Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG
Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai
7.1 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG
TY GIẤY TÂN MAI
Dựa vào kết quả nghiên cứu ở Chương 5 và Chương 6, có thể đề xuất công nghệ xử lý
nước thải Công ty giấy Tân Mai như sau :
7.1.1 THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
• Nước thải công đoạn xeo giấy (Công đoạn A)
Nước thải từ công đoạn xeo giấy được dẫn đến hố thu sau khi đi qua song chắn rác. Tại
đây, nước thải được bơm đến bể điều hòa để ổn đònh lưu lượng và nồng độ trước khi vào bể lắng.
Bột giấy trong nước thải xeo có khả năng lắng tốt nên phần lớn bột giấy được thu hồi tại bể lắng
để tái sử dụng, nước thải tiếp tục được dẫn đến các công trình xử lý sinh học phía sau.
• Nước thải từ công đoạn sản xuất bột giấy (Công đoạn B)
Nước thải từ công đoạn sản xuất bột giấy sau khi đi qua song chắn rác đến hố thu nước sẽ
được bơm đến bể điều hòa để ổn đònh lưu lượng và nồng độ. Tiếp theo, nước thải được đưa đến bể
trộn đứng. Tại đây, nước thải được hòa trộn đều với các chất keo tụ (phèn sắt, PAC, ) trước khi
được dẫn vào bể phản ứng xoáy hình trụ kết hợp bể lắng đứng – là nơi diễn ra các phản ứng hóa
học tạo thành các bông cặn có khả năng lắng tốt, đồng thời cũng là nơi diễn ra quá trình lắng tách
các bông cặn này khỏi nước thải. Cặn lắng phần lớn là bột giấy được thu hồi để tái sử dụng, còn
nước thải được hòa dòng với nước thải sau lắng của công đoạn xeo để tiếp tục được xử lý sinh học
ở các công trình đơn vò phía sau.
Sau khi qua một số bước xử lý riêng nước thải từ cả hai công đoạn sản xuất được hòa trộn
với nhau và được điều chỉnh pH trước khi đưa đến bể aeroten. Nước thải sau khi qua bể aeroten
được dẫn đến bể lắng 2 để loại bỏ bùn hoạt tính. Sau đó nước thải được khử trùng trước khi thải ra
nguồn tiếp nhận nhằm loại bỏ các mầm bệnh có trong nước thải. Bùn hoạt tính từ bể lắng một
phần được tuần hoàn trở lại bể aeroten để duy trì ổn đònh mật độ vi sinh vật, một phần dư được xả
bỏ. Bùn dư được dẫn qua bể nén bùn và lọc ép dây đai để giảm độ ẩm, bùn sau xử lý có thể được
sử dụng làm phân bón.
7.1.2 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ (xem trang sau)
SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 83
Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG

• P – PO
4
3-
= 1,21 mg/L
• SS = 653,33 mg/L
• pH = 6,3 – 7,2
• Nhiệt độ = 30
0
C
B. Nước thải công đoạn sản xuất bột giấy CTMP tại Công ty giấy Tân Mai
• Q
ngày
TB
= 2.500 m
3
/ngày
• Q
giờ
TB
= 104,2 m
3
/giờ
• Q
giờ
max
= 138 m
3
/giờ
• BOD
5

Giúp các công trình đơn vò phía sau không phải thiết kế âm sâu trong đất.
b. Tính toán
- Thời gian lưu t = 10 phút
- Thể tích hố thu nước
6024
×
×
=
t
TB
ngày
Q
V
=
6024
10500.7
×
×
= 52,08 (m
3
)
- Kích thước hố thu nước L
×
B
×
H = 4,2
×
4,2
×
3,0 m


= 0,1167 (m
3
/s)
- Các thông số của mương dẫn nước thải từ công đoạn xeo giấy đến trước song chắn rác
• Lưu lượng q
max
s
= 0,1167 m
3
/s.
• Độ dốc i = 0,008.
SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 85
Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG
Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai
• Chiều ngang B = 0,5 m.
• Vận tốc v
max
= 0,8 m/s.
• Độ đầy h = 0,3 m.
- Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy mương dẫn h = h
max
= 0,3 m.
- Số khe hở của song chắn rác
n =
0
max
K
hbV
q

