Đồ án Tính toán - Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty bia Phú Minh –- Phú Yên

CHÖÔNG MÔÛ ÑAÀU 1. Lyù do choïn ñeà taøi Ngaøy nay, vaán ñeà moâi tröôøng ñang ñöôïc quan taâm haøng ñaàu, ñaëc bieät laø vaán ñeà nöôùc thaûi trong hoaït ñoäng saûn xuaát coâng nghieäp. Phaàn lôùn nöôùc thaûi töø caùc nhaø maùy, xí nghieäp cheá bieán, cô sôû saûn xuaát coâng nghieäp… khi xaû vaøo moâi tröôøng ñeàu chöa ñaït tieâu chuaån cho pheùp (TCCP), ñaõ daãn ñeán chaát löôïng moâi tröôøng ngaøy caøng bò suy thoaùi nghieâm troïng, ñaët bieät laø chaát löôïng moâi tröôøng nöôùc. ÔÛ Vieät Nam, trong nhöõng naêm qua, cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa coâng nghieäp noùi chung, vaø söï buøng noå cuûa ngaønh coâng nghieäp saûn xuaát bia noùi rieâng ñaõ coù ñoùng goùp raát lôùn cho ngaân saùch nhaø nöôùc, goùp phaàn taïo coâng aên vieäc laøm cho ngöôøi lao ñoäng. Tuy nhieân, cuõng nhö caùc ngaønh coâng nghieäp thöïc phaåm khaùc, nöôùc thaûi cuûa caùc nhaø maùy bia chöùa nhieàu hôïp chaát höõu cô deã phaân huûy, tuy khoâng ñoäc haïi nhöng ñaõ goùp phaàn laøm oâ nhieãm moâi tröôøng nöôùc. Ñöùng tröôùc thöïc traïng naøy, ñeå baûo veä moâi tröôøng noùi chung vaø baûo veä nguoàn nöôùc noùi rieâng, caàn phaûi xöû lyù nöôùc thaûi (XLNT) taïi caùc khu coâng nghieäp, cô sôû saûn xuaát… vaø taïi caùc nhaø maùy bia ñaït TCCP tröôùc khi xaû vaøo moâi tröôøng laø moät ñieàu caàn thieát. Nhaän thöùc ñöôïc saâu saéc vaán ñeà naøy toâi thöïc hieän ñeà taøi: “ Tính toaùn-Thieát keá heä thoáng XLNT saûn xuaát bia cho Coâng ty bia Phuù Minh- Phuù Yeân”. 2. Muïc tieâu cuûa ñeà taøi Muïc tieâu cuûa ñeà taøi laø nghieân cöùu coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia trong vaø ngoaøi nöôùc. Töø ñoù, tính toaùn, thieát keá daây chuyeàn coâng ngheä phuø hôïp nhaát trong ñieàu kieän cuï theå cuûa Coâng ty bia Phuù Minh-Phuù Yeân, nhaèm xöû lyù nöôùc thaûi cuûa Coâng ty ñaït TCVN 5945-1995. Coâng ngheä naøy coù theå aùp duïng ñeå XLNT cho caùc nhaø maùy bia vôùi qui moâ töông töï trong cuøng khu vöïc. 3. Noäi dung cuûa ñeà taøi Ñeà taøi ñöôïc thöïc hieän goàm nhöõng noäi dung chính sau: + Giôùi thieäu sô löôïc veà tình hình phaùt trieån cuûa ngaønh coâng nghieäp saûn xuaát bia. + Giôùi thieäu veà Coâng ty bia Phuù Minh – Phuù Yeân vaø chaát thaûi sinh ra trong quaù trình hoaït ñoäng cuûa Coâng ty. + Ñeà xuaát coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát bia cho Coâng ty bia Phuù Minh – Phuù Yeân. + Tính toaùn - thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi cho Coâng ty bia Phuù Minh – Phuù Yeân vôùi coâng suaát 415 m3/ngaøy.ñeâm. + Döï truø kinh phí thöïc hieän cho vieäc xaây döïng heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi cho Coâng ty bia Phuù Minh – Phuù Yeân. 4. Giôùi haïn cuûa ñeà taøi Vì thôøi gian coù haïn, neân ñeà taøi chæ giôùi haïn ôû vieäc tính toaùn-thieát keá heä thoáng XLNT cho Coâng ty bia Phuù Minh-Phuù Yeân treân cô sôû löu löôïng nöôùc thaûi vaø caùc ñaëc tính nöôùc thaûi taïi Coâng ty bia Phuù Minh – Phuù Yeân. 5. Phöông phaùp thöïc hieän ñeà taøi Ñeà taøi ñöôïc thöïc hieän goàm nhöõng phöông phaùp chính sau: + Thu thaâïp, bieân hoäi taøi lieäu veà caùc coâng ngheä XLNT saûn xuaát bia ñaõ ñöôïc aùp duïng taïi Vieät Nam vaø treân theá giôùi. + Khaûo saùt, phaân tích hieän traïng nhaø maùy. + Treân cô sôû ñoù ñeà xuaát coâng ngheä xöû lyù vaø tính toaùn-thieát keá heä thoáng XLNT cho Coâng ty bia Phuù Minh-Phuù Yeân. + Söû duïng caùc phaàn meàm Microsoft Word, Excel, Autocad, Microsoft Equatation 3.0 ñeå vieát vaên baûn, tính toaùn cuï theå vaø veõ heä thoáng xöû lyù. CHÖÔNG 1 TOÅNG QUAN VEÀ NGAØNH COÂNG NGHIEÄP SAÛN XUAÁT BIA VAØ COÂNG TY BIA PHUÙ MINH - PHUÙ YEÂN 1.1. Toång quan veà ngaønh coâng nghieäp saûn xuaát bia 1.1.1.Tình hình phaùt trieån ngaønh coâng nghieäp saûn xuaát bia 1.1.1.1. Treân Theá giôùi Ngaønh coâng nghieäp saûn xuaát bia coù nguoàn goác töø Chaâu AÂu, khôûi ñieåm ôû moät soá nöôùc nhö Ñöùc, Phaùp, Anh…. Vôùi nhu caàu cuûa thò tröôøng ngaøy caøng ña daïng vaø phong phuù khoâng nhöõng veà soá löôïng maø caû chaát löôïng. Chính vì vaäy, trong nhöõng naêm gaàn ñaây ñeå ñaùp öùng thò hieáu ngöôøi tieâu duøng, ngaønh coâng nghieäp saûn xuaát bia ñaõ khoâng ngöøng caûi tieán ñeå ñöa ra thò tröôøng nhöõng saûn phaåm bia töôi, bia chai, bia lon… ñaït chaát löôïng Quoác teá. Beân caïnh ñoù, ngaønh cuõng coù nhieàu ñaàu tö cho coâng taùc xöû lyù chaát thaûi do hoaït ñoäng saûn xuaát bia taïo ra ñaït tieâu chuaån cho pheùp. 1.1.1.2. Taïi Vieät Nam Vôùi toác ñoä phaùt trieån kinh teá ngaøy caøng taêng cuûa ñaát nöôùc, caùc ngaønh coâng nghieäp töøng böôùc chieám lónh trong neàn kinh teá cuûa nöôùc nhaø daãn ñeán moät neàn kinh teá coâng nghieäp hoaù cao. Coâng nghieäp phaùt trieån daãn ñeán söï suy thoaùi veà moâi tröôøng nghieâm troïng do caùc chaát thaûi töø caùc nhaø maùy thaûi vaøo moâi tröôøng (ñaát, nöôùc, khoâng khí). Hieän nay, ngaønh coâng nghieäp bia trong caû nöôùc phaùt trieån maïnh vaø coù qui moâ roäng lôùn. Ngaønh bia trong voøng 10 naêm qua ñaõ taäp trung ñaàu tö maïnh nhaèm naâng cao naêng suaát, taêng saûn löôïng vaø chaát löôïng saûn phaåm. Ngaønh ñaõ chuù troïng ñaàu tö caùc daây chuyeàn thieát bò hieän ñaïi, tieân tieán, ñoäng boä vaø coù coâng ngheä tieân tieán treân theá giôùi, vôùi toång voán ñaàu tö laø 5.499.287 trieäu ñoàng vôùi moät naêng löïc saûn xuaát lôùn hôn 1.000 trieäu lít. Hieän taïi, toaøn quoác coù 469 ñôn vò. Trong ñoù, Quoác doanh Trung öông 2 ñôn vò, Lieân doanh vaø 100% voán nöôùc ngoaøi 6 ñôn vò, Quoác doanh ñòa phöông vaø tö nhaân 461 ñôn vò. Ngaønh bia hoaït ñoäng saûn xuaát kinh doanh coù hieäu quaû, ñoùng goùp lôùn vaøo ngaân saùch cuûa nhaø nöôùc, goùp phaàn taêng GDP ngaønh coâng nghieäp haèng naêm. Ñieàu naøy ñöôïc theå hieän ôû saûn löôïng saûn xuaát bia haèng naêm cuûa ñaát nöôùc (baûng 1.1.) Baûng 1.1: Saûn löôïng bia saûn xuaát haèng naêm cuûa Vieät Nam Naêm Ñôn vò Saûn löôïng bia 2000 Trieäu lít 1084,5 2001 Trieäu lít 1192,95 2002 Trieäu lít 1312,25 2003 Trieäu lít 1456,6 2004 Trieäu lít 1616.8 2005 Trieäu lít 1794,6 Nguoàn: Coâng ty bia Phuù MInh 1.1.2. Coâng ngheä saûn xuaát bia 1.1.2.1. Sô ñoà coâng ngheä Coù theå moâ taû caùc coâng ñoaïn chính trong quaù trình saûn xuaát bia theo sô ñoà sau:  Nguyeân lieäu Röûa chai Nöôùc thaûi Malt Gaïo Nöôùc meàm Nöôùc röûa Naáu – ñöôøng hoaù Phuï gia Hôi nöôùc Baõ malt Baõo hoøa CO2 Baõ loïc Baõmen Loïc dòch ñöôøng Naáu hoa Taùch baõ Laøm laïnh Leân men chính-phuï Loïc bia Baõ malt Chieát chai - lon Ñoùng naép Thanh truøng Kieåm tra daùn nhaõn, nhaäp kho Men gioáng Neùn CO2 Hoa hublon Glycol hay nöôùc ñaù Chaát trôï loïc Hôi xuùt Nöôùc thaûi Chai, lon Saûn phaåm Hôi nöôùc Hôi nöôùc Hình 1.1: Sô ñoà coâng ngheä saûn xuaát bia 1.1.2.2. Caùc nguoàn phaùt sinh chaát thaûi Cuõng nhö quaù trình saûn xuaát thöïc phaåm, saûn xuaát bia taïo ra moät löôïng lôùn chaát thaûi ôû caû ba daïng: raén, loûng, khí. Tuy khoâng thuoäc loaïi chaát thaûi nguy hieåm, ñoäc haïi nhöng chuùng goùp phaàn gaây oâ nhieãm moâi tröôøng ñaát, nöôùc, khoâng khí. ô Nöôùc thaûi: Goàm coù nöôùc thaûi saûn xuaát, nöôùc thaûi veä sinh thieát bò, nöôùc thaûi nhaø xöôûng vaø nöôùc thaûi sinh hoaït. Theo daây chuyeàn saûn xuaát, ôû haàu heát caùc coâng ñoaïn saûn xuaát trong quaù trình saûn xuaát bia ñeàu coù phaùt sinh nöôùc thaûi nhö: chuaån bò nguyeân lieäu, naáu – ñöôøng hoaù, loïc dòch ñöôøng, naáu hoa, taùch baõ, laøm laïnh, leân men chính – phuï, loïc bia, chieát chai – lon, vaø thanh truøng. ô Khí thaûi: goàm coù hôi phaùt sinh töø loø naáu vaø hôi khí neùn roø ræ. ô Chaát thaûi raén: goàm coù baõ thaûi luùa maïch – gaïo, xæ loø naáu, baõ men bia, chaát thaûi raén sinh hoaït. Chuû yeáu ñöôïc phaùt sinh töø caùc coâng ñoaïn: loïc dòch ñöôøng, taùch baõ, leân men chính – phuï vaø loïc bia. ô Tieáng oàn, ñoä rung: tieáng oàn, ñoä rung chuû yeáu ñöôïc phaùt sinh töø quaù trình hoaït ñoäng caùc thieát bò maùy moùc nhö: maùy nghieàn, maùy röûa chai, baêng chuyeàn… ô Buïi trong quaù trình chuaån bò nguyeân lieäu vaø xay malt: Nguoàn phaùt sinh ra buïi trong nhaø maùy bao goàm: trong quaù trình chuaån bò nguyeân lieäu, quaù trình tieáp lieäu, quaù trình xay malt, quaù trình nghieàn gaïo… Ñaây laø caùc nguoàn chuû yeáu seõ phaùt sinh ra moät löôïng buïi ñaùng keå. Tuy nhieân taûi löôïng cuûa buïi töø caùc nguoàn naøy raát khoù öôùc tính vaø noù phuï thuoäc vaøo raát nhieàu yeáu toá nhö: loaïi nguyeân lieäu, ñoä aåm cuûa nguyeân lieäu, tình traïng/tính naêng cuûa thieát bò maùy moùc… ô Nhieät: goàm coù nhieät haàm phaùt sinh töø khu vöïc loø naáu, vaø nhieät laïnh phaùt sinh töø khu vöïc uû laïnh. 1.1.3. Khaû naêng gaây oâ nhieãm cuûa nöôùc thaûi saûn xuaát bia 1.1.3.1. Thaønh phaàn, tính chaát cuûa nöôùc thaûi saûn xuaát bia Ñaëc tính nöôùc thaûi cuûa coâng ngheä saûn xuaát bia laø coù chöùa haøm löôïng chaát höõu cô cao ôû traïng thaùi hoaø tan vaø traïng thaùi lô löûng, trong ñoù chuû yeáu laø hiñratcacbon, protein vaø vaøi axít höõu cô, laø caùc chaát coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc. Baûng 1.2: Ñaëc tính nöôùc thaûi cuûa moät soá nhaø maùy bia Thoâng soá Ñôn vò Nhaø maùy bia Saøi Goøn Nhaø maùy bia Bình Taây Nhaø maùy bia Hoaø Bình pH 4,5-5,0 6-8 5,17 Haøm löôïng BOD5 mg/l 1700-2700 1400 298 Haøm löôïng COD mg/l 3500-4000 2200 847,5 Chaát raén lô löûng SS mg/l 250-300 500 192 Haøm löôïng N- NH3 mg/l 12-15 2,85 Toång N mg/l 30 4,21 Toång P mg/l 20-40 25 0,8 Coliform Teá baøo/ml 22.104 Maøu (taïi hoá thaûi) Pt-co 250-350 Hôi ñen (coù luùc traéng ñuïc). Muøi (taïi hoá thaûi) Hôi thoái Nguoàn: + Baùo caùo ÑTM döï aùn nhaø maùy bia Bình Taây coâng suaát 50.000.000 lít/naêm – Coâng ty bia Saøi Goøn Tp.Hoà Chí Minh thaùng 7/1997. + Nghieân cöùu nöôùc thaûi Coâng ty bia Bình Taây. 1.1.3.2. Taùc ñoäng cuûa nöôùc thaûi saûn xuaát bia ñeán moâi tröôøng Nöôùc thaûi cuûa coâng ngheä saûn xuaát bia coù chöùa nhieàu hôïp chaát höõu cô coù nguoàn goác töø tinh boät, protein… neáu khoâng ñöôïc xöû lyù thoûa ñaùng seõ gaây ra nhöõng taùc ñoäng xaáu ñeán moâi tröôøng nhö sau: ô Khí phaân giaûi töø nöôùc coù muøi hoâi thoái vaø coù chöùa caùc khí ñoäc nhö: NH3, H2S, mercaptanes,…. ô Coù theå gaây ngaäp luït taïm thôøi do khoâng tieâu thoaùt nöôùc kòp daãn ñeán khoù khaên cho hoaït ñoäng saûn xuaát cuûa nhaø maùy. ô Goùp phaàn laøm taêng haøm löôïng caùc chaát lô löûng trong nöôùc chuû yeáu laø do baõ malt, gaïo, xaùc men vaø boät trôï loïc coù trong nöôùc thaûi. ô Goùp phaàn laøm giaûm löôïng oâxy hoøa tan trong nöôùc do hoaït ñoäng cuûa caùc vi sinh vaät trong quaù trình phaân huûy caùc chaát höõu cô. AÛnh höôûng ñeán quaù trình taùi taïo oâxy hoøa tan trong nöôùc. ô Taêng khaû naêng gaây phuù döôõng nguoàn nöôùc do caùc chaát dinh döôõng treân coù trong nöôùc thaûi. Khi quaù trình phuù döôõng hoùa xaûy ra seõ laøm giaûm löôïng oâxy hoøa tan trong nöôùc gaây ra hieän töôïng phaân huûy yeám khí caùc hôïp chaát höõu cô vaø sinh ra moät soá saûn phaåm ñoäc haïi nhö H2S, mercaptanes aûnh höôûng ñeán heä sinh thaùi. 1.2. Toång Quan Veà Coâng Ty Bia Phuù Minh 1.2.1. Toàng quan veà coâng ty Bia Phuù Minh 1.2.1.1. Giôùi thieäu chung Teân coâng ty : Coâng ty bia Phuù Minh Ñòa chæ : 55 Nguyeãn Traõi, phöôøng 4, Tp.Tuy Hoaø. Nhaø maùy saûn xuaát ñaët taïi khu coâng nghieäp Hoaø Hieäp, vôùi toång dieän tích laø 13.766 m2. Ñieän thoaïi : (057) 8319659 Fax : 8319659 1.2.1.2. Lòch söû hình thaønh vaø phaùt trieån Coâng ty bia Phuù Minh ra ñôøi vaøo ngaøy 09/05/2001, ñöôïc Sôû Keá Hoaïch Ñaàu Tö caáp giaáy pheùp ñaêng kyù kinh doanh soá 3663000003. Do ñaïi ña soá caùn boä coâng nhaân vieân Coâng ty lieân doanh bia Saøi Goøn – Phuù Yeân goùp voán thaønh laäp vôùi toång soá voán laø 10.586.900.000 ñoàng, nhaèm xaây döïng moät nhaø maùy saûn xuaát bia töôi vôùi maùy moùc thieát bò hieän ñaïi, taïo ra saûn phaåm bia töôi caùc chaát löôïng töông ñöông vôùi bia Saøi Goøn. Saûn phaåm bia töôi 50 – Phuù Minh ra ñôøi vaøo thaùng 01/2002, ñöôïc ngöôøi tieâu duøng öa chuoäng vaø laø saûn phaåm öa chuoäng cuûa ngöôøi tieâu duøng trong khu vöïc Mieàn trung vaø Taây nguyeân. Ñoàng thôøi do môû roäng qui moâ saûn xuaát Coâng ty ñaõ taïo ra coâng aên vieäc laøm cho nhieàu lao ñoäng trong nöôùc, khaùch haøng cuûa Coâng ty ngaøy caøng ñoâng, giuùp cho hoaït ñoäng saûn xuaát cuûa Coâng ty ngaøy caøng phaùt trieån vaø ñöùng vöõng treân thò tröôøng, ñöôïc theå hieän thoâng qua saûn löôïng bia saûn xuaát haèng naêm cuûa Coâng ty. Baûng 1.3: Saûn löôïng bia saûn xuaát haèng naêm cuûa Coâng ty bia Phuù Minh Naêm Ñôn vò Naêng suaát 2002 trieäu lít 2.2 2003 trieäu lít 6.1 2004 trieäu lít 8.0 2005 trieäu lít 9.8 6 thaùng ñaàu naêm 2006 trieäu lít 10.3 Nguoàn: Coâng ty bia Phuù Minh 1.2.1.3. Chöùc naêng vaø nhieäm vuï ô Chöùc naêng: Saûn xuaát bia töôi, mua baùn caùc loaïi bia khaùc vaø mua baùn caùc maët haøng nhö: thuûy saûn, nöôùc giaûi khaùt, noâng saûn, kinh doanh khaùch saïn, vaûi haøng may maëc saün, daøy da, baùnh keïo. Ngoaøi ra Coâng ty coøn coù dòch vuï cho thueâ: thueâ phöông tieän vaän taûi ñöôøng, duïng cuï baùn bia hôi. ô Nhieäm vuï: + Kinh doanh ñuùng ngaønh ngheà ñaõ ñaêng kyù giaáy pheùp kinh doanh. + Thöïc hieän cam keát hoaït ñoäng thöông maïi. + Xaây döïng vaø toå chöùc thöïc hieän keá hoaïch saûn xuaát kinh doanh ñaõ ñeà ra, ñaõ ñaêng kyù vôùi khaùch haøng. + Thöïc hieän lao ñoäng hôïp lí, ñuùng luaät lao ñoäng quy ñònh cuûa nhaø nöôùc. + Tuaân thuû caùc chính saùch vaø cheá ñoä quaûn lyù kinh teá cuûa nhaø nöôùc, thöïc hieän ñaày ñuû, trung thöïc baùo caùo taøi chính. + Veà maët coâng taùc veä sinh coâng nghieäp: ñaûm baûo an toaøn song song vôùi coâng taùc phoøng chaùy chöõa chaùy. 