›
›

Khóa luận Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia, công suất 500m3/ngày đêm - Bùi Thị Vụ

pdf 92 trang huongle 1270
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia, công suất 500m3/ngày đêm - Bùi Thị Vụ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_tinh_toan_thiet_ke_he_thong_xu_ly_nuoc_thai_san_xu.pdf

Nội dung text: Khóa luận Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia, công suất 500m3/ngày đêm - Bùi Thị Vụ

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG ISO 9001 : 2008 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: Ngƣời hƣớng dẫn : ThS. Bùi Thị Vụ Sinh viên : Phạm Thị Nguyệt HẢI PHÕNG - 2012
  2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI SẢN XUẤT BIA, CƠNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: Ngƣời hƣớng dẫn : ThS. Bùi Thị Vụ Sinh viên : Phạm Thị Nguyệt HẢI PHỊNG – 2012
  3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Phạm Thị Nguyệt Mã số: 120822 Lớp: MT1202 Ngành: M Tên đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia, cơng suất 500m3/ngày đêm
  4. NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính tốn và các bản vẽ). 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn. 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp.
  5. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ và tên: Học hàm, học vị: Cơ quan cơng tác: Nội dung hướng dẫn: Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ và tên: Học hàm, học vị: Cơ quan cơng tác: Nội dung hướng dẫn: Đề tài tốt nghiệp được giao ngày tháng năm 2012 Yêu cầu phải hồn thành xong trước ngày tháng năm 2012 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Hải Phịng, ngày tháng năm 2012 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị
  6. PHẦN NHẬN XÉT TĨM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp: 2. Đánh giá chất lƣợng của khĩa luận (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T. T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu ): 3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn (ghi cả số và chữ): Hải Phịng, ngày tháng năm 2012 Cán bộ hƣớng dẫn (họ tên và chữ ký)
  7. LỜI CẢM ƠN Với lịng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ Bùi Thị Vụ - Bộ mơn Kỹ thuật Mơi trường Đại học Dân lập Hải Phịng đã định hướng, tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện và hồn thành khĩa luận tốt nghiệp này. Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cơ trong Khoa Mơi trường và tồn thể các thầy cơ đã dạy em trong suốt khĩa học tại trường ĐHDL Hải Phịng. Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân đã động viên và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học và làm khĩa luận. Việc thực hiện khĩa luận là bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, do thời gian và trình độ cĩ hạn nên bài khĩa luận của em khơng tránh khỏi những thiếu sĩt, rất mong được các thầy cơ giáo và các bạn gĩp ý để bài khĩa luận của em được hồn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phịng, tháng 7 năm 2012 Sinh viên
  8. MỤC LỤC 1 Chƣơng 1 2 1.1. Tổng quan về tình hình sản xuất bia 2 1.1.1. Tình hình sản xuất bia trên thế giới 2 1.1.2. Tình hình sản xuấ 3 1.2. Cơng nghệ sản xuất bia 5 6 6 6 6 1.2.5. Lên men 7 7 2 7 1.3. Hiện trạng mơi trườ 7 1.3.1. Hiện trạng về 7 1.3.2. Hiện trạng về 10 1.3.3. Hiện trạng về 10 Chƣơng 2 12 12 12 13 13 14 14 14 15 15 16 16 17 17 17 – 18
  9. 18 2.4 19 2.4 19 2.4 22 Chƣơng 3 26 3.1. Cơ sở lựa chọn cơng nghệ xử lý nước thải sản xuất bia 26 3.2. Các thơng số thiết kế và yêu cầu xử lý 26 3.2.1. Đặc trưng nước thải của cơ sở lựa chọn thiết kế 26 3.2.2. Yêu cầu xử lý 27 3.3. Các phương án cơng nghệ đề xuất xử lý nước thải sản xuất bia 27 1 27 28 29 29 2 29 30 m 31 31 31 Chƣơng 4 – 32 4.1. S 32 32 32 4.2. B 34 34 34 4.3. B 37 37 37 4.4. B 1 40 40 1 41 4.5. B 45 45 SB 45
  10. Aeroten 53 53 4.6.2 54 4.6.3 57 4.6.4 58 4.6.5 59 4.7. B 2 63 63 2 63 68 clo 68 69 4.9. B 69 70 70 4.10. M 72 72 72 Chƣơng 5 74 74 ệ thống 75 75 76 76 76 1m3 76 và kiến nghị 77 79
  11. DANH MỤC BẢNG 9 9 11 27 41 56 74 75 76
  12. DANH MỤC HÌNH (2004) 2 5 12 13 14 1 28 2 30 34 4.2. 36 38 38 1 44 1 44 4.7 45 4.8. 48 4.9. 49 4.10. 51 h 4.11. 53 4.12. 57 63 63 2 68 2 68 71 . 72
  13. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT COD (Chemical Oxigen Demand): nhu cầu oxi hĩa học BOD (Biochemical Oxigen Demand): nhu cầu oxi sinh hố VSS (Volatile Suspended + NH4 : Amoni QCVN: quy chuẩn Việt Nam UASB (Upflow Anaerobic Slude Blanket
  14. Sản xuất bia là ngành đồ uống nên trong quá trình sản xuất phải sử dụng rất nhiều nước. Nguyên liệu cho sản xuất bia bao gồm malt, gạo. Nguyên liệu này được nghiền nhỏ sau đĩ đưa vào chế biến dịch đường. Trong quá trình nấu, nước được sử dụng nhiề nấu, cung cấp cho lị hơi để sản xuất hơi nước phục vụ cơng nghệ, nước dùng làm mát các máy mĩc thiết bị. Nước dùng trong các quá trình sản xuất để chuyển thành sản phẩm hoặc dùng ở dạng hơi thì hầu như khơng bị thải bỏ hoặc thải rất ít. Nước thải trong sản xuất bia chủ yếu phát sinh từ quá trình rửa, vệ sinh máy mĩc thiết bị và vệ sinh nhà xưởng, chủ yếu tập trung ở các khu vực lên men, lọc bia và chiết sản phẩm. Với đặc thù của sản xuất bia địi hỏi phải sử dụng lượng nước rửa và vệ sinh khá lớn. Thực tế cho thấy, đặc tính chung của nước thải trong sản xuất bia là chứa nhiều chất gây ơ nhiễm với chủ yếu các chất hữu cơ hịa tan và dạng keo, chất rắn ở dạng lắng và lơ lửng, một số chất vơ cơ hịa tan, hợp chất nitơ và phốt pho. Tất cả các chất gây ơ nhiễm cĩ trong nước thải đều từ các thành phần như bã malt, cặn lắng trong dịch đường lên men, các hạt trợ lọc trong khâu lọc bia, xác men thải khi rửa thùng lên men, bia thất thốt cùng nước thải trong khâu chiết và khâu làm nguội chai sau khi thanh trùng. Nước thải bia chứa nhiều chất dễ phân hủy sinh học nên cĩ màu nâu thẫm. Nước thải một số cĩ độ pH khác nhau nhiều, thường nước thải trong quá trình lên men cĩ tính axít, nước thải rửa chai cĩ tính kiềm. Hàm lượng oxi hịa tan trong nước thải của nhà máy bia rất thấp. Nhu cầu oxi sinh học BOD và hĩa học COD đều rất cao, vượt quá tiêu chuẩn thải nhiều lần. Với các chỉ số gây ơ nhiễm như trên và hệ thống xử lý nước khơng đảm bảo nên chất lượng nước thải sau khi xử lý khơng đạt tiêu chuẩn thải, gây ơ nhiễm mơi trường . Do đĩ, việc tính tốn và thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia là vấn đề cấp thiết cho quá trình phát triển ngành sản xuất uống của Việt Nam hiện nay. trên, “ – 500m3 đêm” . – MT1202 1
  15. CHƢƠNG 1. 1.1. Tổng quan về tình hình sản xuất bia [10] 1.1.1. Tình hình sản xuất bia trên thế giới [10] 100 / / /năm. trong năm 2004 như sau: /năm 144.296 hecto 150.392 hecto 11,2%. (2004) [Ng - ] . – MT1202 2
  16. 22,2%/năm, Malaysia 21,7%/năm - - ). bia tăng 1230 t 1 20% . 2003. . , . 1.1.2. Tình hình sản xuấ [8] - - NGK như /năm. - /năm. : n , /năm – MT1202 3
  17. , . , 98%. – u – NGK /năm. . – MT1202 4
  18. 1.2 [8] M alt Gạo Nước cấp cho Nước cấ p sản xuất – CO2 Hơi nĩng Xút 2 , lon Nước thải 1.2. [8] – MT1202 5
