Đề tài Nghiên cứu mô hình phục vụ tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy dệt nhuộm Khatoco – Khánh Hòa

CHÖÔNG 1: MÔÛ ÑAÀU 1.1. ÑAËT VAÁN ÑEÀ Trong nhöõng naêm gaàn ñaây phaùt trieån kinh teá gaén vôùi baûo veä moâi tröôøng laø chuû ñeà taäp trung söï quan taâm cuûa nhieàu nöôùc treân theá giôùi. Moät trong nhöõng vaán ñeà ñaët ra cho caùc nöôùc ñang phaùt trieån trong ñoù coù Vieät Nam laø caûi thieän moâi tröôøng oâ nhieãm do caùc chaát ñoäc haïi do neàn coâng nghieäp taïo ra. Ñieån hình nhö caùc ngaønh coâng nghieäp cao su, hoùa chaát, coâng nghieäp thöïc phaåm, thuoác baûo veä thöïc vaät, y döôïc, luyeän kim, xi maï, giaáy, ñaëc bieät laø ngaønh deät nhuoäm ñang phaùt trieån maïnh meõ vaø chieám kim ngaïch xuaát khaåu cao cuûa Vieät Nam. Ñeå phaùt trieån beàn vöõng chuùng ta caàn coù nhöõng giaûi phaùp, trong ñoù coù giaûi phaùp kyõ thuaät nhaèm haïn cheá, loaïi boû caùc chaát oâ nhieãm do hoaït ñoäng soáng vaø saûn xuaát thaûi ra moâi tröôøng. Moät trong nhöõng bieän phaùp tích cöïc trong coâng taùc baûo veä moâi tröôøng vaø choáng oâ nhieãm nguoàn nöôùc laø toå chöùc thoaùt nöôùc vaø xöû lyù nöôùc thaûi tröôùc khi xaû vaøo nguoàn tieáp nhaän. Deät nhuoäm ôû nöôùc ta laø ngaønh coâng nghieäp coù maïng löôùi saûn xuaát roäng vôùi nhieàu maët haøng, nhieàu chuûng loaïi vaø gaàn ñaây coù toác ñoä taêng tröôûng kinh teá raát cao. Tuy nhieân, taêng tröôûng kinh teá cuûa ngaønh môùi chæ laø ñieàu kieän caàn nhöng chöa ñuû cho söï phaùt trieån, vì saûn xuaát caøng phaùt trieån thì löôïng chaát thaûi caøng lôùn. Coâng ngheä deät nhuoäm söû duïng moät löôïng nöôùc khaù lôùn phuïc vuï cho caùc coâng ñoaïn saûn xuaát ñoàng thôøi xaû ra moät löôïng nöôùc thaûi töông öùng bình quaân 12-300 m3/taán vaûi. Trong ñoù, nguoàn oâ nhieãm chính laø töø nöôùc thaûi coâng ñoaïn deät nhuoäm vaø naáu taåy . Nöôùc taåy giaët coù pH: 9 – 12, haøm löôïng chaát höõu cô cao (COD=1000-3000 mg/l), ñoä maøu (10000 Pt-Co), haøm löôïng SS coù theå baèng 2000 mg/l. Ñieàu naøy cho thaáy ngaønh Deät nhuoäm ñang ñöùng tröôùc nguy cô laøm suy thoaùi moâi tröôøng, aûnh höôûng khoâng nhöõng ñeán cuoäc soáng hieän taïi maø caû cho theá heä töông lai. Chính vì vaäy, trong phaïm vi heïp cuûa luaän vaên em choïn ñeà taøi: “Nghieân cöùu moâ hình phuïc vuï tính toaùn thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi cho nhaø maùy deät nhuoäm Khatoco – Khaùnh Hoøa”. 1.2. MUÏC ÑÍCH CUÛA ÑEÀ TAØI Nghieân cöùu moâ hình, tính toaùn thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi cho nhaø maùy deät Khatoco – Khaùnh Hoøa ñaït tieâu chuaån loaïi B theo TCVN 6982-2001, ñaûm baûo caùc ñieàu kieän maët baèng, kinh teá. PHÖÔNG PHAÙP THÖÏC HIEÄN ÑOÀ AÙN Trong quaù trình thöïc hieän ñoà aùn coù söû duïng moät soá phöông phaùp sau: Phöông phaùp ñieàu tra khaûo saùt Phöông phaùp toång hôïp taøi lieäu Phöông phaùp phaân tích caùc chæ tieâu chaát löôïng nöôùc thaûi Phöông phaùp thöïc nghieäm Löïa choïn caùc phöông phaùp tính toaùn vaø thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi thích hôïp, tính toaùn kinh teá. CHÖÔNG 2: TOÅNG QUAN VEÀ NGAØNH COÂNG NGHIEÄP DEÄT NHUOÄM VAØ KHAÛ NAÊNG GAÂY OÂ NHIEÃM CUÛA NÖÔÙC THAÛI DEÄT NHUOÄM – CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ 2.1. TOÅNG QUAN VEÀ NGAØNH DEÄT NHUOÄM Ngaønh deät nhuoäm laø moät trong nhöõng ngaønh quan troïng vaø coù töø laâu ñôøi vì noù gaén lieàn vôùi nhu caàu cô baûn cuûa loaøi ngöôøi laø may maëc. Ngaønh coâng nghieäp naøy chieám vò trí quan troïng trong neàn kinh teá quoác daân, ñoùng goùp ñaùng keå cho ngaân saùch nhaø nöôùc vaø giaûi quyeát coâng aên vieäc laøm cho nhieàu lao ñoäng. Ở nöôùc ta hieän nay ñaõ saûn xuaát ñöôïc treân 2000 trieäu m3 vaûi/naêm. Coâng ngheä deät sôïi nhuoäm, in hoa ngaøy caøng phaùt trieån vaø hieän ñaïi thì löôïng nöôùc thaûi ra cuõng raát lôùn. Ngaønh deät laø ngaønh coâng nghieäp coù daây chuyeàn coâng ngheä phöùc taïp, aùp duïng nhieàu loaïi hình coâng ngheä khaùc nhau. Ñoàng thôøi trong quaù trình saûn xuaát söû duïng caùc nguoàn nguyeân lieäu, hoùa chaát khaùc nhau vaø cuõng saûn xuaát ra nhieàu maët haøng coù maãu maõ, maøu saéc, chuûng loaïi khaùc nhau. Do ñoù, nöôùc thaûi ngaønh deät nhuoäm raát ña daïng vaø phöùc taïp. Nöôùc thaûi nhuoäm thì khoâng oån ñònh vaø ña daïng thay ñoåi trong töøng nhaø maùy. Moät caùch toång quaùt, ngaønh coâng nghieâp deät nhuoäm ñöôïc chia ra laøm caùc loaïi sau: Deät vaø nhuoäm vaûi cotton: vôùi loaïi vaûi naøy thuoác nhuoäm hoaït tính hoaëc thuoác nhuoäm hoaøn nguyeân hoaë thuoác nhuoäm tröïc tieáp ñöôïc söû duïng ôû haàu heát caùc nhaø maùy deät (Coâng ty deät may Gia Ñònh, Coâng ty deät Saøi Goøn,…) Deät vaø nhuoäm sôïi toång hôïp (polyester): thuoác nhuoäm phaân taùn (Coâng ty deät Thaønh Coâng, Coâng ty deät Saøi Goøn,…) Deät vaø nhuoäm vaûi Peco: thuoác nhuoäm hoaøn nguyeân vaø phaân taùn (Coâng ty deät Saøi Goøn) Öôm tô vaø deät luïa: Ñaây laø daïng coâng nghieäp môùi ñöôïc phaùt trieån ôû nöôùc ta vôùi nguyeân lieäu chuû yeáu laø ôû trong nöôùc. Tuy nhieân, khaâu nhuoäm hoaøn taát chöa ñoàng boä vôùi khaâu deät neân chaát löôïng vaûi chöa cao. Ngoaøi ra, thieát bò ñang söû duïng thuoäc loïai cuõ kó, laïc haäu soá löôïng maùy thuû coâng vaø cô khí chieám tæ leä lôùn; do ñoù, löôïng chaát thaûi taïo ra raát nhieàu vaø gaây aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng. Gaàn ñaây caùc ngaønh coâng nghieäp ñaõ coù söï chuyeån bieán veà coâng ngheä, thieát bò nhöng cô baûn vaãn chöa giaûi quyeát ñöôïc tình traïng oâ nhieãm moâi tröôøng. 2.2. QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ TOÅNG QUAÙT 2.2.1. Ñaëc tính nguyeân lieäu deät - nhuoäm a. Nguyeân lieäu deät: Nguyeân lieäu deät tröïc tieáp laø caùc loaïi sôïi. Nhìn chung caùc loaïi vaûi ñeàu ñöôïc deät töø 3 loaïi sôïi sau: Sôïi cotton: ñöôïc keùo töø sôïi boâng vaûi, coù ñaëc tính huùt aåm cao, xoáp, beàn trong moâi tröôøng kieàm, phaân huûy trong moâi tröôøng axit, caàn phaûi xöû lí kyõ tröôùc khi loaïi boû taïp chaát. Sôïi pha PECO (Polyester vaø cotton ) laø sôïi hoùa hoïc daïng cao phaân töû ñöôïc taïo thaønh töø quaù trình toång hôïp höõu cô, huùt aåm keùm, cöùng, beàn ôû traïng thaùi öôùt sô, sôïi naøy beàn vôùi axit nhöng keùm beàn vôùi kieàm. Sôïi cotton 100%, PE %, sôïi pha 65% PE vaø 35% cotton … b. Nguyeân lieäu nhuoäm vaø in hoa: Caùc phaåm nhuoäm ñöôïc söû duïng bao goàm: Phaåm nhuoäm phaân taùn: laø daïng phaåm khoâng tan trong nöôùc, nhöng ôû daïng phaân taùn trong dung dòch vaø coù theå phaân taùn treân sôïi, maïch phaân töû thöôøng nhoû, coù nhieàu hoï khaùc nhau: anthraquinon, nitroanilamin … ñöôïc duøng ñeå nhuoäm sô poliamide, poliester, axeâtat … Phaåm tröïc tieáp: Duøng ñeå nhuoäm vaûi cotton trong moâi tröôøng kieàm, thöôøng laø muoái sunfonat cuûa caùc hôïp chaát höõu cô: R – SO3Na, keùm beàn vôùi aùnh saùng vaø khi giaët giuõ. Phaåm nhuoäm axit: ña soá nhöõng hôïp chaát sulfo chöùa moät hay nhieàu nhoùm SO3H vaø moät vaøi daãn xuaát chöùa nhoùm COOH duøng nhuoäm tröïc tieáp caùc loaïi tô sôïi chöùa nhoùm bazô nhö: len, tô, poliamide … Phaåm nhuoäm hoaït tính: coù coâng thöùc toång quaùt laø S – F – T = X, trong ñoù F laø phaân töû mang maøu, S laø nhoùm tan trong nöôùc (SO3Na, COONa), T laø goác mang phaûn öùng (coù theå laø nhoùm clo hay vinyl), X laø nhoùm coù khaû naêng phaûn öùng … Thuoác seõ phaûn öùng sô tröïc tieáp vaø saûn phaåm phuï laø HCl, neân caàn nhuoäm trong moâi tröôøng kieàm yeáu. Phaåm hoaøn nguyeân: bao goàm caùc hoï maøu khaùc nhau nhö indigo, daãn xuaát anthraquinon, phaåm sunfua … duøng ñeå nhuoäm chæ, sôïi boâng, visco vaø sôïi toång hôïp. Ngoaøi ra ñeå maët haøng beàn vaø ñeïp thích hôïp vôùi nhu caàu, ngoaøi phaåm nhuoäm coùn söû duïng caùc chaát phuï trôï khaùc nhö: chaát thaám, chaát taûi, chaát giaët, chaát ñieän ly (Na2SO4), chaát ñieàu chænh pH (CH3COOH, Na2CO3, NaOH), chaát hoà choùng moác, hoà meàm, hoà laùng, chaát choáng loang maøu… Quy trình coâng ngheä toång quaùt cuûa ngaønh deät nhuoäm Laøm saïch nguyeân lieäu Nguyeân lieäu thöôøng ñöôïc ñoùng döôùi daïng kieän boâng thoâ chöùa caùc sôïi boâng coù kích thöôùc khaùc nhau cuøng vôùi caùc taïp chaát töï nhieân nhö buïi, ñaát, haït … nguyeân lieäu boâng thoâ ñöôïc ñaùnh oáng, laøm saïch, troän ñeàu. Sau quaù trình laøm saïch boâng thu döôùi daïng caùc taám boâng phaúng ñeàu. Chaûi Caùc sôïi boâng ñöôïc chaûi song song vaø taïo thaønh caùc sôïi thoâ. Keùo sôïi, ñaùnh oáng, maéc sôïi Tieáp tuïc keùo sôïi thoâ taïi caùc maùy sôïi con ñeå giaûm kích thöôùc sôïi, taêng ñoä beàn vaø quaán sôïi vaøo caùc oáng sôïi thích hôïp cho vieäc deät vaûi. Sôïi con trong caùc oáng nhoû ñöôïc ñaùnh oáng thaønh caùc quaû to ñeå chuaån bò deät vaûi. Tieáp tuïc maéc sôïi laø doàn caùc quaû oáng ñeå chuaån bò cho coâng ñoïan hoà sôïi. Hoà sôïi doïc Hoà sôïi baèng hoà tinh boät vaø tinh boät bieán tính ñeå taïo maøng hoà bao quanh sôïi, taêng ñoä bean, ñoä trôn vaø ñoä boùng cuûa sôïi ñeå coù theå tieán haønh deät vaûi. Hoùa chaát hoà sôïi: tinh boät, keo ñoäng vaät, chaát laøm meàm, chaát beùo, PVA… Deät vaûi Keát hôïp sôïi ngang vôùi sôïi doïc ñaõ maéc ñeå hình thaønh taám vaûi moäc . Giuõ hoà Taùch caùc thaønh phaàn cuûa hoà baùm leân treân vaûi moäc baèng enzym hoaëc axit. Vaûi sau khi giuõ hoà ñöôïc giaët baèng nöôùc, xaø phoøng, xuùt, chaát hoïat ñoäng beà maët roài ñöa sang naáu taå . Naáu vaûi Loaït tröø phaàn hoà coøn laïi vaø caùc taïp chaát thieân nhieân cuûa xô sôïi nhö daàu môõ, saùp… sau khi naáu vaûi coù ñoä mao daãn vaø khaû naêng thaám öôùt cao, haáp thuï hoùa chaát, thuoác nhuoäm cao hôn, vaûi meàm maïi vaø ñeïp hôn. Vaûi ñöôïc naáu trong dung dòch kieàm vaø caùc chaát taåy giaët ôû aùp suaát vaø nhieät ñoä cao. Sau ñoù vaûi ñöôïc giaët nhieàu laàn. Laøm boùng vaûi Muïc ñích laøm cho sôïi cotton tröông nôû laøm taêng kích thöôùc caùc mao quaûn giöõa caùc maïch phaân töû laøm cho sôïi trôû neân xoáp hôn, deã thaám nöôùc, sôïi boùng vaø taêng khaû naêng baét maøu thuoác nhuoäm. Taåy traéng Taåy maøu töï nhieân cuûa vaûi, laøm saïch caùc veát baån laøm cho vaûi coù ñoä traéng ñuùng yeâu caàu chaát löôïng. Caùc chaát taåy: NaOCl, H2O2 vaø caùc chaát phuï trôï khaùc. Ñoái vôùi caùc maët haøng vaûi khaùc nhau ñoøi hoûi caùc phaåm nhuoäm vaø moâi tröôøng khaùc nhau. Nhuoäm vaûi vaø hoaøn thieän Muïc ñích taïo maøu saéc khaùc nhau cuûa vaûi. Ñeå nhuoäm vaûi ngöôøi ta thöôøng söû duïng chuû yeáu caùc loïai thuoác nhuoäm toång hôïp cuøng vôùi caùc hoùa chaát trôï nhuoäm ñeå taïo söï gaén maøu cuûa vaûi. Phaàn thuoác nhuoäm dö khoâng gaén vaøo vaûi ñi vaøo nöôùc thaûi phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá nhö coâng ngheä nhuoäm, loaïi vaûi caàn nhuoäm, ñoä maøu yeâu caàu… 2.3. NGUOÀN GAÂY OÂ NHIEÃM VAØ ÑAËC TÍNH CUÛA NÖÔÙC THAÛI NGAØNH DEÄT NHUOÄM Nöôùc thaûi coâng nghieäp deät nhuoäm raát ña daïng vaø phöùc taïp. Theo tính toaùn töø caùc loaïi hoùa chaát söû duïng nhö: phaåm nhuoäm, chaát hoaït ñoäng beà maët, chaát ñieän li, chaát ngaäm, chaát taïo moâi tröôøng, tinh boät, men, chaát oxy hoaù… ñaõ coù haøng traêm loaïi hoaù chaát ñaëc tröng vaø nhö treân thì nhieàu loaïi hoùa chaát naøy hoøa tan döôùi daïng ion vaø caùc chaát kim loaïi naëng ñaõ laøm taêng theâm moâi tính ñoäc haïi khoâng nhöõng trong thôøi gian tröôùc maét maø coøn veà laâu daøi sau naøy ñeán moâi tröôøng soáng. Caùc nguoàn vaø ñaëc tính Caùc taïp chaát taùch ra töø vaûi sôïi nhö daàu môõ, caùc hôïp chaát chöùa nitô, pectin, caùc chaát buïi baån dính vaøo sôïi. Caùc hoùa chaát söû duïng qui trình coâng ngheä nhö hoà tinh boät, axit sunfurit, axit acetic, kieàm…caùc loïai thuoác nhuoäm, caùc chaát trôï, chaát caàm maøu,chaát taåy giaët. Löïông hoùa chaát söû duïng ñoái vôùi töøng loïai vaûi, töøng loïai maøu thöôøng khaùc nhau vaø chuû yeáu ñi vaøo nöôùc thaûi cuûa töøng coâng ñoïan töông öùng. Ñaëc tröng quan troïng nhaát cuûa nöôùc thaûi deät nhuoäm laø söï dao ñoäng raát lôùn caû veà löu löôïng vaø taûi löôïng caùc chaát oâ nhieãm, noù thay ñoåi theo muøa, theo maët haøng saûn xuaát vaø chaát löôïng cuûa saûn phaåm. Toång quaùt thì nöôùc thaûi deät nhuoäm coù ñoä kieàm , ñoä maøu, haøm löôïng chaát höõu cô, toång chaát raén cao. Baûng 2.1: Caùc chaát gaây oâ nhieãm vaø ñaëc tính cuûa nöôùc thaûi ngaønh deät – nhuoäm Coâng ñoaïn Chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi Ñaëc tính cuûa nöôùc thaûi Hoà sôïi, giuõ hoà Tinh boät, glucose, carboxy metyl xenlulo, polyvinyl alcaol, nhöïa, chaát beùo, saùp BOD cao ( 34-50%toång saûn löôïng BOD Naáu taåy NaOH, chaát saùp vaø daàu