1.2.2. Daây chuyeàn saûn xuaát cuûa coâng ty Bia Phuù Minh 1.2.2.1. Daây chuyeàn saûn xuaát Leân men chính - phuï Nöôùc thaûi Hôi nöôùc Baõ malt Hôi nöôùc Nguyeân lieäu Naáu – ñöôøng hoaù Loïc dòch ñöôøng Ñun soâi Laéng caën Laøm laïnh Chieát bia Loïc bia Baõ loïc Baõ men Phuï gia Glycol hay nöôùc ñaù Men gioáng Chaát trôï loïc Röûa keg Nöôùc thaûi Hôi xuùt Hoa hublon Ñoùng keg inox 30 lít Keg inox Thaønh phaåm Baõ men Hình 1.2: Daây chuyeàn saûn xuaát Coâng ty bia Phuù Minh Nöôùc röûa Nöôùc meàm Malt Gaïo 1.2.2.2. Thuyeát minh daây chuyeàn saûn xuaát Daây chuyeàn saûn xuaát cuûa Coâng ty laø moät daây chuyeàn kheùp kín vaø coù theå chia laøm ba giai ñoaïn: giai ñoaïn naáu, giai ñoaïn leân men, giai ñoaïn chieát. ô Giai ñoaïn naáu Nguyeân lieäu (malt, gaïo) ñöôïc vaän chuyeån veà vaø chöùa trong caùc kho cuûa Coâng ty, taïi ñaây nguyeân lieäu ñöôïc baûo quaûn caån thaän vaø sau ñoù ñöa vaøo caùc boàn chöùa cuûa phaân xöôûng naáu – ñöôøng hoùa. Trong giai ñoaïn naøy malt, gaïo ñöôïc xay coøn nguyeân voû vaø nghieàn naùt ñöôïc ñöa vaøo trong noài ñeå naáu (noài ñöôøng hoùa). Sau khi nguyeân lieäu ñöôïc naáu trong moät thôøi gian nhaát ñònh seõ töï ñoäng loïc baõ vaø cho ra dòch ñöôøng. Ñöôøng naøy seõ ñöôïc chuyeån ñeán boä phaän leân men. ô Giai ñoaïn leân men vaø loïc Taïi ñaây boä phaän leân men tieáp nhaän dòch ñöôøng cuûa boä phaän naáu troän chung vôùi hoa houlon vaø moät soá phuï gia khaùc ñeå leân men, sau khi traûi qua hai quaù trình leân men chính vaø leân men phuï. Quaù trình leân men chính seõ taïo ra bia baùn thaønh phaåm (bia chöa loïc). Bia chöa loïc naøy seõ traûi qua quaù trình loïc ñeå loïc caùc taïp chaát ñoàng thôøi laøm trong nöôùc bia vaø chuyeån ñeán phaân xöôûng chieát. ô Giai ñoaïn chieát Taïi ñaây keg inox 30 lít seõ ñöôïc suùc, haáp, laøm laïnh nhaèm dieät truøng vi khuaån, laøm khoâ raùo sau ñoù chieát bia vaø ñoùng nuùt, roài ñöôïc chuyeån ñeán caùc kho coù trang bò heä thoáng laøm laïnh vaø caùc thieát bò khaùc ñeå ñaûm baûo bia töôi saûn xuaát ra. 1.2.3. Nguoàn phaùt sinh nöôùc thaûi cuûa coâng ty Bia Phuù Minh Nöôùc thaûi cuûa Coâng ty bia Phuù Minh goàm coù nöôùc thaûi saûn xuaát, nöôùc thaûi veä sinh thieát bò, nöôùc thaûi nhaø xöôûng vaø nöôùc thaûi sinh hoaït. Theo daây chuyeàn saûn xuaát, ôû haàu heát caùc coâng ñoaïn saûn xuaát trong quaù trình saûn xuaát bia ñeàu coù phaùt sinh nöôùc thaûi nhö sau: + Nöôùc thaûi ôû phaân xöôûng naáu: goàm quaù trình hoà hoùa – ñöôøng hoaù – naáu hoa – laøm laïnh nhanh… coù chöùa nhieàu baõ malt, baõ hoa troâi theo doøng thaûi khi veä sinh thieát bò vaø nhaø xöôûng. + Nöôùc thaûi ôû coâng ñoaïn leân men chuû yeáu laø nöôùc veä sinh töø caùc thieát bò leân men vaø saøn nhaø, chieám löôïng lôùn, chöùa nhieàu baõ men vaø caùc chaát höõu cô (saûn phaåm cuûa quaù trình leân men). Ñaây laø nguoàn gaây oâ nhieãm ñaùng löu taâm. + Nöôùc thaûi söû duïng cho quaù trình trao ñoåi nhieät nhö ôû loø hôi, laøm laïnh,… töông ñoái saïch (ít bò oâ nhieãm). ÔÛ coâng ñoaïn röûa chai, löôïng nöôùc thaûi tuy nhieàu song cuõng khoâng oâ nhieãm naëng. + Nöôùc thaûi ôû coâng ñoaïn loïc bia chöùa caùc chaát caën bia vaø chaát trôï loïc (diatomit) troâi theo doøng thaûi. ÔÛ coâng ñoaïn chieát, bia rôi vaõi cuõng ñöôïc ñi vaøo doøng thaûi chung. 1.2.4. Ñaëc tính nöôùc thaûi cuûa coâng ty Bia Phuù Minh Keát quaû phaân tích caùc chæ tieâu hoùa lyù vaø hoaù sinh cuûa nöôùc thaûi ñöôïc ñöa ra ôû baûng 1.4. Baûng 1.4: Ñaëc tính nöôùc thaûi cuûa Coâng ty bia Phuù Minh Thoâng soá Ñôn vò Haøm löôïng Haøm löôïng BOD5 mg/l 1525 Haøm löôïng COD mg/l 2500 Chaát raén lô löûng SS mg/l 700 Toång N mg/l 85 Toång P mg PO43-/l 35 Maøu Pt-co 208 pH 6,67 CHÖÔNG 2 TOÅNG QUAN VEÀ CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI VAØ PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI SAÛN XUAÁT BIA 2.1. Toång quan veà caùc phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi Moãi loaïi nöôùc thaûi coù thaønh phaàn, tính chaát khaùc nhau. Vì vaäy, möùc ñoä gaây oâ nhieãm cuûa chuùng cuõng khaùc nhau. Khi XLNT, caàn phaûi löïa choïn phöông phaùp xöû lyù phuø hôïp nhaát vôùi thaønh phaàn, tính chaát cuûa töøng loaïi nöôùc thaûi. Caùc phöông phaùp xöû lí nöôùc thaûi nhö sau: Phöông phaùp cô hoïc, phöông phaùp hoaù lyù vaø phöông phaùp sinh hoïc. 2.1.1. Phöông phaùp cô hoïc Laø phöông phaùp cô hoïc ñeå loaïi boû taïp chaát nhö: Chaát raén lô löõng, caùt, soûi, daàu môõ, rôm coû, bao bì chaát deûo, giaáy, gieû…. Ñaây laø phöông phaùp ñôn giaûn, reû tieàn, hieäu quaû xöû lyù chaát lô löûng cao vaø ñang ñöôïc söû duïng roäng raõi. Moät soá coâng trình xöû lyù nhö sau: Song chaén raùc, beå laéng caùt, beå laéng 1, beå laéng buøn (2), beå vôùt daàu, beå tuyeån noåi… 2.1.1.1. Song chaén raùc Song chaén raùc giöõ laïi caùc thaønh phaàn coù kích thöôùc lôùn, traùnh laøm taéc maùy bôm, ñöôøng oáng hoaëc keânh daãn. Song chaén raùc goàm caùc thanh ñan saép xeáp caïnh nhau ôû treân möông daãn nöôùc. Khoaûng caùch giöõa caùc thanh ñan goïi laø khe hôû. Song chaén raùc coù theå phaân thaønh caùc nhoùm sau: + Theo khe hôû song chaén phaân bieät loaïi thoâ (30 - 200mm) vaø loaïi trung bình (5 - 25mm). + Theo ñaëc ñieåm caáu taïo phaân bieät loaïi coá ñònh vaø loaïi di ñoäng. + Theo phöông phaùp laáy raùc khoûi song chaén phaân bieät loaïi thuû coâng vaø cô giôùi. Song chaén raùc ñöôïc laøm baèng kim loaïi, ñaët ôû cuûa vaøo keânh daãn, nghieâng moät goùc 45 - 60o neáu laøm saïch thuø coâng hoaëc nghieâng moät goùc 75 - 80o neáu laøm saïch baèng maùy. Tieát dieän song chaén coù theå troøn, vuoâng hoaëc hoãn hôïp. Vaän toác nöôùc chaûy qua song chaén giôùi haïn trong khoaûng töø 0,7 - 1 m/s. Vaän toác cöïc ñaïi dao ñoäng trong khoaûng 0,7 5 - 1 m/s nhaèm traùnh ñaåy raùc qua khe cuûa song. Vaän toác cöïc tieåu laø 0,4 m/s nhaèm traùnh phaân huûy caùc chaát thaûi raén vaø laéng caën. 2.1.1.2. Beå laéng caùt Beå laéng caùt coù nhieäm vuï taùch caùc taïp chaát voâ cô chuû yeáu laø caùt vaø ñöôïc boá trí tröôùc beå laéng. Söû duïng beå laéng caùt ñeå traùnh aûnh höôûng xaáu tôùi caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi khaùc. Beå laéng caùt coù theå: Beå laéng caùt ngang, beå laéng caùt ñöùng, beå laéng caùt tieáp tuyeán, beå laéng caùt thoåi khí – tieáp tuyeán. Buøn laéng Nöôùc thaûi Nöôùc sau laéng 1 2 3 4 Beå laéng caùt ngang laø loaïi beå laéng caùt thoâng duïng nhaát. Thöôøng thieát keá hai ngaên: moät ngaên cho nöôùc qua, moät ngaên caøo caùt soûi laéng. Hai ngaên naøy laøm vieäc luaân phieân nhau. Hình 2.1: Beá laéng caùt ngang 2.1.1.3. Beå laéng Beå laéng coù nhieäm vuï laéng caùc haït caën lô löûng coù saün trong nöôùc thaûi (beå laéng 1) hoaëc caën ñöôïc taïo ra töø quaù trình keo tuï taïo boâng hay quaù trình xöû lyù sinh hoïc (beå laéng 2). Theo chieàu doøng chaûy, beå laéng ñöôïc phaân thaønh: beå laéng ngang vaø beå laéng ñöùng. + Beå laéng ngang: Nöôùc thaûi chuyeån ñoäng theo phöông ngang qua beå vôùi vaän toác khoâng lôùn hôn 0,01 m/s vaø thôøi gian löu nöôùc töø 1,2 – 2,5 giôø. Caùc beå laéng ngang ñöôïc söû duïng khi löu löôïng nöôùc thaûi lôùn hôn 15.000 m3/ngaøy. + Beå laéng ñöùng: Nöôùc thaûi chuyeån ñoäng theo phöông thaúng ñöùng töø döôùi leân ñeán vaùch traøn vôùi vaän toác 0,5 – 0,6 m/s vaø thôøi gian löu nöôùc trong beå dao ñoäng trong khoaûng 45 - 120 phuùt. Hieäu suaát cuûa beå laéng ñöùng thöôøng thaáp hôn beå laéng ngang töø 10 - 20%. 2.1.1.4. Beå vôùt daàu Coù nhieäm vuï loaïi boû caùc chaát noåi nhö môõ, daàu…Nhieàu khi coøn keát hôïp vôùi beå tuyeån noåi. Beå vôùt daàu coù caáu taïo gioáng beå laéng ngang ñaët theâm heä thoáng thu vaùng noåi. 2.1.1.5. Beå tuyeån noåi Phöông phaùp tuyeån noåi thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå taùch caùc taïp chaát (ôû daïng raén hoaëc loûng) phaân taùn khoâng tan, khaû naêng laéng keùm. Trong moät soá tröôøng hôïp, quaù trình naøy coøn ñöôïc duøng ñeå taùch caùc chaát hoaø tan nhö caùc chaát hoaït ñoäng beà maët. Trong xöû lyù nöôùc thaûi, quaù trình tuyeån noåi thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå khöû caùc chaát lô löûng, laøm ñaëc buøn sinh hoïc. Öu ñieåm cô baûn cuûa phöông phaùp naøy laø coù theå khöû hoaøn toaøn caùc haït nhoû, nheï, laéng chaäm trong thôøi gian ngaén. Quaù trình tuyeån noåi ñöôïc thöïc hieän baèng caùch suïc caùc boït khí nhoû vaøo pha loûng. Caùc boït khí naøy seõ keát dính vôùi caùc haït caën. Khi khoái löôïng rieâng cuûa taäp hôïp boït khí vaø caën nhoû hôn khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc, caën seõ theo boït khí noåi leân beà maët. Tuyø theo phöông thöùc caáp khoâng khí vaøo nöôùc, quaù trình tuyeån noåi ñöôïc thöïc hieän theo caùc phöông thöùc sau: + Tuyeån noåi baèng khí phaân taùn: Trong tröôøng hôïp naøy, thoåi tröïc tieáp khí neùn vaøo beå tuyeån noåi ñeå taïo thaønh boït khí coù kích thöôùc töø 0,1- 1 mm. Gaây xaùo troãn hoãn hôïp khí – nöôùc chöùa caën. Caën tieáp xuùc vôùi boït khí, dính keát vaø noåi leân beà maët. + Tuyeån noåi chaân khoâng: Trong tröôøng hôïp naøy, baõo hoaø khoâng khí ôû aùp suaát khí quyeån, sau ñoù thoaùt khí ra khoûi nöôùc ôû aùp suaát chaân khoâng. Heä thoáng naøy ít ñöôïc söû duïng trong thöïc teá vì khoù vaän haønh vaø chi phí cao. + Tuyeån noåi baèng khí hoaø tan: Suïc khí vaøo nöôùc ôû aùp suaát cao (2 - 4 atm), sau ñoù giaûm aùp suaát giaûi phoùng khí. Khoâng khí thoaùt ra seõ taïo thaønh boït khí coù kích thöôùc 20 - 100 mm. 2.1.2. Phöông phaùp hoaù lyù Laø phöông phaùp duøng caùc phaåm hoaù hoïc, cô cheá vaät lyù ñeå loaïi boû caën hoøa tan, caën lô löûng, kim loaïi naëng goùp phaàn laøm giaûm BOD vaø COD. Phöông phaùp naøy ñöôïc öùng duïng roäng raõi ñeå xöû lyù nöôùc caáp vaø nöôùc thaûi döïa treân cô sôû cuûa nhöõng quaù trình : keo tuï-taïo boângï, haáp thuï, trích ly, trao ñoåi ion, bay hôi, tuyeån noåi, coâ ñaëc, khöû khí,… 2.1.2.1. Trung hoøa Do trong nöôùc thaûi coù chöa axit hoaëc bazô, loaïi nöôùc thaûi naøy coù khaû naêng aên moøn vaät lieäu cuûa caùc coâng trình xöû lyù, phaù vôõ caùc quaù trình sinh hoaù trong caùc coâng trình xöû lyù sinh hoïc, do vaäy caàn phaûi thöïc hieän quaù trình trung hoøa ñoái vôùi loaïi nöôùc thaûi noùi treân. Trung hoaø baèng caùch duøng caùc dung dòch axit hoaëc muoái axit, caùc dung dòch kieàm hoaëc oxit kieàm ñeå trung hoøa nöôùc thaûi. 2.1.2.2. Keát tuûa, taïo boâng Trong nguoàn nöôùc, moät phaàn caùc haït thöôøng toàn taïi ôû daïng caùc haït keo mòn phaân taùn, kích thöôùc cuûa haït thöôøng dao ñoäng trong khoaûng 0,1-10 µm. Caùc haït naøy khoâng noåi vaø cuõng khoâng laéng, do ñoù töông ñoái khoù taùch loaïi. Theo nguyeân taéc caùc haït coù khuynh höôùng keo tuï do löïc huùt VanderWaals giöõa caùc haït. Löïc naøy coù theå daãn ñeán söï keát dính giöõa caùc haït ngay khi khoaûng caùch giöõa chuùng ñuû nhoû nhôø va chaïm. Söï va chaïm xaûy ra do chuyeån ñoäng Brown vaø do taùc ñoäng cuûa söï xaùo troän. Tuy nhieân, trong tröôøng hôïp phaân taùn keo, caùc haït duy trì traïng thaùi phaân taùn nhôø löïc ñaåy tónh ñieän vì beà maët caùc haït keo tích ñieän, coù theå laø ñieän tích aâm hoaëc ñieän tích döông nhôø söï haáp thuï coù choïn loïc caùc ion trong dung dòch hoaëc söï ion hoùa caùc nhoùm hoïat hoùa. Traïng thaùi lô löûng cuûa caùc haït keo ñöôïc beàn hoùa nhôø löïc ñaåy tónh ñieän. Do ñoù ñeå phaù tính beàn cuûa haït keo caàn trung hoaø ñieän tích beà maët cuûa chuùng, quaù trình naøy goïi laø quaù trình keo tuï. Caùc haït keo ñaõ bò trung hoaø ñieän tích coù theå lieân keát vôùi nhöõng haït keo khaùc taïo thaønh boâng caën coù kích thöôùc lôùn hôn, naëng hôn vaø laéng xuoáng, quaù trình naøy goïi laø quaù trình taïo boâng. Tuy nhieân, khi xöû lyù, ñeå giaûm thôøi gian quaù trình keo tuï vaø taêng toác ñoä laéng cuûa caùc boâng caën ngöôøi ta söû duïng moät soá hoaù chaát nhö: pheøn nhoâm, pheøn saét, polymer coù taùc duïng keát dính caùc chaát khueách taùn trong dung dòch thaønh caùc haït coù kích côõ vaø tyû troïng lôùn hôn roài laéng ñeå loaïi bôùt caùc chaát oâ nhieãm ra khoûi nöôùc thaûi. Vieäc löïa choïn chaát taïo boâng hay keo tuï phuï thuoäc vaøo thaønh phaàn vaø tính chaát cuûa nöôùc thaûi cuõng nhö cuûa chaát khueách taùn caàn loaïi. 