  19.  : Các cơng đoạn chính của cơng nghiệp sản xuất bia bao gồm: ( , 770 1000C. Malt 370C . 1.2.2. 660 760 760 . . malt malt. 1.2.3. Mục đích của quá trình : - Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa vào dịch đường để tạo cho bia cĩ hương vị đặc trưng. - Polyphenol, chất đắng là những chất cĩ sức căng bề mặt lớn, chúng tham gia vào quá trình tạo bọt và giữ bọt cho bia. - Quá trình đun hoa cịn mang lại khả năng thanh trùng dịch đường tiêu diệt các vi sinh vật tạp nhiễm. 100 . Nước nha từ nồi nấu cĩ nhiệt độ xấp xỉ 100oC được làm lạnh tới nhiệt độ thích hợp của quá trình lên men, ở nhiệt độ vào khoảng 10 – 16oC : giai đoạn 1 dùng nước lạnh hạ nhiệt độ xuống chừng 60oC và giai đoạn 2 dùng tác nhân lạnh glycol để hạ nhiệt độ xuống cịn chừng 14oC. – MT1202 6
  20. 1.2.5. Lên men , đây là quá trình quan trọng trong sản xuất bia. . : - : chuyển đường trong dịch đã được houblon hĩa thành rượu, CO2, glyxerin, rượu bậc cao, axit hữu cơ, este dưới tác dụng của nấm men. - : ổn định các thành phần của bia, tăng độ bền keo của bia, hình thành các sản phẩm phụ tạo hương vị hài hịa cho bia, tạo bọt, ức chế vi sinh vật cĩ hại phát triển Quá trình lên men nhờ tác dụng của men giống để chuyển hố đường thành alcol etylic và khí cacbonic: Nhiệt độ duy trì trong giai đoạn lên men chính (6 đến 10 ngày) từ 8 đến 10oC. Sau đĩ tiếp tục thực hiện giai đoạn lên men phụ bằng cách hạ nhiệt độ của bia non xuống 1 đến 3oC và áp suất 0,5 đến 1 at trong thời gian 14 ngày cho bia hơi và 21 ngày cho bia đĩng chai, lon. Quá trình lên men phụ diễn ra chậm và thời gian dài giúp cho các cặn lắng, làm trong bia và bão hồ CO2, làm tăng chất lượng và độ bền của bia. Nấm men tách ra, một phần được phục hồi làm men giống, một phần thải cĩ thể làm thức ăn gia súc. Hạ nhiệt độ của bia non để thực hiện giai đoạn lên men phụ cĩ thể dùng tác nhân làm lạnh glycol. : bia sau khi lên men đã được làm trong tự nhiên (nhờ quá trình lắng khi lên men phụ) nhưng chưa đạt mức độ cần thiết. Do đĩ, cần phải lọc tiếp để loại bỏ hồn tồn cặn, kết tủa , tăng độ bền của bia, tăng giá trị cảm quan, ổn định các thành phần cơ học Bia sau lọc được bơm sang các tank chứa bia trong để ổn định và bão hịa CO2. 1.2.7. 2 Trước khi chiết chai, bia được bão hồ CO2 bằng khí CO2 thu được từ quá trình lên men chứa trong bình áp suất. Các dụng cụ chứa bia (chai, lon, két) phải được rửa, thanh trùng đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, sau đĩ thực hiện quá trình chiết chai tuân theo nguyên tắc chiết đẳng áp, ở điều kiện chân khơng để đảm bảo chất lượng trong thời gian bảo hành. 1.3. Hiện trạng mơi trƣờ 1.3.1. Hiện trạng về [4,8] – MT1202 7
  21. - , . cao ( : CaCO3, CaSO4, NaOH, Na2CO3 . 6 - 20 m3 . . . : - . - - , , - . - (1÷ , r . 0, 1.1 – MT1202 8
  22. [4] , mg/l Cao COD 810 4480 2490 BOD5 330 3850 1723 + Nito ( NH4 ) 2.05 6.15 4.0 7.9 32.0 12.8 Cu 0.11 2.0 0.52 Zn 0.20 0.54 0.35 AOX 0.10 0.23 0.17 ] 11,2 0,5 . . Trong . – – 1.2. BOD 5 COD (mg/l) ∑ N (mg/l) ∑ P (mg/l) (m3 ) (mg/l) 0,25 – 0,6 1100 - 1500 1800 - 3000 30 - 100 10 - 30 0,38 1013 - 7775 22 – 1069 0,8 - 113 [ ] . BOD5 . – MT1202 9
  23. BOD5 – – , cho . 3,33 – 35,63 5- 18,8 . . 1.3.2. Hiện trạng về [4] : - . - 2, NOx, SO2 ). - 2 2. - . - : R12, R22, NH3 . - quanh. 1.3.3. Hiện trạng về [4] . : - . - . - te . - . – MT1202 10
  24. 1.3 bia kg 21-27 kg 3-4 chai 0,9 , gây kg 0,3-0,4 kg 1,5 kg 0,2-0,6 Plastic kg - kg - ] – MT1202 11
  25. CHƢƠNG 2. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI [7] Nước thải cĩ thành phần hết sức phức tạp. Trong nước thải khơng chỉ chứa các thành phần hố học tan, các vi sinh vật, mà cịn chứa các chất khơng tan. Các chất khơng hồ tan cĩ thể cĩ kích thước nhỏ và cĩ thể cĩ kích thước lớn. Người ra dựa vào kích thước và tỷ trọng của chúng để loại chúng ra khỏi mơi trường nước, trước khi áp dụng các phương pháp hố lý hoặc các phương pháp sinh học. Các vật chất cĩ kích thước lớn như cành cây, bao bì chất dẻo, giấy, giẻ rách, cát, sỏi và cả những giọt dầu, mỡ. Ngồi ra, vật chất khơng tan cịn nằm ở dạng lơ lửng hoặc ở dạng huyền phù. Tuỳ theo kích thước và tính chất đặc trưng của từng loại mà người ta đưa ra những phương pháp thích hợp để loại chúng ra khỏi mơi trường nước. Những phương pháp loại các chất rắn cĩ kích thước lớn và tỷ trọng lớn trong nước được gọi chung là phương pháp cơ học. Phương pháp xử lý cơ học cĩ thể loại bỏ được đến 60% các tạp chất khơng tan cĩ trong nước thải và giảm 20% BOD. 2.1.1. Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bẩn cĩ kích thước lớn hay ở dạng sợi: giấy, rau, cỏ, rác được gọi chung là rác. Rác được chuyển tới máy nghiền để nghiền nhỏ, sau đĩ được chuyển tới bể phân hủy cặn (bể mêtan). Đối với các tạp chất < 5 mm thường dùng lưới chắn rác. Cấu tạo của thanh chắn rác gồm các thanh kim loại tiết diện hình chữ nhật, hình trịn hoặc bầu dục Song chắn rác được chia làm 2 loại: di động cố định, cĩ thể thu gom rác bằng thủ cơng hoặc cơ khí. Song chắn rác được đặt nghiêng một gĩc 60 – 90 0 theo hướng dịng chảy. 2.1. S – MT1202 12
  26. Bể tách dầu mỡ thường được ứng dụng trong xử lý nước thải cơng nghiệp cĩ chứa dầu mỡ, các chất nhẹ hơn nước và các dạng chất nổi khác. Đối với nước thải sinh hoạt, do hàm lượng dầu mỡ và các chất nổi khơng lớn cho nên cĩ thể thực hiện việc tách chúng ngay ở bể lắng đợt một nhờ các thanh gạt thu hồi dầu mỡ, chất nổi trên bề mặt bể lắng. Bể lắng cát dùng để tách các chất bẩn vơ cơ cĩ trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so với trọng lượng riêng của nước như xỉ than, cát ra khỏi nước thải. Thơng thường cặn lắng cĩ đường kính hạt khoảng 0,25 mm (tương đương độ lớn thuỷ lực là 24,5) chiếm 60% tổng số các hạt cặn cĩ trong nước thải. Theo chiều dịng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng. Trong bể lắng ngang, dịng nước chảy theo phương ngang hoặc vịng qua bể với vận tốc lớn nhất Vmax = 0,3 m/s, vận tốc nhỏ nhất Vmin = 0,15 m/s và thời gian lưu nước từ 30 – 60 giây. Đối với bể lắng đứng, nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên với vận tốc nước dâng từ 3 – 3,7 m/s, vận tốc nước chảy trong máng thu (xung quanh bể) khoảng 0,4 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động trong khoảng 2 - 3,5 phút. Cát trong bể lắng được tập trung về hố thu hoặc mương thu cát dưới đáy, lấy cát ra khỏi bể cĩ thể bằng thủ cơng (nếu lượng cát 0,5 m3/ngày đêm). Cát từ bể lắng cát được đưa đi phơi khơ ở sân phơi và cát khơ thường được sử dụng lại cho mục đích xây dựng. 2.2. – MT1202 13
  27. Bể lắng làm nhiệm vụ tách các chất lơ lửng cịn lại trong nước thải (sau khi qua bể lắng cát) cĩ tỷ trọng lớn hơn hoặc tỷ trọng của nước dưới dạng lắng xuống đáy bể hoặc nổi lên trên mặt nước. Thơng thường bể lắng cĩ ba loại chủ yếu: bể lắng ngang (nước chuyển động theo phương ngang), bể lắng đứng (nước chuyển động theo phương thẳng đứng) và bể lắng ly tâm (nước chuyển động từ tâm ra xung quanh), thường cĩ dạng hình trịn trên mặt bằng. Ngồi ra, cịn một số dạng bể lắng khác như bể lắng nghiêng, bể lắng được thiết kế nhằm tăng cường hiệu quả lắng. Trong quá trình xử lý nước thải cần phải điều hồ lượng dịng chảy. Trong quá trình này thực chất là thiết lập hệ thống điều hồ lưu lượng và nồng độ chất ơ nhiễm trong nước thải nhằm tạo điều kiện tốt nhất cho các cơng trình phía sau hoạt động ổn định. Bể điều hồ dịng chảy cĩ thể bố trí trên dịng chảy hay bố trí ngồi dịng chảy. Tuyển nổi là quá trình tách các chất ở dạng rắn hoặc dạng lỏng, phân tán khơng tan trong nước thải, cĩ khối lượng riêng nhỏ, tỷ trọng nhỏ hơn nước khơng thể lắng bằng trọng lực hoặc lắng rất chậm. Phương pháp tuyển nổi được thực hiện bằng cách trộn lẫn các hạt khí nhỏ và mịn vào nước thải, khi đĩ các hạt khí sẽ kết dính với các hạt của nước thải và những hạt vật chất này theo bọt khí nổi lên bề mặt. Khi đĩ ta cĩ thể dễ dàng loại chúng ra khỏi hệ thống bằng thiết bị vớt bọt. Để tăng hiệu suất tạo bọt, người ta thường sử dụng các chất tạo bọt như cresol, phenol nhằm giảm năng lượng bề mặt phân pha. Tuỳ theo phương thức cấp khơng khí vào nước, quá trình tuyển nổi bao gồm các dạng sau: – MT1202 14
