Đồ án Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt của công ty TNHH VMC Hoàng Gia, công suất 205 m3- Ngày đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP. HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT CỦA CƠNG TY TNHH VMC HỒNG GIA, CƠNG SUẤT 205 M3/NGÀY.ĐÊM Ngành: MƠI TRƢỜNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Giảng viên hướng dẫn : Ths. Võ Hồng Thi Sinh viên thực hiện : Đỗ Minh Hát MSSV: 09B1080023 Lớp: 09HMT2 TP. Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2011 Bộ Giáo dục và Đào tạo CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: Đỗ Minh Hát MSSV: 09B1080023 NGÀNH: Kỹ Thuật Mơi Trƣờng LỚP: 09HMT2 KHOA: Mơi Trƣờng BỘ MƠN: Kỹ thuật Mơi trƣờng 1. Đầu đề luận văn : TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT CƠNG TY TNHH VMC HỒNG GIA, CƠNG SUẤT 205 M3/NGÀY ĐÊM 2. Nhiệm vụ đồ án: - Tổng quan. - Xác định đặc tính nước thải. Lựa chọn cơng nghệ xử lý nước thải. - Tính tốn thiết kế và khái tốn các cơng trình đơn vị. - Thể hiện các cơng trình đơn vị trên bản vẽ A3. 3. Ngày giao đồ án: 01/11/2010 4. Ngày hồn thành nhiệm vụ: 08/03/2011 Họ tên người hướng dẫn: Ths. Võ Hồng Thi Nội dung và yêu cầu đồ án đã được thơng qua bộ mơn Ngày……tháng…….năm 2011 Chủ Nhiệm Bộ mơn (ký và ghi rõ họ tên) Phần dành cho Khoa, Bộ mơn: Phần hướng dẫn: Người hướng dẫn chính Ths. Võ Hồng Thi Người duyệt:……………………………………………………………………. Ngày bảo vệ: …………………………………………………………………… Điểm tổng kết:………………………………………………………………… Nơi lưu trữ đồ án:……………………………………………………… Khoa: ………………………….. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Điểm số bằng số: ........................... Điểm số bằng chữ ……………………………. Tp.Hồ Chí Minh, Ngày tháng năm 2011 Ký tên Ths. Võ Hồng Thi NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Điểm số bằng số: ........................... Điểm số bằng chữ ……………………………. Tp.Hồ Chí Minh, Ngày tháng năm 2011 Ký tên LỜI CAM ĐOAN   Tơi xin cam đoan đồ án là kết quả thực hiện của riêng tơi. Những kết quả trong đồ án là trung thực, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, khảo sát tình hình thực tiễn và dưới sự hướng dẫn khoa học của Thạc sĩ Võ Hồng Thi Nội dung đồ án cĩ tham khảo và sử dụng các tài liệu, thơng tin được đăng tải trên các tác phẩm và các trang web theo danh mục tài liệu của đồ án. LỜI CẢM ƠN  Qua thời gian học tập tại trường nhờ được thầy cơ chỉ bảo, truyền đạt những kiến thức hữu ích. Cuối cùng em cũng đã hồn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Trong quá trình làm đồ án đã giúp cho em mở mang được rất nhiều điều, thấy được mức độ vận dụng lý thuyết vào thực tế, mong muốn được học hỏi hơn nữa. Với việc thực hiện đồ án tốt nghiệp này là bước khởi đầu để em cĩ thể tự tin bắt tay vào cơng việc chuyên mơn của mình sau này. Em xin được tỏ lịng biết ơn của mình đến cơ Võ Hồng Thi là người trực tiếp hướng dẫn em làm luận văn này. Người đã tận tình chỉ dẫn, cho em rất nhiều lời khuyên và gĩp ý để em hồn thành đồ án này. Cảm ơn cơ đã tạo điều kiện cho em tiếp thu kiến thức mới. Em xin chân thành cảm ơn các cơ chú và anh chị của cơng ty TNHH VMC Hồng Gia. Các anh chi trong phịng tài nguyên mơi trường huyện Châu Thành, tỉnh Tây Ninh, đã tận tình chỉ dẫn, đĩng gĩp ý kiến, cung cấp tài liệu cho em trong quá trình khảo sát thực tế tại cơng ty để bổ sung cho phần trình bày đồ án. Con xin cảm ơn ba má đã nuơi nấng, chăm sĩc dạy dỗ con nên người. Cảm ơn cả gia đình đã luơn quan tâm đĩng gĩp ý kiến, cho con những lời khuyên và tạo mọi điều kiện để con hồn thành tốt đồ án của mình. Cuối cùng mình xin cảm ơn các bạn đồng khĩa đã giúp đỡ mình rất nhiều trong học tập cũng như thực hiện đồ án này. Mặc dù được sự giúp đỡ của nhiều người, nhưng với lượng kiến thức cịn hạn chế nên chắc chắn đề tài khơng tránh khỏi những sai sĩt. Em mong được sự đĩng gĩp ý kiến chân thành của thầy cơ, anh chị và các bạn để em cĩ thể sửa chữa những sai sĩt cũng như để nâng cao được kiến thức của mình. Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Đỗ Minh Hát MỤC LỤC MỤC LỤC .................................................................................................................. i DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................... v DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................... vi DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH ......................................................................... vii LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề ............................................................................................... 1 2. Mục tiêu đề tài ........................................................................................ 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................ 2 4. Nội dung nghiên cứu ............................................................................... 3 5. Phương pháp thực hiện ............................................................................ 3 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................. 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠNG TY TNHH VMC HỒNG GIA ............. 4 1.1 Giới thiệu chung về cơng ty TNHH Hồng Gia ........................................ 4 1.1.1 Vị trí địa lý của cơng ty TNHH Hồng Gia ................................... 4 1.1.2 Điều kiện tự nhiên của khu vực ..................................................... 4 1.2 Cơ sở hạ tầng ........................................................................................... 5 1.2.1 Hệ thống giao thơng .................................................................... 5 1.2.2 Hệ thống cấp thốt nước ............................................................... 5 1.2.3 Hệ thống cấp điện và phân phối điện ............................................ 5 1.2.4 Hệ thống thơng tin liên lạc ............................................................ 5 1.3 Quy trình sản xuất .................................................................................... 6 1.3.1 Quy trình cơng nghệ sản xuất giày ................................................ 6 1.3.2 Nguyên vât liệu sử dụng cho sản xuất ........................................... 6 1.3.3 Sản phẩm...................................................................................... 7 1.4 Các nguồn phát sinh và đặc tính của nước thải ........................................ 7 1.4.1 Chất thải rắn ................................................................................. 7 1.4.2 Khí thải ........................................................................................ 7 1.4.3 Nước thải...................................................................................... 7 i CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT & CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT ........................................... 8 2.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt ............................................................ 8 2.1.1 Nguồn phát sinh, đặc tính nước thải sinh hoạt ............................... 8 2.1.2 Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt ..................................... 9 2.2 Các thơng số ơ nhiễm đặc trưng của nước thải ......................................... 9 2.2.1 Thơng số vật lý ............................................................................. 9 2.2.2 Thơng số hĩa học ....................................................................... 10 2.2.3 Thơng số vi sinh vật học ............................................................. 12 2.3 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải ..................................... 12 2.3.1 Phương pháp xử lý cơ học .......................................................... 12 2.3.2 Phương pháp xử lý hĩa lý ........................................................... 15 2.3.3 Phương pháp xử lý hĩa học ........................................................ 16 2.3.4 Phương pháp xử lý sinh học........................................................ 17 2.3.5 Xử lý bùn cặn ............................................................................. 24 2.4 Một số hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đang áp dụng tại các cơng ty 25 2.4.1 Cơng ty TNHH Liên Doanh Chí Hùng ........................................ 25 2.4.2 Cơng ty Cổ Phần Chế Biến Hàng Xuất Khẩu Long An - Nhà Máy Điều Long An ................................................................... 27 2.4.3 Cơng ty Chế Biến Xuất Nhập Khẩu Nơng Sản Thực Phẩm Đồng Nai - DONAFOODS ....................................................... 29 2.4.4 Doanh Nghiệp Tư Nhân Biển Cát ............................................... 31 CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP NƢỚC THẢI SINH HOẠT CƠNG TY TNHH VMC HỒNG GIA . 33 3.1 Cơ sở lựa chọn cơng nghệ ..................................................................... 33 3.2 Thành phần tính chất nước thải tại cơng ty Hồng Gia ........................... 33 3.2.1 Lưu lượng thải .......................................................................... 33 3.2.2 Thành phần và tính chất nước thải ............................................. 33 3.3 Đề xuất quy trình cơng nghệ xử lý phù hợp ........................................... 34 ii 3.3.1 Phương án xử lý 1 .................................................................... 35 3.3.2 Phương án xử lý 2 .................................................................... 36 3.3.3 So sánh 2 phương án xử lý ........................................................ 37 3.3.4 Thuyết minh quy trình cơng nghệ lựa chọn ............................... 38 CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH XỬ LÝ ............................................. 39 4.1 Mục tiêu ................................................................................................. 39 4.2 Tính tốn ................................................................................................ 39 4.2.1 Song chắn rác (Giỏ chắn rác) ...................................................... 39 4.2.2 Hầm bơm tiếp nhận .................................................................... 40 4.2.3 Bể điều hịa ................................................................................ 41 4.2.4 Bể SBR ..................................................................................... 44 4.2.5 Bể trung gian .............................................................................. 54 4.2.6 Bể lọc áp lực .............................................................................. 56 4.2.7 Bể khử trùng ............................................................................... 61 4.2.8 Tính tốn bể nén bùn .................................................................. 63 4.2.9 Sân phơi bùn .............................................................................. 66 CHƢƠNG 5:KHÁI TỐN GIÁ THÀNH XỬ ....................................................... 69 5.1 Chi phí xây dựng, cung cấp, lắp đặt trạm xử lý nước thải ........................ 69 5.2 Chi phí khấu hao .................................................................................... 73 5.3 Chi phí vận hành .................................................................................... 73 5.3.1 Chi phí điện năng (D) ................................................................. 73 5.3.2 Chi phí hĩa chất (H) ................................................................... 74 5.3.3 Nhân cơng (N) ......................................................................... 74 5.4 Chi phí xử lý 0,1 m3 nước thải ................................................................ 74 CHƢƠNG 6:KHÁI TỐN GIÁ THÀNH XỬ ....................................................... 75 6.1 Thiết kế và thi cơng trạm xử lý nước thải ................................................ 75 6.1.1 Trình tự thực hiện cơ bản của việc xây dựng trạm xử lý .............. 75 6.1.2 Đặc điểm của việc thực hiện cơng trình....................................... 75 6.1.3 Lực lượng thi cơng ..................................................................... 