4. Nội dung luận văn
3.5Thuyết minh cơng nghệ lựa chọn
Cơng nghệ của trạm xử lý nước thải được phân chia thành 3 giai đoạn: Xử lý cơ học, xử lý sinh học và xử lý hĩa học:
Giai đoạn xử lý cơ học
Giỏ chắn rác thơ được vận hành thủ cơng, nước thải sinh hoạt và nứơc thải sản xuất được thu về hố ga của trạm giết mổ, trước tiên nước thải chảy qua song chắn rác để tách cặn thơ cĩ kích thước lớn. Cấu tạo của giỏ chắn rác gồm các tấm lưới inox hàn cố định trên khung inox, nước thải qua giỏ chắn rác rồi chảy vào hầm. Hầm tiếp nhận cĩ nhiệm vụ ổn định lưu lượng nước thải.
Từ hầm tiếp nhận nước thải được bơm qua bể điều hịa. Thơng thường trong quá trình sản xuất, lưu lượng nước thải trong các chu kỳ khác nhau cũng khác nhau. Do đĩ mục đích của việc xây dựng bể điều hịa là nhằm làm cho hệ thống xử lý luơn luơn ổn định cả về lưu lượng và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải. Tại đáy bể điều hịa được bố trí đĩa phân phối khí nhằm hịa trộn đều nước thải và tránh gây ra mùi hơi do phân hủy yếm khí trong bể điều hịa.
Từ bể điều hịa nước thải sẽ được bơm lên bể tuyển nổi nhằm loại hết các cặn cĩ kích thước nhỏ (chủ yếu là lơng gà/vịt, dầu mỡ) rồi sẽ tự chảy qua bể UASB. Rác thu được sẽ cho vào thùng rác.
Gai đoạn xử lý sinh học
Quá trình xử lý sinh học kỵ khí
Từ bể tuyển nổi nước thải được bơm vào bể UASB theo chiều phân phối từ đáy lên. Quá trình xử lý sinh học kỵ khí được áp dụng trong giai đoạn xử l ý bậc hai và đặc biệt áp dụng cho các loại nước thải ơ nhiễm chất hữu cơ cao. Đây là phương pháp sử dụng các loại vi sinh vật kỵ khí để phân hủy các chất hữu cơ, để tạo thành các khí biogas. Khí sinh ra trong bể kỵ khí được dẫn vào thiết bị đốt.
Nước thải sau khi qua bể kỵ khí sẽ tự chảy vào bể bùn hoạt tính. Quá trình xử lý sinh học hiếu khí diễn ra tại bể bùn hoạt tính, tại bể này một lượng nhỏ oxy thích hợp được đưa vào bằng máy thổi khí thơng qua các đầu phân phối khí đặt ở đáy bể giúp cho quá trình sinh hĩa diễn ra nhanh hơn. Vi sinh vật hiếu sẽ tiêu thụ các chất hữu cơ dạng keo và dạng hịa tan để sinh trưởng. Vi sinh vật phát triển thành quần thể dạng bơng bùn. Quá trình chuyển hĩa vật chất cĩ thể xảy ra trong tế bào vi sinh vật. Cả hai quá trình chuyển hĩa đều phụ thuộc rất lớn vào sự tiếp xúc các chất với tế bào vi sinh vật. Khả năng tiếp xúc càng lớn thì khả năng phản ứng càng mạnh. Do đĩ trong hệ thống cơng nghệ này lắp đặt thêm hệ thống thổi khí. Khi khơng khí vào trong thiết bị gây ra những tác động chủ yếu sau:
+ Cung cấp oxy cho tế bào vi sinh vật
+ Làm xáo trộn dung dịch, tăng khả năng tiếp xúc giữa vật chất và tế bào
+ Phá vỡ thế bao vây của sản phẩm trao đổi chất xung quanh tế bào vi sinh vật, giúp cho quá trình thẩm thấu vật chất từ ngồi tế bào vào trong tế bào và quá trình chuyển vận ngược lại.
