SVTH: Phạm Thị Hằng 32
GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm
Hố ga thu nước và tuyến ống thu gom nước thải (NT đạt cột B, QCVN 40:2011/BTNMT) SCR thơ Hố thu gom SCR tinh Bể điều hịa Bể trộn Bể phản ứng tạo bơng Bể lắng hĩa lý Bể trung gian SBR Thùng chứa rác Bể chứa bùn Bể nén bùn Máy ép bùn Bùn xử lý Máy thổi khí Phèn PAC, NaOH, H2SO4 Polyme Dinh dưỡng Bơm định lượng Bơm định lượng
Nước thải sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT, cột A Hồ chứa nước sự cố, V = 10000 m3 Kênh Nhì Bể khử trùng Clo Bơm định lượng Bơm chìm Bơm chìm Bơm bùn Bơm bùn Bơm bùn Nước ép bùn tuần hồn Bồn lọc áp lực Bể trung gian
Chú thích:
: Đường dẫn nước thải : Đường dẫn hĩa chất : Đường dẫn khí : Đường dẫn rác : Đường dẫn bùn
Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ
Nước thải sản xuất và sinh hoạt phát sinh từ các cơ sở sản xuất và hoạt động sinh hoạt của cơng nhân được xử lý sơ bộ đảm bảo đạt yêu cầu trước khi đưa vào cống dẫn chung đến hệ thống xử nước thải tập trung của khu cơng nghiệp. Nước thải được dẫn vào hố thu gom, trong hố thu gom cĩ lắp đặt song chắn rác thơ tự động nhằm loại bỏ các loại rác thơ cĩ trong dịng nước thải đảm bảo cho đường ống khơng bị tắc nghẽn và các thiết bị làm việc được hiệu quả. Nước thải từ hố gom sẽ được bơm chìm bơm lên lược rác tinh để tách các thành phần cặn nhỏ mà trước đĩ chưa được tách tại song chắn rác thơ trước khi qua bể điều hịa. Nước thải sau khi qua lược rác tinh sẽ chảy sang bể điều hịa, tại đây nước thải sẽ được khuấy trộn đều dưới tác dụng của hệ thống đĩa thổi khí để ổn định lưu lượng, nồng độ các chất ơ nhiễm. Hệ thống đĩa thổi khí sẽ giúp khuấy trộn đều nước thải, tránh tình trạng yếm khí sinh ra mùi hơi trong bể cũng như là tránh cặn lắng dưới đáy bể.
Nước thải từ bể điều hịa sẽ được bơm lên bể trộn bằng bơm chìm. Tại bể trộn một lượng phèn PAC sẽ được châm vào để thực hiện keo tụ nước thải, phèn PAC sẽ được trộn đều với nước thải bằng các motor cánh khấy với tốc độ quay lớn. Tại bể trộn cĩ lắp đặt thiết bị kiểm tra pH, lượng hĩa chất xút và axit sẽ được châm vào để cân chỉnh pH đảm bảo hiệu quả xử lý ở các cơng đoạn sau. Sau khi đã tiếp xúc đều với phèn, nước thải sẽ chảy sang bể phản ứng tạo bơng. Tại bể tạo bơng nước thải sẽ được châm thêm polyme trợ keo tụ, dưới tác dụng quay của các motor cánh khuấy các bơng cặn nhỏ sẽ kết dính tạo nên các bơng cặn lớn hơn dễ lắng, sự khuấy trộn giúp duy trì cho các bơng cặn khơng lắng dưới đáy bể. Sau khi thực hiện quá trình keo tụ tạo bơng tại cụm bể keo tụ tạo bơng, hỗn hợp nước và cặn sẽ chảy xuống bể lắng hĩa lý (bể lắng ly tâm), tại đây cặn sẽ được lắng dưới đáy bể và được tập trung tại phần chứa cặn nhờ thanh cào bùn, phần nước trong sẽ theo máng răng cưa và máng thu nước dẫn đến bể chứa trung gian. Phần bùn dư sẽ được bơm bùn bơm đến bể chứa bùn để thực hiện các quá trình xử lý bùn.
