Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu công nghiệp công suất 18000 m3/ngày đêm

MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Nöôùc thaûi laø moái quan taâm haøng ñaàu, caùc cô sôû saûn xuaát, caùc khu coâng nghieäp khi söû duïng nguoàn nöôùc saïch ñeå saûn xuaát, sinh hoaït… ñeå roài traû laïi chính nguoàn nöôùc ñoù nhöng ñaõ thay ñoåi hoaøn toaøn veà chaát löôïng. Nöôùc naøy ñöôïc xaû trôû laïi caùc doøng soâng ñeå roài phaùt taùn oâ nhieãm leân caû moät heä thoáng soâng ngoøi. Yeâu caàu caáp thieát caùc cô sôû saûn xuaát, nhaø maùy phaûi coù traùch nhieäm vôùi nguoàn nöôùc thaûi cuûa mình, caàn thöïc hieän caùc giaûi phaùp ñeå xöû lyù phuø hôïp vôùi chuaån möïc chung ñeà ra (caùc quy chuaån nhaø nöôùc ban haønh, hoaëc yeâu caàu töø cô quan ñòa phöông chòu traùch nhieäm) tröôùc khi xả ra nguoàn tieáp nhaän. Nhaø nöôùc coù vai troø quan troïng ñeå ñaûm baûo hoï thöïc hieän, caàn ban haønh luaät ñònh phuø hôïp vaø caùc bieän phaùp cöôõng cheá baét buoäc thöïc thi cuõng nhö caùc giaûi phaùp khuyeán khích moïi ngöôøi thöïc hieän nghóa vuï cuûa mình. Xaây döïng heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi hoaøn chænh cho baát cöù Khu coâng nghieäp hay cô sôû saûn xuaát cuõng khoâng ñôn giaûn, noù ñoøi hoûi kinh phí thöïc hieän vaø tính chaát khoa hoïc (xaây döïng, vaän haønh, söõa chöõa, baûo trì …), cuõng nhö dieän tích ñaát xaây döïng lôùn. Chính ñieàu naøy laøm cho caùc chuû ñaàu tö e ngaïi vaø khoâng muoán chaáp haønh duø bieát raèng nöôùc thaûi cuûa hoï aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng, vaø haønh ñoäng naøy vi phaïm vôùi luaät ñònh. Nhöng neáu caûi thieän heä thoáng xöû lyù sao cho kinh phí xaây döïng, vaän haønh, heä thoáng laøm vieäc oån, dieän tích ñaát ít, vaän haønh heä thoáng ñôn giaûn (cô cheá töï ñoäng) thì caùc chuû ñaàu tö seõ thöïc hieän vôùi tinh thaàn traùch nhieäm cao hôn, töø ñoù giuùp uy tín doanh nghieäp, thu huùt khaùch haøng ñaàu tö vaøo KCN. Chính vì thöïc tieãn veà söï phaùt trieån coâng nghieäp hieän nay keùo theo söï oâ nhieãm moâi tröôøng ngaøy moät gia taêng taïi Vieät Nam, thì vaán ñeà giaûi quyeát oâ nhieãm moâi tröôøng laø tính caáp thieát cho xaõ hoäi vaø cho caùc doanh nghieäp hieän nay. Vì vaäy maø ñeà taøi nghieân cöùu tính toaùn, löïa choïn coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi thích hôïp ñoái vôùi KCN An Taây ñöôïc choïn ñeå thöïc hieän. Mục tiêu đề tài Đề tài nhằm vào mục tiêu chính: Tìm hiểu ôn lại kiến thức đã học nắm được các vấn đề liên quan giữa lý thuyết và thực tế. Đề xuất công nghệ xử lý nước thải thích hợp cho khu công nghiệp An Tây, nhằm giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường cho khu vực. Giải quyết vấn đề kiện tụng về ô nhiễm môi trường đối với chủ đầu tư khu công nghiệp. Tính toaùn thieát keá caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi cuûa khu coâng nghieäp. Tính toaùn chi phí xaây döïng, vaän haønh. Baûn veõ sô ñoà coâng ngheä, maët baèng traïm xöû lyù vaø baûn veõ chi tieát coâng trình ñơn vị. Nội dung nghiên cứu Phaân tích löïa choïn phöông aùn, tính toaùn thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi cho khu coâng nghieäp coâng suaát 18000 m3/ngaøy ñeâm nhaèm ñaûm baûo nöôùc thaûi ñaàu ra (ñöôïc thaûi ra moâi tröôøng tieáp nhaän), ñaït tieâu chuaån cho pheùp (QCVN 24:2009/BTNMT (coät A)). Phạm vi ứng dụng đề tài Áp dụng cho một trường hợp cụ thể, đó là chọn lựa công nghệ thích hợp cho nhà máy xử lý tập trung của khu công nghiệp An Tây, nhằm đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra của KCN ít ảnh hưởng tới nguồn tiếp nhận là sông Sài Gòn, là nguồn nước cấp cho thành phố Hồ Chí Minh và Bình Dương… Mặt khác giảm thiểu tối đa sự ảnh hưởng của KCN tới môi trường đặc biệt là ảnh hưởng tới người dân trong khu vực xung quanh. Giải quyết vấn đề kiện tụng của người dân, được người dân ủng hộ việc xây dựng KCN nhằm phát triển kinh tế trong vùng, giải quyết công ăn việc làm cho con em trong khu vực dự án và trên toàn quốc. Giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường thực hiện đúng pháp luật về bảo vệ môi trường của nhà nước, thu hút doanh nghiệp trong và ngoài nước đầu tư vào KCN sinh lợi nhuận cho chủ đầu tư, giải quyết được công ăn việc làm cho người dân. Ngoài ra đề tài còn có thể áp dụng cho các khu công nghiệp khác trên cả nước với qui mô tương tự. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG TY Giới thiệu chung Khu công nghiệp An Tây với diện tích 500 ha do công ty TNHH ASCENDAS-PROTRADE làm chủ đầu tư (trụ sở chính đặt tại xã An Tây, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương). Có Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số 462045000306 ngày 29 tháng 10 năm 2007 do ban quản lý các KCN tỉnh Bình Dương cấp, với ngành nghề: đầu tư xây dựng, kinh doanh kết cấu hạ tầng KCN. Công ty có vốn điều lệ 50 triệu USD tương đương 808,25 tỷ đồng; vốn pháp định 20 triệu USD. Dự án có tổng vốn đầu tư là 150 triệu USD với thời hạn thực hiện là 50 năm kể từ ngày được cấp Giấy chứng nhận đầu tư. Doanh nghiệp được hưởng các ưu đãi như: thuế thu nhập doanh nghiệp hàng năm là 10% lợi nhuận thu được trong 15 năm kể từ khi bắt đầu hoạt động kinh doanh; thuế thu nhập doanh nghiệp hàng năm bằng 28% thời gian còn lại. Công ty Cổ Phần Khoáng sản và Xây dựng Bình Dương (BIMICO) là công ty mẹ của công ty TNHH ASCENDAS-PROTRADE. Công ty Cổ Phần Khoáng sản và Xây dựng Bình Dương (BIMICO) tiền thân là doanh nghiệp nhà nước được thành lập ngày 13/01/1993 theo quyết định số 62/QĐUB của UBND tỉnh Sông Bé nay là tỉnh Bình Dương. Hình 1.1: Văn phòng công ty BIMICO Công ty được cổ phần hóa và đi vào hoạt động theo loại hình công ty cổ phần từ tháng 5/2006 với vốn điều lệ là 70 tỉ đồng. Trong đó nhà nước giữ cổ phần chi phối 51%, còn lại các cổ đông là: Cán bộ công nhân viên, nhà đầu tư chiến lược và cổ đông bên ngoài.   Công ty có chức năng thăm dò, khai thác chế biến khoáng sản, thi công giếng khoan, khai thác nước ngầm, sản xuất kinh doanh vật liệu xây dựng, nước uống tinh khiết đóng chai, xây dựng cơ sở hạ tầng kỹ thuật, kinh doanh khu công nghiệp, thi công các công trình giao thông, công trình công nghiệp và dân dụng, đầu tư kinh doanh du lịch và các dịch vụ khác. Về khai thác mỏ: công ty đang tổ chức và quản lý mỏ đá xây dựng Tân Đông Hiệp, mỏ đá xây dựng Phước Vĩnh, mỏ đá xây dựng Thường Tân, mỏ cao lanh Tân Lập, mỏ sét gạch ngói Khánh Bình, mỏ cao lanh An Lập, chế biến cung ứng các loại nguyên liệu khoáng, sản xuất nước uống tinh khiết đóng chai, sản xuất gạch ngói tuynel, sản xuất cống bê tông ly tâm. Về đầu tư kinh doanh cơ sở hạ tầng khu công nghiệp. Trên cơ sở thành công của khu công nghiệp Đất Cuốc với tổng diện tích: 212,84 ha tại xã Tân Thành, huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương. Công ty đã nắm bắt được xu hướng mở cửa phát triển công nghiệp của nhà nước, vì vậy đã mạnh dạn đầu tư phát triển xây dựng cơ sở hạ tầng KCN An Tây. Vị trí địa lý xây dựng KCN Vị trí: - Phía Ñoâng: giaùp ñaát troàng cao su vaø nhaø daân. - Phía Taây: giaùp ñaát trồng cao su của daân, ñöôøng ÑT744. - Phía Nam: giaùp KCN Mai Trung, KCN Vieät Höông, ñaát troàng cao su, nhaø daân. - Phía Baéc: giaùp KCN Raïch Baép, xoùm Beán Coø, nhaø daân. KCN An Taây thuoäc xã An Tây, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương nằm trên cửa ngõ phía Bắc, vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, tiếp giáp với tỉnh Bình Phước, các tỉnh vùng cao Tây Nguyên và gần với danh giới phía Đông Bắc Campuchia, nên rất thuận lợi cho việc cung cấp nhiên liệu sản suất các ngành công nghiệp chế biến các mặt hàng từ nông lâm sản, đặc biệt là các loại cây cao su, ca phê, điều, các loại gỗ các loại khoáng sản khác. Khu công nghiệp có vị trí thuận lợi về giao thông liên lạc với sân bay, cảng sông và các trung tâm thương mại. Từ KCN An Tây đến Khoảng cách 1 Sân bay Tân Sơn Nhất, cảng Sài Gòn, trung tâm Tp.HCM 55 km 2 Thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương 20 km 3 Thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai 45 km 4 Cảng sông Vinaconex do tổng công ty XNK Bộ xây dựng đầu tư 03 km 5 Cửa khẩu Mộc Bài, Tây Ninh 70 km Cơ sở hạ tầng: Đường giao thông + Đường bộ - Tuyến đường Quốc lộ 13 và đường ĐT 744 rộng 20m dẫn đến KCN. - Đường nội bộ: Đường chính: rộng 30 – 40 m Đường phụ: rộng 20 – 24 m + Đường thủy, cảng: KCN nằm gần nhánh sông Sài Gòn, cách cảng Vinaconex do tổng công ty XNK Bộ Xây dựng đầu tư 3 km. Điện: tuyến dây trung thế 22KV chạy dọc đường ĐT 744. Hệ thống nước cấp: nguồn nước từ nước mặt sông Sài Gòn được xử lý. Nhà máy xử lý nước thải: Công suất 18.000 m3/ng, nước thải được xử lý cục bộ trong các nhà máy và tại trạm xử lý nước thải trung trước khi thải ra sông Sài Gòn. Mạng lưới thông tin: hệ thống cáp ngầm do Bưu điện tỉnh Bình Dương đã đầu tư. Đường đi thị xã Đường DT 744 Vinacomex Soâng Saøi Goøn Keânh Thò Tính Khu công nghiệp An Tây Hình 1.2: Vị trí không gian khu công nghiệp An Tây Khu công nghiệp An Tây Hình 1.3: Vị trí địa lý khu công nghiệp An Tây - Cơ cấu sử dụng đất KCN: LOẠI ĐẤT Diện tích (ha) Tỉ lệ (%) Đất dùng cho sản xuất công nghiệp 335,2417 67,040 Đất kho bãi 19,6420 3,928 Đất XD công trình điều hành và DV 16,4102 3,282 Đất cây xanh 50,3622 10,071 Đất công trình đầu mối HTKT 2,2586 0,465 Đất giao thông 76,0853 15,215 TỔNG CỘNG 500 100 - Tổng diện tích: 500 ha - Hiện trạng KCN:    Đầu tư CSHT đến tháng 9/2008 * Tổng vốn đầu tư CSHT được duyệt: 1.479.097 triệu VNĐ. * Tổng vốn đền bù giải tỏa, san lắp:   437.923 triệu VNĐ, đạt 30 %. Tổng quan về môi trường trong khu vực Điều kiện tự nhiên: Thực vật chủ yếu là cây cao su, điều và cây công nghiệp dài ngày. Khu vực có hai nhánh sông chính đi qua là sông Sài Gòn và sông Thị Tính. - Không mưa bão, động đất; có 2 mùa rõ rệt trong năm: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. - Địa hình khu vực bằng phẳng, độ chênh cao không đáng kể khoảng 0,1%; - Địa chất nền móng xây dựng tương đối cao, cường độ đất đạt trung bình từ 1,5 - 2,0 kg / cm² (đất nền rất cứng nên không phải đóng cọc trong hầu hết các trường hợp, có thể bắt đầu ngay việc xây dựng nhà xưởng); - Khí hậu giống như thành phố Hồ Chí Minh; - Nhiệt độ trung bình trong năm là 26,7 0C (14oC – 38oC); - Độ ẩm trung bình là 79-80%, - Lượng mưa trung bình hàng năm 1.600 - 1.700 mm, số giờ nắng trung bình 2.500 - 2.800 giờ, gió thường theo hướng Tây Nam.  