75 iii 6.1.4 Biện pháp thi cơng ..................................................................... 76 6.1.5 Giải pháp và chi tiêu kỹ thuật .................................................... 76 6.2 Quản lý và vận hành trạm xử lý nước thải ............................................. 78 6.2.1 Giai đoạn khởi động .................................................................. 78 6.2.2 Giai đoạn vận hành .................................................................... 79 6.2.3 Nguyên nhân và biện pháp khắc phục sự cố trong vận hành trong hệ thống xử lý ................................................................. 79 6.2.4 Tổ chức kỹ thuật an tồn ............................................................ 80 6.2.5 Bảo trì ........................................................................................ 81 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ .................................................................................... 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 84 iv CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD Nhu cầu oxi sinh hố (hay sinh học) BTNMT Bộ Tài Nguyên Mơi Trường COD Nhu cầu oxi hố học DO Oxy hồ tan SS Chất rắn lơ lửng MLSS Sinh khối lơ lửng MLVSS Sinh khối bay hơi hỗn hợp TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam NTSH Nước thải sinh hoạt QCXD Quy chuẩn xây dựng QCVN Quy chuẩn Việt Nam GCR Giỏ chắn rác PCCC Phịng cháy chữa cháy v DANH MỤC CÁC BẢNG STT TÊN BẢNG TRANG 1 Bảng 2.1: Tải trọng chất bẩn theo đầu người 8 2 Bảng 2.2: Ứng dụng quá trình xử lý hĩa học 16 3 Bảng 3.1: Thành phần tính chất nước thải cơng ty TNHH VMC Hồng Gia và yêu cầu sau khi xử lý. 34 4 Bảng 3.2: So sánh 2 phương án xử lý 37 5 Bảng 4.1: Các thơng số lưu lượng dùng trong thiết kế. 39 6 Bảng 4.2: Các thơng số chọn giỏ chắn rác 39 7 Bảng 4.3: Các thơng số thiết kế và kích thước hầm bơm tiếp nhận 40 8 Bảng 4.4: Thơng số và kích thước bể điều hồ 42 9 Bảng 4.5: Các dạng khuấy trộn ở bể điều hịa 42 10 Bảng 4.6: Hệ số động học bùn hoạt tính ở 20 oC. 48 11 Bảng 4.7: Thơng số kích thước SBR 53 12 Bảng 4.8: Thơng số kích thước bể lọc 56 13 Bảng 4.9: Tải trọng cặn trên 1 m2 sân phơi bùn. 61 14 Bảng 4.10: Thơng số kích thước bể khử trùng. 63 15 Bảng 4.11: Tổng hợp tính tốn bể nén bùn. 66 16 Bảng 4.12: Tải trọng cặn trên 1 m2 sân phơi bùn. 67 17 Bảng 4.13 Thơng số kích thước sân phơi bùn. 67 16 Bảng 5.1: Bảng khái tốn chi tiết các hạng mục thực hiện 69 vi DANH MỤC CÁC HÌNH STT TÊN HÌNH TRANG 1 Hình 1.1: Sơ đồ cơng nghệ sản xuất của cơng ty 6 2 3 4 5 6 7 Hình 2.1: Sơ đồ phản ứng trong sinh học từng mẻ cĩ kết hợp khử N, P Hình 2.2: Bể UASB Hình 2.3: Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cơng ty TNHH liên doanh Chí Hùng Hình 2.4: Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Cơng ty Cổ Phần Chế Biến Hàng Xuất Khẩu Long An - Nhà máy Điều Long An Hình 2.5: Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải Cơng Ty Chế Biến Xuất Nhập Khẩu Nơng Sản Thực phẩm Đồng Nai- DONAFOODS Hình 2.6: Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Doanh Nghiệp Tư Nhân Biển Cát 21 23 26 28 30 32 7 Hình 3.1: Sơ đồ quy trình cơng nghệ phương án 1 35 8 Hình 3.2: Sơ đồ quy trình cơng nghệ phương án 2 36 vii Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi LỜI MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Trong quá trình phát triển khơng ngừng của xã hội, lồi người đã đạt được nhiều thành tựu to lớn trong các lĩnh vực kinh tế, xã hội với một trình độ khoa học kỹ thuật hiện đại, nhưng đồng thời cũng gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng cho mơi trường, đặc biệt là mơi trường nước. Cùng với việc bảo vệ và cung cấp nguồn nước sạch việc thải và xử lý nước bị ơ nhiễm trước khi đổ vào nguồn là một vấn đề bức xúc đối với tồn thể lồi người, nĩ khơng giới hạn trong một quốc gia, một khu vực mà cịn là một vấn đề nĩng bỏng của tồn nhân loại. Việt Nam mỗi ngày cĩ hàng triệu m3 nước thải sinh hoạt được đưa vào mơi trường do sự phát triển của đơ thị hố, dân số ngày càng gia tăng. Nước thải sinh hoạt xả thải trực tiếp ra nguồn tiếp nhận sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn nước mặt như: Làm gia tăng mức độ phú dưỡng nguồn nước tiếp nhận do các chất hữu cơ và phosphat cĩ trong nước thải. Khi quá trình phú dưỡng xảy ra sẽ làm giảm lượng oxy hịa tan trong nước gây hiện tượng phân hủy yếm khí các hợp chất hữu cơ và sinh ra khí độc hại như H2S, mercaptanes … gây các mùi hơi và làm cho nước nguồn tiếp nhận cĩ màu đen. Bên cạnh đĩ, các chất dầu mỡ gây ảnh hưởng đến quá trình tái nạp oxy từ khơng khí và một số chất ơ nhiễm đặc biệt như hĩa chất, chất tẩy rửa (quá trình hoạt động của nhà bếp) gây tác động tiêu cực đến hệ thủy sinh và qua dây chuyền thực phẩm sẽ gây tác hại cho người sử dụng do khả năng tích tụ sinh học cao của chúng. Từ những tác động trên, chính phủ ngày càng coi trọng vấn đề bảo vệ mơi trường mà cụ thể là yêu cầu các chất thải cần đượcxử lý trước khi xả ra mơi trường. Vì thế các luật, nghị định, quy định được ban hành buộc các cơ sở sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, nhà máy, xí nghiệp… phải xử lý nguồn ơ nhiễm phát sinh do quá trình hoạt động. Trang 1 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Vì vậy, để phát triển mà khơng làm suy thối mơi trường đặc biệt là mơi trường nước thì việc đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải phù hợp là một yêu cầu cần thiết đảm bảo phát triển kinh tế bền vững. Do đĩ, việc đầu tư xây dựng một trạm xử lý nước thải cho cơng ty TNHH VMC Hồng Gia trước khi xả vào hệ thống kênh, rạch thốt nước tự nhiên là một yêu cầu cấp thiết, nhằm mục tiêu phát triển bền vững cho mơi trường trong tương lai và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Chính vì lý do đĩ đề tài “Tính tốn thiết kế trạm xử lý nƣớc thải sinh hoạt của cơng ty TNHH VMC Hồng Gia, cơng suất 205 m3/ngày.đêm” đã được lực chọn làm đồ án tốt nghiệp của trong báo cáo này. 2 Mục tiêu đề tài Tính tốn thiết kế chi tiết trạm xử lý nước thải cho cơng ty TNHH VMC Hồng Gia huyện Châu Thành, tỉnh Tây Ninh đạt tiêu chuẩn xả thải loại A (QCVN 14: 2008/BTNMT, cột A) trước khi xả ra nguồn tiếp nhận để bảo vệ mơi trường sinh thái và sức khỏe cộng đồng. 3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu  Đối tƣợng nghiên cứu Cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt  Phạm vi nghiên cứu Đề tài giới hạn trong việc tính tốn thiết kế trạm xử lý nước thải cho cơng ty TNHH VMC Hồng Gia bao gồm: + Nước mưa được thu gom bởi các hố thu và theo cống riêng thốt thẳng ra hệ thống thốt nước chung của khu vực sau khi qua hệ thống song chắn rác để giữ lại rác cĩ kích thước lớn + Nước thải sinh hoạt của cơng ty được xử lý sơ bộ tại hầm tự hoại sau đĩ dẫn vào trạm xử lý nước thải cơng suất 205 m3/ngày.đêm. + Nước thải sản xuất: trong quá trình sản xuất khơng phát sinh nước thải  Thời gian thực hiện: 01/11/2010 - 03/2011. Trang 2 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi 4 Nội dung nghiên cứu Tìm hiểu về hoạt động của cơng ty TNHH VMC Hồng Gia cĩ phát sinh ra nước thải. Xác định đặc tính nước thải: Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải, khả năng gây ơ nhiễm, nguồn xả thải. Đề xuất dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải phù hợp với mức độ ơ nhiễm của nước thải đầu vào. Tính tốn thiết kế các cơng trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải. Dự tốn chi phí xây dựng, thiết bị, hĩa chất, chi phí vận hành trạm xử lý nước thải. 5 Phƣơng pháp thực hiện  Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về nước thải sinh hoạt, tìm hiểu thành phần, tính chất nước thải và các số liệu cần thiết khác.  Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt qua các tài liệu chuyên ngành.  Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của cơng nghệ xử lý hiện cĩ và đề xuất cơng nghệ xử lý nước thải phù hợp.  Phương pháp tốn: Sử dụng cơng thức tốn học để tính tốn các cơng trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải, dự tốn chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý.  Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mơ tả kiến trúc các cơng trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải. 6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn mơi trường giải quyết được vấn đề ơ nhiễm mơi trường do nước thải của cơng ty. Gĩp phần nâng cao ý thức về mơi trường cho nhân viên cũng như Ban quản lý cơng ty. Khi trạm xử lý hồn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp lân cận, sinh viên tham quan, học tập. Trang 3 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠNG TY TNHH VMC HỒNG GIA 1.1 Giới thiệu chung về cơng ty TNHH Hồng Gia 1.1.1 Vị trí địa lý của cơng ty TNHH Hồng Gia Cơng ty TNHH VMC Hồng Gia nằm trong cụm cơng nghiệp Châu Thành, thuộc ấp Thanh Phước, xã Thanh Điền, huyện Châu Thành, tỉnh Tây Ninh. Vị trí khu đất nằm trên quốc lộ (QL) 22B và cách trung tâm thị xã Tây Ninh khoảng 3km. • Phía Bắc giáp: Đường quy hoạch 28m Dài: 400 m • Phía Đơng giáp: Đường quy hoạch 28m. Dài: 400 m • Phía Tây giáp: Đường quy hoạch 28m Dài: 400 m • Phía Nam giáp: Đường quy hoạch 28m (QL 22B) Dài: 400 m Tổng diện tích cơng ty được sử dụng theo Quyết định số 380/QĐ - CT ngày 29 tháng 7 năm 2003 của Ủy Ban Nhân Dân tỉnh Tây Ninh: 89.257 m2. 1.1.2 Điều kiện tự nhiên của khu vực 1.1.2.1 Địa hình Địa hình khu vực nhìn chung tương đối bằng phẳng, cĩ độ dốc tự nhiên về hướng Tây. 1.1.2.2 Khí tượng Khu vực xả nước thải nằm trên địa bàn Ấp Thanh Phước, xã Thanh Điền, huyện Châu Thành, tỉnh Tây Ninh mang đặc trưng khí tượng của Tây Ninh như sau: + Khí hậu nhiệt đới giĩ mùa. Nhiệt độ quanh năm cao, biên độ dao động nhiệt nhỏ. Chế độ mưa, nắng, giĩ thể hiện rất rõ giữa mùa mưa và mùa khơ. Mặt khác Tây Ninh nằm sâu trong lục địa, ít chịu ảnh hưởng của bão và những yếu tố bất lợi khác. + Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1800 - 2200 mm, độ ẩm trung bình trong năm vào khoảng 70 - 80%, tốc độ giĩ 1,7m/s và thổi điều hịa trong năm. Tây Ninh chịu ảnh hưởng của 2 loại giĩ chủ yếu là giĩ Tây - Tây Nam vào mùa mưa và giĩ Bắc - Đơng Bắc vào mùa khơ. Trang 4 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi 1.1.2.3 Thủy văn Trong khu vực xung quanh cơng ty khơng cĩ sơng suối hay nguồn nước mặt. Nước ngầm ở độ sâu 40m cĩ lưu lượng và chất lượng tốt. 1.2 Cơ sở hạ tầng 1.2.1 Hệ thống giao thơng Cơng ty TNHH Hồng Gia rất thuận lợi về mặt giao thơng vì nằm cạnh quốc lộ 22B cách thị xã Tây Ninh 8 - 10km, cách trung tâm huyện Châu Thành 12 - 14 km. Ngồi ra trong khu vực cịn cĩ tỉnh lộ 786. 1.2.2 Hệ thống cấp thốt nước 1.2.2.1 Nguồn cung cấp nước sạch Nguồn nước ngầm: nước ngầm ở độ sâu 40m cĩ lưu lượng và chất lượng tốt. Hiện nay người dân ở đây đang khai thác các tầng này để phục vụ cho mục đích cấp nước sinh hoạt. Nguồn nước mặt: cách cum cơng nghiệp 1,5Km về phía Đơng cĩ sơng chảy qua. 1.2.2.2 Hệ thống thốt nước Hệ thống cống thốt nước của cụm cơng nghiệp được thiết kế chạy dọc theo các trục đường giao thơng trong cụm cơng nghiệp và cĩ hướng dịng chảy đổ vào hệ thống cống thốt nước chạy dọc theo Quốc Lộ 22B. Sử dụng hệ thống hỗn hợp cống bê tơng cốt thép (BTCT) và mương hở để dẫn nước. 1.2.3 Hệ thống cấp điện và phân phối điện Hệ thống cung cấp điện cho cơng ty TNHH Hồng Gia là trạm trung gian 110/22 (15) KV của xã Thanh Điền sau đĩ chia ra 2 nhánh 22(15) KV đi dọc theo các trục đường để cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp… 1.2.4 Hệ thống thơng tin liên lạc Hệ thống cáp quang thơng tin liên lạc được chủ đầu tư và Bưu điện tỉnh Tây Ninh hợp tác đầu tư. Trang 5 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi 1.3 Quy trình sản xuất Các nguyên liệu thơ như đế cao su, vải, da … được cắt, dập thành các chi tiết mặt giày, lĩt trong, lĩt đế sau đĩ in lụa rồi in nổi. Sau đĩ may các chi tiết hồn chỉnh mặt trên của giày. Các chi tiết được lắp ráp, thoa keo, ép đế, gị mũi, gị hơng, sấy nĩng, sấy lạnh, tẩy, vào hộp và đĩng thùng. 