2.1.2.3. Haáp phuï Phöông phaùp haáp phuï duøng ñeå loaïi heát caùc chaát baån hoøa tan vaøo nöôùc maø phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc cuøng caùc phöông phaùp khaùc khoâng theå loaïi boû ñöôïc vôùi haøm löôïng raát nhoû. Thoâng thöôøng ñaây laø caùc hôïp chaát hoøa tan coù ñoäc tính cao hoaëc caùc chaát coù muøi, vò vaø maøu raát khoù chòu. Caùc chaát haáp phuï thöôøng duøng laø: than hoaït tính, ñaát seùt hoaït tính, silicagen, keo nhoâm, moät soá chaát toång hôïp khaùc vaø moät soá chaát thaûi trong saûn xuaát nhö xæ tro, xæ maï saét… Trong soá naøy than hoaït tính ñöôïc duøng phoå bieán nhaát. Caùc chaát höõu cô, kim loaïi naëng vaø caùc chaát maøu deã bò than haáp phuï. Löôïng chaát haáp phuï tuøy thuoäc vaøo khaû naêng cuûa töøng loaïi chaát haáp phuï vaø haøm löôïng chaát baån coù trong nöôùc. Phöông phaùp naøy coù theå haáp phuï 58 - 95% caùc chaát höõu cô vaø maøu. Caùc chaát höõu cô coù theå bò haáp phuï ñöôïc laø phenol, alkylbenzen, sunfonic axit, thuoác nhuoäm vaø caùc hôïp chaát thôm. 2.1.2.4. Trao ñoåi ion Phöông phaùp trao ñoåi ion ñöôïc duøng laøm saïch nöôùc noùi chung trong ñoù coù nöôùc thaûi, loaïi ra khoûi nöôùc caùc ion kim loaïi nhö Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Pb, Cd, Mn… Cuõng nhö caùc hôïp chaát coù chöùa asen, phosphor, xyanua vaø caû chaát phoùng xaï. Phöông phaùp naøy ñöôïc duøng phoå bieán ñeå laøm meàm nöôùc, loaïi ion Ca2+ vaø Mg3+ ra khoûi nöôùc cöùng. Trao ñoåi ion laø quaù trình trong ñoù caùc ion treân beà maët cuûa chaát raén trao ñoåi vôùi ion cuøng ñieän tích trong dung dòch khi tieáp xuùc vôùi nhau. Trao ñoåi ion cuõng laø moät quaù trình haáp thuï trong ñoù caùc ion coù trong dung dòch thay theá nhöõng ion cuûa chaát trao ñoåi khoâng hoaø tan goïi laø trao ñoåi ion. Caùc chaát trao ñoåi ion coù theå laø caùc chaát voâ cô hoaëc höõu cô hoaëc höõu cô coù nguoàn goác töï nhieân hoaëc toång hôïp. Caùc chaát thöôøng ñöôïc söû duïng nhö: zeolit, ñaát seùt, nhoâm silic, silicagen, pecmutit, caùc chaát ñieän li cao phaân töû, caùc loaïi nhöïa toång hôïp (polyme khoâng tan). 2.1.2.5. Oxihoaù khöû Ñeå laøm saïch nöôùc thaûi, coù theå söû duïng caùc taùc nhaân oxy hoaù nhö Clo ôû daïng khí vaø hoùa loûng, ñyoxyt clo, clorat canxi, peroxyt hyñro ( H2O2), oxi cuûa khoâng khí… Quaù trình oxi hoaù seõ chuyeån caùc chaát ñoäc haïi trong nöôùc thaûi thaønh caùc chaát ít ñoäc haïi hôn vaø taùch khoûi nöôùc, quaù trình naøy tieâu toán nhieàu hoaù chaát neân thöôøng chæ söû duïng khi khoâng theå xöû lyù baèng phöông phaùp khaùc. 2.1.3. Phöông phaùp sinh hoïc Phöông phaùp sinh hoïc ñöôïc öùng duïng ñeå söû lyù caùc chaát höõu cô hoaø tan coù trong nöôùc thaûi cuõng nhö moät soá chaát voâ cô nhö H2S, sunfit, ammonia, nitô,… Quaù trình hoaït ñoäng cuûa chuùng cho keát quaû laø caùc chaát höõu cô gaây nhieãm baån ñöôïc khoaùng hoaù vaø trôû thaønh nhöõng chaát voâ cô, caùc chaát khí ñôn giaûn vaø nöôùc. Quaù trình phaân huûy caùc chaát höõu cô nhôø vi sinh vaät goïi laø quaù trình oxy hoaù sinh hoaù. Ñeå thöïc hieän quaù trình naøy, caùc chaát höõu cô hoaø tan, caû chaát keo vaø chaát phaân taùn nhoû trong nöôùc thaûi caàn di chuyeån vaøo beân trong teá baøo vi sinh vaät theo ba giai ñoaïn chính sau: + Chuyeån caùc chaát oâ nhieãm töø pha loûng tôùi beà maët teá baøo vi sinh vaät. + Khuyeách taùn töø beà maët teá baøo qua maøng baùn thaám do söï cheânh leäch noàng ñoä beân trong vaø beân ngoaøi teá baøo. + Chuyeån hoaù caùc chaát trong teá baøo vi sinh vaät, saûn sinh naêng löôïng vaø toång hôïp teá baøo môùi. Phöông phaùp naøy ñöôïc söû duïng roäng raõi trong xöû lyù nöôùc thaûi ngaønh cheá bieán thöïc phaåm. Vôùi öu ñieåm laø reû tieàn vaø coù khaû naêng taän duïng saûn phaåm phuï laøm phaân boùn (buøn hoaït tính) hoaëc taùi sinh naêng löôïng (khí metan). 2.1.3.1.Caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc trong ñieàu kieän töï nhieân: Caùc phöông phaùp naøy döïa treân khaû naêng töï laøm saïch sinh hoïc trong moâi tröôøng ñaát vaø hoà nöôùc. Döïa treân nguyeân taéc ñoù, ngöôøi ta chia nhoùm caùc phöông phaùp sinh hoïc xöû lyù nöôùc thaûi ra nhöõng phöông phaùp xöû lyù sau: + Phöông phaùp ñoàng töôùi coâng coäng vaø ñoàng töôùi noâng nghieäp + Phöông phaùp baõi loïc sinh hoïc + Phöông phaùp hoà sinh hoïc hieáu khí + Phöông phaùp hoà sinh hoïc kò khí ó Moät soá coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc trong ñieàu kieän töï nhieân: + Caùnh ñoàng töôùi vaø baõi loïc: Vieäc xöû lyù nöôùc thaûi ñöôïc thöïc hieän treân nhöõng caùnh ñoàng töôùi vaø baõi loïc laø döïa vaøo khaû naêng giöõ caùc caën nöôùc ôû treân maët ñaát, nöôùc thaám qua ñaát nhö ñi qua loïc, nhôø coù oâxi trong caùc loã hoång vaø mao quaûn cuûa lôùp ñaát maët, caùc vi sinh vaät hieáu khí hoaït ñoäng phaân huyû caùc chaát höõu cô nhieãm baån. Caøng saâu xuoáng, löôïng oâxi caøng ít vaø quaù trình oâxi hoaù caùc chaát höõu cô nhieãm baån giaûm daàn. Cuoái cuøng ñeán ñoä saâu ôû ñoù chæ dieãn ra quaù trình khöû nitrat. Caùnh ñoàng töôùi coù hai chöùc naêng: xöû lyù nöôùc thaûi vaø töôùi boùn caây troàng. Tuøy chöùc naêng naøo laø chính, caùnh ñoàng töôùi seõ laø caùnh ñoàng töôùi coâng coäng hay caùnh ñoàng töôùi noâng nghieäp hoaëc chæ laøm chöùc naêng xöû lyù nöôùc thaûi goïi laø baõi loïc (caùnh ñoàng loïc). Ñoái vôùi caùnh ñoàng töôùi noâng nghieäp ngoaøi khaû naêng laøm aåm ñaát coøn phaûi ñaùp öùng caùc chaát dinh döôõng (N,P,K) cho caây troàng. Vieäc duøng nöôùc thaûi töôùi boùn cho caây troàng coù theå taêng naêng suaát leân 2 – 4 laàn, nhaát laø caùnh ñoàng coû gaáp 5 laàn. Nöôùc thaûi sinh hoaït chöùa nhieàu vi khuaån gaây beänh vaø tröùng giun saùn. Vì vaäy, khi xaây döïng vaø quaûn lyù caùc caùnh ñoàng treân phaûi tuaân theo nhöõng yeâu caàu veä sinh nhaát ñònh, cuï theå laø caám khoâng ñöôïc duøng nöôùc thaûi chöa qua xöû lyù sô boä ñeå töôùi caùc loaïi rau aên soáng. ò Hoà sinh hoïc: Xöû lyù nöôùc thaûi trong hoà sinh hoïc laø phöông phaùp xöû lyù ñôn giaûn nhaát vaø ñaõ ñöôïc aùp duïng töø thôøi xa xöa. Hoà sinh hoïc ñöôïc aùp duïng roäng raõi hôn ñoàng loïc vaø ñoàng töôùi. Öu ñieåm lôùn nhaát cuûa hoà sinh hoïc laø chuùng chieám dieân tích nhoû hôn ñoàng loïc sinh hoïc. Ngoaøi nhöõng lôïi ích treân, hoà sinh vaät coøn coù nhöõng lôïi ích sau: + Nuoâi troàng thuûy saûn; + Cung caáp nöôùc cho troàng troït; + Ñieàu hoaø doøng chaûy trong muøa möa vaø heä thoáng thoaùt nöôùc ñoâ thò; + Khoâng ñoøi hoûi chi phí cao; + Baûo trì, ñieàu haønh ñôn giaûn; Quy trình xöû lyù theo phöông phaùp hoà sinh hoïc khaù ñôn giaûn vaø ñöôïc toùm taét nhö sau: Nöôùc thaûi è loaïi boû raùc, caùt, soûi…è Caùc ao hoà oån ñònh è Nöôùc ñaõ xöû lyù ò Hoà sinh hoïc kò khí: Duøng VSV ñeå phaân giaûi caën laéng ôû ñieàu kieän kò khí. Khoâng öùng duïng trong xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït maø ñöôïc öùng duïng trong nöôùc thaûi coâng nghieäp coù söï oâ nhieãm naëng. Nhöôïc ñieåm lôùn nhaát cuûa nhöõng hoà kò khí laø chuùng thöôøng taïo ra muøi raát khoù chòu. Vì vaäy, phaûi choïn ñòa ñieåm caùch xa khu daân cö 1,5 – 2 km ñeå xaây döïng hoà kò khí. ò Hoà sinh hoïc hieáu khí: Laø hoà döïa vaøo khaû naêng töï laøm saïch vaø laøm thoaùng töï nhieân. Trong ñieàu kieän töï nhieân khoâng toàn taïi loaïi hoà hieáu khí tuyeät ñoái. Tuøy thuoäc vaøo khaû naêng taïo ra oâxi hoaø tan vaø khaû naêng chuyeån hoaù vaät chaát trong ñieàu kieän töï nhieân, ngöôøi ta chia hai loaïi hoà hieáu khí, hoà thoaùng khí töï nhieân vaø hoà hieáu khí nhaân taïo trong ñieàu kieän töï nhieân. ò Hoà sinh hoïc kò hieáu khí : Loaïi hoà naøy raát phoå bieán trong thöïc teá. Ñoù laø loaïi keát hôïp coù hai quaù trình song song: phaân huyû hieáu khí caùc chaát höõu cô hoøa tan coù ñeàu ôû trong nöôùc vaø phaân huûy kò khí caën laéng ôû vuøng ñaùy. ÔÛ nhöõng hoà sinh hoïc kò hieáu khí, ngöôøi ta phaân ra ba vuøng khaùc nhau. Treân cuøng laø vuøng hieáu khí, ôû giöõa laø vuøng trung gian vaø cuoái cuøng laø vuøng kò khí. 2.1.3.2. Caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc hieáu khí trong ñieàu kieän nhaân taïo: ò Beå Aerotank: Ñaây laø coâng trình phoå bieán nhaát trong caû xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït vaø coâng nghieäp. Xöû lyù hieáu khí, söû duïng buøn hoaït tính laøm giaù theå cuûa VSV. Thoâng duïng nhaát hieän nay laø hình beå khoái chöõ nhaät. Nöôùc thaûi chaûy qua suoát chieàu daøi cuûa beå vaø ñöôïc suïc khí, khuaáy ñaûo nhaèm taêng cöôøng löôïng oâxi hoaø tan vaø taêng cöôøng quaù trình oâxi hoaù chaát baån höõu cô coù trong nöôùc. Beå Aerotank laø moät coâng trình sinh hoïc söû duïng buøn hoaït tính ñeå phaân giaûi caùc chaát hôïp chaát höõu cô vaø ñöôïc phaân giaûi theo 3 giai ñoaïn: + Giai ñoaïn 1: Toác ñoä oâxi hoùa baèng toác ñoä tieâu thuï oâxi. ÔÛ giai ñoaïn naøy buøn hoaït tính hình thaønh vaø phaùt trieån. + Giai ñoaïn 2 : Buøn hoaït tính seõ khoâi phuïc khaû naêng oâxi hoaù vaø tieáp tuïc oâxi hoaù hôïp chaát höõu cô coøn laïi. Chính ôû giai ñoaïn naøy caùc chaát baån höõu cô bò phaân huûy nhieàu nhaát. + Giai ñoaïn 3 : Sau moät thôøi gian khaù daøi toác ñoä oâxi hoùa caàm chöøng vaø coù chieàu höôùng giaûm, laïi thaáy toác ñoä tieâu thuï oâxi taêng leân. Ñaây laø giai ñoaïn nitraùt hoaù caùc muoái amon. * Moät soá beå aerotank tieâu bieåu: + Aerotank taûi troïng thaáp; + Aerotank taûi troïng cao moät baäc; + Aerotank taûi troïng cao nhieàu baäc; + Aerotank taûi troïng cao xen keõ beå laéng buøn; + Aerotank khuaáy troän hoaøn chænh; ò Möông oxi hoaù: Laø moät daïng caûi tieán cuûa aeroank khuaáy troän hoaøn chænh laøm vieäc trong ñieàu kieän hieáu khí keùo daøi vôùi buøn hoaït tính chuyeån ñoäng hoaøn toaøn trong möông. Nöôùc thaûi coù ñoä nhieãm baån cao BOD20 = 1000 - 5000 mg/l coù theå ñöa vaøo xöû lyù ôû möông oâxi hoaù. Ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït chæ caàn qua chaén raùc, laéng caùt vaø khoâng caàn qua laéng 1 laø coù theå ñöa vaøo möông oâxi hoùa. Möông oâxi hoùa coù daïng hình chö ûnhaät, hình troøn hay hình elíp. Ñaùy vaø bôø coù theå laøm baèng beâtoâng coát theùp hoaëc ñaøo ñaát coù gia coá. Chieàu saâu coâng taùc töø 0,7 – 1 m. ò Beå loïc sinh hoïc: Loïc sinh hoïc vôùi vaät lieäu ngaäp trong nöôùc: thích hôïp vôùi vieäc xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït vaø nöôùc thaûi cuûa caùc nhaø maùy coâng nghieäp thöïc phaåm. Loïc sinh hoïc vôùi haït vaät lieäu loïc coá ñònh: Loaïi vaät lieäu loïc naøy coù tính chaát: vi sinh vaät raát deã baùm treân beà maët; chòu ñöïng ñöôïc moâi tröôøng axít; chòu ñöïng ñöôïc löïc cô hoïc cao; coù kích thöôùc töø 1- 4 mm; khoái löôïng haït laø 1,4 – 1,8 g/m3. Coù 3 loaïi beå loïc: + Biofor: beå loïc phaùt trieån coù luoàng khí vaø doøng nöôùc ñi töø döôùi leân. + Biodrof: beå loïc coù luoàng khí vaø doøng nöôùc ñi töø treân xuoáng. + Oxiafor: hoøa tan khoâng khí hoaëc oxy kyõ thuaät vaøo nöôùc thaûi tröôùc khi ñöa vaøo beå. 2.1.3.2. Caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc kò khí ó Quaù trình phaân huûy kò khí Quaù trình phaân huûy kò khí caùc chaát höõu cô laø quaù trình sinh hoaù phöùc taïp taïo ra haøng traêm saûn phaåm trung gian. Tuy nhieân, phöông trình phaûn öùng sinh hoaù trong ñieàu kieän kò khí coù theå bieåu dieãn ñôn giaûn nhö sau: Vi sinh vaät Chaát höõu cô CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Teá baøo môùi Phöùc chaát höõu cô Axit höõu cô H2 Acetic axit CH4 4% 76% 20% 24% 52% 28% 72% Hình 2.2 Quaù trình phaân huûy kò khí Quaù trình phaân huûy kò khí xaûy ra theo boán giai ñoaïn + Giai ñoaïn 1: Thuûy phaân, caét maïch caùc hôïp chaát cao phaân töû; + Giai ñoaïn 2: Acid hoùa; + Giai ñoaïn 3: Acetate hoùa; + Giai ñoaïn 4: Methane hoùa; Caùc chaát thaûi höõu cô chöùa nhieàu chaát höõu cô cao phaân töû nhö protein, chaát beùo, carbohydrates, celluloses, lignin,… trong giai ñoaïn thuûy phaân, seõ ñöôïc caét maïch taïo thaønh nhöõng phaân töû ñôn giaûn hôn, deã phaân huûy hôn. Caùc phaûn öùng thuûy phaân seõ chuyeån hoaù protein thaønh amino acid, carbohydrates thaønh ñöôøng ñôn, vaø chaát beùo thaønh acid beùo. Trong giai ñoaïn acid hoaù, caùc chaát höõu cô ñôn giaûn laïi ñöôïc tieáp tuïc chuyeån hoùa thaønh acetic acid, hyñro vaø khí cacbonit. Caùc acid beùo deã bay hôi chuû yeáu laø acetic acid, propionic acid vaø lactic acid. Beân caïnh ñoù, khí cacbonit, hyñro, metan, vaø caùc röôïu ñôn giaûn khaùc cuõng ñöôïc hình thaønh trong quaù trình caét maïch carbohyñrat. Vi sinh vaät chuyeån hoaù metan chæ coù theå phaân huûy moät soá loaïi cô chaát nhaát ñònh nhö khí cacbonit, hyñro, formate, acetate, methanol, methylamines vaø CO. Caùc phöông trình phaûn öùng xaûy ra: 4H2 + CO2 CH4 + 2H2O 4CHOOH CH4 + 3CO2 + 2H2O CH3COOH CH4 + CH2 4CH3OH 3CH4 + CH2 + 2H2O 4(CH3)3N + H2O 9CH4 + 3CO2 + 6H 2O + 4NH3 ò Tuøy theo traïng thaùi cuûa buøn, coù theå chia quaù trình xöû lyù kò khí thaønh: + Quaù trình xöû lyù kò khí vôùi vi sinh vaät ôû daïng lô löûng nhö: quaù trình tieáp xuùc kò khí, quaù trình xöû lyù baèng lôùp buøn kò khí vôùi doøng nöôùc ñi töø döôùi leân. + Quaù trình xöû lyù kò khí vôùi vi sinh vaät ôû daïng dính baùm nhö: quaù trình loïc kò khí. + Quaù trình tieáp xuùc kò khí: Moät soá loaïi nöôùc thaûi coù haøm löôïng chaát höõu cô cao coù theå xöû lyù raát hieäu quaû baèng quaù trình tieáp xuùc kò khí. Quaù trình phaân huûy xaûy ra trong beå kín vôùi buøn tuaàn hoaøn. Sau khi phaân huûy, hoãn hôïp ñöôïc ñöa sang beå laéng hoaëc beå tuyeån noåi ñeå taùch buøn vaø nöôùc. Buøn ñöôïc tuaàn hoaøn trôû laïi beå kò khí. Löôïng buøn dö thaûi boû thöôøng raát ít do toác ñoä sinh tröôûng cuûa vi sinh vaät khaù chaäm. Nöôùc thaûi Tuaàn hoaøn buøn Nöôùc sau xöû lyù Tuyeån noåi/ laéng Hình 2.3: Sô ñoà thieát bò xöû lyù sinh hoïc tieáp xuùc kò khí ò Moät soá coâng trình + Beå töï hoaïi Laø coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi baäc moät (xöû lyù sô boä), ñoàng thôøi thöïc hieän hai chöùc naêng: laéng nöôùc thaûi vaø leân men caën laéng. Beå töï hoaïi coù daïng hình chöõ nhaät hoaëc hình troøn. Xaây döïng baèng gaïch, beïtoâng coát theùp, hoaëc cheá taïo baèng vaät lieäu composit. Beå ñöôïc chia thaønh 2 hoaëc 3 ngaên. Do phaàn lôùn caën laéng taäp trung ôû ngaên thöù nhaát neân dung tích ngaên naøy chieám 50 - 75% dung tích toaøn beå. Caùc ngaên thöù hai hoaëc thöù ba cuûa beå coù dung tích baèng 25 - 35% dung tích toaøn beå. Beå thöôøng saâu 1,5 - 3 m, chieàu saâu lôùp nöôùc trong beå töï hoaïi khoâng beù hôn 0,75 m vaø khoâng lôùn hôn 1,8 m, chieàu roäng toái thieåu cuûa beå laø 0,9 m vaø chieàu daøi toái thieåu cuûa beå laø 1,5 m. Theå tích cuûa beå töï hoaïi khoâng nhoû hôn 2,8 m3 trong ñoù theå tích phaàn laéng khoâng nhoû hôn 2,0 m3. + Beå laéng hai voû (beå laéng IMHOFF) Beå laéng hai voû do Imhoff ñeà xuaát töø naêm 1906. Ñoù laø beå chöùa hình troøn hoaëc hình chöõ nhaät. Phaàn treân cuûa beå laø maùng laéng, phaàn döôùi laø ngaên leân men buøn caën. Nöôùc chuyeån ñoäng qua maùng laéng theo nguyeân taéc gioáng beå laéng ngang. Vôùi vaän toác nhoû (5 - 10 mm/s) caùc haït caën laéng xuoáng, qua caùc khe roäng 0,12 – 0,15 m rôi vaøo ngaên leân men. Ñeå traùnh cho nöôùc khoâng baån laïi bôûi vaùng boït noåi leân, caùc gôø döôùi cuûa maùng laéng ñöôïng ñaët cheânh leäch moät khoaûng 0,15 m. Thôøi gian löu nöôùc laïi trong maùng laéng thöôøng laø 1,5 giôø. Hieäu quaû trong maùng laéng thöôøng laø 55 - 60%. + Beå laéng trong keát hôïp ngaên leân men Beå laéng trong keát hôïp ngaên leân men do giaùo sö Siphôrin X.M ñeà xuaát naêm 1968 [7,10,15]. Beå goàm hai phaàn taùch bieät nhau: phaàn laéng trong keát hôïp laøm thoaùng töï nhieân vaø phaàn leân men buøn caën. So vôùi beå laéng hai voû, beå laéng trong keát hôïp ngaên leân men caën coù nhöõng öu ñieåm ñaùng keå sau: - Ngaên leân men vaø ngaên laéng ñoäc laäp vôùi nhau veà phöông dieän caáu taïo, do ñoù saûn phaåm thoái röõa trong quaù trình leân men khoâng laøm baån laïi nöôùc thaûi ñaõ laéng. - Caën ñöôïc xaùo troän ñeàu ôû ngaên töï hoaïi vaø taïo ñieàu kieän toát cho quaù trình leân men caën, khoâng bò neùn nhö trong beå laéng hai voû. - Hieäu suaát laéng trong cuûa ngaên laéng cao hôn nhieàu so vôùi maùng laéng cuûa beå laéng hai voû. +Beå loïc kò khí Caùc loaïi beå loïc kò khí laø loaïi beå kín, phía trong chöùa vaät lieäu loïc ñoùng vai troø nhö giaù theå cuûa vi sinh vaät dính baùm. Khí CH4 vaø caùc loaïi khí sinh hoïc taïo thaønh khaùc ñöôïc thu hoài ôû phía treân. Nöôùc thaûi ñöa vaøo beå coù theå phaân phoái ôû phía döôùi hoaëc phía treân. Vaät lieäu cuûa beå loïc kò khí laø caùc loaïi cuoäi soûi, than ñaù, xæ, oáng nhöïa, taám nhöïa hình daïng khaùc nhau. Kích thöôùc vaø chuûng loaïi vaät lieäu loïc ñöôïc xaùc ñònh döïa vaøo coâng suaát coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi, hieäu quaû khöû COD, toån thaát aùp löïc nöôùc cho pheùp, ñieàu kieän cung caáp nguyeân vaät lieäu taïi choã… Caùc loaïi vaät lieäu loïc caàn ñaûm baûo ñoä roãng lôùn (töø 90 - 300 m3/m2 beà maët beå). Toång beà maët vaät lieäu loïc coù vai troø quan troïng trong vieäc haáp thuï caùc chaát höõu cô. Khi maøng vi sinh vaät daøy, hieäu quaû loïc nöôùc thaûi giaûm (toån thaát aùp löïc loïc taêng). Vaät lieäu loïc ñöôïc röûa baèng doøng nöôùc thaûi chaûy ngöôïc. Vaät lieäu loïc cuõng coù theå laáy ra röûa saïch baèng nöôùc thaûi sau ñoù naïp laïi vaøo beå. Hieäu quaû khöû BOD cuûa beå loïc kò khí coù theå ñaït tôùi 70 - 90%. Beå loïc kò khí thöôøng ñöôïc aùp duïng ñeå xöû lyù caùc loaïi nöôùc thaûi sinh hoaït, nöôùc thaûi coâng nghieäp coù haøm löôïng caën lô löûng nhoû. Öu ñieåm cuûa beå loïc kò khí: khaû naêng taùch caùc chaát baån (BOD) cao, thôøi gian löu nöôùc ngaén, vi sinh vaät deã thích nghi vôùi nöôùc thaûi, quaûn lyù vaän haønh ñôn giaûn, vaän haønh ñôn giaûn … + Beå loïc ngöôïc qua taàng buøn kò khí (beå UASB) Ñaây laø moät trong nhöõng quaù trình kò khí ñöôïc aùp duïng roäng raõi nhaát treân theá giôùi do hai ñaëc ñieåm chính sau: - Caû ba quaù trình: phaân huûy – laéng buøn – taùch khí, ñöôïc laép ñaët trong cuøng moät coâng trình; - Taïo thaønh caùc loaïi buøn haït coù maät ñoä vi sinh vaät raát cao vaø toác ñoä laéng vöôït xa so vôùi quaù buøn hoaït tính hieáu khí nhö: P Ít toán naêng löôïng vaän haønh; P Ít buøn dö, neân giaûm chi phí xöû lyù buøn; P Buøn sinh ra deã taùch nöôùc; P Nhu caàu dinh döôõng thaáp neân giaûm chi phí boå sung dinh döôõng; P Coù khaû naêng thu hoài naêng löôïng töø khí meâtan; P Coù khaû naêng hoaït ñoäng theo muøa vì buøn kò khí coù theå hoài phuïc vaø hoaït ñoäng ñöôïc sau moät thôøi gian ngöng khoâng naïp lieäu. * Nguyeân taéc hoaït ñoäng beå UASB Nöôùc thaûi ñöôïc naïp lieäu töø phía ñaùy beå, ñi qua lôùp buøn haït. Quaù trình xöû lyù xaûy ra khi caùc chaát höõu cô trong nöôùc thaûi tieáp xuùc vôùi buøn haït. Khi sinh ra trong ñieàu kieän kò khí (chuû yeáu laø khí meâtan vaø khí cacboânic) seõ taïo neân doøng tuaàn hoaøn cuïc boä giuùp cho quaù trình hình thaønh vaø duy trì buøn sinh hoïc daïng haït. Khí sinh ra töø lôùp buøn seõ dính baùm vaøo caùc haït buøn vaø cuøng vôùi khí töï do noåi leân phía maët beå. Taïi ñaây, quaù trình taùch pha loûng – khí – raén xaûy ra nhôø boä phaän taùch pha. Khi theo oáng daãn qua boàn haáp thu chöùa dung dòch NaOH 5 - 10%. Buøn sau khi taùch khoûi boït khí laïi laéng xuoáng. Nöôùc thaûi theo maùng traøn raêng cöa daãn ñeán coâng trình xöû lyù tieáp theo. Vaän toác nöôùc thaûi ñöa vaøo beå UASB ñöôïc duy trì trong khoaûng 0,6 – 0,9 m/h, pH thích hôïp cho quaù trình phaân huûy kò khí dao ñoäng trong khoaûng 6,6 – 6,7. Do ñoù caàn cung caáp ñuû ñoä kieàm (1000 - 5000 mg/l) ñeå ñaûm pH trong nöôùc luoân luoân lôùn hôn 6,2 vì pH nhoû hôn 6,2 vi sinh vaät chuyeån hoaù meâtan khoâng hoaït ñoäng ñöôïc. Caàn chuù yù raèng chu trình sinh tröôûng cuûa vi sinh vaät axít hoaù ngaén hôn raát nhieàu so vôùi chu trình sinh tröôûng cuûa vi sinh vaät acetat hoùa (2 - 3 giôø ôû 35oC, 2 - 3 ngaøy ôû ñieàu kieän toái öu). Do ñoù, trong quaù trình vaän haønh ban ñaàu, taûi troïng chaát höõu cô khoâng ñöôïc quaù cao vì vi sinh vaät axít hoùa seõ taïo thaønh axít beùo deã bay hôi vôùi toác ñoä nhanh hôn raát nhieàu laàn so vôùi toác ñoä chuyeån hoaù caùc axít naøy thaønh acetat döôùi taùc duïng cuûa vi sinh vaät acetat hoùa. 2.2. Caùc phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát Bia ñang ñöôïc aùp duïng Nöôùc thaûi nhaø maùy bia thöôøng chöùa caùc chaát höõu cô raát deã phaân huûy nhö protein, gluxit, lipit vaø tyû leä BOD5/COD laø 0,5 – 0,7, raát thích hôïp cho caùc quaù trình phaân huûy sinh hoïc. Do ñoù caùc nhaø maùy bia, ngöôøi ta thöôøng aùp duïng coâng ngheä sinh hoïc cho xöû lyù nöôùc thaûi. Quaù trình xöû lyù sinh hoïc ñöôïc thöïc hieän qua nhöõng giai ñoaïn sau: 2.2.1. Xöû lyù sô boä Giai ñoaïn xöû lyù sô boä laø giai ñoaïn boû qua nhöõng thaønh phaàn coù kích thöôùc lôùn ra khoûi nöôùc thaûi nhö giaáy laøm nhaõn daùn chai, nuùt chai, maûnh thuûy tinh do chai bò vôõ… Ñoái vôùi nhöõng chaát coù kích thöôùc naøy, ngöôøi ta thöôøng duøng heä thoáng chaén raùc hay heä thoáng saøn loïc ñeå giöõ chuùng laïi. Neáu nöôùc thaûi coù pH cao (nöôùc thaûi ñi töø khaâu röûa chai) thì phaûi trung hoaø tröôùc khi ñöa chuùng vaøo caùc giai ñoaïn xöû lyù sau. 2.2.2. Caùc phöông phaùp sinh hoïc xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia Ta coù theå löïa choïn nhöõng phöông phaùp sinh hoïc sau cho quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia. 2.2.2.1. Phöông phaùp buøn hoaït tính Phöông phaùp naøy thöôøng ñöôïc thöïc hieän trong caùc beå Aerotank. Khi aùp duïng phöông phaùp naøy caàn löu yù raèng, caùc beå Aerotank raát khoù vaän haønh ñeå ñaït ñöôïc hieäu xuaát xöû lyù cao khi caùc chaát höõu cô coù haøm löôïng cao trong nöôùc thaûi. Neáu haøm löôïng caùc chaát höõu cô cao trong nöôùc thaûi seõ gaây ra hieän töôïng khoù laéng buøn. Nöôùc thaûi cuûa nhaø maùy bia coù theå chöùa raát nhieàu naám men do coâng ñoaïn röûa naám men, loïc vaø taùch baõ men. Phöông phaùp naøy aùp duïng vôùi taûi troïng 0,05 – 0,1 kg BOD5/ kg buøn/ ngaøy. 2.2.2.2. Phöông phaùp maøng sinh hoïc hieáu khí Thieát bò cuûa phöông phaùp naøy bao goàm moät beå hình thaùp, trong ñoù ngöôøi ta naïp caùc chaát mang laøm baèng nhöïa hay chæ ñôn giaûn laø loõi ngoâ, voû baøo, voû ñaäu phoäng. Nhöõng loaïi chaát mang laøm töø nhöïa thöôøng söû duïng ñöôïc laâu, coøn nhöõng loaïi laøm töø goã thöôøng chæ söû duïng ñöôïc trong moät thôøi gian ngaén. Ñònh kyø söû duïng ngöôøi ta laïi thay môùi caùc chaát mang baèng goã naøy, phöông phaùp naøy thích hôïp cho nöôùc thaûi nhaø maùy bia coù taûi troïng theå tích 1,0 – 1,6 kg BOD5/m3, ngaøy vaø taûi troïng laøm buøn 0,4 – 0,64 kg/m3, ngaøy. 2.2.2.3. Phöông phaùp hoà sinh hoïc hieáu khí Ngöôøi ta thöôøng thieát keá hoà sinh hoïc vôùi dieän tích hoà ñöôïc qui ñònh laø 100 m2/ 1000 lít bia. Nhö vaäy, dieän tích caàn cho xöû lyù nöôùc thaûi laø raát lôùn. Ñieàu naøy chæ coù theå thöïc hieän ñöôïc ñoái vôùi caùc nhaø maùy bia naèm ngoaøi khu daân cö vaø coù dieän tích ñuû ñeå xöû lyù nöôùc thaûi cho nhaø maùy. Khi thieát keá neân coù nhieàu hoà, ít nhaát laø hai hoà ñeå deã ñieàu haønh vaø quaûn lyù. Khi vaän haønh, khoâng khí ñöôïc cung caáp lieân tuïc, taûi troïng cuûa hoà hieáu khí thöôøng laø 0,025 – 0,003 kg BOD5/m3, ngaøy. Nöôùc sau khi ñöôïc xöû lyù töø hoà hieáu khí seõ qua beå laéng. ÔÛ ñaây nöôùc seõ ñöôïc löu tröõ trong moät ngaøy ñeå taùch phaàn laéng ra khoûi nöôùc, buøn laéng seõ ñöôïc xöû lyù rieâng. Nöôùc seõ ñöôïc hoaøn löu cho caùc quaù trình laøm nguoäi hay röûa saøn nhaø saûn xuaát. 2.2.2.4. Phöông phaùp xöû lyù kò khí ÔÛ nhieàu nöôùc treân theá giôùi ngöôøi ta aùp duïng phöông phaùp xöû lyù yeám khí (phöông phaùp UASB) raát coù hieäu quaû. Phöông phaùp naøy duïng ôû nhaø maùy bia coù nhöõng öu ñieåm cô baûn sau: + Löôïng buøn taïo ra khoâng nhieàu; + Coù khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi coù haøm löôïng chaát höõu cô cao; + Khoâng toán nhieàu dieän tích; + Thu ñöôïc khí CH4 phuïc vuï cho nhu caàu veà naêng löôïng; + Caáu taïo ñôn giaûn, deã vaän haønh. + Hieäu quaû xöû lyù cao; + Thôøi gian löu nöôùc trong beå ngaén; + Ít coù nhu caàu naêng löôïng khi vaän haønh. 