Điều kiện kinh tế - xã hội tại khu vực: Huyện Bến Cát nằm ở phía Nam tỉnh Bình Dương, phía Bắc giáp với huyện Dầu Tiếng và huyện Phú Giáo, phía Nam giáp với thị xã Thủ Dầu Một, phía Đông giáp huyện Tân Uyên, phía Tây giáp với thành phố Hồ Chí Minh mà ranh giới là sông Sài Gòn. Theo số liệu thống kê năm 2003, huyện Bến Cát có 1 thị trấn và 14 xã với diện tích là 558,37 km2, trong đó đất trồng lúa: 5854 ha, trồng rau đậu: 1056 ha, trồng mía: 282 ha, trồng lạc: 439 ha, trồng cà phê: 1 ha, trồng điều: 1847 ha, trồng cao su: 14682 ha. Dân số huyện Bến Cát là 116.618 người, trong đó: nam giới 48%, nữ giới 52%. Số người sống ở khu vực thành thị là 11.539 người, số người sống ở nông thôn: 105.069. Mật độ trung bình: 198 người/km2. Khu công nghiệp An Tây xây dựng tại khu vực xã An Tây, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương. Xã An Tây tiếp giáp với xã An Điền, Thanh Tuyền, Phú An và phía Nam giáp vớ sông Sài Gòn, có diện tích là 2.500 ha. Toàn xã có 3.200 người trong độ tuổi lao động. Người dân ở đây sống chủ yếu bằng công việc trồng trọt là chủ yếu như trồng điều, cao su, cây ăn trái, … với mức sống trung bình 350kg/người (quy ra thóc). CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ Xác định lưu lượng cần xử lý Khu công nghiệp An Tây có diện tích 500 ha đang trong giai đoạn giải tỏa và thiết kế thi công và mời nhà đầu tư vào KCN cho nên các nghành nghề được phép đầu tư vào khu công nghiệp đều phải thông qua các cấp chính quyền của tỉnh Bình Dương. KCN An Tây nằm trên địa bàn xã An Tây, huyện Bến Cát tỉnh Bình Dương, là vùng tam giác sắt trong chiến tranh, là vùng nhạy cảm về vấn đề môi trường trên địa bàn tỉnh Bình Dương. Hiện tại trên địa bàn xã An Tây, An Điền, Phú An các dự án sản xuất có tính ô nhiêm nặng đều không được cấp phép xây dựng đầu tư như : thuộc da, dệt nhuộm, xi ma,…. Đây cũng là điều làm giảm sức thu hút đầu tư của KCN nhưng thuận lợi cho quá trình giám sát và thực thi môi trường, nhằm đảm bảo chất lượng môi trường trong khu vực. Nước thải của khu công nghiệp gồm có nước thải từ quá trình sản xuất của các doanh nghiệp trong KCN sau này và nước thải sinh hoạt của công nhân làm việc trong các xí nghiệp trong khu công nghiệp. Dự kiến KCN An Tây khi đi vào hoạt động ổn định thu hút khoảng 690.00 lao động. 3.3.1. Nước thải sản xuất công nghiệp: Là nước thải từ quá trình sản xuất công nghiệp của các doanh nghiệp trong KCN vì đang trong giai đoạn giải tỏa nên tính nước thải công nghiệp theo diện tích đất của KCN. Qsx = qtc*s = 18*335.2417= 6034.35(m3/ngày). Trong đó: S: Diện tích đất sản suất công nghiệp 335.2417ha qtc: Là tiêu chuẩn thải nước thải công nghiệp theo diện tích. Đối với các ngành nghề công nghiệp sản xuất ra sản phẩm khô thì lượng nước thải là từ 9 đến 14 (m3/ha.ngày). Đối với các ngành nghề công nghiệp sản xuất ra sản phẩm ướt thì lượng nước thải là từ 14 đến 28 (m3/ha. ngày). Vì đang trong giai đoạn quy hoạch và mời đầu tư nên chọn trong trường hợp bất lợi nhất là toàn khu công nghiệp toàn sản xuất ra sản phẩm ướt: qtc= 18m3/ha 3.3.2. Nước thải sinh hoạt: QSH = QSHCN + QTCN Trong đó: QSHCN: Nước thải sinh hoạt của công nhân trong giờ làm việc QTCN : Nước tắm của công nhân sau giờ làm việc. Nước thải sinh hoạt của công nhân trong giờ làm việc QSHCN. QSHCN =qSHCN * n = (45*2.5*69000)/1000 = 7762.5 m3/ngày đêm. qtc : Tiêu chuẩn thải nước thải sinh hoạt của công nhân trong giờ làm việc chọn trong trường hợp bất lợi nhất 45l/ngày. Đối với phân xưởng nóng (có toả nhiệt) tính theo đầu người trong ngày là 45l hệ số không điều hoà 2.5. Đối với phân xưởng lạnh tính theo đầu người trong ngày là 25l hệ số không điều hoà 3.0. Nước tắm của công nhân sau giờ làm việc QTCN . QTCN = qTCN * n = (60*69000)/1000 = 4140(m3/ngày đêm). qTCN: Tiêu chuẩn thải nước tắm công nhân tính theo tiêu chuẩn tắm vòi hoa sen riêng biệt trong các nhà sinh hoạt của các xí nghiệp trong KCN là 40 đến 60 (l/người một lần tắm), chọn 60(l/ng). Vậy QSH = 7762.5 + 4140 = 11902.5 (m3/ngày đêm) Vậy nước thải trong toàn KCN là: Q = Qsx + QSH = 6034.35+11902.5 = 17936.85 (m3/ngay đêm) Chọn công suất 18000(m3/ngày đêm). Đánh giá mức độ xử lý Thực tế nhiều khu công nghiệp ở Việt Nam cũng như ở Bình Dương phải xử lý theo TCVN 5945-2005 (cột A) và hiện nay thay thế bằng QCVN 24:2009/BTNMT (cột A), thì các doanh nghiệp trong KCN phải xử lý đạt cột B nên tính chất nước thải tập trung của KCN ô nhiễm ít hơn dựa vào nhiều kết quả phân tích nước thải đầu vào của nhà máy tập trung khác trên địa bàn làm cơ sở thiết kế cho nhà máy xử lý tập trung của KCN An Tây. Các kết quả phân tích nước thải đầu vào của các KCN: KCN Đồng An 2, KCN Việt Hương 1, KCN Việt Hương 2, KCN Đại Đăng, KCN Sóng Thần 3. (phần phụ lục). Để đảm bảo hiệu quả xử lý đạt yêu cầu thì chọn kết quả nước thải đầu vào KCN là kết quả nước thải đầu vào KCN Đồng An 2 là cơ sơ thiết kế cho nhà máy tập trung KCN An Tây. Bảng 2.1.: Tính chaát ñaëc tröng nöôùc thaûi ñaàu vaøo Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả pH 8.1 BOD5(20oC) mg/l 310 COD mg/l 661 SS mg/l 210 Toång Nitô mg/l 2.1 Toång Photpho mg/l 0.38 Các phương pháp giảm thiểu và lựa chọn công nghệ xử lý Thành phần nước thải KCN. Nước thải bao ngồm hai loại nước do là nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt của công nhân làm việc trong khu công nghiệp. Nước thải sản xuất là nguồn nước thải gây ô nhiễm lớn nhất trong KCN vì ở đây sẽ tập trung nhiều ngành nghề khác nhau nên có nhiều loại nước thải công nghiệp khác nhau hoà trộn với nhau tạo sự tác động cộng hưởng với nhau rất khó xử lý nếu như các doanh nghiệp trong KCN không có nhà máy xử lý cục bộ trước khi thải vào đường cống thu gom nước thải chung của KCN. Thành phần tính chất nước thải sản xuất Nhóm ngành chế biến Đông lạnh hải sản Thức ăn gia súc Bia nước giải khát Chế biến rau quả Sản phẩm thịt gia súc gia cầm Chế biến nông hải sản Đặc điểm: hàm lượng chất hữu cơ cao, nước có màu, bốc mùi khó chịu do quá trình phân huỷ chất hữu cơ thải ra từ quá trình sản xuất. Nhóm ngành tiêu dùng Chế biến da (không dùng sản phẩm da muối) Sản xuất giấy Chế biến gỗ Đặc điểm: Lượng nước lớn nồng độ chất ô nhiễm cao, khó phân huỷ, hàm lượng SS , COD, pH cao, nước có màu đen. Nhóm mặt hàng điện, điện tử, cơ khí chính xác Nồng độ ô nhiễm tương đối thấp, lưu lượng nhỏ, nước dùng chủ yếu cho quá trình công nghệ: Nước làm mát máy móc thiết bị Nước cho lò hơi Nước rửa máy móc thiết bị, nguyên liệu sản phẩm Nước vệ sinh nhà xưởng Nước sinh hoạt của công nhân 3.3.2. Tính chất đặc trưng của nước thải KCN Nước thải ô nhiễm bởi chất hữu cơ cao từ nước thải thuỷ hải sản, nước thải sinh hoạt … Nước thải ô nhiễm bởi chất béo, dầu mỡ, nước có màu và mùi khó chịu: chế biến da, thuỷ hải sản, điện tử, cơ khí chính xác… Tính chất đặc trưng của nước thải sinh hoạt Thành phần chất nền quan trọng trong nước thải bắt nguồn từ 3 loại thức ăn cơ bản là cacbonhyđrat, protein và chất béo. Cacbonhyđrat là sản phẩm và là dạng phân nhỏ của axit hữu cơ, nó là thành phần đầu tiên bị phân hủy trong quá trình hoạt động của vi sinh. Chúng tồn tại dạng đường hồ bột khác nhau và cả ở dạng vật chất xenlulô của bột giấy, chúng cũng là nguồn đầu tiên cung cấp năng lượng và các hợp chất chứa hợp chất hữu cơ cho vi khuẩn sống trong nước thải. Protein và các sản phẩm phân hủy của chúng như amino axit. Là các hợp chất chứa nhiều nito và có nguồn gốc từ động, thực vật. chúng là nguồn cung cấp nito cần thiết cho quá trình hình thành và phát triển tế bào vi sinh trong nước thải. Chất béo và dầu có nguồn gốc từ động thực vật, chúng bị phân hủy thành axit béo dưới tác động của vi khuẩn, chất béo và dầu có độ hòa tan thay đổi trong nước, ở một số điều kiện nhất định thường nổi lên bề mặt nước. Lựa chọn công nghệ Tiêu chí việc lựa chọn. - Tính chất nước thải đầu vào - Khả năng