TRƯỜNG ĐẠI HỌC
TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
o0o
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ
HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG ĐOẠN XEO GIẤY

GVHD : ThS. Vũ Thị Mai
SV : Đỗ Thị Hà
Lớp : Ldh1km2

Hà nội
12 – 2012
SV: Th Hà-Ldh1km2Đỗ ị GVHD: Th.S :V Th Maiũ ị
I-ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay,ngành công nghiệp giấy đang tăng trưởng nhanh chóng và đóng
góp vào tiến trình phát triển chung của nền kinh tế xã hội.Tuy nhiên, theo
đánh giá của Ban chỉ đạo Quốc gia về nước sạch Bộ Tài nguyên và Môi
trường thì ngành công nghiệp giấy lại là 1 trong những ngành gây ô nhiễm
trầm trọng, đặc biệt đối với nguồn nước.Vì vậy song song với việc kế hoạch
doanh nghiệp,1 bài toán khác đặt ra cho ngành giấy là phải xử lý tốt các chất
thải, giảm ô nhiễm và bảo vệ môi trường
Theo thống kê,cả nước có gần 500 trăm doanh nghiệp sản xuất
giấy.Trong đó chỉ có khoảng 10% doanh nghiệp đạt tiêu chuẩn môi trường
cho phép.Hầu hết,cấc nhà máy đều không có hệ thống xử lý nước thải hoặc
có nhưng chưa đạt yêu cầu.Vì thế,tình trạng gây ô nhiễm môi trường do sản
xuất giấy gây ra là vấn đề được nhiều người quan tâm.
So với nhiều ngành sản xuất khác thì ngành giấy có mức ô nhiễm
cao và dễ gây tác động đến con người,môi trường xung quanh từ nguồn
nước thải xử lý không đạt yêu cầu.Nước thải sản xuất giấy và bột giấy có

pH - 6 - 9 5,5 - 9
BOD
5
mg/l 30 50
COD mg/l 75 150
Độ màu Pt-Co 50 150
SS mg/l 50 100
N-NH
4
mg/l 5 10
- Các thông số cần xử lý :BOD
5
,COD,SS,độ màu .Xử lý đạt loại B
- Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý
+ Phương án 1
Nước thải

SV: Th Hà-Ldh1km2Đỗ ị GVHD: Th.S :V Th Maiũ ị
Song chắn Hố thu Bể điều hòa Bể trộn h/c
Bể lăng +bể
pứ
Bể Aeroten
Bùn tuần hoàn
Thiết bị xử lý bùn
Khử trùng
Nguồn tiêp nhận
+Phương án 2:Đặt thêm bể lọc vào sau bể lắng 1 và bể lắng 2
● Phân tich tính hợp lý của các phương án
+ Đối với phương án 1 : Nước thải từ công đoạn xeo giấy sẽ đi qua song
chắn rác .Tại đây các tạp chất có kích thước lớn được giữ lại mà chủ yếu là

giờ
TB
= 125m
3
/giờ
• Q
giờ
max
*K
max
= 125*2 =250 m
3
/giờ
K
max
=2-3 .Chọn K
max
=2 (Theo bảng 3.1 TCVN 7959:2008)
- Thời gian lưu nước là t=10 phút
- Thể tích bể

6024×
×
=
t
TB
ngaøy
Q
V
=20,83 m

×
××
Trong đó:
• q
max
s
: Lưu lượng lớn nhất giây q
max
s

= 0,069 m
3
/s
• b : Khoảng cách giữa các khe hở ,b = 16 mm = 0,016 m.
• h : Chiều sâu lớp nước qua song chắn h= 0,2 m.( theo Trần văn Nhân và
Ngô Thị Nga , giáo trình công nghệ xử lý nước thải)
• K
0
:Hệ số tính đến sự thu hẹp của dòng chảy ,K
0
=1,05
n =
0
max
K
hbV
q
s
×
××

V
kt
=
hB
q
s
×
= = 0,575 (m/s) > 0,4 (m/s)
- Tổn thất áp lực qua song chắn
h
s
=
K
g
V
×
×
×
2
2
max
ξ
Trong đó:
• V
max
: Tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn
V = 0,8 -1 m/s .Chọn V=0,8 m/s
• K :Hệ số tính đến sự tổn thất do vùng nước trước song chaắn. K = 2 – 3.
Chọn K = 2
• ξ : Hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác

= 0,832
Trong đó:
o β : Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh. Tiết diện hình
chữ nhật β = 2,42.
o α : Góc nghiêng đặt song chắn rác so với phương ngang
α = 60
0
.
SV: Th Hà-Ldh1km2Đỗ ị GVHD: Th.S :V Th Maiũ ị
h
s
=
2
81,92
8,0
832,0
2
×
×
×
= 0,054 (m)
- Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn
Chọn B=0,3m.Chiều rộng mương dẫn nước vào
l
1
=
=
×
−
0

+0,5 = 0,2 + 0,054 + 0,5 = 0,754 (m)
3-Bể điều hòa
-
Chọn thời gian lưu nước trong bể là 4 giờ
-
Thể tích bể điều hòa
W = Q
giờ
TB

×
T = 125
×
4 = 500(m
3
)
Chọn chiều cao bể ngập nước là ;h =4m
-Chiều cao bảo vệ :h
bv
= 0,5m
-Chiều cao tộng cộng của bể :H=h + h
bv
=4,5m
- Diện tích bể F=W/H= 500/4,5=111,11m
2
-Chiều dài hố thu nước; L=F/B=111,11/8,5=13,07 m
Chọn B=8,5 m .Chọn L=13,1
-
Kích thước bể điều hòa
-

/giờ
• a : Lưu lượng không khí cấp cho bể điều hòa a = 3,74 m
3
khí/m
3

nước thải (theo W.Wesley Eckenfelder, Industrial Water Pollution Control,
1989)
L
khí
= 125
×
3,74 = 467,5(m
3
/giờ)
4- Bể pha hóa chất
-Dùng hóa chất keo tụ ,tạo bông là phèn nhôm liều lượng dùng là 75-250
mg/l(tài liệu Trịnh Xuân Lai ,Nguyễn Trọng Dương ,Xử lý nước thải công
nghiệp) .
Chọn liều lượng dùng là 150 mg/l=150g/m
3
Lưu lượng nước cần xử lý :Q =125 m
3
/giờ
Vậy lượng hóa chất cần dùng là: V = a
×
Q=150*125=1875g/giờ
-
Dung tích bể hòa trộn
W

W
1
= 1,5(m
3
).
-
Diện tích bể pha F
1
= W
1
/1 = 1m
2
-
Kích thước bể L
×
B
×
H = 1,5
×
1
×
1
-
5- Bể trộn
-
Chọn thời gian lưu nước trong bể là 2 giờ
-
Thể tích bể trộn
W = Q
giờ

4,5
6-Bể phản ứng xoáy hình trụ kết hợp với bể lắng đứng đợt 1

● Tính toán phần bể phản ứng
- Chiều cao tính toán của vùng lắng
h
1
=V
2
×

t
Trong đó:
• t : Thời gian lắng t = 2 giờ = 7200 s
• V
2
: Vận tốc của nước trong vùng lắng (vân tốc nước dâng )
V
2
=7 mm/s = 0,7
×
10
-3
m/s.
h
1
= 0,7
×
10
-3

= 6,9 (m
2
)
SV: Th Hà-Ldh1km2Đỗ ị GVHD: Th.S :V Th Maiũ ị
-
Đường kính của bể phản ứng
d

=
b
f×
π
4
= 2,96(m)
●Tính toán phần bể lắng đứng
- Diện tích tiết diện ướt của vùng lắng

2
V
Q
F =
=49,6 (m
2
)
Trong đó
• Q : Lưu lượng nước xử lý Q = 125 m
3
/giờ
• V
2

1
: Chiều cao ống trung tâm h
1
= 4,5 m.
• h
2
: Khoảng cách từ miệng lọc của ống trung tâm đến tấm chắn hình
nón. Thường chọn h
2
= 0,25 – 0,5 m, chọn h
2
= 0,3 m.
• h
3
: Chiều cao lớp nước trung hòa h
3
= 0,3 m.
• h
4
: Chiều cao tấm chắn h
4
= 0,54 m.
• h
5
: Chiều cao lớp nước bảo vệ của bể lắng h
5
= 0,5 m.
H = 4,5 + 0,3 + 0,3 + 0,54 + 0,5 = 6,14 (m)
- Thể tích tổng cộng của bể V = S
×

