Phương pháp tiếp xúc kị khí
Bể lên men cĩ thiết bị trộn và bể lắng riêng
Quá trình này cung cấp phân ly và hồn lưu các vi sinh vật giống, do đĩ cho phép vận hành quá trình ở thời gian lưu từ 6 ÷ 12 giờ.
Cần thiết bị khử khí (Degasifier) giảm thiểu tải trọng chất rắn ở bước phân ly.
Để xử lý ở mức độ cao, thời gian lưu chất rắn được xác định là 10 ngày ở nhiệt độ 32oC, nếu nhiệt độ giảm đi 11oC, thời gian lưu địi hỏi phải tăng gấp đơi.
Bể UASB ( upflow anaerobic Sludge Blanket)
Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều, sau đĩ chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bơng bùn) và các chất hưũ cơ bị phân hủy.
Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và được thu bằng các chụp thu khí để dẫn ra khỏi bể. Nước thải tiếp theo đĩ chuyển đến vùng lắng của bể phân tách 2 pha lỏng và rắn. Sau đĩ ra khỏi bể, bùn hoạt tính thì hồn lưu lại vùng lớp bơng bùn. Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nĩ rất quan trọng khi vận hành UASB.
Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn và 5 ÷ 10 mg/l Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhỏ. Để duy trì lớp bơng bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ dịng chảy thường lấy khoảng 0,6 ÷ 0,9 m/h.
III.3.4.3.2Phương pháp kị khí với sinh trưởng gắn kết
Lọc kị khí với sinh trưởng gắn kết trên giá mang hữu cơ (ANAFIZ)
Lọc kỵ khí gắn với sự tăng trưởng các vi sinh vật kỵ khí trên các giá thể. Bể lọc cĩ thể được vận hành ở chế độ dịng chảy ngược hoặc xuơi.
Giá thể lọc trong q trình lưu giữ bùn hoạt tính trên nĩ cũng cĩ khả năng phân ly các chất rắn và khí sản sinh ra trong q trình tiêu hĩa.
Lọc kị khí với lớp vật liệu giả lỏng trương nở (ANAFLUX)
Vi sinh vật được cố định trên lớp vật liệu hạt được giãn nở bởi dịng nước dâng lên sao cho sự tiếp xúc của màng sinh học với các chất hữu cơ ttrong một đơn vị thể tích là lớn nhất. Ưu điểm:
- Ít bị tắc nghẽn trong q trình làm việc với vật liệu lọc. - Khởi động nhanh chĩng
- Khơng tẩy trơi các quần thể sin học bám dính trên vật liệu Cĩ khả năng thay đổi lưu lượng trong giới hạn tốc độ chất lỏng
III.4 Lựa chọn dây chuyền :
Dựa trên những tính chất nước thải đã tính tốn, khảo sát, ta thấy BOD trong nước thải khơng cao và nồng độ một số chất nguy hại ít do các nhà máy trong Khu CCN Bình Đơng đã xử lý cục bộ trước khi thải về trạm xử lý nước thải tập trung nên ta cĩ thể sử dụng cơng nghệ xử lý sinh học bùn hoạt tính cho CCN Bình Đơng. Nước thải đầu vào của khu xử lý nước thải tập trung đã được các nhà máy xử lý cục bộ đạt nồng độ ơ nhiễm như bảng 3.5 trước khi thải vào hệ thống kênh chung để đi vào nhà máy xử lý nước thải. Tuy nhiên, để đề phịng sự cố cĩ thể xảy ra, ta thiết kế một hệ thống xử lý sơ bộ khi nguồn nước thải cĩ kim loại nặng hoặc các độc tố gây ảnh hưởng đến bùn hoạt tính.