xử lý triệt để. - Công suất xử lý. - Hiệu quả của dự án và tính khả thi. - Chi phí đầu tư. - Chi phí vận hành. - Mỹ quan công trình. - Tính hấp dẫn khách hàng khi tham quan trước khi đầu tư. - Yêu cầu nước thải đầu ra của nhà máy đạt QCVN 24:2009/BTNMT (cột A) Bảng 2.2 - Nước thải công nghiệp Giá trị giới hạn và nồng độ tối đa cho phép các chất ô nhiễm TT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn A B C 1 Nhiệt độ °C 40 40 45 2 pH 6 - 9 5,5 - 9 5 - 9 3 BOD5 (20°C) mg/l 20 50 100 4 COD mg/l 50 100 400 5 Chất rắn lơ lững mg/l 50 100 200 6 Arsen mg/l 0,05 0,1 0,5 7 Cadmium mg/l 0,01 0,02 0,5 8 Chì mg/l 0,1 0,5 1 9 Clo dư mg/l 1 2 2 10 Chrom (VI) mg/l 0,05 0,1 0,5 11 Chrom (III) mg/l 0,2 1 2 12 Dầu mỡ khoáng mg/l KPHĐ 1 5 13 Dầu mỡ động thực vật mg/l 5 10 30 14 Đồng mg/l 0,2 1 5 15 Kẽm mg/l 1 2 5 16 Mangan mg/l 0,2 1 5 17 Nickel mg/l 0,2 1 2 18 Phospho hữu cơ mg/l 0,2 0,5 1 19 Phospho tổng số mg/l 4 6 8 20 Sắt mg/l 1 5 10 21 Tetrachlorethylene mg/l 0,02 0,1 0,1 22 Thiếc mg/l 0,2 1 5 23 Thủy ngân mg/l 0,005 0,005 0,01 24 Nitơ tổng số mg/l 30 60 60 25 Trichlorethylene mg/l 0,05 0,3 0,3 26 Amoniac (tính theo N) mg/l 0,1 1 10 27 Fluor mg/l 1 2 5 28 Phenol mg/l 0,001 0,05 1 29 Sulfua mg/l 0,2 0,5 1 30 Xianua mg/l 0,05 0,1 0,2 31 Coliform MPN/100ml 5000 10000 - 32 Tổng họat độ phóng xạ α Bg/l 0,1 0,1 - 33 Tổng họat độ phóng xạ β Bq/l 1,0 1,0 - Chú thích: KPHĐ – không phát hiện được Þ Từ các đặc tính trên công nghệ xử lý nước thải được lựa chọn theo 2 phương án sau:  Phương án 1: Bể lắng 2 Bể keo tụ tạo bông Châm phèn SCR thô Nước thải Hố thu gom Bể lắng 1 Bể điều hoà Bể Aerotank Châm DAP, Ure SCR tinh Kho rác Bể nến bùn Máy thổi khí Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận Máy ép bùn Kho chứa bùn Bùn dư Tuần hoàn Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ của phương án 1 Chú thích: Đường dẫn nước thải Đường dẫn bùn thải Đường dẫn hóa chất Đường dẫn bùn tuần hoàn Đường dẫn khí Đường dẫn nước sau nén bùn - Thuyết minh công nghệ phương án 1 Trước khi vào hố thu gom có song chắn rác. Tại đây, rác thô được giữ lại và lấy rác bằng cơ khí, tại hố thu gom các hạt cát lớn được tách và lắng xuống đáy và được làm vệ sinh 2 năm một lần. Nước được bơm lên qua song chắn rác tinh (tại đây rác được chứa vào thùng chuyên dụng và cho vào kho chứa rác), trước khi được bơm lên bể cân bằng. Tại bể cân bằng mực nước được điều khiển bằng phao mực nước nhằm đảm bảo mực nước đạt 70% thể tích và được bơm tự động nhờ 3 bơm chìm (trong đó 1 bơm dự phòng) sang bể keo tự tạo bông tại đây nước thải được trung hoà bằng axit bazo nhờ máy đo pH điều khiển tự động bơm axit hay bazo. Sau đó được châm phèn để keo tụ các chất bẩn có trong nước thải làm giảm nồng độ ô nhiễm trước khi qua bể Arotank. Sau đó nước tự chảy qua bể lắng ngang (bể lắng 1) tại đây quá trình lắng bông cặn nước thải diễn ra. Nhằm giảm nồng độ chất ô nhiễm quá cao trước khi qua bể Aerotank, hàm lượng chất lơ lửng sau bể lắng đợt 1 cần đạt £ 150mg/l trước khi đưa vào bể arotank. Bùn tại đây được gom lại hố gom bùn đầu bể nhờ cần gạt bùn và bùn được chuyển qua bể nén bùn nhờ bơm bùn đặt chìm dưới hố thu gom bùn. Tại bể Aerotank có châm chất DAP và ure nhằm cung cấp chất dinh dưỡng cho vi sinh vật phát triển, tuỳ thuộc vào thành phần nước thải cụ thể, nitơ và photpho sẽ được bổ sung để tăng khả năng phân huỷ sinh học của vi sinh vật, lượng các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết nằm trong giới hạn cho phép BODtoàn phần : N : P = 100 : 5 : 1 hay COD : N : P = 150 : 5 : 1, nhiệt độ nước thải t = 6 – 37o C; topt = 25 – 37o C . Cung cấp oxi cho vi sinh vật phát triển sao cho lượng oxi sau bể lắng 2 không nhỏ hơn 2. Sau đó nước được chuyển qua bể lắng 2 (lắng đứng). Tại bể lắng 2 nước được lắng nhờ quá trình trọng lực lắng các bông bùn hoạt tính và kéo theo các chất rắn trong nước. Tại bể lắng 2 bùn hoạt tính được tuần hoàn lại một phần nhằm đảm bảo nồng độ bùn trong bể arotank từ 125 – 300 (ml/lit) sau 5 phút lắng. Phần bùn dư được bơm qua bể nén bùn, sau đó chạy máy ép bùn. Sau khi nước thải qua lắng tự chảy qua bể khử trùng tại đây được châm clo sao cho sau thời giam tiếp xúc 30 phút lượng clo còn lại trong nước 0,3 mg/l, nhằm đảm bảo tiêu diệt các vi sinh vật có hại cho con người. Phương án 2: Bùn dư Bể keo tụ tạo bông Châm phèn SCR thô Nước thải Hố thu gom Bể lắng 1 Bể điều hoà Bể SBR Châm DAP, Ure SCR tinh Kho rác Bể nén bùn Máy thổi khí Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận Máy ép bùn Kho chứa bùn Châm javen Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ của phương án 2 Chú thích: Đường dẫn nước thải Đường dẫn bùn thải Đường dẫn hóa chất Đường dẫn bùn tuần hoàn Đường dẫn khí Đường dẫn nước sau nén bùn - Thuyết minh công nghệ phương án 2 Trước khi vào hố thu gom có song chắn rác. Tại đây, rác thô được giữ lại và lấy rác bằng cơ khí, tại hố thu gom các hạt cát lớn được tách và lắng xuống đáy và được làm vệ sinh 2 năm một lần. Nước được bơm lên qua song chắn rác tinh (tại đây rác được chứa vào thùng chuyên dụng và cho vào kho chứa rác), trước khi được bơm lên bể cân bằng. Tại bể cân bằng mực nước được điều khiển bằng phao mực nước nhằm đảm bảo mực nước đạt 70% thể tích và được bơm tự động nhờ 4 bơm chìm (trong đó 1 bơm dự phòng) sang bể keo tụ tạo bông tại đây nước thải được trung hoà bằng axit hoặc bazo nhờ máy đo pH điều khiển tự động bơm axit hay bazo. Sau đó được châm phèn để keo tụ các chất bẩn có trong nước thải làm giảm nồng độ ô nhiễm trước khi qua bể SBR. Sau đó nước tự chảy qua bể lắng ngang (bể lắng 1) tại đây quá trình lắng bông cặn nước thải diễn ra. Nhằm giảm nồng độ chất ô nhiễm quá cao trước khi qua bể SBR, hàm lượng chất lơ lửng sau bể lắng đợt 1 cần đạt £ 150mg/l trước khi đưa vào bể SBR. Bùn tại đây được gom lại hố gom bùn đầu bể nhờ cần gạt bùn và bùn được chuyển qua bể nén bùn nhờ bơm bùn đặt chìm dưới hố thu gom bùn. Tại bể SBR được thiết kế 3 bể thông nhau trong đó ngăn 2 là ngăn trung gian ngăn 1 và 3 là ngăn thay nhau lắng, nước thải trước khi vào bể SBR được châm DAP và ure nhằm cung cấp chất dinh dưỡng cho vi sinh vật phát triển, tuỳ thuộc vào thành phần nước thải cụ thể, nitơ và photpho sẽ được bổ sung để tăng khả năng phân huỷ sinh học của vi sinh vật, lượng các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết nằm trong giới hạn cho phép BODtoàn phần : N : P = 100 : 5 : 1 hay COD : N : P = 150 : 5 : 1, nhiệt độ nước thải t = 6 – 37o C; topt = 25 – 37o C, nồng độ bùn hoạt tính từ 125 – 300 ( ml/lit) sau 5 phút lắng. Phần bùn dư được bơm qua bể nén bùn sau đó chạy máy ép bùn. Nồng độ oxi cung cấp cho vi sinh vật phát triển tại bể SBR sao cho lượng oxi sau ngăn lắng không nhỏ hơn 2 mg/l. Tại ngăn lắng nước được lắng nhờ quá trình trọng lực lắng các bông bùn hoạt tính và kéo theo các chất rắn trong nước. Sau khi nước thải qua ngăn lắng tự chảy qua bể khử trùng tại đây được châm clo sao cho sau thời giam tiếp xúc 30 phút lượng clo còn lại trong nước 0,3 mg/l. nhằm đảm bảo tiêu diệt các vi sinh vật có hại cho con người trước khi thải ra môi trường. Caùc phöông aùn xöû lyù phaàn lôùn ñeàu nhö nhau, ngoaïi tröø coâng ñoaïn xöû lyù sinh hoïc coù theå duøng beå Aerotank hoaëc beå SBR. Töø sô ñoà treân ta thaáy beå SBR coù hieäu quaû xöû lyù trieät ñeå bôn beå Aerotank, ngoaøi ra ta coù theå so saùnh hai phöông aùn döïa treân moät soá yeáu tố sau: Baûng 2.3: So saùnh beå Aerotank vaø beå SBR. Phöông aùn 1 (Beå Aerotank) Phöông aùn 2 (SBR) ①　Söû duïng phöông phaùp xöû lyù baèng vi sinh ②　Quaûn lyù ñôn giaûn ③　Deã khoáng cheá caùc thoâng soá vaän haønh ④　Caàn coù thôøi gian nuoâi caáy vi sinh vaät ⑤　Caáu taïo ñôn giaûn ⑥　Aùp duïng phöông phaùp laøm thoaùng liên tục. ⑦　Phaûi coù cheá ñoä hoaøn löu buøn veà beå Aerotank ⑧　Hieäu quaû xöû lyù nitô, photpho keùm hôn beå SBR vì khoâng coù quaù trình khöû nitra khoâng coù quaù trình tuyø nguy ray ra. ①　Söû duïng phöông phaùp xöû lyù baèng vi sinh ②　Quaûn lyù phöùc tạp ③　Khoù khoáng cheá caùc thoâng soá vaän haønh ④　Caàn coù thôøi gian nuoâi caáy vi sinh vaät ⑤　Caáu taïo phöùc tạp ⑥　Aùp duïng phöông phaùp laøm thoaùng gián đoạn. ⑦　Khoâng caàn cheá ñoä hoaøn löu buøn maø chôø khi buøn dö thì bôm phaàn dö thaûi boû. ⑧　Hieäu quaû xöû lyù trieät ñeå hôn beå Aerotank, coù khaû naêng khöû nito, photpho sinh hoaù trieät ñeå . Nhưng cả hai phương án đều có thể áp dụng được nên ta cần tính toán chi tiết và giá dựa vào nhiều tiêu chí rồi đưa ra quyết định phương án nào thi công. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ I. Tính toán chi tiết các công trình đơn vị theo phương án 1 ①　Lưu lượng nước thải đầu vào Q= 18000m3/ngđ = 750 m3/h = 0.21 m3/s. ②　Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất Trong đó: - : Lưu lượng nước thải trung bình giờ - kh: Hệ số vượt tải theo giờ lớn nhất (kh = 1.5 – 3.5), chọn kh = 2.5. Tính toán Song chắn rác thô Chức năng và vị trí Song chắn rác có nhiệm vụ tách các loại rác thải từ KCN rơi vãi vào hệ thống cống thu gom chảy về nhà máy xử lý như như cây, lá, cành, bịch bóng … Các loại rác thải này chúng gây hại cho máy bơm và ảnh hưởng tới các công trình xử lý nước thải sau. - SCR có thể chia ra các nhóm sau: SCR thô có kích thước từ 30 – 200 mm, SCR trung bình có kích thước từ 5 – 25 mm, thường SCR đặt nghiêng góc 45o – 90o, chọn 60o so với mặt phẳng ngang để thuận lợi cho việc lấy rác. Vị trí đặt song chắn rác từ đường cống dẫn nước thải từ KCN về trạm xử lý nhằm loại lỏ các loại rác thô trước khi vào hố thu gom. Tính toán - Tiết diện song chắn rác hình chữ nhật có kích thước: s x l = 8 x 50 mm - Chọn vận tốc nước trong mương đặt SCR: v = 0,5 m/s + Mặt cắt nước trong mương: Chọn mương dẫn nước vào: H * B = 1.5 * 1 (m), với chiều cao bảo vệ 0,5(m). + Số lượng khe hở Chọn 22 khe ® có 20 thanh song chắn rác. Trong đó : h1 :Chiều sâu lớp nước trong mương, chọn h1= 1(m) vs : Tốc độ nước chảy trong mương, chọn vs = 0.5(m/s) ks : Hệ số tính đến hiện tược thu hẹp dòng chảy, chọn ks = 1.05 b  : Chiều rộng khe hở chọn b = 0,05 m h1 : Chiều sâu lớp nước trong mương là 1(m) (Nguồn: [2, tr. 412]) + Bề rộng buồng đặt song chắn rác Bs= s*(n-1)+(b*n) = 0.008*(22 -1)+(0.05*22)= 1.268(m) Trong đó : s : Là chiều dày thanh chắn rác, 0.008m. b  : Chiều rộng khe hở chọn b = 0,05 m n: Số khe hở: 22 khe ® chọn Bs = 1.3(m) + Tổn thất cột nước qua song chắn rác Trong đó: vmax: vận tốc nước thải trước song chắn ứng với Qmax, vmax = 0.5 (m/s) k: hệ số tính đến sự tăng tổn thất áp lực do rác bám, k = 2 – 3, chọn k = 2.5 x: hệ số tổn thất áp lực cục bộ, được xác định theo công thức: Với: a: góc nghiêng song chắn rác, chọn a = 60o b: hệ số phụ thuộc vào hình dạng thanh chắn, b = 2.42 (Nguồn: [1, tr. 62]) ® + Chiều dài phần mở rộng trước SCR Chọn L1 = 0.5 (m) Trong đó: Bs: Chiều rộng song chắn 1.3 (m) Bk: Bề rộng mương dẫn. Bk = 1 (m) j: Góc nghiêng chỗ mở rộng, thường lấy j = 200(Nguồn[1]-62) + Chiều dài phần mở rộng sau SCR + Chiều dài xây dựng mương đặt SCR Trong đó: Ls: chiều dài phần mương đặt SCR, chọn Ls = 1.5 (m) + Chiều sâu xây dựng mương đặt SCR Chọn H = 1.3(m) Trong đó: hmax = hl = 1(m): Độ đầy nước ứng với chế độ Qmax. hs: Tổn thất áp lực qua song chắn 0.2 (m) hbv =0,5: Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt SCR và mực nước cao nhất Tóm tắt thông số thiết kế mương và song chắn rác Stt Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Chiều dài mương (L) m 1.5 2 Chều rộng mương (Bs) m 1.3 3 Chiều sâu mương (H) m 1.72 4 Số thanh song chắn Thanh 20 5 Số khe (n) Khe 22 6 Kích thước khe (b) m 0.05 7 Bề dày thanh (s) mm 0.008 Hầm tiếp nhận Chức năng và vị trí Là điểm thu gom nước thải từ cống chính của mạng lưới cống thu gom nước thải trong toàn KCN về hệ thống xử lý, tùy vào cốt cống thu gom nước thải như thế nào để đặt cốt đáy của hố thu gom. Vị trí hầm tiếp nhận được đặt sau song chắn rác thô, trước song chắn rác tinh và bể điều hòa. Tính toán Hầm tiếp nhận (Hố thu gom) Thời gian lưu nước t = 10 ÷ 30 phút, chọn t = 15 phút (Nguồn: [3]) + Thể tích bể thu gom: + Kích thước hố thu gom: L * B * H = 6 m * 6m * 14m Trong đó bảo vệ 1m + Bơm nước thải vào máy lược rác tinh trước khi qua bể cân bằng. Chiều cao cột áp bơm bằng chiều sâu hố thu gom cộng chiều cao bể cân bằng và tổn thất đường ống chọn H = 15 m. Công suất bơm một bơm, theo [4, tr. 46] ta có: Chọn N = 19 kw Trong đó Q: lưu lượng nước của một bơm, chọn 6 máy trong đó có một máy dự phòng nên lưu lượng một máy là: Q = Qmax :5 = 0.52 : 5 = 0.104m3/s H: cột áp của bơm, 15m H2O. : khối lượng riêng của nước thải, chọn =1000 kg/m3. g: gia tốc rơi tự do, g = 9.81 m/s2 : hiệu suất của bơm, lấy = 0.8 (thường = 0.72 ÷ 0.93) Công suất thực của 1 máy bơm N’ = 1.2 *N = 1.2 * 19 = 22.8 kw + Ống dẫn nước sau máy bơm Đường kính ống ra của từng máy bơm: Trong đó: Q: Lưu lượng 1 máy bơm. Q = 0.104 m3/s. v: Vận tốc ống dẫn: v = 0.8 ÷ 2 m/s " chọn v = 1.5m/s Chọn 2 bơm đi một đường ống chung thì đường kính ống tại đoạn ống chung là Chọn ống Inox f 420 dày 3mm Tóm tắt thông số thiết kế Stt Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Chiều dài (L) m 6 2 Chều rộng (B) m 6 3 Chiều sâu hố th gom (H) m 13.5 4 Máy bơm chìm cái 6 5 Công suất KW 22.8 Tính toán Song tách rác tinh (Lưới lược tinh) Chức năng vị trí Tách rác có kích thước lớn 5mm trong nước thải trước khi qua bể cân bằng. Ngoài ra, song chắn rác tinh có thể giảm được 5% các chất ô nhiễm. Tính toán Chọn 3 máy lược rác cơ khí kiểu lưới lọc đĩa tròn hình trụ hai máy bơm dẫn nước vào một máy, vậy công suất một máy lược rác: 0.104*2 =0.208(m3/s). Thông số sàn đặt máy lược rác tinh. Stt Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Chiều dài đặt máy (L) m 3 2 Chều rộng đặt máy (B) m 6 Bể điều hoà Chức năng vị trí Nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm khi có doanh nghiệp xả nước không ổn định, bể phải có đủ dung tích để điều hòa lưu lượng, nồng độ ô nhiễm nhằm đảm bảo cho các công trình sau hoạt động ổn định. Trong bể đối với bể điều hòa lưu lượng không nhất thiết phải có thiết bị khuấy trộn còn đối với bể điều hòa nồng độ thì nhất thiết phải có thiết bị khuấy trộn và sục khí nhằm cân bằng nồng độ chất bẩn cho toàn thể tích bể và khoảng biên độ dao động thấp hơn. Năng lượng cần khuấy trộn 0.004 – 0.008 kW/m3 thể tích bể, lượng không khí cần 0.01 – 0.015m3/m3 dung tích bể. Để xác định dung tích của bể điều hòa, ta cần có các số liệu về độ biến thiên lưu lượng nước thải theo từng giờ trong ngày, lưu lượng trung bình của ngày, và biên độ sự thay đổi nồng độ chất ô nhiễm. Ở đây, do khu công nghiệp đang trong giai đoạn thiết kế và giải tỏa mặt bằng nên em chỉ tính thể tích của bể điều hòa một cách gần đúng như sau: Lưu lượng nước thải trung bình Q = 18000 m3/ngày và trạm xử lý nước thải hoạt động liên tục 24/24 giờ. Tính toán Do do nước thải chưa có nên ta lấy thời gian lưu nước dựa vào các KCN có quy mô tương tự chọn t = 8 h. Thể tích bể điều hoà. Trong đó: : Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ lớn nhất, m3/h t: Thời gian lưu nước, ta chọn t = 8h Chọn bể hình tròn cấu tạo bể bằng bê tông cốt thép có đường kính D = 40m Þ Chiều sâu hữu ích bể Chiều cao an toàn hs = 0.5m Chiều cao tổng cộng của bể Hdh = h + hs = 13.5 m + Bể sử dụng 4 bơm (trong đó một bơm dự phòng) Lưu lượng 1 bơm Q = Qtb giơ: 3 = 750 : 3 = 250 m3/h = 0.07 m3/s + Công suất bơm, theo [4, tr. 46] ta có Chọn N = 9 kw =12 Hp Trong đó Q: Lưu lượng của 1 bơm, 0.07 m3/s H: Cột áp của bơm, 10m H2O. : Khối lượng riêng của nước thải, chọn =1000 kg/m3. g: Gia tốc rơi tự do, g = 9.81 m/s2 : Hiệu suất của bơm, lấy = 0.8 (thường = 0.72 ÷ 0.93) + Công suất thực của máy bơm N’ = 1.2 * N = 1.2 *9 = 10.8 Kw = 14.4 Hp + Ống dẫn nước sau máy bơm Vận tốc ống dẫn: v = 0.8 ÷ 2 m/s " chọn v = 2m/s Đường kính ống ra của từng máy bơm: Chọn D = 210 mm Với: Q là lưu lượng 1 máy bơm Q = 250 m3/h. + Chọn 2 bơm đi một đường ống chung thì đường kính tại đoạn ống chung là Chọn ống Inox f 300 mm dày 3mm dẫn sang bể keo tự tạo bông. Chọn thiết bị khuấy trộn bể điều hoà. Khuaáy troän beå ñieàu hoøa baèng heä thoáng thoåi khí nhằm không cho các chất lắng xuống đáy bể, đảm bảo không cho quá trình khị khí sảy ra trong bể. Lượng không khí cần thiết cho một m3 nước thải là 0,01 đến 0,015m3/1 m3 nước thải trong 1 phút chọn 0,01 (Nguồn: [3, tr. 42]). Chọn thiết bị Ejector và thổi khí bề mặt là thiết bị xáo trộn cho bể cân bằng. Lượng khí nén cần thiết cho bể Vkhí = 0.01* Vdh = 0.01*22500 = 225 m3 không khí/phút. Vậy oxi cung cấp là 47 m3 (oxi chiếm 20,9% về thể tích), tương đương Vậy theo bảng 5.5 ta có công suất máy Ejetor và máy airlift là P = 1,3*67.14 = 87.282 (kw), (Nguồn [1, tr. 148]). Chọn một máy thổi khí bề mặt kiểu bơm airlift đặt chân phao nổi [1, tr. 150] đặt chính giữa và 4 máy Ejector đặt phân đều dưới đáy quanh bể. Với công suất một máy: Pmáy = P/5 = 17.5 kw Thông số bể điều hòa STT Tên, thông số kỹ thuật Đơn vị Số lượng 1 Đường kính bể (D) m 40 3 Chiều sâu bể (H) m 13.5 4 Máy Ejetor 17.5 KW Bộ 4 5 Máy thổi khí kiểu airlift 17.5 KW Bộ 1 6 Máy bơm nước thải chìm 10.8 KW, cột áp 10m H2O cái 4 Bể keo tụ tạo bông Chức năng vị trí Bể keo tụ tạo bông có nhiệm vụ hòa trộn chất keo tụ vào nước thải theo thời gian nhất định nhằm đảm bảo bông cặn lớn tối ưu trước khi sang bể lắng nhằm tăng hiệu quả bể lắng khi nồng độ chất ô nhiễm vượt quá khả năng xử lý bể vi sinh hiếu khí tiếp theo. Choïn beå troän, beå taïo boâng baèng cô khí. Beå hình daïng nhö hình hoäp chöõ nhaät ñöôïc chia laøm 2 buoàng, một bể keo tụ, 1 bể tạo bông, ñöôïc ngaên caùch baèng vaùch ngaên höùông doøng, trong moãi buoàng ñaët moät maùy khuaáy. Thời gian lưu nước trong mỗi ngăn là 15 phút. Tính toán Dung tích một ngăn. W = Trong ñoù: Qhtb – Löu löôïng nöôùc thaûi trung bình giôø. t – Thôøi gian löu nöôùc trong beå 10 – 30 phút, choïn t = 18 phuùt. Kích thước 1 bể: L x B x H = 6.5 x 6.5 x 5.5 (m), vaø chieàu cao baûo veä: 0.5m Trong bể yêu cầu khuấy trộn với gradien vận tốc G từ 30 – 60 S-1 chọn G = 40 S-1 (Nguồn [1]-329) Năng lượng cần thiết của cánh khuấy. (Nguồn [1]-329) Hiệu suất động cơ 0,8 công suất động cơ: 0.3/0.8= 0.375(kw) = 0.5Hp. Trong đó: G – Radian, 40S-1 V – Thể tích bể keo tụ, 270,8m3 m - Hệ số nhớt động học của nước thải.chon bằng 0.001(N.s/m2). (Nguồn [5, tr. 92]) Vận