BÀI TẬP SỐ 2 - MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI
NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY HẢI SẢN
(LÔ 2.20A – KHU CÔNG NGHIỆP TRÀ NÓC II – TP.CẦN THƠ)
1. QUI TRÌNH CHẾ BIẾN CÁ PHI LÊ ĐÔNG LẠNH:1
Tiếp nhận nguyên liệu
Philê
Lạng da
Định hình
Xếp khuôn
Cấp đông
Thành phẩm
Cân định lượng
Đóng gói Nhập kho
trữ đông -20
o
C
Xuất kho
Thành phẩm
Rửa cá
Nước rửa cá (máu cá, hầu cá, nhớt cá, cặn
bùn, vi sinh)→có nhiều BOD, COD, SS,
cát, sỏi, rác, vi trùng…
Nước máu cá, phụ phẩm cá (đầu cá, xương cá, đuôi
cá, nội tạng cá… ) )→có nhiều BOD, COD, mỡ cá,…
Rửa cá
Nước thải rửa cá (máu cá và các tạp chất trên
bề mặt miếng philê) có nhiều BOD, COD, mỡ
cá,vi trùng…
3
) 2,4 – 4,8
(Nguồn: Hoàng Kim Cơ và ctv, 2005)
Với tải lượng các chất ô nhiễm trong bảng 1 và lượng nước thải sinh hoạt của nhà máy thì ước tính nồng
độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt của công nhân viên trong nhà máy như sau:
Bảng 1. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt của nhà máy
Chất ô nhiễm Đơn vị tính Nồng độ chất ô nhiễm TCVN 6772 : 2000
( Mức II)
BOD
5
mg/l 468,75 30
COD mg/l 750 -
SS mg/l 729,2 50
Tổng Nitơ mg/l 62,5 -
Tổng Phospho mg/l 6,25 -
Amoniac (NH
3
) mg/l 25 -
Dầu mỡ mg/l 104,2 20
Coliform 100MPN/100ml 10
6
1000
Như vậy, nước thải sinh hoạt của công nhân trong nhà máy có chứa nồng độ các chất ô nhiễm cao,các chỉ
tiêu ô nhiễm như BOD
5
, SS, Coliform,…cao hơn tiêu chuẩn TCVN 6772:2000 gấp nhiều lần, nếu thải trực
tiếp vào nguồn tiếp nhận sẽ làm ô nhiễm nguồn nước mặt tại khu vực. Do đó cần phải xử lý trước khi thải vào
môi trường.
2.2.Nước thải sản xuất:
Trong quá trình sản xuất nước thải phát sinh từ nhiều công đoạn sau:
5.000
( Nguồn: Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh Thuận Hưng - Phường Ba Láng – Quận Cái Răng –
TP.Cần Thơ)
Từ số liệu tham khảo tính chất nước thải của nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh Thuận Hưng cho thấy
các chỉ tiêu đều vượt quá giới hạn cho phép của QCVN 11:2008/BTNMT, chỉ tiêu COD gấp 16,875 lần, SS
gấp 4,8 lần, BOD
5
gấp 19,6 lần, Coliform gấp 96 lần, dầu mỡ gấp 2,415 lần, tổng N gấp 1,213 lần. điều này
cho thấy nước thải nhà máy chế biến thủy sản có chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ, dinh dưỡng và vi sinh
vật. Vì vậy, việc xả trực tiếp lượng nước thải này vào nguồn tiếp nhận sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn
nước, ảnh hưởng đến đời sống của các thủy sinh vật trong vùng.
3. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU:
3.1. Đề xuất phương án:
- Vì nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất ở nhà máy có thành phần và tính chất giống nhau nên ta sẽ
thiết kế hệ thống xử lý chung cho hai loại nước thải này. Tổng lượng nước thải sinh ra từ nhà máy là Q = Q
sh
+
Q
sx
= 170 + 1600 = 1770m
3
/ngày với lưu lượng xả thải trung bình là: 20,486l/s. Vậy để an toàn cho hệ thống ta
sẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải với công suất 2000m
3
/ngày.
