ĐỒ ÁN
Nhà máy sản xuất cột thép
Huyndai – Đông Anh
1
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến thầy
giáo, TS. Vũ Đình Tiến –Trưởng bộ môn Máy và Thiết Bị Công Nghiệp Hóa
Chất – Dầu Khí – Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Thầy đã chỉ bảo tận
tình và tạo mọi điều kiện tốt đẹp nhất cho em cũng như đưa ra những lời
khuyên đúng đắn nhất trong suốt quá trình học tập và làm đồ án tốt nghiệp
của em.
Em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến toàn thể các thầy cô trong bộ
môn Máy và Thiết Bị Công Nghiệp Hóa Chất – Dầu Khí – Trường Đại Học
Bách Khoa Hà Nội, các thầy cô đã dạy dỗ chúng em tận tình và chỉ bảo cho
chúng em trong suốt quá trình em học tập tại trường, các thầy cô đã chắp
cánh, dệt lên những ước mơ của chúng em. Các thầy cô luôn là những tấm
gương sáng nhất cho chúng em noi theo và phấn đấu.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lớp Máy và Thiết Bị Công Nghiệp
Hóa Chất – Dầu Khí – K49. Mọi người đã đoàn kết thương yêu nhau, cùng
nhau vượt qua những khó khăn nhất trong học tập cũng như trong cuộc sống.
Cuối cùng con xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến bố mẹ và gia đình,
bố mẹ và gia đình luôn là điểm tựa vững chắc nhất, là nguồn an ủi động viên
lớn lao nhất cho con trong suốt cuộc đời này.
Hà Nội, tháng 5 năm 2013
Sinh viên
Lê Thị Huyền Trang
2
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU NHÀ MÁY SẢN XUẤT CỘT THÉP HUYNDAI – ĐÔNG
ANH 8
1. Giới thiệu chung 8

5. Kỹ thuật xử lý nước thải chứa crôm 36
6. Sơ đồ công nghệ xử lý chung 39
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ 40
1. Hệ thống xử lý nước thải của nguồn một và hai 40
1.2 Tính toán công nghệ 40
CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ 47
1. Bể lắng cát 47
2. Bể điều hòa 49
3. Thiết bị trung hòa 51
3.1 Thể tích thiết bị 51
3.2 Cơ cấu khuấy 52
3.3. Tính toán ổ lăn 63
3.3. Tính toán thân thùng khuấy 66
3
3.4. Đáy thùng 68
3.5. Chân đỡ 69
3.6. Nối trục 69
4. Thiết bị oxy hóa ion sắt II 70
4.1 Kích thước thiết bị 70
4.2. Tính toán trục khuấy 71
4.3. Tính toán ổ lăn 81
4.4. Tính toán thân thùng khuấy 84
4.5. Đáy thùng 86
4.6. Chân đỡ 87
4.7. Nối trục 87
5. Thiết bị đông keo tụ 88
5.1. Dung tích thiết bị 88
5.2. Tính toán cơ cấu khuấy 89
5.3.Tính toán trục 91
5.4. Tính toán ổ lăn 100