2.2.2.5. Phöông phaùp keát hôïp kò khí vaø hieáu khí Nhieàu nhaø maùy bia ñaõ raát thaønh coâng khi aùp duïng keát hôïp phöông phaùp yeám khí vaø phöông phaùp hieáu khí ñeå xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát bia. 2.3. Moät soá daây chuyeàn coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia ñang ñöôïc aùp duïng: 2.3.1. Treân Theá Giôùi ò Nhaø maùy bia Will Brau GmbH (CHLB Ñöùc) Nöôùc thaûi Loaïi daàu. laéng Nöôùc ra Beå hieáu khí (aeroten) Beå laéng 225m3 Buøn hoaøn löu Buøn thöøa Loïc buøn 86m3 Beå chöùa buøn Saáy khoâ Nöôùc treân Hình 2.4: Sô ñoà xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia Will Brau GmbH (CHLB Ñöùc), vôùi Q = 500m3/ngaøy ò Nhaø maùy bia Bavane Lieshout, Haø Lan Hình 2.5: Sô ñoà heä thoáng xöû kyù yeám khí – hieáu khí cuûa nhaø maùy bia Bavane Lieshout, Haø Lan. * Heä thoáng xöû lyù goàm: 1 – Beå chöùa 1 duøng ñeå ñieàu hoaø, ñieàu chænh pH, coù dung tích V = 3000m3; 2 – Beå axít hoùa 2 coù dung tích 1500 m3; 3 – Beå yeám khí UASB 3 coù dung tích 1400 m3, thôøi gian phaûn öùng 5-6 giôø; 4 – Beå oån ñònh tieáp xuùc 4 coù dung tích 200m3; 5 – Beå suïc khí (aerotank) 5 coù dung tích 10.800m3; 6 – Beå laéng thöù caáp 6 coù dung tích 1400m3. 2.3.2. Taïi Vieät Nam ò Coâng ty bia Ngheä An  Hình 2.6: Sô ñoà heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi Coâng ty bia Ngheä An * Heä thoáng goàm: 1 - Löôùi chaén raùc 5. Beå aerotank 8. Beå laéng buøn 2 - Beå ñieàu hoaø 6. Maùy thoåi khí 9. Bôm buøn 3 - Bôm nöôùc thaûi 7. OÁng khueách taùn khí 10. Beå tieâu huyû buøn 4 - Ño löu löôïng ò Coâng ty lieân hieäp thöïc phaåm Haø Taây Hình 2.7: Sô ñoà heä thoáng XLNT Coâng ty lieân hieäp thöïc phaåm Haø Taây ò Coâng ty TNHH saûn xuaát thöông maïi bia Baïch Ñaèng Hình 2.8: Heä thoáng XLNT Coâng ty bia Baïch Ñaèng CHÖÔNG 3 ÑEÀ XUAÁT PHÖÔNG AÙN XÖÛ LYÙ CHO COÂNG TY BIA PHUÙ MINH – PHUÙ YEÂN 3.1. Ñeà xuaát caùc thoâng soá trong phöông aùn xöû lyù nöôùc thaûi cho Coâng ty bia Phuù Minh – Phuù Yeân Ñaëc tính nöôùc thaûi cuûa coâng ngheä saûn xuaát bia laø coù chöùa haøm löôïng chaát höõu cô cao ôû traïng thaùi hoøa tan vaø traïng thaùi lô löûng, trong ñoù chuû yeáu laø hiñratcacbon, protein vaø moät soá axít höõu cô, laø caùc chaát coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc. Tuy khoâng ñoäc haïi nhöng noù goùp phaàn laøm oâ nhieãm moâi tröôøng noùi chung vaø oâ nhieãm nguoàn nöôùc noùi rieâng. Vì vaäy, vieäc xöû lyù nöôùc thaûi töø hoaït ñoäng saûn xuaát cuûa nhaø maùy bia Phuù Minh – Phuù Yeân laø moät vaán ñeà caàn ñöôïc thöïc hieän ngay. Phöông aùn xöû lyù nöôùc thaûi ñöôïc xaây döïng döïa treân caùc cô sôû sau: - Tình hình thöïc teá khaû naêng taøi chính cuûa Coâng ty; - Höôùng ñaàu tö vaø môû roäng phaùt trieån cuûa Coâng ty; - Dieän tích maët baèng nhaø xöôûng saûn xuaát cuûa Coâng ty; - Thaønh phaàn, tính chaát nöôùc thaûi saûn xuaát cuûa Coâng ty; - Yeâu caàu möùc ñoä xaû thaûi cuûa nhaø maùy: yeâu caàu ñaït tieâu chuaån loaïi B theo TCVN 5945-1995. Ñoà aùn ñeà xuaát caùc thoâng soá caàn xöû lyù trong phöông aùn XLNT cuûa Coâng ty nhö sau: Baûng 3.1: Tieâu chuaån xaû thaûi vaøo nguoàn cuûa Coâng ty bia Phuù Minh STT Thoâng soá Trò soá Ñôn vò TC xaû vaøo nguoàn cuûa nhaø maùy 1 pH 6,67 mg/l 5,5 – 9 2 COD 2500 mg/l 100 3 BOD5 1525 mg/l 50 4 SS 700 mg/l 100 5 Ntoång 85 mg/l 60 6 Ptoång 35 mg/l 8 7 Maøu 208 Pt-co - Qua baûng phaân tích maãu nöôùc thaûi saûn xuaát bia cuûa Coâng ty bia Phuù Minh cho thaáy caùc chæ soá ñeàu vöôït tieâu chuaån xaû thaûi nhieàu laàn. Vì vaäy, nhaø maùy saûn xuaát bia cuûa Coâng ty bia Phuù Minh caàn phaûi xaây döïng HTXLNT ñaït tieâu chuaån cho pheùp tröôùc khi thaûi vaøo moâi tröôøng (loaïi B theo TCVN 5945-1995). 3.2. Ñeà xuaát phöông aùn xöû lyù nöôùc thaûi cho Coâng ty bia Phuù Minh – Phuù Yeân 3.2.1. Phöông aùn 1 3.2.1.1. Sô ñoà coâng ngheä HTXLNT cuûa Coâng ty Hình 3.1: Sô ñoà coâng ngheä HTXLNT cuûa Coâng ty bia Phuù Minh phöông aùn 1 3.2.1.2. Thuyeát minh sô ñoà coâng ngheä Nöôùc thaûi trong quaù trình saûn xuaát cuûa nhaø maùy seõ ñöôïc daãn theo möông daãn nöôùc thaûi qua song chaén raùc ñeå loaïi boû raùc thaûi coù kích thöôùc lôùn toàn taïi trong nuôùc thaûi, sau ñoù nöôùc thaûi ñöôïc daãn ñeán hoá thu gom nöôùc thaûi. Nöôùc thaûi sinh hoaït sau khi qua beå töï hoaïi ñeå löu döõ vaø phaân huûy caùc baõ thaûi cuõng ñöôïc daãn ñeán hoá thu gom nöôùc thaûi. Taïi ñaây, nöôùc thaûi saûn xuaát vaø nöôùc thaûi sinh hoaït seõ ñöôïc hoøa troän vôùi nhau. Töø hoá thu gom, bôm P1 bôm nöôùc thaûi vaøo beå ñieàu hoøa ñeå ñieàu hoøa löu löôïng vaø noàng ñoä chaát oâ nhieãm. Beå laøm vieäc theo nguyeân taéc xaùo troän vôùi heä thoáng oáng ñuïc loã phaân phoái khí, noù coù theå giuùp cho quaù trình phaân huûy moät soá chaát höõu cô ñôn giaûn moät caùch toát hôn (giaûm BOD). Töø beå ñieàu hoøa nöôùc thaûi ñöôïc daãn ñeán beå laéng 1, taïi ñaây xaûy ra quaù trình laéng, nhöõng chaát coù troïng löôïng lôùn hôn löïc ñaåy cuûa nöôùc seõ laéng xuoáng ñaùy beå. Phaàn nöôùc trong tieáp tuïc ñöôïc daãn ñeán beå phaân huûy kò khí UASB, quaù trình phaân huûy caùc chaát höõu cô trong beå UASB ñöôïc thöïc hieän nhôø caùc vi sinh vaät kò khí. Sau khi phaân huûy kò khí, nöôùc thaûi theo maùng daãn seõ töï chaûy vaøo beå phaûn öùng hieáu khí coù lôùp buøn lô löûng (Aerotank), quaù trình phaân huûy chaát höõu cô trong beå Aeroten ñöôïc thöïc hieän nhôø caùc vi sinh vaät hieáu khí. Sau ñoù, nöôùc thaûi seõ ñöôïc daãn ñeán beå laéng 2. Taïi ñaây, buøn sinh hoïc seõ laéng xuoáng döôùi coøn nöôùc trong ôû treân ñöôïc daãn ñeán nguoàn tieáp nhaän. Buøn dö töø beå laéng 2 moät phaàn seõ ñöôïc tuaàn hoaøn trôû laïi beå Aerotank ñeå boå sung löôïng sinh khoái vaø moät phaàn dö seõ ñöôïc daãn ñeán beå neùn buøn. Buøn ñöôïc sinh ra töø beå laéng ñôït 1 vaø buøn dö töø beå UASB cuõng ñöôïc daãn ñeán beå neùn buøn ñeå laøm khoâ vaø giaûm theå tích buøn tröôùc khi ñem ñi phaân huûy. Nöôùc sinh ra töø beå neùn buøn seõ ñöôïc daãn veà beå ñieàu hoøa ñeå ñöôïc tieáp tuïc laøm saïch.  3.2.2. Phöông aùn 2 Hình 3.2: Sô ñoà coâng ngheä HTXLNT cuûa Coâng ty bia Phuù Minh phöông aùn 2 3.2.2.1. Sô ñoà coâng ngheä HTXLNT cuûa Coâng ty 3.2.2.2. Thuyeát minh sô trình coâng ngheä Nöôùc thaûi trong quaù trình saûn xuaát cuûa nhaø maùy seõ ñöôïc daãn theo möông daãn nöôùc thaûi qua song chaén raùc ñeå loaïi boû raùc thaûi coù kích thöôùc lôùn toàn taïi trong nuôùc thaûi, sau ñoù nöôùc thaûi ñöôïc daãn ñeán hoá thu gom nöôùc thaûi. Nöôùc thaûi sinh hoaït sau khi qua beå töï hoaïi ñeå löu döõ vaø phaân huûy caùc baõ thaûi cuõng ñöôïc daãn ñeán hoá thu gom nöôùc thaûi. Taïi ñaây, nöôùc thaûi saûn xuaát vaø nöôùc thaûi sinh hoaït seõ ñöôïc hoøa troän vôùi nhau. Töø hoá thu gom, bôm P1 bôm nöôùc thaûi vaøo beå ñieàu hoøa ñeå ñieàu hoøa löu löôïng vaø noàng ñoä chaát oâ nhieãm. Beå laøm vieäc theo nguyeân taéc xaùo troän vôùi heä thoáng oáng ñuïc loã phaân phoái khí, noù coù theå giuùp cho quaù trình phaân huûy moät soá chaát höõu cô ñôn giaûn moät caùch toát hôn (giaûm BOD). Töø beå ñieàu hoøa, nöôùc thaûi ñöôïc daãn ñeán beå laéng 1, taïi ñaây xaûy ra quaù trình laéng, nhöõng chaát coù troïng löôïng lôùn hôn löïc ñaåy cuûa nöôùc seõ laéng xuoáng ñaùy beå. Phaàn nöôùc trong tieáp tuïc ñöôïc daãn ñeán beå phaân huûy kò khí UASB, quaù trình phaân huûy caùc chaát höõu cô trong beå UASB ñöôïc thöïc hieän nhôø caùc vi sinh vaät kò khí. Sau khi phaân huûy kò khí, nöôùc thaûi seõ ñöôïc daãn ñeán beå loïc sinh hoïc thoâng qua daøn phaân phoái seõ phaân phoái ñeàu nöôùc khaép beà maët lôùp vaät lieäu loïc, ñoàng thôøi beå ñöôïc caáp moät löôïng khoâng khí thoâng qua caùc cöûa caáp khí. Sau ñoù nöôùc thaûi seõ ñöôïc daãn ñeán beå laéng 2. Taïi ñaây, buøn sinh hoïc seõ laéng xuoáng döôùi coøn nöôùc trong ôû treân ñöôïc daãn ñeán nguoàn tieáp nhaän. Buøn dö töø beå laéng 1, laéng 2, beå UASB seõ ñöôïc daãn ñeán beå neùn buøn ñeå laøm khoâ vaø giaûm theå tích buøn tröôùc khi ñem ñi phaân huûy. Nöôùc sinh ra töø beå neùn buøn seõ ñöôïc daãn veà beå ñieàu hoøa ñeå ñöôïc tieáp tuïc laøm saïch. CHÖÔNG 4 TÍNH TOAÙN CAÙC COÂNG TRÌNH XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI CHO COÂNG TY BIA PHUÙ MINH – PHUÙ YEÂN 4.1. Tính toaùn thieát keá caùc coâng trình cho phöông aùn 1 4.1.1. Xaùc ñònh löu löôïng tính toaùn ô Löu löôïng nöôùc thaûi trung bình trong moät ngaøy ñeâm Qng.ñ = 415 m3/ng.ñ ô Löu löôïng nöôùc thaûi trung bình trong giôø Qtbh = (m3/h) ô Löu löôïng nöôùc thaûi lôùn nhaát trong giôø Qmaxh = Qtbh x Kh Trong ñoù: Kh: heä soá khoâng ñieàu hoaø giôø ñöôïc tính theo coâng thöùc Kh = = Kc: heä soá khoâng ñieàu hoaø chung, choïn Kc = 1,75 (theo baûng 3.2, Xöû lyù nöôùc thaûi ñoâ thò vaø coâng nghieäp, Laâm Minh Trieát (chuû bieân), 2001) [9]. Kng: heä soá khoâng ñieàu hoøa ngaøy, choïn Kng = 1,2 Suy ra: Qmaxh = 17,92 x 1,45 = 25,98 (m3/h) ô Löu löôïng nöôùc thaûi trung bình giaây trong ngaøy Qtbs = (m3/s) ô Löu löôïng nöôùc thaûi giaây lôùn nhaát trong ngaøy Qmaxs = Kc x Qtbs = 1,75 x 0,0048 = 0,0084 (m3/s) 4.1.2. Hoá thu gom nöôùc thaûi Nhieäm vuï Hoá thu nöôùc coù nhieäm vuï taäp trung toaøn boä nöôùc thaûi saûn xuaát vaø nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa nhaø maùy qua heä thoáng oáng daãn, tröôùc khi ñeán caùc coâng trình xöû lyù tieáp theo. Chöùc naêng cuûa hoá thu gom nöôùc thaûi laø ñieàu chænh giöõa löu löôïng thaûi lôùn nhaát vaø bôm coâng taùc. Hoaït ñoäng Nöôùc thaûi trong quaù trình saûn xuaát cuûa nhaø maùy seõ ñöôïc daãn theo möông daãn nöôùc thaûi tôùi hoá thu gom nöôùc thaûi. Nöôùc thaûi sinh hoaït sau khi qua beå töï hoaïi cuõng ñöôïc daãn tôùi hoá thu gom nöôùc thaûi. Tính toaùn Thoâng soá thieát keá Qmaxngñ = 415 (m3/ngaøy.ñeâm) Qmaxh = 25,98 (m3/giôø) Qmaxs = 0,0084 (m3/giaây) ô Theå tích hoá thu nöôùc V = Qmaxs x t = 0,0084 x 30 x 60 = 15,12 (m3) Choïn V = 16 (m3) Kích thöôùc hoá thu: L x B x H = 3m x 2m x 2,6m ô Chieàu cao xaây döïng cuûa beå Hbeå = H + hbv = 2,6 + 0,4 = 3 (m) Vaäy kích thöôùc xaây döïng cuûa hoá thu gom nöôùc thaûi nhö sau: L x B x H = 3m x 2m x 3m Ø Tính maùy bôm nöôùc thaûi ô Bôm nöôùc thaûi vaøo beå ñieàu hoøa Choïn hai bôm hoaït ñoäng luaân phieân Löu löôïng moãi bôm Q = 415 (m3/ ng.ñ) = 17,29 (m3/giôø ) = 0,29 (m3/phuùt) = 0,0048 (m3/giaây) ô Toån thaát coät aùp cuûa maùy bôm: H = hd + hc +hf + H Trong ñoù: hd, hc: toån thaát doïc ñöôøng vaø toån thaát cuïc boä cuûa ñöôøng oáng, khoâng vöôït quaù 0,4m; choïn 0,4m. hf: toån thaát aùp löïc qua thieát bò phaân phoái, khoâng vöôït quaù 0,5m, choïn hf = 0,5m. H: ñoä saâu lôùp nöôùc trong beå, H = 2,6m Suy ra: H = 0,4 + 0,5 + 2,6 = 3,5m ô Coâng suaát cuûa maùy bôm: Trong ñoù: Q: löu löôïng bôm trung bình, m3/s : khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng Nöôùc: = 1000 kg/m3 Buøn: = 1006 kg/m3 g: gia toác troïng tröôøng, g = 9,81 m/s2 : hieäu suaát cuûa bôm, = 0,73 – 0,93, choïn = 0,8 H: coät aùp bôm, mH2O ô Coâng suaát thöïc teá cuûa maùy bôm: NTT = 1,5 x N = 1,5 x 0,27 = 0,4 (KW) Baûng 4.1: Thoâng soá thieát keá hoá thu gom nöôùc thaûi Thoâng soá thieát keá Kí hieäu Ñôn vò Kích thöôùc Chieàu daøi L m 3 Chieàu roäng B m 2 Chieàu cao H m 3 4.1.3. Song chaén raùc Nhieäm vuï Song chaén raùc ñeå loaïi boû raùc vaø caùc taïp chaát thoâ lôùn coù khaû naêng gaây taéc ngheõn bôm vaø ñöôøng oáng. Hoaït ñoäng Nöôùc thaûi saûn xuaát vaø nöôùc thaûi sinh hoaït ñöôïc daãn theo möông daãn nöôùc thaûi qua song chaén raùc. Ñaây laø böôùc xöû lyù sô boä, ñoùng vai troø quan troïng ñaûm baûo an toaøn vaø ñieàu kieän laøm vieäc thuaän lôïi cho caû heä thoáng. Tính toaùn Thoâng soá thieát keá Qmaxs = 0,0084 (m3/s) a, Tính möông daãn nöôùc ô Dieän tích tieát dieän öôùt (m2) Trong ñoù: Q : löu löôïng tính toaùn (m3/s) V : vaän toác chuyeån ñoäng cuûa nöôùc thaûi tröôùc song chaén raùc (m/s). Quy phaïm laø 0.6 – 1 m/s. choïn vaän toác toái öu laø V = 0.6 (m/s) ô Thieát keá möông daãn coù chieàu roäng b = 0,4 (m) = 400 (mm) ô Chieàu saâu möïc nöôùc trong möông daãn = 35 (mm) ô Chieàu saâu xaây döïng tröôùc song chaén raùc hx = h1 + hbv = 0,035 + 0,517 = 0,552 (m) = 552 (mm) Choïn hx = 552 (mm) ô Baùn kính thuyû löïc (m) P : chu vi öôùt (m) P = ( b + h1 ) x 2 = ( 0,4 +0,035 ) x 2 = 0,87 (m) = 870 (mm) Suy ra: ô Heä soá seâzi (C ) n : heä soá nhaùm, n = 0.013 y : heä soá phuï thuoäc vaøo heä soá nhaùm, do R = 0.02 < 1 neân ta aùp duïng coâng thöùc: y = 1.5n1/2 = 1.5(0.013)1/2 = 0.17 Suy ra: C= x Ry = x 0,0160,17 = 38,08 ô Ñoä doác thuyû löïc (i) Baûng 4.2: tính toaùn thuyû löïc cuûa möông daãn nöôùc thaûi ñeán song chaén raùc Caùc thoâng soá tính toaùn Kí hieäu Ñôn vò Giaù trò Löu löôïng tính toaùn Q m3/s 0,0084 Ñoä doác i 0/00 0,015 Chieàu roäng möông daãn nöôùc tröôùc SCR b mm 400 Vaän toác nöôùc tröôùc SCR V m/s 0,6 Ñoä ñaày h1 mm 35 Chieàu saâu möông xaây döïng hx mm 552 b, Tính song chaén raùc ô Soá khe hôû caàn thieát cuûa song chaén raùc = 26,25 (khe); Choïn n = 27 (khe) Trong ñoù: n: Soá khe hôû caàn thieát cuûa song chaén raùc V: vaän toác trung bình qua khe hôû cuûa song chaén raùc. Thöôøng laáy töø 0,7 – 1 m/s choïn 0,6m/s b: chieàu roäng khe hôû thöôøng laáy töø 2,5 – 50 (mm), choïn b = 16 (mm) k: heä soá tính ñeán khaû naêng thu heïp cuûa doøng chaûy h1: ñoä saâu nöôùc ôû chaân song chaén tính baèng ñoä ñaày trong möông daãn nöôùc ñeán song chaén raùc. ô Chieàu roäng cuûa song chaén raùc (Bs) Bs = d ( n – 1 ) + b x n Bs= 0,008 (27 – 1 ) + 0,016 x 27 = 0,64 (m) = 640 (mm) d: chieàu daày thanh chaén d= 0,008m = 8mm (Trang 92, Xöû lyù nöôùc thaûi ñoâ thò vaø khu coâng nghieäp, Laâm Minh Trieát) [9]. ô Toån thaát aùp löïc qua song chaén raùc Toàn thaát aùp löïc qua song chaén raùc saïch öùng vôùi löu löôïng nöôùc thaûi qua song cöïc ñaïi coù xeùt ñeán hình daïng cuûa thanh chaén , theo (Hoaøng Huïeâ, xöû lyù nöôùc thaûi, naêm 2000) [3] ta coù : = 14 (mm) Trong ñoù: : heä soá phuï thuoäc hình daïng thanh chaén theo (Hoaøng Hueä, xöû lyù nöôùc thaûi, naêm 2000) [3]. choïn = 1.67 d: chieàu roäng lôùn nhaát cuûa thanh chaén choïn W = 0.008m = 8 (mm) b: chieàu roäng beù nhaát cuûa 1 khe b= 0,016 (m) = 16 (mm) Va : vaän toác chaûy qua khe hôû Va = 0,7 (m/s) : goùc nghieâng cuûa song chaén raùc so vôùi maët phaúng naèm ngang Ta coù song chaén raùc laáy raùc thuû coâng coù töø 45 – 60 0, choïn =600 (Theo Hoaøng Hueä, xöû lyù nöôùc thaûi, naêm 2000) [3]. ô Chieàu daøi ngaên môû roäng tröôùc song chaén raùc = 330 (mm) Trong ñoù: Bm : beà roäng möông daãn , Bm = 0,4 (m) = 400 (mm) Bs : chieàu roäng song chaén raùc ,Bs = 0,64 (m) = 640 (mm) : goùc môû roäng tröôùc song chaén raùc .Theo quy phaïm = 20 ô Chieàu daøi môû roäng sau song chaén raùc l2 = l1 : 2 = 0,33 : 2 = 0,165 (m) = 165 (mm) ô Chieàu daøi xaây döïng cuûa möông ñaët song chaén raùc L = l1 + l2 + lbl = 0,33 + 0,165 + 1,5 = 1,995 (m) = 1995 (mm) Trong ñoù: Lbl : chieàu daøi buoàng laéng choïn lbl = 1,5 (m) = 1500 (mm) ô Chieàu saâu xaây döïng cuûa möông ñaët song chaén raùc H = h1 + hs + 0,5 H = 0,035 + 0,014 + 0,5 = 0,549 (m) = 549 (mm) h: chieàu cao lôùp nöôùc tröôùc song chaén raùc hs: toån thaát aùp löïc qua song chaén raùc 0,5: Khoaûng caùch giöõa coát saøn nhaø ñaët song chaén raùc vaø möïc nöôùc cao nhaát ô Hieäu quaû xöû lyù cuûa song chaén raùc Löôïng chaát lô löûng qua song chaén raùc giaûm 4%, haøm löôïng chaát lô löûng coøn laïi laø: SS =700 – (700 x 4% ) = 672 ( mg/l) ôLöôïng BOD sau song chaén raùc seõ giaûm 4%, haøm löôïng BOD coøn laïi laø: BOD = 1525 – ( 1525 x 4%) = 1464 ( mg/l) ô Löôïng COD sau song chaén raùc seõ giaûm 4%, haøm löôïng COD coøn laïi laø: COD = 2500 – ( 2500 x 4%) = 2400 (mg/l) ô Löôïng Nitô toång sau song chaén raùc giaûm 25%, haøm löôïng Nitô toång coøn laïi laø: Ntoång = 85 – (85 x 25%) = 63,75 (mg/l) Baûng 4.3: Caùc thoâng soá thieát keá song chaén raùc STT Thoâng soá thieát keá Kí hieäu Ñôn vò Kích thöôùc 1 Soá khe hôû N mm 27 2 Chieàu roäng khe hôû b mm 16 3 Chieàu roäng song chaén raùc Bs mm 640 4 Chieàu daøy thanh chaén raùc d mm 8 5 Chieàu daøi ngaên môû roäng tröôùc SCR l1 mm 330 6 Chieàu daøi ngaên môû roäng sau SCR l2 mm 165 7 Chieàu daøi xaây döïng cuûa möông ñaët SCR L mm 1995 8 Chieàu daøi xaây döïng cuûa möông ñaët SCR H mm 1995 4.1.4. Beå ñieàu hoøa Nhieäm vuï Nhieäm vuï cuûa beå ñieàu hoaø laø ñieàu hoaø löu löôïng vaø noàng ñoä cuûa doøng thaûi, ñeå duy trì doøng thaûi vaøo gaàn nhö khoâng thay ñoåi cho caùc coâng ñoaïn sau, khaéc phuïc nhöõng vaán ñeà vaän haønh do söï dao ñoäng lieàu löôïng nöôùc thaûi gaây ra vaø naâng cao hieäu suaát cuûa caùc quaù trình ôû cuoái daây chuyeàn xöû lyù. Hoaït ñoäng Töø hoá thu nöôùc thaûi seõ ñöôïc bôm vaøo beå ñieàu hoaø. Beå laøm vieäc theo nguyeân taéc xaùo troän vôùi heä thoáng oáng ñuïc loã phaân phoái khí, noù coù theå giuùp cho quaù trình phaân huûy moät soá chaát höõu cô ñôn giaûn moät caùch toát hôn (giaûm BOD). Taïi beå ñieàu hoøa ñaët 2 bôm thoåi khí hoaït ñoäng luaân phieân nhau. Tính toaùn Thoâng soá thieát keá Qmaxh = 25,98 (m3/giôø) Qmaxs = 0,0084 ( m3/giaây) SS = 672 (mg/l) COD = 2400 (mg/l) BOD5 = 1464 (mg/l) Ntoång = 63,75 (mg/l) Ptoång = 35 (mg/l) Maøu = 208 (Pt-co) ô Theå tích cuûa beå ñieàu hoaø: Wb= Qmaxh x t = 25,98 x 2 = 51,96 ( m3 ) Trong ñoù: Qmaxh : löu löôïng giôø lôùn nhaát trong ngaøy (m3/giôø) t : thôøi gian löu nöôùc trong beå, choïn t = 2 (giôø) Choïn theå tích cuûa beå laø: - Chieàu daøi : L = 4 m. - Chieàu roäng : B = 3,5 m. - Chieàu saâu : H = 3.5m ô Beå hình chöõ nhaät coù Htoaønphaàn = H + Hbaûoveä = 3.5 + 0.5 = 4 (m) Vaäy kích thöôùc xaây döïng cuûa beå ñieàu hoaø nhö sau: L x B x H = 4m x 3,5m x 4m ô Löôïng khí cung caáp cho beå Caùc oáng suïc khí ñöôïc ñaët theo phöông ngang, doïc theo hoá treân caùc giaù ñôõ ôû ñoä cao 10 cm so vôùi ñaùy beå. ô Caùc oáng nhaùnh ñöôïc ñaët caùch nhau : ln = 0,5m ô Chieàu daøi moãi oáng : lmoãi oáng = 4m ô Soá oáng caàn ñaët: (oáng), choïn n = 8 (oáng) Trong ñoù: L : chieàu daøi beå. ln : khoaûng caùch cuûa caùc oáng nhaùnh. ô Löu löôïng khí caàn caáp ñeå suït vaøo beå Qkk = n x qkk x Lmoãi oáng = 8 x 4 x 4 = 128 (m3/h) = 0,036 (m3/s) Trong ñoù: n : soá oáng caàn daët. qkk : cöôøng ñoä thoåi khí (qkk= 2 – 4 m3/m.h ); qkk=4 Lmoãi oáng : chieàu daøi moãi oáng. ô Choïn ñöôøng kính loã phaân phoái: dloã = 2mm (choïn trong khoaûng 2 ÷ 5mm –Saùch XLNT Ñoâ Thò Vaø Coâng Nghieäp, Laâm Minh Trieát chuû bieân) [9]. ô Khoaûng caùch moãi loã : ll = 0,06 m ô Soá loã treân oáng : loã Trong ñoù: Lmoãi oáng: chieàu daøi moãi oáng Choïn i = 66 loã Choïn oáng phaân phoái khí daïng hình xöông caù Ø Tính oáng phaân phoái chính Choïn vaän toác khí ñi trong oáng: V = 10 m/s. ô Dieän tích oáng daãn khí m2 Trong ñoù : Qkk : löu löôïng khí caàn caáp ñeå suïc vaøo beå. V : vaän toác khí ñi trong oáng. ô Ñöôøng kính oáng chính = 0,068 m = 68 mm Trong ñoù : S: dieän tích oáng daãn khí Ø Tính oáng nhaùnh. Caùc oáng nhaùnh ñöôïc phaân phoái ñeàu vaø ñoái xöùng vôùi nhau töøng caëp qua oáng chính, moãi caëp oáng nhaùnh caùch nhau 0,5m, soá oáng nhaùnh phaân phoái treân oáng chính laø n = 8 caëp, chieàu daøi 1/2 oáng nhaùnh laø m. ô Vaän toác khí ñi trong oáng nhaùnh laø v = 10m/s. ô Dieän tích oáng nhaùnh: m2. Trong ñoù: Qkk : löu löôïng khí caàn caáp ñeå suïc vaøo beå. n : soá oáng nhaùnh phaân phoái treân oáng chính. v : vaän toác khí ñi trong oáng nhaùnh. ô Ñöôøng kính oáng nhaùnh: m = 24mm. Trong ñoù: Sn : dieän tích oáng nhaùnh. ô Kieåm tra laïi vaän toác khí ñi trong oáng. V = m/s. Choïn V= 10m/s thoaû ñieàu kieän V töø 10÷ 25 m/s. Trong ñoù: Qkk : löu löôïng khí caàn caáp suïc vaøo beå. Dc : ñöôøng kính oáng chính ( Dc = 60mm) Ø Tính maùy thoåi khí ô AÙp löïc maùy thoåi khí: H = hd + hc +hf + H Trong ñoù: hd, hc: toån thaát doïc ñöôøng vaø toån thaát cuïc boä cuûa ñöôøng oáng, khoâng vöôït quaù 0,4m; choïn 0,4m. hf: toån thaát aùp löïc qua thieát bò phaân phoái, khoâng vöôït quaù 0,5m, choïn hf = 0,5m. H: ñoä saâu lôùp nöôùc trong beå, H = 3,5m Suy ra: H = 0,4 + 0,5 + 3,5 = 4,4m ô AÙp löïc maùy thoåi khí: ô Coâng suaát cuûa maùy thoåi khí: (KW) ô Coâng suaát tính toaùn cuûa maùy thoåi khí: (KW) : hieäu suaát cuûa bôm, = 0,73 – 0,93, choïn = 0,8 Baûng 4.4: Caùc thoâng soá thieát keá beå ñieàu hoaø STT Teân thoâng soá Kyù hieäu Ñôn vò Soá lieäu 1 Theå tích cuûa beå Wb m3 51,96 2 Chieàu daøi cuûa beå L m 4 3 Chieàu roäng cuûa beå B m 3,5 4 Chieàu saâu cuûa beå H 4 4 OÁng phaân phoái khí daïng hình xöông caù. Caùc oáng nhaùnh ñöôïc ñaët theo phöông ngang doïc theo hoá treân caùc giaù ñôõ ôû ñoä cao 10 cm so vôùi ñaùy beå vaø caùc oáng nhaùnh ñöôïc phaân phoái ñeàu, ñoái xöùng vôùi nhau töøng caëp qua oáng chính. Thôøi gian löu nöôùc trong beå ñieàu hoøa laø 2 giôø. 5 Ñöôøng kính oáng chính Dc 0,068 m 6 Chieàu daøi oáng chính Lc 4 m 7 Ñöôøng kính oáng nhaùnh Dn 0,024 m 8 Chieàu daøi oáng nhaùnh Ln 4 m 9 Soá oáng nhaùnh caàn ñaët N 8 OÁng 10 K/c giöõa caùc oáng nhaùnh L 0,5 m 11 Ñöôøng kính loã phaân phoái dl 0,002 m 12 Khoaûng caùch giöõa caùc loã ll 0,06 m 13 Soá loã treân oáng i 66 Loã 4.1.5. Beå laéng I Nhieäm vuï Nhieäm vuï cuûa beå laéng 1 laø loaïi boû caùc taïp chaát lô löûng coøn laïi trong nöôùc thaûi sau khi ñaõ qua caùc coâng trình xöû lyù tröôùc ñoù. ÔÛ ñaây, caùc chaát lô löûng coù tyû troïng lôùn hôn tyû troïng cuûa nöôùc seõ laéng xuoáng ñaùy. Tính toaùn Caùc thoâng soá ñaàu vaøo Qtb = 415 (m3/ng.ñ); Qmaxh = 25,98 (m3/h); Qmaxs = 0,0084 (m3/s); SS = 672 (mg/l); COD = 2400 (mg/l); BOD5 = 1464 (mg/l); Ntoång = 63,75 (mg/l); Ptoång = 35 (mg/l); Maøu = 208 (Pt-co). Choïn beå laéng ñöùng Ø Tính kích thöôùc beå ô Dieän tích tieát dieän öôùt cuûa oáng trung taâm Trong ñoù: Q: löu löôïng nöôùc thaûi (m3/s) vt: vaän toác nöôùc trong oáng trung taâm, vt = 30 mm/s = 0,03 m/s (Xöû lyù nöôùc thaûi, TS.Hoaøng Hueä, 1996) [3]. Suy ra: (m2) ô Dieän tích tieát dieän öôùt cuûa beå laéng ñöùng: (m2) Trong ñoù: Q: löu löôïng nöôùc thaûi (m3/s) v: vaän toác chuyeån ñoäng cuûa nöôùc thaûi trong beå laéng ñöùng, v =0,5 – 0,8 mm/s (ñieàu 6.5.4 – TCXD – 51 – 84). Choïn v = 0,8 mm/s = 0,0008 m/s ô Ñöôøng kính cuûa beå laéng ñöùng: (m) ô Ñöôøng kính oáng trung taâm: (m) ô Chieàu cao tính toaùn cuûa vuøng laéng trong beå laéng ñöùng: htt = v x t = 0,0008 x 1,5 x 3600 = 4,32 (m) Trong ñoù: t: thôøi gian laéng, t = 1,5 (h) ô Chieàu cao phaàn hình noùn cuûa beå laéng ñöùng: (m) Trong ñoù: h2: chieàu cao lôùp trung hoøa, m h3: chieàu cao giaû ñònh cuûa lôùp caën laéng trong beå, m D: ñöôøng kính trong cuûa beå laéng, D = 3,6 (m) dn: ñöôøng kính ñaùy nhoû hình noùn cuït, dn = 0,6 (m) : goùc nghieâng cuûa ñaùy beå laéng so vôùi phöông ngang, laáùy khoâng nhoû hôn 50o (ñieàu 6.5.9 – TCXD – 51 – 84). Choïn α = 50o ô Chieàu cao cuûa oáng trung taâm laáy baèng chieàu cao tính toaùn cuûa vuøng laéng, hoâtt = htt = 4,32 (m) ô Ñöôøng kính hình loe cuûa oáng phaân phoái trung taâm baèng chieàu cao hình loe oáng trung taâm: dl = hl = 1,35 x dT = 1,35 x 0,6 = 0,8 (m) ô Ñöôøng kính taám chaén cuûa oáng trung taâm: dtc = 1,3 x dl = 1,3 x 0,8 = 1 (m) ô Khoaûng caùch töø mieäng loe oáng trung taâm ñeán taám chaén, choïn = 0,3, (qui phaïm töø 0,25-0,5). ô Chieàu cao toång coäng cuûa beå laéng: H = htt + hn + ho = htt + h2 + h3 + ho = 4,32 + 1,78 + 0,4 = 6,5 (m) ho: chieàu cao baûo veä, choïn ho = 0,4m ô Theå tích phaàn laéng VL = Trong ñoù: D: ñöôøng kính beå HL: chieàu cao phaàn laéng ØTính maùng thu nöôùc: Maùng thu nöôùc ñöôïc ñaët xung quanh thaønh beå coù ñöôøng kính baèng 0,8 ñöôøng kính beå. ô Ñöôøng kính maùng thu nöôùc: dm = 0,8 x D = 0,8 x 3,6 = 2,88 (m) ô Chieàu roäng maùng thu nöôùc: rm = ô Choïn chieàu cao cuûa maùng thu nöôùc: hm = 0,4 (m) ô Dieän tích maët caét ngang cuûa maùng thu nöôùc Wm = rm x hm = 0,36 x 0,4 = 0,14 (m2) ô Chieàu daøi maùng thu nöôùc Lm = π x dm = 3,14 x 2,88 =9 (m) ô Taûi troïng thu nöôùc treân moät meùt daøi cuûa maùng 0,9 (l/m.s) = 0,0009 (m3/m.s) Ø Tính maùy bôm Taïi beå laéng 1 ñaët moät bôm ñeå bôm buøn töø beå laéng 1 veà beå neùn buøn ô Coâng suaát cuûa maùy bôm: Trong ñoù: Q: löu löôïng buøn trung bình, m3/s : khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng Nöôùc: = 1000 kg/m3 Buøn: = 1006 kg/m3 g: gia toác troïng tröôøng, g = 9,81 m/s2 : hieäu suaát cuûa bôm, = 0,73 – 0,93, choïn = 0,8 H: coät aùp bôm, mH2O, H = 6,1 (m) H = hd + H = 2,7 + 6,1 = 8,8 (m) hdd: Toån thaát aùp löïc trong oáng: hdd = 2,7m Suy ra: (KW) ô Coâng suaát thöïc teá cuûa maùy bôm NTT = 1,5 x N = 1,5 x 0,9 = 1,35 (KW) Ø Hieäu quaû xöû lyù sau coâng trình keo tuï vaø laéng nhö sau: ô Hieäu quaû laéng caën lô löûng vaø khöû BODø5 Trong ñoù: R: hieäu quaû khöû BOD5 vaø SS (%) a, b: haèng soá thöïc nghieäm (choïn theo baûng 4-5, Tính toaùn thieát keá heä thoáng XLNT, TS.Trònh Xuaân Lai, trang 88) [4]. t: thôøi gian löu nöôùc, choïn t = 2 (h) ô Hieäu quaû xöû lyù theo BOD5 ô Hieäu quaû xöû lyù theo SS ô Toång haøm löôïng caën töôi thu ñöôïc sau beå laéng 1 P1 = Q x SS = 25,98 x (kg/ng.