Nước từ bể trung gian sẽ được bơm sang bể SBR, tại bể SBR nước thải được xử lý dựa trên nguyên lý bùn hoạt tính – bể Aerotank nhưng các giai đoạn hoạt động xảy ra
SVTH: Phạm Thị Hằng 34
GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm
trong cùng một bể. Nước thải được dẫn vào bể bắt đầu giai đoạn làm đầy tĩnh, sau khi đã làm đầy bể, nước thải sẽ được chuyển sang giai đoạn phản ứng (cấp khí) với thời gian khoảng 35% thời gian hoạt động của một chu kỳ. Tại giai đoạn này xảy ra quá trình nitrat hĩa với sự tham gia của vi sinh vật Nitrosomonas và Nitrobacter, sau khoảng thời gian, ngưng sục khí và thực hiện khuấy trộn bằng máy khuấy chìm để thực hiện quá trình khử nitrat, chuyển nitrat thành nitơ tự do. Sau quá trình phản ứng tiến hành đĩng van sục khí, thực hiện quá trình lắng trong trạng thái tĩnh hồn tồn. Phần nước sau lắng được thực hiện chắt nước ra bằng thiết bị chắt nước Decanter chuyên dụng để tự động chỉ chắt phần nước thải sau lắng, khơng lơi kéo theo bùn. Trong giai đoạn này, bùn hoạt tính dư cũng được xả ra ngồi, chỉ để lại một lượng bùn hoạt tính cần thiết cho mẻ sau. Nước thải sau lắng chảy sang bể trung gian, trong bể trung gian cĩ lắp đặt bơm, bơm nước thải qua cụm bồn lọc áp lực thực hiện quá trình lọc đảm bảo nước thải đầu ra đáp ứng được các tiêu chuẩn quy định. Sau quá trình lọc nước thải sẽ được bơm vào bể khử trùng, tại bể khử trùng clo được châm vào để khử trùng và xử lý các vi khuẩn gây bệnh, đảm bảo đáp ứng các yêu cầu về chất lượng nước thải đầu ra. Nước thải đầu ra của hệ thống xử lý sẽ được xả thải ra kênh Nhì. Trường hợp hệ thống xử lý nước thải cĩ sự cố tồn bộ lượng nước thải sẽ được dẫn đến hồ chứa nước sự cố.
Bùn lắng hĩa lý và bùn dư từ SBR sẽ được đưa tới bể chứa bùn, tại đây bùn sẽ được lưu lại để tiếp tục tách pha, nước trong sẽ được hồn lưu về hố thu gom, bùn sẽ tiếp tục được bơm về bể nén bùn. Hỗn hợp bùn hĩa lý và sinh học được lưu tại bể nén bùn sẽ tiếp tục tách pha, nước trong sẽ hồn lưu về hố thu gom, bùn sẽ được bơm định kỳ vào máy ép bùn. Nước sau ép bùn sẽ được gom về hố thu gom để tiếp tục xử lý. Bánh bùn khơ sẽ được tập kết tại khu chứa bùn và định kỳ sẽ cĩ đơn vị đến thu gom và xử lý.