- Thành phần chủ yếu có trong nước thải là hợp chất hữu cơ, dưỡng chất (N,P), chất rắn lơ lửng, dầu mỡ và
coliform. Các chỉ tiêu ô nhiễm phân tích được đều vượt tiêu chuẩn cho phép (QCVN 11:2008/BTNMT). Nếu
không được xử lý tốt, khi thải ra môi trường sẽ làm ô nhiễm môi trường xung quanh, ảnh hưởng đến đời sống
sinh hoạt, sản xuất và sức khỏe của người dân xung quanh. Để giải quyết những vấn đề trên, nhà máy nhất
thiết phải có hệ thống xử lý nước thải để xử lý nước thải đầu ra theo QCVN 11: 2008/BTNMT. Để giải quyết
bùn
Nước thải đầu
ra
Nước rỉ
Sân phơi
cát
Thổi
khí
Chlorine
Thuyết minh quy trình:
Nước thải từ nơi sản sinh được dẫn đến kênh dẫn nước thải, sau đó qua song chắn rác để loại bỏ
thành phần rác có kích thướt lớn ( bọc nilong, đầu cá, xương cá…) để tránh ảnh hưởng đến hoạt động của
các thiết bị phía sau. Nước thải sau khi qua song chắn rác được đưa qua bể lắng cát nhằm loại bỏ các thành
phần cát, sỏi, đá…để tránh gây ăn mòn, hư hỏng máy bơm và các thiết bị cơ giới phía sau, lượng cát lắng
này sẽ được thu gom và đưa ra sân phơi cát để xử lý.
Tiếp theo, nước thải được đưa đến bể điều lưu để điều chỉnh ổn định về lưu lượng và nồng độ các
chất ô nhiễm cho hệ thống xử lý phía sau. Sau đó, nước thải được bơm sang bể lắng sơ cấp để loại bỏ thành
phần chất rắn có khả năng lắng. Sau khi qua bể lắng, thành phần chất rắn lơ lửng phải nhỏ hơn 150mg/l thì
mới đủ tiêu chuẩn để cho qua bể xử lý sinh học. Bể sinh học phía sau ta sử dụng là bể bùn hoạt tính. Tại đây
ta cung cấp oxi cho vi sinh vật hoạt động bằng cách sử dụng máy thổi khí cho bể bùn hoạt tính, lượng sinh
khối bùn tạo ra sẽ được đưa sang bể lắng thứ cấp để tiếp tục xử lý. Ở bể lắng thứ cấp một phần bùn sẽ được
lắng xuống đáy bể và thu hồi cho vào sân phơi bùn; phần còn lại được hoàn lưu trở lại bể bùn hoạt tính để
đảm bảo mật độ vi sinh vật luôn ổn định để bể hoạt động tốt.
Cuối cùng nước thải từ bể lắng thứ cấp được cho qua bể khử trùng bằng chlorine để loại thành
phần vi sinh vật gây bệnh và thải ra ngoài. Phần nước rỉ ở sân phơi bùn được đưa đến bể điều lưu để tiếp tục
xử lý.
3.1.2.Phương án 2:
4
Nước thải đầu
vào
này sẽ được thu gom và đưa ra sân phơi cát để xử lý.
Nước thải tiếp tục được cho qua bể điều lưu để điều chỉnh lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm cho
hệ thống phía sau hoạt động. Sau khi qua bể điều lưu, nước thải tiếp tục được cho qua bể tuyển nổi áp lực để
loại bỏ thành phần chất hữu cơ, váng mỡ, chất lơ lửng trong nước thải. Các chất này sẽ bị đẩy lên trên và bị
thanh gạt loại ra ngoài. Nước thải đầu ra ở bể tuyển nổi một phần được bơm lên buồng tạo áp để hoàn lưu,
phần còn lại chảy qua bể bùn hoạt tính có sục khí. Tại bể bùn hoạt tính các chất hữu cơ bị oxy hóa và xử lý,
bùn tạo ra từ sinh khối vi sinh vật sẽ cho qua bể lắng thứ cấp. Tại bể lắng thứ cấp một phần sinh khối bùn sẽ
bị lắng xuống đáy và đưa ra ngoài sân phơi bùn; phần còn lại được hoàn lưu trở lại bể bùn để đảm bảo mật
độ vi sinh cần thiết cho bể bùn hoạt động ổn định. Nước thải đầu ra bể lắng thứ cấp sau đó được cho qua bể
khử trùng bằng để loại bỏ thành phần vi sinh gây hại. Cuối cùng được thải ra ngoài. Phần nước rỉ ở sân phơi
bùn được đưa đến bể điều lưu để tiếp tục xử lý.