+ Tăng nhanh quá trình sinh sản vi khuẩn
+ Tăng nhanh sự thốt khỏi dung dịch của các chất khí được tạo ra trong quá trình lên men. Khi lên men vi sinh vật thường tạo ra một số sản phẩm ở dạng khí, các loại khí này khơng cĩ ý nghĩa đối với hoạt động sống của vi sinh vật.
Nước thải từ bể Aerotank sẽ tự chảy tràn qua bể lắng, tại bể lắng xảy ra đồng thời hai quá trình keo tụ và lắng. Hàm lượng chất lơ lững, màng vi sinh vật bị trơi ra khỏi bể sinh học và các dung dịch ở dạng keo sẽ được keo tụ và lắng xuống đáy bể. Hiệu quả xử lý đạt từ 80-95% theo BOD và COD. Tại bể lắng, bùn sinh khối sinh ra được lắng xuống đáy và phần lớn lượng bùn này được bơm đưa quay trở về bể bùn hoạt tính để tiếp tục tham gia quá trình phản ứng và được gọi là bùn hoạt tính hồi lưu. Phần cịn lại là bùn dư được bơm đưa sang bể chứa bùn.
+ Giai đoạn xử lý hĩa học
Nước thải sau khi qua bể lắng chảy tràn qua bể trung gian, tại đây lưu lượng nước được ổn định trước khi bơm vào thiết bị lọc nhanh, các thành phần cặn lơ lửng và bùn hoạt tính cĩ kích thước nhỏ mà quá trình lắng khơng tách được cịn lại trong nước thải sẽ được giữ lại trong lớp vật liệu lọc. Vật liệu lọc chủ yếu là sỏi, cát. Hiệu quả của quá trình xử lý giảm 70 - 90% thành phần cặn lơ lửng (SS). Bể lọc phải được rửa định kỳ nhằm tăng khả năng lọc của các vật liệu. Nước thải rửa lọc được đưa về bể chứa bùn, phần nước trong tại bể chưa bùn được dẫn về bể điều hịa để tiếp tục xử lý, phần bùn nén được xe hút định kỳ.
Sau khi qua thiết bị lọc nước thải được dẫn vào bể khử trùng, đây là cơng đoạn xử lý cuối cùng của trạm xử lý, nước thải sau khi khử trùng sẽ đạt quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT, Cột A và được thải ra nguồn tiếp nhận là suối nội bộ.
CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ
4.1 Tính tốn thiết kế giỏ chắn rác
4.1.1. Nhiệm vụ
Giỏ chắn rác cĩ nhiệm vụ tách các loại rác và tạp chất thơ cĩ kích thước lớn trong nước thải trước khi đưa nước thải vào các cơng trình xử lý phía sau. Việc sử dụng giỏ chắn rác trong các cơng trình xử lý nước thải tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và gây hỏng hĩc bơm.
4.1.2. Tính tốn
Thơng số thiết kế giỏ chắn rác
Chọn tải lượng thu nước qua 1m chiều dài giỏ chắn rác là: l = 15 m3/m2.giờ. Lưu lượng nước thải lớn nhất là: Qmax = 70m3/h
Tổng diện tích bề mặt lưới chắn rác 2 max 4,7 15 70 m l Q F
Chọn giỏ chắn rác cĩ tiết diện ngang là hình vuơng, cĩ đáy và khơng cĩ nắp.
Cạnh bên giỏ chắn rác bằng đáy giỏ chắn rác và cĩ tiết diện f1 = f/5 = 4,7/5 = 0,93 m2; chọn f =1 m2
Chọn lỗ lưới cĩ đường kính d = 1,5 mm, số lỗ khoan trên 1 m2 lưới bằng 0,5 m2, khoan đều nhau, 3 lỗ bất kỳ tạo thành tam giác đều.
Diện tích tổng số lỗ khoan của giỏ chắn rác
A = 0,5 x 4,7 = 2,35 m2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tổng số lỗ khoan
N = A/d = 2,35/0,0015 = 1567 lỗ
V = Qmax /A = 70/2,35 = 29,8 m/h = 0,5 m/s
Giỏ chắn rác được làm bằng lưới Inox 304, dày 2 mm, khung gia cố V3, la 3 Inox 304.