tốc cánh khuấy Trong đó: vP : vận tốc tương đối của nước so với vận tốc đường kính cánh khuấy. vP = 0,75v = 0,75 x (2..n.R) = 4,71 nR. : trọng lượng thể tích của dung dịch được khuấy trộn. . v : vận tốc cánh khuấy. CD : hệ số sức cản của nước, phụ thuộc giữa chiều dài l và chiều rộng b của bản cánh quạt Khi l/b = 5, CD = 1.2 Khi l/b = 20, CD = 1.5 Khi l/b > 21, CD = 1.9 Dài / Rộng . A = 8 x f = 8 x 0.15 = 1.2 (m2). Đối với các bản cánh ở 2 vị trí R1 và R2 thì: P1, P2 : năng lượng khuấy do các bản cánh khuấy ở 2 bán kính R1, R2 tạo ra. Nước từ bể phản ứng tạo bông được dẫn bằng ống chờ 0.6 x 0.6 m sang máng tràn của bể lắng, vận tốc nước qua ống 2 m/s. Các thông số bể keo tụ tạo bông STT Tên, thông số kỹ thuật Đơn vị Số lượng 1 Dài (L) m 6.5 2 Rộng (B) m 6.5 3 Chiều cao m 5.65 4 Máy khuấy bể keo tụ 0.5 Hp, 240 vòng/phút cái 01 5 Máy khuấy bể tạo bông 0.5 Hp, 240 vòng/phút. cái 01 Bể lắng 1 (lắng ngang) Chức năng vị trí Lắng các bông cặn sau khi keo tụ trong bể tạo bông, làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm trước khi vào bể aerotank. Chọn bể lắng ngang cho công trình. Tính toán Chọn 2 bể lắng kích thước một bể (Theo[7, điều 6.5.2]) ①　Diện tích bề mặt của bể lắng Trong đó: Q- Lưu lượng nước thải18000m3/ngđ. U0- Tải trọng bề mặt 31 đến 50 chọn 50 m3/m2 ngày. (Nguồn: [3, tr. 45]) ②　Chiều rộng bể F = B . L = B .4B = 4 .B2 = 180 m2 Þ B = 6.7 m, chọn 6.5 m ③　Chiều dài L=4*B = 4*8 = 32 m ④　Kiểm tra tải trọng bề mặt Nằm trong giới hạn cho phép: 31 – 50 (m3/m2 ngày) theo bảng 4.3. (Nguồn: [3, tr. 45]) ⑤　Thể tích bể phần hữu ích. Chọn chiều cao vùng lắng chọn h = 3.6 m Vậy: V= F*h = 6.5*32 * 3.6 = 748.8 m3 + Chiều cao xây dựng Chiều cao chứa cặn hc = 0.5m Chiều cao bảo vệ hbv =0.4 m Þ Chiều cao tổng cộng bể lắng H = hc +hbv + h = 0.5 + 0.7 + 3.6 = 4.8 m + Máng phân phối nước. Chọn máng phân phối nước nằm ngang đầu bể kết cấu BTCT số lượng 1 máng Tiết diện ướt của máng phân phối nước Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải tính 0.21 (m3/s) V3: Vận tốc nước tự chảy trong máng V3 = 0.5 – 0.7 (m/s), chọn V3 = 0.6 (m/s), (Theo [7]) Chọn B*H = 0.6*0.6 　Tải trọng máng tràn phân phối nước đầu bể. + Máng thu nước Chọn 1 máng thu nước nằm ngang ở cuối bể cách thành cuối bể 0.5 m có kết cấu bằng bê tông cốt thép có gắn răng cưa hai bên, nước chảy vào hai bên thành răng cưa của máng chảy vào máng sang bể aerotank nhờ ống inox. Tiết diện ướt của máng thu nước Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải tính 0.21 (m3/s) V3: Vận tốc nước tự chảy trong máng, (Theo[7]), V3 = 0.5 – 0.7 (m/s), chọn V3 = 0.7 (m/s) Chọn giá trị hiệu dụng của máng 60% vậy diện tích tiết diện (mặt cắt ngang) của máng là 0.7 m2 Chọn B*H = 0.7*0.7m Diện tích mặt cắt ngang 0.49 m2 > 0.3 m2 thỏa mãn. + Chiều cao lớp nước trong máng hn= F3/0,7=0.3/0.7 =0.42m + Chiều dài máng thu nước Lmang = 6.5 m Tải trọng máng thu nước cuối bể. (Theo [7, điều 6.5.8] khoâng vöôït quaù 10 l/s) Máng vớt bọt nổi B x h = 0.5 x 0.5 (m) ⑥　Thời gian lưu nước trong vùng lắng ⑦　Vận tốc giới hạn. Trong đó VH : Vận tốc giới hạn trong vùng lắng (m/s) K : Hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn, đối với hạt có khả năng kết dính chọn k = 0,06 r : Tỉ trọng của hạt thường từ 1.2 – 1.6, chọn r = 1.25 g : Gia tốc trọng trường 9.81 m/s2 d : Đường kính hạt, chọn d =10-4 m f : Hệ số ma sát f = 0.02 - 0.03 chọn f = 0.025 (Nguồn [3]-48). Þ + Vận tốc nước chảy trong vùng lắng. LÖÔÏNG BUØN SINH RA + Hieäu suaát laéng cuûa beå laéng ngang coù söï hoã trôï cuûa chaát keo tuï, haøm löôïng SS giaûm 65%, haøm löôïng BOD giaûm 50 – 65%, chọn 50% , hàm lượng COD giảm 60% theo (Nguồn [1, tr. 80]) + Haøm löôïng caùc chaát oâ nhieãm coøn laïi sau khi nöôùc qua beå laéng 1 Haøm löôïng SS coøn laïi trong doøng ra töø beå laéng ñôït 1. Haøm löôïng BOD5 sau khi qua beå laéng ñôït 1. Haøm löôïng COD sau khi nöôùc qua beå laéng ñôït 1. Löôïng buøn sinh ra moãi ngaøy tính theo haøm lượng SS Trong ñoù: ESS: Hieäu suaát khöû SS beå laéng ñôït 1 laø 65% SSvaøo: Haøm löôïng SS ñaàu vaøo beå laéng ñôït 1 (kg/ngaøy) Q: Löu löôïng nöôùc thaûi (m3/ngaøy) Theå tích buøn sinh ra moãi ngaøy Trong ñoù: C: Haøm löôïng chaát raén trong buøn ôû khoaûng 40 – 120 g/l = 40 – 120 kg/m3, choïn C = 80 kg/m3. Theå tích chöùa caën ngaøy ñeâm. B * Hbun *L*n =6.5 * 2*1.5 * 2 = 39 m3 thoûa maõn Hoá gom caën ñaàu beå coù kích thöôùc B *l*h*n = 6.5*2*1.5*2 (m). Thôøi gian giöõa 2 laàn xaû caën Trong ñoù: Cmax : Haøm löôïng SS vaøo beå laéng ñôït 1 laø 210 mg/l) C : Haøm löôïng SS sau khi laéng ñôït 1 laø 73.5 (mg/l) f : Heä soá choïn theo baûng 3.3 - [8, tr. 78]. Choïn f = 34000 g/m3 Thôøi gian xaû caën: Choïn thôøi gian xaû caën laø 60 phuùt Þ Choïn maùy bôm buøn coâng suaát 30m3/h Thoâng soá beå laéng STT Tên, thông số kỹ thuật Đơn vị Số lượng 1 Chiều dài m 32 2 Chiều rộng m 6.5 3 Chiều cao m 4.5 3 Tải trọng máng phân phối nước, máng tràn, máng răng cưa. (m3/m.h) 28 4 Tải trọng máng thu nước, máng răng cưa. (m3/m.h) 28 5 Cần gạt bùn inox 304 Bộ 01 6 Bơm bùn Q30m3/h,10mH2O cái 02 7 Máng thu bọt inox 304 cái 01 Bể sinh học hiếu khí (aerotank) Chức năng vị trí Nhằm xử lý chất ô nhiễm hữu cơ có thể phân hủy sinh học được có trong nước thải nhờ quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật hiếu khí. Trong điều kiện hiếu khí các vi khuẩn hiếu khí tiêu thụ các chất hưu cơ: Một mặt do nhu cầu năng lượng để tồn tại và phát triển (phân chia tế bào tổng hợp chất sống) và hô hấp nội bào (oxi hóa nội bào); Mặt khác, tạo một lượng cơ thể sống và chất trơ dư thừa (bùn dư). Hai mặt này luôn luôn tồn tại, mặt thứ 2 không bao giờ hoàn chỉnh vì nó tương ứng với thời gian lưu của bùn và luôn luôn tạo ra cơ thể sống mới, mà càng sinh ra cơ thể mới thì càng tiêu tốn oxi. Lấy ví dụ về sự phân hủy gluco. Lúc đầu nhờ sự hỗ trợ của nito có thể đồng hóa gluco thành protein tế bào (C5H7NO2), tiếp theo protein này phân giải nội bào để cung cấp năng lượng cho cơ thể sống. Có thể viết hai phản ứng này theo sơ đồ sau: Tổng hợp 6C6H12O6 + 4NH3 + 16O2 → 4C5H7O2 +16CO2 +28 H2O Hô hấp hoặc ôxi hóa nội bào: 4C5H7NO2 + 20O2 → 20CO2 + 4NH3 +8H2O Vị trí: được đặt trước lắng 2, sau lắng 1. Tính toán Các thông số đầu vào Công suất 18000 m3/ngđ COD = 661 mg/l BOD5 = 310 mg/l SS = 150 mg/l Tỷ lệ f = BOD5/COD = 310/661 = 0.5 Nhiệt độ nước thải t = 25oC Yêu cầu đối với nước xả ra nguồn (sau bể lắng 2) theo tiêu chuẩn QCVN 24:2009 (cột A) BOD5 = 20mg/l COD = 50mg/l SS = 50mg/l có 65% là cặn hữu cơ. Dựa vào: (Nguồn: [2]) Ta chọn các thông số thiết kế bể aerotank như sau: Các thông số thiết kế bể Aerotank Nồng độ bùn hoạt tính trong bể X = 3000mg/l Độ tro của cặn – nồng độ cặn lắng ở bể lắng 2, cũng là nồng độ cặn tuần hoàn 10000 mg/l z = 0.3 Thời gian lưu bùn qc = 10 ngày (qc = 5 – 15 ngày) Chế độ thuỷ lực của bể Khuấy trộn hoàn chỉnh Giá trị của các thông số động học Y = 0.5, Kd = 0,05/ngày Độ tro của cặn hữu cơ lơ lửng ra khỏi bể lắng 0.3 (70% lượng cặn bay hơi) Lượng bùn hoạt tính trong nước thải đầu vào Xo = 0 BOD5:N:P 100:5:1 Tổng nồng độ muối 500 mg/l ①　Xác định hiệu quả xử lý Lượng cặn hữu cơ trong nước ra khỏi bể lắng 2: b = 0.65*50 = 32.5mg/l Lượng cặn hữu cơ tính theo COD: c = 1.42*b*(1-z) =1.42*32.5*(1- 0.3)= 32.305mg/l. Lượng BOD5 có trong cặn ra khỏi bể lắng 2: d = f*c = 0.59*32.305 = 19 mg/l. Lượng BOD5 hoà tan ra khỏi bể lắng 2: S = BOD5 cho phép – d = 20 – 19 = 1 mg/l. Hiệu quả xử lý tính theo COD: Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hoà tan: Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 toàn bộ: ②　Thể tích bể Aerotank ③　Thời gian lưu nước trong bể Tốc độ tăng trưởng của bùn hoạt tính Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày Tổng cặn lơ lửng sinh ra theo độ tro của cặn z = 0.3 Lượng cặn dư hàng ngày phải xả đi tính theo SS kg/ngđ. Trong đó: SSra: Nồng độ BOD đầu ra theo yêu cầu, SSra = 20 (mg/l) Tính lưu lượng bùn sinh ra tính theo nồng độ bùn hoạt tính tối đa trong bể aerotank Trong đó: V: thể tích làm việc của bể, V = 6180 (m3) Qra = Qvao = 18000 (m3/ngđ) (xem lượng nước theo bùn là không đáng kể) X: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerotank, X = 3000mg/l (cặn bay hơi) qc: Thời gian lưu bùn (tuổi của bùn), qc = 10 (ngày) XT: Nồng độ bùn hoạt tính lấy từ đáy bể lắng để tuần hoàn lại bể Aerotank, (cặn không tro, XT = (1-z)*10000 = 0.7*10000 = 7000(mg/l) Xra: Nồng độ bùn hoạt tính trong nước đã lắng, Xra = (1-z) * b = 0.7*32.5 = 22.75(mg/l) Vậy: 　Thời gian tích luỹ cặn (tuần hoàn lại toàn bộ) không xả cặn ban đầu Nhưng thực tế, thời gian tích luỹ cặn (tuần hoàn cặn lại toàn bộ) sẽ dài khoảng 30 – 40 ngđ, vì khi nồng độ bùn không đủ trong bể thì hiệu quả xử lý trong thời gian này sẽ thấp và lượng bùn sinh ra sẽ ít và tăng dần cho đến khi bùn ổn định. Để nồng độ bùn trong bể luôn luôn giữ ở giá trị 3000 mg/l, ta có: QX0 + QrXu = (Q + Qr)X QX0 + QrXu = QX + QrX Qr(Xu – X) = Q (X – X0) X: Noàng ñoä VSS ôû beå Aerotank, X = 3000 mg/l Xu: Noàng ñoä VSS trong buøn tuaàn hoaøn, Xu = 8000 mg/l X0: Haøm löôïng buøn hoaït tính ôû ñaàu vaøo. Giaù trò X0 thöôøng raát nhoû so vôùi X vaø Xu neân coù theå