SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 109
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
Lƣợng bùn cần ép: 39,2 m3 /ngày
Giả sử bùn sau khí nén có C = 50 kg/m3, lƣợng cặn đƣa đến máy ép bùn là: Q = C x Qb = 50 x 39,2 = 1960 kg/ngày
Máy làm việc 6h/ngày, 1 tuần làm việc 3 ngày. Lƣợng cặn đƣa đến máy ép bùn trong 2 tuần là: 1960 x 3 x 2 = 11.760 kg
Lƣợng cặn đƣa đến máy trong 1 giờ:
kg/h
Tải trọng cặn cặn trên 1m rộng của băng tải dao động trong khoảng 90 – 680 kg/mchiều rộng.giờ . Chọn băng tải có công suất 300 kg/mchiều rộng.giờ.
Chiều rộng băng tải:
m Nồng độ bùn sau khí ép (20 – 35%), chọn 25% Tính toán hóa chất: Liều lƣợng polymer: 5kg/1 tấn bùn Liều lƣợng polymer tiêu thụ:
= 1,6 kg/h Hàm lƣợng polymer sử dụng 0,2% = 2 kg/m3
Lƣợng dung dịch châm vào: 1,6/2 = 0,8 m3 /h
Chọn bơm định lƣợng OBL – ITALY model M 201 PPSV, Q = 197 l/h
TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH Ở PHƢƠNG ÁN 2 4.13. Bể tách dầu
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy Chế biến Thủy Sản HC6, công suất 600 m /ngày đêm
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 110
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
Vận tốc ngang của dòng nƣớc trong bể dầu 0,005 – 0,01m/s. Chọn vn = 0,01m/s = 40 m/h
Vận tốc nổi của hạt dầu: vd = 1,4 mm/s = 5 m/h Lập tỷ số: = = 7,9 Ft = 1,2 Bảng 4.16 Bảng giá trị Ft và F Vn/vd Ft F 6 1,14 1,37 10 1,27 1,52 15 1,37 1,64 20 1,45 1,74
(Nguồn: Bài giảng Công nghệ xử lý nước thải_TS.Lê Hoàng Nghiêm).
Hệ số hiệu chỉnh
F = Fd x Ft = 1,2 x 1,2 = 1,44 Trong đó:
Fd: Hệ số phân phối nƣớc trong bể, Fd = 1,2
Ft: Hệ số phụ thuộc vào tỉ số giữa vận tốc ngang của dòng nƣớc và vận tốc nổi của hạt dầu, Ft = 1,2. Diện tích bề mặt: A = = = 16,9 (m2) Chọn A = 17 m2
Chọn chiều cao công tác của bể: Hct = 2,4 m (quy phạm H = 0,65 – 2,4 m) Chọn chiều rộng của bể: B = 4 m (quy phạm B = 1,8 – 6 m)
Chiều dài của bể:
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 111
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
Thời gian lưu nước trong bể:
t =
= 0,7 (h) Chọn chiều cao bảo vệ: Hbv = 0,5 m
Chiều cao xây dựng bể:
Hxd = Hct + Hbv = 2,4 + 0,5 = 2,9 (m)
Kích thước của bể tách dầu: L x B x H = 4,25 x 4 x 2,9
Máng phân phối nƣớc vào
Khoảng trống tại máng phân phối:
Lpp = 5% x L = 0,05 x 4,25 = 0,21 (m) Khoảng trống tại máng thu nƣớc ra:
Lm = 10% x L = 0,1 x 4,25 = 0,43 (m) Thanh chặn nƣớc ra: Hc = ½ x H = ½ x 2,9 = 1,45 (m) Tính đƣờng kính ống dẫn nƣớc ra Lƣu lƣợng nƣớc dẫn ra khỏi bể: 0,016 m3/s Vận tốc nƣớc chảy trong ống có áp: v = (0,7 – 1,5) m/s. Chọn v = 1 m/s Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải ra: D = √ √ = 0,14 (m) Kiểm tra lại vận tốc nƣớc trong ống:
v =
= 1,04 (m/s)
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy Chế biến Thủy Sản HC6, công suất 600 m /ngày đêm
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 112
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
Bảng 4.17 Thông số thiết kế bể tách dầu trọng lực
STT Thông số Đơn vị Giá trị
1 Số đơn nguyên Bể 1
2 Lƣu lƣợng vào bể m3/h 58,7
3 Thời gian lƣu nƣớc, t Giờ 0,7
4 Chiều cao công tác, Hct m 2,4
5 Chiều cao bảo vệ, Hbv m 0,5
6 Chiều dài, L m 4,25
7 Chiều rộng, B m 4
8 Khoảng trống tại máng phân phối, Lpp m 0,21 9 Khoảng trống tại máng thu nƣớc ra, Lm m 0,43
10 Chiều cao thanh chặn nƣớc ra, Hc m 1,45
11 Diện tích tiết diện bể m2 16,9
4.14. Bể lắng 1
Chọn bể lắng đợt 1 là bể lắng đứng.