+ Chọn chiều cao bảo vệ cho giỏ chắn rác là 0,3 m. + Chiều cao gia cơng giỏ chắn rác là 1,3 m.
4.2 Hầm bơm tiếp nhận
4.2.1. Nhiệm vụ
Hầm tiếp nhận nước thải là nơi tập trung tồn bộ nước thải từ các phân xưởng sản xuất của cơng ty bao gồm cả nước thải sinh hoạt và để đảm bảo lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động an tồn. Bể thu gom được xây dựng âm với cốt mặt bể hồn thiện +0.2 m (h1 = 0,2m) so với mặt đất nhằm tránh nước mưa tràn vào.
Trong hầm bơm tiếp nhận, sử dụng hai bơm chìm đặt dưới đáy bể, hai bơm hoạt động luân phiên theo chế độ cài sẵn của Timer (3 giờ đổi 1 lần) để bơm nước thải đến bể điều hịa. Phao báo mức cân chỉnh mực nước trong bể đảm bảo bơm khơng bị cạn nước (thường khi bơm mực nước thấp nhất trong bể phải bằng chiều cao của bơm chìm).
4.2.2. Tính tốn
Thời gian lưu nước trong hầm bơm là 10 đến 30 phút. Chọn thời gian lưu nước là t = 10 phút.
a. Thế tích bể thu gom được tính như sau: V = Qmax x. t = 70 x
60 10
= 11,7 (m3)
Chọn hầm bơm cĩ tiết diện ngang là hình vuơng.
Ống dẫn nước thải ra hầm bơm tiếp nhận là ống uPVC, DN = 220 mm, cĩ cốt đáy ống cách mặt đất một đoạn h2 = 0,5 m
- Chiều rộng (cạnh) L = 2,4 m - Chiều cao hữu ích h = 2,1 m - Chiều cao nổi lên mặt đất h1 = 0,5 m - Chiều cao bảo vệ bơm h3 = 0,2 m b. Tổng chiều cao của bể
H = h + h1 + h2 = 2,1 + 0,5 + 0,5 + 0,2 = 3,3 m Vậy thể tích thực của bể: V = 19,1 m3
c. Vật liệu xây dựng
Chọn vật liệu xây dựng hầm bơm tiếp nhận là BTCT M250, thành dày 200mm, bản đáy dày 300mm, sắt Nhật đan thành hai lớp, @200 phi 14, chống thấm sika bên trong 2 lớp, bên ngồi quét bentum.
4.3 Bể điều hịa
4.3.1. Nhiệm vụ
Do tính chất nước thải thay đổi theo từng giờ sản xuất và phụ thuộc vào từng cơng đoạn sản xuất. Vì vậy cần thiết xây dựng bể điều hịa để điều hịa về lưu lượng và nồng độ nước thải.
Đồng thời khi làm thống nhờ cấp khí ơxy vào nước thải sẽ tránh sinh mùi hơi thối tại đây và làm giảm khoảng 20 - 30% hàm lượng COD, BOD cĩ trong nước thải. Tách dầu, mỡ ra khỏi nước thải nhờ cơ chế tuyển nổi và phân tách bằng tỷ trọng.
Việc sử dụng bể điều hịa trong quá trình xử lý mang lại một số thuận lợi sau: Ổn định lưu lượng và nồng độ các chất đi vào cơng trình xử lý sinh học. Tăng cường hiệu quả xử lý nước thải của cơng trình xử lý sinh học phía sau, như giảm thiểu hoặc loại bỏ hiện tượng gây sốc do tăng tải trọng đột ngột, pha lỗng các chất gây ức chế cho quá trình xử lý sinh học, ổn định pH của nước thải mà khơng cần tiêu tốn nhiều hĩa chất.
Giúp cho nước thải cấp vào các bể sinh học được liên tục trong giai đoạn các phân xưởng khơng xả nước.