  28. - Tuyển nổi bằng khí phân tán: khí nén được thổi trực tiếp vào bể tuyển nổi để tạo thành các bọt khí cĩ kích thước từ 0,1 – 1 mm, gây xáo trộn hỗn hợp khí - nước chứa cặn. Cặn tiếp xúc với bọt khí, kết dính và nổi lên bề mặt. - Tuyển nổi chân khơng: bão hồ khơng khí ở áp suất khí quyển, sau đĩ thốt khí ra khỏi nước ở áp suất chân khơng. Hệ thống này ít sử dụng trong thực tế vì khĩ vận hành và chi phí cao. - Tuyển nổi bằng khí hồ tan: sục khơng khí vào nước ở áp suất cao (2-4 at), sau đĩ giảm áp giải phĩng khí. Khơng khí thốt ra sẽ tạo thành bọt khí cĩ kích thước 20 - 100mm. [3] Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hố lý là áp dụng các quá trình vật lý và hố học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đĩ, gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hố học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hồ tan nhưng khơng độc hại hoặc khơng gây ơ nhiễm mơi trường. Giai đoạn xử lý hố lý cĩ thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học, hố học, sinh học trong cơng nghệ xử lý nước thải hồn chỉnh. Những phương pháp hố lý thường được áp dụng để xử lý nước thải là: đơng keo tụ, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc 2.2.1. Ph keo Quá trình lắng chỉ cĩ thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng khơng thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hịa tan vì chúng là những hạt rắn cĩ kích thước quá nhỏ. Để tách các hạt rắn đĩ một cách cĩ hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương h giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm tăng vận tốc lắng của chúng. Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lượng địi hỏi trước hết cần trung hịa điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau. Quá trình trung hồ điện tích thường được gọi là quá trình đơng tụ (coagulation), cịn quá trình tạo thành các bơng lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ (flocculation). Các hạt lơ lửng trong nước đều mang điện tích âm hoặc dương. Các hạt cĩ nguồn gốc silic và các hạt hữu cơ mang điện tích âm, các hạt hydroxit sắt và nhơm mang điện tích dương. Khi thế điện động của chúng bị phá vỡ, các hạt này sẽ liên kết lại với nhau tạo ra các tổ hợp phân tử, phân tử hay các ion tự do, các tổ hợp này chính là các hạt bơng keo. – MT1202 15
  29. : Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, NH4Al(SO4)2.12H2O, KAl(SO4)2.12H2O, FeCl3, Fe2(SO4)3.2H2 Al2(SO4)3 . Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2 : FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 + HCl 2 . 2.2.2. h Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hồ tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi nước thải cĩ chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đĩ. Những chất này khơng phân huỷ bằng con đường sinh học và thường cĩ độc tính cao. Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và chi phí riêng cho lượng chất hấp phụ khơng lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là hợp lý hơn cả. Các chất hấp phụ thường được sử dụng như: than hoạt tính, các chất tổng hợp và chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ (tro, xỉ, mạt cưa ). Chất hấp phụ vơ cơ như đất sét, silicagen, keo nhơm và các chất hydroxit kim loại ít được sử dụng vì năng lượng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn. Chất hấp phụ phổ biến nhất là than hoạt tính, nhưng chúng cần cĩ các tính chất xác định như: tương tác yếu với các phân tử nước và mạnh với các chất hữu cơ, cĩ lỗ xốp thơ để cĩ thể hấp phụ các phân tử hữu cơ lớn và phức tạp, cĩ khả năng phục hồi. Ngồi ra, than phải bền với nước và thấm nước nhanh. Quan trọng là than phải cĩ hoạt tính xúc tác thấp đối với phản ứng oxi hĩa bởi vì một số chất hữu cơ trong nước thải cĩ khả năng bị oxi hố và bị hố nhựa. Các chất hố nhự kín l xốp của than và cản trở việc tái sinh nĩ ở nhiệt độ thấp. 2.2.3. Trao đổi ion là một quá trình trong đĩ các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với ion cĩ cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hồn tồn khơng tan trong nước. Các chất cĩ khả năng hút các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là cation, những chất này mang tính axit. Các chất cĩ khả năng hút các ion âm gọi là anion và – MT1202 16
  30. chúng mang tính kiềm. Nếu như các ionit nào đĩ trao đổi cả cation và anion gọi là các ionit lưỡng tính. Phương pháp trao đổi ion thường được ứng dụng để loại ra khỏi nước các ion kim loại như: Zn2+, Cu2+, Cr2+, Ni2+, Pb2+, Hg2+, , các hợp chất của Asen, photpho, Cyanua và các chất phĩng xạ. Các chất trao đổi ion là các chất vơ cơ hoặc hữu cơ cĩ nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo. Các chất trao đổi ion vơ cơ tự nhiên gồm cĩ các zeolit, kim loại khống chất, đất sét, , vơ cơ tổng hợp gồm silicagen, pecmutit (chất làm mềm nước), các oxit khĩ tan và hydroxit của một số kim loại như nhơm, crơm, Các chất trao đổi ion hữu cơ cĩ nguồn gốc tự nhiên gồm axit humic và than đá chúng mang tính axit, các chất cĩ nguồn gốc tổng hợp là các nhựa cĩ bề mặt riêng lớn là những hợp chất cao phân tử. 2.2.4. Màng được định nghĩa là một pha đĩng vai trị ngăn cách giữa các pha khác nhau. Viêc ứng dụng màng để tách các chất phụ thuộc vào độ thấm của các hợp chất đĩ qua màng. Người ta dùng các kỹ thuật như: điện thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lọc và các quá trình tương tự khác. Thẩm thấu ngược và siêu lọc là quá trình lọc dung dịch qua màng bán thẩm thấu, dưới áp suất cao hơn áp suất thấm lọc. Màng lọc cho các phân tử dung mơi đi qua và giữ lại các chất hồ tan. Sự khác biệt giữa hai quá trình là ở chỗ siêu lọc thường được sử dụng để tách dung dịch cĩ khối lượng phân tử trên 500 và cĩ áp suất thẩm thấu nhỏ (ví dụ như các vi khuẩn, tinh bột, protein, đất sét ). Cịn thẩm thấu ngược thường được sử dụng để khử các vật liêu cĩ khối lượng phân tử thấp và cĩ áp suất cao. [7] Thực chất của phương pháp hố học là đưa vào nước thải các chất phản ứng. Chất này tác dụng với các tạp chất bẩn trong nước thải và cĩ khả năng tách chúng ra khỏi nước thải dưới dạng cặn lắng hoặc dưới dạng hồ tan khơng độc hại. , sơng . . – MT1202 17
  31. . 10 – 15 năm. , , . . : - . - - - . 2.3.2. Phương ph oxi – cơ. oxi – : - Oxi - Oxi hyđro peoxit - Oxi oxi - . : - : 10 g/m3 , 5 g/m3 . – MT1202 18
