xu ly nuoc_thai

Đồ án công nghệ 2 GVHD: TS.Bùi Xuân Đông

SVTH: Nguyễn Văn Lãnh – 08SHTrang 1

MỤC LỤCMỞ ĐẦU....................................................................................................................... 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN........................................................................................5

1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp chế biến thủy sản ở nước ta.............................5

1.2. Một số quy trình chế biến thủy sản........................................................................ 7

1.2.1. Quy trình chế biến thủy sản chung................................................................... 7

1.2.2. Quy trình chế biến thủy sản đông lạnh.............................................................8

1.3. Đặc điểm nước thải ngành chế biến thủy sản và những tác động đến môi

trường.............................................................................................................................8

1.3.1. Đặc điểm nước thải ngành chế biến thủy sản...................................................8

1.3.2. Tác động của nước thải đến môi trường...........................................................9

1.4. Các phương pháp xử lý nước thải thủy sản......................................................... 11

1.4.1. Xử lý bằng phương pháp cơ học.................................................................... 11

1.4.2. Xử lý bằng phương pháp hóa lý và hóa học...................................................13

1.4.3. Xử lý bằng phương pháp sinh học..................................................................14

CHƯƠNG 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ............... 15

2.1. Chọn phương án xử lý..........................................................................................15

2.2. Quy trình công nghệ............................................................................................. 16

2.3. Thuyết minh quy trình công nghệ........................................................................ 17

2.4. Các đơn vị công trình trong quy trình công nghệ............................................... 18

2.4.1. Song chắn rác.....................................................................................................18

2.4.2. Bể thu gom.........................................................................................................19

2.4.3. Bể lắng cát......................................................................................................... 19

2.4.4. Bể điều hòa........................................................................................................ 19

2.4.5. Bể lắng đợt 1......................................................................................................20

2.4.6. Bể lọc sinh học kỵ khí (UASB).........................................................................20

2.4.7. Bể Aerotank.......................................................................................................21

2.4.8. Bể lắng đợt 2......................................................................................................22

2.4.9. Bể khử trùng...................................................................................................... 22



2.4.10. Bể nén bùn......................................................................................................23

2.4.11. Máy ép bùn...................................................................................................... 23

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC ĐƠN VỊ CÔNG TRÌNH TRONG HỆ THỐNG

XỬ LÝ......................................................................................................................... 23

3.1. Các thông số ban đầu............................................................................................23

3.2. Xác định lưu lượng nước thải...............................................................................24

3.3. Tính toán kích thước song chắn rác..................................................................... 25

3.4. Tính toán kích thước bể thu gom......................................................................... 29

3.5. Tính toán bể lắng cát............................................................................................ 29

3.6. Tính toán bể điều hòa........................................................................................... 31

3.7. Tính toán bể lắng đợt 1.........................................................................................34

3.8. Tính toán bể UASB.............................................................................................. 37

3.9. Tính toán bể Aerotank..........................................................................................44

3.10. Tính toán bể lắng đợt 2...................................................................................... 51

3.11. Tính toán bể khử trùng.......................................................................................53

3.12. Tính toán bể chứa bùn........................................................................................ 54

3.13. Tính toán bể nén bùn..........................................................................................56

3.14. Tính toán máy ép bùn.........................................................................................57

CHƯƠNG 4: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ UASB...... 58

4.1. Tổng quan và cấu tạo của bể UASB.................................................................... 58

4.1.1. Tổng quan về bể UASB.................................................................................... 58

4.1.2. Cấu tạo của bể UASB........................................................................................61

4.2. Nguyên lý hoạt động của bể UASB..................................................................... 61

KẾT LUẬN................................................................................................................. 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................63



MỞ ĐẦU

Trong vài thập niên gần đây, nền kinh tế Việt Nam tăng trưởng mạnh mẽ và

ổn định. Điều này góp phần nâng cao thu nhập và cải thiện đời sống người dân,

làm thay đổi cơ bản diện mạo đất nước. Từ chỗ một nước đói nghèo sau chiến

tranh, hiện nay nước ta trở thành một nước có thu nhập trung bình, với thu nhập

bình quân theo đầu người năm 2011 là 1200 USD/người.

Bước vào thời kì hội nhập và phát triển, đặc biệt là để tiến hành sự nghiệp

công nghiệp hóa – hiện đại hóa để đưa đất nước cơ bản trở thành một nước công

nghiệp vào năm 2020, ngành công nghiệp nước ta được đã đầu tư, phát triển

không ngừng và đem lại nhiều thành tựu to lớn. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi

ích đem lại như tăng trưởng GDP, góp phần phát triển đất nước, giảm đói

nghèo…thì nó cũng để lại những bất cập và hậu quả nhất định đối với môi trường

xung quanh. Sự phát triển của ngành công nghiệp chế biến thủy sản cũng nằm

trong xu thế chung đó.

Để đảm bảo môi trường sống an toàn, trong lành cho người dân và đảm bảo

quá trình sản xuất bền vững, lâu dài, nhất là tuân thủ các quy định ký kết sau khi

nước ta gia nhập WTO, mỗi doanh nghiệp, mỗi đơn vị sản xuất kinh doanh cần có

hệ thống xử lý nước thải để giảm thiểu tác động đến môi trường xung quanh.

Xuất phát từ những đòi hỏi cấp bách đó, em đã thực hiện đồ án này với đề

tài: “ Thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh

với năng suất tấn 13 sản phẩm / ngày. Chất lượng nước thải đạt loại A”.



CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp chế biến thủy sản ở nước ta

Nước ta có một bờ biển dài hơn 3200 km với một vùng biển rộng lớn, trên 1

triệu km2 và một hệ thống sông ngòi dày đặc phân bố khắp các vùng miền, cùng

với đó là một diện tích không nhỏ bề mặt ao, hồ, đập, đầm lầy, ruộng trũng… Đó

là điều kiện rất thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển ngành nuôi trồng, đánh

bắt thủy hải sản nói chung và ngành chế biến thủy sản nói riêng.

Theo Bộ Thủy sản, Việt Nam có trên 2000 loài cá, trong đó có khoảng 100

loài có giá trị kinh tế cao. Bước đầu đánh giá trữ lượng cá biển trong vùng thềm

lục địa khoảng trên 4 triệu tấn. Khả năng khai thác hàng năm khoảng 1,67 triệu

tấn/năm. Như vậy tiềm năng khai thác vẫn còn rất lớn.

Xuất phát từ tiềm năng thiên nhiên to lớn, vai trò quan trọng của ngành thủy

sản trong sự phát triển kinh tế- xã hội, nhất là trong 20 năm qua, với tốc độ phát

triển kinh tế nhanh chóng về sản lượng và giá trị xuất khẩu. Ngành kinh tế thủy

sản ngày càng được xác định là ngành kinh tế mũi nhọn và là một trong những

hướng ưu tiên của sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay.

Công nghiệp chế biến thủy sản mà chủ yếu là công nghiệp đông lạnh thủy

sản, với hơn 300 cơ sở chế biến thủy sản và khoảng 220 nhà máy chuyên sản xuất

các sản phẩm đông lạnh phục vụ xuất khẩu, có tổng công suất 200 tấn/ngày đã

đóng vai trò to lớn hàng đầu về công nghiệp chế biến thực phẩm trong cả nước và

thu hút nguyên liệu để sản xuất hàng hóa xuất khẩu.

Quy trình công nghệ chế biến hàng đông lạnh ở nước ta hiện nay chủ yếu

dừng ở mức độ sơ chế và bảo quản đông lạnh, chủ yếu là đưa tôm, cá từ nơi đánh

bắt về sơ chế, đóng gói, cấp đông, bảo quản lạnh…và xuất khẩu. Mặt hàng thủy

sản có giá trị xuất khẩu cao hiện nay chủ yếu là tôm, cá tra, cá ngừ, mực nang,

mực đông…

Theo số liệu của Tổng cục Thủy sản cho biết, trong năm 2011 tổng sản lượng

thủy sản đạt trên 5,2 triệu tấn, xuất khẩu đến khoảng 164 quốc gia, vùng lãnh thổ



trên thế giới, kim ngạch xuất khẩu đạt trên 6,11 tỉ USD, chiếm 3,92 % GDP cả

nước.