4.3.2. Tính tốn
Kết quả khảo sát lưu lượng nước thải của cơng ty TNHH Phạm Tơn được trình bày trong bảng 4.1 như sau:
Bảng 4.1 : Lưu lượng nước thải qua từng giờ sản xuất
STTThời gian (giờ) Lưu lượng (m3/h) STT Thời gian (giờ) Lưu lượng (m3/h) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1 0 – 1 0 13 12 – 13 7 2 1 – 2 0 14 13 – 14 1 3 2 – 3 6 15 14 – 15 3 4 3 – 4 31 16 15 – 16 6 5 4 – 5 67 17 16 – 17 10 6 5 – 6 70 18 17 – 18 7 7 6 – 7 58 19 18 – 19 6 8 7 – 8 7 20 19 – 20 2 9 8 – 9 2 21 20 – 21 2 10 9 – 10 1 22 21 – 22 1 11 10 – 11 4 23 22 – 23 0 12 11 – 12 9 24 23 – 24 0 Thể tích tích lũy
Thể tích tích lũy dịng vào của giờ thứ i tính như sau: i vi i
v V Q
V 1
Thể tích tích lũy bơm đi của giờ thứ I tính như sau: i bi 1 b(i)
b V Q
Trong đĩ:
Vv(i-1): Thể tích tích lũy dịng vào của giờ trước đĩ, m3
Vv(i): Lưu lượng nước thải của giờ đang xét; m3/h
Vb(i-1): Thể tích tích lũy bơm của giờ trước đĩ; m3
Vb(i): Lưu lượng bơm của giờ đang xét; m3/h Tính thể tích bể điều hịa theo cách lập bảng:
Bảng 4.2: Tính tốn thể tích nước thải lưu trong bể điều hịa.
Thời gian xét (h) (1) Lưu lượng đầu vào (m3/h) (2) t (h) (3) t = t* (h) (4) Tổng lưu lượng thải qua các giờ Qi. t (m3) (5) Qtb.t* (m3) Lưu lượng bơm ra (6) Qi. t - Qtb.t* (m3) Thể tích tích lũy (7) 0 – 1 0 1 1 0 12,5 -12,5 1 – 2 0 1 2 0 25 -25 2 – 3 6 1 3 6 37,5 -31,5 3 – 4 31 1 4 37 50 -13 4 – 5 67 1 5 104 62,5 41,5 5 – 6 70 1 6 174 75 99 6 – 7 58 1 7 232 87,5 144,5 7 – 8 7 1 8 239 100 139 8 – 9 2 1 9 241 112,5 128,5 9 – 10 1 1 10 242 125 117 10 – 11 4 1 11 246 137,5 108,5 11 – 12 9 1 12 255 150 105 12 – 13 7 1 13 262 162,5 99,5
13 – 14 1 1 14 263 175 88 14 – 15 3 1 15 266 187.5 78,5 15 – 16 6 1 16 272 200 72 16 – 17 10 1 17 282 212,5 69,5 17 – 18 7 1 18 289 225 64 18 – 19 6 1 19 295 237,5 57,5 19 – 20 2 1 20 297 250 47 20 – 21 2 1 21 299 262,5 36,5 21 – 22 1 1 22 300 275 25 22 – 23 0 1 23 0 287,5 23 – 24 0 1 24 0 300 Ghi chú:
(2): Lưu lượng nước thải theo từng giờ (m3/h) (5): Lưu lượng nước thải đi vào bể điều hịa (m3/h) (6): lưu lượng nước thải đi ra bể điều hịa (m3/h) (7): Lượng nước lưu lại trong bể điều hịa (m3)
Như vậy, ở khoảng thời gian từ 6 - 7 giờ trong ngày thì lượng nước thải lưu lại trong bể điều hịa V = 144,5 m3 = Vmax là lượng nước thải lớn nhất trong ngày.