Hình V.10 Cấu tạo cánh khuấy tua bin 72
Hình V.11 Biểu đồ momen của cơ cấu khuấy 75
Hình V.12 Chuyển vị hướng kính của trục khuấy 78
HìnhV.13 Cấu tạo con lăn 82
Hình V. 14 Chân đỡ 87
Hình V. 15 Nối trục 88
Hình V.16 Cơ cấu khuấy chân vịt 89
Hình V.17 Biểu đồ lực và momen tác dụng lên trục khuấy 92
Hình V.18 Chuyển vị hướng kính của trục khuấy 97
Hình V.19 Cấu tạo con lăn 101
Hình VI.1 Bơm nước 109
Hình VI. 2 Quạt thổi khí 110
5
LỜI NÓI ĐẦU
Vấn đề ô nhiễm môi trường là vấn đề muôn thủa không chỉ của riêng
ai, riêng quốc gia nào. Ngày nay với tốc độ phát triển nhanh chóng vượt bậc
của nền khoa học công nghệ tiên tiến, vấn đề về ô nhiễm môi trường lại càng
trở nên cấp thiết và vô cùng quan trọng trong đời sống con người.
Nước ta đang trên đà hội nhập quốc tế, càng ngày càng có nhiều nhà
máy, cơ sở sản xuất, xí nghiệp công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp lớn và nhỏ
phát sinh. Điều đó tạo tiền đề phát triển kinh tế, song đây lại là mối lo ngại to
lớn về vấn đề chất phác thải, các xí nghiệp này chính là nguyên nhân ảnh
hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người nếu không chú trọng đến việc xử lý
nguồn thải ra môi trường.
Hầu hết các cơ sở sản xuất này sẽ thải ra khối lượng lớn các loại nước
thải, trong đó có rất nhiều loại nước thải vô cùng độc hại. Nếu không giải
quyết tốt vấn đề thoát nước và xử lý nước thải, sẽ gây ô nhiễm lớn và ảnh
hưởng xấu đến sức khỏe con người cũng như gây ảnh hưởng mạnh đến mọi
nền kinh tế quốc dân.
Nhà máy sản xuất cột thép Huyndai – Đông Anh Hà Nội là một trong

Lê Thị Huyền Trang
7
Đồ án tốt nghiệp Chương I: Giới thiệu chung
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU NHÀ MÁY SẢN XUẤT CỘT THÉP
HUYNDAI – ĐÔNG ANH
1. Giới thiệu chung
Công ty cơ khí Đông Anh Hà Nội được xây dựng từ năm 1979 do Liên
Xô viện trợ giúp đỡ xây dựng mang tên đầu tiên là Nhà máy thiết bị điện
Đông Anh.
Từ đó đến nay các mặt hàng truyền thống là sản xuất máy biến áp, sợi cáp
nhôm, các thiết bị điện khác, cột thép…Trên diện tích 11ha với hệ thống nhà
xưởng máy móc thiết bị khá mạnh và đầy đủ, nhà máy đã sản xuất ra nhiều
mặt hàng phục vụ đắc lực cho các ngành công nghiệp, đặc biệt là công nghệp
điện của Quốc Gia.
Ngày nay khi nền kinh tế quốc dân đang trên đà phát triển, thị trường
đòi hỏi các sản phẩm phải đạt chất lượng cao, đặc biệt là các mặt hàng xuất
khẩu. Sản phẩm cột thép phục vụ cho mạng lưới truyền tải điện đòi hỏi chất
lượng cao. Để có được sản phẩm chất lượng cao, phải đầu tư xây dựng hệ
thống sản xuất có công nghệ và thiết bị hiện đại trên dây chuyền sản xuất
khép kín. Trong bối cảnh thiếu thốn vốn đầu tư cho công nghệ và thiết bị hiện
đại, Nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh đã chọn đối tác là Công ty Công
nghệp nặng Huyndai (Hàn Quốc) liên doanh thành lập nhà máy sản xuất cột
thép xuất khẩu ngay trong mặt bằng của nhà máy liên doanh. Sản phẩm của
nhà máy chủ yếu là cột thép xuất khẩu.
Hiện nay ngành điện lực Việt nam cũng như các nước trong khu vực
được chỉnh phủ đầu tư xây dựng và phát triển mạng lưới điện rất nhiều, nhu
cầu về cột thép ngày càng tăng. Việc triển khai dự án cột thép đạt tiêu chuẩn
xuất khẩu tạo điều kiện cho công ty liên doanh có cơ hội để phát triển cả về
phương diện kĩ thuật công nghệ và trình độ quản lí kinh doanh.
SVTH: Lê Thị Huyền Trang

