.Mương oxy hóa

4.11.1.Vị trí

Có cùng vị trí với bể Aerotank, nằm sau bể Anoxic, do có mức nước thấp hơn nên nước sẽ tự chảy về bể. Thuy nhiên cần máy bơm để đưa nước bể lắng do chênh lệch mức nước

4.11.2.Chức năng

Có tác dụng tương tự như bể Aerotank tuy nhiên hiệu quả xử lý thấp hơn. Nước thải từ bể UASB sẽ tiếp tục tự chảy vào mương oxi hóa để bắt đầu quá trình nitrat hóa. Các chất hữu cơ tiếp tục được xử lý ở đây. Máy khuấy được vận hành liên tục ở các đầu mương nhằm cung cấp oxi cho vi sinh vật hiếu khí hoạt đợng. Vi sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu cơ thành vô cơ đơn giản như: CO2 và H2O

61

Các vi khuẩn tồn tại ở dạng lơ lửng tiếp nhận oxy và chuyển hóa chất hữu cơ thành thức ăn đẻ phát triển, tăng sinh khối và giảm lượng ô nhiễm xuống mức thấp nhất. Nước thải sau khi qua bể hiếu khí sẽ tự chảy qua bể lắng.

4.11.3.Tính toán

 Kích thước mương oxi hóa

Tốc độ tăng trưởng riêng của vi sinh vật nitrat hóa trong điều kiện vận hành bể ởn định:

μ = μmax( Nv Nv+ KN) ( DO DO+ KO2) e0.098(T−20)[1 − 0.833(7.2 − pH)] = 0.45 ( 150 150 + 0.58) ( 2 2 + 1.3) e0.098(18−20)[1 − 0.833(7.2 − 6.6)] = 0.182 ngày−1 Trong đó:

+ Nhiệt đợ thấp nhất của nước thải: T = 18oC + Hàm lượng Nitơ đầu vào: Nv = 150 mg/L +Hàm lượng Nitơ đầu ra: Nr = 22 mg/L

Theo Bảng 5-4 “Tính toán thiết kế các cơng trình xử lý nước thải”, Trịnh Xuân Lai, trang 80, ta có:

+Tớc đợ phát triển cực đại của vi sinh vật ở 20oC: μmax = 0.45 ngày-1

+Hằng số bán vận tốc: KN = 100.051xT − 1.158 = 100.051x18 − 1.158 = 0.58 (nằm

trong khoảng 0.2 – 3)

+Hàm lượng Oxi hòa tan trong nước: DO = 2 mg/L +Hằng số Oxi: KO2 = 1.3 mg/L

Tốc độ tiêu thụ NH4+ của vi khuẩn nitrat hóa:

ƿN = K x Nv KN+ Nv = 0.91 x 150 0.58 + 150 = 0.91 mg NH4/mg bùn. ngày Trong đó: +K = μ YN = 0.182 0.2 = 0.91 ngày−1

62

Với hệ sớ đợng học của bùn hoạt tính: YN = 0.2 mg bùn /mg NH4, (Bảng 5-4 “Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải”, Trịnh Xuân Lai, trang 80)

+Hằng số bán vận tốc: KN = 0.58

+ Hệ sớ đợng học của bùn hoạt tính: YN1 = 0.2 mg bùn /mgNH4 + Hệ số phân hủy nội bào theo NH4: KdN = 0.045 ngày-1

Hàm lượng BOD đầu vào: BODv = 238 mg/L Hàm lượng BOD đầu ra: BODr = 36 mg/L

Hệ số sản lượng tế bào theo BOD: YN2 = 0.6 mg bùn /mgBOD Hệ số phân hủy nội bào theo BOD: kdN2 = 0.06 ngày-1

Tỉ lệ bùn: MLVSS

MLSS = 0.8

Hàm lượng bùn hoạt tính trong nước: MLVSS = 3000 mg/L (nằm trong khoảng 2500- 4000 mg/L) (Sách xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết)