3.1.3. Phương án 3:
5
Bể lắng
cát
Bể điều lưu
Bể lọc sinh học
nhỏ giọt
Bể khử trùng
Bể lắng
sơ cấp
Bể lắng
thứ cấp
Nước thải đầu ra
Sân phơi bùn
Nước
rỉ
Sân
phơi cát
• Nước thải sau xử lý đạt QCVN 11:2008/BTNMT ( hiệu suất xử lý)
• Dễ vận hành và sữa chữa
• Khả năng loại bỏ lượng dầu mỡ trong nước thải cao
Vậy gia quyền của các yêu cầu trên được cho như sau:
Yêu cầu Gia quyền
Diện tích đất 0.4
Chi phí 0.2
Hiệu suất xử lý 0.3
Vận hành và sữa chữa 0.05
Khả năng loại bỏ lượng dầu mỡ trong nước thải 0.05
Ta sử dụng thang điểm 10 để cho điểm từng phương án với mức độ như sau:
Yêu cầu
Mức độ
Thấp Trung bình cao
Diện tích đất 8 -10 6 - 8 4 - 6
Chi phí 8 -10 6 - 8 4 - 6
Khả năng loại bỏ lượng
dầu mỡ trong nước thải
4 - 6 6 - 8 8 - 10
Hiệu suất xử lý 4 - 6 6 - 8 8 - 10
Vận hành và sữa chữa Đơn giản (8 – 10) Trung bình (6 – 8) Phức tạp ( 4 – 6)
So sánh ưu khuyết điểm của từng phương án:
Phương
án
Ưu điểm Khuyết điểm
6
Phương
án 1
- Hệ thống vận hành đơn giản, dễ
Tổng điểm là: ( 7×0.4) + ( 7×0.3 ) + ( 5×0.2) + ( 5×0.05) + ( 5× 0.05) = 6.4 điểm
3.3. Lựa chọn Phương án tối ưu
Từ bảng phân tích ở trên, ta thấy Phương án 2 là phương án có tổng điểm cao nhất và hệ thống xử lý phù hợp
với thành phần, tính chất nước thải thuỷ sản của nhà máy. Vì thành phần nước thải chủ yếu của nhà máy các
chất hữu cơ, hàm lượng dầu mỡ và các vi sinh vật cao. Do đó đòi hỏi hệ thống xử lý phải có hiệu suất loại chất
rắn lơ lửng và dầu mỡ cao (từ 70-90%) mới đủ điều kiện cho bể sinh học phía sau, phương án 2 đã đáp ứng
được yêu cầu này. Ngoài ra trong hệ thống xử lý của Phương án 2, bể tuyển nổi tốn rất ít diện tích xây dựng,
đây là điểm phù hợp nhất của phương án đối với diện tích đất hiện có ở nhà máy. Đồng thời bể tuyển nổi còn
tiết kiệm được một lượng đáng kể chất tạo bông, keo tụ.
Vậy: theo lập luận trên ta thấy phương án 2 là phương án lựa chọn tối ưu nhất
THIẾT KẾ
1. ÁP DỤNG CHO SỐ LIỆU CỦA NHÀ MÁY THỦY HẢI SẢN:
• Các thông số đầu vào
Bảng : Các thông số thiết kế.
Chất ô nhiễm Đơn vị tính Nồng độ chất ô nhiễm QCVN
7
11 : 2008/BTNMT
( cột B)
pH - 7,15
5,5 − 9
BOD
5
mg/l 980
50
COD mg/l 1350
80
SS mg/l 480
100
Tổng Nitơ mg/l 72,8
60
hm
ngàyh
ngàym
Q
XTTB
/75,73
/24
/1770
3
3
==
≈
0,0205m
3
/s = 20,5 l/s
Lưu lượng nước thải trong nhà máy thải ra không điều hòa nên ta cần xác định hệ số không điều hòa chung
K
o
. Khi thiết kế các hệ thống trước bể điều lưu cần thiết kế theo lưu lượng lớn nhất.