  32. - . Ơzơ 99,8% oxi . - – . 2.4 [6] Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là quá trình nhằm phân hủy các vật chất hữu cơ ở dạng hịa tan, dạng keo và dạng phân tán nhỏ trong nước thải nhờ vào sự hoạt động của các vi sinh vật. Quá trình này xảy ra trong điều kiện hiếu khí hoặc kị khí tương ứng với hai tên gọi thơng dụ trình xử lý sinh học hiếu khí và quá trình xử lý sinh học kỵ khí (yếm khí). 2.4.1. ( ) oxi r oxi 2 oxi . ba : - 1: oxi CxHyOz + O2 CO2 + H2O + ∆H - 2: t CxHyOz + O2 + CO2 + H2O + C5H7NO2 - ∆H - 3: oxi C5H7NO2 + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH2 ± ∆H Quá trình xử lý sinh học hiếu khí được ứng dụng cĩ hiệu quả cao đối với nước thải cĩ BOD5 thấp như nước thải sinh hoạt sau xử lý cơ học và nước thải của các ngành cơng nghiệp bị ơ nhiễm hữu cơ ở mức độ thấp (BOD5 < 1000 mg/l). Tùy theo cách cung cấp oxi mà quá trình xử lý sinh học hiếu khí được chia làm hai loại: – MT1202 19
  33. - Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên: oxi được cung cấp từ khơng khí tự nhiên do quang hợp của tảo và thực vật nước với các cơng trình tương ứng như: cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, hồ sinh học, đất ngập nước - Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo: oxi được cung cấp bởi các thiết bị sục khí cưỡng bức, thiết bị khuấy trộn cơ giới với các quá trình và cơng trình tương ứng như sau:  (Aeroten) Bùn hoạt tính là tập hợp các vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn, bên cạnh đĩ cịn cĩ nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, nguyên sinh động vật, giun, sán, kết thành dạng bơng với trung tâm là các hạt lơ lửng trong nước. Trong bùn hoạt tính ta thấy cĩ lồi Zoogelea trong khối nhầy. Chúng cĩ khả năng sinh ra một bao nhầy xung quanh tế bào, bao nhầy này là một polymer sinh học với thành phần là polysaccharide cĩ tác dụng kết các tế bào vi khuẩn lại tạo thành bơng. Quá trình này sử dụng bùn hoạt tính để xử lý các chất hữu cơ hịa tan hoặc các chất hữu cơ dạng lơ lửng. Sau một thời gian thích nghi, các tế bào vi khuẩn bắt đầu tăng trưởng và phát triển. Các hạt lơ lửng trong nước thải được các tế bào vi sinh vật bám lên và phát triển thành các bơng cặn cĩ hoạt tính phân hủy các chất hữu cơ. Các hạt bơng cặn dần dần lớn lên do được cung cấp oxi và hấp thụ các chất hữu cơ làm chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển. Một số cơng trình hiếu khí phổ biến xây dựng trên cơ sở xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính : - Bể aeroten thơng thường Địi hỏi chế độ dịng chảy nút, khi đĩ chiều dài bể rất lớn so với chiều rộng. Trong bể, nước thải vào cĩ thể phân bố ở nhiều điểm theo chiều dài, bùn hoạt tính tuần hồn đưa vào đầu bể. Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài bể. Quá trình phân hủy nội bào xảy ra ở cuối bể. - Bể aeroten xáo trộn hồn tồn Địi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp. Thiết bị sục khí cơ khí (mơtơ và cánh khuấy) hoặc thiết bị khuếch tán khí thường được sử dụng. Bể này thường cĩ dạng trịn hoặc vuơng, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu oxi đồng nhất trong tồn bộ thể tích bể. - Bể aeroten mở rộng Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, khi đĩ tốc độ sinh trưởng thấp, sản lượng bùn thấp và chất lượng nước ra cao hơn. Thời gian lưu bùn cao hơn so với các bể khác (20- 30 ngày). – MT1202 20
  34. - Mương oxi hĩa Là mương dẫn dạng vịng cĩ sục khí để tạo dịng chảy trong mương cĩ vận tốc đủ xáo trộn bùn hoạt tính. Vận tốc trong mương thường được thiết kế lớn hơn 3m/s để tránh lắng cặn. Mương oxi hĩa cĩ thể kết hợp quá trình xử lý N. - Bể hoạt động gián đoạn (SBR) Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cặn. Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, chỉ cĩ điều tất cả quá trình xảy ra trong cùng một bể và được thực hiện lần lượt theo các bước: (1) làm đầy, (2) phản ứng, (3) lắng, (4) xả cặn, (5) ngưng. : - Aeroten - - oxi .  . Sau k 1 oxi . , . : . , . – – MT1202 21
  35. – 1,8 m. 9 – 12 m.  / – . . oxi oxi oxi 2 . 35%. BOD5 = 500 mg/ = 100 mg/l. 2.4.2. oxi tr , NH3, H2 4. V r sinh mêtan hay lên men mêtan. : - ân: . - : 2, CH4 : H2S, NH3 . 2, CH4 ( – MT1202 22
  36. 80-90% 65- li . 4 60-7 . , ( v : CO2, CH4, H2S, N2 . 4 r 4, CO2 . 10 - 150C, 20 - 400 400 10 - . : - : . . UASB – MT1202 23
  37. . – – – 33 – 350 10 – 15 kg/m3 0,2 – 0,5 kg/m3 . : . – – . . . . . . tan. - : ). Quá trình xử lý sinh học k khí thường được ứng dụng để xử lý sơ bộ các loại nước thải cĩ hàm lượng BOD5 cao (>1000 mg/l), làm giảm tải trọng hữu cơ và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý hiếu khí diễn ra cĩ hiệu quả. Xử lý sinh học k khí cịn được áp dụng để xử lý các loại bùn, cặn (cặn tươi từ bể lắng đợt một, bùn hoạt tính sau khi nén ) trong trạm xử lý nước thải đơ thị và một số ngành cơng nghiệp. c) – MT1202 24
  38. - : đ . p . . . . . , . - : x 35-550 100 . - : k . - 90% . - : t . . . : NaOH, Cloramin B, Javen, . – MT1202 25
  39. CHƢƠNG 3. ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SẢN XUẤT BIA 3.1. Cơ sở lựa chọn cơng nghệ xử lý nƣớc thải sản xuất bia : - - - - - - - . – . . 3.2. Các thơng số thiết kế và yêu cầu xử lý 3.2.1. Đặc trưng nước thải của cơ sở lựa chọn thiết kế 3.1. – MT1202 26
  40. 3.1. STT ) 3 1 , m 500 2 pH 10 5,5 – 9 3 , mg/l 300 100 4 BOD5, mg/l 2000 50 5 COD, mg/l 3000 100 6 45 30 7 15 6 8 Coliform, MPN/100 ml <10.000 5000 3.2.2. Yêu cầu xử lý : - – ). - . - . 3.3. Các phƣơng án cơng nghệ đề xuất xử lý nƣớc thải sản xuất bia 3.3.1. 1 . – MT1202 27
  41. Nước thải Song chắn rác Chơn lấp Bể lắng cát San lấp Bể điều hịa khí PAC, A101 Bể lắng I Bể nén bùn Máy nén bùn Bể UASB Làm phân bĩn Bể lắng II Clo Bể tiếp xúc 3.1. Sơ đ 1 a. Nước thải được đưa qua song chắn rác nhằm loại bỏ một phần rác cĩ kích thước lớn, rác từ đây được thu gom và đem đi chơn lấp. Sau đĩ nước thải được đưa qua bể lắng cát. Tại đây, lượng cát cĩ trong nước thải sẽ lắng xuống và được đem đi san lấp. Nước từ bể lắng cát tiếp tục qua bể điều hịa để ổn định lưu lượng và nồng độ 2 , – MT1202 28
  42. , nước thải được bơm đến bể lắng đợt I để tách . Bùn thu được tại đây là dạng bùn tươi, được bơm về bể nén bùn. Nước thải được tiếp tục bơm qua bể UASB. . N – mê – ). Nước thu được cho chảy qua bể lắng đợt II, sau đĩ khử trùng bằng Clorine trước khi đưa ra nguồn tiếp nhận. - Diện tích cơng trình nhỏ - Thu 4 c . c. - - - 3.3.2. 2 . – MT1202 29
  43. Nước thải Song chắn rác Bể lắng cát Sân phơi cát San lấp Bể điều hồ và ổn định pH Bể lắng I Máy nén khí Bể UASB Bể Aerotank xử lý làm Bể lắng II Bể nén bùn Máy ép bùn phân bĩn Clo Bể tiếp xúc 3.2. Sơ đ 2 a. Thu Nước thải qua song chắn rác, tại đây rác cĩ kích thước lớn được loại bỏ, rác được đưa đến nơi chơn lấp. Nước thải đến bể lắng cát ngang, các hạt cặn cĩ thể lắng được sẽ được giữ lại ở đây, cát sẽ được mang đến sân phơi cát để mang đi chơn lấp hoặc san lấp. Nước thải được đưa đến bể điều hồ, tại đây nước thải được ổn đị lưu lượng và nồng độ, điều chỉnh pH về trung tính. O2 . Nước thải qua bể lắng I, hàm lượng SS giảm đi một cách đáng kể và cặn bùn được đưa về bề nén bùn. Nước thải tiếp tục được đưa qua bể UASB, tại đây BOD – MT1202 30
  44. và COD giảm xuống một cách nhanh chĩng. Khí thốt ra được tận dụng để cung cấp năng lượng cho quá trình sản xuất. Nước thải qua bể Aeroten, BOD và COD cũng giảm xuống, nước thải tiếp tục đến bể lắng II, lượng bùn dư sẽ được giữ lại, một phần bùn sẽ được tuần hồn về bể Aeroten, một phần đưa qua bể nén bùn rồi đến máy ép bùn, bùn sau được xử lý làm phân bĩn. Nước thải từ bể lắng II được đưa đến bể tiếp xúc, tại đây nước được khử trùng bằng Clorine và thải ra nguồn tiếp nhận. b. - Hiệu quả xử lý cao, nước sau khi xử lý cĩ thể thải trực tiếp ra ngồi mơi trường. - Cĩ thể thu hồi năng lượng ở bể UASB để cung cấp cho quá trình sản xuất. - Bùn được xử lý để làm phân bĩn. c. - Cĩ nhiều cơng trình đơn vị do đĩ chi phí đầu tư cao. - Chiếm một diện tích khá lớn. 1: . Tuy nhiên, c ( . ( : BOD5 tơ hơn. phươ p hơn . X 2 . – MT1202 31