Hình 1.1. Chế biến thủy sản xuất khẩu

Tuy nhiên, đi kèm với sự gia tăng sản phẩm, góp phần phát triển kinh tế, vấn

đề ô nhiễm môi trường sinh ra từ quá trình chế biến của ngành cũng thực sự cần

xem xét. Do đặc điểm công nghệ của mình, ngành chế biến thủy sản đã sử dụng

một lượng nước khá lớn trong quá trình chế biến, trung bình khoảng 30 ÷ 80 tấn

nước/tấn sản phẩm. Vì vậy ngành đã thải ra một lượng nước thải khá lớn cùng với

các chất thải rắn rất khó phân hủy.

Do đó, việc nghiên cứu xử lý nước thải ngành chế biến thủy sản là một yêu

cầu cấp thiết đặt ra, trước hết là trực tiếp đối với các cơ sở, nhà máy chế biến thủy

sản, nhằm góp phần giảm thiểu tác động ô nhiễm môi trường và đảm bảo phát

triển bền vững, lâu dài.

1.2. Một số quy trình chế biến thủy sản

1.2.1. Quy trình chế biến thủy sản chung

Tùy thuộc vào các loại nguyên liệu như tôm, cá, sò, mực, cua… mà công

nghệ sẽ có nhiều điểm riêng biệt.

Nguồn vào Quy trình chế biến Nguồn nước thải



Nước

Nướcchloride

Các hợp chấtkhác

Ví dụ : nướcmắm

Nguyên liệudùng để đónggói

Nguyên liệu

Phân loại và cân nặng

Chuẩn bịLàm cá, đánh vảy, lấy thịt phile,

bỏ da và làm sạch ruột

Làm sạch và kiểm tra lại

Giai đoạn thành phẩmNước sốt cá, nước mắm…

Giai đoạn đóng hộpĐông lạnh, vô lon, đóng chai.

Đóng gói và gởi đi

Loại bỏ sản phẩmdư thừa

Loại bỏ da,xương, máu, đầu,ruột, thịt cá ươn

Nước mắm, nướcsốt cá, dầu, thịt cáươn, bao bì khôngdùng…

Sản phẩm cụ thể.Loại bỏ thịt ươn,

tỉa sạch

Đồ phế thải, quáhạn sử dụng, sảnphẩm bị trả lại

Hình 1.2. Giản đồ dây chuyền chế biến thủy sản thông dụng

1.2.2. Quy trình chế biến thủy sản đông lạnh

Nguyên liệu tươi ướp đá

Rửa Nước thải

Sơ chế

Phân cỡ, loại



Rửa Nước thải

Xếp khuôn

Đông lạnh

Đóng gói

Bảo quản lạnh

( -250C ÷ - 180C )

Hình 1.3. Quy trình công nghệ sản xuất một số sản phẩm thủy sản đông lạnh.

1.3. Đặc điểm nước thải ngành chế biến thủy sản và những tác động đến

môi trường

1.3.1. Đặc điểm nước thải ngành chế biến thủy sản

`Nước thải trong các nhà máy chế biến đông lạnh phần lớn là nước thải trong

quá trình sản xuất bao gồm nước rửa nguyên liệu, bán thành phẩm, nước sử dụng

cho vệ sinh và nhà xưởng, thiết bị, dụng cụ chế biến, nước vệ sinh cho công nhân.

Thành phần của nước thải chế biến thủy sản chủ yếu là chất hữu cơ, chất vô cơ

và các vi sinh vật gây bệnh.

Số liệu điều tra năm 2002 cho thấy, cứ sản xuất 1 tấn tôm nõn đông lạnh xuất

xưởng sẽ thải ra môi trường 0,75 tấn phế thải (đầu, vỏ, nội tạng), cá filet đông

lạnh 0,6 tấn, nhuyễn thể chân đầu 0,45 tấn, nhuyễn thể 2 mảnh vỏ đông lạnh >4

tấn, riêng đối với chế biến nước mắm bã chượp ước tính khoảng 0,3 tấn/1 tấn sản

phẩm. Tỷ lệ chất thải trung bình cho 1 tấn sản phẩm ở các nhà máy rất khác nhau,

dao động từ 0,07 – 1,05 tấn cho sản phẩm vì nó phụ thuộc vào mặt hàng chính

của mỗi xí nghiệp.

Nước thải từ các nhà máy chế biến thuỷ sản có các chỉ số ô nhiễm cao hơn

rất nhiều so với tiêu chuẩn nước thải công nghiệp loại B dùng cho nuôi trồng



thuỷ hải sản (TCVN 5945-1995) như BOD5 vượt từ 10 –30 lần, COD từ 9-19 lần.

Nitơ tổng số cao hơn tiêu chuẩn xấp xỉ đến 9 lần. Tuy nhiên, mức ô nhiễm trong

các công đoạn chế biến thuỷ sản cũng vẫn chỉ ở mức ô nhiễm trung bình so với

các loại nước thải từ các ngành công nghiệp khác như dệt, nhuộm, da giày...

Mức ô nhiễm của nước thải chế biến thuỷ sản về mặt vi sinh hiện vẫn chưa

có số liệu thống kê, nhưng có thể khẳng định là chỉ số vi sinh vật như Clorom sẽ

vượt qua tiêu chuẩn cho phép bởi vì các chất thải từ chế biến thuỷ sản phần lớn

có hàm lượng protein, lipitd cao là môi trường tốt cho vi sinh vật phát triển đặc

biệt là trong điều kiện nóng ẩm như ở Việt Nam.

1.3.2. Tác động của nước thải đến môi trường

Nước thải chế biến thủy sản có hàm lượng các chất ô nhiễm cao nếu không

được xử lý sẽ gây ô nhiễm các nguồn nước mặt và nước ngầm trong khu vực.

Gây ô nhiễm nguồn nước ngầm:

Đối với nước ngầm tầng nông, nước thải chế biến thủy sản có thể thấm

xuống đất và gây ô nhiễm nước ngầm. Các nguồn nước ngầm nhiễm các chất hữu

cơ, dinh dưỡng và vi trùng rất khó xử lý thành nước sạch cung cấp cho sinh hoạt.

Gây ô nhiễm nguồn nước mặt và môi trường không khí xung quanh:

Các chất hữu cơ: Các chất hữu cơ chứa trong nước thải chế biến thủy sản có

nguồn gốc động vật nên dễ bị phân hủy. Trong nước thải chứa các chất như

cacbonhydrat, protein, chất béo… khi xả vào nguồn nước sẽ làm giảm nồng độ

oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để phân hủy các chất

hữu cơ. Nồng độ oxy hòa tan dưới 50% bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng tới

sự phát triển của tôm , cá. Oxy hòa tan giảm không chỉ gây suy thoái tài nguyên

thủy sản mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm

chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp.

Chất dầu mỡ: Các chất dầu mỡ nếu không được xử lý sẽ tồn tại như một

màng nổi ngăn cản sự khuếch tán của oxy vào nước, giảm khả năng quang hợp



của tảo và vi sinh, tạo môi trường phân hủy kỵ khí ảnh hưởng đến quá trình phân

hủy chất, gây mất cảm quan…

Chất rắn lơ lửng: Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu. Nó

hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sang chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá

trình quang hợp của tảo, rong rêu… Chất rắn lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnh

hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan

(tăng độ đục nguồn nước) và gây bồi lắng lòng sông, cản trở sự lưu thông nước và

tàu bè…

Chất dinh dưỡng (N, P): Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện

tượng phát triển bùng nổ các loài tảo, đến mức giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy

gây nên hiện tượng thiếu oxy. Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy

vực chết ảnh hưởng tới chất lượng nước của thủy vực. Ngoài ra, các loài tảo nổi

trên mặt nước tạo thành lớp màng khiến cho bên dưới không có ánh sáng.Quá

trình quang hợp của các thực vật tầng dưới bị ngưng trệ. Tất cả các hiện tượng

trên gây tác động xấu tới chất lượng nước, ảnh hưởng tới hệ thủy sinh, nghề nuôi

trồng thủy sản, du lịch và cấp nước.