Tra bảng hệ số không điều hòa chung K
o
( bảng 2 TCXDVN 7957:2008 ) như sau:
Dùng phương pháp nội suy ứng với lưu lượng Q
XTTB
= 20,486 l/s ta được:
K
max
= 1,897 và K
= 0,0389 m
3
/s ta tìm
2.Thiết kế kênh dẫn nước thải:
•
Diện tích mặt cắt ướt của kênh A :
2
3
max
056,0
/7,0
/0389,0
m
sm
sm
v
Q
A ===
+Do nhà máy có lưu lương trung bình khá nhỏ nên chọn chiều sâu ngập nước trong kênh H
ngn
= 0,2 m.
+ Chọn cao trình ngay mặt đất làm cos chuẩn là 0,0
+ Chọn chiều cao chết từ mặt nước lên mặt đất là H
chết
= 0,3 m
+ Chọn chiều cao chống nước mưa chảy tràn là H
ct
= 0,2 m
8
•
D = 200 mm , i
min
= 0,005
D = 300 mm , i
min
= 0,0033
Với chiều rộng kênh là 0,28m thì ta chọn độ dốc i
min
là 0,0033
•
Cao trình mực nước ở đầu kênh dẫn: Z
mực nước(đầu kênh dẫn)
= – H
chết
= – 0,3 m
•
Cao trình đáy ở đầu kênh dẫn : Z
đáy kênh (đầu kênh dẫn)
= – (H
ngn
+ H
chết
)
= – (0,2 + 0,3) = – 0,5 m
+ Chọn chiều dài kênh dẫn : L = 30 m
• Cao trình mực nước ở cuối kênh dẫn ( trước song chắn rác) :
Z
mực nước (cuối kênh dẫn)
= Z
mực nước(đầu kênh dẫn)
/ngày 1770
2 Kích thước rác cm 2 ÷ 6 3
3 Chiều rộng khe SCR cm 2,54 ÷ 5,08 2,5
4 Vận tốc nước qua SCR m/s 0,31 ÷ 0,62 0,5
5 Độ nghiêng SCR theo
trục thẳng đứng
độ 30 ÷ 45 45
6 Bề dày thanh cm 0,51 ÷ 1,52 1
9
Tổng lưu lượng nước thải của nhà máy là 1770m
3
/ngày.
Ta có lưu lượng lớn nhất : Q
max
= 0,0389 m
3
/s và Q
min
= 0,0103 m
3
/s
• Tổng diện tích phần khe hở ngập nước của SCR:
Vận tốc nước qua khe của SCR v
s
= 0,31 ÷ 0,62 m/s vậy ta chọn v
s
= 0,5m/s
2
3
max
• Tổng số khe: N =
B
W
khe
=
56,15
025,0
389,0
=
khe
≈
16 khe
• Vậy tổng số thanh sắt sử dụng là: F = N – 1 = 16 – 1= 15 thanh
Bề dầy thanh sắt C = 0,51 ÷ 1,52 cm vậy ta chọn C = 1 cm = 0,01m
• Chiều rộng lọt lòng của kênh dẫn đặt song chắn rác:
W
kênh
= W
khe
+ F * C = 0,389 +15*0,01 = 0,539 m
Ta nhận thấy chiều rộng kênh dẫn nơi đặt song chắn rác lớn hơn chiều rộng kênh dẫn trước song chắn rác (W
kênh
>W
t
) => Phải mở rộng kênh .Tránh hiện tượng chảy rối ta phải mở rộng kênh dần theo góc α = 20
0
.
• Chiều dài đoạn kênh mở rộng là:
L
mr
= 2*0,0033 = 0,0066 m
- Chọn góc nghiêng của song chắn rác so với phương thẳng đứng là β = 45
o
- Chọn chiều cao khỏi thành mương dẫn là: h
t
= 0,3m (tính tại đầu cong song chắn rác).