Đồ án tốt nghiệp Chương I. Giới thiệu chung
2.2.1 Bước 1 : Xử lý sạch bề mặt
Xử lý bề mặt là việc sau khi lắp thử, các chi tiết sắt thép được tháo rời
phân loại và đưa vào các bể làm sạch bề mặt. Làm sạch bề mặt trước khi mạ
đóng vai trò rất quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng mạ. Đầu tiên các chi
tiết sắt thép được nhúng vào bể chứa axit sunphuaric (H
2
SO
4
), có tất cả 3 bể
chứa thể tích mỗi bể là 51,3 m
3
. Bể chứa axit chứa 24 tấn nước + 10 tấn axit
sunphuric 98%. Như vậy nồng độ axit có trong bể từ 25- 28%. Nhiệt độ dung
dịch axit chứa trong bể khoảng 55
±
5
o
C. Khoảng 35 đến 40 ngày axit
sunphuric sẽ tẩy sạch các rỉ sắt (oxit sắt) trên bề mặt thép. Sau một thời gian
sử dụng nồng độ axit giảm xuống còn 8% Sau đó các chi tiết được chuyển
sang bể rửa bằng nước lạnh thể tích là 51,3 m
3
. Bể rửa bằng nước có nhiệm vụ
rửa sạch axit bám trên bề mặt chi tiết.
Sau đó các chi tiết được nhúng qua bể chứa dung dịch Clorua kẽm
ZnCl
2
và Clorua amon NH
4

Khối lượng tổng cộng các kim loại chứa trong bể mạ là 292 tấn.
Sau giai đoạn này chất thải ra môi trường chủ yếu là Fe
2+
, Zn
2+
, axit
sunphuric loãng, có thành phần: H
2
SO
4
= 8%, Fe
2+
= 1.5%, Zn
2+
= 0.6%.
2.3 Quá trình mạ nhúng kẽm
Khi nhúng sản phẩm sắt vào kẽm nóng chảy xảy ra quá trình khuếch
tán của kẽm với lớp bề mặt sắt sẽ tạo thành lớp kim loại trên bề mặt sản
phẩm phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ nóng chảy, thời gian nhúng và thành
phần hóa học của kẽm nóng chảy.
Nhiệt độ của bể kẽm nóng chảy là 445
±
5
o
C. Chì ở phần đáy lò do có tỷ
trọng cao nên có tác dụng bảo vệ đáy nồi lò mạ. Lượng nhôm trong bể có tác
dụng làm tăng tính bóng cho bề mặt sản phẩm.
Sau một thời gian nhúng nhất định, sản phẩm được làm nguội và
chuyển sang bể chứa Crom. Oxyt nhôm có tác dụng ngăn ngừa sự oxi hóa
của nhôm khi tiếp xúc với nước. Bể chứa crom với thể tích 56m

SO
4
= 8%, Fe
2+
= 1.5% , Zn
2+
= 0,6%
 Nguồn thải hai: Nước thải liên tục do rửa cột thép trước khi đưa
vào mạ:
- Lưu lượng 150m
3
/ ngày
- Thành phần Fe
2+
= 500ppm, Zn
2+
= 50ppm, PH= 2- 3
 Nguồn thải ba: Nước thải có chứa Crom, thải gián đoạn:
- Lưu lượng 30m
3
/ 10 tháng
SVTH: Lê Thị Huyền Trang
Lớp: Máy và Thiết Bị Công Nghiệp Hóa Chất – Dầu Khí K49
12
Đồ án tốt nghiệp Chương I. Giới thiệu chung
- Thành phần: Cr
6+
= 0,02%, PH = 3 – 4
Từ tính chất chung của nguồn thải trên ta thấy trong nước thải có hàm
lượng Fe