Hiệu suất phương án 2
Bảng 3.3 Hiệu suất xử lý của phương án 2
Cơng trình BOD COD TSS TN TP Độ màu Coliform
Song chắn rác thơ C (mg/L) 325 585 260 54,6 7,8 143 13000 H (%) 0 0 3 0 0 0 0 Hố thu gom C (mg/L) 325 585 252,2 54,6 7,8 143 13000 H (%) 0 0 0 0 0 0 0 Song chắn rác tinh C (mg/L) 325 585 252,2 54,6 7,8 143 13000 H (%) 2 2 15 0 0 0 0
Bể điều hịa C (mg/L) 318,5 573,3 214,4 54,6 7,8 143 13000 H (%) 2 2 0 0 0 0 0 Bể keo tụ tạo bơng C (mg/L) 312,1 561,8 214,4 54,6 7,8 143 13000 H (%) 0 0 0 0 0 70 0 Bể lắng hĩa lý C (mg/L) 312,1 561,8 214,4 54,6 7,8 42,9 13000 H (%) 15 15 60 0 0 0 0 Bể trung gian C (mg/L) 265,3 477,5 85,8 54,6 7,8 42,9 13000 H (%) 0 0 0 0 0 0 0 Bể SBR C (mg/L) 265,3 477,5 85,8 54,6 7,8 42,9 13000 H (%) 90 90 85 75 60 0 0 Bồn lọc áp lực C (mg/L) 26,5 47,7 12,9 13,7 3,1 42,9 13000 H (%) 0 0 80 0 0 5 0 Bể khử trùng C (mg/L) 26,5 47,7 2,6 13,7 3,1 40,7 13000 H (%) 0 0 0 0 0 0 96 Nguồn tiếp nhận 26,5 47,7 2,6 13,7 3,1 40,7 520 QCVN 40:2011/BTNMT, cột A (Kq = 0,9, kf = 1) 27 67,5 45 18 3,6 45 2700 3.3. Lựa chọn phương án xử lý
Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý của 2 phương án đều đạt cột A, QCVN 40:2011/BTNMT. Hai phương án được đề xuất giống nhau về cụm xử lý sơ bộ và xử lý hĩa lý, phần lọc thơ và khử trùng, phần xử lý sinh học của 2 phương án cĩ sự khác biệt.
SVTH: Phạm Thị Hằng 36
GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm
Bảng 3.4 So sánh ưu nhược điểm của 2 phương án Phương án 1 (Anoxic + Aerotank + Lắng 2) Phương án 2 (Cơng nghệ SBR) Ưu điểm
- Cơng nghệ xử lý đạt hiệu quả cao, đáp ứng xử lý nhiều loại nước thải khác nhau;
- Hiệu quả loại bỏ BOD lên tới 90%, N đến 90%;
- Phù hợp với nhiều cơng suất bất kì; - Loại bỏ cặn thơ tốt;
- Đơn giản, dễ vận hành; - Dễ xây dựng và lắp đặt;
- Cơng nghệ xử lý linh hoạt, xử lý hiệu quả các loại nước thải sinh hoạt và cơng nghiệp;
- Cĩ khả năng khử nitơ, phốt pho cao, TSS đầu ra thấp;
- Khơng cĩ bể lắng 2 cũng như tuần hồn bùn hoạt tính, ít tốn diện tích xây dựng;
- Chi phí đầu tư, vận hành thấp; - Cĩ khả năng điều khiển tự động hồn tồn.
Nhược điểm
- Lượng bùn sinh ra nhiều;
- Cần bể lắng đợt 2, tốn nhiều diện tích;
- SBR thích hợp với cơng suất nước thải <5000 m3/ngày.đêm;
- Cần cĩ trình độ kỹ thuật cao cho cơng tác quản lý vận hành bể.
CHƯƠNG 4
TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ VÀ TÍNH TỐN KINH TẾ
4.1. Tính tốn lưu lượng nước thải thiết kế
Do tính chất hoạt động và mức độ xả thải riêng biệt của các nhà máy thuộc các ngành sản xuất khác nhau trong KCN, để tránh hiện tượng quá tải lượng nước thải trong hố thu gom, trạm xử lý nước thải tập trung của KCN hoạt động 24 giờ/ngày.
Lưu lượng trung bình ngày: Qngàytb = 4500 m3/ngày.đêm
Lưu lượng trung bình giờ: Qhtb = 4500
24 = 187,5 m3/h
Lưu lượng trung bình giây: Qgitbây =187,5
3,6 = 52 l/s Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất
Theo TCXD 51:2008, ứng với lưu lượng trung bình giây (Qgitbây = 52 l/s) ta cĩ hệ số khơng điều hịa chung của nước thải K = 1,696.
Qgimaxờ = Qhtb × K = 187,5 × 1,696 = 318 m3/h = 0,088 m3/s.