= 31,9
Chọn n = 32 khe hở.
- Chiều rộng của song chắn rác
B
s
= S
×
(n –1) + b
×
n
Trong đó :
• S : Chiều dày song chắn S = 0,008 m.
• n : Số khe hở của song chắn rác n = 32 khe
• b : Khoảng cách giữa các khe hở b = 16 mm = 0,016 m
B
s
= 0,008
×
(32 –1) + 0,016
×
32 = 0,76 (m)
Chọn B
s
= 0,8 m.
- Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn, ứng với lưu lượng
nước thải q = 0,1167 m
3
/s vận tốc này không nhỏ hơn 0,4 m/s
V
kt

= 0,8 m/s.
• K : Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn. K = 2 – 3. Chọn
K = 2.
• ξ : Hệ số sức cản cục bộ của song chắn
ξ =
αβ
sin
3
4
×






×
b
S
=
0
3
4
60sin
016,0
008,0
42,2
×



=
×
−
0
202 tg
BB
s
=
×
−
0
202
5,08,0
tg
0,41 (m)
- Chiều dài ngăn đoạn thu hẹp sau song chắn
l
2
=
2
1
l
= 0,205 (m)
- Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác
L = l
1
+ l
2
+ 1,085 = 0,41 + 0,205 + 1,085 = 1,7 (m)
- Chiều cao xây dựng ngăn đặt song chắn rác

5,3 m.
- Lưu lượng không khí cần cung cấp cho bể điều hòa
L
khí
= Q
giờ
TB

×
a
Trong đó
• Q
giờ
TB
: Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ Q
giờ
TB
= 312,5 m
3
/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
= 312,5
×

ống
ống
××
×
=
3.600π
4
××
×
10
875,116
= 0,064 (m) = 64 (mm)
Chọn ống φ = 60 (mm)
- Đường kính các lỗ 2 – 5 mm. Chọn d
lỗ
= 4 mm = 0,004 m.
- Vận tốc khí qua lỗ 5 – 20 m/s. Chọn v
lỗ
= 15 m/s.
- Lưu lượng khí qua một lỗ
q
lỗ
= v
lỗ
×

4
dπ
2
lỗ

172
= 14,3 (lỗ/m)
Chọn n = 15 lỗ/m ống.
 Tính toán máy thổi khí
- Áp lực cần thiết của máy thổi khí
H
m
= h
l
+ H
Trong đó
• h
l
: Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển h
l
= 0,4 m
• H : Độ sâu ngập nước của ống H = 5 m
H
m
= 0,4 + 5 = 5,4 (m)
Chọn H
m
= 5,4 m = 0,54 atm

- Năng suất yêu cầu
L
khí
= 312,5
×
3,74 = 1168,75 (m

0,283
1
21
Trong đó
• P
máy
: Công suất yêu cầu của máy nén khí, kW
• G : Trọng lượng của dòng không khí, kg/s
G = L
khí

×
ρ
khí
= 0,325
×
1,3 = 0,4225 kg/s
• R : Hằng số khí R = 8,314 KJ/K.mol
o
K
• T
1
: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T
1
= 273 + 25 = 298
o
K
• P
1
: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P

−






××
××
1
1
54,1
7,0283,07,29
298314,84225,0
283.0
= 23,12 (kW)
7.2.1.4 Bể lắng đợt 1A
a. Chức năng
Dùng để tách các chất lơ lửng có khả năng lắng được dưới tác dụng của trọng lực.
b. Tính toán
- Chọn loại bể lắng ly tâm, có mặt bằng hình tròn.
- Lưu lượng nước thải xử lý Q
ng
TB
= 7500 m
3
/ngày
- Tổng chiều cao vùng lắng h
l
= 3,5 m (Chọn theo bảng 4-4, Trònh Xuân Lai - Tính toán thiết kế

4

Trong đó
• f
tt
: Diện tích tiết diện buồng phân phối trung tâm, với đường kính buồng phân phối
trung tâm : d
tt
= (15÷20%) D
bể
( theo Trònh Xuân Lai - Tính toán thiết kế các công
trình xử lý nước thải). Chọn d
tt
= 20% D
bể
.
f
tt
=
4
)(
4
2
2
bể
0,2D
×
=
×
π