ñ) ô Haøm löôïng SS coøn laïi trong doøng thaûi ra khoûi beå laéng 1 SSra = 672 – 672 x 56,34% = 293,4 (mg/l) ô Haøm löôïng BOD5 coøn laïi trong doøng thaûi ra khoûi beå laéng 1 BODra = 1464 – 1464 x 34,48% = 959,2 (mg/l) ô Haøm löôïng COD coøn laïi trong doøng thaûi ra khoûi beå laéng 1 CODra = 2400 – 2400 x 65% = 840 (mg/l) ô Haøm löôïng Ptoång coøn laïi trong doøng thaûi ra khoûi beå laéng 1 Ptoång ra = 35 – 35 x 80% = 7 (mg/l) ô Haøm löôïng Ntoång coøn laïi trong doøng thaûi ra khoûi beå laéng 1 Ntoång ra = 85 – 85 x 60% = 34 (mg/l Baûng 4.5: Caùc thoâng soá thieát keá beå laéng 1 STT Thoâng soá thieát keá Kí hieäu Ñôn vò KT 1 Ñöôøng kính beå D mm 3600 2 Chieàu cao beå H mm 6500 3 Ñöôøng kính oáng trung taâm dt mm 600 4 Ñöôøng kính phaàn loe oáng trung taâm dl mm 800 5 Ñöôøng kính taám chaén dtc mm 1000 6 Chieàu cao phaàn hình noùn hc mm 1780 7 Khoaûng caùch töø mieäng loe ñeán taám chaén - mm 300 8 Chieàu daøi maùng thu nöôùc Lm mm 9000 9 Chieàu cao maùng hm mm 400 10 Chieàu roäng maùng rm mm 360 11 Thôøi gian laéng t giôø 1,5 4.1.6. Tính toaùn beå UASB Nhieäm vuï Phaân huûy caùc chaát höõu cô hoaø tan vaø moät soá chaát voâ cô nhö H2S, caùc chaát sunfit, ammoniac, nitô… nhôø caùc vi sinh vaät kò khí toàn taïi trong lôùp buøn hoaït tính. Hoaït ñoäng Nöôùc thaûi theo oáng daãn vaøo heä thoáng phaân phoái ñaûm baûo phaân phoái ñeàu nöôùc treân dieän tích ñaùy beå. Nöôùc thaûi ñi töø döôùi leân. Hoãn hôïp buøn yeám khí trong beå haáp phuï chaát höõu cô hoøa tan trong nöôùc thaûi, phaân huûy vaø chuyeån hoaù chuùng thaønh khí. Boït khí sinh ra baùm vaøo haït buøn caën noåi leân treân laøm xaùo troän vaø gaây ra doøng tuaàn hoaøn cuïc boä trong lôùp caën lô löûng, khi caën noåi leân treân va vaøo taám chaén haït caën bò vôõ, khí thoaùt leân treân, caën rôi xuoáng döôùi. Hoãn hôïp buøn nöôùc ñöôïc taùch heát khí, khí ñöôïc thu hoài baèng pheãu. Hoãn hôïp buøn vaø nöôùc tieáp tuïc ñöôïc daãn tôùi ngaên laéng, buøn laéng xuoáng döôùi ñaùy, moät phaàn ñöôïc tuaàn hoaøn laïi ngaên phaûn öùng yeám khí moät phaàn buøn dö ñöôïc daãn ñeán beå neùn huøn. Nöôùc trong daâng leân treân ñöôïc thu vaøo maùng theo oáng daãn sang beå laéng 2. Tính toaùn Caùc thoâng soá thieát keá SS = 293,4 mg/l COD = 840 mg/l BOD5 = 959,2 mg/l pH = 6,67 Ptoång = 7 mg/l Ntoång = 34 mg/l T = 25oC ô Tæ leä MLVS/MLSS cuûa buøn trong beå UASB =0,75 (theo Laâm Minh Trieát…) [9]. ô Haøm löôïng caën sinh hoïc deã phaân huûy laø: 0,75 293,4 = 220,05 mg/l ô Haøm löôïng caën lô löõng deã phaân huûy tính theo COD: 220,05 1,42 (mg O2 tieâu thuï/mg teá baøo)0,75 = 234,35 mg/l ô Tæ leä COD khoâng hoøa tan: = 27,89 % ô Dieän tích beà maët phaàn laéng laø: F = = = 35 m2 Trong ñoù: LA laø taûi löôïng beà maët phaàn laéng. LA = 12 (buøn daïng boâng chöa taïo haït, theo baûng 10.9 trang 456 cuûa Laâm Minh Trieát [10]. ô Theå tích ngaên phaûn öùng beå UASB laø: W = =116,2 m3 Trong ñoù: C0: laø haøm löôïng COD ñaàu vaøo. COD = 0,84 kg/m3 LCOD = 3 kg COD/m3ngaøy ô Thôøi gian löu nöôùc trong beå UASB T = = 0,28 ngaøy = 6,72 giôø, chọn T = 7 giờ Choïn 2 ñôn nguyeân hình vuoâng ô Caïnh moãi ñôn nguyeân laø: a = = 4,2 m ô Chieàu cao phaàn phaûn öùng H = = 3,3 m ô Tính pheãu thu khí Choïn chieàu cao pheåu thu khí hp = 1,5 m. chieàu cao baûo beä hbv = 0,3 m. + Vaäy chieàu cao toång coäng cuûa beå UASB laø: Htc = H + hp + hbv = 3,3 + 1,5 + 0,3 = 5,1 m Moãi ñôn nguyeân coù 2 pheåu thu khí, chieàu cao moãi pheåu laø 1,5 m, ñaùy pheåu thu khí coù chieàu daøi baèng caïnh ñôn nguyeân l = a = 4,2 m, chieàu roâng b = 1,7 m + Vaäy dieän tích beà maët khe hôû giöõa caùc pheåu thu khí laø: Trong ñoù: F: laø dieän tích beà maët beå Fkh: Dieän tích caùc khe hôû giöõa caùc pheåu thu khí Fp: laø dieän tích ñaùy pheåu thu khí Vaäy = 19% (thuoäc khoaûng 15 – 20%) ô Löôïng buøn nuoâi caáy ban ñaàu cho vaøo beå (TS = 5%) Mb = = 69,72 taán Trong ñoù: Css: laø haøm löôïng buøn trong beå, CSS = 30 kg/m3 W: laø theå tích ngaên phaân phoái TS: laø haøm löôïng chaát raén trong buøn nuoâi caáy ban ñaàu, TS = 5% ô Haøm löôïng COD cuûa nöôùc thaûi sau xöû lyù kò khí laø: CODra = ( 1 – ECOD ) CODvaøo = (1 - 0,65)840 = 296 mg/l ô Haøm löôïng BOD5 cuûa nöôùc thaûi sau xöû lyù kî khí laø: BODra = (1 – EBOD )BODvaøo = (1 – 0,75)959,2 = 239,8 mg/l ô Löôïng sinh khoái hình thaønh moãi ngaøy laø: Px = == 3,6 kgVS/ngaøy Trong ñoù: Y: laø heä soá saûn löôïng toái ña = 0,04 kgVSS/kgCOD S0, S: laø haøm löôïng COD ñaàu vaøo vaø ñaàu ra Kd: laø heä soá phaân huûy noäi baøo = 0,025 ngaøy-1 : laø thôøi gian löu buøn hoaït tính trong beå = 60 ngaøy ô Theå tích khí meâ tan sinh ra moãi ngaøy laø: = 350,84[(S0 – S)Qtbngaøy – 1,42Px] Trong ñoù: 1,42 laø löôïng mg O2 tieâu thuï/mg teá baøo 350,84 laø heä soá chuyeån ñoåi lyù thuyeát löôïng khí meâ tan saûn sinh töø 1 kg BODL chuyeån hoaøn toaøn thaønh khí meâ tan vaø CO2, lit CH4/kgBODL : laø theå tích khí meâ tan sinh ra ôû ñieàu kieän chuaån (ôû nhieät ñoä 0C vaø 1 atm) Vaäy = 77412 (l/ngaøy) = 77,4 (m3/ngaøy) = 3,2 (m3/giôø) ô Löôïng buøn dö bôm ra moãi ngaøy laø: Qw = = 0,16 m3/ngaøy ô Löôïng chaát raén töø buøn dö laø: Mss = Qw Css = 0,16 30 = 4,8 kg SS/ngaøy. ô Tính oáng daãn nöôùc vaøo vaø ra khoûi beå: + Dieän tích maët caét öôùt oáng daãn S = Q: löu löôïng nöôùc thaûi, m3/s V: vaän toác nöôùc chaûy trong oáng daãn, qui phaïm töø 0,1 - 0,3 m/s + Ñöôøng kính oáng daãn Doáng = = 190 (mm) Choïn oáng daãn nöôùc PVC coù ñöôøng kính D = 200 (mm) Baûng 4.6: Caùc thoâng soá thieát keá beå UASB STT Thoâng soá thieát keá Kí hieäu Ñôn vò Kích thöôùc 1 Soá ñôn nguyeân N 2 2 Caïnh beå D m 4,2 3 Chieàu cao beå H m 5,1 4 Dung tích beå W m3 116,2 5 Thôøi gian löu nöôùc T Giôø 7 4.1.7. Tính toaùn beå Aerotank Nhieäm vuï Phaân huûy caùc chaát höõu cô hoøa tan vaø moät soá chaát voâ cô nhö H2S, caùc chaát sunfit, ammoniac, nitô… nhôø vi khuaån hieáu khí toàn taïi trong lôùp buøn hoaït tính lô löûng trong beå. Hoaït ñoäng Beå hoaït ñoäng nhôø heä thoáng suïc khí bao goàm maùy thoå khí vaø heä thoáng ñóa phaân phoái khí laøm nhieäm vuï cung caáp ñuû löôïng oxi caàn thieát cho vi khuaàn trong quaù trình phaân giaûi chaát höõu cô. Ñoàng thôøi xaùo troän laøm taêng khaû naêng haáp thuï caùc chaát höõu cô cuûa vi sinh vaät ñaûm baûo söï phaân giaûi toát nhaát. Tính toaùn Caùc thoâng soá thieát keá SS = 293,4 mg/l; COD = 296 mg/l; BOD5 = 239,8 mg/l; pH = 6,67; Ptoång = 7 mg/l; Ntoång = 34 mg/l; T = 25oC. Caùc thoâng soá vaän haønh 1, Noàng ñoä buøn trong beå, X = 4000 mg/l (theo baûng 6-1, tính toaùn thieát keá heä thoáng XLNT, TS.Trònh Xuaân Lai, 2003, trang 91) [4]. 2, Noàng ñoä caën laéng ôû ñaùy beå laéng II vaø cuõng laø noàng ñoä buøn tuaàn hoaøn, Xt = 10.000 mgSS/l. 3, Thôøi gian löu nöôùc cuûa buøn hoaït tính trong coâng trình θc = 10 ngaøy. 4, Cheá ñoä thuyû löïc cuûa beå: khuaáy troän hoaøn toaøn. 5, Giaù trò caùc thoâng soá ñoäng hoïc: Y: heä soá sinh tröôûng cöïc ñaïi, Y = 0,6 Kd: heä soá phaân huyû noäi baøo (ngaøy -1), Kd = 0,055 6, Ñoä tro cuûa caën höõu cô lô löûng troâi ra khoûi beå laø, z = 0,3 7, Nöôùc coù ñuû chaát dinh döôõng BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1 8, Löôïng buøn hoaït tính trong nöôùc thaûi ñaàu vaøo, Xo = 0 Ø Hieäu quaû xöû lyù ô Löôïng COD coøn laïi sau quaù trình xöû lyù hieáu ≤ 100 (mg/l) CODra = ô Löôïng BOD coøn laïi sau quaù trình xöû lyù hieáu ≤ 50 (mg/l) BODra = ô Theå tích beå Aerotank Trong ñoù: Q: löu löôïng nöôùc thaûi caàn xöû lyù (mg/ng.ñ); Y: Heä soá naêng suaát söû duïng chaát neàn (mg VSV/mg cô chaát); θc: thôøi gian löu buøn (ngaøy-1); So: noàng ñoä BOD5 ñaàu vaøo (mg/l); S: noàng ñoä BOD5 ñaàu ra (mg/l); X: noàng ñoä buøn hoaït tín trong beå (mg/l); Kd: heä soá phaân huyû noäi baøo (ngaøy-1). Suy ra: Choïn tæ soá chieàu daøi vaø chieàu roäng (theo TCXD-51-84) Choïn chieàu saâu coâng taùc Hct = 4,5m (qui phaïm Hct töø 3 - 6m, theo TCXD-51-84, thoaùt nöôùc maïng löôùi beân ngoaøi vaø coâng trình, Laâm Minh Trieát) [10]. Chieàu cao baûo veä: Hbv = 0,5m Chieàu cao xaây döïng cuûa beå: H = Hct + Hbv = 4,5 +0,5 = 5 (m) ô Dieän tích beà maët cuûa moãi beå: F = Choïn kích thöôùc beå: L x B = 4m x 4m Vaäy moãi beå Aerotank coù kích thöôùc nhö sau: L x B x H = 4m x 4m x 5m ô Thôøi gian löu nöôùc trong moãi beå Aerotank: ô Löôïng buøn lô löûng sinh ra khi khöû BOD5: Toác ñoä taêng tröôûng cuûa buøn tính theo coâng thöùc (mgVSS/mg BOD5) Löôïng buøn hoaït tính sinh ra trong 1 ngaøy theo BOD5 Abuøn = Ybuøn x Q(So – S) = 0,387 x 415(239,8 – 50) = 30.483 (g/ngaøy) = 30,483 (kg/ngaøy) (kg/ngaøy) Toång löôïng caën sinh ra theo ñoä tro cuûa caën (theo SS) Abuøn(SS) = (kg/ngaøy) Trong ñoù: z: ñoä tro cuûa buøn hoaït tính, z = 0,3 ô Löôïng caën dö haèng ngaøy phaûi xaû ñi (ñeå xöû lyù) Löôïng buøn dö caàn xöû lyù = toång löôïng buøn = löôïng SS troâi ra khoûi beå laéng 2 Axaû = Abuøn(SS) – Ara = Abuøn(SS) – Q x SSra x 10-3 = 43,57 – 415 x 100 x 10-3 = 2,07 (kg/ngaøy) ô Löôïng buøn xaû ra haèng ngaøy: Trong ñoù: Qx: löôïng buøn xaû ra haèng ngaøy (m3/ng) Xt: noàng ñoä buøn tuaàn hoaøn (mg/l) V: theå tích beå Aerotank (m3) X: noàng ñoä buøn hoaït tính trong beå (mg/l) Xr: noàng ñoä buøn hoaït tính trong nöôùc thaûi sau beå laéng 2 (mg/l) θc: thôøi gian löu buøn trong beå Suy ra: (m3/ng) Trong ñoù: Qr = Qv (coi nhö löôïng nöôùc theo buøn laø khoâng ñaùng keå) Xr = 0,7 x SSr x 0,7 = 0,7 x (293,4 x 40%) x 0,7 = 57,5 (mg/l) 0,7: haøm löôïng caën höõu cô 0,7: tæ leä caën bay hôi trong toång soá caën höõu cô, caën khoâng tro Sau khi heä thoáng hoaït ñoäng oån ñònh thì löôïng buøn höõu cô xaû ra haèng ngaøy laø: B = Qx x 10000 = 0,66 x 10000 = 6600 (g/ng) = 6,6 (kg/ng) ô Löu löôïng buøn tuaàn hoaøn Ñeå noàng ñoä buøn trong beå luoân giöõ giaù trò X = 4000 mg/l, ta coù phöông trình caân baèng khoái löôïng buøn hoaït tính ñi vaøo vaø ra khoûi beå nhö sau: Qv x Xo + Qt x Xt = (Qv + Qt) x X Trong ñoù: Qv: löu löôïng nöôùc thaûi ñi vaøo moãi beå (m3/ng.ñ) Xo: noàng ñoä buøn hoaït tính ñi vaøo beå (mg/l) Qt: löu löôïng buøn tuaàn hoaøn (m3/ng.ñ) Xt: noàng ñoâ buøn hoaït tính (mg/l) X: noàng ñoä buøn caàn duy trì trong beå Trong thöïc teá noàng ñoä buøn hoaït tính trong nöôùc thaûi ñi vaøo beå Xo laø khoâng ñaùng keå, neân ta coù: Qt x Xt = (Qv + Qt) x X Suy ra heä soá buøn tuaàn hoaøn laø: ô Vaäy löu löôïng buøn tuaàn hoaøn Qt = α x Qv = 0,67 x 415 = 278 (m3/ng.ñ) = 11,5 (m3/h) Ø Kieåm tra chæ tieâu laøm vieäc cuûa beå Aerotank ô Chæ soá: (mgBOD5/mgbuøn) (Naèm trong giôùi haïn cho pheùp töø 0,2 – 0,6) ô Taûi troïng höõu cô (kgBOD5/m3.ng) ô Toác ñoä söû duïng cô chaát (gBOD5/g.buøn.ng) ô Löôïng oxi caàn thieát + Nhu caàu oxygen theo lyù thuyeát Trong ñoù: f: tæ soá chuyeån ñoåi giöõa BOD5 vaø COD, qui phaïm f töø 0,45 – 0,68, choïn f = 0,65 (Trònh Xuaân Lai [4]). Abuøn: löôïng buøn hoaït tính sinh ra haèng ngaøy, Abuøn = 2,07 (kg) 1,42: heä soá chuyeån ñoåi töø teá baøo sang COD Suy ra: (kg O2/ngaøy) + Löôïng oxi thöïc teá yeâu caàu: Trong ñoù: Cs: noàng ñoä oxi baõo hoaø trong nöôùc saïch ôû 20oC, Cs = 9.08 (mg/l) C: noàng ñoä oxygen caàn duy trì trong coâng trình, choïn C = 2 (mg/l) (qui phaïm töø 1,5 -2, Trònh Xuaân Lai [4]). α: heä soá ñieàu chænh löôïng oxygen ngaám vaøo nöôùc thaûi do aûnh höôûng cuûa haøm löôïng caën, chaát hoaït ñoäng beà maët, loaïi thieát bò laøm thoaùng, hình daùng vaø kích thöôùc beå, choïn α = 0,8 (qui phaïm töø 0,6 – 0,94, Trònh Xuaân Lai [4]). T: nhieät ñoä cuûa nöôùc thaûi, T = 25oC Suy ra: = (kgO2/ngaøy) = 7 (kgO2/giôø) Löu löôïng oxi caàn thieát: Trong ñoù: f: heä soá an toaøn töø 1,5 – 2, choïn f = 1,8 OU:Coâng suaát hoaø tan oxi vaøo nöôùc thaûi cuûa thieát bò phaân phoái tính theo gam oxi cho 1 m3 khoâng khí. OU = Ou x h = 7 x 5,5 = 38,5 (gr O2/m3) = 0,0385 (kg O2/m3) h: ñoä saâu ngaäp nöôùc cuûa thieát bò phaân phoái khí, h= 4,5m Ou: Coâng suaát hoaø tan oxi vaøo nöôùc thaûi cuûa thieát bò phaân phoái tính theo gam oxi cho 1 m3 khoâng khí Choïn thieát bò phaân phoái khí boït khí nhoû, Ou = 7 gr O2/m3.m (theo baûng 7-1, tính toaùn thieát keá caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi, TS.Trònh Xuaân Lai, 2003) [4]. Suy ra: (m3/ngaøy) = 327,9 (m3/h) Ø Kieåm tra chæ tieâu caáp khí ô Löôïng khoâng khí caàn thieát ñeå khöû 1 kg BOD5 (m3 khí/1 kg BOD5 khöû) ô Löu löôïng khí caáp cho 1 m3 nöôùc thaûi (m3/m2) ô Thieát bò laøm thoaùng Ñaët taïi moãi beå moät bôm khí, löu löôïng cuûa bôm laø 327,9 m3/h = 0,09 m3/s Tính daøn phaân phoái khí Choïn ñóa phaân phoái khí coù d = 0,3m, qk = 5,04 m3/h = 1,4 l/s (Tính