boû qua choïn Xo=0 mg/l. Löu löôïng buøn tuaàn hoaøn: Kieåm tra taûi troïng theå tích LBOD. Tỷ số F/M Î (0,2 –0,6) Kiểm tra giá trị của tốc độ sử dụng chất nền (BOD5) của 1g bùn hoạt tính trong 1h Tính lượng khí cần thiết ①　Lượng oxy cần thiết trong điều kiện chuẩn Trong đó: Q = 18000 m3/ngđ S0 = 310 mg/l S = 1 mg/l N0: Tổng hàm lượng nito đầu vào, N0 = 2.1 (mg/l) N: Tổng hàm lương nito đầu ra, N = 15 (mg/l) Px = 1852 (kg/ngđ) f = BOD/COD = 0.5 Vì giá trị nito đầu vào nhỏ nên ta chỉ tính lượng ôxi cần thiết theo BOD Vậy: Lượng oxy trong điều kiện thực tế cần Trong đó: Csd: Lượng oxy bão hoà trong nước, Cs = 9.08 mg/l Cd: Lượng oxy cần duy trì trong bể, C = 2 – 3 mg/l, chọn C = 2 mg/l a: Hệ số điều chỉnh lượng oxy khoách vào nước thải từ 0.6 – 0.94, chọn a = 0.7 T: Nhiệt độ nước thải, T = 25oC Vậy: ②　Lượng không khí cần thiết Trong đó: fa: Hệ số an toàn, fa = 1.5 – 2, chọn fa = 1.5 (Nguồn: [3]) OU: Công suất hoà tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gam oxy cho 1m3 không khí Với: Ou: Phụ thuộc hệ thống phân phối khí. Chọn hệ thống phân phối bọt khí nhỏ và mịn Ou = 7( gO2/m3.m) (tra bảng 7-1 sách tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai). h : Độ ngập nước của thiết bị phân phối khí, chọn h=4.5m Nên: OU = Ou * h = 7*4.5 = 31.5 (gO2/m3) =27424 m3/h ③　Áp lực không khí là Trong đó: Hct: Chiều sâu ngập nước ④　Công suất máy nén khí Chọn N = 367(kw)=498 Hp chọn 6 máy mỗi máy có công suất 100 Hp trong đó có một máy dự phòng. Trong đó: qk : Lưu lượng không khí n : Hiệu suất máy nén, chọn n = 0.85 Bố trí hệ thống sục khí Chọn hệ thống sục khí gồm 2 ống chính chạy dọc trên hành lang bể, các ống nhánh đặt ngang đáy bể có các van khí trên mỗi nhánh Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 200mm, diện tích bề mặt F=0.03m2, cường độ khí v = 187.5l/phút.đĩa = 3.125 (l/s). Số đĩa phân phối trong bể là: Số lượng đĩa là 2438 cái, chia đều trên diện tích bể sau chọn số ống nhánh dẫn khí ra đĩa. ⑤　Đường kính ống chính dẫn khí Chọn D = 570 mm Với V là vận tốc khí trong ống chính , V = 10 – 15 (m/s), chọn V = 15m/s Chọn kích thước bể chọn hai bể thông nhau cuối bể này là đầu bể kia: L * B * H = 20 *40 *4.5m. ⑥　Đường kính ống nhánh dẫn khí chọn 1m một ống nhánh số ống nhánh là 79 ống, chiều dài mỗi ống 20m. Thông số bể aerotank STT Tên, thông số kỹ thuật Đơn vị Số lượng 1 Số bể Bể 02 2 Chiều dài m 40 3 Chiều rộng m 20 4 Thời gian lưu nước h 8.16 5 Số đĩa phân phối khí Cái 2438 6 Áp lực máy nén khí atm 1.484 7 Công suất máy nén khí 100 HP Cái 06 8 Đường kính ống dẫn khí chính inox 304 mm 570 9 Đường kính ống dẫn khí nhánh inox 304 mm 90 Bể lắng 2 (Lắng đứng hình trụ vuông) Chức năng vị trí Bể lắng đợt 2 có nhiệm vụ chắn giữ các bông bùn hoạt tính đã xử lý ở bể aerotank và các thành phần không hòa tan chưa được giữ lại ở bể lắng 1 và được thu gom về bể nén bùn nhờ 2 bơm bùn, là một công trình đơn vị trong dây chuyền xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Nồng độ bùn và nước trong bể aerotank thường lớn hơn 1000 mg/l. Với nồng độ này các bông cặn tiếp xúc với nhau tạo thành các đám bông cặn và lắng xuống đáy bể trong quá trình xử lý, tốc độ lắng của các bông cặn này phụ thuộc vào nồng độ và tính chất của cặn. Trong bể lắng 2 chúng ta có thể tăng hiệu quả lắng, giảm thời gian lắng bằng cách cho thêm polymer hữu cơ hỗ trợ thêm. Löïa choïn beå laéng ñôït 2 laø beå laéng ñöùng daïng hình truï troøn, cấu tạo bằng bê tông cốt thép. Tính toán Chọn 4 bể. Với tải trọng bề mặt thích hợp cho loại bùn hoạt tính là 20m3/m2.ngày và tải trọng chất rắn là 5.0 kg/m2.h (Theo [7, điều 652]: số bể lắng lần 2 không ít hơn 3). Kích thước một bể là: ①　Diện tích bề mặt lắng theo tải trọng bề mặt là: Trong đó: Q: Lưu lượng trung bình ngày, Q = 18000 m3/ngày LA: Tải trọng bề mặt, LA = 20m3/m2 Vận tốc dâng nước vùng lắng Với vận toác nöôùc trong vuøng laéng ñöùng, Theo [7, Ñieàu 6.5.6]: V ≤ 0.5 (mm/s), choïn V1 = 0.5 (mm/s). ②　Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn là : Trong đó: Ls: Tải trọng chất rắn, Ls = 5 kg/m2.h MLSS = MLVSS/0.8 = 3000/0.8 = 3750 (g/m3) QT: Thể tích bùn tuần hoàn 10800 m3/ngđ = 450m3/h Q: Lưu lượng nước thải 750m3/h Do As < AL, vậy diện tích 1 bể lắng là AL = 225 (m2) ③　Đường kính bể lắng chọn 17 m ④　Đường kính ống trung tâm Diện tích tiết diện ống trung tâm ⑤　Máng thu nước. Tiết diện ướt của máng thu. Trong đó: V3: Vận tốc nước chảy trong máng, theo TCVN 51-84, V3 = 0.5 – 0.7 (m/s), chọn V3 = 0.5 (m/s) Chọn máng thu nước bằng kết cấu bê tông, có tiết diện: Bm*Hm = 350mm*350mm. Chọn máng răng cưa bằng inox, dày 2.5mm, tấm răng cưa hình chữ V, có góc ở đáy 90o, chiều cao răng cưa h = 150mm, đặt đáy chữ V cao hơn máng thu nước bằng btct: 3cm. Chiều dài một răng cưa là 300mm vậy số răng cưa là 906 răng cưa. Lưu lượng nước qua một răng cưa là: Tải trọng máng thu nước = 0.255(l/s) (Theo [7, ñieàu 6.5.8] khoâng vöôït quaù 10 l/m.s) Chiều cao bể lắng Chọn: Chiều sâu lắng, hL = 4(m); Chiều cao bảo vệ hbv = 0.5(m), Chiều cao lớp bùn chọn hB = 0.5m Chiều cao lớp bùn lắng hth = 2 m Chiều cao chóp nón hn chọn chế độ gom cặn bằng cần gạt bùn có độ dốc nghiêng của đáy i = 10% Hố gom cặn dưới đáy bể có đường kính d= 0.6m, chiều cao là h = 0.3m Chiều cao phần chóp nón. ⑥　Chieàu cao toång coäng cuûa beå Chọn 8 m.　 Chiều cao ống trung tâm Thể tích chứa bùn bể Thời gian lưu nước. Thông số 1 bể lắng 2 STT Tên, thông số kỹ thuật Đơn vị Số lượng 1 Đường kính m 17 2 Đường kính ống trung tâm m 3.4 3 Chiều cao ống trung tâm m 2.4 4 Chiều cao bể lắng m 8 5 Tải trọng máng thu nước l/s 0.255 6 Thời gian lưu nước h 4.8 7 Thời gian 2 lần xả bùn h 8 8 Cần gạt bùn công suất 1/2Hp Bộ 01 9 Máy bơm bùn 60m3/h, 10mH2O. cái 02 Bể khử trùng Chức năng vị trí Nhằm tiêu diệt hết vi sinh vật có hại cho con người và môi trường trước khi xả vào nguồn tiếp nhận, chọn clorine là chất khử trùng, theo tiêu chuẩn việt nam thời gian tiếp xúc 30 phút, nồng độ clo sau khi nước đi ra khỏi bể khử trùng là 3g/m3. (Theo [7, ñieàu 6.20]) Löïa choïn một bể khử trùng làm bằng bê tông cốt thép, bể được đặt sau lắng 2 có thể kết hợp đo lưu lượng nước thải nhà máy. Tính toán Löôïng clo hoaït tính caàn thieát khöû truøng nước thaûi Trong ñoù: Qtb – Löu löôïng nöôùc thaûi tính toaùn, Qtb = 750 m3/h a - Lieàu löôïng clo hoaït tính laáy theo ñieàu 6.20 – TCXD – 51 – 84: Nöôùc thaûi sau khi laøm saïch sinh hoïc hoaøn toaøn clo dư : a = 3 g/m3; Thể tích bể khử trùng Trong ñoù: Qtb : Löu löôïng nöôùc thaûi tính toaùn, Qtb = 750 m3/h t : Thời gian tiếp xúc của clo với nước thải chọn là 30 phút (Theo [7, điều 6.20.6]). Choïn kích thöôùc beå: L x B x H = 11.7 x 6.3 x 3.3 Chieàu cao baûo veä hbv = 0.7m Thoâng soá beå khöû truøng STT Tên, thông số kỹ thuật Đơn vị Số lượng 1 Chiều dài m 11.7 2 Chiều rộng m 6.3 3 Chiều cao m 4 4 Nồng độ clo dư ra khỏi bể g/m3 3 5 Thời gian lưu nước h 0.5 Bể nén bùn Chức năng vị trí Bùn hoạt tính giữ lại ở bể lắng 2 có độ ẩm cao (99 đến 99.2%) một phần được tuần hoàn lại bể aerotank, phần dư được chuyển qua bể nén bùn để cô đặc bùn trước khi chạy máy ép bùn. Chọn 1 bể nén bùn cấu tạo hình trụ đứng, cấu tạo bằng BTCT . Tính toán ①　Lượng lượng bùn. Lưu lượng bùn từ bể lắng 1 V1 = 30.7125(m3/ngđ). Chọn 2 máy bơm bùn chìm công suất 21(m3/h). Lượng bùn hoạt tính dư xả hàng ngày tại bể lắng 2: V2= 206m3/ngđ, chọn 2 máy bơm bùn công suất một máy 60m3/h, cột áp 10m, ngày xả bùn dư sinh ra 3 lần mỗi lần 1.1 h. Qbun = V1 + V2 = 21 + 60 = 81 (m3/h) Vận tốc lắng: VL = 0.1 mm/s = 0.0001 m/s Vận tốc bùn trong ống trung tâm: vtt = 20 mm/s Diện tích mặt thoáng của bể nén bùn. Trong đó: V: Vận tốc bùn dâng trong bể V < 0.1(mm/s) (Nguồn: bảng 7.5 [1, tr. 216]). px: Lượng nước tối đa được tách ra trong quá trình nén bùn, m3/h px: Xác định theo hiệu quả nén bùn: ②　Diện tích ống trung tâm của bể nén bùn ③　Diện tích tổng cộng của bể ④　Đường kính bể nén bùn ⑤　Đường kính ống trung tâm Chọn 1m ⑥　Chiều cao phần lắng của bể nén bùn chính là chiều cao ống trung tâm. Trong đó: t : Thời gian lắng bùn lấy theo bảng 10 -12h, chọn tL = 12(h) V: Tốc độ của nước và bùn dâng trong vùng lắng 0.1mm/s ⑦　Chiều cao phần chóp cụt ⑧ Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn Chọn 8m Trong đó: h1: Chiều cao phần lắng h1= 4.32m hb: Chiều cao phần bùn chọn 2 m hth: Chiều cao phần trung hòa hth 0.3 - 0.5m chọn 0.5 m hbv: Chọn 0.5m Tải trọng máng thu nước sau nén bùn. Chọn máng nằm quanh bể, chiều dài máng bằng chiều dài cạnh bể nén bùn là 52 m (Theo [7, ñieàu 6.5.8] khoâng vöôït quaù 10 l/s) Tiết diện ướt của máng thu nước sau khi nén bùn Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải tính 0.21 (m3/s) V3: Vận tốc nước tự chảy trong máng, (Theo [7]), V3 = 0.5 – 0.7 (m/s), chọn V3 = 0.7 (m/s) Chọn giá trị hiệu dụng của máng 80% vậy diện tích tiết diện (mặt cắt ngang) của máng là 0.4 m2 Chọn B*H = 0.65*0.65m Diện tích mặt cắt ngang 0.4225 m2 > 0.3 m2 thỏa mãn. + Chiều cao lớp nước trong máng hn= F3/0,7=0.32/0.7 =0.45m Chọn tốc độ quay cần gạt bùn 0.75-4 vòng/phút. Công xuất ½ Hp. Thông số bể nén bùn STT Tên, thông số kỹ thuật Đơn vị Thông số, Số lượng 1 Đường kính bể m 13 2 Đường kính