môõ, tro, soda, silicat natri vaø xô sôïi vuïn Ñoä kieàm cao, maøu toái, BOD cao( 30% toång BOD) Taåy traéng Hypoclorit, hôïp chaát chöùa clo, NOH,axit… Ñoä kieàm cao, chieám 5%BOD Laøm boùng NaOH, taïp chaát Ñoä kieàm cao, BOD thaáp (döôùi 1%BOD) Nhuoäm Caùc loaïi thuoác nhuoäm, axit axetic vaø caùc muoái kim loaïi Ñoä maøu raát cao, BOD khaù cao(6%toång BOD, TS cao) In Chaát maøu, tinh boät, daàu, ñaát seùt, muoái kim loaïi, axít… Ñoä maøu cao, BOD cao vaø daàu môõ Hoaøn thieän Veát tinh boät, môõ ñoäng vaät, muoái Kieàm nheï, BOD thaáp. Nguoàn: Traàn Vaên Nhaân – Ngoâ Thò Nga, Giaùo trình Coâng ngheä Xöû ly ùNöôùc thaûi, Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc Kyõ thuaät, naêm 1999. Baûng 2.2: Tính chaát nöôùc thaûi cuûa moät soá nhaø maùy Deät nhuoäm ôû Haø Noäi Teân nhaø maùy BOD (mg/l) COD (mg/l) TSS pH Ñoä maøu(Pt-Co) m3/taán vaûi Coâng ty Deät 8/3 70 – 135 15 – 380 400 – 1000 8 – 11 350 – 600 394 Coâng ty Deät Haø Noäi 90 – 120 230 – 500 950 – 1000 9 – 10 250 – 500 264 Nhaø maùy chæ khaâu Haø Noäi 90 – 180 210 – 320 805 – 1330 9 – 11 236 Coâng ty Deät Minh Khai 279 – 432 549 – 773 1599 –1800 9 – 10 230 – 310 143,5 Coâng ty Deät kim Ñoâng Xuaân 120 – 400 570–1200 800 – 1100 9 – 11 1600 280 Coâng ty Deät len Muøa ñoâng 115 – 132 400 – 450 420 8 – 11 350 – 700 114 Coâng ty Deät kim Thaêng Long 132 443 496 8 – 12 168 199 Nguoàn: Phoøng Quaûn lyù Moâi tröôøng, Sôû Khoa hoïc Coâng ngheä Moâi tröôøng Thaønh phoá Hoà Chí Minh Baûng 2.3: Tính chaát nöôùc thaûi cuûa caùc nhaø maùy Deät nhuoäm lôùn ôû TP.Hoà Chí Minh Teân nhaø maùy Q m3/ngaøy pH ÑoämaøuPt-Co COD mg/l BOD mg/l SS mg/l SO42-mg/l PO43-mg/l KLN Thaønh coâng 6500 9.2 1160 280 651 98 298 0.25 Thaéng lôïi 5000 5.6 1250 350 630 95 76 1.31 0.4 Phong phuù 3600 7.5 510 180 480 45 1.68 veát Vieät thaùi 4800 10.1 969 250 506 145 0.4 Gia ñònh 1300 7.2 260 130 230 32 Nguoàn: Phoøng Quaûn lyù Moâi tröôøng, Sôû Khoa hoïc Coâng ngheä Moâi tröôøng Thaønh phoá Hoà Chí Minh 2.4. AÛNH HÖÔÛNG CUÛA CAÙC CHAÁT GAÂY OÂ NHIEÃM TRONG NÖÔÙC THAÛI NGAØNH DEÄT NHUOÄM ÑEÁN NGUOÀN TIEÁP NHAÄN Ñoä kieàm cao laøm taêng pH cuûa nöôùc. Neáu pH > 9 seõ gaây ñoäc haïi ñoái vôùi thuûy sinh, gaây aên moøn caùc coâng trình thoùat nöôùc vaø heä thoáng xöû lí nöôùc thaûi. Muoái trung tính laøm taêng haøm löôïng toång raén. Löôïng thaûi lôùn gaây taùc haïi ñoái vôùi caùc loaøi thuûy sinh do laøm taêng aùp suaát thaåm thaáu, aûnh höôûng ñeán quaù trình trao ñoåi cuûa teá baøo. Hoà tinh boät bieán tính laøm taêng BOD, COD cuûa nguoàn nöôùc, gaây taùc haïi ñoái vôùi ñôøi soáng thuûy sinh do laøm giaûm oxy hoøa tan trong nguoàn nöôùc. Ñoä maøu cao do löôïng thuoác nhuoäm dö ñi vaøo nöùôc thaûi gaây maøu cho doøng tieáp nhaän, aûnh höôûng tôùi quaù trình quang hôïp cuûa caùc loaøi thuûy sinh, aûnh höôûng xaáu tôùi caûnh quan. Haøm löôïng oâ nhieãm caùc chaát höõu cô cao seõ laøm giaûm oxy hoøa tan trong nöôùc aûnh höôûng tôùi söï soáng cuûa caùc loøai thuûy sinh. 2.5. CAÙC BIEÄN PHAÙP GIAÛM THIEÅU OÂ NHIEÃM DO NÖÔÙC THAÛI NGAØNH DEÄT NHUOÄM Song song vôùi hoaù chaát, chaát trôï, thuoác nhuoäm (duøng caû trong nhuoäm vaø in hoa) laø coâng ngheä aùp duïng vaø maùy moùc thieát bò töông öùng. Nhöõng naêm qua, trong chieán löôïc taêng toác, ngaønh deät-may ñaõ chuù troïng ñaùng keå ñaàu tö vaøo khaâu nhuoäm- hoaøn taát. Nhieàu loaïi maùy moùc, thieát bò toát, môùi, hieän ñaïi ñaõ ñöôïc ñaàu tö chieàu saâu, nhö caùc maùy vaêng saáy Monforts, maùy nhuoäm lieân tuïc Monforts ôû Coâng ty deät Vieät Thaéng; caùc maùy in löôùi quay Stork, maùy in löôùi phaúng Buser ôû hai Coâng ty deät may Thaéng Lôïi vaø deät 8-3; caùc maùy nhuoäm “khí ñoäng löïc” (Air- Jet) do ñöôïc cheá taïo ôû deät kim Ñoâng Xuaân vaø deät 8-3; maùy laøm boùng truïc môùi cuûa Coâng ty deät Nam Ñònh, heä thoáng maùy xöû lyù tröôùc - xöû lyù hoaøn taát vaûi pha len cuûa Coâng ty Deät luïa Nam Ñònh vaø Coâng ty 28 (Boä Quoác phoøng) v.v... Vaø gaàn ñaây nhaát laø daây chuyeàn thieát bò hieän ñaïi cuûa Coâng ty nhuoäm Yeân Myõ vöøa ñi vaøo saûn xuaát. Song veà toång theå, ngaønh nhuoäm- in hoa- xöû lyù hoaøn taát ôû Vieät Nam vaãn coøn ñang aùp duïng caùc coâng ngheä vaø maùy moùc thieát bò “truyeàn thoáng”. Do vaäy naêng suaát chöa cao, chaát löôïng chöa thaät toát vaø söû duïng nhieàu hoaù chaát, thuoác nhuoäm, toán nhieàu nöôùc vaø naêng löôïng, giaù thaønh cao ñaõ laøm giaûm tính caïnh tranh treân thöông tröôøng. Ngoaøi ra, coøn ñeå laïi haäu quaû laø löôïng nöôùc thaûi nhieàu vaø bò oâ nhieãm naëng neà, raát toán keùm khi phaûi xöû lyù nöôùc thaûi. Ñeå giaûm thieåu oâ nhieãm do nöôùc thaûi ngaønh deät nhuoäm ñeå laïi, caàn chuù yù 2 giaûi phaùp sau: + Tröôùc heát, caùc coâng ty deät nhuoäm caàn raø soaùt moät caùch kyõ löôõng, caån thaän nhöõng hoaù chaát, chaát trôï, thuoác nhuoäm ñang söû duïng (bao goàm caû haøng nhaäp khaåu vaø saûn xuaát trong nöôùc), phaûi bieát roõ nguoàn goác, xuaát xöù cuûa chuùng vaø caàn coù “hoà sô” cuûa töøng loaïi hoaù chaát, chaát trôï, töøng maàu thuoác nhuoäm. Ñoù laø “Caùc phieáu döõ lieäu an toaøn” (safety data sheets) maø caùc haõng saûn xuaát hoaù chaát, thuoác nhuoäm ñeàu coù. + Thay theá vaøo ñoù laø nhöõng hoaù chaát, chaát trôï thaân thieän vôùi moâi tröôøng, caùc thuoác nhuoäm bieát roõ nguoàn goác xuaát xöù, chaát löôïng toát, loaïi môùi, khoâng ñoäc haïi vaø ít oâ nhieãm moâi tröôøng. TOÅNG QUAN VEÀ CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI COÂNG NGHIEÄP Phöông phaùp cô hoïc Ñaëc tröng cuûa phöông phaùp naøy laø loaïi boû caùc taïp chaát khoâng hoøa tan ra khoûi nöôùc thaûi baèng caùch gaïn loïc, gaén vaø loïc. Phöông phaùp naøy thöôøng öùng duïng vôùi caùc coâng trình nhö: Song chaén raùc Beå laéng caùt Beå ñieàu hoøa Beå laéng Beå laéng ngang, beå laéng ñöùng Phöông phaùp hoùa lyù Baûn chaát cuûa quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp hoùa lyù laø aùp duïng caùc quaù trình vaät lyù vaø hoùa hoïc ñeå loaïi boû caùc chaát oâ nhieãm ra khoûi nöôùc thaûi, phöông phaùp naøy chuû yeáu ñeå xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp. Giai ñoaïn xöû lyù hoùa lyù laø giai ñoaïn xöû lyù ñoäc laäp hoaëc xöû lyù keát hôïp cuøng vôùi caùc phöông phaùp cô hoïc, hoùa hoïc, sinh hoïc trong coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi hoaøn chænh. Caùc phöông phaùp ñöôïc aùp duïng nhö sau: Phöông phaùp ñoâng tuï: Laø quaù trình laøm thoâ hoùa caùc haït phaân taùn vaø nhuõ töông. Phöông phaùp naøy hieäu quaû nhaát khi söû duïng taùch caùc haït phaân taùn coù kích thöôùc 1 ÷ 1000m. Söï ñoâng tuï dieãn ra döôùi aûnh höôûng cuûa caùc chaát ñoâng tuï. Chaát ñoâng tuï trong nöôùc taïo thaønh caùc boâng hydroxit kim loaïi, caùc haït lô löûng vaø keát hôïp laïi vôùi nhau taïo thaønh boâng caën lôùn. Chaát ñoâng tuï thöôøng laø caùc muoái saét, nhoâm, caùc hôïp chaát cuûa chuùng hoaëc dung dòch hoån hôïp keo tuï ñöôïc saûn xuaát tuø buøn ñoû. Vieäc choïn chaát ñoâng tuï phuï thuoäc vaøo thaønh phaàn, tính chaát hoùa lyù, giaù thaønh, pH, noàng ñoä taïp chaát trong nöôùc thaûi. Phöông phaùp keo tuï taïo boâng : Coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi deät nhuoäm söû duïng quaù trình keo tuï taïo boâng vaø laéng ñeå xöû lyù caùc chaát lô löûng, ñoä ñuïc, ñoä maøu. Ñoä ñuïc, ñoä maøu gaây ra bôûi caùc haït keo coù kích thöôùc beù (10-2 ÷ 10-1m). Caùc chaát naøy khoâng theå laéng hoaëc xöû lyù baèng phöông phaùp loïc maø phaûi söû duïng caùc chaát keo tuï vaø trôï keo tuï ñeå lieân keát caùc haït keo laïi thaønh caùc boâng caën coù kích thöôùc lôùn ñeå deã daøng loaïi boû ôû beå laéng. Caùc chaát keo tuï thöôøng söû duïng laø pheøn nhoâm, pheøn saét, caùc polyme… Trong ñoù, ñöôïc duøng roäng raûi nhaát laø pheøn nhoâm vaø pheøn saét vì noù hoøa tan toát trong nöôùc, giaù reû, hoaït ñoäng trong khoaûng pH lôùn . Ñeå taêng cöôøng quaù trình keo tuï, taêng toác ñoä laéng ngöôøi ta thöôøng cho theâm vaøo nöôùc thaûi caùc hôïp chaát cao phaân töû goïi laø chaát trôï keo tuï. Thoâng thöôøng lieàu löôïng chaát trôï keo tuï khoaûng 1 - 5 mg/l. Ñeå phaûn öùng dieãn ra hoaøn toaøn vaø tieát kieäm naêng löôïng, phaûi khuaáy troän ñeàu hoùa chaát vôùi nöôùc thaûi. Thôøi gian löu laïi trong beå troän khoaûng 5 phuùt. Tieáp ñoù thôøi gian caàn thieát ñeå nöôùc thaûi tieáp xuùc vôùi hoùa chaát cho ñeán khi baét ñaàu laéng dao ñoäng khoaûng 30 – 60 phuùt. Trong khoaûng thôøi gian naøy caùc boâng caën ñöôïc taïo thaønh vaø laéng xuoáng nhôø vaøo troïng löïc. Maët khaùc, ñeå taêng cöôøng quaù trình khuaáy troän nöôùc thaûi vôùi hoùa chaát vaø taïo ñöôïc boâng caën ngöôøi ta duøng caùc thieát bò khuaáy troän khaùc nhau nhö: khuaáy troän thuûy löïc hay khuaáy troän cô khí. Khuaáy troän baèng thuûy löïc: trong beå troän coù thieát keá caùc vaùch ngaên ñeå taêng chieàu daøi quaõng ñöôøng maø nöôùc thaûi phaûi ñi nhaèm taêng khaû naêng hoøa troän nöôùc thaûi vôùi caùc hoùa chaát. Khuaáy troän baèng cô khí: trong beå troän laép ñaët caùc thieát bò coù caùnh khuaáy coù theå quay ôû caùc goùc ñoä khaùc nhau nhaèm taêng khaû naêng tieáp xuùc giöõa nöôùc thaûi vaø hoùa chaát. Phöông phaùp tuyeån noåi : Tuyeån noåi ñeå loaïi boû ra khoûi nöôùc thaûi caùc taïp chaát khoâng tan vaø khoù laéng. Ngöôøi ta söû duïng phöông phaùp naøy ñeå xöû lyù nöôùc thaûi trong ngaønh saûn xuaát cheá bieán daàu, môõ, da …. Coù nhieàu phöông phaùp tuyeån noåi ñeå xöû lyù nöôùc thaûi: Tuyeån noåi vôùi söï taùch khoâng khí töø dung dòch Tuyeån noåi vôùi vieäc cho thoâng khí qua vaät lieäu xoáp Tuyeån noåi hoùa hoïc Tuyeån noåi ñieän Tuyeån noåi vôùi söï phaân taùch khoâng khí baèng cô khí Phöông phaùp haáp phuï: Phöông phaùp haáp phuï ñöôïc duøng roäng raûi ñeå laøm saïch trieät ñeå nöôùc thaûi khoûi caùc chaát baån caùc chaát höõu cô hoøa tan sau khi xöû lyù sinh hoïc cuõng nhö xöû lyù cuïc boä. Hieän töôïng taêng noàng ñoä chaát tan treân beà maët phaân chia giöõa hai pha goïi laø hieän töôïng haáp phuï. Toác ñoä cuûa quaù trình phuï thuoäc vaøo noàng ñoä, baûn chaát vaø caáu truùc cuûa chaát tan , nhieät ñoä cuûa nöôùc, loaïi vaø tính chaát cuûa chaát haáp phuï… Quaù trình haáp phuï goàm 3 giai ñoaïn: Di chuyeån chaát caàn haáp phuï töø nöôùc thaûi tôùi beà maët haáp phuï (vuøng khuyeách taùn ngoaøi). Thöïc hieän quaù trình haáp phuï. Di chuyeån chaát caàn haáp phuï vaøo beân trong haït haáp phuï (vuøng khuyeách taùn trong ). Trong ñoù, toác ñoä cuûa chính quaù trình haáp phuï laø lôùn vaø khoâng haïn ñònh toác ñoä chung cuûa quaù trình. Do ñoù, giai ñoaïn quyeát ñònh toác ñoä cuûa quaù trình haáp phuï laø giai ñoaïn khueách taùn ngoaøi hay giai ñoaïn khuyeách taùn trong. Trong moät soá tröôøng hôïp toác ñoä haáp phuï ñöôïc haïn ñònh bôûi caû hai giai ñoaïn naøy. Taùi sinh chaát haáp phuï laø moät giai ñoaïn quan troïng trong quaù trình haáp phuï.. Caùc chaát bò haáp phuï coù theå ñöôïc taùch ra khoûi than hoaït tính baèng quaù trình nhaû haáp nhôø hôi baûo hoøa hay hôi hoùa nhieät hoaëc baèng khí trô noùng. Ngoaøi ra, coøn coù theå taùi sinh chaát haáp phuï baèng phöông phaùp trích ly. Phöông phaùp hoùa hoïc vaø hoùa lyù ñöôïc öùng duïng chuû yeáu ñeå xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp. Phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän ñòa phöông vaø möùc ñoä caàn thieát xöû lyù maø phöông phaùp xöû lyù hoùa lyù hay hoùa hoïc laø giai ñoaïn cuoái cuøng (neáu nhö möùc ñoä xöû lyù ñaït yeâu caàu coù theå xaû ra nguoàn) hoaëc chæ laø giai ñoaïn sô boä (khöû moät vaøi lieân keát ñoäc haïi aûnh höôûng ñeán cheá ñoä laøm vieäc bình thöôøng cuûa caùc coâng trình xöû lyù). Phöông phaùp sinh hoïc Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc laø döïa vaøo khaû naêng soáng vaø hoaït ñoäng soáng cuûa vi sinh vaät coù taùc duïng phaân hoùa chaát höõu cô. Do quaù trình phaân hoùa phöùc taïp nhöng chaát baån coù ñöôïc khaùng hoùa vaø trôû thaønh nöôùc, chaát voâ cô vaø nhöõng chaát khí nhö : H2S, Sunfit, Amoniac, Nitô … Phöông phaùp naøy döïa treân cô sôû söû duïng hoaït ñoäng cuûa caùc vi sinh vaät ñeå phaân huûy chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi. Caùc vi sinh vaät söû duïng chaát höõu cô vaø moät soá muoái khoaùng laøm nguoàn dinh döôõng vaø taïo naêng löôïng. Trong quaù trình dinh döôõng chuùng nhaän caùc chaát dinh döôõng ñeå xaây döïng teá baøo, sinh tröôûng vaø sinh saûn neân sinh khoái cuûa chuùng taêng leân. Quaù trình phaân huûy chaát höõu cô nhôø sinh vaät goïi laø quaù trình oxy hoùa sinh hoùa. Nhö vaäy nöôùc thaûi coù theå xöû lyù baèng phöông phaùp sinh hoïc seõ ñaëc tröng baèng caùc chæ tieâu BOD, COD. Ñeå xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc hieäu quaû thì tyû soá . Caùc phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc coù theå phaân loaïi treân cô sôû khaùc nhau, döïa vaøo quaù trình hoâ haáp cuûa sinh vaät coù theå chia ra laøm 2 loaïi: quaù trình hieáu khí vaø kî khí. Caùc coâng trình aùp duïng phöông phaùp naøy nhö : Beå Aerotank Beå loïc sinh hoïc Möông oxy hoùa Beå meâtan Beå UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) Xöû lyù buøn caën: Taùch nöôùc ra khoûi dung dòch buøn ta aùp duïng caùc coâng trình sau: Beå neùn buøn baèng phöông phaùp troïng löïc Beå neùn buøn baèng phöông phaùp tuyeän noåi Maùy ly taâm buøn OÅn ñònh buøn: coù nhieàu phöông phaùp ñeå oån ñònh buøn nhö phöông phaùp hoùa hoïc, sinh hoïc, nhieät … Phöông phaùp sinh hoïc ñöôïc aùp duïng roäng raõi nhaát trong caùc coâng trình ñieån hình nhö: Beå meâtan Beå laéng hai voû Beå töï hoaïi … Sau quaù trình xöû lyù coù theå duøng buøn laøm phaân boùn, choân laáp ôû nôi hôïp lyù. TOÅNG QUAN VEÀ CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI DEÄT NHUOÄM Nöôùc thaûi coâng nghieäp deät nhuoäm laø moät trong nhöõng loaïi nöôùc thaûi oâ nhieãm naëng vaø taùc ñoäng maïnh ñeán moâi tröôøng. Caùc chaát thaûi ngaønh coâng nghieäp naøy chöùa caùc chaát höõu cô ñoäc haïi naèm döôùi daïng ion vaø moâït soá kim loaïi naëng. Do ñoù, vieäc xöû lyù nhaèm giaûm thieåu caùc chaát oâ nhieåm coù trong nöôùc thaûi tuøy thuoäc vaøo muïc ñích vaø nguoàn tieáp nhaän sau cuøng. 