- Chọn bàn cào rác có răng dài 0,2m Chọn khoảng cách từ song chắn rác đến sàn chắn rác là
L
1
= 0,3m
- Chiều dài đoạn song chắn rác nhô lên khỏi thành kênh dẫn tính đến đầu đoạn uốn cong là: L
2
=
h
t
*tan45
o
= 0,3 * 1 = 0,3m
- Chọn góc uốn cong của song chắn rác là 90
o
.
Chiều dài đoạn uốn cong của song chắn rác (tính đến thành kênh): L
3
= 0,3(m).
Chọn khoảng hở từ đầu thanh sắt đến thành kênh là: h
hở
= 0,1 (m).
- Chiều dài đoạn uốn cong là: L
4
= L
= L
mr
+ L
th
+ L
1
+ L
5
+ L
6
+ L
7
+ L
shr
= 0,356 + 0,356 + 0,3 + 0,7066 + 0,4 + 0,4 + 1,5 = 4,0186 m
• Chiều dài thanh sắt làm song chắn rác là:
L
ts
= (h
hạ
+H
tổng
+h
t
)/cos45
o
+ L
3
/sin45
o
V v
2g
−
÷
=
1
0,7
∗
−
81,92
36,05,0
22
= 0,0087 (m)
= 0,87 (cm) <15,24cm (TCVN 7957:2008)
Khi song chắn rác đã bị bám rác thì tổn thất áp lực so với độ giảm áp khi SCR còn sạch là tăng gấp 3
lần.Vậy: sau song chắn rác ta phải hạ đáy kênh xuống một đoạn :
h
hạ đáy
= 0,0087*3 = 0,0261 (m)
để bù lại độ giảm áp khi nước chảy qua song chắn rác
L
4
α = 20
o
L
6
L
th
W
kênh
2. ÁP DỤNG THIẾT KẾ BỂ LẮNG CÁT (NGANG) CHO NHÀ MÁY THỦY HẢI SẢN
Bảng : Các thông số sử dụng để thiết kế bể lắng cát
STT Các thông số Đơn vị
Khoảng
cho phép
Giá trị
thiết kế
1 Lưu lượng tổng Q m
3
/ngày 1770
2 Kích thước hạt cát mm 0,25
3 Thời gian tồn lưu nước s 45 ÷ 90 60
4 Vận tốc chuyển động ngang m/s 0,24 ÷0,40 0,25
5 Lưu lượng tải đỉnh Q
max
m
3
/s 0,0389
6 Lưu lượng Q
min
Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai)
Bảng tải trọng bề mặt của bể lắng cát ở 15
0
C
Đường kính hạt (mm) Tải trọng bề mặt của bể lắng cát U
0
ở 15
0
C (mm/s)
0,10 5,12
0,12 7,37
0,15 11,5
0,20 18,7
0,25 24,2
0,30 28,3
0,35 34,5
0,40 40,7
0,50 51,6
(Nguồn: Lê Hoàng Việt – Bài tập Phương pháp xử lý nước thải)
Giả sử: kích thước nhỏ nhất của hạt cát cần giữ lại là 0,25 mm
Tra bảng ta có vận tốc lắng của hạt là 24,2 mm/s => tải trọng bề mặt của bể lắng cát ở 15
o
C là: U
0
= 0,0242 m/s
Với U
0
= 24,2 mm/s thì hệ số kinh nghiệm tính đến dòng chảy rối trong bể: K= 1,3 (theo TCXDVN
7957:2008,Trang 52)
Ta có: Q
=0,3m/s (theo TCXDVN 7957:2008, Trang
53)
Tỷ lệ dài/sâu của bể:
43,13
0242,0
25,0
3,1
0
=∗=∗=
U
v
K
H
L
Chọn chiều sâu công tác của bể H = 0,6 m (H sâu hơn dòng chảy nhưng không quá 1,2 lần)
Chiều dài bể lắng cát thiết kế: L =
mH
H
L
715,65,0*43,13* ==
Chiều rộng của bể lắng cát là: W =
m
L
A
31,0
715,6
09,2
==
- Chọn chiều sâu miệng dưới cống là 0,5 (m).