ống trung tâm m 0.6 3 Chiều cao bể m 08 4 Chiều cao ống trung tâm m 4.32 5 Thời gian lưu bùn h 12 6 Tải trọng máng thu nước sau nén bùn. l/s 0.433 7 Cần gạt bùn 1/2Hp bộ 01 Máy ép bùn Chức năng Cấu tạo máy ép bùn băng tải máy ép bùn băng tải cấu tạo sườn và bánh lăn bằng inox 304. Máy ép bùn băng tải ép xong thì giao cho bên có trách nhiệm xử lý chất thải nguy hại để xử lý tiếp theo, nhằm xử lý hết các chất thải độc hại cho môi trường. Tính toán Tổng khối lượng bùn cặn thu được trong bể lắng đợt 1 và đợt 2 theo trọng lượng khô. Trong đó : Q: Lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/ ngđ). SS: Hàm lượng cặn lơ lửng 210 (mg/l) hay (g/m). S: Lượng BOD khử được 310 (mg/l). Lượng cặn đưa vào trong một tuần G1=7*4698=32886kg Lượng cặn đưa vào máy trong một giờ. Tuần làm việc 5 ngày mỗi ngày làm 8h. G=32886/5*8=822.15kg/h Chiều rộng băng tải chọn công suất 600kg/rộng giờ B=822.15/600=1.37m Chọn 1 máy ép bùn băng tải có chiều rộng 1.4 m Với thiết bị đi kèm: Bơm bùn công suất tối đa 21m3/h cột áp 15m Công xuất môtơ giảm tốc kéo băng tải 0.5hp Công xuất môtơ giảm tốc khuấy trộn bùn và polymer 1/4hp Công xuất môtơ giảm tốc kéo lồng tách nước ¼ hp Công xuất máy nén khí 1hp Máy bơm nước rửa băng tải 3hp cột nước 20m. Tính toán thiết bị pha chế và đựng hoá chất Bể chứa axit photphoric ((NH4)3PO4) và bơm châm (NH4)3PO4 Tỷ lệ BOD : P = 100 : 1 do vậy với BODđầu vào = 602.3 mg/l Lượng P cần thiết là Sử dụng axit H3PO4 làm tác nhân cung cấp P Khối lượng phân tử (NH4)3PO4 = 149 Khối lượng nguyên tử P = 31 Tỷ lệ khối lượng: Lượng (NH4)3PO4 cần thiết Lưu lượng trung bình nước thải cần xử lý: Q = 18000 m3/ngđ Lượng (NH4)3PO4 tiêu thụ Nồng độ (NH4)3PO4 sử dụng = 85% = 850 kg/m3 Dung dịch (NH4)3PO4 cung cấp Thời gian lưu = 12 ngày Thể tích bể yêu cầu = 4 m3 Chọn: 2 máy bơm châm axit (NH4)3PO4 (1 vận hành, 1 dự phòng) Đặc tính bơm định lượng Q = 13.33 l/h; áp lực 1.5 bar Bể chứa dung dịch FeCl3 (10%) và bơm châm FeCl3 BOD = 100 mg/l thì cần Fe = 2.3 mg/l BOD = 310 mg/l thì Sử dụng muối FeCl3 để làm tác nhân cung cấp Fe Khối lượng phân tử của FeCl3 = 162.2 Khối lượng nguyên tử Fe = 55.85 Tỷ lệ khối lượng: Lượng FeCl3 cần thiết Lưu lượng trung bình nước thải cần xử lý: Q = 18000 m3/ngđ Lượng FeCl3 tiêu thụ Nồng độ FeCl3 sử dụng = 10% = 100 kg/m3 Dung dịch FeCl3 cung cấp Thời gian lưu = 1 ngày Thể tích bể yêu cầu = 4 m3 Chọn: 2 máy bơm châm FeCl3 (1 vận hành, 1 dự phòng) Đặc tính bơm định lượng Q = 155 l/h; áp lực 1.5 bar Bể chứa dung dịch axit H2SO4 và bơm châm H2SO4 Lưu lượng thiết kế: Q = 750 m3/h pH vào max = 9 pH trung hoà = 7 K = 0.000005mol/l Khối lượng phân tử H2SO4 = 98 g/mol Nồng độ dung dịch H2SO4 = 98% Trọng lượng riêng của dung dịch = 1.84 Liều lượng châm vào = Thời gian lưu = 60 ngày Thể tích cần thiết của bể chứa = 0.2*24*60 = 288 (l) » 300l Chọn: 2 máy bơm châm axit H2SO4 (1 vận hành, 1 dự phòng) Đặc tính bơm định lượng Q = 0.2 l/h; áp lực 1.5 bar Bể chứa dung dịch NaOH và bơm châm NaOH Lưu lượng thiết kế: Q = 750 m3/h pH vào max = 5 pH trung hoà = 7 K = 0.00001mol/l Khối lượng phân tử NaOH = 40 g/mol Nồng độ dung dịch NaOH = 40% Trọng lượng riêng của dung dịch = 1.53 Liều lượng châm vào = Thời gian lưu = 30 ngày Thể tích cần thiết của bể chứa = 0.5*24*30 = 360 (l) Chọn: 2 máy bơm châm axit H2SO4 (1 vận hành, 1 dự phòng) Đặc tính bơm định lượng Q = 0.5 l/h; áp lực 1.5 bar Bể chứa NaOCl (10%) và bơm châm NaOCl Lưu lượng thiết kế: Q = 18000 m3/ngđ Liều lượng clo = 8 mg/l Lượng clo châm vào bể tiếp xúc = 8*18000*10-3 = 144 kg/ngđ Nồng độ dung dịch NaOCl = 10% Liều lượng châm vào bể tiếp xúc = Thời gian lưu = 6 ngày Thể tích cần thiết của bể chứa = 60* = 360 (l) Chọn: 2 máy bơm châm NaOCl (1 vận hành, 1 dự phòng) Đặc tính bơm định lượng Q = 60 l/h; áp lực 1.5 bar Chất kết tủa polymer sử dụng cho thiết bị khử nước cho bùn Lượng bùn khô = 4698 kg/ngđ Thời gian vận hành = 8h/ngđ Lượng bùn khô trong 1 giờ = 587.25 kg/h Liều lượng poly mer = 5kg/tấn bùn Liều lượng polymer tiêu thụ = (587.25*5)/1000 = 2.94kg/h Hàm lượng pholymer sử dụng = 0.2% = 2 kg/m3 Lượng dung dịch châm vào = 2.94/2 = 1.47 m3/h Chọn: 1 hệ thống châm polymer, công suất 1.47 m3/h II. Tính toán chi tiết các công trình đơn vị theo phương án 2 Phương án 2 chỉ khác phương án 1 bể SBR nên ta chỉ tính bể SBR cho phương án 2. Còn các công trình còn các bể còn lại lấy kết quả từ phương án 1. Bể sinh học hiếu khí kết hợp với lắng (SBR cải tiến) Chức năng vị trí Bể có cấu tạo bằng BTCT, chức năng xử lý các chất ô nhiễm có trong nước thải nhờ vi sinh vật, ngoài ra Trong coâng ngheä SBR coù theå keát hôïp quaù trình khöû boû Nitrogen theo 3 phöông phaùp: khuaáy troän khoâng caáp khí ôû pha ñaày, caáp khí giaùn ñoaïn trong pha phaûn öùng vaø ñieàu chænh noàng ñoä DO ôû möùc thaáp (ñieàu haønh) taïo ñieàu kieän cho quaù trình Nitrate hoaù - khöû Nitrate. Vôùi quaù trình suïc khí theo chu kì, laø ñieàu kieän xaûy ra quaù trình Nitrate hoaù-khöû Nitrate bôûi Nitrate giaûm ñi thoâng qua hoâ haáp noäi baøo Khöû Nitrate suoát giai ñoaïn khuaáy troän khoâng caáp khí ngoaøi yù nghóa loaïi boû Nitrate hieäu quaû noù coøn ñöa ra moät phöông thöùc löïa choïn ñeå ngöøa söï coá bung buøn do caùc vi khuaån daïng sôïi. Löôïng Nitrate sinh ra suoát quaù trình caáp khí seõ bò khöû ñi khi chuyeån sang giai ñoaïn khuaáy troän khoâng caáp khí nöõa (thieáu khí) vôùi ñieàu kieän thôøi gian vaø ñuû nguoàn Carbon Giôùi thieäu SBR cổ điển. Sequencing Batch Reactor (Loø phaûn öùng theo chuoãi) laø heä thoáng buøn hoaït tính kieåu laøm ñaày-vaø-ruùt, moät heä thoáng phaûn öùng kieåu khuaáy troän hoaøn toaøn bao goàm taát caû caùc böôùc cuûa quaù trình buøn hoaït tính xaûy ra trong moät beå ñôn nhaát, hoaït ñoäng theo chu trình. SBR khoâng caàn söû duïng beå laéng thöù caáp vaø quaù trình tuaàn hoaøn buøn, thay vaøo ñoù laø quaù trình xả caën trong beå. Thöôøng coù 5 pha xaûy ra trong moät chu kì hoaït ñoäng cuûa beå, bao goàm: Pha ñaày, pha phaûn öùng, pha laéng, pha ruùt, pha ñeå yeân Hình 6: Caùc pha vaø phaûn öùng trong moät chu kì cuûa beå SBR Ruùt nöôùc baèng thieát bò phao noåi hoaëc coá ñònh; thieát bò thoâng khí thöôøng söû duïng laø thieát bò phun tia hoaëc phaân taùn boït thoâ ñaët chìm döôùi ñaùy Baûng 4: Tham soá thieát keá ñaëc tröng cuûa SBR[9] Tham soá SRT (d) F/M (kg BOD/kg MLVSS*d) Taûi löôïng theå tích (kgBOD/m3*d) MLSS (mg/l) HRT (h) Giaù trò 10-30 0,04-0,1 0,1-0,3 3000-5000 15-40 SBR Caûi tieán Duøng moät beå trung gian ñeå khaéc phuïc caùc yeáu ñieåm cuûa SBR coå ñieån. Vieäc xöû lyù nöôùc vaøo vaø ra theo pha khoâng oån ñònh laïi taêng hieäu suaát duøng beå 100% theå tích. Giaûi quyeát maùng traøn dao ñoäng cuõng nhö maùy thoåi khí beà maët, ít xảy ra söï coá, ít söûa chöõa. Giaûi quyeát ñöôïc MLSS thoaùt ra vì chaûy traøn nöôùc do löu löôïng, noàng ñoä nöôùc vaøo, ra khoâng ñoåi, quaù trình laéng tónh giuùp noàng ñoä TSS ôû ñaàu ra oån ñònh vaø thaáp. Beå xöû lyù sinh hoïc, beå laéng thöù caáp vaø khöû dinh döôõng ñöôïc keát hôïp laïi thaønh moät beå duy nhaát. Tieát kieäm chi phí do giaûm caùc haïng muïc coâng trình. Giaûm dieän tích ñaát söû duïng. Hieäu quaû xöû lyù cao vaø oån ñònh. Tính toán bể SBR cải tiến: (Nguồn [3, tr 133]) Ñeå tính toaùn chính xaùc vaø ñaày ñuû theo caùc phaûn öùng xaûy ra trong beå thì phöùc taïp vaø nhieàu khoù khaên caàn nghieân cöùu kó vaø coù nöôùc thaûi ñaàu vaøo ñeå chaïy moâ hình tìm ra thời gian sục khí, thời gian khuấy trộn, thời gian lắng, để đơn giản ta chọn thêm bể trung gian để thuận tiện cho quá trình đổi pha. Maët khaùc coù beå trung gian ñeå ñoåi pha vaø ñieàu khieån thôøi gian xaûy ra quaù trình Nitrate hoùa, ôû ñaây chæ xeùt ñeán thôøi gian löu nöôùc trong phaûn öùng hieáu khí trong beå ñeå ñôn giaûn ñi quaù trình thieát keá, bao goàm caùc phaûn öùng oxy hoaù hôïp chaát Carbon (khöû COD) vaø quaù trình Nitrate hoùa. Nhà máy thiết kế 3 bể thời gian xử lý và xả nước liên tục. Trong đó bể 1 và 3 làm việc luân phiên nhau theo chu kỳ phân đoạn, bể 2 là bể trung gian và điều kiển thời gian khử Nitrate Chọn thể tích hữu ích bể là 100% thể tích bể. + Thể tích cần thiết các bể Trong đó: Qtbngay: Lưu lượng nước trung bình ngày. H: Phần trăm thể tích bể tháo nước đi mỗi ngày chọn 100%. + Dung tích một bể Trong đó: n: Số bể chọn số bể 3 Thời gian lưu nước trong 1 bể + Diện tích 1 bể Trong đó : h: Chiều cao chứa nước bùn của bể chọn h = 6.5m. Chọn mỗi bể có hình vuông có kích thước L*B*H = 30*30*7 (m) Trong đó chiều cao bảo vệ 0.6m + Xác định nồng độ bùn hoạt tính cần thiết duy trì trong bể: Dựa vào công thức Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải S0: BOD đầu vào 310 (mg/l) V: Thể tích cần thiết của 3 bể 18000(m3) F/M: Chọn 0.1mg/l gr bùn hoạt tính Ta có Nồng độ bùn thực trong bể X1= cặn vô cơ + bùn/0.8 = (310-150) + 3100/0.8 = 4035 (mg/l) Hàm lượng chất hữu cơ bay hơi trong cặn lơ lững chọn giá trị khoảng 150 (mg/l). Khối lượng bùn hoạt tính cần duy trì trong bể G=V * X *10-3 = 18000 * 3100*10-3= 55800(kg) Khối lượng bùn cặn trong bể: Gcặn = V*X1 = 18000 * 4035 *10-3=72630 (kg) Thể tích bùn choáng chỗ so với thể tích bể từ 12,5 – 30% về thể tích. + Chiều