2.7.1. Ñieàu hoøa löu löôïng vaø noàng ñoä nöôùc thaûi: Nöôùc thaûi deät nhuoäm phuï thuoäc vaøo daây chuyeàn coâng ngheä saûn xuaát, loaïi nguyeân lieäu söû duïng vaø thaønh phaåm neân thöôøng thay ñoåi theo thôøi gian. Beå ñieàu hoøa caàn ñöôïc xaây döïng ñeå oån ñònh nöôùc thaûi vì löu löôïng vaø noàng ñoä laøm maát tính oån ñònh. Khi löu löôïng vaø noàng ñoä nöôùc thaûi thay ñoåi thì kích thöôùc caùc coâng trình (beå laéng, trung hoøa, vaø caùc coâng trình xöû lyù sinh hoïc) cuõng phaûi thay ñoåi theo, cheá ñoä laøm vieäc cuûa chuùng maát oån ñònh. Neáu noàng ñoä caùc chaát baãn trong nöôùc thaûi chaûy vaøo caùc coâng trình ñoät ngoät taêng leân, nhaát laø caùc chaát ñoäc haïi ñoái vôùi vi sinh vaät thì coù theå laøm cho coâng trình hoaøn toaøn maát taùc duïng. Beå ñieàu hoøa hoaït ñoäng lieân tuïc, noù coù theå cung caáp cho caùc coâng trình khaùc hoaït ñoäng 24 / 24. Hieäu suaát ñieàu hoøa phuï thuoäc vaøo thôøi gian ñieàu hoøa hay thôøi gian nöôùc löu laïi trong beå töùc laø tuøy thuoäc vaøo dung tích beå. 2.7.2. Phöông phaùp cô hoïc: Nhaèm loaïi boû caùc taïp chaát khoâng tan ra khoûi nöôùc thaûi. Loïc qua song chaén: Song chaén ñöôïc ñaët tröôùc caùc coâng trình laøm saïch nöôùc thaûi ñeå loaïi boû caùc taïp chaát sô sôïi. Löôïng xô sôïi trong nöôùc thaûi deät nhuoäm khoâng nhieàu neân coù theå duøng thuû coâng ñeå thu hoài raùc. Beå laéng: Beå laéng caùt duøng ñeå taùch caùc taïp chaát khoâng tan daïng voâ cô nhö caùt soûi ra khoûi nöôùc. Caùc chaát khoâng tan daïng höõu cô ñöôïc giöõ laïi ôû caùc beå laéng khaùc nhau. Coù nhieàu loaïi beå laéng phuï thuoäc moät soá chæ tieâu oâ nhieãm. Loïc qua lôùp vaät lieäu: Duøng ñeå taùch caùc taïp chaát phaân taùn loaïi nhoû maø beå laéng khoâng laéng ñöôc. Ngöôøi ta söû duïng caùc loaïi vaät lieäu loïc nhö : caùt thaïch anh, than coác, soûi nghieàn, …Beân caïnh caùc beå loïc vôùi caùc vaät lieäu loïc, ngöôøi ta coøn duøng caùc maùy vi loïc coù löôùi vaø caùc lôùp vaät lieäu töï hình thaønh khi maùy vi loïc laøm vieäc. 2.7.3. Phöông phaùp hoùa ly:ù Quaù trình xöû lyù hoùa lyù laø quaù trình xöû lyù ñoái vôùi loaïi nöôùc thaûi coù haøm löôïng chaát lô löûng cao, chöùa chaát ñoäc haïi coù ñoä maøu cao. ÔÛ ñaây ta coù theå söû duïng phöông phaùp keo tuï, taïo boâng vaø keát côïn. Löôïng naøy ñöôïc taùch ra nhôø beå laéng. Quaù trình xöû lyù naøy giuùp cho quaù trình xöû lyù sinh hoïc sau toát hôn. Ngöôøi ta söû duïng quaù trình xöû lyù hoùa lyù bôûi noù coù moät soá öu ñieåm sau: aùp duïng vôùi nguoàn nöôùc thaûi dao ñoäng, hieäu quaû xöû lyù caën cao, thieát bò goïn nheï…Tuy vaäy noù vaãn coøn moät soá haïn cheá: hieäu quaû xöû lyù khoâng cao baèng phöông phaùp sinh hoïc, chi phí hoùa chaát cao. Phöông phaùp keo tuï Ñeå taêng nhanh quaù trình laéng caùc chaát lô löûng phaân taùn nhoû, keo, thaäm chí caû nhöïa nhuõ töông polime vaø caùc taïp chaát khaùc, ngöôøi ta duøng phöông phaùp keo tuï. Caùc chaát ñoâng tuï thöôøng laø: Al2(SO4)3; Fe2(SO4)3, FeCl2. Nhoâm sunphaùt khi cho vaøo nöôùc taïo thaønh hyñroâxyt nhoâm daïng gel: Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 = 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2. Boâng Al(OH)3 seõ haáp phuï vaø dính keát caùc chaát huyeàn phuø, caùc chaát ôû daïng keo trong nöôùc thaûi, töùc laø chuyeån sang traïng thaùi hoãn hôïp khoâng oån ñònh , caùc boâng seõ laéng xuoáng ñaùy beå. Khi duøng muoái Fe seõ taïo hyñroâxyùt saét. 2FeCl3 + 3Ca(OH)2 = 3CaCl2 + 2Fe(OH)3. Fe2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 = 3CaSO4 + 2Fe(OH)3. Hieäu suaát ñoâng tuï cao nhaát khi pH = 4 – 8.5. Ñeå loaïi caùc boâng lôùn vaø deå laéng ngöôøi ta cho caùc chaát trôï keo tuï, thoâng thöôøng chaát ñoâng tuï cho vaøo khoaûng 1-5 mg/l. Thôøi gian nöôùc löu laïi trong beå troän hoùa chaát vaø nöôùc thaûi laø 1-5 phuùt, thôøi gian tieáp xuùc 20 – 60 phuùt. Ngoaøi ra ñeå xaùo troän nöôùc thaûi ngöôøi ta coøn duøng caùnh khuaáy. Trong nöôùc thaûi deät nhuoäm, caùc phaàn töû mang maøu tích ñieän döông (thuoác nhuoäm bazô), hay mang ñieän aâm (thuoác nhuoäm axít ), hoaëc ôû daïng phaân taùn thoâ (thuoác nhuoäm phaân taùn vaø hoaøn nguyeân ). Do vaäy phaûi löïa choïn chaát keo tuï tuøy theo tính chaát nöôùc thaûi trong töøng nhaø maùy. Phöông phaùp haáp phuï Hieän nay phöông phaùp haáp phuï ñöôïc söû duïng roäng raõi ñeå xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp. Phöông phaùp haáp phuï duøng ñeå xöû lyù trieät ñeå nöôùc thaûi sau khi xöû lyù baèng caùc phöông phaùp khaùc. Hieän töôïng taêng noàng ñoä chaát tan treân beà maët phaân chia giöõa hai pha goïi laø hieän töôïng haáp phuï. Ngöôøi ta phaân bieät ba loaïi haáp phuï sau: Haáp thu: Nhöõng phaân töû cuûa chaát baãn hoøa tan chaúng nhöõng taäp trung treân beà maët maø coøn bò huùt saâu vaøo caùc lôùp beân trong cuûa chaát raén. Haáp phuï lyù hoïc: Laø quaù trình huùt ( hay coøn goïi laø taäp trung ) cuûa moät hoaëc hoãn hôïp chaát baån hoøa tan theå khí hoaëc theå loûng treân beà maët chaát raén Haáp phuï hoùa hoïc: Laø quaù trình huùt caùc chaát tan daïng khí döôùi taùc duïng hoùa hoïc. Nhöõng bieän phaùp laøm taêng toác ñoä haáp phuï laø taêng nhieät ñoä, taêng noàng ñoä chaát tan giaûm pH cuûa dung dòch nöôùc thaûi. Khaû naêng haáp phuï phuï thuoäc vaøo loaïi than hoaït tính vaø chaát bò haáp phuï, coù theå dao ñoäng töø 200 – 400 gCOD / kg than. 2.7.4. Phöông phaùp hoùa hoïc: Trong nhieàu tröôøng hôïp xöû lyù hoùa hoïc laø giai ñoaïn sô boä tröôùc khi laøm saïch sinh hoùa. Tuøy thuoäc ñaëc tính cuûa chaát baãn, ñeå laøm saïch nöôùc thaûi ngöôøi ta coù theå söû duïng caùc phöông phaùp nhö : ñoâng tuï, trung hoøa vaø oâxy hoùa. Phöông phaùp trung hoøa: Axit vaø bazô cuõng nhö nöôùc thaûi coù ñoä axít vaø ñoä kieàm cao khoâng ñöôïc xaû vaøo nguoàn nöôùc. Trong caùc nhaø maùy nhuoäm, ñoä pH dao ñoäng töø 4 – 12, neân caàn thieát phaûi trung hoøa ñeå taïo pH toái öu cho quaù trình keo tuï. Ñeå trung hoøa nöôùc thaûi chöùa axít coù theå duøng dung dòch xuùt vaø voâi. Khaùc vôùi voâi, khi chaâm xuùt, löôïng caën khoâng taêng leân bao nhieâu. Nhöôïc ñieåm cuûa dung dòch naøy laø ñaét tieàn hôn voâi. Trong nhaø maùy deät nhuoäm, ñeå trung hoøa nöôùc thaûi chöùa axít vaø kieàm ngöôøi ta khoâng troän laãn nöôùc thaûi vôùi nhau. Do ñoù phaûi xaây döïng beå ñieàu hoøa, theå tích cuûa beå phaûi ñuû ñeå coù theå ñieàu hoøa caû veà löu löôïng, noàng ñoä chaát baãn vaø trung hoøa pH. Maëc duø khoái löôïng caën laéng trong beå trung hoøa khoâng nhieàu , nhöng do caën chöùa nhieàu nöôùc vaø coù laãn caùc ñoäc chaát neân khoâng theå söû duïng cho noâng nghieäâp. Coù theå chuyeån caën ra saân phôi buøn hoaëc duøng caùc thieát bò cô hoïc ñeå taùch nöôùc. 2.7.5. Phöông phaùp sinh hoïc: Sau khi xöû lyù hoùa lyù, nöôùc thaûi deät nhuoäm caàn phaûi ñöôïc xöû lyù sinh hoïc ñeå khöû caùc chaát höõu cô. Xöû lyù sinh hoïc laø döïa vaøo khaû naêng soáng vaø hoaït ñoäng soáng cuûa vi sinh vaät coù taùc duïng phaân hoùa nhöõng chaát höõu cô. Do keát quaû cuûa nhöõng quaù trình sinh hoùa phöùc taïp maø nhöõng chaát baån höõu cô ñöôïc khoaùng hoùa vaø trôû thaønh nöôùc, nhöõng chaát voâ cô vaø nhöõng chaát khí ñôn giaûn. Ñieåm khaùc bieäât cô baûn cuûa quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc vaø quaù trình töï laøm saïch trong nguoàn nöôùc laø thôøi gian xöû lyù töông ñoái ngaén vôùi soá löôïng lôùn caùc vi sinh vaät. Coù caùc loaïi hình xöû lyù sinh hoïc sau: Beå loïc sinh hoïc (Bioâphin) Beå loïc sinh hoïc laø moät coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi trong ñieàu kieän nhaân taïo nhôø caùc vi sinh vaät hieáu khí. Quaù trình dieãn ra khi cho nöôùc thaûi leân beà maët cuûa beå vaø thaám qua lôùp vaät lieäu loïc. ÔÛ beà maët cuûa haït vaät lieäu loïc vaø ôû giöõa caùc khe hôû cuûa chuùng caùc caën baån ñöôïc giöõ laïi vaø taïo thaønh maøng goïi laø maøng vi sinh vaät. Löôïng oâxy caàn thieát ñeå oâxy hoùa caùc chaát höõu cô thaâm nhaäp vaøo beå cuøng vôùi nöôùc thaûi khi ta töôùi, hoaëc qua khe hôõ thaønh beå , qua heä thoáng tieâu nöôùc töø ñaùy ñi leân. Vi sinh haáp thuï chaát höõu cô vaø nhôø coù oâxy maø quaù trình oâxy hoùa ñöôïc thöïc hieän. Hieäu quaû xöû lyù coù theå ñaït 60 – 90%, tuøy thuoäc vaøo loaïi beå loïc sinh hoïc. Ngöôøi ta phaân loaïi beå loïc sinh hoïc theo: Theo möùc ñoä xöû lyù. Theo bieän phaùp laøm thoaùng. Theo cheá ñoä laøm vieäc. Theo sô ñoà coâng ngheä. Theo khaû naêng chuyeån taûi. Theo ñaëc ñieåm caáu taïo cuûa vaät lieäu loïc. Beå suïc khí (Aeroâten) Beå aeroten laø coâng trình laøm baèng beâ toâng, beâ toâng coát theùp… Vôùi maët baèng thoâng duïng laø hình chöõ nhaät. Hoãn hôïp buøn vaø nöôùc thaûi cho chaûy suoát qua chieàu daøi cuûa beå laø nguyeân lieäu chuû yeáu duøng xöû lyù nöôùc thaûi. Buøn hoaït tính laø loaïi buøn xoáp chöùa nhieàu vi sinh coù theå oâxy hoùa caùc chaát höõu cô chöùa trong nöôùc thaûi. Ñeå giöõ cho buøn hoaït tính coù theå lô löûng, ñaûm baûo oâxy cho quaù trình oâxy hoùa caùc chaát höõu cô thì phaûi thoâng gioù. Thôøi gian nöôùc löu trong beå suïc khí khoâng laâu quaù 12 giôø (4 – 8 h). Soá löôïng buøn tuaàn hoaøn vaø soá löôïng khoâng khí caàn caáp phuï thuoäc ñoä aåm vaø möùc ñoä yeâu caàu xöû lyù nöôùc thaûi. Hieäu quaû xöû lyù BOD5 = 90 – 95%. 