13
là trọng lượng riêng của cát)
Thể tích cát trong 7 ngày là:
V
cát
=
3
3717,0
1600
72,594
m
G
c
cát
==
ρ
Chiều sâu lớp cát trong 7 ngày:
H
cát
=
m
A
V
cát
178,0
09,2
3717,0
==
Chọn độ giảm áp của bể lắng cát là: H
hạ
= 30% độ sâu ngập nước của bể ( h = 30 ÷ 40 % H theo_ bài giảng
0389,0
254,1
max
min
s
Q
v
hd
===
θ
• ở Q
min
:
)(75,121
0103,0
254,1
min
max
s
Q
v
hd
===
θ
TheoTCVN 7957 :2008 thời gian tồn lưu nước trong bể lắng cát không nhỏ hơn 30s
=>So với tiêu chuẩn trong TCVN 7957 :2008 thì thời gian tồn lưu thỏa
Các thiết bị kèm theo khi thiết kế bể lắng cát:
Thanh gạt đặt dưới đáy bể dùng để cào cát.
Hố thu cát.
day
= 2*0,155 =0,31m
+ Chiều cao hố thu là: H
ht
=
)
nhodaylondaynhodaylonday
ht
SSSS
V
⋅⋅⋅⋅
∗++
(
3
1
=
) ( ) ( ) ( )
(( )
31,0*155,0*62,0*31,031,0*155,062,0*31,0
3
1
4,0
++
= 3,57m
Từ cao trình mực nước ở cuối song chắn rác : Z
mực nước ( cuối SCR)
= – 0,438m
Chọn chiều dài từ cuối song chắn rác đến bể lắng cát là 4m
• Cao trình mực nước đầu bể lắng cát:
Z
H
cát
H
H
chết
Hố thu cát
2. ÁP DỤNG THIẾT KẾ BỂ ĐIỀU LƯU CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY HẢI SẢN
Do lượng nước thải từ nhà máy thải ra không đồng đều tại các thời điểm khác nhau nhưng hệ thống xử lý sinh
học phía sau thì hoạt động 24/24 và cần cung cấp một lượng nước thải ổn định để tránh hiện tượng ‘shock’ do
lưu lượng không ổn định. Vì vậy ta cần thiết kế bể điều lưu để điều hoà lưu lượng một cách ổn định các dưỡng
chất cần thiết cho hệ thống sinh học phía sau.
Bảng. Các thông số sử dụng thiết kế bể điều lưu
STT Các thông số Đơn vị
Khoảng cho
phép
Giá trị
thiết kế
1 Lưu lượng nước thải m
3
/day 1770
2 Lượng khí cung cấp (M
k
) m
3
/m
3
*phut 0,015
3 Hiệu suất cung cấp khí (H
k
cộng dồn
16
L
W
(m
3
/h)
0 0 0 0
1 45 45 73,75
2 48 93 147,5
3 57 150 221,25
4 60 210 295
5 90 300 368,75
6 94 394 442,5
7 98 492 516,25
8 150 642 590
9 76 718 663,75
10 70 788 737,5
11 85 873 811,25
12 95 968 885
13 85 1053 958,75
14 85 1138 1032,5
15 75 1213 1106,25
16 60 1273 1180
17 100 1373 1253,75
18 75 1448 1327,5
19 80 1528 1401,25
20 71 1599 1475
21 60 1659 1548,75
22 61 1720 1622,5
= 3 (m).
Diện tích bề mặt của bể điều lưu là:
A =
2
80
3
240
m
h
V
hđ
hd
==
Thể tích xây dựng bể là:
V
xd
= A* (h
hđ
+H
chết
) = 80*(3 + 0,7) = 296m
3
Ta thiết kế bể điều lưu hình vuông.
Chọn chiều dài bể bằng 2 lần chiều rộng bể : L = W
18
A
B
Ta có: A = L*W → W =
mA 94,880 ==
216*1,2*0,23 = 59,616 kgO
2
/h
Chọn hiệu suất cung cấp khí của máy khuấy đảo bề mặt vận tốc thấp là : H
k
= 1kgO
2
/hp*h.