Amoniac: Rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ. Nồng độ làm chết

tôm, cá từ 1,2 ÷ 3 mg/l. Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của

nhiều quốc gia yêu cầu nồng độ Amonia không vượt quá 1 mg/l.

Các vi sinh vật: Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh và trứng giun

sán trong nguồn nước là nguồn ô nhiễm đặc biệt. Trong nước thải có thể có nhiều

loại virut (như virut đường ruột, virut viêm gan A…) và các loại giun sán (như

sán lá gan, sán dây…). Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn hay

qua các nhân tố lây bệnh sẽ truyền dẫn các bệnh dịch cho người như bệnh lỵ,

thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu, tiêu chảy cấp tính…



Gây ô nhiễm đất: Đối với các vùng đất xung quanh nhà máy, nếu như nước

thải không được xử lý thì khi xâm nhập vào đất nó sẽ phân hủy yếm khí các chất

hữu cơ tạo nên các loại chất độc như: H2S, CH4, NH3…

Trong các nhà máy chế biến thuỷ sản đông lạnh còn có một lượng nhỏ

Clorine dùng để làm vệ sinh nhà xưởng khi sử dụng sẽ sinh ra Cl2 tán phát vào

không khí có thể gây hại về đường hô hấp cho người lao động, tuy nhiên lượng sử

dụng không nhiều, khoảng 60 tấn/năm.

1.4. Các phương pháp xử lý nước thải thủy sản

Nước thải chứa nhiều tạp chất khác nhau, mục đích của quá trình xử lý

nước thải là khử các tạp chất đó sao cho sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn chất lượng ở

mức chấp nhận được theo các chỉ tiêu đã đặt ra.

Hiện nay có nhiều biện pháp xử lý nước thải khác nhau. tuỳ thuộc vào đặc

tính, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch mà người ta chọn phương pháp cơ

học, hoá lí, hoá học, sinh học hay tổng hợp các phương pháp này để xử lý.

1.4.1. Xử lý bằng phương pháp cơ học

Phương pháp này dùng để xử lý sơ bộ, giúp loại bỏ các tạp chất rắn kích cỡ

khác nhau có trong nước thải như: rơm cỏ, gỗ, bao bì chất dẻo, giấy, dầu mỡ nổi, cát

sỏi, các vụn gạch ngói… và các hạt lơ lửng huyền phù khó lắng. Các phương pháp

xử lý cơ học thường dùng:

1.4.1.1. Phương pháp lọc

Lọc qua song chắn, lưới chắn:

Mục đích của quá trình này là loại bỏ những tạp chất, vật thô và các chất lơ

lửng có kích thước lớn trong nước thải để tránh gây ra sự cố trong quá trình vận

hành xử lý nước thải. Song chắn, lưới chắn hoặc lưới lọc có thể đặt cố định hay di

động, cũng có thể là tổ hợp cùng với máy nghiền nhỏ. Thông dụng hơn là các song

chắn cố định.



Lọc qua vách ngăn xốp:

Cách này được sử dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ

khỏi nước thải mà các bể lắng không thể loại được chúng. Phương pháp cho phép

chất lỏng đi qua và giữ pha phân tán lại, quá trình có thể xảy ra dưới tác dụng của áp

suất thủy tĩnh của cột chất lỏng, áp suất cao trước vách ngăn hoặc áp suất chân

không sau vách ngăn.

1.4.1.2. Phương pháp lắng

Lắng dưới tác dụng của trọng lực:

Phương pháp này nhằm loại các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra khỏi nước.

Để tiến hành quá trình người ta thường dùng các loại bể lắng khác nhau: bể lắng cát,

bể lắng cấp 1, bể lắng cấp 2. Ở bể lắng cát, dưới tác dụng của trọng lực thì cát nặng

sẽ lắng xuống đáy và kéo theo một phần chất đông tụ. Bể lắng cấp 1 có nhiệm vụ

tách các chất rắn hữu cơ (60%) và các chất rắn khác. Bể lắng cấp 2 có nhiệm vụ tách

bùn sinh học ra khỏi nước thải.

Lắng dưới tác dụng của lực ly tâm và lực nén:

Những hạt lơ lửng còn được tách bằng quá trình lắng dưới tác dụng của lực

ly tâm trong các xyclon thuỷ lực hoặc máy ly tâm.

Ngoài ra, trong nước thải sản xuất có các tạp chất nổi (dầu mỡ bôi trơn,

nhựa nhẹ…) cũng được xử lý bằng phương pháp lắng.

1.4.2. Xử lý bằng phương pháp hóa lý và hóa học

1.4.2.1. Phương pháp trung hoà

Nước thải sản xuất của nhiều lĩnh vực có chứa axit hoặc kiềm. Để nước thải

được xử lý tốt ở giai đoạn xử lý sinh học cần phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh

pH về vùng 6,6 ÷ 7,6. Trung hòa còn có mục đích làm cho một số kim loại nặng lắng

xuống và tách khỏi nước thải.

Dùng các dung dịch axit hoặc muối axit, các dung dịch kiềm hoặc oxit kiềm

để trung hoà nước thải.



1.4.2.2. Phương pháp keo tụ

Để tăng nhanh quá trình lắng các chất lơ lửng phân tán nhỏ, keo, thậm chí cả

nhựa nhũ tương polyme và các tạp chất khác, người ta dùng phương pháp đông tụ để

làm tăng kích cở các hạt nhờ tác dụng tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết vào

tập hợp hạt để có thể lắng được. Khi lắng chúng sẽ kéo theo một số chất không tan

lắng theo nên làm cho nước trong hơn.

Việc chọn loại hóa chất, liều lượng tối ưu của chúng, thứ tự cho vào nước…

phải được thực hiện bằng thực nghiệm. Các chất đông tụ thường dùng là nhôm

sunfat, sắt sunfat, sắt clorua…

1.4.2.3. Phương pháp oxy hoá - khử

Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất oxy hóa như: clo ở

dạng khí và lỏng trong môi trường kiềm, vôi clorua (CaOCl2), hipoclorit, ozon…và

các chất khử như: natri sunfua (Na2S), natri sunfit (Na2SO3), sắt sunfit (FeSO4)…

Trong phương pháp này, các chất độc hại trong nước thải được chuyển

thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước bằng lắng hoặc lọc.Tuy nhiên quá

trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hóa học nên phương pháp này chỉ được

dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải có tính

chất độc hại và không thể tách bằng những phương pháp khác.

1.4.2.4. Phương pháp hấp phụ

Dùng để loại bỏ các chất bẩn hoà tan vào nước mà phương pháp xử lý sinh

học cùng các phương pháp khác không loại bỏ được với hàm lượng rất nhỏ. Thông

thường đây là các hợp chất hoà tan có độc tính cao hoặc các chất có mùi, vị và màu

rất khó chịu.

Các chất hấp phụ thường dùng: than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagen,

keo nhôm…Trong đó than hoạt tính được dùng phổ biến nhất.

1.4.2.5. Phương pháp tuyển nổi

Phương pháp này dựa trên nguyên tắc: các phần tử phân tán trong nước có

khả năng tự lắng kém nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên bề



mặt nước sau đó người ta tách bọt khí cùng các phần tử dính ra khỏi nước. Thực chất

đây là quá trình tách bọt hay làm đặc bọt.

Khi tuyển nổi người ta thường thổi không khí thành bọt khí nhỏ li ti, phân

tán và bão hòa trong nước.

1.4.2.6. Phương pháp trao đổi ion

Thực chất đây là quá trình trong đó các ion trên bề mặt các chất rắn trao

đổi với các ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này

gọi là ionit, chúng hoàn toàn không tan trong nước.

Phương pháp này loại ra khỏi nước nhiều ion kim loại như: Zn, Cu, Hg, Cr,

Ni…cũng như các hợp chất chứa asen, xianua, photpho và cả chất phóng xạ. Ngoài

ra còn dùng phương pháp này để làm mềm nước, loại ion Ca+2 và Mg+2 ra khỏi nước

cứng.

Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự

nhiên hoặc tổng hợp như: zeolit, silicagen, đất sét, nhựa anionit và cationit…

1.4.3. Xử lý bằng phương pháp sinh học

Cơ sở của phương pháp là dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật, chủ yếu

là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh có trong nước thải. Quá trình hoạt động của chúng

cho kết quả là các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hóa và trở thành những

chất vô cơ, những chất đơn giản hơn, các chất khí và nước. Mức độ và thời gian

phân hủy phụ thuộc vào cấu tạo của chất hữu cơ đó, độ hoà tan trong nước và hàng

loạt các yếu tố ảnh hưởng khác.

Vi sinh vật trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất

khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng. Quá trình dinh dưỡng làm cho

chúng sinh sản, phát triển tăng số lượng tế bào, đồng thời làm sạch các chất hữu cơ

hòa tan hoặc các hạt keo phân tán nhỏ. Do đó trong xử lý nước thải người ta phải

loại bỏ các tạp chất phân tán thô hoặc các chất có hại đến sự hoạt động của vi sinh

vật ra khỏi nước thải ở giai đoạn xử lý sơ bộ.



CHƯƠNG 2: CHỌN VÀ THUYẾTMINH QUY TRÌNH

CÔNG NGHỆ

2.1. Chọn phương án xử lý

Dựa vào thành phần và tính chất nước thải đầu vào, yêu cầu về chất lượngnước thải sau xử lý, quy mô công suất và điều kiện giới hạn về diện tích mặt bằng,vốn đầu tư… ta sẽ đưa ra phương án xử lý tối ưu nhằm đạt hiệu quả xử lý theoyêu cầu.

Căn cứ vào thành phần, tính chất nước thải đầu vào của nhà máy và căn cứvào yêu cầu chất lượng nước thải đầu ra đạt loại A (theo số liệu bảng 2.1), ta lựachọn hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học kết hợp với phương phápxử lý bằng sinh học và khử trùng, trong đó phương pháp sinh học đóng vai tròquan trọng.Bảng 2.1. Tính chất, thành phần nước thải của nhà máy thủy sản đông lạnh

[5, tr 407 – 410 và 20, tr 408]

STT THÔNG SỐĐƠNVỊ

GIÁ TRỊĐẦUVÀO

GIÁ TRỊCỘT A (*)

1 pH 6,3 ÷ 7,2 6 ÷ 9

2 COD mg/l 1000 ÷ 1200 75

3 BOD5 (200C) mg/l 600 ÷ 950 30

4 Tổng Nitơ mg/l 70 ÷ 110 20

5 Chất rắn lơ lửng SS mg/l 100 ÷ 300 50

6 Tổng Photpho mg/l 6 ÷ 10 4

(*) Giá trị của thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp sau xử lý, quy địnhtại Bảng 1 QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thảicông nghiệp, có hiệu lực từ ngày 15 - 2 – 2012.



2.2. Quy trình công nghệ

Nước

Cấp khí

Bùn

Bùn

Cấp khí Bùn tuần hoàn

Bùn dư

Hóa chất

Nước thải đầu vào

Song chắn rác

Bể thu gom

Bể lắng cát

Bể điều hòa

Bể lắng đợt 1

Bể UASB

Bể Aerotank

Bể lắng đợt 2

Bể khử trùng

Nguồn tiếp nhận

Thùng chứa rác

Bể chứa bùn

Bể nén bùn

Máy ép bùn

Chôn lấp,Phân vi sinh

Sân phơi cát



2.3. Thuyết minh quy trình công nghệ

Nước thải chế biến thủy sản từ các nguồn của nhà máy theo hệ thống thoát

nước đến song chắn rác để tách các chất rắn thô rồi vào bể thu gom.

Sau đó nước thải được đưa qua bể lắng cát để tiếp tục tách scác tạp chất rắn

không tan có kích thước nhỏ (cát, sỏi…), rồi được bơm lên ngăn tiếp nhận của bể

điều hòa. Nước thải vào bể điều hòa và nhờ các dòng khí nén sục dưới đáy mà nó

được hòa trộn đều để có tính chất đồng nhất.

Tiếp đó, nước từ bể điều hòa chảy vào bể lắng đợt 1 thực hiện quá trình lắng,

một số cặn sẽ lắng xuống đáy, phần nước trên sẽ được đưa qua bể UASB để thực

hiện quá trình phân hủy sinh học kỵ khí.

Nước vào bể UASB theo kiểu đi từ dưới lên xuyên qua lớp bùn lơ lửng và

các chất hữu cơ bị phân hủy trong điều kiện kỵ khí. Sau khi ra khỏi bể UASB,

nước đã giảm một lượng COD đáng kể và được đưa qua công trình xử lý hiếu khí

bể Aerotank để tiếp tục phân hủy phần chất hữu cơ còn lại. Tại đây nước thải

được trộn đều với bùn hoạt tính và nhờ oxy không khí do máy thổi khí cung cấp,

vi sinh vật hiếu khí có trong bùn phân hủy các chất hữu cơ còn lại trong nước thải.

Nước thải có chứa bùn hoạt tính được dẫn sang bể lắng đợt 2 để tách bùn.

Phần nước trong cho vào bể khử trùng có cung cấp Clorua vôi để khử trùng nước

thải. Nước thải sau khi ra khỏi hệ thống đạt tiêu chuẩn xả thải và xả ra nguồn tiếp

nhận.

Một phần bùn hoạt tính từ bể lắng đợt 2 được tuần hoàn trở lại bể Aerotank.

Phần còn lại cùng với bùn từ bể lắng đợt 1 và phần bùn trong bể UASB (định kỳ

2 tháng xả một lần) được đưa vào bể chứa bùn, sau đó cho vào bể nén bùn (nước

tách bùn được đưa trở lại ngăn tiếp nhận của bể điều hòa). Lượng bùn đặc, ổn

định đưa đến máy ép bùn, ép thành bánh. Sau đó bùn có thể được xử lý bằng cách

chôn lấp hoặc tận dụng làm phân bón…



2.4. Các đơn vị công trình trong quy trình công nghệ

2.4.1. Song chắn rác

Chức năng: Song chắn rác được sử dụng để tách các loại rác và tạp chất thô

có kích thước lớn trong nước thải như vỏ tôm, vây cá, đuôi cá…trước khi đưa

nước thải vào các công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng song chắn rác vào trong

các công trình xử lý nước thải tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống,

mương dẫn hay gây hư hỏng bơm. Sau đó, lượng rác này được gom bằng thủ

công và tập trung vào thùng chứa rác có nắp đậy. Rác được tập trung lại, đưa đến

bãi rác hoặc làm thức ăn gia súc.

Song chắn rác gồm các thanh đan xếp cạnh nhau trên mương dẫn nước.

Thanh đan có thể là tiết diện tròn hay hình chữ nhật, thường là hình chữ nhật.

Song chắn rác thường dễ dàng trượt lên xuống dọc theo 2 khe ở thành mương dẫn

và đặt nghiêng so với mặt phẳng ngang một góc 60° ÷ 75° để tăng hiệu quả và

tiện lợi khi làm vệ sinh.

2.4.2. Bể thu gom

Chức năng: Bể thu gom nước thải tập trung toàn bộ nước thải từ các phân

xưởng sản xuất của nhà máy bao gồm cả nước thải sinh hoạt và để đảm bảo lưu

lượng tối thiểu cho bơm hoạt động an toàn.

Bể thu gom được đặt chìm dưới mặt đất. Nước thải từ bể thu gom được

chuyển tiếp vào bể lắng cát nhờ bơm. Trong bể thu gom, sử dụng 2 bơm chìm

hoạt động luân phiên.