1.3.1 Qui trình cơng nghệ sản xuất giày Nguyên liệu 1- Cắt các chi tiết mặt giày, lĩt trong, lĩt đế 2- In lua, in nổi May các chi tiết hồn chỉnh mặt trên của giày 1- Thoa keo, ép đế, gị mũi, gị hơng 2- Sấy nĩng, sấy lạnh 3- Tẩy vào hộp, đĩng thùng Hình 1.1: Sơ đồ cơng nghệ sản xuất của Cơng ty TNHH Hồng Gia 1.3.2 Nguyên vật liệu sử dụng cho sản xuất Cơng ty sản xuất gia cơng cho nước ngồi nên lượng nguyên liệu sử dụng hồn tồn phụ thuộc vào số lượng sản phẩm được sản xuất theo hợp đồng. Nguyên vật liệu được bên nước ngồi cung cấp đầy đủ theo số lượng gia cơng. Nguyên liệu để sản xuất giày bao gồm nguyên liệu chính, phụ. Ngồi ra cịn cĩ bao bì và các phần phụ khác. Tổng lượng vận chuyển đến hàng năm: 20.000 tấn/năm. Nguồn cung cấp: Bên nước ngồi hợp đồng gia cơng đảm bảo cung cấp tồn bộ nguyên phụ liệu, bao bì theo hợp đồng. Trang 6 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi 1.3.3 Sản phẩm Sản phẩm là các loại giày dép da, giả da … gia cơng theo đơn đặt hàng, tùy theo hợp đồng gia cơng và yêu cầu của thị trường. Số sản phẩm của năm sản xuất ổn định là: 2.000.000 sản phẩm/năm. 1.4 Các nguồn phát sinh và đặc tính của nƣớc thải 1.4.1 Chất thải rắn Chất thải rắn chủ yếu trong quá trình sản xuất là các nguyên liệu rơi vãi và bao bì, giấy gĩi hỏng, ngồi ra cịn cĩ rác thải sinh hoạt từ các hoạt động của cơng nhân. 1.4.2 Khí thải Các máy mĩc sử dụng trong dây chuyền cơng nghệ đều chạy bằng điện và khơng cĩ khĩi thải, chi cĩ cơng đoạn in xuất hiện sol khí trong mơi trường làm việc. Ngồi ra, cơng ty cĩ sử dụng máy phát điện nên thải ra một lượng khí thải nhất định CO, CO2, NOx, SOx… 1.4.3 Nước thải Cơng ty TNHH VMC Hồng Gia chuyên sản xuất và gia cơng các loại giày dép. Các cơng đoạn sản xuất giày khơng dùng nước. Nước thải phát sinh tại cơng ty chủ yếu là nước thải từ khâu vệ sinh của cán bộ cơng nhân viên trong nhà máy (nước thải sinh hoạt) và khâu vệ sinh sàn các phân xưởng (nước thải sản xuất) Trang 7 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT & CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT 2.1 Tổng quan về nƣớc thải sinh hoạt 2.1.1 Nguồn phát sinh, đặc tính nước thải sinh hoạt Nguồn phát sinh tại khu dân cư Đất Mới chủ yếu là nước thải sinh hoạt trong quá trình hoạt động vệ sinh của dân cư khu dự án. Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt thường bị ơ nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các chất hữu cơ hồ tan (thơng qua các chỉ tiêu BOD5/COD), các chất dinh dưỡng (Nitơ, phospho), các vi trùng gây bệnh (E.Coli, coliform…). Mức độ ơ nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào: lưu lượng nước thải; tải trọng chất bẩn tính theo đầu người. Tải trọng chất bẩn của nước thải sinh hoạt tính theo đầu người phụ thuộc vào: mức sống, điều kiện sống, tập quán sống và các điều kiện địa phương. Tải trọng chất bẩn được xác định trong Bảng 2.1. Bảng 2.1 Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người. Chỉ tiêu ơ nhiễm Chất rắn lơ lửng (SS) BOD5 nƣớc thải đã lắng BOD5 nƣớc thải chƣa lắng Nitơ của các muối Amoni (N-NH4) phosphat (P2O5) Clorua (Cl-) Các chất hoạt động bề mặt Khối lượng (g/người.ngày) 60-65 30-35 65 8 3,3 10 2-2,5 Nguồn: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCXDVN 51-2008). 2.1.2 Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nước thải. Ngồi ra lượng nước thải ít hay nhiều cịn phụ thuộc vào tập quán sinh hoạt. Trang 8 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Thành phần nước thải sinh hoạt gồm 2 loại :  Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết con người từ các phịng vệ sinh;  Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã, dầu mỡ từ các nhà bếp, các chất tẩy rửa, chất hoạt động bề mặt từ các phịng tắm, nước rửa vệ sinh sàn nhà… Đặc tính và thành phần tính chất của nước thải sinh hoạt từ các khu phát sinh nước thải này đều giống nhau, chủ yếu là các chất hữu cơ, trong đĩ phần lớn các loại carbonhydrate, protein, lipid là các chất dễ bị vi sinh vật phân hủy. Khi phân hủy thì vi sinh vật cần lấy oxi hịa tan trong nước để chuyển hĩa các chất hữu cơ trên thành CO2, N2, H2O, CH4,… Chỉ thị cho lượng chất hữu cơ cĩ trong nước thải cĩ khả năng bị phân hủy hiếu khí bởi vi sinh vật chính là chỉ số BOD5. Chỉ số này biểu diễn lượng oxi cần thiết mà vi sinh vật phải tiêu thụ để phân hủy lượng chất hữu cơ cĩ trong nước thải. Như vậy chỉ số BOD5 càng cao cho thấy chất hữu cơ cĩ trong nước thải càng lớn, oxi hịa tan trong nước thải ban đầu bị tiêu thụ nhiều hơn, mức độ ơ nhiễm của nước thải cao hơn. 2.2 Các thơng số ơ nhiễm đặc trƣng của nƣớc thải 2.2.1 Thơng số vật lý 2.2.1.1. Hàm lượng chất rắn lơ lửng Các chất rắn lơ lửng trong nước ((Total) Suspended Solids - (T)SS - SS) cĩ thể cĩ bản chất là: - Các chất vơ cơ khơng tan ở dạng huyền phù (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét); - Các chất hữu cơ khơng tan; - Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…). Sự cĩ mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hĩa chất trong quá trình xử lý. 2.2.1.2. Mùi Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S _ mùi trứng thối. Các hợp chất khác, chẳng hạn như indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều kiện yếm khí cĩ thể gây ra những mùi khĩ chịu hơn cả H2S. Trang 9 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi 2.2.1.3. Độ màu Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, cơng nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do các sản phẩm được tao ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Đơn vị đo độ màu thơng dụng là mgPt/L (thang đo Pt _Co). Độ màu là một thơng số thường mang tính chất cảm quan, cĩ thể được sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nước thải. 2.2.2 Thơng số hĩa học 2.2.2.1. Độ pH của nước pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ cĩ trong dung dịch, thường được dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước. Độ pH của nước cĩ liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hồ tan trong nước. pH cĩ ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nước. Độ pH cĩ ảnh hưởng đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước. Do vậy rất cĩ ý nghĩa về khía cạnh sinh thái mơi trường 2.2.2.2. Nhu cầu oxy hĩa học (Chemical Oxygen Demand - COD) COD là lượng oxy cần thiết để oxy hố các hợp chất hố học trong nước bao gồm cả vơ cơ và hữu cơ. Như vậy, COD là lượng oxy cần để oxy hố tồn bộ các chất hố học trong nước, trong khi đĩ BOD là lượng oxy cần thiết để oxy hố một phần các hợp chất hữu cơ dễ phân huỷ bởi vi sinh vật. COD là một thơng số quan trọng để đánh giá mức độ ơ nhiễm chất hữu cơ nĩi chung và cùng với thơng số BOD, giúp đánh giá phần ơ nhiễm khơng phân hủy sinh học của nước từ đĩ cĩ thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp. 2.2.2.3. Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand - BOD) BOD (Biochemical oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hố) là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hố các chất hữu cơ theo phản ứng: Chất hữu cơ + O2  CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm trung gian Trong mơi trường nước, khi quá trình oxy hố sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hồ tan, vì vậy xác định tổng lượng oxy hồ tan cần thiết cho quá trình phân huỷ sinh học là phép đo quan trọng đánh giá ảnh hưởng của một dịng Trang 10 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi thải đối với nguồn nước. BOD cĩ ý nghĩa biểu thị lượng các chất thải hữu cơ trong nước cĩ thể bị phân huỷ bằng các vi sinh vật. 2.2.2.4. Oxy hịa tan (Dissolved Oxygen - DO) DO là lượng oxy hồ tan trong nước cần thiết cho sự hơ hấp của các sinh vật nước (cá, lưỡng thê, thuỷ sinh, cơn trùng v.v...) thường được tạo ra do sự hồ tan từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo. Nồng độ oxy tự do trong nước nằm trong khoảng 8 - 10 ppm, và dao động mạnh phụ thuộc vào nhiệt độ, sự phân huỷ hố chất, sự quang hợp của tảo và v.v... Khi nồng độ DO thấp, các lồi sinh vật nước giảm hoạt động hoặc bị chết. Do vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá sự ơ nhiễm nước của các thuỷ vực. 2.2.2.5. Nitơ và các hợp chất chứa nitơ Trong nước mặt cũng như nước ngầm nitơ tồn tại ở 3 dạng chính là: ion amoni ( NH4+ ), nitrit ( NO2- ) và nitrat ( NO3- ). Dưới tác động của nhiều yếu tố hĩa lý và do hoạt động của một số sinh vật các dạng nitơ này chuyển hĩa lẫn nhau, tích tụ lại trong nước ăn và cĩ độc tính đối với con người. Nếu sử dụng nước cĩ NO2- với hàm lượng vượt mức cho phép kéo dài, trẻ em và phụ nữ cĩ thai cĩ thể mắc bệnh xanh da vì chất độc này cạnh tranh với hồng cầu để lấy oxy. 2.2.2.6. Phospho và các hợp chất chứa phospho Trong các loại nước thải, Phospho hiện diện chủ yếu dưới các dạng phosphat. Các hợp chất Phosphat được chia thành Phosphat vơ cơ và Phosphat hữu cơ. Phospho là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật. Việc xác định Phospho tổng là một thơng số đĩng vai trị quan trọng để đảm bảo quá trình phát triển bình thường của các vi sinh vật trong các hệ thống xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học. Phospho và các hợp chất chứa Phospho cĩ liên quan chặt chẽ đến hiện tượng phú dưỡng hĩa nguồn nước, do sự cĩ mặt quá nhiều các chất này kích thích sự phát triển mạnh của tảo và vi khuẩn lam. Trang 11 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi 2.2.2.7. Chất hoạt động bề mặt Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nước và ưa nước tạo nên sự phân tán của các chất đĩ trong dầu và trong nước. Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và trong một số ngành cơng nghiệp. 2.2.3 Thơng số vi sinh vật học Nhiều vi sinh vật gây bệnh cĩ mặt trong nước thải cĩ thể truyền hoặc gây bệnh cho người. Chúng vốn khơng bắt nguồn từ nước mà cần cĩ vật chủ để sống ký sinh, phát triển và sinh sản. Một số các sinh vật gây bệnh cĩ thể sống một thời gian khá dài trong nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng, bao gồm vi khuẩn, virus, giun sán. Vi khuẩn: Các loại vi khuẩn gây bệnh cĩ trong nước thường gây các bệnh về đường ruột, như dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn (typhoid) do vi khuẩn Salmonella typhosa... Virus: cĩ trong nước thải cĩ thể gây các bệnh cĩ liên quan đến sự rối loạn hệ thần kinh trung ương, viêm tủy xám, viêm gan... Thơng thường khử trùng bằng các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý cĩ thể diệt được virus. Giun sán (helminths): Giun sán là loại sinh vật ký sinh cĩ vịng đời gắn liền với hai hay nhiều động vật chủ, con người cĩ thể là một trong số các vật chủ này. Chất thải của người và động vật là nguồn đưa giun sán vào nước. Tuy nhiên, các phương pháp xử lý nước hiện nay tiêu diệt giun sán rất hiệu quả. 2.3 Tổng quan về các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải 2.3.1 Phương pháp xử lý cơ học Những phương pháp loại các chất rắn cĩ kích thước và tỷ trọng lớn trong nước thải được gọi chung là phương pháp cơ học. Xử lý cơ học là khâu sơ bộ chuẩn bị cho xử lý sinh học tiếp theo. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học thường thực hiện trong các cơng trình và thiết bị như song chắn rác, bể lắng cát, bể tách dầu mỡ… Đây là các thiết bị cơng trình xử lý sơ Trang 12 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi bộ tại chỗ tách các chất phân tán thơ nhằm đảm bảo cho hệ thống thốt nước hoặc các cơng trình xử lý nước thải phía sau hoạt động ổn định. Phương pháp xử lý cơ học tách khỏi nước thải sinh hoạt khoảng 60% tạp chất khơng tan, tuy nhiên BOD trong nước thải giảm khơng đáng kể. Để tăng cường quá trình xử lý cơ học, người ta làm thống nước thải sơ bộ trước khi lắng nên hiệu suất xử lý của các cơng trình cơ học cĩ thể tăng đến 75% và BOD giảm đi 10 - 15%. Một số cơng trình xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học bao gồm: 2.3.1.1. Song chắn rác Song chắn rác dùng để giữ lại các tạp chất thơ như giấy, rác, túi nilon, vỏ cây và các tạp chất cĩ trong nước thải nhằm đảm bảo cho máy bơm, các cơng trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định. Song chắn rác là các thanh đan xếp kế tiếp nhau với các khe hở từ 16 đến 50mm, các thanh cĩ thể bằng thép, inox, nhực hoặc gỗ. Tiết diện của các thanh này là hình chữ nhật, hình trịn hoặc elip. Bố trí song chắn rác trên máng dẫn nước thải. Các song chắn rác đặt song song với nhau, nghiêng về phía dịng nước chảy để giữ rác lại. Song chắn rác thường đặt nghiêng theo chiều dịng chảy một gĩc 50 đến 900. Thiết bị chắn rác bố trí tại các máng dẫn nước thải trước trạm bơm nước thải và trước các cơng trình xử lý nước thải. 2.3.1.2. Bể thu và tách dầu mỡ Bể thu dầu: Được xây dựng trong khu vực bãi đỗ và cầu rửa ơ tơ, xe máy, bãi chứa dầu và nhiên liệu, nhà giặt tẩy của khách sạn, bệnh viện hoặc các cơng trình cơng cộng khác, nhiệm vụ đĩn nhận các loại nước rửa xe, nước mưa trong khu vực bãi đỗ xe… Bể tách mỡ: Dùng để tách và thu các loại mỡ động thực vật, các loại dầu… cĩ trong nước thải. Bể tách mỡ thường được bố trí trong các bếp ăn của khách sạn, trường học, bệnh viện… xây bằng gạch, bê tơng cốt thép, thép, nhựa composite… và bố trí bên trong nhà, gần các thiết bị thốt nước hoặc ngồi sân gần khu vực bếp Trang 13 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi ăn để tách dầu mỡ trước khi xả vào hệ thống thốt nước bên ngồi cùng với các loại nước thải khác. 2.3.1.3. Bể điều hồ Lưu lượng và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải các khu dân cư, cơng trình cơng cộng như các nhà máy xí nghiệp luơn thay đổi theo thời gian phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động của các đối tượng thốt nước này. Sự dao động về lưu lượng nước thải, thành phần và nồng độ chất bẩn trong đĩ sẽ ảnh hưởng khơng tốt đến hiệu quả làm sạch nước thải. Trong quá trình lọc cần phải điều hồ lưu lượng dịng chảy, một trong những phương án tối ưu nhất là thiết kế bể điều hồ lưu lượng. Bể điều hồ làm tăng hiệu quả của hệ thống xử lý sinh học do nĩ hạn chế hiện tượng quá tải của hệ thống hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng chất hữu cơ giảm được diện tích xây dựng của bể sinh học. Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha lỗng hoặc trung hồ ở mức độ thích hợp cho các hoạt động của vi sinh vật. 2.3.1.4. Bể lắng Bể lắng cát Trong thành phần cặn lắng nước thải thường cĩ cát với độ lớn thủy lực µ = 18 mm/s. Đây các phần tử vơ cơ cĩ kích thước và tỷ trọng lớn. Mặc dù khơng độc hại nhưng chúng cản trở hoạt động của các cơng trình xử lý nước thải như tích tụ trong bể lắng, bể mêtan,… làm giảm dung tích cơng tác cơng trình, gây khĩ khăn cho việc xả bùn cặn, phá huỷ quá trình cơng nghệ của trạm xử lý nước thải. Để đảm bảo cho các cơng trình xử lý sinh học nước thải sinh học nước thải hoạt động ổn định cần phải cĩ các cơng trình và thiết bị phía trước. Cát lưu giữ trong bể từ 2 đến 5 ngày. Các loại bể lắng cát thường dùng cho các trạm xử lý nước thải cơng xuất trên 100m3/ngày. Các loại bể lắng cát chuyển động quay cĩ hiệu quả lắng cát cao và hàm lượng chất hữu cơ trong cát thấp. Do cấu tạo đơn giản bể lắng cát ngang được sử dụng rộng rãi hơn cả. Tuy nhiên trong điều kiện cần thiết phải kết hợp các cơng trình xử lý nước thải, người ta cĩ thể dùng Trang 14 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi bể lắng cát đứng, bể lắng cát tiếp tuyến hoặc thiết bị xiclon hở một tầng hoặc xiclon thuỷ lực. Từ bể lắng cát, cát được chuyển ra sân phơi cát để làm khơ bằng biện pháp trọng lực trong điều kiện tự nhiên. Bể lắng nước thải Dùng để tách các chất khơng tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắc dựa vào sự khác nhau giữa trọng lượng các hạt cặn cĩ trong nước thải. Vì vậy, đây là quá trình quan trọng trong xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu thể bố trí nối tiếp nhau, quá trình lắng tốt cĩ thể loại bỏ đến 90 ÷ 95% lượng cặn cĩ trong nước hay sau khi xử lý sinh học. Để cĩ thể tăng cường quá trình lắng ta cĩ thể thêm vào chất đơng tụ sinh học. Sự lắng của các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng lực. Dựa vào chức năng và vị trí cĩ thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt một trước cơng trình xứ lý sinh học và bể lắng đợt hai sau cơng trình xứ lý sinh học. Theo cấu tạo và hướng dịng chảy người ta phân ra các loại bể lắng ngang, bể lắng đứng và bể lắng ly tâm. 2.3.2 Phương pháp xử lý hố lý Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hĩa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hĩa học để loại bớt các chất ơ nhiễm mà khơng thể dùng quá trình lắng ra khỏi nước thải. Các cơng trình tiêu biểu của việc áp dụng phương pháp hĩa học bao gồm: 2.3.2.1. Bể keo tụ, tạo bơng Quá trình keo tụ tạo bơng được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạt keo cĩ kích thước rất nhỏ (10-7-10-8 cm). Các chất này tồn tại ở dạng phân tán và khơng thể loại bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian. Để tăng hiệu quả lắng, giảm bớt thời gian lắng của chúng thì thêm vào nước thải một số hĩa chất như phèn nhơm, phèn sắt, polymer, … Các chất này cĩ tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt cĩ kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn. Trang 15 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Các chất keo tụ dùng là phèn nhơm: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)3Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O; phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O, FeCl3 hay chất keo tụ khơng phân ly, dạng cao phân tử cĩ nguồn gốc thiên nhiên hay tổng hợp. Phương pháp keo tụ cĩ thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khi tạo bơng cặn, các bơng cặn lớn lắng xuống thì những bơng cặn này cĩ thể kéo theo các chất phân tán khơng tan gây ra màu. 2.3.2.2. Bể tuyển nổi Tuyển nổi là phương pháp được áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại bỏ các tạp chất khơng tan, khĩ lắng. Trong nhiều trường hợp, tuyển nổi cịn được sử dụng để tách các chất tan như chất hoạt động bề mặt. Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng và cũng được áp dụng trong trường quá trình lắng xảy ra rất chậm và rất khĩ thực hiện. Các chất lơ lửng như dầu, mỡ sẽ nổi lên trên bề mặt của nước thải dưới tác dụng của các bọt khí tạo thành lớp bọt cĩ nồng độ tạp chất cao hơn trong nước ban đầu. Hiệu quả phân riêng bằng tuyển nổi phụ thuộc kích thước và số lượng bong bĩng khí. Kích thước tối ưu của bong bĩng khí là 15 - 30.10-3 mm.  Hấp phụ Hấp phụ là phương pháp tách các chất hữu cơ và khí hịa tan ra khỏi nước thải bằng cách tập trung các chất đĩ trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ) hoặc bằng cách tương tác giữa các chất bẩn hịa tan với các chất rắn (hấp phụ hĩa học). 2.3.3 Phương pháp xử lý hố học Xử lý nước thải bằng phương pháp hố học thường là khâu cuối cùng trong dây chuyền cơng nghệ trước khi xả ra nguồn yêu cầu chất lượng cao hoặc khi cần thiết sử dụng lại nước thải. Các quá trình xử lý hĩa học được trình bày trong Bảng 2.2. Bảng 2.2 Ứng dụng quá trình xử lý hố học. Quá trình Ứng dụng Trung hồ Để trung hồ các nước thải cĩ độ kiềm hoặc axit cao. Trang 16 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Khử trùng Để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh. Các phương pháp thường sử dụng là: chlorine, chlorine dioxide, bromide chlorine, ozone… Các quá trình Nhiều loại hố chất được sử dụng để đạt được những mục tiêu khác nhất định nào đĩ. Ví dụ như dùng hố chất để kết tủa các kim loại nặng trong nước thải. 2.3.4 Phương pháp xử lý sinh học Các chất hữu cơ ở dạng keo, huyền phù và dung dịch là nguồn thức ăn của vi sinh vật. Trong quá trình hoạt động sống, vi sinh vật oxy hố hoặc khử các hợp chất hữu cơ này, kết quả là làm sạch nước thải khỏi các chất bẩn hữu cơ. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí: Quá trình xử lý nước thải được dựa trên sự oxy hố các chất hữu cơ cĩ trong nước thải nhờ oxy tự do hồ tan. Nếu oxy được cấp bằng thiết bị hoặc nhờ cấu tạo cơng trình, thì đĩ là quá trình sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo. Ngược lại, nếu oxy được vận chuyển và hồ tan trong nước nhờ các yếu tố tự nhiên thì đĩ là quá trình xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí: Quá trình xử lý được dựa trên cơ sở phân huỷ các chất hữu cơ giữ lại trong cơng trình nhờ sự lên men kỵ khí. Đối với các hệ thống thốt nước qui mơ vừa và nhỏ người ta thường dùng các cơng trình kết hợp với việc tách cặn lắng với phân huỷ yếm khí các chất hữu cơ trong pha rắn và pha lỏng. 2.3.4.1 Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên  Các cơng trình xử lý nước thải trong đất Các cơng trình xử lý nước thải trong đất là những vùng đất quy hoạch tưới nước thải định kỳ gọi là cánh đồng ngập nước (cánh đồng tưới và cánh đồng lọc). Cánh đồng ngập nước được tính tốn thiết kế dựa vào khả năng giữ lại, chuyển hố chất bẩn trong đất. Khi lọc qua đất, các chất lơ lửng và keo sẽ được giữ lại ở lớp trên cùng. Những chất đĩ tạo nên lớp màng gồm vơ số vi sinh vật cĩ khả năng hấp phụ và oxy hố các chất hữu cơ cĩ trong nước thải. Hiệu suất xử lý nước thải trong Trang 17 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi cánh đồng ngập nước phụ thuộc vào các yếu tố như loại đất, độ ẩm của đất, mực nước ngầm, tải trọng, chế độ tưới, phương pháp tưới, nhiệt độ và thành phần tính chất nước thải. Đồng thời nĩ cịn phụ thuộc vào các loại cây trồng ở trên bề mặt. Trên cánh đồng tưới ngập nước cĩ thể trồng nhiều loại cây, song chủ yếu là loại cây khơng thân gỗ.  Hồ sinh học Hồ sinh học là các thuỷ vực tự nhiên hoặc nhân tạo, khơng lớn mà ở đấy diễn ra quá trình chuyển hố các chất bẩn. Quá trình này diễn ra tương tự như quá trình tự làm sạch trong nước sơng hồ tự nhiên với vai trị chủ yếu là các vi khuẩn và tảo.. Theo bản chất quá trình xử lý nước thải và điều kiện cung cấp oxy người ta chia hồ sinh học ra hai nhĩm chính: hồ sinh học ổn định nước thải và hồ làm thống nhân tạo. Hồ sinh học ổn định nước thải cĩ thời gian nước lưu lại lớn (từ 2 - 3 ngày đến hàng tháng) nên điều hồ được lưu lượng và chất lượng nước thải đầu ra. Oxy cung cấp cho hồ chủ yếu là khuếch tán qua bề mặt hoặc do quang hợp của tảo. Quá trình phân huỷ chất bẩn diệt khuẩn mang bản chất tự nhiên. Theo điều kiện khuấy trộn hồ sinh học làm thống nhân tạo cĩ thể chia thành hai loại là hồ sinh học làm thống hiếu khí và hồ sinh học làm thống tuỳ tiện. Trong hồ sinh học làm thống hiếu khí nước thải trong hồ được xáo trộn gần như hồn tồn. Trong hồ khơng cĩ hiện tượng lắng cặn. Hoạt động hồ gần giống như bể Aerotank. Cịn trong hồ sinh học làm thống tuỳ tiện cịn cĩ những vùng lắng cặn và phân huỷ chất bẩn trong điều kiện yếm khí. Mức độ xáo trộn nước thải trong hồ được hạn chế. 2.3.4.2 Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo a. Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo  Xử lý sinh học bằng hệ vi sinh vật bám dính Các màng sinh vật bao gồm các loại vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn tuỳ tiện, động vật nguyên sinh, giun, bọ… hình thành xung quanh hạt vật liệu lọc hoặc trên Trang 18 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi bề mặt giá thể (sinh trưởng bám dính) sẽ hấp thụ chất hữu cơ. Các cơng trình chủ yếu là bể lọc sinh học, đĩa lọc sinh học, bể lọc sinh học cĩ vật liệu lọc nước… Các cơng trình xử lý nước thải theo nguyên lý bám dính chia làm hai loại: Loại cĩ vật liệu lọc tiếp xúc khơng ngập trong nước với chế độ tưới nước theo chu kỳ và loại cĩ vật liệu lọc tiếp xúc ngập trong nước ngập oxy. Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể lọc sinh học nhỏ giọt dùng để xử lý sinh học hồn tồn nước thải, đảm bảo BOD trong nước thải ra khỏi bể lắng đợt hai dưới 15 mg/l. Bể cĩ cấu tạo hình chữ nhật hoặc hình trịn trên mặt bằng. Do tải trọng thủy lực và tải trọng chất bẩn hữu cơ thấp nên kích thước vật liệu lọc khơng lớn hơn 30mm thường là các loại đá cục, cuội, than cục. Chiều cao lớp vật liệu lọc trong bể từ 1,5 - 2 m. Bể được cấp khí tự nhiên nhờ các cửa thơng giĩ xung quanh thành với diện tích bằng 20% diện tích sàn thu nước hoặc lấy từ dưới đáy với khoảng cách giữa đáy bể và sàn đỡ vật liệu lọc cao 0,4 - 0,6 m. Để lưu thơng hỗn hợp nước thải và bùn cũng như khơng khí vào trong lớp vật liệu lọc, sàn thu nước cĩ các khe hở. Nước thải được tưới từ trên bờ mặt nhờ hệ thống phân phối vịi phun, khoan lỗ hoặc máng răng cưa. Đĩa lọc sinh học Đĩa lọc sinh học được dùng để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học theo nguyên lý bám dính. Đĩa lọc là các tấm nhựa, gỗ, … hình trịn đường kính 2 - 4 m dày dưới 10 mm ghép với nhau thành khối cách nhau 30 - 40 mm và các khối này được bố trí thành dãy nối tiếp quay đều trong bể nước thải. Đĩa lọc sinh học được sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải sinh hoạt với cơng suất khơng hạn chế. Tuy nhiên người ta thường sử dụng hệ thống đĩa để cho các trạm xử lý nước thải cơng suất dưới 5000 m3/ngày. Bể lọc sinh học cĩ vật liệu lọc ngập trong nước Bể lọc sinh học cĩ vật liệu lọc ngập trong nước hoạt động theo nguyên lý lọc dính bám. Cơng trình này thường được gọi là Bioten cĩ cấu tạo gần giống với bể lọc sinh học và Aerotank. Vật liệu lọc thường được đĩng thành khối và ngập trong Trang 19 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi nước. Khí được cấp với áp lực thấp và dẫn vào bể cùng chiều hoặc ngược chiều với nước thải. Khi nước thải qua lớp vật liệu lọc, BOD bị khử và NH4+ bị chuyển hố thành NO3- trong lớp màng sinh vật. Nước đi từ dưới lên, chảy vào máng thu và được dẫn ra ngồi.  Xử lý sinh học bằng hệ vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng Xử lý sinh học bằng phương pháp bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là tập hợp vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh… thành các bơng bùn xốp, dễ hấp thụ chất hữu cơ và dễ lắng (vi sinh vật sinh trưởng lơ lững). Các cơng trình chủ yếu là các loại bể Aerotank, kênh oxy hố hồn tồn… Các cơng trình này được cấp khí cưỡng bức đủ oxy cho vi khuẩn oxy hố chất hữu cơ và khuấy trộn đều bùn hoạt tính với nước thải. Bể Aerotank: Khi nước thải vào bể thổi khí (bể Aerotank), các bơng bùn hoạt tính được hình thành mà các hạt nhân của nĩ là các phân tử cặn lơ lửng. Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú, phát triển dần, cùng với các động vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn,… tạo nên các bơng bùn màu nâu sẫm, cĩ khả năng hấp thụ chất hữu cơ hịa tan, keo và khơng hịa tan phân tán nhỏ. Vi khuẩn và sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hố chúng thành các chất trơ khơng hồ tan và thành tế bào mới. Trong Aerotank lượng bùn hoạt tính tăng dần lên, sau đĩ được tách ra tại bể lắng đợt hai. Một phần bùn được quay lại về đầu bể Aerotank để tham gia quá trình xử lý nước thải theo chu trình mới. Bể sinh học theo mẻ SBR (Sequence Batch Reactor) Sequencing Batch Reactor (Lị phản ứng theo chuỗi) là hệ thống bùn hoạt tính kiểu làm đầy-và-rút, một hệ thống phản ứng kiểu khuấy trộn hồn tồn bao gồm tất cả các bước của quá trình bùn hoạt tính xảy ra trong một bể đơn nhất, hoạt động theo chu trình mỗi ngày. SBR khơng cần sử dụng bể lắng thứ cấp và quá trình tuần hồn bùn, thay vào đĩ là quá trình xã cặn trong bể. Các quá trình hoạt động chính của bể sinh học từng mẻ gồm: Trang 20 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi • Quá trình sinh học hiếu khí dùng để khử BOD: bởi sự tăng sinh khối của quần thể vi sinh vật hiếu khí được tăng cường bởi khuấy trộn và cung cấp oxy, tạo điều kiện phản ứng ở giai đoạn (b). • Quá trình sinh học hiếu khí, kị khí dùng để khử BOD, kết hợp khử nitơ photpho: bởi sự tăng quần thể visinh vật hiếu khí, kị khí. Tăng cường khuấy trộn cho quát trình kị khí, khuấy trộn và cung cấp oxy cho quá trình hiếu khí, khuấy trộn cho quá trình hiếu khí, tạo điều kiện cho giai đoạn (b). Giai đoạn (b) được thể hiện rỏ trong sơ đồ 2.1. NT vào (1) (2) Làm đầy Anaerobic ( khuấy ) Metanol (3) (4) Aerobic Anoxic (khuấy + O2) (Tắt O2 + khuấy) Giai đoạn (b) (5) (6) Lắng Tách nƣớc xả bùn Hình 2.1: Sơ đồ phản ứng trong sinh học từng mẻ cĩ kết hợp khử N, P Giai đoạn 3: xảy ra trong quá trình nitrat hĩa và oxy hĩa chất hữu cơ. Giai đoạn 4: xảy ra quá trình khử nitrat Đây là quá trình tổng hợp cĩ hiệu quả kết hợp khử BOD cacbon và các chất hữu cơ hịa tan N, P. Trong quá trình khử N cĩ thể tăng cường nguồn cacbon bên ngồi bằng Metanol ở giai đoạn 4… Các quá trình sinh học diễn ra trong bể với sự tham gia của các vi sinh vật trong quá trình oxy hĩa chất hữu cơ, đặc biệt là cĩ sự tham gia của hai chủng loại Nitrosmonas và Nitrobacter trong quá trình nitrat hĩa và khử nitrat kết hợp. Trang 21 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi b. Xử lý sinh học kỵ khí trong điều kiện nhân tạo Phân hủy kỵ khí (Anaerobic Descomposotion) là quá trình phân hủy các chất hữu cơ thành chất khí (CH4 và CO2) trong điều kiện khơng cĩ ơxy. Việc chuyển hố các axit hữu cơ thành khí mêtan sản sinh ra ít năng lượng. Lượng chất hữu cơ chuyển hố thành khí vào khoảng 80 ÷ 90%. Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải, pH, nồng độ MLSS. Nhiệt độ thích hợp cho phản ứng sinh khí là từ 32 ÷ 35oC. Ưu điểm nổi bật của quá trình xử lý kỵ khí là lượng bùn sản sinh ra rất thấp, vì thế chi phí cho việc xử lý bùn thấp hơn nhiều so với các quá trình xử lý hiếu khí. Trong quá trình lên men kỵ khí, thường cĩ 4 nhĩm vi sinh vật phân hủy vật chất hữu cơ nối tiếp nhau: - Các vi sinh vật thủy phân (Hydrolytic) phân hủy các chất hữu cơ dạng polyme như các polysaccharide và protein thành các monomer. Kết quả của sự “bẻ gãy” mạch cacbon này chưa làm giảm COD; - Các monomer được chuyển hĩa thành các axit béo (VFA) với một lượng nhỏ H2. Các axit chủ yếu là Acetic, propionic và butyric với những lượng nhỏ của axit Valeric. Ở giai đoạn axit hĩa này, COD cĩ giảm đi đơi chút (khơng quá 10%); - Tất cả các axit cĩ mạch carbon dài hơn axit acetic được chuyển hĩa tiếp thành acetac và H2 bởi các vi sinh vật Acetogenic.  Phương pháp xử lý kỵ khí với sinh trưởng lơ lững Phương pháp tiếp xúc kị khí Bể lên men cĩ thiết bị trộn và bể lắng riêng. Quá trình này cung cấp phân ly và hồn lưu các vi sinh vật giống, do đĩ cho phép vận hành quá trình ở thời gian lưu từ 6 ÷ 12 giờ. Cần thiết bị khử khí (Degasifier) giảm thiểu tải trọng chất rắn ở bước phân ly. Để xử lý ở mức độ cao, thời gian lưu chất rắn được xác định là 10 ngày ở nhiệt độ 32oC, nếu nhiệt độ giảm đi 11oC, thời gian lưu địi hỏi phải tăng gấp đơi. Bể UASB (Upflow anaerobic Sludge Blanket) Trang 22 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều, sau đĩ chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bơng bùn) và các chất hữu cơ bị phân hủy. Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và được thu bằng các chụp thu khí để dẫn ra khỏi bể. Nước thải tiếp theo đĩ chuyển đến vùng lắng của bể phân tách 2 pha lỏng và rắn. Sau đĩ ra khỏi bể, bùn hoạt tính thì hồn lưu lại vùng lớp bơng bùn. Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nĩ rất quan trọng khi vận hành UASB. Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn và 5 ÷ 10 mg/l Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhỏ. Để duy trì lớp bơng bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ dịng chảy thường lấy khoảng 0,6 ÷ 0,9 m/h. Hình 2.2 Bể UASB  Phương pháp xử lý kỵ khí với sinh trưởng gắn kết Lọc kị khí với sinh trưởng gắn kết trên giá mang hữu cơ (ANAFIZ) Lọc kỵ khí gắn với sự tăng trưởng các vi sinh vật kỵ khí trên các giá thể. Bể lọc cĩ thể được vận hành ở chế độ dịng chảy ngược hoặc xuơi. Giá thể lọc trong quá trình lưu giữ bùn hoạt tính trên nĩ cũng cĩ khả năng phân ly các chất rắn và khí sản sinh ra trong quá trình tiêu hĩa. Trang 23 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Lọc kị khí với lớp vật liệu giả lỏng trương nở (ANAFLUX) Vi sinh vật được cố định trên lớp vật liệu hạt được giãn nở bởi dịng nước dâng lên sao cho sự tiếp xúc của màng sinh học với các chất hữu cơ trong một đơn vị thể tích là lớn nhất. Ưu điểm: - Ít bị tắc nghẽn trong quá trình làm việc với vật liệu lọc; - Khởi động nhanh chĩng; - Khơng tẩy trơi các quần thể sinh học bám dính trên vật liệu; - Cĩ khả năng thay đổi lưu lượng trong giới hạn tốc độ chất lỏng. 2.3.5 Xử lý bùn cặn Nhiệm vụ của xử lý cặn (cặn được tạo nên trong quá trình xử lý nước thải): - Làm giảm thể tích và độ ẩm của cặn - Ổn định cặn - Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác nhau Rác (gồm các tạp chất khơng tan kích thước lớn: cặn bã thực vật, giấy, giẻ lau…) được giữ lại ở song chắn rác cĩ thể chở đến bãi rác (nếu lượng rác khơng lớn) hay nghiền rác và sau đĩ dẫn đến bể mêtan để tiếp tục xử lý. Cát từ bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi sử dụng vào mục đích khác. Để giảm thể tích cặn và làm ráo nước cĩ thể ứng dụng các cơng trình xử lý trong điều kiện tự nhiên như: sân phơi bùn, hồ chứa bùn, hoặc trong điều kiện nhân tạo: thiết bị lọc chân khơng, thiết bị lọc ép dây đai, thiết bị ly tâm cặn…). Độ ẩm của cặn sau xử lý đạt 55-75%. Máy ép băng tải: bùn được chuyển từ bể nén bùn sang máy ép để giảm tối đa lượng nước cĩ trong bùn. Trong quá trình ép bùn ta cho vào một số polyme để kết dính bùn. Lọc chân khơng: Thiết bị lọc chân khơng là trụ quay đặt nằm ngang. Trụ quay đặt ngập trong thùng chứa cặn khoảng 1/3 đường kính. Khi trụ quay nhờ máy bơm chân khơng cặn bị ép vào vải bọc. Trang 24 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Quay li tâm: Các bộ phận cơ bản là rơtơ hình cơn và ống rỗng ruột. Rơtơ và ống quay cùng chiều nhưng với những tốc độ khác nhau. Dưới tác động của lực li tâm các phần rắn của cặn nặng đập vào tường của rơtơ và được dồn lăn đến khe hở, đổ ra thùng chứa bên ngồi. Lọc ép: Thiết bị lọc gồm một số tấm lọc và vải lọc căng ở giữa nhờ các trục lăn. Mỗi một tấm lọc gồm hai phần trên và dưới. Phần trên gồm vải lọc, tấm xốp và ngăn thu nước thấm. Phần dưới gồm ngăn chứa cặn. Giữa hai phần cĩ màng đàn hồi khơng thấm nước. Để tiếp tục làm giảm thể tích cặn cĩ thể thực hiện sấy bằng nhiệt với nhiều dạng khác nhau: thiết bị sấy dạng trống, dạng khí nén, băng tải … Sau khi sấy, độ ẩm cịn 25-30% và cặn ở dạng hạt dễ dàng vận chuyển. Đối với trạm xử lý cơng suất nhỏ, việc xử lý cặn cĩ thể tiến hành đơn giản hơn: nén sau đĩ làm ráo nước ở sân phơi cặn trên nền cát. 2.4 Một số hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt đang áp dụng tại các cơng ty 2.4.1 Cơng ty TNHH liên doanh Chí Hùng, KP Mỹ Hiệp, TT Thái Hịa, huyện Tân Uyên, tĩnh Bình Dương. Thơng số cơ bản Tổng lưu lượng nước thải: 1200m3/ngđ Lưu lượng trung bình giờ (24h): 50 m3/h Lưu lượng tối đa: 98 m3/2h Tính chất cơ bản của nước thải dầu vào pH = 6 - 9 SS = 67mg/l BOD5 = 450mg/l COD = 790mg/l Yêu cầu: nước thải đầu ra phải được xử lý đạt tiêu chuẩn loại B (QCVN 14-2008) Trang 25 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát Sơ đồ cơng nghệ Thiết bị sục khí Nguồn tiếp nhận QCVN 14-2008, Cột B Thiết bị sục khí Thiết bị sục khí Nước thải vào SCR Hồ chứa nước thải Hồ điều hịa Hồ xử lý kỵ khí Hồ xử lý hiếu khí Hồ lắng Hồ chứa nước đã xử lý bơm Bồn lọc cát Hồ chứa nước hồi lưu Nƣớc tái sử dụng GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Thiết bị khuấy trộn Hồi lưu bùn lắng Hồ chứa bùn Máy ép bùn Thải bỏ Hình 2.3: Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cơng ty TNHH liên doanh Chí Hùng Trang 26 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Cơng nghệ chủ đạo: Cơng nghệ truyền thống xử lý sinh học với bùn hoạt tính sinh trưởng lơ lửng. Ưu điểm: - Cơng nghệ đơn giản, dễ vận hành. - Sử dụng trong trường hợp nước thải cĩ lưu lượng lớn. - Hệ thống được điều khiển hồn tồn tự động, vận hành đơn giản, ít sửa chữa. Nhược điểm: - Diện tích xây dựng lớn. - Địi hỏi nhiều năng lượng trong suốt quá trình hoạt động. - Khơng đề phịng được sự cố kim loại nặng, dễ gây chết bùn. - Hiệu quả xử lý Nitơ thấp nên hàm lượng vẫn cịn vượt quá tiêu chuẩn cho phép. 2.4.2 Cơng ty Cổ Phần Chế Biến Hàng Xuất Khẩu Long An - Nhà máy Điều Long An Địa chỉ: số 81B, Quốc lộ 62, Phường 2, Thành phố Tân An, Tỉnh Long An. Thơng số cơ bản Lưu lượng dịng thải thiết kế: 200m3/ngày.