  45. CHƢƠNG 4. -  - BOD5 = 2000 (mg/l) - COD = 3000 (mg/l) - SS = 300 (mg/l) - = 15 (mg/l) - = 45 (mg/l)  Lưu 3 Lưu lượng trung bình ngày đêm: Qtb = 500 m /ngày đêm Lưu lượng trung bình giờ: Lưu lượng trung bình giây: : h - K = 2,5 [7,8] Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý nước trước hết phải qua song chắn rác. Tại đây các thành phần rác cĩ kích thước lớn như: vải vụn, vỏ đồ hộp, lá cây được giữ lại. Nhờ đĩ tránh làm tắc nghẽn và bào mịn bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an tồn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải. 4.1.2. Tính tốn song chắn rác = 16 mm : s x l = 8 x 50 mm = 0,1 m : – MT1202 32
  46. Trong đĩ: n: số khe hở kz = 1,05 - hệ số tính đến mức độ cản trở dịng chảy lưu lượng giây lớn nhất của nước thải vs: tốc độ nước chảy qua song chắn rác (0,4-0,8 m/s); chọn vs = 0,6 m/s Chiều rộ song chắn rác: Trong đĩ: chiều dày thanh song chắn = 0,008m Tổn thất áp lực qua song chắn rác: : vmax max, vmax=0,6m/s k=3 ξ: h : : α=600 , β=2,42 Suy ra: β= 2,42 β= 1,83 β= 1,67 β= 1,97 β= 0,92 : : – MT1202 33
  47. Bk k=0,2m = 200 : : Ls , Ls=1,5 m Chiều : hbv bv = 0,5 m. hs h1 h1 L =209 L =1500 L =105 1 s 2 =200 =352 k s B B 4.2. B [1,5] Bể lắng cát ngang được thiết kế để loại bỏ các tạp chất vơ cơ khơng hồ tan như cát, sỏi, xỉ và các vật liệu rắn khác cĩ vận tốc lắng (hay trọng lượng riêng) lớn hơn các chất hữu cơ cĩ thể phân huỷ trong nước thải. Bể lắng cát ngang được thiết sao cho vận tốc chuyển động ngang của dịng chảy là 0,15 m/s v 0,3 m/s và thời gian lưu nước trong bể là 30s t 60s (Điều 6.3.20 TCXD 51 – 84). 4.2.2. Tính tốn bể lắng cát ngang : – MT1202 34
  48. : Chiều dài của bể: L = 9,09 x H = 9,09 x 0,25 = 2,27 (m) : Trong đĩ: H: chiều cao cơng tác của bể lắng cát ngang 0,25m - 1m. Chọn H = 0,25 m. (Điều 6.3.4 – TCXD 51-84) U0: độ thơ thủy lực của hạt cát (mm/s). Với điều kiện bể lắng cát giữ lại các hạt cát cĩ đường kính = 0,25 mm, ta cĩ U0 = 24,2 mm/s 4-1/trang – , 2000) K: hệ số , với bể lắng cát ngang K = 1,1. (theo bảng 24-20 TCXD 51-84) v: . Chọn v = 0,2 m/s : : B = 0,28 m, v = 0,2 m = 450, cotg = 1 = 0,352 – ) Qmin, Qmax: l . : – MT1202 35
  49. : Lượng cát trung bình sau mỗi ngày đêm là: 3 3 Trong đĩ: q0 = 0,15 m /ngày đêm là lượng cát trong 1000 m nước thải Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngang trong 1 ngày đêm: Với t = 1: ngày đêm là chu kỳ xả cát n = 1: Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang: Với Hbv = 0,1 m là chiều cao bảo vệ.  Tính tốn sân phơi cát Nhiệm vụ sân phơi cát là làm ráo nước trong hỗn hợ nước cho dễ dàng vận chuyển cát đi nơi khác. Chọn: chiều dài của sân phơi cát Ls = 3m H = 0,03m – MT1202 36
  50. Thời gian phơi cát = chu kỳ xả cát = 1 ngày đêm 3 Thể tích cát Wc = 0,075 m /ngày đêm Chiều rộng của sân phơi cát: Vậy diện tích của sân phân cát là: LS x BS = 3m x 0,833m. 4.3. B [4,8] Lưu lượng và chất lượng nước thải từ cống thu gom chảy về trạm xử lí nước thải, đặc biệt đối với dịng thải cơng nghiệp và dịng nước mưa thường xuyên dao động theo thời gian trong ngày. Khi hệ số khơng điều hịa k ≥ 1,4 thì nên xây dựng bể điều hịa để đảm bả lí làm việc ổn định và đạt được giá trị kinh tế. Cĩ hai loại bể điều hịa: bể điều hịa lưu lượng và bể điều hịa chất lượng. Mục đích xây dựng bể điều hịa: - Giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước do quá trình sản xuất thải ra khơng đều. - Tiết kiệm hĩa chất để trung hịa nước thải. - Giữ ổn định lưu lượng nước đi vào các cơng trình xử lý tiếp theo.  BOD, COD, SS sau bể điều hịa đạt: BOD = 95% x 2000 = 1900 (mg/l) COD = 95% x 3000 = 2850 (mg/l) SS = 85% x 300 = 255 (mg/l) 4.3.2. Tính tốn bể điều hồ Chọn thời gian lưu nước thải trong bể là 4 giờ. Thể tích bể điều hồ: 3 Thể tích thực tế của bể điều hồ: Vth = 1,2 x Vđh = 1,2 x 83,332 = 100 (m ) : B = 5m : Chiều cao xây dựng của bể điều hồ: Hxd = H + Hbv = 2,083 + 0,5 = 2,583(m) – MT1202 37
  51.  Tính tốn hệ thống cấp khí cho bể điều hồ (bằng khí nén): . : : 3 3 qkk , qkk = 0,01 – 0,015 m /m 3 3 kk = 0,015 m /m – ). Chọn hệ thống cấp khí bằ cĩ đục lỗ, 1 m. 4.3 4.4 – MT1202 38
  52. Đường kính ống dẫn khí : : v , v - = 10 m/s. : : q : dlỗ = 2 – 5 mm dlỗ = 3mm. : v – = 15 m/s. Lưu lượng khí : Số lỗ trên 1 ống : . lỗ trên 1m chiều dài ống : Chọn n = 6 lỗ/m ống.  X : : Hd : Hd = hd + hc + hf + H : – MT1202 39
  53. hd (m) hc: hd + hc 0,4 m hd + hc = 0,4 m hf: tổn thất qua hệ thống phân phối khí hf 0,5m f = 0,5 m H: độ ngập sâu của ống phân phối khí, lấy bằng chiều cao hữu ích của bể điều hịa H = 2,6 m : Hd = 0,4 + 0,5 + 2,6 = 3,5 m Cơng suất máy nén khí được tính theo cơng thức: : Q , Q = 75 m3/h η η = 80%  Tính bơm để bơm nước thải Cơng suất của bơm được tính theo cơng thức: Với: Q : lưu lượng nước thải, m3/s. H : chiều cao cột áp tồn phần, H = 8 mH2O. ρ: khối lượng riêng của nước, kg/m3. η: hiệu suất bơm, %. Chọn η = 80%. Cơng suất thực tế của máy bơm: Ntt = 1,2 x N = 1,2 x 0,57 = 0,7 (kW) Chọn 2 bơm cơng suất 0,7 kW, 1 bơm hoạt động và 1 bơm dự phịng. 4.4. B 1 [4,8] 4.4.1. Loại bỏ các tạp chất lơ lửng cịn lại trong nước thải qua bể điều hịa. Ở đây các chất lơ lửng cĩ tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy. Hàm lượng chất lơ lửng sau khi qua bể lắng đợt 1 cần đạt ≤150 mg/l. – MT1202 40
  54. 1,5 – 2,5 2,0 , m3/m2 . 31 - 50 40 . 81 - 122 89 , m3 124 - 490 248 trung tâm . 15 – 20%D . 55 – 65%H , m 3 – 4,8 4,2 , m 3 - 60 12 - 45 , mm/m 62 - 167 83 0,02 – 0,05 0,03 [ – ]  sau khi ra khỏi bể lắng 1 phải đạt: BOD = 80% x 1900 = 1520 (mg/l) COD = 80% x 2850 = 2280 (mg/l) SS = 55% x 255 = 140,25 (mg/l) 4.4.2. Tính tốn bể lắng 1 Chọn bể lắng 1 dạng trịn, nước thải đi vào từ ống trung tâm, thu nước theo chu vi bể. Thể tích tổng cộng của bể lắng 1 được xác định theo cơng suất: Trong đĩ: t là thời gian – = 2 h. : – MT1202 41
  55. : (m3/ngđ) 3 2 U0 0 = 40 (m /m ) : Đường kính ống trung tâm: = 3 m b = 0,7 m th = 0,3 m bv = 0,5 m : Htc = H + hb + hth + hbv = 3 + 0,7 + 0,3 + 0,5 = 4,5 (m) :  Kiểm tra lại thời gian lưu nước của bể lắng Thể tích bể lắng: Thời gian lưu nước: Tải trọ :  Tính tốn lượng bùn sinh ra Giả sử hiệu suất xử lý cặn lơ lửng đạt 45% ở tải trọng 40 m3/m2 – MT1202 42
  56. Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày Giả sử bùn tươi của nước thải nhà máy bia cĩ hàm lượng cặn 5% (tức là cĩ độ ẩm 95%). Tỉ số VSS : SS = 0,8 và khối lượng riêng bùn tươi là 1,053kg/l. Vậy lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là Lượng bùn tươi cĩ khả năng phân hủy sinh học  Tính bơm bùn : Trong đĩ: 3 Qtươi: lưu lượng , m /s H: , H = 10 mH2O ρ: khối lượng riêng củ , ρ = 1053 kg/m3. g: gia tốc trọng trường, g ≈ 9,81m/s2 η: hiệu suất của bơm, η = 73% – 90%. Chọn η = 80% Cơng suất thực tế của máy bơm: Ntt = 1,2 x N = 1,2 x 0,313= 0,3756 (kw) Chọn 1 bơm cơng suất 0,3756 kw để bơm bùn đến bể nén bùn.  Tính bơm từ bể lắng I sang bể UASB Cơng suất của bơm được tính theo cơng thức: Trong đĩ: Q: lưu lượng , m3/s H: , H = 8 mH2O ρ: khối lượng riêng củ , ρ = 1000 kg/m3 g: gia tốc trọng trường, g ≈ 9,81m/s2 η: hiệu suất của bơm, η = 0,73 – 0.9. Chọn η = 0,8 – MT1202 43