2.7.6. Phöông phaùp xöû lyù buøn: Buøn töø beå laéng ñôït I, buøn töø beå loïc sinh hoïc, buøn hoaït tính dö töø beå xöû lyù aeroten ñöôïc neùn vaø taùch nöôùc baèng bôm ly taâm, loïc eùp hoaëc laéng troïng löïc. Buøn khoâng neân giöõ laïi vì caùc phaûn öùng leân men laøm cho buøn khoù taùch nöôùc. Phöông phaùp laéng troïng löïc Coù theå taêng haøm löôïng chaát raén trong buøn töø 1 – 2% leân ñeán 6 – 10%. Ñoái vôùi buøn sinh hoïc hoaëc buøn cuûa quaù trình keo tuï baèng hoùa chaát, noàng ñoä buøn chæ taêng 4 – 6%. Sau ñoù thöïc hieän quaù trình laøm khoâ trong khoâng khí loïc chaân khoâng, ly taâm hay loïc eùp ñeå taêng noàng ñoä buøn. Chæ khi noàng ñoä buøn > 25% thì môùi döøng. Phöông phaùp ly taâm buøn Coù theå vöøa neùn buøn vöøa taùch nöôùc. Buøn sau khi xöû lyù coù haøm löôïng chaát raén 30 – 35%. Tuy nhieân bieän phaùp naøy ñoøi hoûi phaûi chi phí ñaàu tö, vaän haønh vaø baûo döôõng. Ngoaøi ra coâng suaát toái thieåu cuûa maùy ly taâm buøn laø 5m3/ giôø neân chæ öùng duïng cho caùc heä thoáng xöû lyù coù coâng suaát lôùn hôn 120 m3/ ngaøy. Phöông phaùp loïc chaân khoâng Buøn sau khi xöû lyù coù haøm löôïng chaát raén töø 20 – 35% (tuøy theo lôùp vaûi loïc). Tuy nhieân caàn phaûi coù theâm moät soá hoùa chaát oån ñònh nhö: voâi, saét III clorua, polyme. Phöông phaùp eùp daây ñai Duøng vôùi loaïi buøn thoâ vaø buøn ñaõ phaân huûy. Sau khi xöû lyù, buøn coù haøm löôïng chaát raén töø 14 – 44%. Phöông phaùp naøy caàn duøng theâm hoùa chaát oån ñònh polyme. Phöông phaùp loïc eùp Buøn sau khi xöû lyù coù haøm löôïng chaát raén 30 – 52%. Phöông phaùp naøy ñoøi hoûi hoùa chaát vaø naêng löôïng cao. Thieát bò coù cô khíphöùc taïp. Saân phôi buøn Ñaây laø phöông phaùp coù muïc ñích taùch nöôùc trong buøn ñaõ phaân huûy, saân phôi buøn coù voán ñaàu tö thaáp, khoâng ñoøi hoûi cheá ñoä baûo döôõng thöôøng xuyeân. Sau 10 – 15 ngaøy haøm löôïng chaát raén leân ñeán 40%. Tuy vaäy ñaây laø bieän phaùp ñoøi hoûi coù dieän tích qui hoaïch roäng. MOÄT SOÁ COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI DEÄT NHUOÄM TRONG NÖÔÙC VAØ TREÂN THEÁ GIÔÙI Taïi coâng ty saûn xuaát vaûi sôïi boâng Stork Aqua (Haø Lan) ñaõ xaây döïng heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi vôùi löu löôïng thaûi 3000 – 4000 m3/ngaøy ñeâm, COD = 400 – 1000 mg/l vaø BOD = 200 – 400 mg/l. Nöôùc sau xöû lyù coù theå ñaït BOD < 50 mg/l, COD < 100 mg/l. Buøn dö Buøn tuaàn hoaøn Nöôùc eùp buøn Nöôùc thaûi Song chaén raùc Beå ñieàu hoøa Beå keo tuï Beå laéng I Beå sinh hoïc Beå laéng II Nöôùc sau xöû lyù Thieát bò xöû lyù buøn Thieát bò xöû lyù buøn Buøn Buøn Hình 2.1: Heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi coâng ty Stork Aqua (Haø Lan) (Nguoàn: Traàn Vaên Nhaân – Ngoâ Thò Nga, Giaùo trình “ Coâng ngheä Xöû lyù Nöôùc thaûi”, NXB Khoa hoïc Kyõ thuaät, Naêm 1999) Trong khi ñoù ôû xí nghieäp taåy nhuoäm Niederfrohna haõng Schiesser (xí nghieäp taåy nhuoäm haøng boâng vaø söû duïng chuû yeáu laø thuoác nhuoäm hoaït tính) ñaõ ñaàu tö xaây döïng heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi coù coâng saát 2500 m3/ngaøy ñeâm. Heä thoáng naøy coù theå xöû lyù nöôùc thaûi coù COD ban ñaàu laø 853 mg/l, BOD = 640 mg/l vaø doøng ra coù BOD < 10 mg/l vaø COD = 20.3 mg/l, nöôùc khoâng maøu, chaát raén lô löûng thaáp. Muoái söû duïng laïi Nöôùc Beå ñieàu hoøa Beå trung hoøa Beå sinh hoïc coù khuaáy troän Laéng Haáp phuï taàng soâi coù khuaáy troän Laéng Keo tuï , keát tuûa Laéng Loïc Laøm meàm Thaåm thaáu ngöôïc Beå chöùa nöôùc ñeå söû duïng laïi H2O Ozon O3 Nöôùc thaûi vaøo nguoàn tieáp nhaän Xöû lyù buøn Hoaït hoùa nhieät Buøn dö Buøn tuaàn hoaøn Hình 2.2: Heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi ngaønh deät nhuoäm cuûa coâng ty Schiesser Sachen (CHLBÑöùc) (Nguoàn:Traàn Vaên Nhaân – Ngoâ Thò Nga, Giaùo trình “ Coâng ngheä Xöû lyù Nöôùc thaûi”, NXB Khoa hoïc Kyõ thuaät, naêm 1999) Coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi deät nhuoäm tô taèm cuûa nhaø maùy VIKOTEX Baûo Loäc (sau khi ñaõ söûa chöõa vaø vaän haønh thaønh coâng thaùng 5/1996). VIKOTEX Baûo Loäc ñaàu tö xaây döïng heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi coâng suaát 500 m3/ngaøy ñeâm. Heä thoáng naøy coù theå xöû lyù nöôùc thaûi COD ñaàu vaøo laø 516 mg/l, BOD = 340 mg/l vaø doøng ra coù BOD < 50 mg/l vaø COD = 80 mg/l, nöôùc khoâng maøu, chaát raén lô löûng thaáp. Xaû ra nguoàn Ñöôøng daãn buøn Ñeán baõi raùc Nöôùc thaûi Beå ñieàu hoøa Aerotank Keo tuï, laéng Beå neùn buøn Saân phôi Ñöôøng dinh döôõng Hình 2.3 :Heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi deät nhuoäm coâng ty VIKOTEX Baûo Loäc (Nguoàn:Traàn Vaên Nhaân – Ngoâ Thò Nga, Giaùo trình “ Coâng ngheä Xöû lyù Nöôùc thaûi”, NXB Khoa hoïc Kyt Thuaät, Naêm 1999) CHÖÔNG 3: TOÅNG QUAN VEÀ NHAØ MAÙY DEÄT NHUOÄM KHATOCO TOÅNG QUAN VEÀ NHAØ MAÙY Ñòa chæ: khu Bình Taân – phöôøng Vónh Nguyeân, Thaønh phoá Nha Trang, tænh Khaùnh Hoøa. Xung quanh Nhaø maùy laø nhaø daân. Toång dieän tích Nhaø maùy: 23.372 m2 Toaøn coâng ty coù khoaûng 260 lao ñoäng Nhieäm vuï chính cuûa Nhaø maùy laø cung caáp cho thò tröôøng nhöõng saûn phaåm vaûi nhuoäm maøu vaø in hoa chaát löôïng cao. Thuaän lôïi vaø khoù khaên cuûa Nhaø maùy: Thuaän lôïi: Naèm trong khu daân cö neân giao thoâng thuaän lôïi cho vieäc vaän chuyeån nguyeân lieäu ñeán saûn xuaát vaø vaän chuyeån saûn phaåm. Cô sôû haï taàng xaây döïng khaù hoaøn chænh. Khoù khaên: Naèm trong khu daân cö neân aûnh höôûng nhieàu ñeán khu vöïc xung quanh veà tieáng oàn, khí thaûi, nöôùc thaûi,… QUY TRÌNH SAÛN XUAÁT CUÛA NHAØ MAÙY Hieän nay, coâng ty saûn xuaát ra nhieàu saûn phaåm khaùc nhau. Moãi saûn phaåm töông öùng vôùi moät qui trình saûn xuaát khaùc nhau, nhöng nhìn chung chuùng ñeàu phaûi traûi qua caùc coâng ñoaïn sau: Vaûi moäc (deät) Nöôùc, hoùa chaát Taåy traéng Hôi hoùa chaát, dòch taåy, khí thaûi Hoùa chaát, nöôùc, hôi Nhuoäm Hôi hoùa chaát, nöôùc thaûi  chöùa thuoác nhuoäm Hoà nöôùc thaûi Ly taâm Saáy nöôùc thaûi Hoaøn taát xaû hôi nhieät, nöôùc Thaønh phaåm Loø hôi Daàu DO – than ñaù Hình 3.1: sô ñoà daây chuyeàn coâng ngheä saûn xuaát cuûa Nhaø maùy Deät nhuoäm Khatoco Thuyeát minh coâng ngheä saûn xuaát cuûa Nhaø maùy: Taåy traéng: Vaûi moäc (sau khi deät) ñöôïc ñöa qua Taåy traéng ñeå phaân huûy caùc chaát maøu vaø laøm traéng vaûi. Nguyeân lieäu söû duïng cho quaù trình naøy laø Vaûi moäc, nöôùc, hoùa chaát (H2O2, NaOH, chaát trôï,…) Nhuoäm: Sau khi taåy traéng, vaûi ñöôïc ñöa qua nhuoäm vôùi muïc ñích taïo moâi tröôøng cho maøu ñöôïc phaân taùn ñeàu, oån ñònh maøu treân vaûi. Nguyeân lieäu söû duïng: nöôùc, vaûi, chaát thaám, thuoác nhuoäm, muoái, Soda, NaOH. Sau ñoù vaûi ñöôïc ñem ñi giaët baèng nöôùc vaø hoùa chaát giaët ñeå laøm saïch thuoác nhuoäm dö vaø söû duïng hoùa chaát caàm maøu ñeå baûo veä maøu treân vaûi. Hoà vaêng: coâng ñoaïn hoà vaêng söû duïng caùc hoùa chaát nhö axit beùo, silicon, muïc ñích laøm meàm vaûi. Ly taâm: ñeå laøm khoâ vaûi Saáy : laøm khoâ vaûi Hoaøn taát: coâng ñoaïn naøy ñònh hình vaûi vaø ñoùng thaønh phaåm. 3.3. AN TOAØN LAO ÑOÄNG VAØ PHOØNG CHAÙY CHÖÕA CHAÙY Coâng ty thöïc hieän toát an toaøn lao ñoäng, taïi moãi maùy ñeàu coù baûng qui ñònh vaø höôùng daãn coâng nhaân vaän haønh maùy an toaøn, trang bò duïng cuï baûo hoä lao ñoäng caàn thieát nhö: quaàn aùo, deùp uûng, daây an toaøn, muõ baûo hoä , … Maët khaùc coâng ty cuõng quan taâm chaêm soùc caûi thieän ñôøi soáng coâng nhaân nhö caùc cheá ñoä boài döôõng, boá trí lao ñoäng hôïp lyù, khoâng cho lao ñoäng nöõ laøm vieäc taïi nôi laøm vieäc coù yeâu caàu nghieâm ngaët. Vieäc phoøng chaùy chöõa chaùy (PCCC) cuõng ñöôïc thöïc hieän toát, taát caû caùc nhaân vieân ñeàu chaáp haønh toát noäi quy phoøng chaùy chöõa chaùy. Trong giôø saûn xuaát thöïc hieän ñuùng caùc quy ñònh veà PCCC, phaûi kieåm tra caùc thieát bò tröôùc khi heát ca laøm vieäc, … Coâng ty coù thaønh laäp ñoäi phoøng chaùy chöõa chaùy thöôøng tröïc. Ñoäi ñöôïc trang bò caùc thieát bò chuyeân traùch, bôm caùc loaïi, bình chöõa chaùy caù nhaân, heä thoáng voøi oáng, … Ñoäi thöôøng xuyeân luyeän taäp PCCC. 3.4. HIEÄN TRAÏNG MOÂI TRÖÔØNG TAÏI NHAØ MAÙY 3.4.1. Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi chuû yeáu phaùt sinh töø quaù trình nhuoäm. Nöôùc thaûi naøy coù nhieàu caën lô löûng, caùc loaïi hoùa chaát, thuoác nhuoäm. Ngoaøi ra coøn moät khoái löôïng nhoû nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa coâng nhaân phaùt sinh trong quaù trình saûn xuaát. Toång löu löôïng nöôùc thaûi phaùt sinh cuûa Nhaø maùy öôùc tính khoaûng 1200 m3/ngaøy.ñeâm. Nhaø maùy ñaõ xaây döïng heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi töø naêm 1995. Hieän nay taïi Nhaø maùy, heä thoáng naøy vaãn ñang hoaït ñoäng nhöng chaát löôïng nöôùc sau xöû lyù thöôøng chöa ñaït do coâng suaát cuûa Nhaø maùy taêng. 3.4.2. Khí thaûi Khí thaûi cuûa coâng ty chuû yeáu töø coâng ñoaïn xöû lyù nhieät vaø xöû lyù hoaøn taát saûn phaåm. Coù theå nhaän dieän caùc nguoàn thaûi hôi khí ñoäc nhö sau: - Khí Clo boác ra töø khaâu taåy traéng vaûi sôïi baèng nöôùc Javen. - Khí NO2 boác ra töø coâng ñoaïn hieän maøu trong quaù trình nhuoäm maøu vôùi thuoác nhuoäm hoaøn nguyeân tan loaïi “indigosol” - Khu vöïc loø hôi (ñoát daàu, than) coù chöùa nhieàu chaát oâ nhieãm, ñaëc bieät laø khí SO2, CO, NOx vaø buïi than. Löôïng khí naøy raát lôùn. Hieän taïi coâng ty khoâng coù heä thoáng xöû lyù khí. Khí thaûi phaùt sinh ñöôïc daãn chung vaøo moät ñöôøng oáng vaø ñöôïc thaûi ra ngoaøi qua oáng khoùi ôû ñoä cao 15 m. 3.4.3. Chaát thaûi raén Chaát thaûi saûn xuaát chuû yeáu laø caùc maûnh vaûi vuïn, caùc phaàn thöøa cuûa vaûi,… Raùc sinh hoaït phaùt sinh töø hoaït ñoäng cuûa toaøn theå caùn boä, coâng nhaân trong coâng ty, chuû yeáu laø giaáy vuïn, bao bì thöïc phaåm,… 3.4.4. Tieáng oàn Tieáng oàn chuû yeáu phaùt ra töø caùc maùy deät, maùy caét ngang vaûi (hoaït ñoäng theo nguyeân taéc daäp), cuïm maùy nhuoäm - giaët taåy - ly taâm, loø hôi vaø ñaëc bieät laø tieáng oàn khí ñoäng do caùc doøng khí, hôi vaän chuyeån lieân tuïc trong ñöôøng oáng. 3.4.5. OÂ nhieãm nhieät dö - OÂ nhieãm nhieät laø moät loaïi oâ nhieãm caàn ñöôïc quan taâm. - Nhieät phaùt sinh chuû yeáu töø:   Söï truyeàn nhieät qua töôøng thaønh cuûa loø hôi, cuûa caùc maùy moùc thieát bò söû duïng hôi (caùc maùy naáu, nhuoäm vaûi, maùy ñònh hình vaûi) vaø cuûa heä thoáng ñöôøng daãn hôi.   Söï toûa nhieät vaø boác hôi nöôùc cuûa caùc maùy saáy khoâ vaûi. - Toång caùc nhieät löôïng naøy toûa vaøo khoâng gian nhaø xöôûng raát lôùn, laøm nhieät ñoä beân trong nhaø xöôûng taêng cao, coù theå cheânh leäch vôùi nhieät ñoä moâi tröôøng beân ngoaøi töø 2 ÷ 50C, gaây aûnh höôûng tôùi quaù trình hoâ haáp cuûa coâng nhaân, taùc ñoäng xaáu tôùi söùc khoûe vaø naêng suaát lao ñoäng. Ngoaøi ra vôùi nhieät ñoä cao nhö vaäy coù tieàm naêng gaây ra caùc söï coá chaùy noå. CHÖÔNG 4: THÍ NGHIEÄM LAÉNG VAØ JARTEST ÖÙNG DUÏNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI DEÄT NHUOÄM 4.1. MOÂ HÌNH QUAÙ TRÌNH KEO TUÏ, TAÏO BOÂNG 4.1.1. Muïc ñích Xaùc ñònh giaù trò pH toái öu cuûa quaù trình keo tuï. Xaùc ñònh lieàu löôïng pheøn toái öu. 4.1.2. Cô sôû lyù thuyeát quaù trình keo tuï, taïo boâng Xöû lyù baèng phöông phaùp keo tuï laø cho vaøo trong nöôùc moät loaïi hoùa chaát goïi laø chaát keo tuï coù theå ñuû ñeå laøm cho caùc haït raát nhoû bieán thaønh haït lôùn roài laéng xuoáng. Thoâng thöôøng quaù trình keo tuï xaûy ra qua hai giai ñoaïn: Baûn thaân chaát keo tuï phaùt sinh thuyû phaân, quaù trình hình thaønh dung dòch keo tuï vaø ngöng tuï. Trung hoaø haáp phuï loïc caùc taïp chaát trong nöôùc. Keát quaû cuûa quaù trình treân laø hình thaønh caùc haït laéng xuoáng. Chaát keo tuï thích hôïp ñöôïc söû duïng trong quaù trình keo tuï thöôøng laø: pheøn nhoâm(Al2(SO4)3), pheøn saét (FeSO4 hoaëc FeCl3). Caùc loaïi pheøn naøy ñöôïc ñöa vaøo nöôùc döôùi daïng dung dòch hoøa tan. Khi cho pheøn nhoâm vaøo nöôùc, chuùng phaân li thaønh caùc ion Al3+, sau ñoù caùc ion naøy bò thuyû phaân thaønh Al(OH)3. Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+ Trong phaûn öùng thuyû phaân treân, Al(OH)3 khoâng chæ laø nhaân toá quyeát ñònh ñeán hieäu quaû keo tuï ñöôïc taïo thaønh maø caùc ion H+ cuõng goùp phaàn vaøo vieäc xaùc ñònh hieäu quaû treân. Caùc ion H+ ñöôïc giaûi phoùng seõ ñöôïc khöû baèng ñoä kieàm töï nhieân cuûa nöôùc (ñöôïc ñaùnh giaù baèng HCO3-). Neáu ñoä kieàm töï nhieân cuûa nöôùc thaáp khoâng ñuû ñeå hoøa tan ion H+ thì caàn thöïc hieän kieàm hoùa nöôùc. Chaát thoâng duïng nhaát ñeå kieàm hoùa nöôùc laø voâi (CaO). Ngoaøi ra coøn coù theå söû duïng soâda (Na2CO3) hoaëc xuùt (NaOH). Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình keo tuï, taïo boâng khi söû duïng pheøn nhoâm Trò soá pH cuûa nöôùc Trò soá pH cuûa nöôùc coù aûnh höôûng lôùn vaø nhieàu maët ñeán quaù trình keo tuï. Aûnh höôûng cuûa pH ñoái vôùi ñoä hoøa tan nhoâm hydroxit, ñaây laø moät hydroxit löôõng tính ñieån hình. Trò soá pH quaù cao hoaëc quaù thaáp ñeàu aûnh höôûng khaû naêng hoøa tan cuûa Al(OH)3 vaø haøm löôïng nhoâm dö trong nöôùc taêng leân. Neáu pH < 5,5 Al(OH)3 ñoùng vai troø laø moät chaát kieàm, löôïng Al3+ trong nöôùc taêng: Al(OH)3 + 3H+ à Al3+ + 3H2O Neáu pH taêng cao ñeán hôn 7,5, Al(OH)3 coù vai troø nhö moät axit laøm cho goác AlO2- trong nöôùc xuaát hieän: Al(OH)3 + OH- à AlO2- + 2H2O Neáu pH > 9, ñoä hoøa tan cuûa Al(OH)3 nhanh choùng taêng lôùn taïo thaønh dung dòch muoái nhoâm. Khi trong nöôùc coù SO42-, trong phaïm vi pH = 5,5 ÷ 7, trong keát tuûa coù muoái sunfat kieàm raát ít hoøa tan. Aûnh höôûng cuûa pH ñoái vôùi ñieän tích haït keo nhoâm hydroxit. Trò soá pH ñoái vôùi tính naêng mang ñieän cuûa haït keo coù aûnh höôûng raát lôùn. Khi 5 < pH <8, noù mang ñieän döông, caáu taïo cuûa ñaùm keo hình thaønh do söï phaân huyû cuûa nhoâm sunfat. Khi pH < 5, noù mang ñieän döông vaø haáp phuï SO42-. Khi pH ~8, noù toàn taïi ôû hình thaùi hydroxit trung tính, do vaäy maø keát tuûa deã daøng nhaát. Aûnh höôûng cuûa pH ñoái vôùi caùc chaát höõu cô trong nöôùc. Chaát höõu cô trong nöôùc nhö chaát höõu cô bò thoái röõa, khi pH thaáp, dung dòch keo cuûa axit humic mang ñieän tích aâm, chaát keo tuï deã daøng ñöôïc khöû. Khi pH cao, noù trôû thaønh muoái axit humic deã tan, vì theá maø hieäu quaû khöû töông ñoái keùm. Vì vaäy neáu söû duïng muoái naøy, pH thích hôïp nhaát laø 6 ÷ 6,5. Aûnh höôûng cuûa pH ñoái vôùi toác ñoä keo tuï dung dòch keo. Khi duøng muoái nhoâm laøm chaát keo tuï, trò soá pH toái öu naèm trong giôùi haïn 6,5 ÷7,5. Quy luaät noùi chung laø khi löôïng chaát keo tuï cho vaøo töông ñoái ít, dung dòch keo töï nhieân trong nöôùc chuû yeáu laø döïa vaøo quaù trình keo tuï cuûa baûn thaân noù maø taùch ra, neân duøng pH töông ñoái laø thích hôïp, vì khi ñoù ñieän tích döông cuûa dung dòch keo nhoâm hydroxit töông ñoái lôùn. Nhö vaäy raát coù lôïi ñeå trung hoaø ñieän tích aâm cuaû dung dòch keo töï nhieân, giaûm thaáp ñieän theá x cuaû noù. Khi löôïng pheøn cho vaøo töông ñoái nhieàu, chuû yeáu laø laøm cho dung dòch nhoâm hydroxit cuaû baûn thaân chaát keo tuï hình thaønh keo tuï caøng toát. Ñeå khöû ñi vaät huyeàn phuø vaø dung dòch keo töï nhieân coù trong nöôùc, laø döïa vaøo taùc duïng haáp phuï dung dòch keo nhoâm hydroxit, cho neân pH gaàn baèng 8 laø thích hôïp nhaát, vì Al(OH)3 deã keát tuûa xuoáng. Löôïng duøng chaát keo tuï Tuyø ñieàu kieän cuï theå khaùc nhau, phaûi laøm thöïc hieän chuyeân moân ñeå tìm ra löôïng pheøn toái öu cho töøng loaïi nöôùc. Nhìn chung löôïng pheøn thöôøng laø 0,1÷0,5mgñl/l, neáu duøng Al2 (SO4)3.18H2O thì töông ñöông 10 ÷ 50 mg/l. Nhö vaäy, neáu haøm löôïng chaát huyeàn phuø trong nöôùc caøng lôùn thì löôïng chaát keo tu caàn thieát caøng lôùn. Cuõng coù theå chaát höõu cô trong nöôùc töông ñoái ít maø löôïng keo tuï töông ñoái nhieàu. Nhieät ñoä nöôùc Khi duøng muoái nhoâm laøm chaát keo tuï, nhieät ñoä nöôùc aûnh höôûng lôùn ñeán hieäu quaû keo tuï. Khi nhieät ñoä nöôùc raát thaáp (< 50C), boâng pheøn sinh ra to vaø xoáp, chöùa nhieàu nöôùc, laéng chaäm, hieäu quaû thaáp. Nhieät ñoä nöôùc thích hôïp nhaát laø 25 ÷ 300C. Toác ñoä hoãn hôïp cuûa nöôùc vaø chaát keo tuï Quan heä toác ñoä hoãn hôïp cuûa nöôùc vaø chaátkeo tuï ñeán tính phaân boå ñoàng ñeàu cuûa chaát keo tuï vaø cô hoäi va chaïm giöõa caùc haït keo cuõng laø moät nhaân toá chuû yeáu aûnh höôûng ñeán quaù trình keo tuï. Toác ñoä khuaáy toát nhaát laø töø nhanh chuyeån sang chaäm. Khi môùi cho chaát keo tuï vaøo nöôùc phaûi khuaáy nhanh, vì söï thuûy phaân cuûa chaát keo tuï trong nöôùc vaø hình thaønh chaát keo tuï raát nhanh. Cho neân phaûi khuaáy nhanh môùi coù khaû naêng sinh thaønh löôïng lôùn keo hydroxit haït nhoû laøm cho noù nhanh choùng khueách taùn ñeán nhöõng nôi trong nöôùc kòp thôøi cuøng vôùi caùc taïp chaát trong nöôùc taùc duïng. Sau khi hoãn hôïp hình thaønh boâng vaø lôùn leân, khoâng neân khuaáy quaù nhanh vì boâng pheøn khoâng nhöõng khoù lôùn maø coøn coù theå ñaùnh vôõ nhöõng boâng pheøn ñaõ ñöôïc hình thaønh. Taïp chaát trong nöôùc Neáu cho caùc ion traùi daáu vaøo dung dòch nöôùc coù theå khieán dung dòch keo tuï. Cho neân ion ngöôïc daáu (HCO3-, SO42-, Cl-) laø moät loaïi taïp chaát aûnh höôûng ñeán quaù trình keo tuï. Khi duøng Al2(SO4)3 laøm chaát keo tuï, dung dòch keo Al(OH)3 sinh thaønh thöôøng mang ñieän tích döông neân aûnh höôûng cuûa taïp chaát trong nöôùc ñeán quaù trình keo tuï dung dòch keo chuû yeáu laø anion. Moâi chaát tieáp xuùc Khi thöïc hieän quaù trình keo tuï neáu trong nöôùc duy trì moät lôùp caën buøn nhaát ñònh, quaù trình keát tuaû xaûy ra nhanh, toác ñoä keát tuûa nhanh hôn. Cho neân hieän nay thieát bò duøng ñeå keo tuï hoaëc xöû lyù baèng keát tuûa khaùc, phaàn lôùn ñeàu coù thieát keá lôùp caën buøn. Moâ taû moâ hình Thieát bò goàm 6 caùnh khuaáy quay cuøng toác ñoä. Nhôø hoäp soá, toác ñoä quay coù theå ñieàu chænh ñöôïc ôû daõy 10 ÷ 150 voøng/phuùt ( rpm). Caùnh khuaáy coù daïng turbine goàm 2 baûng phaúng naèm cuøng moät maët phaúng thaúng ñöùng. Caùnh khuaáy ñaët trong 6 beakers dung tích 1 lít chöùa cuøng moät maãu nöôùc thoâ trong moät ñôït thí nghieäm. Hình 4.1 : Moâ hình thieát bò Jartest 4.1.4. Chuaån bò thieát bò vaø duïng cuï Duïng cuï thí nghieäm. 6 beaker 1000 ml. - 6 beaker 250ml Pipet 1ml, 25 ml, - Ñuõa thuûy tinh Giaøn caùnh khuaáy jartest - Maùy ño ñoä haáp thu (ABS) Hoaù chaát. NaOH 0,5N Pheøn nhoâm 5% Dung dòch PAC 30%. 4.1.5. Tieán haønh thí nghieäm xaùc ñònh lieàu löôïng pheøn vaø pH toái öu 4.1.5.1. Xaùc ñònh pH toái öu Laáy 1000 ml nöôùc thaûi cho vaøo moãi beaker 1000 ml. Ño ñoä maøu cuûa caùc coác. Chuaån bò saün saøng theå tích dung dòch keo tuï (pheøn nhoâm 5%) öùng vôùi noàng ñoä pheøn ñaõ choïn ban ñaàu vaø caùc theå tích dung dòch kieàm ñeå cho ra caùc giaù trò pH khaùc nhau töø 4 ÷ 7 trong caùc beaker. Ñaët caùc beaker vaøo thieát bò khuaáy Jartest, chænh caùc caùnh khuaáy quay ôû toác ñoä 140 voøng/ phuùt trong 20 phuùt. Giaûm toác ñoä coøn 40 voøng/phuùt trong 15 phuùt, ñoàng thôøi cho vaøo moät löôïng chaát trôï laéng PAC vaøo. Taét maùy khuaáy. Ñeå laéng tónh trong 30 phuùt.Sau ñoù laáy maãu treân beà maët xaùc ñònh ñoä maøu. Giaù trò pH toái öu laø giaù trò öùng vôùi maãu coù ñoä maøu thaáp nhaát. Töø keát quaû thí nghieäm seõ keát luaän ñöôïc pH toái öu töông öùng vôùi ñoä maøu thaáp nhaát. 4.1.5.2. Xaùc ñònh löôïng pheøn toái öu Sau khi xaùc ñònh ñöôïc khoaûng pH toái öu, vieäc löïa choïn haøm löôïng pheøn toái öu ñöôïc tieán haønh döïa treân pH ñoù. Laáy 1000 ml maãu nöôùc thaûi cho vaøo moãi beaker 1000 ml. Ño ñoä maøu cuûa caùc coác. Trong thí nghieäm naøy, thay ñoåi lieàu löôïng pheøn theo thöù töï taêng daàn ôû 6 coác 1000ml chöùa nöôùc thaûi ôû treân. Vì haøm löôïng pheøn ñöa vaøo moãi beaker khaùc nhau neân ñeå giöõ pH coá ñònh laø 6.0 phaûi thay ñoåi löôïng NaOH cho phuø hôïp ñeå ñaït pH toái öu töông öùng vôùi caùc lieàu löôïng pheøn khaùc nhau. Ñaët caùc beaker vaøo thieát bò Jartest, môû caùc caùnh khuaáy quay ôû toác ñoä 140 voøng/phuùt trong 20 phuùt, sau ñoù quay chaäm ôû toác ñoä 40 voøng/phuùt trong voøng 15 phuùt ñoàng thôøi cho theâm moät löôïng chaát trôï laéng PAC 30% vaøo caùc beaker. Taét maùy khuaáy, ñeå laéng tónh trong voøng 30 phuùt. Sau ñoù laáy maãu nöôùc laéng(lôùp nöôùc phía treân) ñeå ño ñoä maøu. Lieàu löôïng pheøn toái öu laø lieàu löôïng öùng vôùi maãu coù ñoä maøu thaáp nhaát. Töø keát quaû thí nghieäm seõ keát luaän ñöôïc haøm löôïng pheøn toái öu töông öùng vôùi ñoä maøu. 4.2. MOÂ HÌNH QUAÙ TRÌNH LAÉNG 4.2.1. Muïc ñích Xaùc ñònh toác ñoä chaûy traøn ôû caùc hieäu quaû laéng toång coäng khaùc nhau. Xaùc ñònh thôøi gian laéng ôû caùc hieäu quaû laéng toång coäng khaùc nhau. 4.2.2. Cô sôû lyù thuyeát quaù trình laéng Laéng laø quaù trình taùch khoûi nöôùc caën lô löûng hoaëc boâng caën hình thaønh trong giai ñoaïn keo tuï taïo boâng. Trong coâng ngheä xöû lyù nöôùc caáp, quaù trình laéng ñöôïc öùng duïng: Laéng caën phuø sa khi nöôùc maët coù haøm löôïng phuø sa lôùn vaø laéng caën nöôùc thoâ tröôùc khi loïc coù ñoä ñuïc thaáp. Laéng boâng caën pheøn / polymer trong coâng ngheä khöû ñuïc vaø maøu nöôùc maët. Laéng boâng caën voâi - magieâ trong coâng ngheä khöû cöùng baèng hoùa chaát. Laéng boâng caën saét vaø mangan trong coâng ngheä khöû saét vaø mangan. Trong coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi, quaù trình laéng ñöôïc öùng duïng: Laéng caùt, saïn, maûnh kim loaïi, thuyû tinh, xöông, haït seùt… ôû beå laéng caùt. Loaïi boû chaát lô löûng ôû beå laéng ñôït 1. Laéng buøn hoaït tính hoaëc maøng vi sinh vaät ôû beå laéng ñôït 2. Hai ñaïi löôïng quan troïng trong vieäc thieát keá beå laéng chính laø toác ñoä laéng vaø toác ñoä chaûy traøn. Ñeå thieát keá moät beå laéng lyù töôûng, ñaàu tieân ngöôøi ta xaùc ñònh toác ñoä laéng cuûa haït caàn ñöôïc loaïi vaø khi ñoù ñaët toác ñoä chaûy traøn nhoû hôn toác ñoä laéng. Quaù trình laéng ñöôïc ñaëc tröng bôûi caùc haït keát dính vôùi nhau trong suoát quaù trình laéng. Do quaù trình taïo boâng xaûy ra neân caùc boâng caën taêng daàn kích thöôùc vaø toác ñoä laéng taêng. Khoâng coù moät coâng thöùc toaùn hoïc thích hôïp naøo ñeå bieåu thò quaù trình laéng naøy. Vì vaäy ñeå xaùc ñònh caùc thoâng soá thieát keá laéng daïng naøy, ngöôøi ta xaùc ñònh toác ñoä chaûy traøn vaø thôøi gian laéng ôû hieäu quaû khöû boâng caën cho tröôùc töø thí nghieäm coät laéng. Töø ñoù nhaân vôùi heä soá quy moâ ngöôøi ta coù ñöôïc toác ñoä chaûy traøn vaø thôøi gian laéng thieát keá. Moâ taû moâ hình Hình 4.2 : Moâ hình coät laéng Moâ hình coät laéng coù kích thöôùc 0.15m x 0.15m x 2m, doïc theo chieàu cao töø 0.1m, 0.3m, 0.5m, ..., 1.7m, 1.9m cuûa coät laéng coù boá trí caùc van thu nöôùc. 4.2.4. Chuaån bò thieát bò vaø duïng cuï Duïng cuï thí nghieäm: OÁng nghieäm 10 ml: 3O oáng. - Erlen 100, 125 ml: 10 caùi. Pheãu loïc : 10 caùi. - Pipet 10ml : 1 caùi. Giaáy loïc - Thuøng nöôùc 45 lít. Hoaù chaát: NaOH 0,1N vaø Pheøn nhoâm 5% 4.2.5. Tieán haønh thí nghieäm Duøng thuøng chöùa coù theå tích 45 lít cho nöôùc thaûi ñaày, tuaàn töï cho hoùa chaát vaøo theo thöù töï: cho NaOH vaøo, khuaáy ñeàu, cho tieáp pheøn nhoâm, khuaáy ñeàu cho hoùa chaát tan heát trong nöôùc. Ñeå cho hoãn hôïp nöôùc phaûn öùng trong 15 – 30 phuùt. Laáy 80 mieáng giaáy loïc, ñaùnh soá töø 1 – 80, ñem saáy khoâ trong 30 phuùt ôû 1050C. Sau ñoù huùt aåm trong voøng 15phuùt, caân khoái löôïng m0 cuûa moãi tôø giaáy. Ñem ñoå nöôùc vaøo coät laéng. Laàn löôït laáy maãu nöôùc vaø kieåm tra löôïng SS ôû caùc thôøi ñieåm khaùc nhau vaø ñoä cao khaùc nhau. Moái laàn laéng xong thöïc hieän saáy giaáy loïc, huùt aåm vaø caân m1 ñeå tính haøm löôïng SS baèng coâng thöùc sau: Trong ñoù: M1: khoái löôïng giaáy sau khi loïc ( g). M0: khoái löôïng giaáy tröôùc khi loïc (g). VMAU: theå tích nöôùc thaûi cho qua giaáy loïc ( ml). - Sau khi ño ñoä ñuïc (SS) ta tính toaùn hieäu quaû laéng theo coâng thöùc: R% = (1 – C1 / C0) * 100% Trong ñoù: P R%: hieäu quaû ôû moät chieàu saâu töông öùng vôùi moät thôøi gian laéng, %. P C1: haøm löôïng SS ôû thôøi gian t ôû ñoä saâu h, mg/l. P C0: haøm löôïng SS ban ñaàu, mg/l. 4.3. KEÁT QUAÛ THÍ NGHIEÄM 4.3.1. Thí nghieäm keo tuï, taïo boâng Thí nghieäm 1: Xaùc ñònh giaù trò pH toái öu Baûng 4.1: Keát quaû thí nghieäm xaùc ñònh pH toái öu Coác 1 2 3 4 5 6 Nöôùc thaûi(ml) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 Khuaáy nheï baèng ñuõa thuûy tinh Ño ñoä maøu cuûa caùc coác ôû böôùc soùng 455 nm Pt – Co ban ñaàu 3542 3542 3542 3542 3542 3542 Pheøn nhoâm (mg) 300 300 300 300 300 300 NaOH 0,1N (ml) 5 10 20 40 50 60 pH 5,65 5,78 6,18 6,41 6,76 7,15 Khuaáy nhanh 140 voøng/phuùt trong 20 phuùt PAC 30% (ml) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 Khuaáy chaäm 40 voøng/phuùt trong 15 phuùt Ñeå laéng trong 30 phuùt Pt – Co 480 334 121 149 184 259 Hieäu quaû xöû lyù(%) 86,44 90,56 96,57 95,78 94,81 92,68 COD vaøo (mg/l) 1600 1600 1600 1600 1600 1600 COD ra (mg/l) 1166,24 1103,84 920 935,92 1008 1031,52 % khöû COD 27,11 31,01 42,5 41,51 37 35,53 Ñoà thò 4.1 : Ñoà thò bieåu dieãn ñoä maøu sau xöû lyù vôùi giaù trò pH à Nhaän xeùt: Töø ñoà thò 4.1 ta thaáy ñoä maøu cuûa caùc beaker 1, 2, 3 coù chieàu höôùng giaûm roõ reät töông öùng vôùi giaù trò pH 5,65; 5,78; 6,18; coøn ôû beaker 4, 5 vaø 6 thì ñoä maøu laïi taêng öùng vôùi giaù trò pH 6,41; 6,76 vaø 7,15. Nhö vaäy giaù trò pH thích hôïp ôû ñaây laø 6,18 vôùi ñoä maøu sau xöû lyù laø 121 Pt – Co (hieäu suaát 96,57%). Ñoà thò 4.2 : Ñoà thò bieåu dieãn giaù trò COD sau xöû lyù öùng vôùi giaù trò pH thay ñoåi à Nhaän xeùt: Töø ñoà thò 4.2 ta thaáy noàng ñoä COD giaûm daàn ôû caùc beaker soá 1, 2, 3 vôùi giaù trò töông öùng laø 1166,24; 1103,84; 920, coøn beaker soá 4, 5 vaø 6 thì taêng leân. Ñieàu ñoù cho thaáy giaù trò pH thích hôïp nhaát cho quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi laø 6,18. Ñoà thò 4.3 : Ñoà thò bieåu dieãn hieäu suaát xöû lyù öùng vôùi giaù trò pH à Nhaän xeùt: Töø keát quaû thí nghieäm vaø ñoà thò treân ta thaáy giaù trò pH toái öu ôû beaker soá 3 vôùi pH = 6,18 vaø ñaït hieäu suaát xöû lyù laø 95,78%. Thí nghieäm 2: Xaùc ñònh löôïng pheøn toái öu cho quaù trình keo tụ Baûng 4.2 : Keát quaû thí nghieäm xaùc ñònh löôïng pheøn nhoâm Al2(SO4)3 toái öu Coác 1 2 3 4 5 6 Nöôùc thaûi(ml) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 Khuaáy nheï baèng ñuõa thuûy tinh Ño ñoä maøu cuûa caùc coác ôû böôùc soùng 455 nm Pt – Co ban ñaàu 3542 3542 3542 3542 3542 3542 Pheøn nhoâm (mg) 200 250 300 350 400 450 pH 6,25 6,2 6,17 6,1 6,0 5,9 Khuaáy nhanh 140 voøng/phuùt trong 20 phuùt PAC 30% (ml) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 Khuaáy chaäm 40 voøng/phuùt trong 15 phuùt Ñeå laéng trong 30 phuùt Pt – Co 327 260 154 90 356 361 Hieäu quaû xöû lyù(%) 90,76 92,65 95,66 97,45 89,95 89,79 COD vaøo (mg/l) 1600 1600 1600 1600 