đêm. Lưu lượng trung bình giờ (24h): 8,4 m3/h Tính chất nước thải đầu vào pH = 6 - 8,5 COD = 600 - 750 mg/l BOD = 350 - 400 mg/l SS = 180 - 290 mg/l Yêu cầu: nước thải đầu ra phải được đạt tiêu chuẩn loại A (QCVN 14 - 2008) Trang 27 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát Sơ đồ cơng nghệ Thu khí sinh học Máy cấp khí nén Hĩa chất khử trùng Nước thải Bể điều hịa kỵ khí Bể hiếu khí sinh học (AEROTANK) Bể lắng bùn vi sinh Bể trung gian Bể lọc áp lực Bể khử trùng Nước sau xử lý GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Tuần hồn bùn Bể chứa bùn sinh học Nƣớc rửa lọc Hình 2.4: Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Cơng ty Cổ Phần Chế Biến Hàng Xuất Khẩu Long An - Nhà máy Điều Long An Cơng nghệ chủ đạo: Sử dụng cơng nghệ sinh học hiếu khí với bùn hoạt tính aerotank truyền thống. Ưu điểm: - Cơng nghệ đơn giản, dễ vận hành. - Khả năng xử lý nước thải cĩ BOD cao. Nhược điểm: - Chi phí đầu tư ban đầu cao, tốn nhiều diện tích xây dựng. - Địi hỏi nhiều năng lượng trong suốt quá trình hoạt động. - Hiệu quả xử lý nitơ thấp. Trang 28 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi 2.4.3 Cơng Ty Chế Biến Xuất Nhập Khẩu Nơng Sản Thực Phẩm Đồng Nai - DONAFOODS Địa chỉ: Khu phố 2 - Phường Long Bình - Biên Hịa - Đồng Nai Lưu lượng nước thải thiết kế: 200m3/ngđ Tính chất nước thải đầu vào BOD5 = 410 mg/l COD = 800 mg/l SS = 200 mg/l pH = 5 - 9 Yêu cầu: nước thải đầu ra phải được xử lý đạt tiêu chuẩn loại A (QCVN 14 - 2008) Trang 29 B ù n t u ầ n h o à n N ƣ ớ c tu ầ n h o à n Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát Sơ đồ cơng nghệ Máy khuấy chìm Máy thổi khí Hĩa chất Nước thải Q = 200 m3/ngày đêm Hố thu Bể tách dầu Bể điều hịa Bể Anoxic Bể Aerotank Bể lắng đứng Bùn Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Bể chứa bùn Xử lý theo quy định (QCVN 14:2008/BTNMT, Cột A) Hình 2.5: Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải Cơng Ty Chế Biến Xuất Nhập Khẩu Nơng Sản Thực phẩm Đồng Nai- DONAFOODS Trang 30 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Cơng nghệ chủ đạo: Sử dụng cơng nghệ bùn hoạt tính theo phương pháp thiếu khí và hiếu khí cổ điển. Ưu điểm: - Khả năng xử lý nước thải cĩ BOD cao, khử Nitơ, tiết kiệm diện tích. Nhược điểm: - Địi hỏi người vận hành phải cĩ trình độ cao, vận hành phức tạp, chi phí xây dựng tốn kém. - Địi hỏi nhiều năng lượng để cấp cho máy thổi khí trong suốt quá trình hoạt động. - Chi phí đầu tư xây dựng bể lọc than hoạt tính khơng hợp lý, tốn kém do phải thay than hoạt tính theo định kì, nước thải cĩ thể khơng cần qua giai đoạn này mà vẫn đạt hiệu quả. 2.4.4 Doanh Nghiệp Tư Nhân Biển Cát • Địa chỉ: 8 Nguyễn Đình Chiểu Phan Thiết Bình Thuận • Cơng suất thiết kế: 250m3/ngày.đêm • Yêu cầu: nước thải đầu ra phải được xử lý đạt tiêu chuẩn loại A (QCVN 14-2008) Trang 31 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát Sơ đồ cơng nghệ Máy cấp khí nén Máy cấp khí nén Hĩa chất khử trùng Nƣớc thải Bể điều hịa Bể sinh học hiếu khí dạng mẻ (SBR) Bể trung gian Bể lọc áp lực Bể khử trùng Nƣớc sau xử lý GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Bể chứa bùn sinh học Nƣớc rửa lọc Hình 2.6: Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Doanh Nghiệp Tư Nhân Biển Cát Ưu điểm: - Khả năng xử lý nước thải cĩ BOD cao, khử Nitơ, tiết kiệm diện tích. - Ít tốn diện tích xây dựng. Nhược điểm: - Vận hành phức tạp. - Người điều hành cần cĩ kỹ năng: Theo dõi, kiểm tra các chỉ tiêu đầu ra thường xuyên. Trang 32 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ PHÙ HỢP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT CƠNG TY TNHH VMC HỒNG GIA 3.1 Cơ sở lựa chọn cơng nghệ Đề xuất cơng nghệ xử lý nƣớc thải dựa vào: - Cơng suất trạm xử lý. - Chất lượng nước sau xử lý. - Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt. - Những quy định xả vào cống chung và vào nguồn nước. - Hiệu quả quá trình. - Diện tích đất sẵn cĩ của cơng ty - Quy mơ và xu hướng phát triển trong tương lai của cơng ty. - Yêu cầu về năng lượng, hĩa chất, các thiết bị sẵn cĩ trên thị trường. 3.2 Thành phần tính chất nƣớc thải tại cơng ty TNHH VMC Hồng Gia 3.2.1 Lưu lượng nước thải Hệ thống xử lý nước thải của Cơng ty TNHH VMC Hồng Gia xây dựng với cơng suất Q = 205 m3/ngày.đêm. Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý sẽ đạt QCVN 14: 2008/BTNMT, cột A và được thải ra nguồn tiếp nhận là hệ thống thốt nước chung của Cụm Cơng Nghiệp 3.2.2 Thành phần và tính chất nước thải Thành phần và lưu lượng nước thải là hai thơng số quan trọng nhất, đĩng vai trị quyết định trong việc xác định cơng nghệ, tính tốn thiết kế các cơng trình đơn vị, cũng như lựa chọn thiết bị Để cĩ cơ sở để đánh giá chất lượng nước thải của Cơng ty TNHH VMC Hồng Gia, ngày 10/11/2010, Viện Nghiên Cứu Cơng Nghệ Mơi Trường & Bảo Hộ Lao Động, số 314 Trường Chinh, P.13, Q Tân Bình, Tp. HCM đã tiến hành lấy mẫu nước thải của Cơng ty tại vị trí đường ống xả thải ra nguồn tiếp nhận. Kết quả phân tích mẫu nước được thể hiện trong bảng 3.1. Trang 33 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Bảng 3.1: Thành phần tính chất nước thải cơng ty TNHH VMC Hồng Gia và yêu cầu sau khi xử lý STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị QCVN đầu vào 14:2008/BTNMT (loại A) 01 pH 6,74 5 - 9 02 BOD5 (20 oC) mg/l 215 30 03 COD mg/l 421 - 04 Chất rắn lơ lửng (SS) mg/l 36,7 50 05 Phosphat (PO3-4) (tính theo P) mg/l 11,7 6 06 Amoni (tính theo N) mg/l 32,5 5 07 Nitrat (NO3-) ( tính theo N) mg/l 12,5 30 08 Sulfua (tính theo H2S) mg/l 0.4 1,0 09 Dầu mỡ thực vật mg/l 1,25 10 10 Coliform MPN/100ml 2,2 x 105 3000 (Nguồn: Viện Nghiên Cứu Cơng Nghệ Mơi Trường & Bảo Hộ Lao Động) Nhận xét: Bảng thành phần tính chất nước thải trước và sau xử lý cho thấy sau khi nước thải được xử lý sơ bộ tại hầm tự hoại đã cơ bản đạt chỉ tiêu nguồn tiếp nhận chỉ cịn một số thơng số như BOD, Phosphat, Amoni, Coliforms cịn khá cao và cần tiếp tục xử lý đạt loại A - QCVN 14:2008/BTNMT trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. 3.3 Đề xuất quy trình cơng nghệ xử lý phù hợp Dựa trên việc phân tích lưu lượng, thành phần nước thải, yêu cầu mức độ xử lý, điều kiện kinh tế, kỹ thuật đề xuất 2 phương án xử lý nước thải cho cơng ty TNHH VMC Hồng Gia như sau: Trang 34 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát 3.3.1 Phương án 1 Máy thổi khí GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Nước thải sinh hoạt 205 m3/ngày.đêm Giỏ chắn rác Hố thu nước thải Bơm Bể điều hịa Nước tách từ bể nén và sân phơi bùn Bơm Bơm Bể chứa và Bể SBR nén bùn Bùn dư Bơm Hĩa chất khử trùng Bể trung gian Sân phơi bùn Bơm Bể lọc áp lực Chơn lấp Hạng mục Bể khử trùng hiện hữu Nguồn tiếp nhận QCVN 14-2008, Cột A Hình 3.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ phƣơng án 1 Trang 35 N ƣ ớ c tá ch b ù n Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát 3.3.2 Phương án 2 Nước thải sinh hoạt 205 m3/ngày.đêm Giỏ chắn rác Hố thu nước thải Bơm Bể điều hịa Máy thổi khí Bơm Aerotank Bể lắng 2 Hĩa chất khử Bể khử trùng GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Hạng mục hiện hữu Bơm Bể chứa và nén Bùn dƣ bùn ĐỊNH KỲ HÚT BÙN Bơm trùng Nguồn tiếp nhận QCVN 14-2008, Cột A Hình 3.2: Sơ đồ quy trình cơng nghệ phƣơng án 2 Trang 36 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi 3.3.3 So sánh 2 phương án xử lý Bảng 3.2: So sánh 2 phƣơng án xử lý Phƣơng án Phƣơng án 1 (Bể SBR) Ƣu điểm - Quá trình xử lý đơn giản, ổn định khơng bị ảnh hưởng nhiều khi lưu lượng thay đổi đột ngột. - Khơng cần hệ thống bùn tuần hồn. - Khơng cần bể lắng II. - Giảm diện tích đất xây dựng và chi phí đầu tư. - Cĩ khả năng khử được các hợp chất chứa N, P. Nhƣợc điểm - Cơng nghệ sinh học - bể SBR địi hỏi sự ổn định tính chất nước thải trước xử lý. - Người vận hành phải cĩ kinh ngiệm và thường xuyên theo dõi chặt chẽ các giai đoạn XLNT của bể SBR. Phƣơng án 2 (Bể Aerotank) - Bể Aerotank phù hợp sử dụng trong trường hợp nước thải cĩ lưu lượng bất kì. - Hệ thống được điều khiển hồn tồn tự động, vận hành đơn giản, ít sửa chữa. - Dễ khống chế các thơng số vận hành - Hiệu quả xử lý BOD, COD khá cao - Lượng bùn sinh ra nhiều - Khả năng xử lý N, P khơng cao Nhận xét: Sau khi so sánh ưu, nhược điểm 2 cơng nghệ xử lý thấy rằng: Phương án 1 cĩ nhiều ưu điểm phù hợp với yêu cầu thiết kế cho trạm xử lý nước thải cơng ty TNHH VMC Hồng Gia về quy mơ, kinh tế, quản lý, vận hành. Chính vì vậy chọn phương án 1 để tính tốn thiết kế cho trạm xử lý nước thải cơng ty TNHH VMC Hồng Gia cơng suất 205m3/ngày.đêm. Trang 37 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi 3.3.4 Thuyết minh quy trình cơng nghệ lựa chọn ( Phương Án 1 ) Nước thải từ hầm tự hoại của nhà vệ sinh tự chảy về hố thu của trạm xử lý nước thải theo đường ống chính. Nước thải trước khi đi vào hố thu đi qua giỏ chắn rác để loại bỏ những loại rác thơ để bảo vệ bơm trong hố thu. Nước thải từ hố thu được luân phiên bơm bằng 2 bơm chìm vào bể điều hịa. Bể điều hịa cĩ nhiệm vụ điều hịa lưu lượng và hàm lượng chất thải trong nước thải đi vào trạm xử lý, Bể điều hồ được lắp đặt hệ thống sục khí để khuấy trơn và giảm một phần BOD. Nước thải từ bể điều hịa được bơm qua bể Sequencing Batch Reactor (SBR) bằng 2 bơm chìm. Trong bể SBR (Sequencing Batch Reactor) ta bố trí hệ thống phân phối khí trên khắp diện tích bể. Bể hoạt động gồm 5 pha thực hiện nối tiếp nhau: pha làm đầy (Fill), pha phản ứng (React), pha lắng (Settle), pha tháo nước sạch (Decant), pha chờ (Idle). Thải bỏ bùn khơng nằm trong các hoạt động của bể SBR vì khơng cĩ thời gian định cho quá trình thải bỏ. Bùn thường được thải bỏ trong pha lắng hoặc pha chờ. Khối lượng bùn và tầng số thải bùn được quy định dựa vào hiệu quả xử lý mong muốn. Do quá trình sục khí và lắng diễn ra trong cùng một bể nên khơng cĩ bùn chết trong quá trình phản ứng và khơng cần phải tuần hồn bùn để duy trì nồng độ bùn trong bể phản ứng. Bùn được xả hút định kỳ về bể chứa nén bùn để giảm lượng ẩm cĩ trong bùn đến mức cho phép trước khi bơm lên sân phơi bùn. Cịn phần nước trong được thu bằng một thiết bị đặt biệt dùng cho bể SBR chảy về bể chứa trung gian. Từ bể chứa trung gian được bơm lên bể lọc áp lực để tách các cặn lơ lửng cịn lại trong nước thải rồi từ đây được dẫn sang bể tiếp xúc, tiếp xúc vơi clorine trong một thời gian nhất định sau khi thải ra bể khử trùng, nước thải đã đạt tiêu chuẩn đối với nguồn thải loại A theo QCVN 14 - 2008 và cĩ thể xả ra nguồn tiếp nhận. Trang 38 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH XỬ LÝ 4.1 Mục tiêu Tính tốn thơng số dịng vật chất, kích thước cơng trình. Gía trị lưu lượng dùng để thiết kế: Hệ số khơng điều hịa của nhà máy là: Kmax = 2,5, Kmin = 0,4 QTB = 205 m3/ngày = 205 m3/24h = 8,54 m3/h Qmax = 2.5QTB = 2,5 x 205 m 3/ngày = 512,5 m3/24h = 21,35 m3/h Qmin = 0.4QTB = 0,4 x 205 m 3/ngày = 82 m3/24h = 3,42 m3/h Bảng 4.1 Các thơng số lưu lượng dùng trong thiết kế. Thơng số Ký hiệu, đơn vị Giá trị Lưu lượng giờ trung bình QTB (m 3/h) 8,54 Lưu lượng giờ lớn nhất Qh,max (m 3/h) 21,35 Lưu lượng giờ nhỏ nhất Qh,min (m 3/h) 3,42 4.2 Tính tốn 4.2.1 Giỏ chắn rác: Giỏ chắn rác gữi lại các tạp chất cĩ kích thước lớn hơn 5mm. Do cơng suất nhỏ và lượng rác khơng nhiều, chọn giỏ chắn rác thủ cơng dạng giỏ chứa. Khung gia cơng bằng V3 inox 304, lưới bao bằng inox 304 lỗ 3 - 5 ly. Rác thu gom được hợp đồng với cơng ty mơi trường đơ thị thu gom và xử lý. Bảng 4.2 Các thơng số chọn giỏ chắn rác Thơng số Làm sạch thủ cơng Kích thước giỏ chắn rác: Rộng, mm 300 Di, mm 300 Cao, mm 500 Kích thước lỗ, mm 3-5 Trang 39 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi 4.2.2 Hầm bơm tiếp nhận 4.2.2.1 Nhiệm vụ: Hầm tiếp nhận nước thải là nơi tập trung tồn bộ nước thải từ các hầm tự hoại của cơng ty để đảm bảo lưu lượng tối thiểu cho bơm nước về bể điều hịa hoạt động an tồn. 4.2.2.2 Tính tốn: Hầm bơm đã được cơng ty TNHH VCM Hồng Gia xây sẵn và trang bị hai bơm chìm để bơm vào cống thốt nước chung của khu vực. Kích thước thực tế của hầm bơm: Dài x Rộng x Cao = 3,5 x 1,8 x 3m Thể tích thực của bể: V = 18,9 m3 Theo lý thuyết thể tích hầm bơm được tính: V = Qh,max .t Trong đĩ: V Thể tích hầm bơm, V = 18,9 m3 Qh,max : lưu lượng lớn nhất trong một giờ t: thời gian lưu nước của hầm bơm t V 18,9m3  3  0,885m  53phut1 Q 21,35m / h Với thời gian lưu nước ở hầm bơm t = 53 phút hồn tồn thỏa mãn quy phạm 10 - 30 phút. Chọn hầm tiếp nhận này làm hầm bơm bơm nước vào bể điều hịa. Tại hầm tiếp nhận cơng ty TNHH VMC Hồng Gia đã trang bị hai bơm chìm để bơm nước thải vào mạng lưới thốt nước