→ MLSS = 3000 0.8 = 3750 mg/L fn = YN1(Nv− Nr) YN1(Nv− Nr) + YN2(BODv− BODr) = 0.2(150 − 22) 0.2(150 − 22) + 0.6(238 − 36) = 0.174

Thành phần hoạt tính của vi khuẩn: Xn = fn x MLVSS = 0.174 x 3000 = 523 mg/L Thể tích vùng hiếu khí: VBOD5 =Q x BODvF

M ⁄ x X = 3000 x 238 0.0635 x 3000 = 3750 m3 Với: +Tỉ số F/M: F M ⁄ = BODv HRT x MLVSS = 238 x 24 30 x 3000= 0.0635 ngày−1

+Thời gian lưu nước: HRT = 30 giờ (Nằm trong khoảng 24-36 giờ, theo sách “Tính toán thiết kế các cơng trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai”)

VNO3 = (Nv− Nr) x Q

ρN x XN =

(150 − 22) x 3000

0.91 x 532 = 793 m

3

63

Thể tích vùng Anoxic khử NO3-: V2 =(Nv−Nr) x Q

ρDN x X =(150−22) x 3000

0.25 x 3000 = 512 m3

Với: +Tốc độ khử NO3- thành N2: ρDN = 0.2 mg NO3-/mg bùn.ngày (Khoảng 0.1 – 0.4) Tởng thể tích mương oxi hóa: V = V1 + V2 = 4262 m3

Vì cơng śt của hệ thớng > 2000 m3/ngày nên ta chia làm 3 đơn nguyên Chọn chiều cao làm việc của mương: H = 2 m (Trong khoảng 1-4 m) Chọn chiều cao bảo vệ: Hat = 0.5 m

Xây dựng mương có hình bầu dục với 2 đầu bể có dạng nửa trịn Diện tích bề mặt mỗi đơn nguyên: S = V

H = 4262

2 = 2131 m2

Chọn chiều dài mương: L = 120 m Chọn chiều rộng mương: W = 6 m

→ Tổng chiều ngang của mương: Wtổng = 6 x 3 x 4 = 72 m

 Thiết bị làm thoáng

Tiết diện mặt cắt ướt của bể: S = H x W = 2 x 6 = 12 m2 Thời gian nạp khí trong mương oxi hóa: t = (Nv−Nr)

a x (1−S) x ρ = 150 − 22

3.6 x (1−0.45) x 6= 10.7 giờ

Trong đó: +Liều lượng bùn hoạt tính: a = 3.6 g/L (Theo TCXD 51-2008) + Độ tro của bùn hoạt tính: S = 0.45 (The TCXD 51-2008)

+Tớc đợ oxi hóa trung bình: ρ = 6 mg/g. phút Lượng oxi cần để cung cấp:

G = G0 x (Nv − Nr) x 0.68

1000 x Q = 1.42 x (150−22) x 0.68

1000 x 3000 = 370.8 kgO2⁄ngày

Trong đó: +Liều lượng oxi đơn vị: Go = 1.42 (Theo TCXD 51-2008) Lượng oxi cần cung cấp mỗi giờ: Qkk = G

t = 370.8

64

Để nạp khí cho mương oxi hóa ta sử dụng máy khuấy trục dọc ở đầu đoạn thẳng của mương oxi hóa

Có 3 đơn nguyên mương oxy hóa, mỗi đơn nguyên sử dụng 6 máy khuấy → Cần 18 máy khuấy trục dọc LANDY 7 với công suất 2 kgO2/h

4.12.Bể lắng 2 (Cho phương án 2) 4.12.1.Vị trí

Nằm sau mương oxi hóa. Có đáy thấp hơn giúp cho mực nước của bể lắng bằng với mương oxi hóa để nước có thể tự chảy.

4.12.2.Chức năng

Nước thải sau khi đi qua bể Aerotank nhờ quá trình hoạt đợng của vi khuẩn hiếu khí khi xử lý các hợp chất sẽ sinh ra sinh khối là các hạt cặn lơ lửng trong nước. Nên cần bể lắng để xử lý các cặn rắn này trước khi đưa nước đến cơng trình phía sau.