2
)
- Xác đònh lại tải trọng bề mặt của bể theo Q
giờ
TB
U
0
TB
=
l
F
Q 24
×
=
96,200
245,312
×
= 37,32 (m
3
/m
2
.ngày)
Giá trò này nằm trong khoảng cho phép 31 – 50 m
3
/m
2
ngày
SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 89
Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG
Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai

h
c
=
2
bể
D
×
0,1 = 8
×
0,1 = 0,8 (m)
- Chiều cao dự trữ trên mặt thoáng h
dt
= 0,3 (m)
- Chiều cao tổng cộng của toàn bộ bể
H
bể
= h
l
+ h
dt
= 3,8 (m)
- Thể tích phần công tác của bể
V
ct
=
4
2
bể
D
×

2
3,8 = 763,65 (m
3
)
- Thời gian lưu nước trong bể lắng
t =
TB
ng
ct
Q
V
=
×
7500
36,703
24 = 2,25 (giờ)
- Vận tốc giới hạn trong vùng lắng
( )
21
18
/
H
f
gdk
V












××−××
−
= 0,0686 (m/s)
- Vận tốc nước chảy trong vùng lắng ứng với Q
h
max

v
max
=
3600)(
4
2
max
××
×
bể
D
Q
h
π
=
36001614,3
4204

24,50
7500
= 149,28 (m
3
/m.ngày)
- Xác đònh hiệu quả khử BOD
5
và SS
R =
tba
t
×+
Trong đó
• t : Thời gian lưu nước t = 2,25 (giờ)
• a,b : Các hằng số thực nghiệm (Chọn theo bảng 4 – 5 Tính toán thiết kế các công
trình xử lý nước thải – Trònh Xuân Lai). Đối với BOD
5
thì a = 0,018 ; b = 0,020 ; đối
với SS thì a = 0,0075 ; b = 0,014.
R
BOD
=
25,2020,0018,0
25,2
×+
= 35,71%
R
SS
=
25,2014,00075,0

57,69
G
3
3
8,2826
71033,653
6
=
××××=
−
mg
kg
Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG
Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai
80
2826,8
V
bùn
=
= 35,335 (m
3
/ngày)
7.2.2 NƯỚC THẢI TỪ CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT BỘT GIẤY CTMP TẠI CÔNG TY GIẤY
TÂN MAI
7.2.2.1 Hố thu nước B
a. Chức năng
Giúp các công trình đơn vò phía sau không phải thiết kế âm sâu trong đất.
b. Tính toán
- Thời gian lưu t = 10 phút
- Thể tích hố thu nước

/ngày = 0,0289 m
3
/s
• Cột áp bơm H = 8 m
• Công suất bơm
N =
η
ρ
1000
gHQ
=
8,01000
881,910000289,0
×
×××
= 2,835 (kW)
η :hiệu suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93 tra bảng ta có η = 0,8
7.2.2.2 Song chắn rác B
a. Chức năng
Giữ lại các thành phần rác có kích thước lớn như : vải vụn, vỏ đồ hộp, lá cây, bao nilông,
đá cuội,…Nhờ đó tránh làm tắt bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng nhằm đảm
bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải.
b. Tính toán
- Lưu lượng nước thải vận chuyển qua song chắn rác q
max
s

= 0,038 m
3
/s

• q
max
s
: Lưu lượng lớn nhất giây q
max
s

= 0,038 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
max
= 0,15 m.
• V : Vận tốc nước chảy qua song chắn V = 0,8 m/s
• K
0
: Hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy do hệ thống cản rác K
0
= 1,05.
n =
05,1
15,0016,08,0
038,0
×
××
= 20,8
Chọn n = 21 khe hở.
- Chiều rộng của song chắn rác
B

×
=
15,05,0
038,0
×
= 0,507 (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 ứng với lưu lượng lớn nhất
V
max
= 0,85 m/s.
• K : Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn. K = 2 – 3. Chọn
K = 2.
• ξ : Hệ số sức cản cục bộ của song chắn

×
= 0,832
Trong đó :
o β : Hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh. Tiết diện chữ nhật β = 2,42.
o α : Góc nghiêng đặt song chắn so với phương ngang α = 60
0
.
h
s
=
2
81,92
85,0
832,0
2
×
×
×
= 0,061 (m)
- Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn
SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 93
Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG
Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai
l
1
=
=
×
−
0