Lớp: Máy và Thiết Bị Công Nghiệp Hóa Chất – Dầu Khí K49
13
Đồ án tốt nghiệp Chương I. Giới thiệu chung
Kẽm:
o Kẽm và các hợp chất của chúng ít ảnh hưởng đến các động vật thân
nhiệt ổn định mà chỉ ảnh hưởng đến các động vật biến nhiệt. Nồng
độ kẽm trong kẽm sunfat là 0,4 mg/l gây tử vong cho cá gai trong 7
ngày. Ngoài ra có thể gây buồn nôn, nôn, phát ban, sự khử nước và
loét dạ dày.
o Nồng độ giới hạn cho phép.
Nước uống: 1 -15 mg/l theo tiêu chuẩn từng nước.
Nước tưới ruộng: 5 mg/l
Sắt:
o Nhiễm độc sắt gây viêm đa khớp dạng thấp, ung thư, táo bón, bệnh
đái đường, suy tim, bệnh viêm gan, cao huyết áp, mất ngủ…
o Đối với người và động vật có thân nhiệt ổn định, sắt ít gây độc tuy
nhiên khi nồng độ sắt cao sẽ làm cho nước có mầu vàng và mùi tanh
khó chịu.
o Với động vật biến nhiệt: Thỏ bị ngộ độc khi hàm lượng Fe là
890mg/kg thể trọng, với chuột là từ 984 – 1986mg/kg thể trọng.
o Nồng độ giới hạn cho phép.
Nước uống : 0,2 – 1,5 mg/l tuỳ thuộc tiêu chuẩn từng nước.
Nước thải: 2- 10 mg/l.
Vì vậy việc xử lý nước thải loại này có ý nghĩa rất quan trọng trong đời
sống.
SVTH: Lê Thị Huyền Trang
Lớp: Máy và Thiết Bị Công Nghiệp Hóa Chất – Dầu Khí K49
14
Đồ án tốt nghiệp Chương II. Phương pháp xử lý nước thải
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

+ R = m Me
n+
+ R
’
SVTH: Lê Thị Huyền Trang
Lớp: Máy và Thiết Bị Công Nghiệp Hóa Chất – Dầu Khí K49
15
Đồ án tốt nghiệp Chương II. Phương pháp xử lý nước thải
Me
m+
: kim loại có hóa trị +m R: tác nhân khử
Me
n+
: kim loại có hóa trị +n R
’
: chất mới(nếu có)
2. Quá trình kết tủa:
Các ion kim loại trong nước dễ bị kết tủa dưới dạng các chất không tan
như hydroxyt, muối cacbonat, muối sunfit,…Sau đó, các dạng kết tủa này
tách ra khỏi nước nhờ vào quá trình lắng, lọc. Các hóa chất được sử dụng
trong quá trình kết tủa bao gồm NaOH, Ca(OH)
2
, Na
2
CO
3
, Na
2
S,…trong đó
phổ biến nhất là Ca(OH)

, S
2-
, SO
4
2-
, PO
4
3-
,…
Hiện nay, xử lý kim loại nặng trong nước bằng phương pháp oxy hóa
khử - kết tủa được sử dụng khá phổ biến ở nước ta để xử lý nước thải của các
ngành công nghiệp cơ khí, gia công kim loại, mạ điện, chế tạo và lắp ráp ô tô,
xe máy,…Một số cơ sở sản xuất như công ty khóa Minh Khai, công ty cơ khí
dụng cụ xuất khẩu, nhà máy ô tô Toyota và moto Honda, nhà máy liên doanh
Vidamco,…cũng đang sử dụng phương pháp này để xử lý nước thải chứa kim
loại.
3. Ưu nhược điểm
 Ưu điểm:
Đơn giản, rẻ tiền, vật liệu dễ kiếm, xử lý nước thải của nhà máy có
quy mô lớn, có khả năng xử lý nhiều kim loại đồng thời.
 Nhược điểm:
SVTH: Lê Thị Huyền Trang
Lớp: Máy và Thiết Bị Công Nghiệp Hóa Chất – Dầu Khí K49
16
Đồ án tốt nghiệp Chương II. Phương pháp xử lý nước thải
Phải xử lý kết tủa khi nồng độ kết tủa trong nước thải cao, tạo nhiều
bùn thải vì vậy phải tốn thêm chi phí xử lý bùn, vì khi đó bùn thải chính
là chất thải nguy hại.
2. Phương pháp trao đổi ion
Dựa trên nguyên tắc của phương pháp trao đổi ion dùng ionit là nhựa