4.14.1.Tính toán kích thƣớc bể
Diện tích tính theo tải trọng bề mặt:
Trong đó, LA: Tải trọng bề mặt ứng với lƣu lƣợng trung bình ngày, LA = 20 – 60 m3/m2.ngày đêm. Chọn LA = 20 m3
/m2.ngày đêm.
Diện tích bề mặt lắng tính theo tải trọng chất rắn:
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 113
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
LS: Tải trọng chất rắn, LS = 49 – 98 kg/m2.ngày đêm. Chọn LS = 4 kg/m2.ngày đêm
MLSS: Lƣợng buồn hoạt tính trong nƣớc thải vào bể lắng, MLSS = 3000. Do AS < AL Vậy diện tích bề mặt theo tải trọng bề mặt là diện tích tính toán.
Chọn bể hình vuông có cạnh là L = B = √
Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm:
Trong đó,
vtt: tốc độ dòng chảy trong ống trung tâm không lớn hơn 30 mm/s (Điều 7.60/[6]), chọn vtt = 0,025 m/s.
6,9 x 10-3 m3/s
Đường kính ống trung tâm:
√ √
Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng:
Htt = v x t = 0,0005 x 2 x 3600 = 3,6 m Trong đó: (Bảng 7.14/Điều 7.53/[6])
v: Tốc độ chuyển động của nƣớc thải trong bể lắng đứng. Chọn v = 0,5 mm/s
t: Thời gian lắng, t = 1,5 – 2,5h. Chọn t = 2h
Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao vùng lắng và bằng 3,6m (Điều 7.56/[6])
Chiều cao ống hình trụ của ống trung tâm: Htrụ = 60%Htt = 60% x 3,6 = 2,16m Chiều cao hình nón bể lắng:
(
( )) (
( ))
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy Chế biến Thủy Sản HC6, công suất 600 m /ngày đêm
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 114
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
Đƣờng kính miệng loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao phần loe và bằng 1,35 đƣờng kính ống trung tâm [4]
Đƣờng kính phần loe ống trung tâm: d1 = h1 = 1,35d = 1,35 x 0,6 = 0,81m
Đƣờng kính tấm chắn dòng lấy bằng 1,3 đƣờng kính miệng loe (Điều 7.56/[6]): dch = 1,3d1 = 1,3 x 0,81 = 1,053m.
Góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng lấy bằng 17 (Điều 7.56/[6]) Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm chắn theo mặt phẳng qua trục đƣợc tính theo công thức:
( )
( )
Trong đó:
vk: Tốc độ dòng nƣớc chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm hắt (Điều 7.60/[6]) vk 20 mm/s. Chọn vk = 10 mm/s = 0,01 m/s.
Chiều cao tổng cộng của bể lắng:
Hxd = Htt + hn + Hbv = 3,6 + 2,3+ 0,5 = 6,4 m Trong đó:
Htt: Chiều cao tính toán của vùng lắng, Hhi = 3,6 m.
hn: Chiều cao phần hình nón, Hn = 2,3 m.
Hbv: Chiều cao bảo vệ của bể lắng, Hbv = 0,5 m. Thể tích phần lắng:
( ) ( )
Thời gian lưu nước:
4.14.2.Tính toàn máng thu nƣớc
Chọn chiều dày thành máng thu Sm = 0,1 m.
Chiều sâu máng thu hm = 0,5 m. Tải trọng máng tràn:
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 115 GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân m3/m.ngày Đƣờng kính máng thu nƣớc dmáng = 80 đƣờng kính bể dmáng = 80%D = 80% x 4,33 = 3,5 m
Chiều dài máng thu:
Tải trọng thu nƣớc trên 1m dài của máng:
m3/m.ngày
Đƣờng kính máng răng cƣa = đƣờng kính máng thu nƣớc – chiều dày máng thu:
( )
Chiều dài máng răng cƣa: l =
Chọn máng răng có góc đáy 90 Chiều cao khe 75mm
Bề rộng khe b = 150mm Bề rộng răng 100mm Chiều cao răng cƣa 300mm
Vật liệu làm máng răng cƣa là inox 2,5mm Số khe:
Lƣợng nƣớc chảy qua mỗi khe:
m3/khe.ngày
4.14.3.Tính lƣợng bùn sinh ra mỗi ngày
Lƣợng SS mất đi trong quá trình lắng: 335,52 – 134,2 = 201,32 mg/l Lƣợng bùn tạo ra:
Gss = 201,32 x 10-6 kg/mg x 600 m3/ngày x 103 l/m3 = 120,8 (kgSS/ngày) Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày:
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy Chế biến Thủy Sản HC6, công suất 600 m /ngày đêm
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 116
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
Qbùn lắng =
m3/ngày
Với C: Hàm lƣợng chất rắn trong bùn, C = 24 – 29 kg/m3. Chọn C = 25kg/m3
4.14.4.Tính toán đƣờng ống dẫn nƣớc thải
Vận tốc nƣớc tự chảy trong đƣờng ống dẫn chính dao động từ 0,8 – 2 m/s, chọn v = 1,5 m/s.
Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải sang bể khử trùng:
√
√
m Kiểm tra lại vận tốc nƣớc chảy trong ống:
m/s Vậy chọn ống chính có đƣờng kính 90 mm. 4.14.5.Tính toán đƣờng ống dẫn bùn về bể nén bùn Lƣu lƣợng bùn Qw = 4,83 m3 /ngày = 5,6.10-5 m3/s
Vận tốc bùn chảy trong ống có điều kiện bơm là 0,3 – 0,7 m/s. Chọn v = 0,4 m/s. Đƣờng kính ống thu bùn:
√
Chọn đƣờng kính ống thu bùn trung tâm là thép không gỉ có 200mm (Theo Điều
7.55,[6] thì D ) Cột áp của bơm: = + ∑ = 5 + 1 = 6m Trong đó: : Chiều cao cột nƣớc, chọn ∑ : tổng tổn thất của bơm, chọn ∑ mH2O
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 117 GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân Trong đó:
: năng suất của bơm. = 5,6.10-5 m3/s
: Cột áp của bơm, = 6 (m)
=1053 kg/m3
=80%, hiệu suất bơm
N = = 0,0043 kW Công suất thực tế: Trong đó: : Hệ số dự trữ . . . → Chọn
Chọn máy bơm chìm hút bùn Everugsh EF-05T 1/ 2HP, Taiwan
Bảng 4.18 Thông số thiết kế bể lắng
STT Thông số Đơn vị Giá trị
1 Kích thƣớc bể
Đƣờng kính bể m 4,33
Chiều cao xây dựng bể m 6,4
2 Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải mm 90
3 Đƣờng kính ống dẫn bùn về bể nén
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy Chế biến Thủy Sản HC6, công suất 600 m /ngày đêm
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 118
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
4.15. Bể trung gian
Nhiệm vụ: Ổn định tính chất nƣớc thải trƣớc khi đƣa vào công trình xử lý sinh học và
tạo môi trƣờng thuận lợi cho vi sinh vật trong bể sinh học phát triển tốt.
4.15.1.Tính kích thƣớc bể trung gian
Thể tích bể:
m3 Trong đó:
t: Thời gian lƣu nƣớc ở hầm bơm t = 10 30 phút, chọn t = 30 phút
: Lƣu lƣợng giờ trung bình, m3/h
Chiều sâu tổng cộng của hầm:
H = Hhi + Hbv = 2,5 + 0,5 = 3 m Diện tích mặt bằng: m2 Chọn chiều dài bể L = 2,5 m Chiều rộng bể
Kích thước bể trung gian L x B x H = 2,5 x 2 x 3m
4.15.2.Tính toán bơm nƣớc thải
Lƣu lƣợng bơm m3/h
Cột áp toàn phần: = H1 + H2 + H3 = 8 + 1 = 9m Trong đó:
H1 = ZXL– Zm = 5 + 3 = 8m Với:
- ZXL: Cốt mực nƣớc cao nhất của công trình xử lý, ZXL = 5 m - Zm: Cốt mực nƣớc thấp nhất ở công trình thu nƣớc, Zm = 3 m
H2: Tổn thất áp lực giữa 2 đầu ống hút và đẩy = 0 Với:
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 119
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
- p1, p2: Áp suất giữa 2 đầu đoạn ống (chọn áp suất 2 đầu đoạn ống là bằng nhau)
- : Khối lƣợng riêng của nƣớc thải
H3: Tổn thất áp lực cục bộ, chọn H3 = 1
Công suất bơm:
Trong đó:
: năng suất của bơm. = 6,9.10-3 m3/s
: Cột áp của bơm, = 9 (m)
=1000kg/m3
=80%, hiệu suất bơm
N = = 0,76 kW Công suất thực tế: Nt = 2 x 0,76 = 1,52 kW = 2 HP Trong đó: : Hệ số dự trữ . . . → Chọn
Chọn bơm chìm Tsurumi có Model: KTZ 32.2, N= 2,2 kW ; H (max) = 21m; Q (max) = 0,8 m3/min.