1600 1600 COD ra (mg/l) 796,8 943,84 980,32 959,68 909,76 848 % khöû COD 50,2 41,01 38,73 40,02 43,14 47 Ñoà thò 4.4 : Ñoà thò bieåu dieãn ñoä maøu sau xöû lyù öùng vôùi löôïng pheøn nhoâm Al2(SO4)3 à Nhaän xeùt: Qua ñoà thị 4.4, ñoä maøu sau xöû lyù giaûm raát thaáp, ñieàu ñoù chöùng toû vôùi löôïng pheøn thay ñoåi töø 200, 250, 300, 350, 400, 450 mg/l raát thích hôïp cho vieäc xaùc ñònh pheøn toái öu. Ñoà thò 4.5 : Đồ thị biểu diễn giaù trò COD sau xöû lyù vaø löôïng pheøn nhoâm Ñoà thò 4.6 : Ñoà thò bieåu dieãn hieäu suaát xöû lyù öùng vôùi löôïng pheøn nhoâm Al2(SO4)3 à Nhaän xeùt: Töø keát quaû thí nghieäm vaø ñoà thò treân ta thaáy löôïng pheøn toái öu laø ôû beaker soá 4 vôùi löôïng pheøn töông öùng 350 mg/l vaø ñaït hieäu suaát xöû lyù laø 97,45%. à KEÁT LUAÄN: Giaù trò pH thích hôïp cho vieäc xöû lyù nöôùc thaûi laø pH = 6,0 ÷6,5. Löôïng pheøn toái öu laø: 350g/l nöôùc thaûi thì hieäu quaû xöû lyù ñaït toái ña (97,45%, ñoä maøu giaûm töø 3542 Pt-Co xuoáng coøn 90 Pt-Co). Löôïng PAC 30%: 0,2 ml /l nöôùc thaûi. - Hieäu quaû khöû COD öùng vôùi löôïng pheøn toái öu: 40,02% (töø 1600 mg/l xuoáng coøn 959,68 mg/l) 4.3.2. Thí nghieäm laéng Keát quaû laéng Baûng 4.3 : Keát quaû quaù trình laéng SS (g/10ml) Ñoä cao (m) Thôøi gian (phuùt) 1 5 15 20 30 40 60 90 0,1 0,0697 0,0017 0,0061 0,0104 0,0095 0,0093 0,0048 0,1134 0,3 0,0079 0,0033 0,0563 0,0071 0,0103 0,0072 0,0032 0,0858 0,5 0,0074 0,0024 0,0052 0,0058 0,0049 0,007 0,0051 0,0172 0,7 0,0087 0,0011 0,0382 0,0057 0,0108 0,0055 0,0036 0,1071 0,9 0,0051 0,0017 0,0034 0,0536 0,0056 0,0059 0,0048 0,1619 1,1 0,0343 0,0029 0,0037 0,0045 0,1426 0,035 0,0061 0,0072 1,3 0,0063 0,0029 0,0036 0,0059 0,0127 0,0077 0,0034 0,0067 1,5 0,0015 0,0009 0,003 0,0045 0,005 0,0049 0,0043 0,0517 1,7 0,06 0,0008 0,0037 0,0046 0,0148 0,005 0,0033 0,1479 1,9 0,0087 0,002 0,0029 0,004 0,0172 0,0012 0,0012 0,1132 Baûng 4.4 : Hieäu suaát xöû lyù SS Ñoä cao (m) Thôøi gian (phuùt) 5 15 20 30 40 60 90 0,1 77,01 66,32 54,02 -97,7 85,86 86,21 -1201,15 0,3 98,67 93,83 92,33 75,33 91,67 94,5 -146,5 0,5 94 80 70 66,67 67,33 71,33 -244,67 0,7 53,97 43,33 6,35 -101,59 -22,22 46,03 -6,35 0,9 91,55 89,21 86,88 -315,74 -2,04 82,3 79,01 1,1 66,67 33,33 -950,98 -9,8 -15,69 5,88 -3074,51 1,3 87,36 -339,08 34,14 -24,14 36,78 58,62 -1131,03 1,5 67,57 29,73 21,62 33,78 5,41 31,08 -132,43 1,7 58,2 -612,66 10,13 -30,38 8,86 59,37 -986,08 1,9 97,56 91,25 85,08 86,37 86,66 93,11 -62,7 Vôùi hieäu suaát laéng SS ñöôïc tính theo coâng thöùc sau: Trong ñoù: R – Hieäu quaû laéng ôû moät ñoä saâu töông öùng vôùi moät thôøi gian laéng. C1 – haøm löôïng SS ôû thôøi gian t vaø ñoä saâu h ( mg/l). C0 – Haøm löôïng ban ñaàu. Döïa vaøo baûng hieäu quaû laéng treân, ta döïng ñoà thò hieäu suaát laéng vôùi truïc hoaønh bieåu dieãn thôøi gian laáy maãu, truïc tung bieåu thò ñoä saâu. Noäi suy caùc ñöôøng cong laéng ñöôïc tính baèng caùch noái caùc ñieåm coù cuøng hieäu suaát laéng. Ta coù ñöôïc bieåu ñoà noäi suy ñöôøng cong hieäu quaû laéng nhö sau: Ñoà thò 4.7 : Ñoà thò noäi suy ñöôøng cong hieäu quaû laéng Töø giao ñieåm caùc ñöôøng cong laéng vaø truïc hoaønh, ta xaùc ñònh toác ñoä chaûy traøn theo coâng thöùc sau: Trong ñoù: H : chieàu saâu coät ( 2 m). ti : thôøi gian laéng maãu ñöôïc xaùc ñònh töø giao ñieåm ñöôøng cong hieäu quaû laéng vaø truïc hoaønh ( phuùt). Baûng 4.5 : Toác ñoä chaûy traøn öùng vôùi thôøi gian löu nöôùc Ti (phuùt) 22 62,5 84,5 H (m) 2 2 2 V0 (m/phuùt) 0,091 0,032 0,024 Veõ ñöôøng cong thaúng ñöùng töø ti , caét caùc ñöôøng cong laéng ta coù caùc chieàu cao H1, H2, … töông öùng vôùi caùc trung ñieåm ñoaïn thaúng giöõa ñöôøng ti vaø caùc ñöôøng cong hieäu quaû. Hieäu quaû laéng toång coäng ôû thôøi gian tI ñöôïc tính nhö sau: Hieäu quaû laéng toång coäng ôû thôøi gian 22 phuùt laø: R (22’) = = 54,25% Hieäu quaû laéng toång coäng ôû thôøi gian 62,5 phuùt laø: R (62,5’) = = 78,33% Hieäu quaû laéng toång coäng ôû thôøi gian 84,5 phuùt laø: R (84,5’) = = 86,66% Baûng 4.6 : Hieäu quaû laéng theo thôøi gian löu nöôùc ti (phuùt) 22 62,5 84,5 R (%) 54,25 78,33 86,66 Ñoà thò 4.8 : Ñoà thò bieåu dieãn hieäu quaû laéng theo thôøi gian löu nöôùc Bảng 4.7 : Hiệu quả lắng theo vận tốc V0 (m/phuùt) 0,091 0,032 0,024 R (%) 54,25 78,33 86,66 Ñoà thò 4.9 : Ñoà thò bieåu dieãn hieäu quaû laéng theo vaän toác chaûy traøn MOÁI QUAN HEÄ GIÖÕA VAÄN TOÁC, THÔØI GIAN VAØ HIEÄU QUAÛ LAÉNG Ñoà thò 4.10 : Ñoà thò bieåu dieãn moái quan heä giöõa vaän toác, thôøi gian vaø hieäu quaû laéng Qua ñoà thò moái quan heä giöõa thôøi gian löu nöôùc, toác ñoä chaûy traøn vaø hieäu quaû laéng thì giaù trò phuø hôïp nhaát laø: Thôøi gian löu nöôùc: 49,6 (phuùt) = 0,827(h) Toác ñoä chaûy traøn : 0,049 (m/phuùt) = 70,56 (m/ngaøy) Hieäu quaû laéng : 72% Sau khi qua quaù trình laéng: SS coøn laïi : 138,32 mg/l COD coøn laïi: 666,98 (mg/l) (Hieäu quaû khöû COD ñaït 30,5%) Theo taøi lieäu [Xöû lyù Nöôùc thaûi Ñoâ thò vaø Coâng nghieäp _ Tính toaùn Thieát keá Coâng trình, Laâm Minh Trieát (chuû bieân)]: Do soá lieäu thu ñöôïc chæ theå hieän ñieàu kieän laéng lyù töôûng, vì vaäy khi ñöa ra caùc thoâng soá thieát keá thöïc teá phaûi tính ñeán aûnh höôûng cuûa doøng chaûy roái, vuøng nöôùc cheát hoaëc phaân boá doøng vaøo, thu nöôùc doøng ra khoâng ñeàu. Toác ñoä chaûy traøn (taûi troïng beà maët) neân giaûm ñi 1,25 ÷ 1,75 laàn vaø thôøi gian löu nöôùc taêng 1,5 ÷ 2,0 laàn. Do ñoù, choïn caùc thoâng soá thieát keá nhö sau: Toác ñoä chaûy traøn: 1/1,75 * 70,56 = 40 (m/ngaøy) Thôøi gian löu nöôùc: 2 * 0,827 = 1,65 (h) à Keát luaän: Hieäu quaû laéng : H = 72% Thôøi gian caàn thieát cho quaù trình laéng : t = 1,65 ( h ) Vaän toác chaûy traøn : v0 = 40 (m/ngaøy) Vaäy, vôùi quaù trình laéng coù taïo boâng keo tuï, ôû moãi ñoä saâu khaùc nhau coù xu höôùng taêng hieäu quaû laéng theo thôøi gian khaùc nhau. Caøng saâu thì hieäu quaû laéng taêng chaäm theo thôøi gian vaø ñeán moät hieäu quaû laéng nhaát ñònh thì khoâng taêng duø thôøi gian laéng coù theå keùo daøi hôn. Caøng xuoáng döôùi ñaùy, vaän toác caøng cao vì kích thöôùc haït taêng leân. Nhöng löïc ma saùt do nöôùc chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu vôùi haït cuõng taêng leân, tyû leä thuaän vôùi kích thöôùc cuûa boâng caën. Ngoaøi ra, khi boâng caën lôùn leân thì löïc keùo treân moät ñôn vò dieän tích tieát dieän boâng caën cuõng lôùn leân vaø tyû leä thuaän vôùi kích thöôùc boâng caën. Khi boâng caën lôùn ñeán moät kích thöôùc nhaát ñònh, löïc keùo ñuû lôùn ñeå phaù vôõ boâng caën laøm cho kích thöôùc uûca boâng caën khoâng theå taêng ñöôïc nöõa. Töø thôøi ñieåm ñoù, vaän toác laéng khoâng thay ñoåi vaø hieäu quaû laéng khoâng taêng maëc duø ta coù theå taêng thôøi gian laéng laâu hôn. CHÖÔNG 5: TÍNH TOAÙN CHI TIEÁT CAÙC COÂNG TRÌNH 5.1. SÔ ÑOÀ COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI VAØ THUYEÁT MINH 5.1.1. Sô ñoà coâng ngheä Sô ñoà coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi hieän höõu cuûa Nhaø maùy (naêm 1995): Nöôùc Thaûi PheønPolyme Hoá thu gom Thieát bò loaïi raùc Beå ñieàu hoøa Coáng thoaùt San laáp Beå suïc khí Beå laéng II Thieát bò khuaáy troän Beå laéng I Beå neùn buøn Maùy eùp buøn polyme buøn xaû buøn xaû Buøn tuaàn hoaøn Hình 5.1 : Sô ñoà coâng ngheä hieän höõu cuûa Nhaø maùy Heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi hieän höõu cuûa Nhaø maùy goàm 2 böôùc: xöû lyù sinh hoïc vaø xöû lyù hoùa hoïc. Quaù trình xöû lyù sinh hoïc: Nöôùc thaûi töø coáng thaûi ñöôïc loaïi raùc thoâ tröôùc khi ñoå veà hoá thu gom. Töø hoá gom, nöôùc thaûi ñöôïc bôm leân beå ñieàu hoøa qua thieát bò loaïi raùc mòn vaø ñöôïc ñieàu chænh pH. Trong beå ñieàu hoøa, nöôùc thaûi ñöôïc khuaáy troän vaø ñieàu hoøa. Sau ñoù nöôùc thaûi ñöôïc phaân huûy sinh hoïc trong beå suïc khí buøn hoaït tính. Quaù trình xöû lyù hoùa lyù: quaù trình naøy nhaèm loaïi maøu vaø caùc chaát lô löûng coøn laïi sau beå laéng baäc 1. Nöôùc thaûi ñi ra töø beå laéng baäc 1 ñöôïc chaâm pheøn vaø polymer qua thieát bò khuaáy troän roài ñöa sang beå laéng baäc 2 ñeå loaïi maøu, sao ñoù thaûi vaøo coáng thaûi coâng coäng. Moät phaàn buøn cuûa beå laéng baäc 1 ñöôïc tuaàn hoaøn laïi beå suïc khí. Buøn dö cuûa beå laéng baäc 1 vaø beå laéng baäc 2 ñöôïc ñöa sang beå neùn buøn, cuoái cuøng ñöa ñi laøm phaân boùn hoaëc san laáp. Heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi hieän höõu cuûa Nhaø maùy ñaõ ñöôïc thieát keá naêm 1995 vôùi löu löôïng thaûi 30 m3/h. Tuy nhieân, nhaø maùy hieän nay ñaõ naâng naêng suaát saûn xuaát leân vôùi löu löôïng nöôùc thaûi trung bình laø 50 m3/h, phöông aùn thieát keá cuõ coù caùc thoâng soá vaän haønh khoâng hôïp lyù vôùi hieän taïi, caùc maùy bôm bò hö hoûng lieân tuïc, heä thoáng maùy moùc vaø ñöôøng oáng cuõ kó, neân heä thoáng xöû lyù hieän höõu cuûa Nhaø maùy khoâng theå hoaït ñoäng coù hieäu quaû. Do ñoù, vieäc thieát keá môùi moät heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi cho Nhaø maùy laø caàn thieát ñeå nguoàn nöôùc thaûi sau xöû lyù ñaït tieâu chuaån cho pheùp (TCVN 6982 – 2001). Ôû phöông aùn thieát keá môùi: Quaù trình xöû lyù hoùa hoïc vaø hoùa lyù ñöôïc thöïc hieän tröôùc quaù trình xöû lyù sinh hoïc. Nöôùc thaûi ñi qua beå keo tuï – taïo boâng vaø beå laéng I roài môùi qua beå Aerotank ñeå laøm giaûm bôùt löôïng caën nhoû, naâng cao chaát löôïng nöôùc thaûi tröôùc khi qua beå Aerotank. Nôùi roäng theâm hoá thu gom, beå ñieàu hoøa vaø beå suïc khí buøn hoaït tính hieän coù ñeå ñaùp öùng löu löôïng thaûi hieän nay. Beå taïo boâng ñöôïc thieát keá môùi goàm 3 ngaên vôùi cöôøng ñoä khuaáy troän khaùc nhau laøm cho quaù trình hình thaønh boâng caën ñöôïc thöïc hieän toát. Thieát keá theâm beå loïc aùp löïc ñeå naâng cao chaát löôïng nöôùc ñaàu ra. Coù coâng trình khöû truøng nöôùc thaûi sau cuøng roài môùi thaûi ra coáng thoaùt (duøng NaOCl 10% ñeå khöû truøng). Sô ñoà coâng ngheä thieát keá môùi: dd NaOH, Polyme, Pheøn Nöôùc Thaûi NaOCl 10% Khí Khí Hoá thu gom Thieát bò loaïi raùc mòn Beå ñieàu hoøa Coáng thoaùt San laáp Beå keo tuï – taïo boâng Beå laéng II Beå aerotank Beå laéng I Beå loïc aùp löïc Beå khöû truøng Beå neùn buøn Maùy eùp buøn polyme buøn xaû buøn xaû Buøn tuaàn hoaøn Hình 5.2 : Sô ñoà coâng ngheä thieát keá môùi 5.1.2. Thuyeát minh sô ñoà coâng ngheä thieát keá môùi Nöôùc thaûi cuûa Nhaø maùy ñöôïc loaïi raùc thoâ tröôùc khi ñoå vaøo hoá thu gom nöôùc thaûi. Töø hoá thu gom, nöôùc thaûi ñöôïc ñöa qua beå ñieàu hoøa baèng 2 bôm chìm (hoaït ñoäng luaân phieân). Beå ñieàu hoøa coù nhieäm vuï ñieàu hoøa löu löôïng vaø noàng ñoä nöôùc thaûi, giuùp giaûm kích thöôùc vaø taïo cheá ñoä laøm vieäc oån ñònh cho coâng trình phía sau nhaèm traùnh hieän töôïng quaù taûi. Taïi beå ñieàu hoøa, nöôùc thaûi ñöôïc hoøa troän ñeàu baèng khoâng khí thoåi vaøo töø maùy thoåi khí. Sau ñoù, nöôùc thaûi ñöôïc ñöa qua beå keo tuï – taïo boâng. Nöôùc thaûi ñöôïc hoøa troän vôùi caùc hoùa chaát NaOH, pheøn nhoâm, PAC ñeå tieán haønh quaù trình keo tuï taïo boâng, taïo ra nhöõng boâng caën lôùn coù troïng löôïng ñaùng keå vaø deã daøng laéng xuoáng ôû beå laéng I. Duøng naêng löôïng caùnh khuaáy taïo doøng chaûy roái ñeå hoøa troän ñeàu nöôùc thaûi. Nöôùc thaûi tieáp tuïc chaûy qua beå laéng I. Taïi nay quaù trình laéng ñöôïc thöïc hieän ñeå taùch rôøi caùc boâng caën (taïo ra töø beå keo tuï – taïo boâng) ra khoûi nöôùc thaûi, giaûm taûi löôïng chaát höõu cô cho coâng trình xöû lyù sinh hoïc phía sau. Nöôùc thaûi sau khi laéng ñöôïc daãn ñeán beå Aerotank. Quaù trình phaân huûy xaûy ra khi nöôùc thaûi tieáp xuùc vôùi buøn trong ñieàu kieän suïc khí lieân tuïc, buøn hoaït tính ñöôïc duy trì ôû traïng thaùi lô löûng. Caùc vi sinh vaät hieáu khí duøng chaát neàn (BOD) vaø chaát dinh döôõng (N, P) laøm thöùc aên, chuyeån hoùa chuùng thaønh chaát trô khoâng tan vaø taïo ra teá baøo môùi. Quaù trình chuyeån hoùa ñoù ñöôïc thöïc hieän ñan xen vaø tieáp noái nhau cho ñeán khi khoâng coøn thöùc aên cho heä vi sinh vaät nöõa. Nöôùc thaûi sau xöû lyù sinh hoïc hieáu khí ñöôïc ñöa qua beå laéng II. Beå laéng II coù nhieäm vuï laéng vaø taùch buøn hoaït tính ra khoûi nöôùc thaûi. Buøn sau laéng moät phaàn seõ ñöôïc bôm tuaàn hoaøn trôû laïi beå Aerotank, phaàn coøn laïi ñöôïc bôm qua beå neùn buøn. Buøn dö ôû beå laéng II cuøng vôùi buøn ôû beå laéng I ñöôïc taäp trung veà beå neùn buøn nhaèm laøm giaûm theå tích cuûa hoãn hôïp buøn caën. Sau ñoù buøn ñöôïc ñöa qua maùy eùp buøn ñeå taùch nöôùc ra khoûi buøn ñaõ neùn. Buøn sau khi eùp ñöôïc duøng laøm phaân boùn hoaëc san laáp. Nöôùc thaûi sau khi laéng seõ töï chaûy qua beå chöùa nöôùc trung gian ñeå bôm leân beå loïc aùp löïc, sau ñoù ñöa nöôùc thaûi qua beå khöû truøng roài thaûi ra coáng thoaùt. Ôû beå loïc aùp löïc, nöôùc ñöôïc laøm saïch thoâng qua lôùp vaät lieäu loïc nhaèm taùch caùc haït caën lô löûng, caùc theå keo tuï… vaø khöû maøu nöôùc thaûi. Beå tieáp xuùc khöû truøng ñöôïc thieát keá ñeå nöôùc chaûy qua töøng ngaên taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho quaù trình tieáp xuùc giöõa nöôùc thaûi vaø Clo nhaèm tieâu dieät caùc vi sinh vaät trong nöôùc thaûi. 