2.4.3. Bể lắng cát

Chức năng: Bể lắng cát thường được thiết kế để tách các tạp chất rắn vô cơ

không tan có kích thước từ 0,2 ÷ 2 mm ra khỏi nước thải. Điều đó đảm bảo cho

các thiết bị cơ khí (như các loại bơm) không bị cát, sỏi bào mòn; tránh tắc các

đường ống dẫn và các ảnh hưởng xấu cùng việc tăng tải lượng vô ích cho các thiết

bị xử lý sinh học. Ta chọn bể lắng cát có sục khí.



Bể lắng cát có sục khí được phát triển dựa trên cơ sở các hạt cát tích tụ lại

với nhau trong dòng chuyển động xoáy ốc tạo bởi dòng khí, bằng cách sục khí

vào một phía của bể tạo cho dòng chảy nước thải chuyển động theo quỹ đạo tròn

và xoắn ốc quanh trục theo hướng dòng chảy.

Cát, sỏi sau khi được tách ra sẽ được đưa lên sân phơi cát để làm ráo nước.

Phần nước chảy ra từ sân phơi sẽ được dẫn vào bể điều hòa để trộn chung và tiếp

tục xử lý.

2.4.4. Bể điều hòa

Chức năng: Điều hòa lưu lượng, nồng độ, tạo chế độ làm việc ổn định cho

các công trình phía sau. Nhờ đó mà giảm kích thước thiết bị và khắc phục được

những vấn để vận hành do sự dao động lưu lượng hay quá tải, nâng cao hiệu suất

của các quá trình sau.

Bên trong bể điều hòa thường được bố trí các thiết bị khuấy trộn hoặc cấp

khí nhằm tạo sự xáo trộn đều các chất ô nhiễm trong toàn bộ thể tích nước thải ,

tránh việc bị lắng cặn trong bể. Chính nhờ quá trình khuấy trộn khí từ máy thổi

khí, nước thải được điều hoà về lưu lượng và thành phần các chất ô nhiễm như:

COD, BOD, SS, pH… Tại đây pH của nước thải được điều chỉnh về nồng độ

thích hợp cho quá trình xử lý sinh học (6,5 ÷ 8,5). Đồng thời máy thổi khí cung

cấp oxy vào nước thải làm giảm sự phát sinh mùi hôi và làm giảm khoảng 20 ÷

30% hàm lượng COD, BOD có trong nước thải.

2.4.5. Bể lắng đợt 1

Chức năng: Bể lắng đợt 1 dùng để loại bỏ bớt các tạp chất lơ lửng có khả

năng lắng trong nước thải dưới tác dụng của trọng lực trước khi xử lý sinh học.

Nước thải từ bể điều hòa được máy bơm bơm vào bể lắng đợt 1. Nước thải

chảy vào ống trung tâm qua múi phân phối và vào bể. Sau khi ra khỏi ống trung

tâm, nước thải va vào tấm chắn hướng dòng và thay đổi hướng đi xuống, sau đó

sang ngang và dâng lên thân bể. Nước đã lắng trong tràn qua máng thu đặt xung

quanh thành bể và được dẫn ra ngoài. Khi nước thải dâng lên thân bể và đi ra



ngoài thì cặn thực hiện chu trình ngược lại. Cặn được hệ thống thanh gạt cặn gom

lại và đưa xuống giếng cặn.

Bể lắng ly tâm đợt 1 có thể loại bỏ được 50 ÷ 70% chất rắn lơ lửng và

25 ÷ 50% BOD5.

2.4.6. Bể lọc sinh học kỵ khí (UASB)

Chức năng: Bể lọc sinh học kị khí có tác dụng loại bỏ phần lớn các thành

phần gây ô nhiễm có trong nước thải ( BOD, COD, SS,…). Bể lọc sinh học kị khí,

với vật liệu lọc là nhựa polystyren dạng sợi, dạng bảng có diện tích tiếp xúc bề

mặt lớn, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh kị khí bám dính, phát triển tốt.

Mầm bùn vi sinh đưa vào ban đầu là bùn tự hoại, phân chuồng và vi sinh

hoạt hoá đặc thù. Bùn chết từ bể lọc sinh học kị khí sẽ được rút dẫn vào bể chứa

bùn bằng hệ thống bơm bùn.

Một số ưu điểm nổi bật của bể UASB sau:

- Ba quá trình: phân hủy - lắng bùn - tách khí diễn ra trong cùng một công

trình.

- Tiết kiệm diện tích sử dụng;

- Hiệu suất lắng cao do các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao;

- Thiết bị sử dụng ít, năng lượng vận hành hệ thống thấp;

- Lượng bùn sau quá trình xử lý thấp, nên chi phí xử lý bùn giảm;

- Bùn sinh ra dễ tách nước;

- Nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật thấp nên chi phí bổ sung chất dinh

dưỡng cho hệ thống giảm;

- Khí CH4 có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng xanh;

- Vì bùn kỵ khí có thể hồi phục và hoạt động được sau một thời gian

ngưng không hoạt động nên bể có khả năng hoạt động theo mùa.

Tại bể UASB, các vi sinh vật kỵ khí sẽ phân huỷ các chất hữu cơ có trong

nước thải thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản và khí biogas theo phản ứng sau:

Chất hữu cơ + Vi sinh kỵ khí → CH4 + H2S + Sinh khối mới +…



Trong bể phản ứng UASB có bộ phận tách 3 pha: khí biogas, nước thải và

bùn kỵ khí. Khí biogas được thu gom và phát tán vào môi trường qua ống khói.

Bùn kỵ khí được tách ra và quay trở lại bể phản ứng, nước thải sau khi được tách

bùn và khí được dẫn sang bể xử lý hiếu khí (Arotank). Hiệu suất xử lý của bể

UASB tính theo COD, BOD đạt khoảng 60 ÷ 72%.

2.4.7. Bể Aerotank

Chức năng: Nước thải sau khi qua quá trình xử lý sinh học kỵ khí trong bể

UASB đã giảm hàm lượng lớn các chất hữu cơ được dẫn đến bể Aerotank. Tại bể

Aerotank diễn ra quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ không khí cấp từ

máy thổi khí. Tại đây, các vi sinh vật ở dạng hiếu khí (bùn hoạt tính) sẽ phân huỷ

các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ ở đơn giản như: CO2,

H2O…theo phản ứng sau:

Chất hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí → H2O + CO2 + Sinh khối mới +…

Hiệu quả xử lý của bể Aerotank đạt từ 75 ÷ 90% và phụ thuộc vào các yếu tố

như nhiệt độ, pH, nồng độ oxy, lượng bùn…Nước thải sau khi qua bể Aerotank

các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học bị loại bỏ hoàn toàn. Chất hữu cơ còn lại là

chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Trong nguồn nước các chất này cũng bị phân

hủy rất chậm nên có thể xả ra nguồn mà không gây tác hại.

2.4.8. Bể lắng đợt 2

Chức năng: Lắng hỗn hợp nước – bùn từ bể Aerotank dẫn đến và tách bùn

hoạt tính ra khỏi nước thải, phần nước trong đưa qua máng trộn. Lượng bùn lắng

một phần tuần hoàn trở lại bể Aerotank, phần còn lại đưa vào bể phân hủy kỵ khí.

2.4.9. Bể khử trùng

Chức năng: Nước thải sau bể lắng bùn vẫn chứa một lượng lớn vi sinh vật.

Do đó, khử trùng là giai đoạn cuối cùng trong giai đoạn xử lý trước khi ra khỏi

nguồn tiếp nhận. Bể khử trùng có tác dụng xáo trộn, khuếch tán đều hóa chất khử

trùng vào trong nước thải, làm cho nước thải và hóa chất có đủ thời gian tiếp xúc



với nhau nhằm mục đích phá hủy tế bào và tiêu diệt hiệu quả các loại vi sinh vật

gây bệnh trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.

Thông thường, chỉ một phần hóa chất khử trùng được dùng để phá hủy tế

bào vi khuẩn, còn lại sẽ dùng để oxy hóa các chất hữu cơ và gây phản ứng cùng

với nhiều hợp chất tạo khoáng khác nhau có trong nước thải.