4.2. Tính tốn các cơng trình đơn vị theo phương án 1 4.2.1. Mương dẫn nước thải 4.2.1. Mương dẫn nước thải
Nhiệm vụ
Mương dẫn nước thải làm nhiệm vụ dẫn nước thải vào hố thu gom và cũng là nơi đặt thiết bị chắn rác thơ.
Tính tốn các thơng số thiết kế
Ống gom nước thải dẫn vào mương dẫn là ống uPCV Tiền Phong cĩ đường kính 400 mm. (Bảng 3.4/114/[5])
Diện tích tiết diện ướt của mương dẫn: A = Qs
max
v = 0,088
0,8 = 0,11 m2
Thiết kế mương dẫn nước thải cĩ bề rộng b = 1100 mm = 1,1 m Chiều sâu mực nước trong mương dẫn:
H = A
b = 0,11
SVTH: Phạm Thị Hằng 38
GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm
Trong đĩ:
Qsmax : Lưu lượng nước thải lớn nhất giây.
V: Vận tốc chuyển động của nước thải trong mương dẫn trước song chắn rác, v = 0,8 m/s (khoảng 0,6 – 1 m/s).
Chọn mương dẫn nước thải cĩ chiều dài bằng chiều dài hố thu gom, chiều cao mương dẫn H = 1800m, chiều rộng B = 1100 mm.
4.2.2. Thiết bị chắn rác thơ
Nhiệm vụ
Sử dụng máy vớt rác lược cào model RRS-1000 cĩ khe hở 15 mm làm thiết bị lược rác thơ trước khi đưa nước thải vào hố thu gom. Máy tách rác cĩ nhiệm vụ loại bỏ rác và các tạp chất thơ cĩ kích thước lớn trong nguồn nước thải trước khi đưa vào hệ thống xử lý, tránh được hiện tượng tắc nghẽn đường ống, tránh gây nghẽn hỏng bơm và các thiết bị khác cĩ trong hệ thống xử lý.
Tính tốn các thơng số thiết kế
Chọn máy vớt rác thơ kiểu lược cào RRS-1000, khe hở 15mm, motor cơng suất 1,5 kW.
Bảng 4.1 Bảng thơng số thiết máy vớt rác lược cào
STT Thơng số Đơn vị Giá trị
1 Bề rộng phần song chắn (B) m 1,0 2 Bề rộng chân để (W) m 1,1 3 Chiều dài (L) m 3,0 4 E m 0,6 5 F m 0,63 6 S m 1,5 7 T m 1,8 4.2.3. Hố thu gom Nhiệm vụ
Hố thu gom chứa nước thải gom từ các nhà máy trong khu cơng nghiệp trước khi bơm đến hệ thống xử lý.
Tính tốn các thơng số thiết kế
Thể tích hố thu gom được tính theo cơng thức:
V = Qsmax × t = 0,088 × 15 × 60 =79,2 m3 Trong đĩ:
Qsmax: Lưu lượng nước thải lớn nhất giây, Qsmax= 0,088 m3/s
t: Thời gian lưu nước, t = 10 – 30 phút, chọn t = 15 phút; (Mục 9.4.2/412/[5]) Kích thước bể:
Chiều cao tổng cộng của bể:
H = h + hbv = 1,1 + 1,6 = 2,7 m Trong đĩ:
h: Chiều sâu làm việc của bể, chọn h = 1,1 m
SVTH: Phạm Thị Hằng 40
GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm
Diện tích hố thu gom:
F = V
h = 79,2
1,1 = 72 m2
Chọn hố thu gom hình chữ nhật cĩ kích thước: L × B = 12 m × 6 m Thể tích xây dựng bể:
V = L × B × H = 12 m × 6 m × 2,7 m = 194,4 m3 Tính tốn bơm và ống dẫn nước thải:
Đường kính ống dẫn nước sang bể điều hịa
Nước thải từ hố thu gom được bơm đến bể điều hịa qua máy lọc rác tinh bằng bơm chìm.