Công suất máy khuấy là: P =
616,59
1
616,59
==
k
oxy
H
M
hp
Ta chọn 4 máy khuấy mỗi máy có công suất 15hp phân bố đều trên bề mặt bể và được đặt neo cố định trên phao
nổi để đảm bảo máy khuấy hoạt động tốt khi mực nước thay đổi.
Ở bể điều lưu ta đặt 2 bơm chìm (1 bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng)
Công suất máy bơm: N =
η
ρ
*000.1
*** QHg
=
24*
86400*8,0*1000
75,73*7*81,9*1000
= 1,5 * N = 1,5 * 1,76 = 2,64 kW = 3,54hp ( vì 1kW = 1,34 hp)
Chọn máy bơm 4hp. Đặt 2 bơm 4 hp ,1 bơm làm việc,1 bơm dự phòng. Ta còn gắn thêm van điều áp ở máy
bơm để tránh hiện tượng máy chạy hết công suất gây thiếu hụt nước trong bể điều lưu.
Các máy khuấy được đặt trên các phao nổi, khoảng cách giữa cánh khuấy và đáy bể phải có một khoảng cách an
toàn tránh sự va đập giữa cánh khuấy và đáy bể làm hư hỏng cánh khuấy.
Ngoài ra nên lắp thêm các thiết bị khác: hệ thống để nước chảy tràn khi bơm bị hỏng; thiết bị lấy các chất rắn
nổi, các chất dầu mỡ bám hay bọt bám vào các thành bể; các vòi phun nước rửa các bọt, dầu mỡ bám vào các
thành bể; đáy bể nên lắp hệ thống thoát nước để có thể tháo cạn nước khi cần thiết…
19
Chọn chiều dài từ bể lắng cát đến bể điều lưu: L =3 m
• Cao trình mực nước ở đầu bể điều lưu:
Z
muc nuoc (dau be dieu luu)
= Z
muc nuoc (cuoi be lang cat)
– L*i
min
= - 0,473 – 3*0,0033 = - 0,4829 m
• Cao trình đáy bể điều lưu ở đầu bể:
Z
day be (dau be dieu luu)
= Z
muc nuoc (dau be dieu luu)
– h
hđ
= - 0,4829 – 3 = -3,4829 m
• Cao trình mực nước ở cuối bể điều lưu
Z
muc nuoc (cuoi be dieu luu)
N-NH
3
mg/l 1,5
Dầu mỡ mg/l 48,3
Coliform 100MPN/100ml 480.000
( Nguồn: Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh Thuận Hưng - Phường Ba Láng – Quận Cái Răng –
TP.Cần Thơ)
20
h
hđ
H
chết
0,2m
• Lượng nước thải sinh hoạt hàng ngày là 170 m
3
Bảng. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt của nhà máy
Chất ô nhiễm Đơn vị tính Nồng độ chất ô nhiễm
BOD
5
mg/l 468,75
COD mg/l 750
SS mg/l 729,2
Tổng Nitơ mg/l 62,5
Tổng Phospho mg/l 6,25
Amoniac (NH
3
) mg/l 25
Dầu mỡ mg/l 104,2
Coliform 100MPN/100ml 10
170*25,61600*7,31
+
+
= 29,26 mg/l
C
Nvào
=
1701600
170*5,621600*8,72
+
+
= 71,81 mg/l
C
Coliformvào
=
mlMPN 100/10*3,5
1701600
170*101600*480000
5
6
=
+
+
Giả sử qua bể lắng cát hàm lượng các chất hữu cơ trong nước thải giảm 5% ( không làm giảm hàm lượng N và
P).Ta có hàm lượng chất hữu cơ còn lại sau bể lắng cát là:
C
BOD5ra
= 930,9 -
36,884
100
3
/ngày 1600 170 1770
BOD
5
mg/l
980 468,75
884,36
COD mg/l
1350 750
1227,75
SS mg/l
480 729,2
478,73
Tổng N mg/l
72,8 62,5
71,81
Tổng P mg/l
31,7 6,25
29,26
Bảng. Các thông số thiết kế bể tuyển nổi
Thông số cần thiết Đơn vị Tiêu chuẩn Giá trị chọn
thiết kế
Lưu lượng nạp nước (Q
n
) L / m
2
*phút
61÷163 (theo Giáo Trình
Phương Pháp Xử Lý
Nước Thải_ Lê Hoàng
*
**3,1
aa
a
P
Pf
QS
Rs
S
A
(1)
Trong đó :
- A/S tỉ lệ (ml) khí trên (mg) chất rắn ở áp suất khí quyển.