Để thực hiện khử trùng nước thải, có thể có các biện pháp như: Clo, ozon, tia

UV… Ở đây ta chọn khử trùng bằng Clo vì: Phương pháp khử trùng bằng Clo là

phương pháp đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả khử vi sinh vật cao, oxy hóa các chất

hữu cơ và đẩy nhanh các quá trình làm sạch nước thải.

Các chất khử trùng có nguồn gốc Clo:

- Clo nguyên chất được hóa lỏng, khi sử dụng clo bốc thành hơi rồi mới hòa

tan vào nước.

- Canxi hypoclorit Ca(OCl)2 là sản phẩm quá trình làm bão hòa dung dịch

sữa vôi bằng clo hơi.

- Clo dioxit ClO2 dùng để khử trùng nước có chứa phenol và có hàm lượng

chất hữu cơ cao do phản ứng không tạo ra clophenol.

- Nước Javel, thường dùng cho trạm xử lý có công suất nhỏ.

2.4.10. Bể nén bùn

Chức năng: Bùn từ bể lắng đợt 1, bể UASB, bù dư từ bể lắng đợt 2 được

đưa đến bể chứa bùn, sau đó được chuyển qua bể nén bùn. Độ ẩm của các loại

bùn sinh ra rất cao ( 98%). Do đó bể nén bùn có chức năng nén bùn loại một phần

nước nhằm giảm độ ẩm cũng như thể tích bùn.

Từ đó mà khối lượng bùn phải vận chuyển hay công suất yêu cầu của máy ép

bùn sau đó được giảm đi.

2.4.11. Máy ép bùn

Cặn sau khi qua bể nén bùn có nồng độ từ 3 ÷ 8% cần đưa qua thiết bị làm

khô cặn để giảm độ ẩm xuống còn 70 ÷ 80%, tức là tăng nồng độ cặn khô từ

20 ÷ 30% với mục đích:



- Giảm lượng vận chuyển ra bãi thải.

- Cặn khô dễ đưa đi chôn lấp hay cải tạo đất có hiệu quả cao hơn cặn ướt.

- Giảm thể tích nước có thể ngấm vào nước ngầm ở bãi chôn lấp.

- Nước từ máy ép bùn và nước rửa máy ép bùn được dẫn về bể thu gom.



CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC ĐƠN VỊ CÔNG TRÌNH

TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ

3.1. Các thông số ban đầu

Năng suất nhà máy: 13 tấn sản phẩm/ngàyTừ bảng 2.1 ta có:BOD5 = 600 ÷ 950 mg/l. Chọn: BOD5 = 900 mg/l.COD = 1000 ÷ 1200 mg/l. COD = 1200 mg/l.SS = 100 ÷ 300 mg/l. SS = 200 mg/l.Tổng Nitơ = 70 ÷ 110 mg/l. Tổng Nitơ = 90 mg/l.Tổng Photpho = 6 ÷ 10 mg/l. Tổng Photpho = 10 mg/l.Lượng nước thải của nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh thải ra tính cho 1

tấn nguyên liệu thường từ 30 ÷ 80 m3. Ta chọn 70 m3 nước thải cho 1 tấn sảnphẩm.

3.2. Xác định lưu lượng nước thải

Nhà máy làm việc 3 ca mỗi ngày (24/24), nên lưu lượng bơm tính bằng lưulượng trung bình:

- Lưu lượng nước thải trung bình theo ngày:

ngàytbQ = 70 × 13 = 910 m3/ngày

- Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ:

htbQ =

24910 = 37,917 m3/giờ

- Lưu lượng nước thải trung bình theo giây:

stbQ =

3600917,37 = 0,011 m3/s = 11 l/s

Với stbQ = 11 l/s , thì k = 2,5 ÷ 3. [Bảng 3.2 – 18, tr 99]

Trong đó: k là hệ số không điều hoà chung của nước thải. Chọn k = 2,5.

- Lưu lượng nước thải lớn nhất theo ngày:

ngàymaxQ = k x ngày

tbQ = 2,5 x910 = 2275 m3/ngày



- Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giờ:hmaxQ = k x h

tbQ = 2,5 x 37,917 = 94,793 m3/giờ ≈ 94,79 m3/giờ

- Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giây:smaxQ = k x s

tbQ = 2,5 x 0,011 = 0,028 m3/s = 28 l/s

3.3. Tính toán kích thước song chắn rác

Bảng 3.1. Các thông số thiết kế cho song chắn rác [ Bảng 9.3 – 5, tr 410]

Thông số Làm sạch thủ côngKích thước song chắn:

Rộng, mm 5 ÷15

Dày, mm 25 ÷ 38

Khe hở giữa các thanh, mm 25 ÷ 50

Độ dốc theo phương đứng, độ 30 ÷ 45

Tốc độ dòng chảy trong mương đặt song chắn rác, m/s 0,3 ÷ 0,6

Tổn thất áp lực cho phép, mm 150

Dựa vào Bảng 3.1, chọn các thông số thủy lực của mương đặt song chắc

rác:

- Tốc độ dòng chảy trong mương: v = 0,5 m/s

- Kích thước mương: rộng x sâu = B x H = 0,4 x 0,7 (m) [27, tr 409]

Vậy chiều cao lớp nước trong mương là:

132,04,05,03600

79,943600

max

Bv

Qhh

m

- Chọn kích thước thanh chắn rác (rộng x dày) là: b x d = 5 x 25 (mm) và

khe hở giữa các thanh là w = 25 mm.

Kích thước song chắn rác:

Gọi n, m là số thanh chắn và số khe hở của song chắn rác.

Vậy số khe hở là: m = n + 1

Mối quan hệ giữa chiều rộng mương, chiều rộng thanh và khe hở như sau:



B = n x b + (n + 1) x w [ 11, tr 411 ]400 = n x 5 + (n + 1) x 25Suy ra n = 12,5.

Nếu chọn n = 12, khi đó khoảng cách giữa các thanh điều chỉnh lại như sau:400 = 5 x 12 + (12 + 1) x w

Suy ra w = 26,1 mmSố khe tương ứng là: m = 13 khe.

Tổn thất áp lực qua song chắn:- Tổng tiết diện các khe song chắn, A:

A = [B – (b x n)] x h [ 19, tr 411]A = [0,4 – (0,005 x 12)] x 0,132 = 0,045 (m2)

Trong đó: B : Chiều rộng mương đặt song chắn rác, mb : Chiều rộng thanh song chắn, mn : Số thanhh : Chiều cao lớp nước trong mương, m

- Vận tốc dòng chảy qua song chắn:

622,0045,0028,0max

AQV

s

(m/s) [ 27, tr 411]

- Tổn thất áp lực qua song chắn:

gvVhs 27,0

1 22

Trong đó: hs: Tổn thất áp lực qua song chắn rác, m.

V : Vận tốc dòng chảy qua song chắn, m/s.

: Vận tốc dòng chảy trong mương, m/s.

g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s.

01,081,92

5,0622,07,0

1 22

sh m = 10 mm

Như vậy tổn thất áp lực nằm trong giới hạn cho phép (< 150 mm).



Hình 3.1. Sơ đồ lắp đặt song chắn rác Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác:

01 2023,04,0

2L

tgtgBB ms

0,137 m ≈ 0,14 m. [ 25, tr 114]

Trong đó: Bs : Chiều rộng mương đặt song chắn rác, Bs = 0,4m. [27, tr 409]

Bm: Chiều rộng mương dẫn nước vào, chọn Bm = 0,3m.

: Góc nghiêng, chỗ mở rộng cửa buồng đặt song chắn rác, thường

=200.

Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác:

L2 = L1/2 =0,14/2 = 0,07 (m).

Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác:

Với Ls: Chiều dài mương đặt song chắn rác, chọn Ls = 1,5m. [ 22, tr 115 ]

L = L1 + Ls + L2 = 0,14 + 1,5 + 0,07 = 1,71(m)

Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn:

H = h + hs + 0,5 = 0,132 + 0,01 + 0,5 = 0,642 (m). [ 25, tr 115 ]

Trong đó: h : Chiều cao lớp nước trong mương, m.



hs : Tổn thất áp lực ở song chắn rác, m; hs = 0,01m.

0,5: Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất.