III.4.1 Lựa chọn sơ đồ dây chuyền
Cơng nghệ xử lý nước thải gồm các bước chính
Bước 1: Xử lý sơ bộ bằng phương pháp cơ học: loại bỏ rác, cặn thơ cặn tinh bằng
song tách rác, điều hịa lưu lượng và nồng độ nước thải tại bể điều hịa
Bước 2: Xử lý bằng phương pháp hĩa lý đơng keo tụ: Xử lý độ màu, COD, Chất lơ
lửng bằng phương pháp keo tụ bằng phèn sắt và chất trợ keo Polymer, điều chỉnh pH = 7 ÷ 7,5 bằng NaOH hoặc H2SO4. Do COD, độ màu và hàm lượng các chất lơ lửng giảm, kéo theo nồng độ BOD5 cũng giảm ở bước xử lý này.
Bước 3: Xử lý COD, BOD bằng phương pháp oxi hĩa sinh học hiếu khí bằng bùn
Oxy cho q trình phát triển của vi sinh vật và đảo trộn đều bùn hoạt tính với nước thải.
Bước 4: Bổ sung chất khử trùng NaClO để loại bỏ các vi sinh vật cĩ hại đến mơi
trường. Nước thải qua bể khử trùng đạt tiêu chuẩn QCVN 24:2009, cột A trước khi được thải ra mơi trường.
III.4.2. Nguyên lý hoạt động của dây chuyền xử lý nước thải
Nước thải từ các nhà máy trong CCN được xử lý bằng phương pháp đơng keo tụ kết hợp với phương pháp xử lý sinh học hiếu khí gồm các hạng mục chính như sau:
Nước thải từ các nhà máy trong cụm cơng nghiệp được thu gom bằng hệ thống thu gom nước thải theo nguyên lý tự chảy đưa về bể gom nước thải của HTXLNT tập trung. Trước khi vào bể gom nước thải được tách rác sơ bộ bởi song chắn rác thơ (Song chắn rác cĩ tác dụng tách các loại rác thơ như: giẻ, gỗ đá…cĩ kích thước > 5 mm ra khỏi dịng thải trước khi vào vào các bước xử lý tiếp theo) Mục đích của song chắn rác là giữ lại các vật thể rắn trong nước thải để đề phịng sự cố làm tắc bơm, đường ống đảm bảo an tồn.
Nước thải sau khi qua hố gom thì được chảy qua bể tách dầu nhằm loại bỏ phần dầu mỡ khống, nếu khơng xử lý lượng dầu mỡ khống sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình lắng và đặc biệt là sự phát triển của vi sinh vât làm giảm hiệu suất xử lý. Nước thải sau đĩ được đưa vào bể điều hồ. Bể này cĩ tác dụng chính là điều hồ lưu lượng và ổn định nồng độ dịng thải tạo điều kiện thuận lợi, tăng hiệu quả cho các bước xử lý tiếp theo. Trong bể điều hồ cĩ lắp hệ thống phân phối khí dưới đáy cấp khơng khí từ máy thổi khí để trộn đều nước thải, ngồi ra cịn cĩ tác dụng cung cấp oxy để oxy hĩa một phần chất ơ nhiễm ngăn cản q trình phân hủy yếm khí nước thải phát sinh mùi. Nước thải từ bể điều hịa được bơm lên bể đơng keo tụ (gồm 2 ngăn).
Tại ngăn thứ nhất (ngăn phản ứng) của bể đơng keo tụ, nước thải được bổ sung Axit, kiềm để điểu chỉnh pH và phèn sắt để keo tụ. Lượng Axit, kiềm bổ sung được dựa vào các thơng số do thiết bị đo pH phản hồi về hệ thống điều khiển trung tâm. Hố chất được bơm từ các thùng chứa hố chất lên bằng các bơm định lượng. Ngăn này cĩ lắp thiết bị khấy trộn, tốc độ khuấy 100 ÷ 150 vịng/phút nhằm trộn đều hố chất với nước thải.