  57. Cơng suất thực tế của máy bơm: Ntt = 1,2 x N = 1,2 x 0,57 = 0,68 (kW) Chọn 2 bơm cơng suất 0,68 kw, 1 bơm hoạt động và 1 bơm dự phịng. MÁNG TRÀN RĂNG CƯA ỐNG DẪN NƯỚC THẢI VÀO Þ 114 ỐNG TRUNG TÂM THANH GẠT BÙN ỐNG HÚT BÙN 114 4.5. 1 THANH GẠT BÙN ỐNG PHÂN PHỐI NƯỚC THẢI VÀO SÀN CÔNG TÁC ỐNG DẪNÕ NƯỚC QUA BỂ UASB 4.6. 1  Tính tốn máng thu : Chiề : – MT1202 44
  58. : Hm = 0,5 m. Máng bê tơng cốt thép dày 100 mm, cĩ lắp thêm máng răng cưa thép tấm khơng gỉ cĩ dạng chữ V, gĩc 900. 4.5. B [4,9] ảm đáng kể COD, BOD trong nước thải bằng cách sử dụng lớp cặn lơ lửng (cĩ chứa rất nhiều vi sinh vật yếm khí) trong dịch lên men nhờ hệ thống nước thải chảy từ phía dưới lên. Đồng thời tạo thuận lợi cho quá trình xử lý hiếu khí trong bể . 4.7  Chỉ tiêu đầu vào ở bể UASB - BOD = 1520 (mg/l) - COD = 2280 (mg/l) - SS = 140,25 (mg/l) 4.5.2. bể UASB Chọn hiệu quả xử lý của bể UASB là 75%. Ta cĩ tải lượng COD cần xử lý trong một ngày là: : L = 4 – 10 (kgCOD/m3 = 10 (kgCOD/m3.ngđ) – MT1202 45
  59. - – – ) Thể tí khí là: n = 0,9 m/h : 0,6 – 0,9 m/h, theo – – ) Diện tích của bể là: Chiều cao phầ khí là: hiều là: H = H1 + H2 + H3 = 3,7 + 1,5 + 0,5 = 5,7 (m) Trong đĩ: H1 H2 2 = 1,5m. H3 3 = 0,5m. : : l x b = 6 x 4 : : chiều cao lắng: Hlắng = 1,5 m : : V = H x F = (3,7 +1,5) x 24 = 124,8(m3) Q = 500 m3/ngđ : – MT1202 46
  60. ( là từ 5 – 8h)  . : Trong bể UASB, bố tấm chắ tấm hướng dịng. . Nước thải khi đi vào ngăn lắng sẽ được tách khí bằng các tấm tách khí đặt nghiêng so với phương ngang 1 gĩc 450 600. Chọn gĩc nghiêng giữa tấm chắn khí với phương ngang là 550. Tổng chiều cao của tồn bộ ngăn lắng Hlắng (kể cả chiều cao vùng lắng) và chiều cao dự trữ chiếm trên 30% tổng chiều cao bể. : Suy ra : : : . : theo – – ) . : như nhau. – Skhe = 0,18 S . – MT1202 47
  61. 550 550 4.8 Trong 2 8 : : - 1: : l1 = b = 4000 (mm) : b1 = 1000 (mm) 0 0 : y1 = b1 x sin 55 = 1000 x sin 55 = 819 (mm) - 2: : l2 = b = 4000 (mm) : b2 = x1 + x2 0 0 0 h1 = rkhe x sin (90 – 55 ) = 135 x sin 35 = 77 (mm) x1 = 400 (mm) b2 = 400 + 744 = 1144 (mm) . : – MT1202 48
  62. 550 4.9 1: 0 0 a1 = rkhe x cos 55 = 135 x cos 55 = 77 (mm) a2 = l – a1 = 165 – 77 = 88 (mm) 0 0 h = rkhe x sin 55 = 135 x sin 55 = 111 (mm) – bên nhơ ra 150 mm. : D = (2 x l) + (2 x 150) = (2 x 165) + (2 x 150) = 630 (mm) : . : Đối với bể UASB cĩ tải trọng chất bẩn hữu cơ L > 4 kgCOD/m3.ngđ thì từ 2m2 diện tích bể trở lên sẽ được bố trí một vị trí phân phối nước. Chọn 2,5m2 cho một vị trí phân phối nước. : – MT1202 49
  63. . 3 1 m/s (theo – – ). : . : = 50 mm. l 0,8 m/s : . : Bố trí máng thu nước kết hợp với máng răng cưa đặt ở tâm bể và dọc theo chiều rộng bể. Máng thu nước được tạo độ dốc để dẫn nước thải về cuối bể rồi theo ống dẫn theo cơ chế tự chảy, chảy sang hồ làm thống. : d x r = 2r : i = 1/200 : Q = Q = 500 m3/ngđ. : : – MT1202 50
  64. : r = 80 mm d = 160 mm . : 60 mm : 40 mm :260 mm : : 450 mm : 12 mm : 150 mm 40 60 60 260 150 50 450 450 50  (TS = 5%) Trong đĩ: 3 Css: hàm lượng bùn trong bể, Css = 30 kg/m (theo “Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp” - Lâm Minh Triết). V: thể , m3 – MT1202 51
  65. TS: hàm lượng chất rắn trong bùn nuơi cấy ban đầu. COD của nước thải sau khi xử lí kỵ khí: 70%. - ). BOD 5 của nước thải sau khi xử lý kỵ khí: 65%. - ). : 40%. Lượng sinh khối hình thành mỗi ngày: : Y: hệ số sản lượng sinh tế bào, Y = 0,04 g VSS/g COD c : thời gian lưu bùn – ), chọn c = 90 ngày Q : lưu lượng trung bình ngày, Q = 500 m3/ngàyđêm S0 , mg/l -1 Kd : hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0.05 ngày Thể tích khí mêtan sinh ra mỗi ngày: Trong đĩ: – MT1202 52
  66. : thể tích khí mêtan sinh ra ở đktc (t = 0 0 C, p = 1 atm) Q: lưu lượng vào bể k khí, m3/ngày Px: sinh khối tế bào sinh ra mỗi ngày, kgVSS/ngày 350,84: hệ số chuyển đổi lý thuyết lượng khí mêtan sản sinh từ 1 kg BODL chuyển hồn tồn thành khí mêtan và CO2 CH 4 /kgBODL Lượng bùn bơm ra mỗi ngày: Lượng chất rắn từ bùn dư: 4.11. 4.6. Aeroten [4,9] 4.6.1. Nước thải sau khi xử lý ở bể UASB được dẫn tiếp đến bể Aeroten. Tại đây, các chất hữu cơ chưa được phân hủy hồn tồn nhờ quá trình phân hủy kị khí tiếp tục được các vi sinh vật trong bể Aeroten phân hủy hiếu khí.  Các số liệu tính tốn bể Aeroten: - Lưu lượng trung bình của nước thải trong một ngày đêm: Q = 500m3/ngđ - BOD5 đầu vào = 532 mg/l - COD đầu vào = 684 mg/l - = 84 mg/l – MT1202 53
  67. - 0 = 0 Giả sử theo kết quả thực nghiệm ta tìm được các thơng số động học sau: -1 - Y = 0,46mgVSS/mgBOD5; kd = 0.06ngày - ) Xr = 10000 mg/l Cĩ thể áp dụng các điều kiện sau để tính tốn quá trình bùn hoạ trộn hồn tồn: - Tỉ số MLVSS/MLSS = 0,85 - Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể aeroten MLVSS = 3500mg/l - Thời gian lưu bùn trung bình c = 8 ngày - Nước thải sau lắng đạt tiêu chuẩn loại B, BOD5 ở đầu ra 50mg/l. - : 84 x 40% = 33,6 (mg/l), trong đĩ 65% cặn dễ phân hủy sinh học. - Tỉ số BOD5/BODL = 0,67 - Hàm lượng bùn hoạt tính lắng xuống đáy bể lắng cĩ hàm lượng chất rắn 0,8% và khối lượng riêng là 1,008kg/L; - Hiệu suất chuyển hĩa oxi của thiết bị khuếch tán là 8%, hệ số an tồn là 1,5; - Oxi chiếm 21% trọng lượng thể tích khơng khí và khối lượng riêng khơng khí là 1,2kg/m3 - ) - Loại và chức năng của bể: bể aeroten khuấy trộn hồn tồn - cho: BOD : N : P = 100 : 5 : 1 (theo trang 511 – ”Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp – tính tốn thiết kế cơng trình” - Lâm Minh Triết , Nguyễn Phước Dân, Nguyễn Thanh Hùng) 4.6.2. Xác định kích thước bể Aeroten Xác định BOD5 hịa tan trong nước thải đầu ra tính theo cơng thức: BOD5 ở đầu ra = BOD5 hịa tan đi ra từ bể aeroten + BOD5 chứa trong cặn lơ lửng ở đầu ra. Lượng cặn cĩ thể phân hủy sinh học: 0,65 × 33,6 = 21,84 (mg/l) Lượng oxi cần cung cấp để oxi hố hết lượng cặn này được tính dựa vào phương trình phản ứng: – MT1202 54
  68. C5H7O2N + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3 + năng lượng 113mg 160mg 1mg 1,42mg (lượng oxi cung cấp này chính là BOD20 BOD20 BOD5) Vậy BOD hồn tồn của chất rắn cĩ khả năng phân huỷ sinh học ở đầu ra là: 21,84 × 1,42 (mg O2 tiêu thụ/mg tế bào oxi ) = 31 (mg/l) BOD5 của cặn lơ lửng của nước thải sau lắng II: BOD5 = BODL × 0,68 = 31 × 0,68 = 21,08 (mg/l) BOD5 hịa tan của nước thải sau lắng II: 50 = S + 21,08 Suy ra: S = 28,92 (mg/l) Hiệu quả xử lí tính theo BOD5 hịa tan: Với S0 là hàm lượng BOD5 ở đầu vào bể aeroten. Hiệu quả xử lí BOD5 : tích bể : Trong đĩ: c : thời gian lưu bùn, chọn c = 8 ngày Q : lưu lượng trung bình ngày, Q = 500m3/ngày Y : hệ số sản lượng bùn, Y = 0,46 mgVSS/mg BOD5 S0: hàm lượng BOD5 dẫn vào aeroten, S0 = 532 mg/l S: hàm lượng BOD5 hồ tan của nước thải dẫn ra khỏi aeroten, S = 28,92 mg/l. X : nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính, X = 3500 mg/l. -1 kd: hệ số phân huỷ nội bào, chọn kd = 0,06 ngày . – MT1202 55
  69. Thời gian lưu nước trong bể là: (m) 3,0 – 4,6 (m) 0,3 – 0,6 (m) 0,45 – 0,75 : sâu (W : H) 1:1 – 2,2:1 Chọn chiều cao hữu ích của bể là hhi = 4m, chiều cao bảo vệ là hbv = 0,5m. Vậy chiều cao tổng cộng của bể là: Htc = 4 + 0,5 = 4,5 (m) Chọn chiều rộng của bể là B = 5 m Vậy chiều dài của bể: Vậy kích thước bể aeroten được xác định: L × B × H = 7,96m × 5m × 4,5m – MT1202 56