7.2.2.3 Bể điều hòa B
a. Chức năng
Điều hòa lưu lượng và nồng độ chất hữu cơ; tránh cặn lắng; và làm thoáng sơ bộ qua đó
ôxy hóa sinh hóa một phần các chất bẩn hữu cơ.
b. Tính toán
- Từ các số liệu về lưu lượng nước thải theo giờ tại Công ty giấy Tân Mai, chọn thời gian lưu
nước trong bể điều hòa là T = 4 giờ (theo W.Wesley Eckenfelder, Industrial Water
Pollution Control, 1989).
- Thể tích bể điều hòa
W = Q
giờ
TB

×
T = 104,2
×
4 = 416,8 (m
3
)
- Kích thước bể điều hòa L
×
B
×
H = 12
×
6,6
×
5,3 m.
- Lưu lượng không khí cần cung cấp cho bể điều hòa
L

- Khí được cung cấp bằng hệ thống ống PVC có đục lỗ, mỗi ngăn bao gồm 3 ống đặt dọc
theo chiều dài bể (12m), các ống cách nhau 2,2 m.
- Lưu lượng khí trong mỗi ống
q
ống
=
3
khi
L
=
3
7,389
= 129,9 (m
3
/giờ)
- Vận tốc khí trong ống 10 – 15 m/s. Chọn v
ống
= 10 m/s.
- Đường kính ống dẫn khí
d
ống
=
3.600v
q4
ống
ống
××
×
π
=


×

4
0,004π
2
×

×
3600 = 0,678 m
3
/giờ
- Số lỗ trên một ống
N =
lỗ
ống
q
q
=
678,0
9,129
= 192 (lỗ)
- Số lỗ trên 1m dài ống
n =
12
N
=
12
192
= 16 (lỗ/m ống)

/s
- Công suất của máy thổi khí
P
máy
=








−








1
p
p
29,7ne
GRT
0,283
1
21

2
: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P
2
= H
m
+ 1 =1,54 atm
• n =
K
K 1
−
= 0,283 (K = 1,395 đối với không khí)
• 29,7 : Hệ số chuyển đổi
• e : Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7
Vậy P
máy
=








−






3
/s.
• v
d
: Vận tốc nước dâng v
d
= 0,025 m/s.
025,0
029,0
=
t
f
= 1,16 (m
2
)
- Chọn bể trộn hình vuông, chiều dài mỗi cạnh hình vuông
tt
fb
=
=
16,1
= 1,077 (m)
Chọn chiều dài hình vuông là b
t
= 1,1 m.
- Chọn đường kính ống dẫn nước nguồn vào bể D = 168 mm. Kiểm tra lại vận tốc dòng nước
đưa vào phía đáy v
d
= 1 – 1,5 m/s
2

h
d
=
×
2
1
(b
t
– b
d
)
×
cotg
2
40
0
Trong đó
• b
t
: Chiều rộng phần trên của bể b
t
= 1,1 m.
• b
d
: Chiều rộng phần đáy của bể b
d
= 0,18 m.
h
d
=

.
• h
d
: Chiều cao phần hình chóp đáy bể h
d
= 1,26 m.
( )
0324,021,10324,021,126,1
3
1
×++××=
d
W
= 0,6 (m
3
)
SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 96
Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG
Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai
- Thời gian lưu nước trong bể t = 1,5 phút = 90 s
- Thể tích toàn phần của bể
W =
tQ
×
= 0,029
×
90 = 2,61 (m
3
)
- Thể tích phần trên (phần hình hộp) của bể

t
: Chiều cao phần trên của bể h
t
= 1,66 m.
• h
d
: Chiều cao phần hình chóp đáy bể h
d
= 1,26 m.
• 0,28 : Chiều cao dự trữ tính theo m.
H = 1,66 + 1,26 + 0,28 = 3,2 (m)
- Nước được thu bằng máng vòng có lỗ ngập trong nước. Nước chảy trong máng đến chỗ ống
dẫn nước ra khỏi bể theo hai hướng ngược chiều nhau, do đó lưu lượng nước tính toán của
bể
q
m
=
=
2
Q

=
2
029,0
0,0145 (m
3
/s)
- Diện tích tiết diện máng
f
m

- Chiều cao lớp nước tính toán trong máng
h
m
=
16,0
024,0
=
m
m
b
f
= 0,15 (m)
- Độ dốc của máng về phía ống tháo nước ra i = 0,02.
- Tổng diện tích các lỗ ngập thu nước ở thành máng
∑f
l
=
l
v
Q

Trong đó
• Q : Lưu lượng nước xử lý Q = 0,029 m
3
/s.
SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 97