Bảng 4.18 Thông số thiết kế bể trung gian
STT Thông số Đơn vị Giá trị
1 Thời gian lƣu nƣớc phút 30
2 Chiều cao bể, H m 3
3 Chiều rộng bể, B m 2
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy Chế biến Thủy Sản HC6, công suất 600 m /ngày đêm
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 120
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
4.16. Bể lọc kỵ khí UAF
4.16.1.Tính toán kích thƣớc bể [1]
Giá thể là vật liệu rắn trơ (đá, sỏi, than, tấm nhựa,…) chiếm 50 – 95% thể tích, làm giá thể cố định cho vi sinh kỵ khí sống bám trên bề mặt
Hiệu quả loại bỏ COD khoảng 70 – 80%. Tải trọng hữu cơ từ 2 – 20 kgCOD/m3.ngày Thời gian lƣu nƣớc từ 10 – 15h, chọn t = 10h
Nồng độ SS đầu vào có thể nằm khoảng 450 – 1050 mg/l Chọn Y = 0,04 gVSS/gCOD, kd = 0,02 ngày-1
Thể tích bể:
m3 Chọn 4 bể lọc kỵ khí, thể tích mỗi bể m3 Lƣợng CODv < 8000 mg/l nên không cần tuần hoàn nƣớc
Tải trọng COD:
4,6 kgCOD/m3.ngày
Thỏa giá trị nằm trong khoảng 2 – 20 kgCOD/m3.ngày
Chọn bể hình chữ nhật, chiều cao hữu ích hhi = 4 m, chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m, chiều cao thu khí htk = 0,2m.
Chiều cao xây dựng của bể:
H = hhi + hbv + htk = 4 + 0,5 + 0,2 = 4,7 m Diện tích mặt bằng bể: m2 Chọn chiều dài bể L = 4m Chiều rộng bể B = 15,6/4 = 3,9m Kích thước bể lọc kỵ khí L x B x H = 4 x 3,9 x 4,7m Thể tích thực của bể: Vtt = 4 x 3,9 x 4,7 = 73,32 m3 Chọn vật liệu lọc chiếm 50% thể tích bể: Vlọc = 0,5 x V = 0,5 x 250 = 125 m3
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 121
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
Lượng bùn sinh ra mỗi ngày:
( ) ( ) ( ) Trong đó: Y: hệ số sản lƣợng tế bào, Y= 0,05 – 1 gVSS/gCOD chọn Y = 0,05.
θ: thời gian lƣu bùn 35 – 100 ngày, chọn θ=90 ngày.
Q: lƣu lƣợng trung bình ngày, Q = 600 m3/ngđ.
S0, S: lƣợng COD đầu vào và đầu ra của bể, mg/l.
kd : hệ số phân hủy nội bào = 0,02 ngày-1.
Thể tích bùn sinh ra: Trong đó: Css : Hàm lƣợng bùn trong bể là 30kg/m3
Thời gian xả bùn: 1 – 3 tháng/lần, chọn chu kì xả bùn 2 tháng/lần. Lƣợng bùn sinh ra trong 2 tháng:
m3 Chọn thể tích khí methane ở 35 là 0,4 m3 CH4/kgCOD Thể tích khí methane ở 25 :
= 0,39 (m3 /kgCOD) Thể tích khí methane sinh ra mỗi ngày:
0,39×( ) 600×10-3 =337,8 (m3/ngày) Đường kính ống thu khí: √ √ Trong đó v: vận tốc khí dao động 10-15m/s chọn v=12m/s Chọn ống PVC đƣờng kính = 20 mm. 4.7.3. Tính toán đƣờng ống dẫn nƣớc thải
Vận tốc nƣớc chảy trong đƣờng ống dẫn chính dao động từ 0,8 – 2 m/s, chọn v = 1,5 m/s.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy Chế biến Thủy Sản HC6, công suất 600 m /ngày đêm
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 122
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải sang bể Anoxic:
√
√
m Kiểm tra lại vận tốc nƣớc chảy trong ống:
m/s Vậy chọn ống chính có đƣờng kính 90 mm.
Bảng 4.19 Thông số thiết kế bể UAF
STT Thông số Đơn vị Giá trị
1 Số đơn nguyên bể 4 2 Chiều dài bể m 4 3 Chiều rộng bể m 3,9 4 Chiều cao bể m 4,7 5 Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải mm 90 6 Đƣờng kính ống dẫn khí thải mm 20 4.17. Bể MBBR
Thông số thiết kế bể sinh học hiếu khí MBBR
Nồng độ BOD5 vào So = 284,4 mg/l Nồng độ BOD5 ra S = 42,66 mg/l Nồng độ CODv = 481,2 mg/l Nồng độ CODr = 72,18 mg/l Tổng Nv = 87,73 mg/l, Nr = 17,5 mg/l Tổng Pv =18,4 mg/l, Pr = 7,36 mg/l
Các thông số cơ bản: (Bảng 9 – 15, chương 9, [5])
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 123