cao bùn trong bể sau khi lắng 30 phút là từ 0.8 – 1.95m. + Chiều cao phần nước trong đã lắng trên lớp bùn. Từ 4.55 - 5.7m. + Tải trọng máng thu nước. Chọn máng tràn bố trí quanh 2 cạnh bể nằm bên trong chiều dài máng bằng chiều dài 2 cạnh 60m. =3.47(l/s) Giá trị này nằm trong khoảng cho phép, Ls < 10(l/s) Tiết diện ướt của máng thu nước Trong đó: Q: Lưu lượng nước sau lắng 0.21 (m3/s) V3: Vận tốc nước tự chảy trong máng, (Theo tiêu chuẩn TCXD 51-84), V3 = 0.5 – 0.7 (m/s), chọn V3 = 0.7 (m/s) Chọn giá trị hiệu dụng của máng 60% vậy diện tích tiết diện (mặt cắt ngang) của máng là 0.7 m2 Chọn mặt cắt ngang máng B*H = 0.7*0.7m Diện tích mặt cắt ngang 0.49 m2 > 0.3 m2 thỏa mãn. + Chiều cao lớp nước trong máng hn= F3/0,7=0.3/0.7 =0.42m + Tính lượng oxy cần thiết để khử BOD5 Trong đó: Q = 18000 m3/ngđ S0 = 310 mg/l S = 1 mg/l N0: Tổng hàm lượng nito đầu vào, N0 = 2.1 (mg/l) N: Tổng hàm lượng nito đầu ra, N = 15 (mg/l) Px = 1852 (kg/ngđ) f = BOD/COD = 0.5 Vậy: Lượng oxy trong điều kiện thực tế cần Trong đó: Csd: Lượng oxy bão hoà trong nước, Cs = 9.08 mg/l Cd: Lượng oxy cần duy trì trong bể, C = 2 – 3 mg/l, chọn C = 2 mg/l a: Hệ số điều chỉnh lượng oxy khuếch tán vào nước thải từ 0.6 – 0.94, chọn a = 0.7 T: Nhiệt độ nước thải, T = 25oC Vậy: = 160(gO2/s) Chọn mỗi bể 3 máy thổi khí bề mặt kiểu tuabin vận tốc cao đặt trên phao nổi công suất hòa tan O2một tubin là: 17.78 (gO2/s). Tra bảng 7-7 trang 129[3] ta có công suất một máy là 41 kW, đường kính phao là 3.43 m, số vòng quay 900vòng/phút. Năng lượng cần thiết để khuấy trộn Chọn mỗi bể 4 máy khuấy chìm kiểu tubin hướng trục đặt tại 4 góc bể đẩy nước về cạnh đối diện tạo vòng xoáy quanh bể. Dựa vào chiều sâu bể và chiều rộng tra bảng 7-8 trang 131 [3] ta có công suất một máy là: 13.75 kW Thông số kỹ thuật 1 bể SBR STT Tên, thông số kỹ thuật Đơn vị Số lượng 1 A*A*A m 30*30*7 2 Thời gian lưu nước một bể h 8 3 Thời gian sục khí h 6 4 Thời gian trung gian 1 lần đảo pha h 0.5 5 Máy khuấy chìm trục ngang 13.75 kW Bộ 04 6 Máy thổi khí bề mặt tuabin trục đứng 41kW, 900vòng/phút. Bộ 03 7 Tải trọng máng thu nước l/s 3.47 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CHI PHÍ Chi phí xây dựng vận hành theo phương án 1 Chi phí xây dựng vận hành Stt Công trình Giá thành xây dựng C (tỷ đồng). Chi phí vận hành quản lý M (tỷ đồng). Thời gian tính phục vụ T (Năm) 1 Cống thoát nước tự chảy 0.3 0.085 1 2 Trạm bơm chuyển bậc 1.2 0.022 1 3 Xử lý sơ bộ gồm bể song chắn rác, hố thu gom, bể điều hòa, bơm chìm 34 0,19 1 4 Bể lắng 1 có 2 bơm bùn, cần gạt bùn. 1.5 0.014 1 5 Bể aerotank 50 0.0047 1 6 Bể lắng 2 sau bể aerotank 4.8 0.05 1 7 Hệ thống khử trùng 0.6 0.067 1 8 Trạm bơm bùn 0.3 0.00012 1 9 Bể nén bùn trọng lực 1.4 0.012 1 10 Máy ép bùn băng tải 1.7 0.14 1 11 Các công trình phụ trợ khác 0,9 0.02 1 Tổng cộng 96.7 tỷ 0.6 tỷ 1 Chi phí khấu hao tài sản cho một năm, tính tuổi thọ công trình 50 năm. 1.934 tỷ đồng. Chi phí xử lý m3 nước thải. 15313 (VNĐ). Chi phí theo phương án 2 Chi phí xây dựng vận hành Stt Công trình Giá thành xây dựng C (tỷ đồng). Chi phí vận hành quản lý M (tỷ đồng). Thời gian tính phục vụ T (Năm) 1 Cống thoát nước tự chảy trong nhà máy 0.3 0.085 1 2 Trạm bơm chuyển bậc 1.2 0.022 1 3 Xử lý sơ bộ gồm bể song chắn rác, hố thu gom, bể điều hòa, bơm chìm 34 0,19 1 4 Bể lắng 1 có 2 bơm bùn, cần gạt bùn. 1.5 0.014 1 5 SBR 60 0.0047 1 6 Hệ thống khử trùng 0.6 0.067 1 7 Trạm bơm bùn 0.3 0.00012 1 8 Bể nén bùn trọng lực 1.4 0.012 1 9 Máy ép bùn băng tải 1.7 0.14 1 10 Các công trình phụ trợ khác 0.9 0.02 1 Tổng cộng 101.9 tỷ 0.55 tỷ 1 Chi phí khấu hao tài sản tính công trình tuổi thọ 50 năm. 2.038 tỷ. Chi phí xử lý một m3 nước thải. 16124 (VNĐ). KẾT LUẬN TỔNG HỢP VÀ ĐƯA RA PHƯƠNG ÁN THI CÔNG Dùng phương pháp phân tích đa tiêu chí để lựa chọn phương án thi công (MCA) Để đáp ứng được nhu cầu chủ cơ sở hạ tầng, đảm bảo yếu tố môi trường theo quy định pháp luật và thu hút được các doanh nghiệp có vốn nước ngoài (FDI) thì KCN cần phải đầu tư một hệ thống xử lý nước thải tập trung đủ năng lực xử lý tất cả các nguồn thải trong KCN, ngoài ra phải mang tính chiến lược lâu dài. PHÂN TÍCH ĐA TIÊU CHÍ “Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải KCN An Tây công suất 18000m3/ngđ” Xác định nhiệm vụ và đưa ra công nghệ Nhiệm vụ: lựa chọn công nghệ xử lý nước thải đảm bảo được chất lượng nước thải đầu ra mà chi phí xây dựng và chi phí vận hành thấp nhất, lại có tính thiện chí cộng đồng, thu hút khách hàng đầu tư vào khu công nghiệp. Các sơ đồ công nghệ xử lý có thể có: Phương án 1 (PA1): dùng SBR phương án 2 phần tính toán Phương án 2 (PA1): dùng aroten phướng án 1 phần tính toán Ngoài 2 phương án ta đã tính toán trên để tính chọn lọc chính xác cao và dễ lựa chọn phương án hợp lý nhất ta chọn thêm phương pháp ít khả thi hơn để tiện đánh giá đó là phương án 3. Phương án 3 (PA3): UASB và aerotank Sơ đồ khối của quy trình phương án 3: Hố thu gom Song chaén raùc Beå caân baèng UASB Aerotank Beå laéng Beå khöû truøng Nguoàn tieáp nhaän Ñieàu chænh pH DAP Javel Bể nén bùn Nöôùc thaûi Maùy eùp bùn Xác định các mục tiêu - tiêu chí – chỉ thị đánh giá Xác định mục tiêu: Cần xác định công nghệ xử lý đạt tiêu chuẩn đầu ra, chi phí đầu tư thấp (chi phí xây dụng và vận hành thấp), lại có tính thu hút khách đầu tư vào KCN. Chuyển đổi mục tiêu thành tiêu chí Sự bền vững: chất lượng nước thải đầu ra. Tính khả thi: chi phí đầu tư thích hợp – vận hành dễ. Khả năng chấp nhận: sự cân bằng giữa kinh tế và môi trường Rủi ro từng phương án : vốn đầu tư, khả năng xử lý môi trường, trình độ vận hành, khả năng thu hút nhà đầu tư vào KCN. Chỉ thị đo Mức độ phù hợp với quy định (văn bản pháp luật) Chi phí đầu tư (tính theo VNĐ) Lợi ích cộng đồng (sức khỏe, kinh tế, xã hội) Lợi ích môi trường Sự linh hoạt cơ động, không phụ thuộc yếu tố bên ngoài Đánh giá các phương án dựa vào tiêu chí và chỉ thị Phương án xử lý nước thải Chi phí đầu tư (tỷ đồng) Mức độ phù hợp với quy định Lợi ích môi trường Sự linh hoạt cơ động, không phụ thuộc PA1 101.9 3 3 2 PA2 96.7 2 2 3 PA3 110 1 1 2 max 110 3 3 0 min 96.7 1 1 3 Chỉ số đo của các tiêu chí “Mức độ phù hợp với quy định “ và “Lợi ích môi trường”được đo bằng thang điểm từ 0 – 3 điểm, mang tính thỏa mãn tăng dần. 3 điểm: cho lợi ích tối đa 2 điểm: cho 1 số lợi ích 1 điểm: cho ít lợi ích 0 điểm: không cho lợi ích gì Còn tiêu chí “Sự linh hoạt cơ động, không phụ thuộc” thì tính thỏa mãn càng tăng khi điểm càng ít. 3 điểm: Không linh hoạt, phụ thuộc 2 điểm: Có linh hoạt và phụ thuộc một số 1 điểm: Có linh hoạt và phụ thuộc 1 ít 0 điểm: Linh hoạt và không phụ thuộc Mức “Max” là biểu thị cho giá trị mà ta mong muốn và mức “Min” thì ngược lại biểu thị giá trị ta không mong muốn. Tiêu chuẩn hóa Để có thể so sánh các phương án và quyết định lựa chon phương án phù hợp giá thành và lợi ích môi trường, ta đưa các dữ liệu về một mốc chuẩn bằng cách tính theo công thức sau: Ví dụ: tính cho PA1 Vậy, ta tính tương tự thì được bảng số liệu như sau: Phương án xử lý nước thải Chi phí đầu tư (tỷ đồng) Mức độ phù hợp với quy định Lợi ích môi trường Sự linh hoạt cơ động, không phụ thuộc PA1 0.4 1 1 0.33 PA2 0 0.5 0.5 0 PA3 1 0 0 0.33 Gán trọng số cho các tiêu chí và xếp hạng phương án Theo mục tiêu của dự án thì mức độ phù hợp với khả năng xử lý môi trường là tiêu chí quan trọng do đó sẽ gán trọng số có giá trị lớn, và được sắp xếp như sau: Tiêu chí Chi phí đầu tư (tỷ đồng) Mức độ phù hợp với quy định Lợi ích môi trường Sự linh hoạt cơ động, không phụ thuộc Trọng số 2 3 3 2 Sau khi gán trọng số cho các tiêu chí, tiến hành tính điểm và xếp hạng các phương án theo cách tính điểm sau Tính điểm = Trọng số * Si Bảng tính điểm và xếp hạng Phương án Chi phí đầu tư (tỷ đồng) Mức độ phù hợp với quy định Lợi ích môi trường Sự linh hoạt cơ động, không phụ thuộc Tổng điểm Xếp hạng PA1 0.8 3 3 0.67 7.47 1 PA2 0 1.5 1.5 0 3 2 PA3 2 0 0 0.67 2.67 3 KẾT LUẬN Với điểm đánh giá và trọng số chủ quan trên, PA1 là phương án được lựa chọn thi công, chính là phương án 2 trong giai đoạn thiết kế. Quy trình vận hành và hoạt động bể SBR cải tiến theo mục lục đính kèm. TÀI LIỆU KHAM KHẢO [1] PGS-TS Hoàng Văn Huệ (2002), Thoát nước (tập 2) xử lý nước thải, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội. [2] Lâm Minh Triết (2004), Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình, Nhà xuất bản Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, thành phố Hồ Chí Minh. [3] TS. Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước, Nhà xuất bản xây dựng. [4] Nguyễn Văn May (2005), Bơm quạt máy nén khí, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. [5] TS Trần Xoa, TS Nguyễn Trọng Khuông, KS Hồ Lê Viên (2006), Sổ tay quy trình và thiết bị công nghệ hóa chất (Tập 1), Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. [6] TS. Trịnh Xuận Lai (2002), Cấp nước (tập 2) Xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội. [7] Tiêu chuẩn TCXD 51-84 [8] Đồ án xây dựng khu công nghiệp An Tây (2007) [9] Báo cáo đánh giá tác động môi trường khu công nghiệp An Tây (2007) PHỤ LỤC Kết quả phân tích nước đầu vào của các khu công nghiệp Các bản vẽ MỤC LỤC