Sau đĩ, nước thải tự chảy sang ngăn thứ hai (ngăn tạo bơng), nước thải được bổ sung chất trợ keo tụ Polymer (PAA). Ngăn này lắp thiết bị khuấy trộn tốc độ 30 ÷ 60 vịng/phút, cĩ tác dụng trộn lẫn Polymer với nước thải, tạo các bơng keo nhỏ
kết hợp lại thành các bơng keo lớn, dễ lắng mà khơng phá vỡ liên kết của các bơng keo.
Nước thải tiếp tục được chảy sang bể lắng sơ cấp (bể lắng I). Bể lắng I được thiết kế cĩ tác dụng tạo mơi trường tĩnh cho bơng keo lắng xuống và thu cặn nổi, dầu mỡ trên mặt. Với đáy bể cĩ độ dốc cao giúp bùn trượt về đáy bể và bùn được bơm về bể chứa bùn theo định kỳ. Nước thải sau lắng được thu theo phương pháp chảy tràn và đi về bể Aeroten.
Bể Aeroten là cơng trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo, vi sinh vật và nước thải nhiễm bẩn hữu cơ sẽ được xáo trộn liên tục và hồn tồn nhờ vào hệ thống phân phối khí đặt dưới đáy bể nhằm mục đích:
Đảm bảo độ oxy hồ tan cao giúp cho vi sinh vật thực hiện quá trình oxy hố các chất hữu cơ.
Duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng trong nước cần xử lý tạo hỗn hợp lỏng huyền phù giúp cho sinh vật tiếp xúc tốt với chất hữu cơ tăng hiệu quá làm sạch nước thải.
Trong quá trình oxy hố, các chất hữu cơ bị phân huỷ tạo thành khí CO2, H2O và sản sinh ra tế bào mới (hay lượng bùn hoạt tính tăng lên tạo lượng bùn dư).
Nước thải từ bể aeroten được đưa sang bể lắng thứ cấp nước thải được tách bùn hoạt tính, chất lơ lửng, bùn hoạt tính lắng xuống đáy bể được làm đặc bùn đến nồng độ mong muốn tuần hồn một phần về bể Aeroten để duy trì nồng độ của bùn hoạt tính trong bể Aeroten đáp ứng với yêu cầu vận hành đặt ra. Phần bùn dư thải ra được đưa vào bể nén bùn để giảm thể tích bùn cần xử lý. Bùn sau khi được tách nước được chứa vào xe chứa bùn và đưa đi thải bỏ. Thuê cơng ty mơi trường đơ thị xử lý đem đi chơn lấp theo đúng quy định về mơi trường.
Phần nước trong lấy ra ở trên bể lắng thứ cấp qua hệ thống máng tràn, sau đĩ tự chảy sang Bể khử trùng để xử lý tiếp, tại đây nước thải được bổ sung chất khử trùng NaClO (Javen) để loại bỏ các vi sinh vật cĩ hại, gây bệnh trước khi thải ra mơi trường. Nước thải sau khi khử trùng được đưa qua cơng đoạn cuối là cho chảy vào hồ xử lý bổ sung nhằm đạt được tiêu chuẩn thải trước khi thải vào sơng Vàm Cỏ.
Bể tách dầu Hố thu gom
Bể điều hịa
Bể keo tụ/tạo bơng Nước chưa xử lý SCR Thùng chứa dầu Khơng khí NaOH, PAA FeCl3
Hình 3.19: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải CCN Bình Đơng
CHƯƠNG 4 :TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CỤM CƠNG NGHIÊP.
IV.1 Các thơng số yêu cầu thiết kế:
Các thơng thiết kế:
COD đầu vào là ≤500 mg/l. BOD đầu vào là ≤300 mg/l. TSS đầu vào là ≤300 mg/l.
Lưu lượng thiết kế hệ thống cho giai đoạn 1: Q= 2500 m3/ ngày. Lưu lượng trung bình giờ là: QhTB= 104,2 m3/h.