toaùn thieát keá caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi, TS.Trònh Xuaân Lai, [4]). ô Soá ñóa phaân phoái khí laø: N = (ñóa), choïn N = 80 (ñóa) Boá trí ñóa phaân phoái khí: chia laøm 8 nhaùnh nhoû, moãi nhaùnh caùch thaønh beå 0,25m ô Soá ñóa treân moãi oáng nhaùnh: Nn = (ñóa) ô Chieàu daøi moãi nhaùnh: Ln = 4 – (0,25 x 2) = 3,5 (m) ô Khoaûng caùch caùc ñóa treân moät oáng nhaùnh laø: ô Khoaûng caùch giöõa caùc oáng nhaùnh laø: Ø Tính oáng daãn khí ô OÁng chính Choïn vaän toác khí ñi trong oáng chính: v = 10 m/s Ñöôøng kính oáng chính Doâc = Choïn oáng nhöïa PVC coù = 100 mm ô OÁng nhaùnh Chia thaønh 8 nhaùnh nhoû, caùch thaønh beå 0,25m, löu löôïng khí qua moãi nhaùnh nhoû laø: (m3/ngaøy) Choïn vaän toác khí trong oáng nhaùnh: vn = 10 m/s Ñöôøng kính oáng nhaùnh Doân = Choïn oáng nhöïa PVC coù = 40 mm ØTính ñöôøng oáng daãn nöôùc thaûi vaø ñöôøng oáng daãn buøn ô Ñöøông oáng daãn nöôùc thaûi ra vaø vaøo beå + Ñöôøng kính oáng daãn nöôùc: Dnöôùc = vn: vaän toác nöôùc chaûy trong oáng trong ñieàu kieän coù bôm, choïn vn = 2,5 m/s ( qui phaïm töø 2 – 3 m/s) Choïn oáng nhöïa PVC coù = 50 mm + Ñöôøng kính oáng daãn buøn tuaàn hoaøn: Db = Trong ñoù: QT: löu löôïng buøn tuaàn hoaøn, QT = 278 m3/ngaøy = 0,003 m3/s vb: vaän toác buøn chaûy trong oáng, vb = 0,3 m/s Choïn oáng nhöïa PVC coù = 100 mm Ø Tính maùy thoåi khí ô AÙp löïc maùy thoåi khí: H = hd + hc +hf + H Trong ñoù: hd, hc: toån thaát doïc ñöôøng vaø toån thaát cuïc boä cuûa ñöôøng oáng, khoâng vöôït quaù 0,4m; choïn 0,4m. hf: toån thaát aùp löïc qua thieát bò phaân phoái, khoâng vöôït quaù 0,5m, choïn hf = 0,5m. H: ñoä saâu lôùp nöôùc trong beå, H = 4,5 m Suy ra: H = 0,4 + 0,5 + 4,5 = 5,4 m ô AÙp löïc maùy thoåi khí: ô Coâng suaát cuûa maùy thoåi khí: (KW) ôCoâng suaát tính toaùn cuûa maùy thoåi khí: (KW) : hieäu suaát cuûa bôm, = 0,73 – 0,93, choïn = 0,8 Baûng 4.7: Caùc thoâng soá thieát keá beå Aerotank STT Thoâng soá thieát keá Kí hieäu Ñôn vò KT 1 Chieàu daøi L mm 4000 2 Chieàu roäng B mm 4000 3 Chieàu cao H mm 5000 4 Ñöôøng kính oáng daãn khí chính Doâc mm 100 5 Ñöôøng kính oáng daãn khí nhaùnh Doân mm 40 6 Ñöôøng kính oáng daãn buøn tuaàn hoaøn Db mm 100 7 Khoaûng caùch giöõa caùc ñóa treân moät oáng nhaùnh - mm 500 8 Khoaûng caùch giöõa caùc oáng nhaùnh - mm 500 9 Ñöôøng kính ñóa phaân phoái khí d mm 300 10 Thôøi gian löu ngaøy 10 4.1.8. Beå laéng II Nhieäm vuï Nhieäm vuï cuûa beå laéng 2 laø taùch buøn hoaït tính chaát höõu cô, chaát raén lô löûng ra khoûi hoãn hôïp laøm cho nöôùc ñuû ñoä trong ñeå xaû ra nguoàn tieáp nhaän, ñoàng thôøi coâ ñaët buøn ôû ñaùy beå ñeán noàng ñoä mong muoán ñeå tuaàn hoaøn moät phaàn laïi beå Aerotank. Buøn dö haèng ngaøy ñöôïc daãn ñeán beå neùn buøn. Tính toaùn Qtb = 415 (m3/ng.ñ), Qmaxh = 25,98 (m3/h), Qmaxs = 0,0084 (m3/s) Choïn beå laéng ñöùng Ø Tính kích thöôùc beå ô Dieän tích oáng trung taâm Trong ñoù: Q: löu löôïng nöôùc thaûi (m3/s) vt: vaän toác nöôùc trong oáng trung taâm, vt = 30 mm/s = 0,03 m/s (xöû lyù nöôùc thaûi, TS.Hoaøng Hueä, 1996) [3]. : heä soá tuaàn hoaøn, =0,67 Suy ra: Chieàu cao oáng trung taâm baèng chieàu cao lôùp nöôùc trong beå (xaùc ñònh theo coâng thöùc 4 – 91, xöû lyù nöôùc thaûi, Traàn Hieáu Nhueä, 1978) [7]. HL = ht = v x t (m) Trong ñoù: v: vaän toác nöôùc chaûy vaøo, v = 0,6 mm/s = 0,0006 m/s t: thôøi gian löu nöôùc trong beå, t = 1 – 2h, choïn t = 2h Suy ra: HL = ht = v x t = 0,0006 x 2 x 3600 = 4,32 (m) Theå tích toång coäng cuûa beå laéng (theo coâng thöùc 59, xöû lyù nöôùc thaûi, TS.Hoaøng Hueä, 1996) [6]. W = Q x (1 + ) x t (m3) Trong ñoù: Q: löu löôïng nöôùc thaûi, Q = 25,98 m3/h : heä soá khoâng ñieàu hoaø, = 0,75 Suy ra: W = Q x (1 + ) x t = 25,98 x (1 + 0,75) x 2 = 90,93 (m3) ô Toång dieän tích höõu ích cuûa beå (theo coâng thöùc 4-93, xöû lyù nöôùc thaûi, Traàn Hieáu Nhueä, 1978) [6]. ô Dieän tích toång quaùt cuûa beå laéng (theo coâng thöùc 4-27, xöû lyù nöôùc thaûi, Traàn Hieáu Nhueä, 1978) [6]. F = Fh + f = 21 + 0,392 = 21,392 (m2) ô Dieän tích vuøng laéng: FL = Fh – f = 21 – 0,392 = 20,6 (m2) ô Ñöôøng kính beå ô Ñöôøng kính oáng trung taâm (theo coâng thöùc 4-28, xöû lyù nöôùc thaûi, Traàn Hieáu Nhueä, 1978). ô Ñöôøng kính hình loe cuûa oáng phaân phoái trung taâm baèng chieàu cao hình loe oáng trung taâm: dl = hl = 1,35 x dT = 1,35 x 0,6 = 0,8 (m) ô Ñöôøng kính taám chaén cuûa oáng trung taâm: dtc = 1,3 x dl = 1,3 x 0,8 = 1 (m) ô Khoaûng caùch töø mieäng loe oáng trung taâm ñeán taám chaén, choïn = 0,3, (qui phaïm töø 0,25-0,5, Laâm Minh Trieát [9]). ô Theå tích phaàn laéng VL = Trong ñoù: D: ñöôøng kính beå HL: chieàu cao phaàn laéng ô Chieàu cao phaàn hình choùp ôû ñaùy beå ô Chieàu cao toång coäng cuûa beå laéng: H = h1 + h2 + h3 + h4 = 4,32 + 0,7 + 0,4 + 0,3 = 5,72 (m) h1: chieàu cao cuûa lôùp nöôùc trong beå laéng h2: chieàu cao phaàn hình choùp h3: chieàu cao lôùp nöôùc trung hoaø, choïn h3 = 0,4m h4: chieàu cao baûo veä, choïn h4 = 0,3m ô Theå tích phaàn chöùa buøn: Vbuøn = FL x hc = 20,6 x 0,7 = 14,4 (m3) ô Thôøi gian löu buøn trong beå: tbuøn = , choïn tbuøn = 2 (h) Trong ñoù: Qxaû: löu löôïng buøn xaû ra ngoaøi, Qxaû = 11,4 m3/ngaøy = 0,475 m3/h Qt: löu löôïng buøn tuaàn hoaøn, Qt = 11,5 m3/h ØTính maùng thu nöôùc: Maùng thu nöôùc ñöôïc ñaët xung quanh thaønh beå coù ñöôøng kính baèng 0,8 ñöôøng kính beå. ô Ñöôøng kính maùng thu nöôùc: Dm = 0,8 x D = 0,8 x 5,2 = 4,16 (m) ô Chieàu roäng maùng thu nöôùc: rm = (m) ô Choïn chieàu cao cuûa maùng thu nöôùc: hm = 0,4 (m) ô Dieän tích maët caét ngang cuûa maùng thu nöôùc Wm = rm x hm = 0,52 x 0,4 = 0,2 (m2) ô Chieàu daøi maùng thu nöôùc Lm = π x Dm = 3,14 x 4,16 =13 (m) ô Taûi troïng thu nöôùc treân moät meùt daøi cuûa maùng Ø Tính toaùn maùy bôm: Taïi beå laéng 2 coù ñaët 2 bôm ñeå bôm buøn tuaàn hoaøn veà beå Aerotank vaø bôm buøn veà beå neùn buøn. ô Coâng suaát cuûa maùy bôm: Trong ñoù: Q: löu löôïng buøn trung bình, m3/s : khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng Nöôùc: = 1000 kg/m3 Buøn: = 1006 kg/m3 g: gia toác troïng tröôøng, g = 9,81 m/s2 : hieäu suaát cuûa bôm, = 0,73 – 0,93, choïn = 0,8 H: coät aùp bôm, mH2O, H = 5,42 (m) H = hd + H = 2,7 + 5,42 = 8,12 (m) hdd: Toån thaát aùp löïc trong oáng: hdd = 2,7m Suy ra: ô Coâng suaát thöïc teá cuûa maùy bôm NTT = 1,5 x N = 1,5 x 0,84 = 1,26 (KW) Ø Hieäu quaû xöû lyù sau coâng trình xöû lyù sinh hoïc: ô COD giaûm 66%, COD coøn laïi: 296 – 296 x 66% = 97,86 (mg/l) ô BOD5 giaûm 80%, BOD5 coøn laïi: 239,8 – 239,8 x 80% = 47,96 (mg/l) ô N giaûm 70%, N coøn laïi: 34 – 34 x 70% = 10,2 (mg/l) ô P giaûm 46%, P coøn laïi: 7 – 7 x 46% = 3,78 (mg/l) Baûng 4.8: Caùc thoâng soá thieát keá beå laéng 2 STT Thoâng soá thieát keá Kí hieäu Ñôn vò KT 1 Ñöôøng kính beå D mm 5200 2 Chieàu cao beå H mm 5720 3 Ñöôøng kính oáng trung taâm dt mm 600 4 Ñöôøng kính phaàn loe oáng trung taâm dl mm 800 5 Ñöôøng kính taám chaén dtc mm 1000 6 Chieàu cao phaàn hình noùn hc mm 700 7 Khoaûng caùch töø mieäng loe ñeán taám chaén mm 300 8 Chieàu daøi maùng thu nöôùc Lm mm 13000 9 Chieàu cao maùng hm mm 400 10 Chieàu roäng maùng rm mm 520 11 Thôøi gian löu nöôùc t Giôø 2 4.1.9. Beå neùn buøn Chöùc naêng Buøn hoaït tính giöõ laïi ôû beå laéng 2 coù ñoä aåm cao (99 – 99,2%). Moät phaàn lôùn buøn hoaït tính ñöôïc tuaàn hoaøn trôû laïi beå Aerotank, moät phaàn dö cho qua beå neùn buøn ñeå giaûm bôùt ñoä aåm vaø theå tích. Ñoàng thôøi beå neùn buøn coøn tieáp nhaän moät löôïng buøn töø beå laéng 1 vaø beå UASB. Tính toaùn ô Löu löôïng buøn töôi töø beå laéng 1: P1 = 236,06 (kg/ngaøy) ô Löôïng caën dö haèng ngaøy caàn xaû ñi töø beå laéng 2: Axaû = 2,07 (kg/ngaøy) ô Löôïng buøn töø beå UASB: MSS = 4,8 (kg/ngaøy) ô Vaäy toång löôïng buøn daãn ñeán beå neùn buøn laø: P = P1 + Axaû + MSS = 236,06 + 2,07 + 4,8 = 242,93 (kg/ngaøy) ô Löôïng buøn cöïc ñaïi trong beå neùn buøn P’ = P x k = 242,93 x 1,15 = 279,37 (kg/ngaøy) k: heä soá khoâng ñieàu hoaø thaùng cuûa buøn hoaït tính dö, choïn k = 1,15, thì cuûa buøn laø 1006 kg/m3. ô Vaäy theå tích buøn trong beå neùn laø: (m3/ngaøy) ô Dieän tích beà maët cuûa beå neùn buøn: (m2) a: taûi troïng caën buøn beà maët beå neùn buøn, a = 40 kg/m2.ngaøy (qui phaïm töø 35-78 kg/m2.ngaøy, Laâm Minh Trieát [9]). ô Dieän tích beå neùn buøn neáu keå theâm phaàn buoàng phaân phoái trung taâm: F’ = 1,2 x F = 1,2 x 7= 8,4 (m2) ô Ñöôøng kính beå neùn buøn: Dbuøn = m) ô Ñöôøng kính buoàng phaân phoái trung taâm: d = 0,25 x Dbuøn = 0,25 x 3,3 = 0,825 (m) ô Ñöôøng kính mieäng loe oáng trung taâm dl = 1,35 x d = 1,35 x 0,825 = 1,1 (m) ô Khoaûng caùch töø taám chaén ñeán mieäng loe oáng trung taâm: 0,4 (m) ô Ñöôøng kính taám chaén hình noùn: dc = 1,3 x dl = 1,3 x 1,1 =1,4 (m) ô Chieàu cao phaàn coâng taùc cuûa beå: hct = v x t = 0,1 x 8 x 3600 = 2,88 (m) v: vaän toác nöôùc buøn daâng leân, v = 0,1 mm/s t: thôøi gian neùn buøn, t = 8 (h) Chieàu cao phaàn hình noùn vôùi goùc nghieâng 45o (m) d: ñöôøng kính ñaùy beå, d = 0,5m ô Chieàu cao toång coäng cuûa beå: H = hct + hn + hbv = 2,88 + 1,24 + 0,3 = 4,42 (m) Ø Tính toaùn maùy bôm: Taïi beå neùn buøn coù ñaët 1 bôm ñeå bôm buøn töø beå neùn buøn ra xe vaän chuyeån. ô Coâng suaát cuûa maùy bôm: Trong ñoù: Q: löu löôïng buøn trung bình, m3/s : khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng Nöôùc: = 1000 kg/m3 Buøn: = 1006 kg/m3 g: gia toác troïng tröôøng, g = 9,81 m/s2 : hieäu suaát cuûa bôm, = 0,73 – 0,93, choïn = 0,8 H: coät aùp bôm, mH2O, H = 4,03 (m) H = hd + H = 2,7 + 4,12 = 6,82 (m) hdd: Toån thaát aùp löïc trong oáng: hdd = 2,7m Suy ra: ô Coâng suaát thöïc teá cuûa maùy bôm NTT = 1,5 x N = 1,5 x 0,7 = 1,01 (KW) Baûng 4.9: Caùc thoâng soá thieát keá beå neùn buøn STT Thoâng soá thieát keá Kí hieäu Ñôn vò KT 1 Ñöôøng kính beå Dbuøn mm 3300 2 Chieàu cao beå H mm 4420 3 Ñöôøng kính oáng trung taâm d mm 825 4 Khoaûng caùch töø mieäng loe ñeán taám chaén mm 400 5 ÑK mieäng loe oáng trung taâm dl =hl mm 1100 6 Chieàu cao phaàn hình noùn hn mm 1240 7 Ñöôøng kính ñaùy noùn dn mm 500 8 Thôøi gian neùn buøn t giôø 8 4.2. Tính toaùn thieát keá caùc coâng trình cho phöông aùn 2 Hoá thu gom nöôùc thaûi, song chaén raùc, beå ñieàu hoøa, beå laéng 1, beå UASB tính toaùn gioáng phöông aùn 1, xem phuï luïc 1. 4.2.1. Beå loïc sinh hoïc Nhieäm vuï Sau khi qua beå UASB, nöôùc thaûi ñöôïc daãn ñeán beå loïc sinh hoïc hieáu khí ñeå thöïc hieän giai ñoaïn xöû lyù sinh hoïc hoaøn toaøn. BOD5, sau khi ra khoûi beå loïc sinh hoïc hieáu khí coøn laïi vaøo khoaûng 45 - 50 mg/l. Tính toaùn SS = 293,4 mg/l; COD = 296 mg/l; BOD5 = 239,8 mg/l; pH = 6,67; Ptoång = 7 mg/l; Ntoång = 34 mg/l; T = 25oC. Caùc thoâng soá Heä soá xöû lyù Ko = 0,0246 phuùt-1 ôû nhieät ñoä 20oC; n = 0,5; Nöôùc thaûi sau laéng II chöùa mg/l caën sinh hoïc, trong ñoù 65% caën deã phaân huûy sinh hoïc; BOD5:BODL = 0,68; Heä soá saûn löôïng quan saùt Yobs =0,5gVSS/gBOD5; Haøm löôïng VS cuûa maøng vi sinh vaät: VS = 70%. ô Xaùc ñònh BOD5 hoøa tan sau laéng II theo moái quan heä Toång BOD5 = BOD5 hoaø tan + BOD5 cuûa caën lô löûng Ø Xaùc ñònh BOD5 cuûa caën lô löûng ñaàu ra ô Haøm löôïng caën sinh hoïc deã phaân huûy 50 x 0,65 = 32,5 (mg/l) ô BODL cuûa caën lô löûng deã phaân huyû sinh hoïc cuûa nöôùc thaûi sau laéng II 32,5 x (1,42 mgO2 tieâu thuï/mg teá baøo bò oxi hoùa) = 46,15 (mg/l) ô BOD5 cuûa caën lô löûng cuûa nöôc thaûi sau laéng II 46,15 x 0,68 = 31,38 (mg/l) ô BOD5 hoaø tan cuûa nöôùc thaûi sau laéng II: 50 = C + 31,38 C = 50 – 31,38 = 18,62 (mg/l) ô Heä soá xöû lyù ôû nhieät ñoä vaän haønh ôû 250C K0 = K20(1,035)(t – 20C) =0,0246 x (1,035)(25 – 20) = 0,0292 (phuùt -1 ) Trong ñoù: K20: heä soá xöû lyù ôû 20oC, K20 = 0,0246 (phuùt-1) Do haøm löôïng BOD5 khoâng cao (BOD5 = 239,8 mg/l < 600 mg/l) khoâng caàn thieát phaûi tuaàn hoaøn. Choïn chieàu cao lôùp vaät lieäu loïc H = 5 m ô Taûi troïng thuyû löïc: Trong ñoù: H: laø chieàu cao lôùp vaät lieäu loïc, H = 7m; n: haèng soá phuï thuoäc vaøo vaät lieäu loïc vaø beà maët rieâng, n = 0,5; S: haøm löôïng BOD5 ñaàu vaøo; S: haøm löôïng BOD5 sau xöû lyù. ô Toång dieän tích beà maët beå loïc sinh hoïc Choïn 2 beå loïc hoaït ñoäng song song nhau. ô Ñöôøng kính moãi beå loïc laø: ô Theå tích toång coäng cuûa lôùp vaät lieäu loïc W = A x h = 153 x 7 = 1071 (m3) Trong ñoù: h: Chieàu cao lôùp vaät lieäu loïc, h = 7 m Choïn vaät lieäu loïc laø ñaù daêm, côõ haït d = 50 mm (quy phaïm 40÷65). Lôùp vaät lieäu loïc ôû phía döôùi daøy 0,2; côõ haït d = 70 mm (quy phaïm 70÷100, theo XLNT ñoâ thò vaø coâng nghieäp – Laâm M