5.2. TÍNH TOAÙN CHI TIEÁT CAÙC COÂNG TRÌNH ÑÔN VÒ Caùc thoâng soá tính toaùn a. Löu löôïng vaø noàng ñoä nöôùc thaûi vaøo heä thoáng xöû lyù Löu löôïng nöôùc thaûi Q = 1200 m3/ngñeâm = 50 m3/h Noàng ñoä BOD ñaàu vaøo BOD = 1100 mg/l Noàng ñoä COD ñaàu vaøo COD = 1600 mg/l Noàng ñoä SS ñaàu vaøo SS = 494 mg/l pH = 10 ÷11 Ñoä maøu : 3542 Pt-Co Nhieät ñoä: 40 ÷50oC b. Löu löôïng vaø noàng ñoä nöôùc thaûi sau heä thoáng xöû lyù: ñaït TCVN 6982-2001 Löu löôïng nöôùc thaûi Q = 1200 m3/ngñeâm Noàng ñoä BOD ñaàu ra BOD £ 50 mg/l Noàng ñoä COD ñaàu ra COD £ 100 mg/l Noàng ñoä SS ñaàu ra SS £ 100 mg/l pH = 5-9 Song chaén raùc Löu löôïng nöôùc thaûi trung bình Qtbngñ = 1200 (m3/ngñ) = 50 (m3/h) = 13,89*10-3 (m3/s) Löu löôïng nöôùc thaûi theo giôø lôùn nhaát Qmaxh = Qtbh * Kh = 13,89*10-3 * 1,5 = 20,835*10-3 (m3/s) Vôùi Kh laø heä soá vöôït taûi (K=1,5-3,5) theo TCXD-51-84, choïn K = 1,5 Soá khe hôû cuûa song chaén raùc n = Trong ñoù: n : Soá khe hôû cuûa song chaén raùc v : vaän toác nöôùc chaûy qua song chaén raùc v = 0,8 – 1m/s , choïn v = 1m/s b : chieàu roäng khe hôû giöõa caùc thanh chaén b = 16 – 25mm, choïn b = 20 mm = 0,02 m K : Heä soá tính ñeán möùc ñoä caûn trôû cuûa doøng chaûy do heä thoáng caøo raùc, K = 1,05 H : Chieàu cao möïc nöôùc tröôùc song chaén raùc = chieàu cao möïc nöôùc trong möông daãn Hm : chieàu cao xaây döïng möông daãn nöôùc, choïn Hm= 0,5 m - Dieän tích cuûa song chaén raùc (m2) - Chieàu cao möïc nöôùc Trong ñoù: Bk : Beà roäng cuûa möông daãn, choïn Bk = 0,25 m Þ (khe) Choïn n = 13 khe Laáy 2 thaønh laøm thanh à Soá thanh n -1 = 12 ( thanh ) Chieàu roäng vaø daøi cuûa song chaén raùc Bs = d*(n - 1) + b*n Trong ñoù: d: Chieàu daøy cuûa caùc thanh chaén, (d = 8 ÷10 mm), choïn d = 10 mm = 0,01 m Þ Bs = 0,01 * (13 -1) + 0,02 * 13 = 0,38 (m) Kieåm tra laïi toác ñoä doøng chaûy ôû phaàn môû roäng tröôùc song chaén öùng vôùi löu löôïng nöôùc thaûi Qmax = 20,835*10-3 m3/s. Vaän toác naøy khoâng ñöôïc nhoû hôn 0,4 m/s. Vktra = = 0,66 (m/s) > 0,4(m/s) Song chaén raùc laøm co heïp tieát dieän öôùt cuûa doøng chaûy, taïo doøng chaûy roái trong möông daãn 1 ñoaïn phía tröôùc vaø phía sau song chaén raùc. Ñeå traùnh hieän töôïng naøy phaûi môû roäng möông daãn moät ñoaïn phía tröôùc (goùc môû = 20o) vaø phía sau song chaén raùc. - Chieàu daøi ñoaïn möông môû roäng phía tröôùc song chaén raùc L1 = = = 0,18 (m) - Chieàu daøi phaàn môû roäng sau song chaén raùc L2 = = = 0,09 (m) - Chieàu daøi xaây döïng möông daãn ñeå laép ñaët song chaén raùc L = L1 + L2 + Ls = 0,18 + 0,09 + 1 = 1,27 (m) Trong ñoù: P Ls: Chieàu daøi phaàn möông ñaët song chaén raùc , Ls = 1 m - Chieàu cao cuûa möông ñaët song chaén raùc H’ = hc + hbv + h Trong ñoù: hbv : Khoaûng caùch giöõa coát saøn nhaø song chaén raùc & möïc nöôùc cao nhaát, choïn hbv = 0,3 m hc : Toån thaát aùp löïc qua song chaén raùc hc = Trong ñoù: K : Heä soá tính ñeán söï taêng toån thaát do vöôùng maéc raùc ôû song chaén, K = [13], choïn K = 3 g: Gia toác troïng tröôøng; g = 9,81 m/s2 vmax = : heä soá söùc caûn cuïc boä cuûa song chaén raùc phuï thuoäc vaøo thanh chaén = Trong ñoù: Baûng 5.1 : Heä soá ñeå tính söùc caûn cuïc boä cuûa song chaén raùc Tieát dieän thanh a b c d e Heä soá 2,42 1,83 1,67 1,02 1,76 Nguoàn: Baûng 3-7, Trang 116, Xöû lí nöôùc thaûi ñoâ thò vaø coâng nghieäp tính toaùn thieát keá coâng trình, Laâm Minh Trieát (Chuû bieân). : Heä soá phuï thuoäc tieát dieän ngang cuûa thanh chaén, vì thanh chaén coù tieát dieän chöõ nhaät à = 2,42 : Goùc nghieâng cuûa thanh chaén so vôùi höôùng doøng chaûy,  = 60o à = = 0,83 à hc = = 0,13 (m) Þ H’ = 0,13 + 0,5 + 0,0835 = 0,71 (m) - Chieàu daøi cuûa moãi thanh lt = (m) Keát quaû tính toaùn song chaén raùc Thoâng soá Ñôn vò Kích thöôùc Chieàu daøi möông (L) m 1,27 Beà roäng song chaén raùc (Bs) m 0,38 Chieàu cao möông (Hm) m 0,71 Soá khe hôû giöõa caùc thanh khe 13 Chieàu roäng khe hôû (b) mm 20 Beà daøy thanh chaén raùc mm 10 Chieàu daøi moãi thanh m 0,82 Hoá thu gom nöôùc thaûi Tính kích thöôùc beå - Taän duïng hoá thu gom hieän taïi cuûa Nhaø maùy, kích thöôùc beå hieän taïi laø: Daøi * roäng * cao = 3,5 * 3 * 3m Do ñoù: - Choïn chieàu cao toång coäng hoá thu gom nöôùc thaûi : H = 3 m Vôùi chieàu cao baûo veä : hbv = 1 m, chieàu cao höõu ích hi = 2 m - Choïn chieàu roäng beå laø : B = 3,5 m Chieàu daøi beå : L = 4 m Theå tích höõu ích cuûa beå laø: V = 4 * 3,5 * 2 = 28 (m3) Thôøi gian löu nöôùc: t = = 0,37 (h) = 22 (phuùt) Trong ñoù: Qhmax : löu löôïng tính toaùn lôùn nhaát, Qhmax = 75 m3/h Töø hoá thu gom, nöôùc thaûi ñöôïc bôm qua beå ñieàu hoøa baèng bôm chìm. Tính bôm chìm ñeå bôm nöôùc thaûi N = = 0,87 (kW) = 1,17 (Hp) à Choïn caëp maùy bôm coâng suaát : 2 (Hp) Trong ñoù : Qhmax : löu löôïng nöôùc thaûi (m3/s) H : toån thaát aùp löïc (m) H = hc + hd + Hbeå = 0,4 + 3 = 3,4 (m) Vôùi hd, hd laø toån thaát aùp löïc do ma saùt doïc theo chieàu daøi oáng daãn vaø toån thaát cuïc boä taïi caùc ñieåm uoán, khuùc quanh Hc + hd £ 0,4 m, choïn hd + hc = 0,4 m : khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc (kg/m3) : hieäu suaát bôm (%) Keát quaû tính toaùn hoá thu gom Thoâng soá Ñôn vò Giaù trò Chieàu daøi (L) m 4 Chieàu roäng (B) m 3,5 Chieàu cao (H) m 3 Theå tích thöïc cuûa beå m3 42 Thôøi gian löu nöôùc Phuùt 20 Coâng suaát bôm chìm Hp Beå ñieàu hoøa Kích thöôùc beå ñieàu hoøa Vôùi kích thöôùc cuûa beå ñieàu hoøa hieän nay (daøi * roäng * cao = 10 * 7 * 5m), ta coù theå taän duïng laïi. Choïn: - Chieàu roäng beå: B = 9 m - Chieàu daøi beå: L = 10 m - Choïn chieàu cao toång coäng cuûa beå: H = 5m Vôùi chieàu cao höõu ích laø 4,5m vaø chieàu cao baûo veä hbv = 0,5 m - Theå tích beå: V = 9 * 10 * 5 = 450 (m3) - Vaäy thôøi gian löu nöôùc trong beå: t = = 6 (h) Ñöôøng kính oáng daãn nöôùc thaûi vaøo vaø ra khoûi beå (m) =133 (mm) Trong ñoù: v: vaän toác nöôùc chaûy trong oáng, v = 0,9 ÷1,5 m/s, choïn v = 1,5 m/s à Choïn oáng nhöïa uPVC 150 mm Þ v = = = 1,18 (m/s) Heä thoáng caáp khí cho beå ñieàu hoøa - Löu löôïng khí caàn cung caáp cho beå ñieàu hoøa: Q = V * q = 450 * 0,9 = 405 (m3/h) = 0,1125 (m3/s) Trong ñoù: V: theå tích thöïc cuûa beå ñieàu hoøa, V = 450 m3 Q: löôïng khí caàn cung caáp cho 1m3 dung tích beå trong 1 phuùt, q = 0,01 ÷ 0,015 m3 khí/m3 beå.phuùt, choïn q = 0,015 m3 khí/m3 beå.phuùt hay q = 0,9 m3 khí/m3 beå.h Tính oáng daãn khí Thieát bò phaân phoái khí trong beå ñieàu hoøa laø caùc oáng gang coù ñuïc loã, goàm 9 oáng ñaët doïc theo chieàu daøi beå vôùi chieàu daøi moãi oáng laø 9m, caùc oáng ñaët caùch nhau 1m vaø caùch thaønh beå 1m. - Ñöôøng kính oáng daãn khí chính: Vôùi: vk : vaän toác khí trong oáng daãn chính, vk = 10 ÷15 m/s, choïn vk = 15 m/s à (m) = 98 (mm) Choïn oáng theùp coù ñöôøng kính D = 100 mm - Löu löôïng khí qua moãi oáng nhaùnh: (m3/s) Choïn vaän toác khí trong oáng nhaùnh laø: 15 m/s - Ñöôøng kính oáng nhaùnh daãn khí: (m) = 35 (mm) à Choïn oáng nhaùnh daãn khí baèng theùp, 35 mm Cöôøng ñoä suïc khí treân 1m chieàu daøi oáng: (m3/h.ngaøy) Löu löôïng khí qua 1 loã: Trong ñoù: vloã : vaän toác khí qua loã, vloã = 15 ÷20 m/s (TCXD_51_84), choïn vloã = 15 m/s dloã : ñöôøng kính loã, dloã = 2 ÷5 mm, choïn dloã = 4 mm = 0,004 m Þ (m3/s) = 2,13 (m3/h) - Soá loã treân 1 oáng: (loã) à Choïn N = 24 loã/oáng nhaùnh Soá loã treân 1m oáng nhaùnh: (loã) à Choïn n = 3 loã/m oáng nhaùnh Tính maùy thoåi khí AÙp löïc caàn thieát cho heä thoáng phaân phoái khí: Hk = hd + hc + hf + H Trong ñoù: hd, hc : toån thaát aùp löïc do ma saùt doïc theo chieàu daøi oángdaãn vaø toån thaát cuïc boä taïi caùc ñieåm uoán, khuùc quanh hd + hc £ 0,4 m, choïn hd + hc = 0,4m hf : toån thaát qua thieát bò phaân phoái khí, hf £ 0,5m, choïn hf = 0,5m H : chieàu saâu höõu ích cuûa beå ñieàu hoøa, H = 4,5m Þ Hk = 0,4 + 0,5 + 4,5 = 5,4 (mH2O) AÙp löïc maùy thoåi khí tính theo atmotphe: (atm) Coâng suaát cuûa maùy thoåi khí: Trong ñoù: N : coâng suaát cuûa maùy khí neùn, kW G : troïng löôïng cuûa doøng khoâng khí, kg/s G = Qk * rkhí = 0,1125 * 1,3 = 0,14625 (kg/s) R : haéng soá khí lyù töôûng, R = 8,314 kJ/kmol.oK T1 : nhieät ñoä tuyeät ñoái cuûa khoâng khí ñaàu vaøo T = 25oC Þ T1 = 25 + 273 = 298oK P1 : aùp suaát tuyeät ñoái cuûa khoâng khí ñaàu vaøo, P1 = 1 atm P2 : aùp suaát tuyeät ñoái cuûa khoâng khí ñaàu ra P2 = Pm + 1 = 0,53 + 1 = 1,53 (atm) n = = 0,283 (K = 1,395 ñoái vôùi khoâng khí) 29,7 laø heä soá chuyeån ñoåi e : hieäu suaát cuûa maùy, e = 0,7 ÷ 0,9, choïn e = 0,8 Þ (kW) = 9,24 (Hp) à Choïn maùy khí neùn 10 Hp Taïi beå ñieàu hoøa ñaët 2 maùy thoåi khí 10 Hp hoaït ñoäng luaân phieân nhau. Keát quaû tính toaùn beå ñieàu hoøa STT Thoâng soá Ñôn vò Giaù trò 1 Thôøi gian löu nöôùc (t) h 6 2 Chieàu saâu höõu ích (Hi) m 4,5 3 Kích thöôùc beå ( L*B*H ) m 10 * 9 * 5 4 Theå tích thöïc cuûa beå m3 450 5 Löu löôïng khí caáp (Qk) m3/h 405 6 Ñöôøng kính oáng daãn khí chính mm 100 7 Ñöôøng kính oáng nhaùnh daãn khí mm 60 8 Soá oáng khí nhaùnh oáng 9 9 Soá loã khí treân 1 oáng nhaùnh (n) loã 24 5.2.4. Beå keo tuï – taïo boâng - Thôøi gian löu nöôùc: t = 30 phuùt Theå tích beå V = Q * t = = 25 (m3) - Choïn chieàu cao höõu ích cuûa beå : hi = 2,5 m - chieàu cao baûo veä beå : hbv = 0,3 m à chieàu cao toång coäng : 2,5 + 0,3 = 2,8 (m) - Dieän tích maët thoaùng cuûa beå: F = = = 10 (m2) - Choïn chieàu roäng beå: b = 1,9 m - Tieát dieän ngang cuûa beå: Fn = roäng * saâu = 1,9 * 2,5 = 4,75 (m2) - Chieàu daøi beå: Lb = = = 5,26 (m) Ñeå quaù trình taïo boâng xaûy ra ñöôïc toát vaø gradien giaûm töø ñaàu beå ñeán cuoái beå. Theo chieàu daøi cuûa beå chia beå laøm 3 ngaên. Chieàu daøi moãi ngaên: L = Lb/3 = 5,26/3 = 1,75 (m) choïn L = 1,9 m Theå tích 1 ngaên: V = L * B * H = 1,9 * 1,9 * 2,5 = 9,025 (m3) Tính caùnh khuaáy Choïn loaïi caùnh khuaáy laø caùnh guoàng goàm 1 truïc quay vaø 4 baûn caùnh ñaët ñoái xöùng nhau. Ôû taâm caùc buoàng ñaët guoàng khuaáy theo phöông ñöùng. Ñöôøng kính caùnh caùch 2 meùp töôøng 0,3 m Ñöôøng kính caùnh guoàng: Dck = chieàu roäng beå – 0,3 * 2 = 1,9 – 0,6 = 1,3 (m) - Kích thöôùc baûn caùnh khuaáy: Choïn chieàu roäng baûn caùnh: Bc = 0,1 m chieàu daøi baûn caùnh: Lc = 1,3 m Dieän tích 1 baûn caùnh khuaáy: f = 0,1 * 1,3 = 0,13 (m2) Toång dieän tích 4 baûn caùnh: Fc = 4.f = 4 * 0,13 = 0,52 (m2) - Tyû leä dieän tích caùnh khuaáy / tieát dieän ngang cuûa beå: - Baùn kính baûn caùnh khuaáy: R1 = Dck / 2 = 1,3 / 2 = 0,65 (m) R2 = 0,44 (m) Buoàng phaûn öùng 1: - Soá voøng quay caùnh khuaáy: n = 140 (voøng/phuùt) - Naêng löôïng caàn thieát ñeå quay caùnh khuaáy: N = 51.C.f.v3 = 51.C.f.