  70. 4.6.3 4.12 eroten Giả sử bùn dư được xả bỏ (dẫn đến bể nén bùn) từ đường ống dẫn bùn tuần hồn và hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay hơi (MLVSS) trong bùn ở đầu ra chiếm 80% hàm lượng chất rắn lơ lửng (MLSS). Khi đĩ lưu lượng bùn dư thải bỏ được tính dựa vào cơng thức: Trong đĩ: V : thể tích aeroten, V = 179 m3 X : nồng độ MLVSS trong hỗn hợp bùn hoạt tính ở bể aeroten, X = 3500mg/l. 3 Qw: lưu lượng bùn thải, m . Xr: nồng độ MLVSS cĩ trong bùn hoạt tính tuần hồn Xr= 0,85 x 10000 = 8500 (mg/l) Xc = 33,6 x 0,7 = 23,52 (mg/l) ) 3 Qc: lưu lượng nước thải ra khỏi bể lắng II, Qc = Q = 500m /ngày Từ đĩ tính được:  Tính hệ số tuần hồn – MT1202 57
  71. Từ phương trình cân bằng vật chất viết cho bể lắng II (xem như lượng chất hữu cơ bay hơi ở đầu ra của hệ thống là khơng đáng kể), ta cĩ: → Lưu lượng bùn tuần hồn: Vậy, ta cĩ: 6- – – )  Kiểm tra tỷ số F/M và tải trọng hữu cơ Tỷ số F/M ) xác định theo cơng thức sau: Tải trọng thể tích: Cả hai giá trị này đều nằm trong giá trị cho phép đối với aeroten xáo trộn hồn tồn: F/M = 0,2 – 0,6 LBOD= 0,8 – 1,9 4.6.4 Ta cĩ hệ số 5: Lượng sinh khối gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS: Lượng oxi cần thiết trong điều kiện tiêu chuẩn: – MT1202 58
  72. Với: 0 OC0: lượng oxi cần thiết theo tiêu chuẩn của phản ứng ở 20 C f: hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD hay BOD20 và f = BOD5/COD thường từ 0,65 – 0,68. Chọn f = 0,67. 1,42: hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD Px: Lượng sinh khối gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS Q : lưu lượng nước thải , Q = 500m3/ngày. So: BOD5 của nước thải đầu vào, mg/l S : BOD5 của nước thải đầu ra, mg/l Lượng oxi thực tế: Trong đĩ: Cs: nồng độ bão hịa của oxi trong nước ở nhiệt độ làm việc, chọn Cs = 9,08mg/l CL: nồng độ oxi cần duy trì cơng trình. Đối với nước thải CL = 1,5 – 2 mg/l, chọn CL = 1,8mg/l. Trong khơng khí oxi chiếm 21% thể tích, giả sử rằng trọng lượng riêng của khơng khí là 1,2kg/m3. Vậy lượng khơng khí cho quá trình là: Giả sử hiệu quả vận chuyển oxi của thiết bị thổi khí là 8%, hệ số an tồn khi sử dụng trong thiết kế là 1,5. Vậy lượng khí theo yêu cầu là: 4.6.5 Để cung cấp đủ lượng oxi cần thiết cho quá trình xử lí, thườ ấ ề mặt để tạo ra màng nước, tia nước, giọt nước tiếp xúc với khơng khí để – MT1202 59
  73. lấy oxi hoặ ệ thống máy thổi khí, ống dẫn và thiết bị phân phối khí vào bể aeroten để lấy oxi. Ống dẫn khơng khí: Để dẫn khơng khí cĩ thể chọn ống thép khơng rỉ, ống nhựa gia cường bằng sợi thủy tinh, ống PE hoặc ống nhựa chịu được sự thay đổi của nhiệt độ. Tốc độ chuyển động của khơng khí qua ống dẫn và qua hệ thống phân phối từ 10 – 15m/s, qua lỗ phân phối từ 15 – 20m/s.  Chọn đĩa phân phối khí dạng đĩa xốp đường kính 170mm, diện tích bề mặt F = 0,02m2. Lưu lượng riêng phân phối khí của đĩa thổi khí = 150 – 200 l/phút, chọn = 200 l/phút. Lượng đĩa thổi khí trong bể aeroten: Để thuận lợi cho việc bố trí ta chọn số đĩa thổi khí là 90 đĩa. Phân phối đĩa thành 10 hàng theo chiều dài bể, mỗi hàng 9 đĩa. Lưu lượng khí cấp cho 1m3 nước thải: Lưu lượng khơng khí cần để khử 1kg BOD5: Trong đĩ: Q: lưu lượng nước thải, m3 3 Qkk: thể tích khơng khí, m So: BOD5 trong nước thải đầu vào, mg/l S: BOD5 trong nước thải đầu ra, mg/l.  Áp lực và cơng suất của hệ thống nén khí Khí được phân phối vào bể bằng các ống khoan lỗ đặt dọc theo các hành lang vậy tốc độ khí ra các lỗ từ 5 – 10 m/s. Áp lực cần thiết cho hệ thống khi nén được xác định theo cơng thức: Hct = hd + hc + hf + H = 0,4 + 0,5 +3,5 = 4,4 (m) – MT1202 60
  74. Trong đĩ: hd, hc: tổn thất áp lực dọc theo chiều dài ống và tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh. Tổng tổn thất hd và hc khơng vượt quá 0,4m. hf : tổn thất qua các đĩa phân phối, giá trị này khơng vượt quá 0,5m. H : chiều cao hữu ích của bể aeroten, H = 3,5m. Áp lự : Cơng suất máy nén khí được tính theo cơng thức: Tro , m3/s 3 2: Qkk = 2 x 0,28 = 0,56 (m /s). : hiệu suất của máy nén khí, = 0,7 – 0,9, chọn = 0,8. Chọn hai máy nén khí để cung cấp khí, 1,máy cơng tác, 1 máy dự phịng, cơng suất mỗi máy là 25,8 kw.  Chọn đường ống dẫn khí dẫn khí chính: Trong đĩ: 3 Qkk: lưu lượng khí ở ống chính, m /s v: vận tốc khí trong ống chính, v = 10 – 15 m/s, chọn v =14 m/s Chọn ống thép khơng gỉ đường kính = 160 mm. Ống dẫn khí nhánh: Trong đĩ: Qn: lưu lượng khí trên ống nhánh 3 Qn = Qkk/n = 0,28 /10 = 0,028 (m /s) – MT1202 61
  75. n : số hàng phân phối đĩa sục khí v : vận tốc khí, chọn v =12m/s Chọn ống thép khơng gỉ đường kính = 55 mm.  Tính ống dẫn nước thải và ống dẫn bùn tuần hồn Ống dẫn nước thải vào Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống: v = 0,7m/s Đường kính ống dẫn là: Chọn ống nhựa PVC đường kính ống = 110mm. Ống dẫn nước thải ra Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống: v = 0,7m/s 3 Lưu lượng nước thải : Q + Qr = 500 + 337 = 837 (m /ngày) Đường kính ống là: Chọn ống nhựa PVC cĩ đường kính = 135 mm. Ống dẫn bùn tuần hồn Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 1m/s 3 Lưu lượng tuần hồn : Qr = 337 m /ngđ Đường kính ống dẫn là: Chọn ống nhựa PVC đường kính ống = 70 mm. – MT1202 62
  76. 4.7. B 2 [4,8] Bể lắng II dùng để chắn giữ bùn hoạt tính đã qua xử lý ở bể Aeroten hay màng vi sinh đã chết từ bể Aeroten và các phần nhỏ khơng hịa tan, khơng lắng được ở bể lắng đợt một. 4.7.2. 2  : - Q = 500 m3 - = 3000 mg/l - = 0,3 - T = 10000 mg/l – MT1202 63
  77.  Trong : , m3/h , α = 0,67 C0 , C0 = X / β (β = 0,8) C0 = 3500 / 0,8 = 4375 (mg/l) Ct , Ct = 10000 (mg/l) VL L, m/h : CL - – – ) L : (Vmax – , K = 600) : : : : : : – MT1202 64
  78. : : : : : :  : H = 4,5 : h1 = 0,5 m. : h2 = 1,5 m : h3 = 0,02 x R = 0,02 x 7,81/2 = 0,078 (m) : h4 = H – h1 – h2 – h3 = 4,5 – 0,5 - 1,5 – 0,078 = 2,422 (m) : 3 Vb = S x h4 = 47,85 x 2,422 = 116 (m ) : : : – MT1202 65
  79. , V = 179 m3.  : 3 V = (H – h1) x S = (4,5 – 0,5) x 47,85 = 191,4(m ) : : : :  Ống dẫn nước thải vào Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống: v = 0,7m/s Lưu lượng nước thải vào bể: 3 Qv = Q + Qr = 500 +337 = 837 (m /ngày) Chọn ống nhựa PVC đường kính ống = 135 mm. Ống dẫn nước thải ra Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 0,7m/s Lưu lượng nước thải: Q = 500m3/ngđ Đường kính ống là: – MT1202 66
  80. Chọn ống nhựa PVC cĩ đường kính = 100 mm. Ống dẫn bùn Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 1m/s 3 Lưu lượng bùn: Qb = Qr + Qw = 337 + 7,83 = 344,83(m /ngày) Đường kính ống dẫn là: Chọn ống nhựa PVC cĩ đường kính = 70 mm. Bùn hoạt tính từ bể lắng II cĩ độ ẩm cao: 99,4% - 99,7%. Một phần lớn loại bùn này được dẫn trở lại bể aeroten ( loại bùn này gọi là bùn hoạt tính tuần hồn), phần bùn cịn lại gọi là bùn hoạt tính dư được dẫn vào bể nén bùn. Tại bể lắng hai ta cĩ đặt 2 bơm để bơm bùn về bể Aeroten và bể nén bùn.  Cơng suất bơm: Trong đĩ: 3 Qr: lưu lượng , m /s H: tồn phần, H = 10 mH2O ρ: khối lượng riêng của , ρ = 1053 kg/m3 g: gia tốc trọng trường, g ≈ 9,81m/s2 η: hiệu suất của bơm, η = 0,73 – 0,9. Chọn η = 0,8 Cơng suất thực tế của máy bơm: NTT = 1,2 x N = 1,2 x 0,5 = 0,6(kw)  Tính bơm bùn đến bể nén bùn Thời gian bơm 15 phút/ngày Trong đĩ: 3 Qw: lưu lượng , m /s H: tồn phần, H = 10 mH2O ρ: khối lượng riêng của , ρ = 1053 kg/m3 g: gia tốc trọng trường, g ≈ 9,81m/s2 η: hiệu suất của bơm, η = 0,73 – 0,9. Chọn η = 0,8 – MT1202 67