R
= 56,34 %
-
Hiệu quả khử BOD
5
R
BOD
=t/a+b
×
t =34,48 %
Trong đó
• R
ss
Hiệu quả khử BOD
5
biểu thị bằng %
• a, b : Hằng số thực nghiệm chọn theo bảng 4 –5, Trịnh Xuân Lai.
Lấy a = 0,018 và b = 0,020
• t : Thời gian lưu nước t = 2 giờ
-
Lượng bùn sinh ra mỗi ngày
G=56,34%
×
456 mg/l
×
10
-6
kg/mg
×
3000m

t
R
SS
×+
=
• Lưu lượng nước thải Q = 3000 m
3
/ng.đ = 125 m
3
/giờ
• Hàm lượng BOD
5
ở nước đầu vào 298,77 mg/L
• Hàm lượng COD ở đầu vào 576,75 mg/L
• Nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn loại B
o BOD đầu ra 50 mg/L
o Cặn lơ lửng ở đầu ra SS
ra
= 60 mg/L (thấp hơn tiêu chuẩn loại B) gồm
có 65% là cặn có thể phân hủy sinh học
• Nước thải vào bể Aeroten có hàm lượng chất rắn lơ lửng bay hơi
X
o
= 0
• Tỷ số giữa lượng chất rắn lơ lửng bay hơi (MLVSS) với lượng chất
rắn lơ lửng (MLSS) có trong nước thải là 0,7
MLSS
MLVSS
= 0,7 (Độ tro của bùn hoạt tính Z = 0,3)
• Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn (tính theo chất rắn lơ lửng) 10.000

Q
e
, S, X
e

Q
r
, X
r
, S
Q
w
, X
r
Trong đó:
• Q, Q
r
, Q
w
, Q
e
: Lưu lượng nước đầu vào, lưu lượng bùn tuần hoàn,
lưu lượng bùn xả thải và lưu lượng nước đầu ra, m
3
/ngày.
• S
o
, S : Nồng độ chất nền (tính theo BOD
5
) ở đầu vào và nồng độ

o Lượng oxy cần cung cấp để oxy hóa hết lượng cặn có thể phân hủy
sinh học là:: 39 (mg/L)
×
1,42 (mg O
2
/mg tế bào) = 55,38 mg/L
Phương trình phản ứng
C
5
H
7
O
2
N + 5O
2
 5CO
2
+ 2H
2
O + NH
3
+ NL
113 mg 160 mg
1 mg 1,42 mg
- Chuyển đổi từ BOD
20
sang BOD
5
BOD
5

cd
oc
kX
SSQY
θ
θ
+
−
Trong đó
•
V : Thể tích bể Aeroten, m
3
•
Q : Lưu lượng nước dầu vào Q = 3000 m
3
/ngày
•
Y Hệ số sử dụng cực đại Y = 0,4045
•
S
o
– S = 298,77 – 12,34 = 286,43 mg/L
•
X :Nồng độ chất rắn bay hơi được duy trì trong bể Aeroten, X = 3200
(mg/L)
•
k
d
= 0,072 ngày
-1

(tính theo MLVSS)
P
x
= Y
obs

×
Q
×
(S
o
- S)
= 0,235
×
3000
×
286,43
×
10
-3
= 201,93 (kg/ngày)
Tổng lượng cặn lơ lửng sinh ra trong mỗi ngày
Ta biết
MLSS
MLVSS
= 0,7  MLSS =
7,0
MLVSS
SV: Th Hà-Ldh1km2Đỗ ị GVHD: Th.S :V Th Maiũ ị
P

XQXQ
VX
+
 Q
w
=
c
cee
X
XQVX
θ
θ−
Trong đó
•
V

: Thể tích bể Aeroten V = 631,51 m
3
•
X : Nồng độ chất rắn bay hơi trong bể Aeroten X =3200 mg/L
•
θ
c
: Thời gian lưu bùn θ
c
= 10 (ngày)
•
Q
e
: Lưu lượng nước thải ra khỏi bể lắng đợt II

r
+ X
r
Q
w
 Q
r
=
XX
QXXQ
r
wr
−
−
Q
r
= 2479,6 m3/ngày
●Tính lượng oxy cần cung cấp cho bể Aeroten
- Lượng oxy cần thiết trong điều kiện tiêu chuẩn
OC
o
=
x
P42,1
f
)SS(Q
o
−
−
SV: Th Hà-Ldh1km2Đỗ ị GVHD: Th.S :V Th Maiũ ị

L
= 2 mg/L
→ OC
t
= 1227,4 (kg O
2
/ngày)
● Kich thước của bể Aeroten
Chiều sâu chứa nước của bể h = 4 m
Chiều dài bể L =19 m
Chiều rộng bể B = 7,4 m
Chiều cao dự trữ trên mặt nước 0,5 m
Chiều cao tổng cộng của bể H = h + 0,5 = 4,5 m
Kích thước của bể :
L
×
B
×
H = 19
×
7,4
×
4,5 m
7- Bể lắng II
- Diện tích phần lắng của bể
S
lắng
=
Lt
0

