sẽ nâng cao hiệu suất xử lý của bể UASB. Thời gian lưu nước trong bể khoảng 6-8 giờ.
+ Bể UASB:
Bể UASB là bể phản ứng kỵ khí dịng chảy ngược với lớp bơng bùn lơ lững được sử dụng để bẻ gãy liên kết của chất hữu cơ cĩ khả năng phân hủy sinh học trong nước thải và chuyển chúng thành khí sinh học(CH4). Khí methane sinh ra cĩ thể thu hồi làm năng lượng hoặc đốt bỏ. Các chất hữu cơ tồn tại trong nước thải đĩng vai trị là chất dinh dưỡng cho vi sinh vật. Nước thải đi từ dưới lên với vận tốc được duy trì trong khoảng 0,6-1,2m/h. Khi qua bể UASB phần lớn chất hữu cơ ơ nhiễm cĩ khả năng phân hủy sinh học được loại trừ. Bể UASB là bể “trung tâm” của hệ thống xử lý nước thải và cĩ ảnh hưởng rất lớn đối với các cơng trình theo sau như mương oxi hĩa , hồ hiếu khí, hồ tuỳ nghi.
Bùn trong bể UASB được chia thành 2 lớp : lớp bùn đặc và lớp bùn bơng. Nếu bể hoạt động tốt, chiều cao của lớp bùn bơng lớn gấp 2 lần so với chiều cao của lớp bùn đặc. Cần cĩ chế độ thu bùn thích hợp để tránh hiện tượng bùn trong bể quá lớn. Thể tích khí tạo thành từ 0,2-0,5 m3/kg BOD.
+ Hồ sục khí :
Nước thải sau khí ra khỏi bể UASB được đưa vào hồ sục khí. Trong hồ sục khí chất hữu cơ bị phân hủy bởi các loại vi khuẩn hiếu khí. Sự hiện diện của ion sulphite (S2-) trong hồ sục khí kéo theo sự phát triển của photosynthetic, pink sulphur bacteria. Những vi khuẩn này chuyển hĩa sulphide thành amorphous sulphur. Oxy cung cấp cho quá trình sinh hĩa bằng các thiết bị làm thống. Cường độ làm thống phụ thuộc vào độ ngập của thiết bị làm thống, tỷ lệ giữa vùng làm thống và diện tích của bể... Trong hệ thống xử lý này cường độ làm thống được xác định dao động trong khoảng 20 - 40m3/m2/h. Nồng độ các chất rắn lơ lửng khoảng 800mg/l. Độ sâu hoạt động của hồ dao động trong khoảng từ 1m đến 3m. Tải trọng của hồ lên đến 500 kg BOD/ha/ngày. Thời gian lưu nước trong hồ trung bình là 3 ngày.
+ Hồ tùy nghi:
Nước thải từ hồ sục khí dẫn vào hồ tùy nghi. Tại đây quá trình xử lý chất thải diễn ra bao gồm cả hai quá trình hiếu khí và kị khí. Hồ cĩ chiều sâu từ 1-2m, thích hợp cho việc phát triển của tảo và các quá trình phân hủy của sinh vật tùy nghi. Ban ngày, quá trình phân hủy các chất hữu cơ xảy ra ở phần trên mặt hồ là hiếu khí, phần dưới đáy là kị khí. Ban đêm, quá trình phân hủy các chất hữu cơ chính xảy ra trong hồ là kị khí. Trong hồ vi khuẩn và rong, tảo sống cộng sinh với nhau. Vi khuẩn sử dụng oxy để thực hiện quá trình phân hủy chất hữu cơ tạo thành khí CO2. Tảo sử dụng CO2 thực hiện quá trình quang hợp tạo oxy. Khả năng xử lý của hồ tùy nghi cao hoặc thấp phụ thuộc vào thiết kế ban đầu.
+ Hồ hồn thiện:
Nước thải sau khi qua tuỳ nghi nồng độ chất hữu cơ vẫn cịn cao được tiếp tục phân hủy ở hồ hồn thiện. Tải trọng tối đa của hồ là 20 kg BOD/ha/ngày. Thời gian lưu nước trong hồ là 3-6 ngày. Hồ hồn thiện cĩ thể sử dụng kết hợp xử lý nước thải với việc thả bèo nuơi cá. Nước thải sau hồ hồn thiện đạt tiêu chuẩn xả ra mơi trường
4.1.4.Tính tốn cơng trình phương án I.
Phương án I cần tính tốn các cơng trình đơn vị sau: Song chắn rác, bẫy mủ cao su, bể lắng cát, bể thu gom, bể điều hịa, bể UASB, hồ sục khí, hồ tùy nghi, hồ hồn thiện.
a.> Song chắn rác.
Song chắn rác được tính cho 2 mương dẫn, một mương dẫn nước thải từ xưởng mủ nước và mủ ly tâm (song chắn rác 1) và một mương dẫn từ xưởng sản xuất mủ tạp, nước thải sinh hoạt của cơng nhân nhà máy (song chắn rác 2).
™ Tính tốn song chắn rác 1:
Nước thải từ xưởng mủ nước và mủ ly tâm sẽ đi qua song chắn rác 1 và cĩ lưu lượng :
Q1 = Qnước + Qmủ ly tâm
= 757m3/ngày + 148 m3/ngày. = 905m3/ngày = 0,65. Qtbngđ
Kích thước song chắn rác1:
- Song chắn rác được đặt nghiêng gĩc 60o so với mương dẫn nước. - Số khe hở song chắn rác được tính theo cơng thức:
n = Q max1 x K l.h.v
Trong đĩ:
+ n : Số khe hở.