chung của khu vực. Cơng suất của mỗi bơm N=1 Hp, cột áp H=8m, lưu lượng 12,5m3/h, hãng sản xuất HCP Đài Loan. Ống chuyển nước từ hầm tiếp nhận về bể điều hịa là ống nhựa uPVC 90mm. Do đĩ ta chọn hai bơm này để bơm nước vào bể điều hịa. Bảng 4.3 Các thơng số thiết kế và kích thước hầm bơm tiếp nhận STT Thơng số Đơn vị Giá trị 1 Lưu lượng giờ lớn nhất, Q hax m 3/h 21,35 2 Thời gian lưu nước, t phút 53 3 Thể tích thực hầm bơm, Vb m 3 18,9 Trang 40 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi 4 Chiều sâu hữu ích, h m 2 5 Kích thước hầm bơm Chiều dài, L m 3,5 Chiều rộng, B m 1,8 Chiều sâu tổng cộng, H m 3 4.2.3 Bể điều hịa 4.2.3.1 Nhiệm vụ Do tính chất nước thải thay đổi theo từng ca và khơng ổn định. Vì vậy cần thiết xây dựng bể điều hịa để điều hịa về lưu lượng và nồng độ nước thải. Đồng thời khi làm thống nhờ cấp khí ơxy vào nước thải sẽ tránh sinh mùi hơi thối tại đây và làm giảm khoảng 20 -30% hàm lượng COD, BOD cĩ trong nước thải. Việc sử dụng bể điều hịa trong quá trình xử lý mang lại một số thuận lợi sau: + Ổn định lưu lượng và nồng độ các chất đi vào cơng trình xử lý sinh học. + Tăng cường hiệu quả xử lý nước thải của cơng trình xử lý sinh học phía sau, như giảm thiểu hoặc loại bỏ hiện tượng gây sốc do tăng tải trọng đột ngột, pha lỗng các chất gây ức chế cho quá trình xử lý sinh học, ổn định pH của nước thải mà khơng cần tiêu tốn nhiều hĩa chất. + Giúp cho nước thải cấp vào các bể sinh học được liên tục trong giai đoạn các phân xưởng khơng xả nước. 4.2.3.2 Tính tốn  Kích thước bể: Thời gian lưu nước trong bể điều hịa 4 - 8h, Chọn t = 6h Thể tích bể điều hịa V Qht  8,54m 3 3 /h  6h  51,25m Chọn bể hình khối chữ nhật, chiều cao làm việc h = 4m, chiều cao bảo vệ hbv=1m Chiều cao xây dựng Hhhbv  4m 1m  5m Trang 41 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát Diện tích mặt bằng bể F  V H GVHD: Ths. Võ Hồng Thi 51,25m 3 2  12,8m 4m Kích thước bể điều hịa: L x B x H = 4m x 3,5m x 5m  Vật liệu xây dựng Chọn vật liệu xây dựng bể điều hịa là bê tơng cốt thép M250, thành dày 200mm, bản đáy dày 300 mm, sắt Nhật đan thành hai lớp, @200 phi 14, chống thấm sika bên trong 2 lớp, bên ngồi quét bentum. Thơng số và kích thước bể thể hiện trong bảng 4.4. Bảng 4.4 Thơng số và kích thước bể điều hồ STT Thơng số Đơn vị Giá trị 1 Thời gian lưu nước, t H 6 2 Thể tích thực của bể, V m3 70 3 Chiều cao làm việc, h M 4 4 Chiều cao bảo vệ, hbv M 1 5 Chiều cao xây dựng, H M 5 6 Bề rộng của bể, B M 3,5 7 Chiều dài bể, L M 4  Dạng khuấy trộn, tính thiết bị xáo trộn bể điều hịa: Bảng 4.5 Các dạng khuấy trộn ở bể điều hịa Dạng khuấy trộn Giá trị Đơn vị Khuấy trộn cơ khí 4 - 8 W/m3 thể tích bể Khí nén, tốc độ khí nén 10 - 15 L/m3.ph (m3 thể tích bể) Do nhiệt độ của nước thải ở khoảng 200C - 250C trong khi nhiệt độ của khí từ máy thổi khí cao hơn nhiều (khoảng 400C) nên khi cấp khí vào bể điều hịa vừa h ịa trộn các dịng nước vừa nâng nhiệt độ của nước thải (vì yêu cầu của nước thải khi vào các cơng trình sinh học là phải cĩ nhiệt độ từ 28 ÷ 35oC để thích hợp cho các phản ứng sinh học). Trang 42 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Vậy chọn khuấy trộn bể điều hịa bằng hệ thống thổi khí Lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn qk RVtt  0,014m3/m3.ph70m Với 3  0,98m3/ph  980L/ ph R: Tốc độ khí nén, R = 10 - 15L/m3.ph, chọn R = 14L/m3.ph Vtt: Thể tích thực tế của bể, Vtt = 70m 3 Chọn đĩa phân phối khí bố trí theo chu vi thành cĩ lưu lượng khí 120l/ph. Số đĩa phân phối khí cần thiết cho khuấy trộn n  q K r 980L/ ph   8,2 cái, chọn 9 cái 120L/ ph Chọn đĩa phân phối khí tinh loại EPDM, đĩa mịn 9”, đường kính 270mm Theo chiều dài bể đặt 3 đĩa, đĩa cách thành bể 0,67m, các đĩa cách nhau: n  40,672 2 1,33m Theo chiều rộng bể đặt 3 đĩa, đĩa cách thành bể 0,55m, các đĩa cách nhau: n  3,50,552 2 1,2m  Tính tốn ống dẫn khí nén: Đường ống chính: D  4q KK vKhi  40,0154   0,036m 36mm 153,14 qKK lưu lượng khơng khí cần thiết, qKK=924l/ph = 0,0154m 3/s Vkhi vận tốc dịng khí 15m/s Vậy chọn ống dẫn khí chính phân phối vào bể điều hịa là ống inox SUS304  42mm Đường ống nhánh d  4q KK vKhi  40,00308   0,0255m 63,14 qKK lưu lượng khơng khí trong ống nhánh, qkk= 924L/ph/5 = 184,8L/ph = 0,00308 m3/s Trang 43 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi vKhí vận tốc khơng khí trong ống chọn 6m/s Vậy chọn ống dẫn khí nhánh vào bể điều hịa bằng inox SUS304  27mm.  Tính tốn bơm nước thải vào bể SBR. Lưu lượng bơm: Q= 25,625m3 vậy lưu lượng mỗi bơm 25,625 m3/3h = 8,542 m3/h = 205m3/ngày Cột áp bơm: H = 10 m Cơng suất bơm: N = Q  g H 1000 20510009,8110 = = 0,274 kW. 24606010000,85 Chọn loại bơm nhúng chìm đặt tại bể điều hịa cĩ lưu lượng Qb = 8,542m 3/h. Cột áp H =10 m, cơng suất N = 0,5 Hp, hãng sản xuất Tsurumi - Nhật.  Đường ống dẫn nước vào bể SBR: Vận tốc dịng chảy trong ống cĩ áp là v = 0,7 - 1,5 m/s. Chọn v=1,0 m/s. Đường kính ống dẫn nước: D = 4xQ xv 4x205  =0,055 (m).  1,0x246060 Kiểm tra lại vận tốc nước trong ống: V= 4xQ 2 4x205  1,2m/s > v=1m/s 2 xD x(0,05) x x60x60  thõa điều kiện. Vậy chọn ống nước sang bể SBR là ống nhựa uPVC cĩ  60mm.  Vật liệu xây dựng Chọn vật liệu xây dựng bể điều hịa là BTCT M250, thành dày 200mm, bản đáy dày 300 mm, sắt Nhật đan thành hai lớp, @200 phi 14, chống thấm sika bên trong 2 lớp, bên ngồi quét bentum. 4.2.4 Bể SBR  Các thơng số đầu vào của bể SBR: - Cơng suất thiết kế: Q=205m3/ngđ. - BOD5 = 215 mg/l. Trang 44 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi - COD = 420 mg/l Các thơng số đầu ra: (Theo tiêu QCVN 14 - 2008, cột A) - BOD5  30 mg/l - COD  - mg/l  Các thơng số thiết kế: - Nồng độ bùn hoạt tính ở đầu vào của bể X0 =0. - Thời gian lưu bùn (tuổi của bùn)  c=10 - 30 ngày, chọn 10 ngày - Tỷ số F/M = 0,05-0,2 ngày-1 - Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng trong bể: X=2000 - 5000 mg/l, chọn X=3500 mg/l. - Độ tro của cặn: Z = 0,3 mg/mg. - Chỉ số thể tích bùn: SVI = 150 ml/g - BOD5 = 0,65COD - Tỷ số MLVSS: MLSS= 0,68 - Nhiệt độ nước thải: t= 25oC - Nồng độ cặn lắng trung bình dưới đáy bể XS=10000mg/l. - Chất lơ lửng trong nước thải đầu ra chứa 20mg/l cặn sinh học và 65% chất cĩ khả năng phân hủy sinh học. 4.2.4.1 Xác định kích thước bể SBR: Tổng thời gian của một chu kì hoạt động T = tF + tA + tS + tD + t1= 3 + 2 + 0,5 + 0,5 = 6h Với: Thời gian làm đầy: tF = 3h. Thời gian phản ứng: tA = 2h. Thời gian lắng: tS = 0,5h. Thời gian rút nước: tD = 0,5h. Thời gian pha chờ: t1 = 0,  Chọn SBR gồm 2 đơn nguyên, khi đơn nguyên này đang làm đầy thì đơn nguyên khác đang phản ứng. Trang 45 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi  Số chu kì hoạt động của 1 đơn nguyên trong 1 ngày 24h n = 6h = 4 (chu kì/đơn nguyên.ngày) Tổng số chu kì làm đầy trong 1 ngày N = 2xn = 2x4 = 8 (chu kì/ngày) Thể tích bể làm đầy trong 1chu kì VF = 205 8 = 25,625 (m3) Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong thể tích bùn lắng Xs = 1000mg / gx1000ml / l SVI 1000x1000 = = 6666,67 (mg/l) 150 Xét sự cân bằng khối lượng VTxX =VSxXS  V S X = = V T X S 3500 6666,67 = 0,525 Cần cung cấp thêm 20% chất lỏng phía trên để bùn khơng bị rút ra theo khi rút nước 0,525x 1,2=0,63  V F V F = 1 - 0,63 = 0,37 chọn = 0,3 V T V T Thể tích của bể SBR: VT = Chọn: V F 0,3 25,625 = = 85,42 m3 0,3  Chiều cao của bể, H = 4,6 m  Chiều cao bảo vệ bể, hbv = 0,4 m Chiều cao xây dựng bể Hxd = H + hbv = 4,6 + 0,5 = 5 m Diện tích của bể: Trang 46 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát S = 85,42 4,6 GVHD: Ths. Võ Hồng Thi =18,56 m2 Vậy kích thước bể SBR: L x B x H = 6m x 3m x 5m Thời gian lưu nước trong suốt quá trình:   2VT Q 285,42  24  20h 10 - 50 h 205 4.2.4.2 Xác định hàm lượng BOD5 hồ tan trong nước thải ở đầu ra: Tổng BOD5 ra = BOD5 hồ tan + BOD5 của cặn lơ lửng Hàm lượng chất lơ lửng cĩ khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra: 25,625 x 0,65 = 16,65 (mg/l) Hàm lượng BOD của chất lơ lửng cĩ khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra: 16,65 mg/l x 1,42 mg O2tiêu thụ/mg tế bào bị oxi hố = 23,65 mg/l Hàm lượng BOD5 của chất lơ lửng ở đầu ra: ll BOD5 = 23,68 x 0,68 = 16,08 (mg/l) Hàm lượng BOD5 hồ tan trong nước thải ở đầu ra: ht ra ll BOD5 = BOD5 - BOD5 = 30 - 16,08 =13,92 mg/l 4.2.4.3 Hiệu quả xử lý: Hiệu quả làm sạch theo BOD5 hịa tan: E Tỉ số F/M: F  So  S  21513,92   100  So 215 QSo 205215 100  93,5% -1 M = = VTX 85,423500 = 0,147 ngày-1  [0,05-0,2] ngày Tải trọng thể tích của bể phản ứng: L  So Q V T  215205103 = 0,52 kgBOD5/m 3.ngày 85,42 4.2.4.4 Tính tốn lượng bùn sản sinh ra mỗi ngày. Tốc độ tăng trưởng của bùn: Yb  Y 0,4   0,35 1K d c 1 0,014610 Trang 47 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5 theo VSS trong 1 ngày: P Y Q(S  S)  3 0,3520521513,9210 14,427kg/ngày X b o Ta chọn: Y=0,4 g VSS/g bBOD Kd.T = k20 x  (T-20) = 0,12 g/g.ngày (1,04)25-20 = 0,0146 g/g.ngày Bảng 4.6 Hệ số động học bùn hoạt tính ở 20oC. Hệ số Đơn vị Giới hạn Giá trị điển hình m g VSS/g VSS.ngày 3-13,2 6 Ks g bCOD/m 3 5-40 20 Y g VSS/g bCOD 0,3-0,5 0,4 kd g VSS/g VSS.ngày 0,06-0,2 0,12 fd Khơng thứ nguyên 0,08-,02 0,15 Tổng lượng bùn sinh ra theo SS trong 1 ngày: PSS  P X 1 z 14,427   20,61kg/ngày 10,3 Tổng lượng bùn dư cần xử lýmỗi ngày: Lượng bùn dư cần xử ly(Gd) = tổng lượng bùn - lượng cặn trơi ra khỏi bể = 20,61 - 20x205x10-3 = 16,51 kg/ngày. Thể tích cặn chiếm chỗ sau 1 ngày: G d Vb   1,02 X S 16,51 1,62m3/ngày. 10000 1,02 1000 Chiều cao cặn lắng trong bể: hb  V b 2xS 1,62   0,045m 218 Thể tích bùn phải xả một bể (để lại 20%): Vb = 0,8 hb  F =0,8  0,045  3  6 = 0,648m 3 Vậy lượng bùn phải bơm bỏ ở hai bể SBR mỗi ngày là: Vtcb = 0,648x2 = 1,296 m 3/ngày Trang 48 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi 4.2.4.5 Xác định lượng khơng khí cần thiết cho một đơn nguyên: Lượng oxi cần thiết cung cấp cho mỗi bể theo điều kiện cần để làm sạch BOD, oxy hĩa amoni NH+4 thành NO3-, khử NO3- . OCo = Q(So-S) - 1,42xPx + 4,57Q(N0 - N) = (102,5m3/ngày)(215-13,92)g/m3(1kg/103g)-1,42x(14,427kg/ngày)/2 + 4,57 x 102,5 (32,5 - 2) g/m3 (1kg/103g) = 24,65 kg/ngày Thời gian thổi khí của một bể: tối thiểu một nửa thời gian làm đầy nên thổi khí 3H 2 +2h = 3,5 h Tổng thời gian sục khí một ngày của một bể: 3,5hx4 = 14h Tỷ lệ chuyển hố oxi trung bình: 24,65kgO2 / ngay 14 Lượng oxi thực tế: = 1,76kg/h 1,76 kg/h x2 = 3,52 kg/h Ta chọn: Hiệu suất chuyển hố oxi là 9% Khơng khí cĩ 23,2% trọng lượng O2 Khối lượng riêng khơng khí là 1,2 kg/m3 Lượng khơng khí cần cấp: Mkk = 3,52kg/h 3 = 140,48 m3/h 0,09(1,2kg/m )(0,232) Kiểm tra lượng khơng khí cần thiết cho xáo trộn hồn tồn một bể: q = 3 M kk = 140,48m3/ngay 1000L/m 3 = 1,142L/m3.phút V 85,42m 1440phut/ ngay Trị số này nằm ngồi khoảng cho phép: q = 20-40 L/m3phút Vậy ta chọn q = 25L/m3.phút Lượng khơng khí cần thiết cho quá trình: Trang 49 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Mkk = 25l/m 3phút  85,42m3= 2135,5L/phút = 0,0356m3/s Số lượng đĩa thổi khí cần lắp đặt trong bể SBR N = M kk q 2135,5L/phut = = 17,79 đĩa 120l /phut.đĩa Vậy số đĩa thổi khí cần lắp đặt trong mỗi bể SBR là: 18 đĩa. 4.2.4.6 Cách phân phối đĩa thổi khí trong bể Khí từ máy thổi khí được dẫn qua ống chính đi vào bề SBR (đặt dọc theo chiều dài bể). Mỗi đường ống dẫn vào mỗi bể SBR được chia làm 3 đường ống phụ cấp 1 bổ trí dọc theo thành bể xuống đáy bể phân phối khí cho các đĩa đặt tại đáy mỗi bể SBR. Theo tiêu chuẩn các đầu răng của đĩa thổi khí là răng phi 27 nên chọn ống nhánh cấp 2 là ống phi 27 để dẫn khí vào các đĩa. Tại mỗi bể SBR dọc theo chiều dài bố trí 6 đĩa, mỗi đĩa cách nhau 1m và cách thành bể 0,5m. Khoảng cách giữa 2 đường ống dẫn khí phụ đặt gần nhau là 2m Khoảng cách giữa 2 đường ống ngồi cùng đến thành bể là 1m 4.2.4.7 Tính tốn đường ống, bơm bùn ra khỏi bể SBR  Đường ống dẫn nước ra khỏi bể SBR: Vận tốc dịng chảy trong ống cĩ áp là v = 0,7 - 1,5 m/s. Chọn v=1,0 m/s. Đường kính ống dẫn nước: D = 4xQ xv 4x205  =0,055 (m).  