L
bằng công
thức
Trong đó
o C
L
: Nồng độ cặn tại mặt cắt
o
tL
CC
2
1
=
=
5000000.10
2
1
=×
mg/L = 5000 (g/m
3
)
o V
max
= 7 m/h
o K = 600 (cặn có chỉ số thể tích bùn 50 < SVI < 150)
→ V
L
= 0,35 m/h
Vậy diện tích phần lắng của bể
S=299,53m

Q
V
×
24 =4,83 giờ
SV: Th Hà-Ldh1km2Đỗ ị GVHD: Th.S :V Th Maiũ ị
6
10
max
−
−
=
t
KC
L
eVV
- Kích thước của bể : L
×
B
×
H = 20
×
13,2
×
4,2 m
8. Ngăn chứa bùn
- Ngăn chứa bùn bao gồm 2 ngăn : ngăn chứa bùn tuần hoàn và ngăn chứa
bùn dư .Lưu lượng bùn nén ngăn chứa bùn tuần hoàn là 2504,96 m3/ngày
trong đó lượng bùn tuần hoàn là 2479,6 m3/ngày
lượng bùn chảy tràn sang ngăn chứa bùn dư là 25,36 m3/ngày ,thời gian
lưu tại ngăn chứa bùn tuần hoàn là 10 phút và thời gian lưu tại ngăn chứa

9.Bể khử trùng
-
Lượng Clo cần thiết để khử trùng nước thải
V = a
×
Q
Trong đó
• a : Liều lượng Clo hoạt tính là g=3g/m3 =3.10
-3
kg/m3
• Q : Lưu lượng nước thải cần xử lý Q=125 m
3
/giờ
V = 3
×
10
-3
×
125= 0,375 kg/giờ
-
Chọn thời gian lưu nước trong bể là 2 giờ
-
Thể tích bể điều hòa
W = Q
giôø
TB

×
T = 125
×

Lưu lượng bùn xả hang ngày từ bể lắng II : 25,36 (m
3
/ngày)
-
Hàm lượng bùn hoạt tính dư : P = 9,98 (kg/m
3
)
-
Lưu lượng nước tách ra từ bể nén bùn
q
x
=
2
21
100 P
PP
q
−
−
×
Trong đó
• P
1
: Độ ẩm ban đầu của bùn P
1
= 99,002%
• P
2
: Độ ẩm của bùn sau khi nén P
2

2
)
-
Diện tích ống trung tâm
F
2
=
2
600.3 v
q
×
Trong đó
• q : Lưu lượng nước dẫn vào bể q = 25,36 m
3
/ngày
• v
2
: Vận tốc chuyển động của bùn trong ống trung tâm v
2
= 0,1
m/s
SV: Th Hà-Ldh1km2Đỗ ị GVHD: Th.S :V Th Maiũ ị
F
2
= 0,07 (m
2
)
-
Diện tích tổng cộng của bể nén bùn
F = F

3600 = 0,00005
×
12
×
3600 = 2,16 (m)
-
Dung tích phần chứa bùn của bể
W
b
=
t
P100
P100
q
2
1
×
−
−
×
• Trong đó
• P
1
: Độ ẩm ban đầu của bùn P
1
= 99,002%
• P
2
: Độ ẩm của bùn sau khi nén P
2

5

Trong đó
• h
1
: Chiều cao phần lắng h
1
= 2,16 m
• h
2
:Ciều cao phần chứa bùn h
2
= 0,28 m
• h
3
: Chiều cao phần trung hòa, lấy h
3
= 0,3 m
• h
4
: Chiếu cao dự trữ h
4
= 0,5 m
• h
5
: Khoảng cách giữa ống trung tâm và tấm lá chắn = 0,25 m
H = 2,16 + 0,28 + 0,3 + 0,5+ 0,25 = 3,49 (m)
Chọn chiều cao bể H = 3,5 m
11- Lọc ép dây đai
-

q
b
= 0,17m
3
/h
-
Lượng cặn đã máy
Q = C
×
q
b
= 50
×
0,17 = 8,5 kg/giờ = 204 kg/ngày
-
Máy ép làm việc 8 giờ/ngày, 05 ngày/tuần khi đó lượng cặn đã nén
máy trong 1 tuần là 204
×
7 = 1428 kg. Lượng cặn đã nén trong
1h=35,625 kg/giờ
-
Chọn năng suất băng tải là 120 kg/m .Vậy chiều rộng băng tải là
b = 35,625/120= 0,3(m)
Chọn máy có chiều rộng băng tải là 0,5m và năng suất là 120 kg/giờ
SV: Th Hà-Ldh1km2Đỗ ị GVHD: Th.S :V Th Maiũ ị