+ Qmax1 : lưu lượng lớn nhất của nước thải qua song chắn rác 1. Ta cĩ :
Qmax1 =0,65 x Qmax = 0,65x0,066m3/s = 0,043m3/s
Với Qmax = 0,066m3/s được tính trong phần tính bể điều hịa + v : Tốc độ nước chảy qua song chắn rác ứng với Qmax , chọn v =0,9m/s + l : Khoảng cách giữa các khe hỡ ( từ 15 -25 mm) , chọn l =16 mm.
+ h :Chiều sâu lớp nước ở song chắn lấy bằng độ đầy của mương dẫn, h=0,3 m +K = hệ số tính đến mức độ cản trở của dịng chảy do hệ thống cào rác, Chọn K= 1.05
Thay số:
n = 0,043
0.016x0,3x0,9x1,05 = 10,45
Chọn số khe n =11 khe
Chiều rộng song chắn rác tính theo cơng thức : Bs = S(n – 1) + l.n
Với S: bề dày thanh song chắn, lấy S =0.008m Suy ra
Kiểm tra :
Bs = 0,008x(11-1) + 0,016x11 = 0,256m Chọn Bs = 0,26m.
Kiểm tra lại tốc độ dịng chảy ở phần mở rộng trước song chắn ứng với lưu lượng nước thải Qmin1 = 0,65x Qmin =0,65 x 0,018 m3/s.(Qmin =0,018m3/s được tính trong phần tính tốn bể điều hịa) Vận tốc này khơng được nhỏ hơn 0,4 m/s.
ξ x V ⎛ ⎟ 2 Q 0,65x0,018 Vktra = min1 = = 0,41 (m/s) > 0,4 m/s Bs .h min 0,28 x 0,1
Với hmin chiều sâu lớp nước trong mương nhỏ nhất, chọn hmin = 0,1m
Tổn thất áp lực qua song chắn rác1: 2 max Trong đĩ: h s = 2g x K1
ξ : hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác phụ thuộc vào tiết diện thanh song chắn và được xác định theo cơng thức:
4
ξ = β⎜=S ⎞3sinα ⎝ l ⎠
β : hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh. Đối với thanh tiết diện hình chữ nhật, β = 2,42 α : gĩc nghiêng song chắn rác, α = 60o 4 ξ = 2,42x⎜ 0,008 ⎟ sin60 o = 0,83 ⎛ ⎞ 3 ⎝ 0,016 ⎠
+ Vmax : vận tốc của nước thải trước song chắn rác ứng với chế độ Qmax. chọn Vmax =1 m/s
+ g : gia tốc trọng trường, g =9,81 m/s2.
+ K1 : hệ số tính đến sự tăng tổn thất do rác đọng lại ở song chắn. K1 = 2 ÷ 3, chọn K1 = 3.
Thay số:
h = s 0,83 x 1 x 3 = 0,127 (mH O)
2 x 9,81 2
Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn:
L = Bs - Bk 1 2tgφ = 0,26 − 0,22 x tg20 o = 0,03m Chọn L1 = 0,1m Trong đĩ: o Bs = chiều rộng song chắn rác , Bs =0,26m
o φ : gĩc mở rộng của buồng đặt song chắn rác. Chọn φ =20o
Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn:
L2 = 0,5.L1 = 0,5 x 0,1 = 0,05 (m)
Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác:
L = L1 + L2 + L3 = 0,1 + 0,05 + 1 = 1,15 (m) L3 : chiều dài buồng đặt song chắn rác, chọn L3 = 1m Các thơng số thiết kế song chắn rác1:
Thơng số Đơn vị Kích thước
- Bề rộng khe(l) mm 16
- Số khe hở(n) khe 11
- Chiều rộng mương dẫn nước vào(Bk) m 0,2
- Chiều rộng song chắn(Bs) m 0,26
- Chiều dài đoạn kênh trước song chắn(L1) m 0,1 - Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn(L2) m 0,05 - Chiều dài mương đặt song chắn(L3) m 1,0 ™Tính tốn song chắn rác 2:
Nước thải từ xưởng chế biến mủ tạp và nước thải sinh hoạt của nhà máy sẽ đưa qua song chắn rác 2.Lưu lượng nước qua song chắn rác 2;
Q2 = Qtb – Q1 = 1400m3/ngày - 905m3/ngày. = 495 m3/ngày. = 0,35 Qtbngđ.
Tính tốn tương tự phần trên ta được thơng số thiết kế song chắn rác 2:
Chiều dài tổng cộng:
L = 1,15m (vì lưu lượng qua song chắn rác 2 quá nhỏ nên chọn kích thước song chắn rác 2 bằng kích thước song chắn rác 1).
Các thơng số thiết kế song chắn rác2:
Thơng số Đơn vị Kích thước
- Bề rộng khe(l) mm 16
- Số khe hở(n) khe 11
- Chiều rộng mương dẫn nước vào(Bk) m 0,2
- Chiều rộng song chắn(Bs) m 0,26
- Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn(L2) m 0,05 - Chiều dài mương đặt song chắn(L3) m 1,0