Ta chọn A/S = 0,02 ml/mg
- P
a
: áp suất khí quyển (P
a
= 1 atm)
- Q: lưu lượng nước thải (Q = 1770 m
3
/ngày)
- R: lưu lượng hoàn lưu .Ta chọn hoàn lưu 100 % (R = 1770 m
3
/ngày)
- f : mức bão hòa không khí của nước trong thùng tạo áp suất
Ta lấy f = 0,5 ( theo Bài Giảng Xử Lý Nước Thải_Lê Hoàng Việt)
22
- P: áp suất tuyệt đối (lực nén trong bình tạo áp)
- S
3*1770
*
3
mtQV
n
===
Trên thực tế, thể tích nước (V
n
) chỉ chiếm 2/3 thể tích bồn tạo áp (V
b
):
V
n
= 2/3 V
b
V
b
= 3/2 V
n
= 3/2 * 3,69 = 5,54(m
3
)
Ta thiết kế buồng tạo áp hình trụ
Chọn chiều cao buồng là: h = 2,5 (m)
Đường kính bồn tạo áp là:
Ta có: D =
h
V
b
*
73,30
10*60*24*80
17701770
3
=
+
−
(m
2
)
Trong đó: Q
n
= 61÷163 (l/m
2
*phút), chọn Q
n
= 80(l/m
2
*phút)
Chiều sâu ngập nước bể tuyển nổi:
H
ngn
=
)(4,2
73,30
75,73
m
S
V
==
t
= 1 m
Vách tường ngăn vùng thu nước được đặt cách thành bể đầu ra 1m, cách đáy bể 0,3m và cao hơn mực nước
trong bể khoảng 0,2m
Chiều dài tổng cộng của bể tuyển nổi:
L
Tổng
= L + L
v
+ L
t
= 11,5 + 1 +1 = 13,5 (m)
Kiểm tra tỉ số dài/rộng:
06,5
67,2
5,13
==
B
L
tong
> 3:1 (thỏa)
Chiều cao tổng của bể tuyển nổi:
H
Tổng
= H
ngn
+ h
bv
= 2,4 + 0,5 = 2,9 (m)
Kích thước máng thu váng nổi:
)/(4,377,18
1
37,18
lmls
P
Ps
S
a
a
a
=−
∗
=−
∗
=
Với P
a
là áp suất khí quyển (atm)
P là áp suất tuyệt đối trong buồng tạo áp (atm)
s
a
là lượng không khí bão hòa trong nước ở 20
0
C, áp suất 1 atm (ml/l)
Lượng không khí cần thiết phải hòa tan vào nước khi áp suất là 3atm:
24
)/(35,91
1
35,0
k
= 3* S
c
*Q = 3*9,35*1770*10
3
*10
-6
= 49,65 (m
3
/ngày)
Để tăng hiệu suất của quá trình tuyển nổi, ta dùng phèn với một lượng là 60 (mg/l).
Theo thực nghiệm thực tế _ (Huỳnh Long Toản, Luận văn tốt nghiệp, Hiệu suất của bể tuyển nổi trong việc loại
bỏ chất rắn lơ lửng một số loại nước thải _ 2004; và Trần Tự Trọng, Luận văn tốt nghiệp _ 2003) ta có bảng
sau :
Bảng: Hiệu suất xử lý của bể tuyển nổi:
Chỉ tiêu Đơn vị Hiệu suất
SS mg /l 86%
BOD
5
mg /l 83,7%
Tổng N mg /l 86%
Tổng P mg /l 84,1%
Ta tính nồng độ các chỉ tiêu đầu ra dựa vào công thức :
C
ra
= C
vào
*( 1 – E )
Trong đó :