Lưu lượng ngày lớn nhất là : Qngmax= 2 x 104,2=208,4 m3/h. Hệ thống xử lý làm việc 24 h/ ngày. IV.2. Tính tốn các thiết bị IV.2.1. SONG CHẮN RÁC. Bể trung hịa Bể lắng I Aerotank Bể lắng II Hồ xử lý bổ sung Bể chứa bùn Bể nén bùn Nguồn tiếp nhận Bùn tuần hồn Bể tiếp xúc Clorine Bãi chơn lấp Máy ép bùn H2SO4
Cấu tạo của song chắn rác bao gồm các thanh chắn rác bằng thép khơng rỉ, xếp cạnh nhau và hàn cố định trên khung thép, được đặt ở trên mương dẫn nước, nghiêng một gĩc 60o.Chọn song chắn cĩ tiết diện hỗn hợp, cạnh vuơng ở phía sau và cạnh trịn ở phía trước hướng đối diện với dịng chảy.
B s h B k L1 L3 L2 Hình 4.1. song chắn rác
Bảng 4.1:Thơng số tính tốn cho song chắn rác làm sạch bằng thủ cơng [ 1 ]
Thơng số tính tốn Song chắn làm sạch bằng thủ cơng
Kích thước song chắn - Chiều rộng (mm)
- Chiều sâu (mm) Khe hở giữa các thanh (mm)
Độ dốc theo phương đứng Tốc độ dịng chảy trong mương (m/s)
Tổn thất áp lực cho phép (mmH2O) 5,08 ÷ 15,24 25,4 ÷ 38,1 25,4 ÷ 50,8 30 ÷ 45° 0,3 ÷ 0,6 152,4 Số lượng song chắn:
Số khe hở song chắn: n 0 1 s q k V h b = [1] Trong đĩ:
q- Lưu lượng tính tốn nước thải, max
h
Q = 208,4 m3/h= 0,058 m3/s
Vs- Tốc độ nước chảy qua song chắn rác, Vs=0,7-0,9 m/s [1] chọn Vs = 0,8 m/s;
h1- Độ sâu nước ở chân song chắn, chọn h1 = 0,2 m;
k0- Hệ số tính tốn đến sự thu hẹp dịng chảy, thường lấy k0= 1,05 b- Chiều rộng khe hở song chắn, chọn b = 16mm.
Thay số ta cĩ:
n = 0,058 1,05
0,8 0, 2 0,016×
× × = 23,7
Lấy trịn n = 24 khe hở, vậy số lượng song chắn là 24 Tổn thất áp suất của dịng thải khi đi qua song chắn:
hp = 2 0 2 V k g ξ [1] 3 4 S sin b ξ β= ÷ α Trong đĩ: hp- Tổn thất áp suất, m.
V - Vận tốc dịng thải trước song chắn, chọn V = 0,8m/s.
k0 - Hệ số tính đến tăng trở lực do song chắn bị bít kín bởi vật thải ( thường lấy k0 ≈3).
ξ- Trở lực cục bộ của song chắn.
g - Gia tốc trọng trường, lấy g = 9,8m/s2. S - Chiều dày song chắn.
b - Chiều rộng khe hở song chắn.
α - Gĩc nghiêng của song chắn so với mặt phẳng ngang, α= 60o.
β- Hệ số phụ thuộc vào hình dạng của thanh chắn, chọn β= 1.79. Thay số ta c: = 4 3 0,01 1,79 sin 60 0,016 ì ữ ì =1,12 [1] Vậy :
hp = 1,12 2 0,8 2 9,8 × × × 3 = 0,1 (m).
Chiều sâu xây dựng của mương đặt song chắn rác: H = h1 + hp + hbv = 0,2 + 0,1 + 0,3 = 0,6 m
h1 : Chiều sâu lớp nước qua song chắn , m , h1 = 0,2m. hp : thất áp suất qua song chắn , hp = 0,1m.
hbv : Chiều sâu bảo vệ, chọn hbv = 0,3m. Kích thước máng đặt song chắn rác
Chiều rộng buồng đặt song chắn rác
Bs=S(n-1)+bn [1] Với : S :là chiều dày song chắn, chọn S = 10mm = 0,01 (m).
n :là số lượng khe hở song chắn , n = 24. Thay số ta được :
Bs = 0,01×( 24-1) + 0,016×24 = 0,614(m). Chọn Bs= 0,62m
Chiều dài đoạn mở rộng :
L1= 2 200 S K B B tg − =1,37(BS– BK) [1] BK - Chiều rộng của mương dẫn nước trước song chắn rác
Chọn BK = 0,1m Thay số ta được:
L1 = 1,37(0,62 - 0,1) = 0,685 (m).
Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn:
L2 = 0,5L1 = 0,342 (m)
IV.2.2 HỐ THU GOM:
1.Nhiệm vụ:
Bể thu gom: tập trung nước thải từ hệ thống cống được tiếp nhận và phân phối cho các cơng trình xử lý phía sau, nhằm bảo đảm lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động, giảm diện tích đào sâu khơng hữu ích cho bể điều hịa khi khơng cĩ bể thu gom.
Hố gom cĩ dạng hình chữ nhật được xây dựng bằng bê tơng cốt thép, bên trong cĩ lắp bơm chìm.
2. Tính tốn:
Thể tích hữu ích của hầm bơm tiếp nhận:
Với : t là thời gian lưu nước trong hầm bơm, t = 10÷30phút Chọn t = 30 phút
⇒ Vb = 104,2 x 30601 = 52,1 m3 Kích thước hầm bơm tiếp nhận
Chọn chiều sâu hữu ích H = 4 m Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m
⇒ BxL = h Vb = 52,1 4 = 13,025 m2 Chọn B = 3,6 m , L = 3,6 m
Vậy thể tích hầm bơm tiếp nhận là: V = 4,5 x 3,6 x 3,6= 58,32m3 Tần suất hoạt động bơm:
Z= max 2. 2 52,1 208,04 b h V x Q = = 0,5 h [ 1] Thơng số thiết kế hố thu gom
1. Thể tích tính tốn 52,1 m3
2. Chiều dài 3,6 m
3. Chiều rộng 3,6 m
4. Chiều cao chứa nước 4 m
5. Chiều cao bảo vệ 0,5 m
IV.2.3 BỂ TÁCH DẦU [5]
Bảng 4.2 Chỉ tiêu thiết kế mẫu của Viện Dầu Hoa Kì
Nhiệt độ nước 370C
Tỷ trọng của dầu 0,94 0,90 0,87
Vận tốc nổi của giọt dầu150µm(m/h)
Hệ số điều chỉnh α 5 1,5 7,4 1,52 9 1,38 Ta cĩ; - Tỷ trọng dầu :0,925
- Vận tốc nổi của giọt dầu 150µm ở 370C. chọn v=5m/h (theo bảng 4.2) - chọn vận tốc nước chảy trong bể V=45 m/h.
- Hệ số hiệu chỉnh α đối với 45 9 5 V v = = ; ta cĩ α1 =1, 27;α2 =1, 2 [5] 1, 2 1, 27 1,54 α = × =
- Diện tích hiện hữu của mặt nước 1,54 104, 2 2 32, 23 5 F = × = m - Diện tích mặt cắt ngang bể 104, 2 2,32 45 A= = m2 - Chọn chiều rộng bể 4 m. - Chọn chiều sâu bể 1,5 m. - Chiều dài của bể 8 m
- Thời gian lưu nước 47, 25 0, 45 104, 2
t= = h
IV.2.4 BỂ ĐIỀU HỊA
1.Chức năng:
Do tính chất nước thải thay đổi theo thời gian. Vì vậy cần thiết xây dựng bể
điều hịa về lưu lượng và nồng độ , tạo điều kiện tối ưu cho các cơng trình phía sau. Bể điều hịa cĩ cấu tạo hình chữ nhật, được xây dựng bằng vật liệu bê tơng cốt thép. Bên trong bể điều hịa được thiết kế hệ thống phân phối khí, các máy nén