Chiều dài song chắn:

)(74,060sin

642,0sin

L 01 mH

Hàm lượng SS và BOD5:

Hàm lượng chất lơ lửng và BOD5 của nước thải sau khi qua song chắn rác giảm

4%. [2, tr 118]

Hàm lượng chất lơ lửng còn lại: SS = 200 x (100 – 4)% = 192 mg/l.

Hàm lượng BOD5 còn lại: BOD5 = 900 x (100 – 4)% = 864 mg/l.

Bảng 3.2. Các thông số tính toán và kích thước song chắn rác

1.1

3.4. Tính toán kích thước bể thu gomThời gian lưu nước t = 10 ÷ 30 phút. Chọn t = 20 phút.

Thông số Đơn vị Giá trị

Tốc độ dòng chảy trong mương m/s 0,5

Lưu lượng giờ lớn nhất m3/s 94,79

Kích thước mương đặt song chắn:

- Chiều rộng

- Chiều sâu

m

m

0,4

0,7

Chiều cao lớp nước trong mương m 0,132

Kích thước thanh chắn:

- Chiều rộng

- Chiều dày

mm

mm

5

25

Khe hở giữa các thanh mm 26.1

Số thanh thanh 12

Vận tốc dòng chảy qua song chắn m/s 0,622

Tổn thất áp lực qua song chắn mm 10

Hàm lượng chất lơ lửng SS mg/l 192

Hàm lượng BOD5 mg/l 864



Thể tích bể thu gom:

Vb = hQmax x t = 94,79 (m3/h) x6020 = 31,6 m3. [ 5, tr 412 ]

Trong đó, hQmax là lưu lượng nước thải lớn nhất theo giờ, hQmax = 94,97 m3/h.

Chọn chiều sâu hữu ích h = 2,5m.Chiều cao an toàn lấy bằng chiều sâu đáy ống cuối cùng hbv = 0,7m, vậy tổng

chiều sâu:H = h + hbv = 2,5 + 0,7 = 3,2 (m) [ 10, tr 412 ]

Diện tích bề mặt:

64,125,26,31F

hVb (m2)

Chọn tiết diện ngang là hình chữ nhật.Suy ra chiều dài mỗi cạnh là: D = 4,2 m; R = 3 m.Vậy kích thước bể thu gom được chọn như sau: 4,2m x 3m x 3,2m.

3.5. Tính toán bể lắng cát

Bảng 3.3. Các thông số thiết kế cho bể lắng cát thổi khí [ Bảng 10-6, tr 449]

Thông sốGiá trị

Trong khoảng Đặc trưng

Thời gian lưu nước ở giờ cao điểm, phút 2 ÷ 5 3

Kích thước:

Sâu, m 2.1 ÷ 4.9

Dài, m 7.6 ÷ 19.8

Rộng, m 2.4 ÷ 7.0

Chiều cao ống khuếch tán khí trên đáy bể, m 0.45 ÷ 0.90 6

Tỉ số chiều rông : chiều sâu 1:1 ÷ 5:1 1,5:1

Tỉ số chiều dài : chiều rộng 2,5:1 ÷ 5:1 4:1

Lượng khí cung cấp, m3/ph.m dài 0.2 ÷ 0.45 0.3

Dựa vào Bảng 3.3, ta chọn các thông số kĩ thuật của bể lắng cát như sau:



- Chọn thời gian lưu nước trong bể lắng cát thổi khí t = 5 phút.- Chọn chiều cao hữu ích của bể h = 1,4 m.- Chọn tỉ số rộng : cao = B : h = 1 : 1

Vậy chiều rộng bể lắng cát : B = 1,4 m. Thể tích bể lắng cát thổi khí:

90,760

579,94

tQV h

ma m3 [ 18, tr449 ]

Chiều dài bể lắng cát thổi khí :

03,44,14,1

90,7

hBVL m

Kiểm tra tỉ số dài: rộng =188,2

4,103,4

BL

Giá trị này nằm trong khoảng cho phép:15,2 ÷

15 [Bảng 10.6 – 12, tr 449]

Như vậy việc chọn kích thước là hợp lý. Lượng không khí cần thiết:

Qkk = qk x L = 0,3 x 4,03 = 1,209 m3/phút ≈ 1,21 m3/phút. [ 30, tr 499 ]Trong đó: L : chiều dài bể, L = 4,03 m.

qk : cường độ không khí cung cấp trên 1 m chiều dài bểChọn qk = 0,3 m3/phút x m. [13, tr 449]

Lượng cát trung bình sinh ra trong mỗi ngày:

137,01000

15,09101000

0ngày

qQW tb

c m3/ngày [tr 196]

Trong đó: ngàytbQ : lưu lượng nước thải trung bình ngày, ngày

tbQ = 910 m3/ngày.

q0 : lượng cát trong 1000 m3 nước thải.

Chọn q0 = 0,15 m3 cát / 1000 m3 nước thải.

Chiều cao lớp cát trong bể trong 1 ngày đêm:

024,04,103,41137,0

BLtWh c

lc m [6 , tr 196]

Trong đó: t: chu kỳ xả cát, t = 1 ngày.



Chiều cao xây dựng bể lắng cát thổi khí:

H = h +hbv + hlc = 1,4 + 0,4 + 0,024 = 1,824 m [ 12, tr 196 ]

Trong đó: hbv: Chiều cao bảo vệ của bể, m.

Chọn hbv = 0,4 m.


Hàm lượng chất rắn lơ lửng và BOD5 sau khi đi qua bể lắng cát giảm 5%

[28, tr 122]

- Hàm lượng chất lơ lửng còn lại: SS = 192 x (100 - 5)% = 182,4 mg/l.

- Hàm lượng BOD5 còn lại: BOD5 = 864 x (100 - 5)% = 820,8 mg/l.

Bảng 3.4. Các thông số tính toán của bể lắng cát thổi khí

Thông số Đơn vị Giá trịThời gian lưu nước Phút 5Kích thước bể:

- Chiều dài- Chiều rộng- Chiều cao

mmm

4,031,4

1,842Lượng không khí cần thiết m3/phút 1,21Lượng cát trung bình sinh ra mỗi ngày m3/ngày 0,137Chiều cao lớp cát trong bể trong một ngày đêm m 0,024Hàm lượng chất lơ lửng (SS) mg/l 182,4Hàm lượng BOD5 mg/l 820,8

3.6. Tính toán bể điều hòa

3.6.1. Tính toán kích thước bể điều hòa

Chọn các thông số kĩ thuật của bể điều hòa : [ Bảng 11-7, tr 487 ]

- Thời gian lưu nước trong bể t = 6 h.

- Chiều cao hữu ích bể h = 4 m.

- Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m.

- Chiều rộng bể B = 6 m.

Thể tích bể điều hoà:



5,2276917,37 tQV htb m3

Chiều dài bể điều hoà:

48,9465,227

hBVL m

Chiều cao tổng cộng:

H = h + hbv = 4 + 0,5 = 4,5 mVậy kích thước bể điều hòa là : 9,48m x 6m x 4,5m.Thể tích thực của bể là : V = L x B x H = 9,48 x 6 x 4,5 = 255,96 (m3).

3.6.2. Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hoàBảng 3.5. Các dạng khấy trộn của bể điều hòa. [ Bảng 9-7, tr 418 ]

Dạng khuấy trộn Giá trị Đơn vị

Khuấy trộn cơ khí 4 ÷8 W/m3 thể tích bể

Tốc độ nén khí 10 ÷15 L/m3.phút ( m3 thể tích bể )

Chọn kiểu khuấy trộn bằng khí nén.Lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn:

qk 73,25,227012,0 VR m3/phút = 2730 l/phút. [24, tr 418]

Trong đó: R: tốc độ khí nén, chọn R = 12 (l/m3.phút) = 0,012 (m3/m3.phút).

V: thể tích bể điều hoà, V = 227,5 m3.