Kích thước của bể điều hịa được thiết kế như sau: Chiều dài L = 7,0 m
Chiều rộng B = 5,2 m Chiều cao H = 4,0 m Chiều cao bảo vệ Hbv = 0,5 m Thể tích thực của bể V = 163,24 m3
Lưu lượng giờ lớn nhất chọn theo bảng 4.1
s m h
m
Thời gian lưu nước trong bể điều hịa 11,56 12,5 144,5 Q V T tb h đ (giờ)
Hàm lượng COD sau bể điều hịa
CCODr = CCODv. (1 – E) = 2998,4 .( 1 - 0,1) = 2700 ; mg/l
Hàm lượng BOD5 cịn lại sau khi ra khỏi bể điều hịa
CBODr = CBODv . (1 - E) = 2099,1.( 1 – 0,1) =1890; mg/l Với E: hiệu suất khử BOD5 và COD; chọn E = 10%
Tính tốn hệ thống cấp khí trong bể điều hịa
Do nhiệt độ của nước thải ở khoảng 200C – 250C trong khi nhiệt độ của khí từ máy thổi khí cao hơn nhiều (khoảng 400C) nên khi cấp khí vào bể điều hịa vừa hịa trộn các dịng nước vừa nâng nhiệt độ của nước thải (vì yêu cầu của nước thải khi vào các cơng trình sinh học là phải cĩ nhiệt độ từ 28 ÷ 35oC để thích hợp cho các phản ứng sinh học).
Đối với bể điều hồ, nếu dùng hệ thống sục khí thì lượng khí cần từ 0,6 ÷ 0,9 m3khí/m3bể.giờ.
Chọn I = 0,7m3 khí/m3 bể.giờ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thể tích khí cần cung cấp trong bể điều hịa.
Vkhí = Vđh x 0,7 = 144,5 x 0,7 = 101 (m3khí/h) = 1,7 m3 khí/phút.
Chọn thiết bị phân phối khí loại đĩa cĩ màng phân phối khí dạng bọt mịn (màng SSI), đường kính 270 mm
Cường độ sục khí của đĩa loại DN = 270 mm là A = 5 m3 khí/h (chọn theo Catolo đĩa phân phối khí). Tổng số đĩa bố trí trong bể là: n = 20,2 5 101 A Vkhí (đĩa)
Chọn n = 20 đĩa 5 2 0 0 7000 Ống phân phối khí Ống phân phối khí Ống nước ra
Hình 4.1: Sơ đồ bố trí đĩa phân phối khí trong bể điều hịa.
Vật liệu xây dựng
Chọn vật liệu xây dựng bể điều hịa là BTCT M250, thành dày 200mm, bản đáy dày 300 mm, sắt Nhật đan thành hai lớp, @200 phi 14, chống thấm sika bên trong 2 lớp, bên ngồi quét bentum.
4.4 Bể tuyển nổi
4.4.1. Nhiệm vụ
Nước thải giết mổ gia cầm cĩ tính ơ nhiễm đặt trưng, ngồi ơ nhiễm chất hữu cơ cao, nước thải này cịn bị lẫn một lượng lơng nhỏ từ khâu vặt lơng gia cầm và do lưới tách rác khơng loại được. Ngồi ra nước thải cịn bị nhiễm lượng lớn dầu mỡ từ khâu mổ nội tạng. Lơng và mỡ là những phần ơ nhiễm cĩ đặt điểm là tỷ trọng nhỏ hơn nước nên khĩ lắng, khĩ phân hủy sinh học vì thế phương pháp tối ưu để loại các chất này là dùng phương pháp tuyển nổi.
4.4.2. Tính bể tuyển nổi ( theo tài liệu XLNT ĐT&CN tính tốn thiết kế cơng trình
do Lâm Minh Triết chủ biên, trang 456 )
Chọn bể tuyển nổi thiết kế là bể tuyển nổi khí hịa tan
Bảng 4.3: Thơng số thiết kế bể tuyển nổi
STT Thơng số thiết kế Khoảng giá trị Giá trị đặc trưng
1 Áp suất KN/m2 170 - 475 270 - 340
2 Tỷ số khí: rắn 0,03 – 0,05 0,01 – 0,2 3 Chiều cao lớp nước, m 1 - 3