(v13 + v23) Trong ñoù: f : dieän tích baûn caùnh khuaáy ñoái xöùng f = 2 * 0,13 = 0,26 (m2) v1, v2 : vaän toác chuyeån ñoäng töông ñoái cuûa caùnh khuaáy so vôùi maët nöôùc, m/s C : heä soá söùc caûn cuûa nöôùc, phuï thuoäc tyû leä chieàu daøi vaø chieàu roäng cuûa baûn caùnh khuaáy. + = 5 : C = 1,2 + = 20 : C = 1,5 + > 20 : C = 1,9 Vôùi Lc / Bc = 1,3 / 0,1 = 13 à choïn C = 1,3 - Vaän toác töông ñoái cuûa caùnh khuaáy so vôùi nöôùc: Þ (m/s) (m/s) Vaäy : N = = 8229 (W) - Naêng löôïng tieâu hao cho vieäc khuaáy troän 1m3 nöôùc thaûi: W = (W/m3) - Gradien vaän toác: G = (s-1) Vôùi: m: ñoä nhôùt ñoäng hoïc cuûa nöôùc, ôû 250C, m = 0,0092 kg.m2/s Buoàng phaûn öùng thöù 2 Soá voøng quay caùnh khuaáy: n = 40 (voøng/phuùt) - Vaän toác töông ñoái cuûa caùnh khuaáy so vôùi nöôùc: (m/s) (m/s) - Naêng löôïng caàn thieát: N = = 191,86 (W) - Naêng löôïng tieâu hao cho vieäc khuaáy troän 1m3 nöôùc thaûi: W = (W) - Gradien vaän toác: G = (s-1) Buoàng phaûn öùng thöù 3 - Choïn soá voøng quay caùnh khuaáy: n = 10 voøng/phuùt - Vaän toác töông ñoái cuûa caùnh khuaáy so vôùi nöôùc: (m/s) (m/s) - Naêng löôïng caàn thieát: N = 51 * 1,3 * 0,26 * (0,513 + 0,34543)= 3 (W) - Naêng löôïng tieâu hao cho vieäc khuaáy troän 1m3 nöôùc thaûi: W = (W) - Gradien vaän toác: G = (s-1) Keát quaû tính toaùn beå keo tuï – taïo boâng STT Thoâng soá Ñôn vò Giaù trò 1 Thôøi gian löu nöôùc, t phuùt 30 2 Theå tích höõu ích, V m3 9,025 3 Chieàu saâu höõu ích, Hi m 2.5 4 Kích thöôùc beå (a * a * H) m 1,9 * 1,9 * 2,8 5 Theå tích thöïc cuûa beå m3 10,108 6 Soá ngaên Caùi 3 Sau khi qua beå keo tuï – taïo boâng: Hieäu quaû khöû COD vaø BOD laø 40,02% COD coøn laïi: 959,68 mg/l BOD coøn laïi: 660 mg/l 5.2.5. Beå laéng ñôït I Theo soá lieäu töø moâ hình thöïc nghieäm, ta coù: Thôøi gian löu nöôùc: t = 1,65h Taûi troïng beà maët: v0 = 40 m3/m2.ngaøy Tính kích thöôùc beå - Dieän tích beà maët caàn thieát cuûa beå laéng F = (m²) Trong ñoù: Q: löu löôïng cuûa nöôùc thaûi, 1200 (m3/ngaøy ñeâm) v0: taûi troïng beà maët (m3/m2ngaøy), v0 = 31 ÷ 50 m3/m2ngaøy - Ñöôøng kính beå laéng: (m) - Chieàu cao döï tröõ treân maët thoaùng, choïn h1 = 0,3m - Chieàu cao phaàn nöôùc trong, h2 = 2,8 m Trong ñoù: h2 = v0 * t = 1,67 * 1,65 = 2,76 (m) à choïn h2 = 2,8 m v0 = 40 m/ngaøy = 1,67 m/h t : thôøi gian laéng, t = 1,65h - Chieàu cao phaàn hình choùp, ñaùy doác 450 höôùng veà taâm, choïn h3 = 2,2m Þ Chieàu cao toång coäng cuûa beå: H = h1 + h2 + h3 = 0,3 + 2,8 + 2,2 = 5,3 (m) - Theå tích phaàn hình truï chöùa nöôùc: Vtruï = FBeå * h2 = 30 * 2,8 = 84 (m3) - Theå tích phaàn hình choùp chöùa buøn: Vchoùp = = = 28,6 (m3) Trong ñoù: d laø ñöôøng kính ñaùy hình choùp, d = 1,8m - Theå tích beå laéng: V = Fbeå (h2+h1) +Vchoùp = 30 * (2,8 + 0,3) + 28,6 = 121,6 (m3) Tính oáng trung taâm - Dieän tích oáng trung taâm: Trong ñoù: v laø vaän toác nöôùc chaûy qua oáng trung taâm v £ 30mm/s, choïn v = 30mm/s = 0,03 m/s Q : löu löôïng giôø trung bình, Qhtb = 13,89.10-3 m3/s - Ñöôøng kính oáng trung taâm: (m) - Chieàu cao buoàng phaân phoái trung taâm: Htt = h2 = 2,8 (m) - Chieàu daøi phaàn oáng loe: hl = 1,35.d = 1,35 * 0,77 = 1,04 (m) - Ñöôøng kính phaàn loe cuûa oáng trung taâm = 1,35*ñöôøng kính oáng trung taâm: = 1,04 (m) - Ñöôøng kính taám chaén baèng 1,3 ñöôøng kính phaàn loe cuûa oáng trung taâm = 1,352 (m) - Goùc nghieâng giöõa beà maët taám chaén vôùi maët phaúng ngang laáy baèng 17o Tính maùng thu nöôùc - Tieát dieän ngang cuûa maùng thu nöôùc (m2) Trong ñoù: vm : vaän toác nöôùc chaûy trong maùng v = 0,4m/s (Nguoàn taøi lieäu [Thoaùt Nöôùc Maïng Löôùi Beân ngoaøi vaø Coâng Trình – TCXD 51_84, TS. Laâm Minh Trieát – Voõ Kim Long, NXB Ñaïi Hoïc Quoác Gia TP. Hoà Chí Minh,2003]), choïn v = 0,4m/s - Chieàu roäng maùng thu nöôùc, choïn bm = 0,25m - Chieàu cao maùng tính toaùn: hm = Fm / bm = 0,035 / 0,25 = 0,14(m) - Choïn chieàu cao maùng tính caû phaàn baûo veä: Hm = 0,3m - Chieàu daøi maùng thu nöôùc: Lmaùng = p * (D – 2.bm ) = 3,14 * (6,2 - 2 * 0,25) = 17,89 (m) - Taûi troïng thu nöôùc treân 1 meùt daøi cuûa maùng traøn Ls = Qngaøy / Lmaùng = 1200 / 17,89 = 67,05 (m3/m daøi.ngaøy) Tính taám raêng cöa Maùng raêng cöa ñöôïc neo chaët vaøo thaønh maùng thu nöôùc nhaèm ñieàu hoøa doøng chaûy töø beå vaøo maùng thu nhôø khe dòch chuyeån, ñoàng thôøi maùng raêng cöa coù taùc duïng caân baèng möïc nöôùc treân beà maët beå khi coâng trình bò luùn hoaëc nghieâng. - Ñöôøng kính maùng raêng cöa: Drc = Dbeå = 6,2 (m) - Chieàu daøi maùng raêng cöa: lrc = p.Drc = 3,14 * 6,2 = 19,5 (m) Trong ñoù: btm : laø chieàu daøy thaønh maùng, choïn bm = 0,1m Choïn taám raêng cöa hình chöõ V baèng theùp khoâng gæ daøy 2 mm coù goùc ôû ñaùy 90o (ñeå ñieàu chænh cao ñoä meùp maùng), cao h = 200 mm. Choïn: Soá khe : 4khe/1m daøi Beà roäng raêng cöa : brc = 100 (mm) Beà roäng khe : bk = 150( mm) Chieàu saâu khe : hk=bk/2= 150/2= 75(mm) Chieàu cao toång coäng cuûa maùng raêng cöa : h = 200 mm Toång soá khe : n = 4.lrc = 4 * 19,5 = 77,87 (khe) choïn n = 78 khe - Löu löôïng nöôùc vaøo moãi khe chöõ V qkhe = (m3/khe.ngaøy) - Chieàu cao möïc nöôùc trong khe chöõ V Ta coù: Trong ñoù: Cd : heä soá chaûy traøn, choïn Cd = 0,6 q : goùc raêng cöa, q = 900 Þ = = 0,028 (m) < 0,075 (m) Löôïng buøn sinh ra Haøm löôïng SS ñi vaøo beå laéng I : SS = 494 mg/l = 494 g/m3 Hieäu quaû xöû lyù caën : 72% vaø taûi troïng 40 m3/m2.ngaøy - Löôïng buøn sinh ra moãi ngaøy M = = 426 816 (gSS/ngaøy) = 426,816 (kg/ngaøy) - Giaû söû buøn töôi cuûa nöôùc thaûi coù haøm löôïng caën 5% (ñoä aåm 95%), tæ soá MLVSS / MLSS = 0.8 vaø khoái löôïng rieâng cuûa buøn töôi laø 1053 kg/m3. Vaäy löôïng buøn caàn phaûi xöû lyù laø: Q = (m3/ngaøy) - Löôïng buøn töôi coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc Mtöôi (VSS) = 0,8 * 426,816 = 341,45 (kg/ngaøy) Hieäu quaû xöû lyù BOD5 , COD, SS Sau khi qua beå laéng 1, töø moâ hình thöïc nghieäm ta coù: Hieäu quaû khöû SS laø 72%, töø 494 mg/l xuoáng coøn 138,32 mg/l Heäu quaû khöû COD vaø BOD laø 30,5%: COD töø 959,68 mg/l xuoáng coøn 671,78 mg/l BOD töø 660 xuoáng coøn 458,7 mg/l Keát quaû tính toaùn Beå laéng I STT Thoâng soá Ñôn vò Giaù trò 1 Thôøi gian löu nöôùc, t h 30 2 Ñöôøng kính beå m 6,2 3 Chieàu cao toång coäng cuûa beå m 5,3 4 Ñöôøng kính oáng trung taâm m 0,77 5 Löôïng buøn sinh ra moãi ngaøy kg/ngaøy 426,816 6 Löôïng buøn caàn xöû lyù m3/ngaøy 8,11 Beå aerotank Thoâng soá ñaàu vaøo: - Löu löôïng nöôùc thaûi trung bình: Qtbngaøy = 1200 m3/ngaøy ñeâm - Haøm löôïng BOD5 cuûa nöôùc thaûi daãn vaøo beå Aerotank: S0 = 458,7 mg/l. Choïn soá lieäu an toaøn: S0 = 600 mg/l - Haøm löôïng COD = 666,98 mg/l - Haøm löôïng SS = 138,32 mg/l - Nhieät ñoä nöôùc thaûi: t = 250 - Haøm löôïng BOD5 trong nöôùc thaûi caàn ñaït sau xöû lyù: S = 40 mg/l - Haøm löôïng chaát lô löûng caàn ñaït sau xöû lyù: SS = 50 mg/l, trong ñoù 65% laø caën coù theå phaân huûy sinh hoïc (a = 65%) Thoâng soá löïa choïn: Thôøi gian löu buøn hoaït tính, qc = 5 ¸ 15 ngaøy, choïn qc = 10 ngaøy Haøm löôïng buøn hoaït tính trong nöôùc thaûi ôû ñaàu vaøo beå: X0 = 0 mg/l Haøm löôïng buøn hoaït tính trong beå Aeroten, X = 2500 ¸ 4000 mg/l, choïn X = 3000 mgVSS/l (S0 ³ 200) Noàng ñoä buøn hoaït tính tuaàn hoaøn: Xb = 10.000 mg/l Tyû soá F / M = 0,2 ¸ 0,6 kgBOD/kgVSS.ngaøy Tyû soá f = BOD5 / COD = 0,68 Tyû soá giöõa löôïng chaát raén lô löûng bay hôi (MLVSS) vôùi löôïng chaát raén lô löûng (MLSS) coù trong nöôùc thaûi laø: = 0,8 Heä soá sinh tröôûng cöïc ñaïi: Y = 0,4 ¸ 0,8 mgVSS/mgBOD5, choïn Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5 Heä soá phaân huûy noäi baøo: Kd = 0,06 ngaøy-1 Ñoä tro cuûa caën höõu cô: Z = 0,3 Cheá ñoä xaùo troän hoaøn toaøn Xaùc ñònh haøm löôïng BOD5 hoaø tan trong nöôùc thaûi ôû ñaàu ra - Toång BOD5 ra = BOD5 hoaø tan ra töø beå Aeroten + BOD5 cuûa caën lô löûng ñaàu ra - Noàng ñoä BOD5 cuûa nöôùc thaûi ñaàu ra: = 40 mg/l - Haøm löôïng chaát lô löûng (caën) coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc ôû ñaàu ra: b = a * BOD5ra = 0,65 * 40 = 26 (mg/l) - COD cuûa chaát lô löûng coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc ôû ñaàu ra: c = 1,42 * b * (1 – Z) = 1,42 * 26 * (1 – 0,3) = 25,844 (mg/l) - BOD5 cuûa chaát lô löûng ôû ñaàu ra: d = f.c = 0,68 * 25,844 = 17,57 (mg/l) - Löôïng BOD5 hoaø tan trong nöôùc thaûi ôû ñaàu ra: e = BOD5chopheùp - d = 40 – 17,57 = 22,43 (mg/l) Hieäu quaû xöû lí - Hieäu quaû xöû lí tính theo BOD5 hoaø tan: E1 = = = 97,07% - Hieäu quaû xöû lí BOD hoaøn toaøn: E2 = Tính toaùn kích thöôùc beå aerotank - Theå tích beå Aerotank: V = Trong ñoù: Q : Löu löôïng trung bình ngaøy, m3/ngaøy ñeâm Y : Heä soá saûn löôïng buøn cöïc ñaïi, choïn Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5 : Thôøi gian löu buøn, choïn = 10 ngaøy X : Noàng ñoä chaát lô löûng deã bay hôi trong buøn hoaït tính, choïn X = 3000 mg/l Kd : Heä soá phaân huûy noäi baøo, Kd = 0,06 ngaøy-1 S0 : Noàng ñoä BOD5 cuûa nöôùc thaûi daãn vaøo beå aerotank, S0 = 600 mg/l S : Noàng ñoä BOD5 hoaø tan cuûa nöôùc thaûi ra beå aerotank, S = 28,03 mg/l à V = » 866 (m3) - Vôùi kích thöôùc cuûa beå suïc khí hieän taïi (daøi * roäng * cao = 16 * 11 * 5m), ta taän duïng laïi ñeå laøm beå Aerotank nhö sau: Choïn: - Choïn chieàu cao beå: 5m, vôùi chieàu cao baûo veä hbv = 0,5 m. - chieàu daøi beå: L = 18m - Chieàu roäng beå: B = 11m - Theå tích thöïc cuûa beå: Vt = L * B * H = 18 * 11 * 5 = 990 (m3) Thôøi gian löu nöôùc trong beå Aerotank = = = 0,7217 (ngaøy) = 17,32 (h) Kieåm tra tæ soá F/M & taûi troïng höõu cô - Tæ soá F/M: = = = 0,28 (mgBOD5/mgbuøn.ngaøy) - Taûi troïng theå tích: Ls = = = 0,83 (kgBOD5/m3.ngaøy) Caû 2 giaù trò naøy ñeàu naèm trong giôùi haïn cho pheùp ñoái vôùi Aerotank xaùo troän hoaøn toaøn: F/M = 0,2 ¸ 1 mgBOD5/mgMLVSS.ngaøy Ls = 0,8 ¸ 1,9 kgBOD5/m3.ngaøy Tính löôïng buøn thaûi boû moãi ngaøy - Heä soá saûn löôïng quan saùt: Yb = = = 0,375 (ngaøy-1) - Löôïng sinh khoái gia taêng moãi ngaøy do khöû BOD5 tính theo haøm löôïng chaát lô löûng (SS): Px == = 259,91 (kgVSS/ngaøy) - Löôïng taêng sinh khoái gia taêng toång coäng tính theo haøm löôïng chaát lô löûng: Px (SS) = = = 371,3 (kgSS/ngaøy) - Löôïng buøn thaûi boû moãi ngaøy (Px ) = Löôïng taêng sinh khoái tính theo haøm löôïng chaát lô löûng – Haøm löôïng chaát lô löûng coøn laïi trong doøng ra Pxaû = Px (SS) - Pra Pra = Q * SSñaàura = 1200 * 40 * 10-3 = 48 (kgSS/ngaøy) Þ Pxaû = 371,3 – 48 = 323,3 (kg/ngaøy) Xaùc ñònh löu löôïng buøn dö thaûi boû Buøn dö ñöôïc xaû boû, daãn ñeán beå neùn buøn töø ñöôøng oáng daãn buøn tuaàn hoaøn - Löu löôïng buøn dö thaûi boû: = à Qx = Trong ñoù: Xt : Noàng ñoä buøn hoaït tính trong doøng tuaàn hoaøn ( caën khoâng tro ) Xt = (1 - Z) * Xb = (1 – 0,3) * 10000 = 7000 (mg/l) Xr : Noàng ñoä buøn hoaït tính trong nöôùc ra khoûi beå Xr = (1 – Z) * c = (1 – 0,3) * 25,844 = 18,09 (mg/l) Qra : Löu löôïng nöôùc thaûi ra khoûi beå Aerotank, xem löôïng nöôùc thaát thoaùt do tuaàn hoaøn buøn laø khoâng ñaùng keå, Qr = Qv = 1200 (m3/ngaøy) Qx = = 34,01 (m3/ngaøy) - Xaùc ñònh thôøi gian tích luyõ caën: t = » 10 (ngaøy) à Thôøi gian löu thöïc teá lôùn hôn thöïc teá laø 3-4 laànà T = 30 (ngaøy) - Xaùc ñònh löôïng buøn höõu cô xaõ ra haèng ngaøy khi heä thoáng ñaõ oån ñònh: B = Qx *Xb = 34,01 * 10000 *10-3 = 340,1 (kg/ngaøy) - Caën bay hôi: B’= (1-Z) * B = (1 – 0,3) * 340,1 = 238,07 (kg/ngaøy) - Caën bay hôi ñaõ xöû lyù ra khoûi beå laéng: B” = Qr * Xr = 1200 * 18,09 * 10-3 = 21,708 (kg/ngaøy) - Toång caën höõu cô sinh ra: B’+B” = 238,07 + 21,708 = 259,78 (kg/ngaøy) = Px Xaùc ñònh tæ soá tuaàn hoaøn buøn Hình 5.3 : Sô ñoà tuaàn hoaøn nöôùc ôû beå Aerotank - Phöông trình caân baèng vaät chaát cho beå Aerotank: Q * Xo + Qth * Xth = (Q + Qth) * X Trong ñoù: Q : Löu löôïng nöôùc thaûi, Q = 1200 m3/ngaøy Xt : Noàng ñoä buøn tuaàn hoaøn daãn vaøo Aerotank, Xt = 5600 mg/l Qth : Löu löôïng buøn hoaït tính tuaàn hoaøn, m3/ngaøy X : Noàng ñoä chaát deã bay hôi trong hoãn hôïp buøn hoaït tính, X = 3000 mg/l - Löu löôïng tuaàn hoaøn: = Þ Qth = = = 900 (m3/ngaøy) Vaäy, ta coù a = = = 0,75 Tính toaùn ñöôøng oáng daãn nöôùc vaø buøn - Ñöôøng kính oáng daãn nöôùc ra khoûi beå Aerotank: Dn = Trong ñoù: vn: Vaän toác nöôùc chaûy trong oáng daãn, choïn vn = 1 m/s à Dn = = 0,133 (m) = 133 (mm) Choïn oáng nhöïa uPVC daãn nöôùc ra khoûi beå Aerotank coù 150 mm. - Ñöôøng kính oáng daãn buøn tuaàn hoaøn: Db = Trong ñoù: Qth : Löu löôïng buøn tuaàn hoaøn, Qth = 900 m3/ngaøy = 0,0104 m3/s vb : Vaän toác buøn chaûy trong oáng trong ñieàu kieän bôm, vb = 1 2 m/s, choïn vb = 1,5 m/s à Db = = 0,094 (m) = 94 (mm) Choïn oáng daãn buøn laø oáng nhöïa PVC, ñöôøng kính 100 mm - Tính toaùn ñöôøng daãn buøn dö: Löu löôïng buøn dö: Qw = 34,01 m3/ngaøy = 0,00039 m3/s D = = = 0,018 (m) = 18 (mm) Choïn vaän toác buøn trong oáng v = 1,5 m/s Choïn oáng uPVC , coù 50 mm Xaùc ñònh löôïng khoâng khí caàn thieát cung caáp cho beå Aerotank - Löôïng oxi caàn thieát theo ñeàu kieän chuaån cuûa phaûn öùng ôû 20oC: OCo = - 1,42Px Trong ñoù: So : Noàng ñoä BOD5 ñaàu vaøo, So = 600 mg/l S : Noàng ñoä BOD5 hoaø tan ñaàu ra, S = 22,43 mg/l f = 0,68 Px : Löôïng sinh khoái gia taêng moãi ngaøy tính theo haøm löôïng chaát raén deã bay hôi, Px = 257,39 kgVSS/ngaøy à OCo = = 650,17 (kgO2/ngaøy) - Löôïng oxi caàn thieát trong ñieàu kieän thöïc teá: OCt = OC0 Trong ñoù: Cs20 : Noàng ñoä oxi baõo hoaø trong nöôùc saïch ôû 200C, Cs20 = 9,09 mg/l Cs25 : Noàng ñoä oxi baõo hoøa trong nöôùc saïch ôû 250C, Cs25 = 8,28 mg/l Cd : Noàng ñoä oxi caàn duy trì trong beå, Cd = 1,5 2 mg/l, choïn Cd = 2 mg/l T : nhieät ñoä nöôùc thaûi, T = 250C b : heä soá ñieàu chænh löïc caêng beà maët theo haøm löôïng muoái, ñoái vôùi nöôùc thaûi coâng nghieäp, b = 1 : Heä soá ñieàu chænh löôïng oxi ngaám vaøo nöôùc thaûi do aûnh höôûng cuûa haøm löôïng caën, chaát hoaït ñoäng beà maët, thieát bò laøm thoaùng, kích thöôùc & hình daùng beå Noàng ñoä caën lô löûng trong buøn X = 3000 mg/l = 3 g/l < 4 g/l, do ñoù choïn a = 0,7 (theo taøi lieäu [Tính Toaùn Thieát Keá Caùc Coâng Trình Xöû Lyù Nöôùc Thaûi, Tròn