Để thuận tiện cho việc vận hành và đạt hiệu quả xử lý cao nhất. Số lượng đơn nguyên của bể lắng trong phương án 2 sẽ bằng với sớ đơn ngun của mương oxi hóa.

4.12.3.Tính toán

 Kích thước bể lắng

Số đơn nguyên của bể lắng bằng với sớ đơn ngun của mương oxi hóa để giúp quá trình vận hành dễ dàng và chính xác hơn

→ Có 3 đơn nguyên bể lắng

Chọn tải trọng bề mặt LA= 16 m3/m2.ngày và tải trọng chất rắn LS= 5 kgSS/m2.h Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt: AL = Q

LA = 3000

16 x 3= 62.5 m2

Lưu lượng đi vào bể lắng: QL = Qr + Q= 2647+3000

24 x 3 = 78.3 m3/h Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng chất rắn:

AS =(Q + Qr) x MLSS

LS =

78.3 x 3750

5 x 1000 = 58.8 m

2

65

→ Chọn diện tích bể lắng A = 62.5 m2

Đường kính bể lắng: D = √4

π x A = √4

π x 62.5 = 9 m

Đường kính ớng trung tâm: d = 20% x D = 0.2 x 9 = 1.8 m

Chọn chiều sâu hữu ích bể lắng hL = 3 m, chiều cao lớp bùn lắng hb= 1 m và chiều cao bảo vệ hbv = 0.5 m

Chiều cao tổng cộng của bế lắng: H = hL+ hb+ hbv = 3 + 1 + 0.5 = 4.5 m

Chiều cao ống trung tâm: h = 60% hL = 0.6 x 3 = 1.8 m

Kiểm tra lại thời gian lưu nước ở bể lắng: Thể tích phần lắng: VL =π

4(D2− d2) x hL =π

4 x 92 x 3 = 191 m3

Thời gian lưu nước trong bể: t =VL

QL = 191

78.3 = 2.4 h

Thể tích phần chứa bùn: Vb = A x hb = 62.5 x 1 = 62.5 m3

Thời gian lưu giữ bùn trong bể: tb = Vb

(Qr+Qb)= 62.5 x 3

(264724 +1524)= 1.7 giờ

Tải trọng máng tràn: LS = QL

π x D=78.3 x 24

π x 9 = 66.5 m3/m2. ngày

→ LS thỏa điều kiện < 500 m3/m2. ngày

Lượng bùn sinh ra từ bể mỗi ngày : G = e x Css x 10-6 x Q x 1000

Với: +Hiệu suất xử lý của bể đối với chất rắn lơ lửng, chọn e = 60% (40-70%) +Hàm lượng SS đầu vào bể: Css= 150 mg/L

 G = 60% x 150 x 10-6 x 1000 x 1000 = 76.2 kg/ngày Chọn khối lượng riêng của bùn = 1008 kg/m3

Nồng độ cặn rắn trong bùn = 5% (do đợ ẩm là 95%) Thể tích cặn rắn sinh ra mỗi ngày : Vc = 76.2

66

 Máng thu nước ra

Để thu nước sau khi lắng, dùng máng thu chảy tràn xung quanh đặt bên trong thành bể. Đường kính máng thu nước bằng đường kính bể :

Chiều dài máng thu nước : Lm = π x Dm = π x 9 = 28.3 m

Tải trọng thu nước trên 1m dài của máng :

am= Q

Lm = 3000

28.3 X 3= 35.4 m3/m. ngày, thỏa điều kiện < 125 m3/m.ngày . Vận tốc nước trong máng: v = 0.6 m/s (Trong khoảng 0.6 – 0.7 m/s)