Đường kính ống dẫn nước thải: D = √4 ×Qsmax
π ×v = √4 ×0,088
3,14 ×1,8 = 0,249 (m)
Chọn ống dẫn nước sang bể điều hịa là ống nhựa uPVC Tiền Phong cĩ DN 250 mm. Trong đĩ:
Qsmax: Lưu lượng nước thải lớn nhất giây, Qsmax= 0,088 m3/s
v: Vận tốc nước chảy trong ống đẩy của bơm chìm, (v = 1,5 – 2,5 m/s), chọn v = 1,8 m/s. (Bảng II.2/[6])
Kiểm tra lại vận tốc trong ống: v = 4×Qs
max
π×D2 = 4 ×0,088
3,14×0,252 = 1,79 ≈ 1,8 (m/s) Thỏa mãn điều kiện Bơm nước sang bể điều hịa
Cơng suất bơm nước thải được tính theo cơng thức: N = Qs
max×ρ×g×H
1000 × η = 0,088×1000×9,81×10
1000× 0,8 = 10,79 kW Trong đĩ:
Qsmax: Lưu lượng nước thải lớn nhất giây, Qsmax= 0,088 m3/s
H: Chiều cao cột áp của bơm, chọn H = 10 mH2O
𝜌: Khối lượng riêng của nước, 𝜌 = 1000 (kg/m3)
η : Hiệu suất của bơm, η = 0,72 – 0,93; Chọn η = 0,8
Cơng suất thực tế của máy bơm bằng 1,2 lần cơng suất tính tốn: N’ = N × 1,2 = 10,79 × 1,2 = 12,948 kW = 17,36 HP Chọn 2 bơm chìm hoạt động luân phiên nhau
Hãng sản xuất: Ebara
Xuất xứ: Thượng Hải
Model 250DL515
Cơng suất: 15 kW (380V/50Hz)
Lưu lượng: 120 - 450 m3/h
Cột áp 19,5 – 6,0 m
Họng xả: 250 mm.
Bảng 4.2 Các thơng số thiết kế hố thu gom
STT Thơng số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
1 Thời gian lưu nước t phút 15
2 Thể tích V m3 79,2
3 Chiều dài L m 12
4 Chiều rộng B m 6
5 Chiều cao H m 2,7
6 Đường kính ống dẫn nước sang bể điều hịa D mm 250
7 Cơng suất bơm N’ kW 15
4.2.4. Thiết bị lọc rác tinh
Chọn thiết bị lược rác tinh kiểu trống quay:
Model: RDS-65.120
Lưu lượng: 351 m3/h
Khe hở 1,5 mm
Cơng suất motor: 1,5 kW
Tang quay (Ø×L): 650 mm × 1200 mm
SVTH: Phạm Thị Hằng 42 GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm Đường kính ống vào: Ød = 168 mm Đường kính ống ra: ØD = 250 mm Đường kính ống xả tràn: Øc = 114 mm 4.2.5. Bể điều hịa Nhiệm vụ
Bể điều hịa giúp ổn định lưu lượng và nồng độ chất ơ nhiễm trong nguồn nước thải. Cĩ khả năng giảm thiểu hiện tượng vi sinh bị sốc tải do tải trọng đột ngột tăng cao, giúp tăng cường khả năng xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học.
Tính tốn các thơng số thiết kế:
Kích thước bể điều hịa: [5]
Thể tích cần thiết bể điều hịa:
Vđh = Qhmax × tđh = 318 × 5 = 1590 m3 Trong đĩ:
+ Qhmax : Lưu lượng nước thải lớn nhất giờ, Qhmax= 318 m3/h
+ t: Thời gian lưu nước trong bể điều hịa, quy phạm 4 -12h. Chọn tdh = 5 h. Diện tích mặt bằng bể:
Fđh = Vđh
H = 1590
4 = 397,5 m2. Chiều cao xây dựng bể điều hịa:
Hxd = H + Hbv = 4 + 0,5 = 4,5 m
H: Chiều cao làm việc của bể điều hịa, chọn H = 4 m;
Hbv: Chiều cao bảo vệ, chọn Hbv = 0,5;
Kích thước bể điều hịa: L × B × H = 34 m × 12 m × 4,5 m; Thể tích thực tế của bể điều hịa:
Vtt = 34 × 12 × 4,5 = 1836 m3