Quá trình trao đổi ion xảy ra như sau:
- Trao đổi cation:
n R-H + B
n+
= R
n
B + nH
+
Trong xử lý kim loại nặng thì B
n+
là các kim loại nặng như Cu
2+
, Ni
2+
, …
- Trao đổi anion:
n R-OH + B
n-
= R
n
B + nOH
-
Trong xử lý kim loại nặng thì B
n-
có thể là Cr
2
O
7
2-
. MoO

Me
+n
+ me= Me
+(n-m)
m: hóa trị của kim loại.
n: số điện tử làm thay đổi hóa trị (n>m).
Đây là phương pháp tiến hành quá trình oxy hóa khử để tách kim loại
trên các điện cực nhúng trong nước thải khi cho dòng điện một chiều qua. Các
thiết bị điện phân có thể làm việc theo chế độ liên tục hoặc gián đoạn. Hiệu
suất của quá trình phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là:
• Mật độ dòng điện (đơn vị tính là A/m
2
hoặc A/cm
2
): là tỷ số giữa cường
độ dòng điện và bề mặt điện cực.
• Điện áp của thùng điện phân (đơn vị tính là V): bao gồm điện thế phân
cực, độ sụt áp, hệ số sử dụng hữu ích điện áp,…
• Hiệu suất theo dòng (đơn vị tính là %): lượng điện cần thiết theo lý
thuyết và điện lượng chi phí thực tế.
SVTH: Lê Thị Huyền Trang
Lớp: Máy và Thiết Bị Công Nghiệp Hóa Chất – Dầu Khí K49
19
Đồ án tốt nghiệp Chương II. Phương pháp xử lý nước thải
Anot thường được làm từ các vật liệu không hòa tan khác nhau có tính
chất điện phân như: graphit, macnetit (Fe
3
O
4
), chì dioxit, mangan dioxit và

Lớp: Máy và Thiết Bị Công Nghiệp Hóa Chất – Dầu Khí K49
20
Đồ án tốt nghiệp Chương II. Phương pháp xử lý nước thải
Hiệu quả của quá trình trích ly phụ thuộc vào nhiều yếu tố: pH của
dung dịch, tỷ lệ thể tích giữa các pha, bản chất của ion kim loại cũng như bản
chất của chất trích ly.
Phương pháp trích ly được áp dụng nhiều trong đạt khoảng 80% và sau đó
có thể hoàn nguyên lại chất trích ly và thu hồi kim loại.
 Nhược điểm:
Có thể làm nhiễm bẩn nguồn nước do các dung môi hữu cơ bị tan
một phần trong nước, nên phương pháp này vẫn còn hạn chế sử dụng.
5. Phương pháp màng
Phương pháp tách bằng màng là một phương pháp hiện đại trong việc
giải quyết vấn đề nước thải công nghiệp, đặc biệt là nước thải ngành công
nghiệp cơ khí. Vật liệu làm màng có thể là chất rắn, chất hữu cơ trương nở do
dung môi và cũng có thể là chất lỏng. Hiện nay tồn tại một số phương pháp
tách màng như sau:
5.1 Thẩm thấu ngược
Tại áp suất cao, các phân tử dung môi xuyên qua được màng bán thấm,
còn đối với phân tử chất hòa tan không qua được màng sẽ ở lại và làm nồng
độ dung dịch ngày càng đậm đặc.
Các loại màng bán thấm thông dụng nhất được sử dụng là: xenlulo axetat
và các polyamit thơm.
Một số thiết bị dung trong phương pháp này là: máy lọc ép với các tấm lọc
song song, lọc ống, lọc màng bán thấm xếp thành cuộn, màng ở dạng sơ trống
rỗng.
5.2 Siêu lọc
Dùng để tách các phân tử hóa học có kích thước như dầu, các chất thải
hữu cơ…Nguyên tắc cũng giống như phương pháp thẩm thấu ngược song
hiện tượng phân cực trong siêu lọc lớn hơn thẩm thấu ngược.