1,0x246060 Theo kinh nghiệm thực tế để tránh trường hợp bị tắt nghẽn và giảm thời gian thu nước ra khỏi bể SBR ta chọn ống thốt nước ra khỏi bể SBR là ống uPVC cĩ  114. Thu nước ra khỏi bể SBR bằng phao nổi, chọn thiết bị Decanter của nhà cung cấp Cơng ty TNHH Cơng Nghệ Mơi Trường Thăng Long. Thiết bị gồm một phao nổi làm bằng vật liệu sợi thủy tinh, phía trên là hệ thống cơ điện tử tự động điều khiển việc hút nước, được bao quanh bởi một lớp bảo vệ, phần này được nối với Trang 50 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi phần chứa nước chìm ở dưới nước, giữa hai phần này được bịt kín hồn tồn bằng một vịng đệm nằm ở dưới đáy của phao nổi. Các hệ thống này được nối với ống dẫn nước ra bằng nhựa dẻo cĩ thể uốn cong theo sự lên xuống của thiết bị. Sau cùng, ống dẫn nhựa dẻo nối với ống dẫn nước ra cố định bằng nhựa PVC 114mm.  Tính tốn bơm bùn ra khỏi bể SBR về bể nén bùn. - Lưu lượng bùn cần thải bỏ tại một bể SBR trong: QVb=0,648 m 3/ngày. Lượng bùn này được chia điều cho bốn chu kỳ hoạt động của bể SBR. - Lượng bùn cần xả bỏ tại một chu kỳ: Qck 0,648 4 = 0,162 m3/ngày = 1,875.10-6 m3/s. - Chiều cao cột áp: H=10m. - Cơng suất của bơm: N = Với: Qck    g h 1000 1,875106 10809,8110 = = 2,48.10-4 kW 10000,8 + : khối lượng riêng của bùn thải lấy bằng khối lượng riêng của bùn, =1080kg/m3. + : hiệu suất hữu ích của bơm. Chọn =0,8. Ngồi thị trường khơng cĩ loại bơm trên, chọn loại bơm nhúng chìm cánh hở. Số lượng bốn cái, mỗi bể SBR đặt hai cái cĩ cột áp H =10 m, cống suất bơm 0,5Hp, hãng sản xuất Tsurumi - Nhật.  Đường ống dẫn khí vào bể SBR: - Đường ống chính: Đường kính ống dẫn khí chính (cung cấp cho 2 bể SBR) Dk = Với: 4xQ k xv k = 40,0356 9 = 0,07 m. vk: Vận tốc khí trong ống dẫn chính Trang 51 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát vkhí=9m/s. Chọn ống dẫn khí chính là ống inox SUS304  75mm Kiểm tra lại vận tốc khí trong ống: 4xQ K 40,0356 GVHD: Ths. Võ Hồng Thi v   =8,06m/s khí  D 2 2  (0,075) - Đường ống nhánh: Lượng khí qua mỗi ống nhánh: qk = Q k 6 0,0356 = = 0,0059 m3/s 6 Đường kính ống nhánh dẫn khí: dk = 4 qk  v 40,0059 = =28,89mm  9 Với: vn: Vận tốc khí trong ống nhánh vn = 9m/s. Chọn ống nhánh dẫn khí là ống inox SUS304, đường kính  34mm. Kiểm tra lại vận tốc khí trong ống: v khí 4     q K 4  0,0059  = 6,5 m/s. 2 2 D   (0,034 ) 4.2.4.8 Tính tốn máy thổi khí  Áp lực cần thiết của hệ thống phân phối khí: Hk = hd + hc + hf + H = 0,4 + 0,4 + 0,5 + 4,7 = 6,0 m. Với: hd: Tổn thất áp lực do ma sát dọc chiều dài ống; hd  0,4 m; chọn hd =0,4m hc: Tổn thất cục bộ; hc  0,4 m, chọn hc = 0,4 m hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối khí; hf  0,5 m, chọn hf = 0,5 m H: Chiều sâu hữu ích của bể SBR, H = 4,7 m  Cơng suất máy thổi khí: Trang 52 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát  0,283  GVHD: Ths. Võ Hồng Thi G RT  P  Pk = k 1 2  1 29,7ne    P 1  0,283 = 0,083728,314298 1,593     1 = 4,345 kW. 29,70,2830,8  1   Với: e : Hiệu suất máy thổi khí; e = 0,7 - 0,8, chọn e = 0,8 Gk: Trọng lượng dịng khí Gk = Qk x  k = (0,0356 + 0,0288) x 1,3 = 0,08372 kg/s R : Hằng số khí; R = 8,314 KJ/KmoloK (đối với khơng khí) T1: Nhiệt độ khơng khí đầu vào  T1 = 25 + 273 = 298 oK P1: Áp suất tuyệt đối của khơng khí đầu vào  P1 = 1 atm P2: Áp suất tuyệt đối của khơng khí đầu ra: Hk 6,0 P2 = 1 + 10,12 = 1 + = 1,593 atm 10,12 n: hệ số n, n = K1 K 1,395 1 = = 0,283 (K = 1,395) 1,395  Điện điều khiển Điều khiển các pha hoạt động của hai bể SBR bằng các van điện tự động với sự điều khiển của time thời gian. Được thiết kế với mục đích tối ưu hĩa các quá trình vận hành hoạt động của hệ thống SBR  Vật liệu xây dựng Chọn vật liệu xây dựng bể SBR là BTCT M250, thành dày 200mm, bản đáy dày 300 mm, sắt Nhật đan thành hai lớp, @200 phi 14, chống thấm sika bên trong 2 lớp, bên ngồi quét bentum. Bảng 4.7 Thơng số kích thước SBR STT Thơng số Đơn vị Giá trị 1 Lưu lượng thiết kế, Q nb gay m 3/ngày 205 2 Thời gian làm đầy, tF = 3h. h 3 Trang 53 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi 3 Thời gian phản ứng, tA = 2h. h 2 4 Thời gian lắng, tS = 0,5h. h 0,5 5 Thời gian rút nước, tD h 0,5 6 Thời gian chờ, tI h 0 7 Số đơn nguyên 2 8 Số chu kì /ngày.bể 4 9 Chiều cao bể m 4,6 10 Chiều cao bảo vệ, hbv m 0,4 11 Chiều cao xây dựng, Hxd m 5 12 Chiều dài bể, L m 6 13 Chiều rộng bể, B m 3 14 Thời gian lưu nước h 20 15 Tỉ số F/M ngày 1 0,147 16 Tải trọng thể tích kgBOD/ngày 0,52 4.2.5 Bể trung gian 4.2.5.1 Nhiệm vụ Nước sau lắng từ bể SBR theo ống dẫn chảy vào bể trung gian rồi được bơm vào 2 bể lọc áp lực. 4.2.5.2 Tính tốn  Kích thước bể Thời gian lưu nước t = 15 phút (qui phạm 10 - 15 phút). Thể tích bể: V Q tb h 15 3 t  8,54.  2,135; (m ) 60 - Chọn bể trung gian cĩ kích thước như sau - Chiều dài D x R x H = 2x1,1x2 m.  Vật liệu xây dựng Trang 54 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Chọn vật liệu xây dựng bể SBR là BTCT M250, thành dày 200mm, bản đáy dày 300 mm, sắt Nhật đan thành hai lớp, @200 phi 14, chống thấm sika bên trong 2 lớp, bên ngồi quét bentum.  Bơm nước lên bể lọc áp lực  Chọn 2 bơm trục ngang loại ly tâm chịu được mơi trường nước thải.  Cột áp tổng cộng mà bơm thắng được là : H = 10 m.  Cơng suất bơm :  N  b g H 1000. Trong đĩ: ;(Kw) qb : Lưu lượng bơm, qb = 0,0023 (m 3/s).  : Khối lượng riêng của dung dịch; chọn p = 1050 kg/m 3 g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2. H : Cột áp bơm, H =10 m.  : Hiệu suất chung của bơm  = 0,65 - 0,8. Chọn  = 0,65.  0,0023.1050.9,81.10 N  b g H 1000.   1000.0,65.0,75 0,5;(HP) Ta chọn bơm cĩ cơng suất: N = 0,5 HP  Đường ống dẫn nước vào bể lọc áp lực Vận tốc dịng chảy trong ống cĩ áp là v = 0,7 - 1,5 m/s. Chọn v=1,0 m/s. Đường kính ống dẫn nước: D = 4xQ xv 4x205  =0,055 (m). 1,0x246060 Kiểm tra lại vận tốc nước trong ống: V= 4xQ 2 4x205  1,2m/s > v=1m/s 2 xD x(0,05) x x60x60  thõa điều kiện. Vậy chọn ống dẫn nước vảo bể lọc áp lực là ống nhựa uPVC cĩ  60mm. Trang 55 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi Bảng 4.8: Bảng tĩm tắt kết quả tính tốn bể trung gian Thơng số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thể tích thực của bể V m3 4,4 Chiều dài của bể D m 2 Chiều rộng của bể R m 1,1 Chiều cao tổng cộng H m 2 4.2.6 Bể lọc áp lực 4.2.6.1 Chức năng Bể lọc được dùng để giữ lại một phần hay tồn bộ cặn bẩn cĩ trong nước, khử các hạt mịn vơ cơ và hữu cơ. Nước được bơm từ bể trung gian qua ống phân phối vào bể lọc, qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nước trong và được đưa về bể khử trùng. 4.2.6.2 Tính tốn Dùng bể lọc áp lực với 1 lớp vật liệu lọc là cát thạch anh, cĩ:  Đường kính hạt: d = 0,5 ÷ 1,25 (mm).  Chiều dày lớp vật liệu lọc 0,8 (m),  Hệ số khơng đồng nhất K = 2 ÷ 2,2 ;  Đường kính tương đương 0,7 ÷ 0,8 mm. Vật liệu đỡ dùng sỏi cĩ:  Đường kính d = 5 ÷ 2 mm, chiều dày d = 0,15 m.  Đường kính d = 10 ÷ 5 mm, chiều dày d = 0,15 m.  Đường kính d = 20 ÷ 10 mm, chiều dày d = 0,10 m. Tổng diện tích của bể lọc: F  Tv bt Trong đĩ: Q  3,6Wt1at2v bt  Q: Cơng suất trạm xử lý 205 (m3/ngày đêm)  T: Thời gian làm việc của trạm trong một ngày đêm (giờ), T = 24 giờ Trang 56 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi  vbt : Tốc độ lọc tính tốn ở chế độ làm việc bình thường (m/h), [lấy theo bảng 4-10 trang 153 - Xử Lý Nước Cấp - TS.Nguyễn Ngọc Dung] vbt = 15 m/h  a : Số lần rửa mỗi bể trong một ngày đêm làm việc ở chế độ bình thường, a=1  W : Cường độ nước rửa lọc, [lấy theo bảng 4-5 trang 128 - Xử Lý Nước Cấp - TS.Nguyễn Ngọc Dung] W = 8 (l/sm2)  t1 : Thời gian rửa lọc, [lấy theo bảng 4-5 trang 128 - Xử Lý Nước Cấp - TS.Nguyễn Ngọc Dung] t1= 0,1 (giờ)  t2 : Thời gian ngừng bể lọc để rửa, t2 = 0,35 giờ 205 F  24x153,6x8x0,11x0,35x15 = 0,58 (m 2) Số bể lọc cần thiết, [Theo cơng thức 4-51 trang 140 - Xử Lý Nước Cấp - TS.Nguyễn Ngọc Dung] N = 0,5 F = 0,5 0,58 = 0,38 bể Chọn số bể lọc cần thiết là N = 1 bể, chọn 2 bể (Một bể hoạt động một bể dự phịng). Diện tích 1 bể lọc: f  F N 0,58  = 0,58 (m2) 1 Bán kính của bể lọc: r  f 3,14 0,58  0,43m 3,14 Đường kính của bể: D = 0,86m = 860mm, chọn đường kính của bể lọc D=900mm Chiều cao tồn phần của bể lọc xác định theo cơng thức: H = h0+ h1+h2+h3+h4=0,25+0,4+0,8+0,6+0,25=2,3 (m) Trong đĩ: Trang 57 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi  h1: Chiều cao lớp sỏi đỡ, [theo bảng 4-7 trang 141 - Xử Lý Nước Cấp - TS.Nguyễn Ngọc Dung] h1= 0,4 m  h2: Chiều dày lớp vật liệu lọc, lấy theo bảng 4-6 trang 139 - Xử Lý Nước Cấp - TS.Nguyễn Ngọc Dung h2= 0,8 m  Chọn khoảng cách từ phễu thu đến nắp trên thiết bị lọc là: h4= 0,25 (m)  Chọn độ giản nở lớp vật liệu khi rửa ngược: e = 0,5 (m); [theo XLNT LVS trang 60]  Khoảng cách từ mặt trêrn lớp vật liệu đến phễu thu nước rửa lọc. h e.(h h )  0,5.(0,4  0,8)  0,6;(m) 3 1 2 Chọn thiết bị cĩ 3 chân, đường kính chân: dc =114 mm, dày 3 mm; khoảng cách từ bề mặt đặt thiết bị đến đáy dưới thiết bị: h0 = 0,25 (m)  Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc Cường độ rửa lọc cho một bể : Qrửa = fWnuoc 1000 0,58.15 = = 0,0087 m3/s 1000 Thời gian rửa lọc là 8 phút. [theo bảng 4-5 trang 128 - Xử Lý Nước Cấp - TS.Nguyễn Ngọc Dung] Lượng nước một lần cho một bể : q = Qrửa.t = 0,0087.8 .60 = 4,178 m 3/lần Chọn tốc độ nước chảy trong ống dẫn theo quy phạm là 2 m/s. Tiết diện ống dẫn nước rửa đến bể lọc : 1 1 Sống = 2 Qrửa = . 0,0087 = 0,00435 m 2 2 Đường kính ống dẫn nước rửa tới bể lọc Dống = 4.S  4.0,00435 = = 0,0744 m = 7,4 mm.  Chọn ống dẫn cĩ đường kính 75 mm. Trang 58 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống dẫn chính Q rua Qrua 0,0087 GVHD: Ths. Võ Hồng Thi v = = S o  D 4 2 = = 1,47 m 2 .0,0075 4 (nằm trong giới hạn cho phép  2 m/s) Cấu tạo hệ thống phân phối kiểu cĩ lớp sỏi đỡ gồm: giàn ống phân phối cĩ ống chính và các ống nhánh đấu với nhau theo hình xương cá. Giàn ống phân phối được đặt trong lớp sỏi ở sát đáy bể. Các ống nhánh được khoan hai hàng lỗ phân phối so le ở nửa bên dưới và cĩ hướng tạo thành 450 so với phương thẳng đứng. Đường kính lỗ chọn 10 mm. Diện tích của một lỗ Sl = r 2 = 3,14.52=0,0000785m2 Tổng diện tích các lỗ: Stl = 35% Sống = 35%.0,00435 = 0,00152m2 Số lỗ cần thiết: N  Stl 0,00152  = 19,36 lỗ s l 0,0000785 Chọn số lỗ cần thiết là 20 lỗ Khoản cách giữa các trục của ống 200mm và giữa các tim lỗ là 200mm  Tính bơm nước rửa lọc Dựa vào hai thơng số cơ bảng là: lưu lượng nước rửa lọc (Qr) và áp lực cần thiết của máy bơm (Hr) Lưu lượng nước rửa lọc Qr= 0,0087m 3/s Áp lực cần thiết của máy bơm xác định theo cơng thức sau: Hr=hhh+h + hp+ hs + hc +bbm +hcb= 4 + 0,5 + 7,76 + 0,18 + 0,14 + 2 + 2,4 = 16,98m Trong đĩ: - hhh: Độ cao hình học tính từ mực nước tháp nhất đến mép thu phễu thu nước rửa lọc, hhh=4m - h : Tổn thất áp lực trên đường ống dẫn nước từ trạm bơm đến bể rửa lọc, chọn h = 0,5m Trang 59 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát GVHD: Ths. Võ Hồng Thi - hp: Tổn thất áp lực trong hệ thống phân phối nước rửa lọc, được tính theo cơng thức sau: hp.v0  v2 2g 2g Với: 2 2 19,03.  2.9,81 2 2 7,76m 2.9,81 + v0 tốc độ nước chảy đầu ống chính: 2m/s + vn: Tốc độ nước chảy đầu ống nhánh: 2m/s + + g; Gia tốc trọng trường: 9,81m/s2  :hệ số sức cản, tính theo cơng thức sau 2,2 2,2   K 2 1 w 0,122 119,03, ( Kw: tỉ số giữa tổng điện tích các lỗ trên ống (0,00152m 2) và diện tích tiết diện ngang của ống chính (0,00435m2), Kw= 0,35) - hs: Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ: 1 60 L hs  2 .v.24(m/ngày) hs  1 60 0,4 600 1,8.2542 102. C 1,8.t 42 d ).9.240,18;(m/ngày - hc: Tổn thất áp lực qua lớp cát lọc: hc  1 60 0,8 600 1,8.2542 1,22. .9.240,14;(m/ngày) - hbm: Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu, của lớp cát lọc; 2,0m - hcp: Tổng tổn thất cục bộ ở các bộ phận nối ống và van khĩa, xác định theo cơng thức: hcb   2 v 2g 2 2 [(0,986)(0,265)(0,925)]. 2,4m 2.9,81 +  : Tổn thất áp lực qua cút = 0,98; khĩa=0,26; tê=0,92. + v: Vận tốc nước chảy trong ống; v=2m/s Cơng suất bơm: Trang 60 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Đỗ Minh Hát N = Q.H ..g 0,008716,989989,81 = 1000. 10000,7 GVHD: Ths. Võ Hồng Thi  2kW Trong đĩ: Q = 0,0087 m3/s : lưu lượng nước dùng rửa lọc H = 16,98 m: cột áp của bơm  = 998 kg/m3: khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ làm việc  = 0,7 : hiệu suất chung của bơm Vậy chọn bơm cĩ cơng suất 2 kW, với lưu lượng là 32 m3/h và cột áp là 17m, hãng sản xuất Tsurumi - Nhật Bảng 4.9 Thơng số kích thước bể lọc STT Thơng số Đơn vị Giá