  81. Cơng suất thực tế của máy bơm: NTT = 1,2 x N = 1,2 x 1,123 = 1,35 (kw) Chọn 1 bơm cơng suất 1,35 kw. MÁNG TRÀN RĂNG CƯA ỐNG DẪN NƯỚC THẢI VÀO Þ 114 ỐNG TRUNG TÂM THANH GẠT BÙN ỐNG HÚT BÙN 114 4.15. M 2 THANH GẠT BÙN ỐNG PHÂN PHỐI NƯỚC THẢI VÀO SÀN CÔNG TÁC ỐNG DẪNÕ NƯỚC QUA BỂ KHU ? TRU`NG 4.16 2 [1,8] Sau khi oxi . Lượng clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải được tính: – MT1202 68
  82. Trong đĩ: Q: lưu lượng tính tốn của nước thải, Q = 20,833 m3/h a: liều lượng hoạt tính lấy theo điều 6.20.3 – TCXD -51-84 - Nước thải sau xử lí cơ học: a = 10g/m3 - Nước thải sau xử lí sinh học hồn tồn: a = 3 g/m3 - Nước thải sau xử lí sinh học khơng hồn tồn: a = 5 g/m3 Chọn a = 3 g/m3 để tính tốn. Lượng nước tổng cộng cần thiết cho nhu cầu của trạm clo được xác định: Trong đĩ: q là lưu lượng cần thiết để làm bốc hơi clo. Chọn q = 350 l/kg ρ: lượng nước cần thiết để hịa tan 1 gam clo, phụ thuộc vào nhiệt độ của nước thải. Chọn ρ = 1,24 với nhiệt độ của nước thải ở 300C. 4.8.2 : : , m3/h . bv : H = 1,2m : = 4,5m x 2m : : 4.9. B [8] – MT1202 69
  83. Nhiệm vụ của bể nén bùn là làm giảm độ ẩm của bùn hoạt tính dư bằng cách lắng (nén) cơ học để đạt độ ẩm thích hợp (95 – 97%) phục vụ cho các quá trình xử lý bùn ở phía sau. Bể nén bùn tương đối giống bể lắng ly tâm. Tại đây bùn được tách nước để giảm thể tích. Bùn lỗng (hỗn hợp bùn - nước) được đưa vào ống trung tâm ở tâm bể. Dưới tác dụng của trọng lực bùn sẽ lắng và kết chặt lại. Sau khi nén bùn sẽ được rút ra khỏi bể bằng bơm hút bùn. Lưu : 3 QV = QI + QII + QIII = 1,09 + 0,26 + 7,83 = 9,18(m /ngày) : QI, QII, QIII aeroten. Diện tích của bể nén bùn đứng được tính theo cơng thức: Trong đĩ: qo ải trọng tính tốn lên diện tích mặt thống của bể nén bùn, qo= 0,3 m3/m2.h Đường kính của bể nén bùn : Đường kính ống trung tâm: d = 0,1 x D = 0,1 x 1,274 = 0,13 (m) Đường kính phần loe của ống trung tâm: d1 = 1,35 x d = 1,35 x 0,13 = 0,176 (m) Đường kính tấm chắn: dch= 1,3 x d1 = 1,3 x 0,176 = 0,23 (m) Chiều cao cơng tác của bể nén bùn : H = qo x t = 0,3 x 10 = 3 (m) Với t : thời gian nén bùn. Chọn t = 10h quy phạm (10 – 12h). Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn : – MT1202 70
  84. Htc = H + h1 + h2 + h3 = 3 + 0,3 + 0,3 + 0,8 = 4,4 (m) Trong đĩ : h1: chiều cao từ mực nước đến thành bể (m). h2: chiều cao lớp bùn (m) h3: chiều cao phần chĩp đáy bể (m)  Máng thu nước Máng thu nước đặt vịng trịn theo thành bể, cách thành bể 0,3m. Đường kính máng thu nước: Dm = 0,8 x D = 0,8 x 1,274 = 1,02 (m) Chiều dài máng thu nước: Lm = π x D = π x 1,274 = 4 (m) Lượng nước tách ra khỏi bùn: 99,2% - 97% = 2,2% Lượng bùn sau khi nén: 3 Qb = QV – 2,2% x QV = 9,18 – 2,2% x 9,18 = 8,98(m /ngày). 4.17  Tính cơng suất bơm hút bùn Thời gian hút bùn 20 phút, 8h lấy bùn 1 lần. Trong đĩ: 3 Qb: lưu lượng , m /s – MT1202 71
  85. H: tồn phần, H = 8 mH2O ρ: khối lượng riêng của , ρ = 1200 kg/m3 g: gia tốc trọng trường, g ≈ 9,81m/s2 η: hiệu suất của bơm, η = 0,73 – 0,9. Chọn η = 0,8 Cơng suất thực tế của máy bơm: NTT = 1,2 x N = 1,2 x 0,3 = 0,36(kw) Chọn 1 bơm cơng suất 0,36 kw. 4.10. M [8,10] Cặn sau khi qua bể nén bùn cĩ nồng độ từ 3 – 8% cần đưa qua máy ép bùn để giảm độ ẩm xuống cịn 70 – 80%, tức nồng độ cặn khơ từ 20 – 30% với mục đích: - Giảm khối lượng bùn vận chuyển ra bãi thải. - Cặn khơ dễ chơn lấp hay cải tạo đất hơn cặn ướt. - Giảm lượng nước bẩn cĩ thể thấm vào nước ngầm ở bãi thải. - Ít gây mùi khĩ chịu và ít độc tính. Thiết bị lọc ép dây đai là thiết bị dùng để khử nước ra khỏi bùn vận hành bằng cách cho bùn liên tục vào thiết bị. Thiết bị này thường được chế tạo với bề rộng dây đai từ 0,5 – 3,5m. 4.18 Lưu lượng cặn đến lọc ép dây đai: Trong đĩ: 3 3 Qb: lượng bùn đưa đến máy ép, Qb = 8,98 m /ngày = 0,37 m /h – MT1202 72
  86. P1: độ ẩm của bùn dư, P1 = 99,2% P2: độ ẩm của bùn sau khi nén ở bể nén bùn, P2 = 97% Giả sử lượng bùn sau khi nén cĩ C = 50kg/m3, lượng cặn đưa đến máy ép bùn là: Q = C x Qc = 50 x 0,1 = 5 (kg/h) = 120 (kg/ngày) Máy làm việc 6h trong 1 ngày, 1 tuần làm việc 3 ngày. Lượng cặn đưa đến máy trong 1 tuần: 120 x 7 = 840 (kg) Lượng cặn đưa đến máy trong 1h: Tải trọng cặn trên 1m rộng của băng tải do động trong khoảng 90 – 680kg/m chiều rộng băng giờ. Chọn băng tải cĩ cơng suất 100kg/m rộng giờ. Chiều rộng băng tải: Chọn máy cĩ chiều rộng 0,5m và năng suất 100kg/m rộng giờ. – MT1202 73
  87. CHƢƠNG 5. TÍNH TỐN KINH TẾ [8,10]  Chi phí xây dựng cơng trình STT (m3) (VNĐ/m3) ) 1 0,286 1 2.500.000 0.715 2 0,075 1 2.500.000 0.1875 3 100 1 2.500.000 250 4 104,17 1 2.500.000 260.425 5 136,8 1 2.500.000 342 6 179 1 2.500.000 447.5 7 191,4 1 2.500.000 478.5 8 10,42 1 2.500.000 26.05 9 5,61 1 2.500.000 14.025 10 1 40 1.859,4025 – MT1202 74
  88.  Chi phí thiết bị ng STT (VNĐ) (VNĐ) 1 1 5.000.000 5.000.000 2 2 10.000.000 20.000.000 3 1 8.000.000 8.000.000 4 2 8.000.000 16.000.000 5 2 50.000.000 100.000.000 6 90 100.000 9.000.000 7 2 2.000.000 4.000.000 8 1 8.000.000 8.000.000 9 Bơm 1 12.000.000 12.000.000 10 1 1.500.000 1.500.000 11 1 100.000.000 100.000.000 12 1 18.000.000 18.000.000 13 30.000.000 30.000.000 14 30.000.000 30.000.000 15 40.000.000 40.000.000 401.500.000 Tổng vốn đầu tư cơ bản bao gồm chi phí khấu hao xây dựng 20 năm và chi phí khấu hao máy mĩc 10 năm. ệ thống [8,10] – MT1202 75
  89. Cl2 0,063kg/h 9.000đ/kg 13.608 0,1m3/h 5.400đ/m3 : 500 kw/ngày. Giá cung cấp điện cơng nghiệp: 2500 đồng/kw : Tđ /năm) Số lượng nhân viên: 4 người, 3 cơng nhân và 1 kỹ sư Mức lương tháng: Cơng nhân: 2.500.000 đồng/người/tháng Kỹ sư: 4.000.000 đồng/người/tháng Chi phí tổng cộng: Tnc = 3 2.500.000 + 4.000.000 = 11.500.000 (đồng/tháng) = 138 /năm) 5.2.4. C Chi phí bão dưỡng hàng năm ước tính bằng 1% tổng số vốn đầu tư vào cơng trình xử lý. Tbd = 0,01 x 133.120.125 = 1.331.201,25(đồng/năm). 1m3 Tổng chi phí xử lý: TTC = 133.120.125 + 9.697.320 + 456.250.000 + 138.000.000 + 1.331.201,25= 738.398.646,3(đồng/năm). → Giá thành xử lý cho 1m3 nước thải: – MT1202 76
  90. 1. Kết luận Sản xuất bia đem lại lợi nhuận kinh tế cao và đây cũng chính là động lực thúc đẩy ngành cơng nghiệp sản xuất bia ngày càng phát triển. Tuy nhiên cùng với sự phát triển cao của sản xuất là những vấn đề ơ nhiễm mơi trường củ đang ngày càng trầm trọng. Nước thải chứa rất nhiều hợp chất hữu cơ, , vi khuẩn, , . – ư sau: - . - , . - /m3 . – MT1202 77
  91. 2. Kiến nghị . Đ , đề tài đề xuất như sau: - . - . - . - . – MT1202 78
  92. [1] 51 – 84 – 2003, “T . [2]. Trần Đức Hạ (2006), “Xử lý nước thải đơ thị”, NXB Khoa Học và Kỹ thuật Hà Nội. [3]. PGS.PTS Hồng Huệ (1996), “Xử lý nước thải”, NXB Xây Dựng Hà Nội. [4] (2011), “ . [5]. TS. Trịnh Xuân Lai (2000), “Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải”, NXB Xây Dựng Hà Nội. [6] (2007), “ , , ĐHQG Tp.HCM. [7]. (2008), , . [8] (2008), “ 2000 m3 TP.HCM [9]. Lâm Minh Triết - Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân (2006), “Xử lý nước thải đơ thị & cơng nghiệp”, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh. Một số website: [10]. www.google.com.vn [11]. www.yeumoitruong.com [12]. www.webmoitruong.com – MT1202 79