Lớp: Máy và Thiết Bị Công Nghiệp Hóa Chất – Dầu Khí K49
22
Đồ án tốt nghiệp Chương II. Phương pháp xử lý nước thải
Tuy nhiên, muốn hiệu quả xử lý đạt cao nhất thì phải tiến hành phân lập và
lựa chọn kỹ lưỡng chủng loại vi sinh vật dùng để xử lý.
 Ưu điểm:
Dùng bèo và tảo có thể tách được các kim loại nặng ra khỏi nước thải với
mức độ làm sạch tương đối cao.
 Nhược điểm:
Nếu nước thải có lẫn nhiều kim loại nặng thì hiệu suất xử lý sẽ thấp hơn.
Mặt bằng cần thiết cho yêu cầu xử lý lớn. Quá trình sinh trưởng và phát triển
của sinh vật nói chung phức tạp và phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố đồng thời
cũng phải có đủ thời gian mới có thể triển khai vào thực tế.
7. Phương pháp hấp phụ
Hấp phụ trong môi trường nước là quá trình tăng nồng độ của một chất
tan (chất bị hấp phụ) trên bề mặt của một chất rắn (chất hấp phụ).
Khi chất hấp phụ đã bão hòa, người ta tiến hành nhả hấp phụ. Việc nhả hấp
phụ bao gồm 2 mục đích:
• Tái sinh vật liệu hấp phụ
• Thu hồi các cấu tử quý hiếm
Hấp phụ là một trong những phương pháp làm sạch nước thải được áp dụng
phổ biến hiện nay, có ý nghĩa rất lớn trong khoa học kỹ thuật, trong sản xuất
phục vụ đời sống.
Trong lĩnh vực công nghiệp: người ta đã tiến hành dùng than hoạt tính để tẩy
màu cho đường kính, dùng caolanh để tẩy sạch dầu mỡ và các hợp chất hữu
cơ.
Trong lĩnh vực nông nghiệp: những ứng dụng của chất hấp phụ là giữ các ion
K
+
, NH

Đối với kim loại tạo thành hydroxit lưỡng tính như Crom, kẽm , (những
hidro \xit này tan cả trong axit và kiềm ) thì thực hiện quá trình kết tủa ở pH
không cao, thông thường pH này giảm sau khi kết tủa.
Thông thường giá trị pH giảm sau khi kết tủa nguyên nhân do:
SVTH: Lê Thị Huyền Trang
Lớp: Máy và Thiết Bị Công Nghiệp Hóa Chất – Dầu Khí K49
24
Đồ án tốt nghiệp Chương II. Phương pháp xử lý nước thải
- Trong quá trình kết tủa tạo thành các hydroxyt kim loại hay muối kiềm
khó tan, hàm lượng ion hydroxyt giảm(OH-).
- Hấp thụ các chất trung hòa vào các bông cặn hydroxyt kim loại có bề mặt
lớn.
- Nêu trong dung dịch có mặt hợp chất Fe
2+
thì Fe
2+
sẽ bị oxy hóa bởi O
2
tan
trong nước tạo thành ion hydro H
+
theo phản ứng:
Như vậy đối với phương pháp kế tủa pH đóng vai trò rất quan trọng. Khi
xử lý nước thải chứa kim loại nặng cần trọn tác nhân trung hòa và điều chỉnh
ở pH thích hợp. Nước thải chứa kim loại nặng cần xử lý tại nguồn để thu hồi
kim loại tạo cơ hội cho tuần hoàn nước và giảm lượng kim loại trong dòng
thải trước khi đưa vào trạm xử lý tập trung.
SVTH: Lê Thị Huyền Trang
Lớp: Máy và Thiết Bị Công Nghiệp Hóa Chất – Dầu Khí K49
25