Tiết diện ướt của mặt cắt: W = Q

3600 x v X 3= 3000

0.6 x 3600 X 3= 0.058 m2

Chọn chiều rộng máng: R = 0.35 m Chọn chiều cao máng: H = 0.18 m

Đường kính ống từ máng đến bể trung gian là đường dẫn tự chảy có vận tớc v = 0.7 m/s (theo A.1.27 – TCVN 8423: 2010 vận tốc từ 0.7 m/s đến 1.5 m/s)

D = √ 4 x Q

π x v x 3600 = √ 4 x 3000

π x 0.7x 3600 X 3 X24 = 0.156 m Chọn ớng có đường kính thực tế: D = 2150 mm

Răng cưa có chiều dài 100mm, góc bẻ x́ng 90o, cạnh huyền dài 100mm

 Bơm bùn lắng

Đường kính ớng chính xả bùn: D = √ 4 x Qth

π x vv x 3600 = √ 4 x 1.5

π x 0.4 x 3600 = 0.036 m

 Chọn đường kính ớng là 40 mm

Với D = 40 mm, vận tốc bùn xả bể thực tế là: Vrc =  x D4 x Q2 th

x 3600 =  x 3600 x 0.044 x 1.5 2 = 0.33 m/s Công suất của bơm bùn:

N = Vc x ρ x g x H1

1000 x ɳ =

1.5 x 1008 x 9.81 x 5

67

Trong đó: +Khới lượng riêng của bùn: ƿbùn = 1008 kg/m3 (Sách xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết, trang 434)

+Chiều cao cột áp, H1= 5 m

+ɳ: Hiệu suất của bơm, ɳ = 0.8→ Sử dụng 4 máy bơm trục ngang NTP HCP225- 1.25 265 có cơng suất 1/3HP (3 máy hoạt đợng và 1 máy dự phịng)

68

69

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CÁC CHI PHÍ

5.1.Chi phí thiết bị

 Phương án 1

Tên công trình Tên thiết bị Giá Công suất Số lượng

Bể tiếp nhận Bơm chìm APP DSK-

50T 19.505.000 5 HP 2 Hồ đều hịa Bơm chìm APP DSK- 30T 14.115.000 3 HP 2 Khuấy chìm Everush EFM-30T 34.675.000 3 HP 4

Bể UASB Bơm trục ngang NTP

HCP225-1.75 265T 3.2000.000 4 HP 2

Bể Aerotank

Máy thổi khí

TRUNDEAN TH-150 162.000.000 30 HP 4

Đĩa phân phối khí

Longtech 200mm 237.000 - 168 Bể Anoxic Bơm chìm Tsurumi 100B45.5 50.750.000 5.5 HP 2 Khuấy chìm Everush EFM-30T 34.675.000 3 HP 2

Bể lắng 2 Bơm bùn NTP

HSF240-1. 25 26 2.280.000 1/3 HP 2

Bể khử trùng Bơm KAIWAN

KQWH40-100 14.150.000 0.7 HP 2

Ép bùn

Máy ép bùn TA500 300.000.000 2/3 HP 2

Bơm KAIWAN

KQWH40-100 14.150.000 1/3 HP 2

70

 Phương án 2

Tên công trình Tên thiết bị Giá Công suất Sớ lượng

Bể tiếp nhận Bơm chìm APP DSK-

50T 19.505.000 5 HP 2 Hồ đều hịa Bơm chìm APP DSK- 30T 14.115.000 3 HP 2 Khuấy chìm Everush EFM-30T 34.675.000 3 HP 4

Bể UASB Bơm trục ngang NTP

HCP225-1.75 265T 3.2000.000 4 HP 2

Mương oxi hóa Máy khuấy trục dọc

LANDY 1000 33.000.000 5 HP 18

Bể lắng 2 Bơm bùn NTP

HSF240-1. 25 26 2.280.000 1/3 HP 3

Bể khử trùng Bơm KAIWAN

KQWH40-100 14.150.000 0.7 HP 2

Ép bùn

Máy ép bùn TA500 300.000.000 7 HP 2

Bơm KAIWAN

KQWH40-100 14.150.000 1/3 HP 2

Tổng 1.032.530.000 vnđ