Chọn: Ống khuếch tán khí plasmis xốp cứng bố trí một phía theo chiều dài(dòng chảy xoắn một bên) với lưu lượng khí r = 150 l/phút x cái. [Bảng 9.8 –13, tr 419]

Vậy số đĩa phân phối khí:

2,181502730

rqn k đĩa

Chọn n = 20 đĩa.Đường kính ống dẫn khí chính từ máy nén khí đến ống phân phối khí:

Trong đó:)(76)(076,0

10046,044 mmm

vqDch

kch



vch : là tốc độ chuyển động của dòng khí trong ống dẫn khí chính, trong

khoảng 9 ÷ 15 m/s. Chọn vch = 10 m/s. [ Bảng 9-9, tr 419 ]

qk : lượng khí cần thiết cho khuấy trộn.

qk = 2,73 m3/phút = 0,046 m3/s.

Bố trí hệ thống cấp khí:Khí từ máy nén khí theo đường kính ống khí chính chạy dọc theo chiều dài bể.

Từ ống chính chia thành 4 ống nhánh, mỗi ống nhánh bố trí 5 đĩa.

Như vậy lượng khí trong ống nhánh là:

)/(0115,04046,0

43 smqq knh

k

Đường kính ống dẫn khí nhánh:


Hiệu suất khử BOD5 và COD đạt 25%, nồng độ các chất ra khỏi bể điều hòa

còn lại là:

- Hàm lượng BOD5 còn lại: BOD5 = 820,8 x (100 – 25)% = 615,6 mg/l.

- Hàm lượng COD còn lại: COD = 1200 x (100 – 25)% = 900 mg/l.

Bảng 3.6. Các thông số tính toán của bể điều hoà


Tốc độ khí nén l/m3.phút 12

Kích thước bể:

- Chiều dài

- Chiều rộng

- Chiều cao

m

m

m

9,48

6

4,5

Lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn m3/phút 2,73

Số đĩa khuyếch tán cái 20

Lưu lượng khí mỗi đĩa khuyếch tán l/phút.cái 150

3.7. Tính toán bể lắng đợt 1

)(38)(038,0100115,044 mmm

vqDch

kch



Chọn bể lắng đợt 1 là bể lắng li tâm, có mặt hình tròn trên mặt bằng, nước

thải vào từ tâm và thu nước theo chu vi bể lắng li tâm.

Bảng 3.7. Các thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng li tâm [ 17, tr 425]

Chọn tải trọng bề mặt thích hợp cho loại cặn tươi này là 40 m3/m2.ngày.

Diện tích bề mặt là:

75,2240

910ngày

A

tb

LQA m2 [ 6, tr 425 ]

Trong đó: ngàytbQ : Lưu lượng nước thải trung bình ngày, ngày

tbQ = 910 m3/ngày.

LA : Tải trọng bề mặt, chọn LA = 40 m3/m2.ngày.

Đường kính bể lắng:

38,575,2244

AD m

Thông số Giá trị

Trong khoảng Đặc trưng

Thời gian lưu nước, giờ 1,5 ÷ 2,5 2

Tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày 32 ÷ 48

+ Lưu lượng trung bình 32 ÷ 48

+ Lưu lượng cao điểm 80 ÷ 120

Tải trọng máng tràn, m3/m.ngày 125 ÷ 500

Ống trung tâm:

+ Đường kính 15 ÷ 20%D

+ Chiều cao 55 ÷ 60%H

Chiều sâu H của bể lắng, m 3 ÷ 4,6 3,7

Đường kính D của bể lắng, m 3 ÷ 60 12 ÷ 45

Độ dốc đáy, mm/m 62 ÷ 167 83

Tốc độ thanh gạt bùn, vòng/phút 0,02 ÷ 0,05 0,03



Đường kính ống trung tâm:d = 20% D = 0,2 x 5,38 = 1,08 m

Chọn : Chiều sâu hữu ích của bể lắng H = 3 m. [1 - 4, tr 426]Chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,7 m.Chiều cao lớp trung hòa hth = 0,2 m.Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m.

Chiều cao tổng cộng của bể lắng ly tâm đợt 1:Htc = H + hb + hth + hbv = 3 + 0,7 + 0,2 + 0,3 = 4,2 m.

Chiều cao ống trung tâm:htt = 60% H = 0,6 x 3 = 1,8 m.

Kiểm tra lại thời gian lưu nước trong bể lắng:Thể tích phần lắng:

45,65308,138,544

2222 hdDV m3

Thời gian lưu nước:

7,1917,3745,65

htbQVt giờ

Giá trị này nằm trong khoảng cho phép: 1,5 ÷ 2,5.Vậy các giá trị đã chọn ở trên là thích hợp.

Tải trọng máng tràn:

84,535,38

910ngày

D

QL tbS m3/m.ngày

Hàm lượng SS và BOD5:Bể lắng đợt 1 có thể loại bỏ được từ 50 ÷ 70% chất rắn lơ lửng và 25 ÷ 50%

BOD5. [5, tr 137]Chọn lượng BOD5 sau lắng 1 giảm 35%. Vậy lượng BOD5 còn lại sau lắng 1:

BOD5 = 615,5 x (1 – 0,35) = 400,1 mg/l.Chọn hiệu quả xử lí SS đạt 60%. Vậy lượng SS còn lại sau lắng 1 là:

SS’ = 182,4 x (1 – 0,6) = 72,96 mg/l. Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày là:

Mtươi = SS x ngàytbQ x E [ 19, tr 426 ]



Trong đó: SS : hàm lượng cặn lơ lửng, SS = 182,4 mg/l = 182,4 g/m3.

ngàytbQ : lưu lượng nước thải trung bình ngày, ngày

tbQ = 910 m3/ngày.

E : hiệu quả xử lý cặn lơ lửng, E = 60%.

Vậy: Mtươi = 182,4 (g/m3) x 910 (910 m3/ngày) x 0,6

= 99.590 gSS/ngày = 99,59 kgSS/ngày.

Bùn tươi của nước thải có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm = 95%).

Tỉ số VSS : SS = 0,75 và khối lượng riêng bùn tươi 1,053 kg/l. [ 24, tr 426 ]

Vậy lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là:

Qtươi 55,1891053,105,0

59,99

l/ngày = 1,89 m3/ngày.

Lượng bùn tươi có khả năng phân huỷ sinh học:

Mtươi(VSS) = 99,59 x 0,75 = 74,67 kgVSS/ngày.

Bảng 3.8. Các thông số tính toán cho bể lắng li tâm


Thời gian lưu nước giờ 1,7

Tải trọng bề mặt m3/m2.ngày 40

Tải trọng máng tràn m3/m.ngày 53,84

Ống trung tâm:

- Đường kính

- Chiều cao

m

m

1,08

1,8

Kích thước bể lắng:

- Đường kính

- Chiều cao

m

m

5,38

4,2

Diện tích bề mặt lắng m2 22,75

Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày kgSS/ngày 99,59

Lượng bùn tươi có khả năng phân huỷ sinh học kgVSS/ngày 74,67

Lượng BOD5 còn lại sau lắng 1 mg/l 400,1

Lượng SS còn lại sau lắng 1 mg/l 72,96



3.8. Tính toán bể UASB

Bảng 3.9. Các thông số thiết kế bể UASB

Chỉ số Đơn vị Giá trị

Lưu lượng trung bình m3/ngày 910

BOD5 mg/l 400,1

COD mg/l 900

SS mg/l 72,96

Tổng Nitơ mg/l 90

Tổng Photpho mg/l 10

3.8.1. Tính nhu cầu dinh dưỡng cho bể UASB:

Yêu cầu sau bể UASB : COD ≤ 500 mg/l, SS ≤ 150 mg/l để đưa qua quytrình xử lí hiếu khí tiếp theo, chọn COD = 400 mg/l.

Vậy hiệu quả xử lí cần đạt của bể UASB là:

%56,55400

400900900

rv CODCODE

Trong đó : CODv : nồng độ COD đầu vào bể UASB, CODv = 900 mg/l.CODr : nồng độ COD đầu ra bể UASB, CODr = 400 mg/l.

Chọn hiệu quả xử lí BOD5 là 60%, vậy hàm lượng BOD5 của nước thải saixử lí kỵ khí là :

BOD5 = ( 1 – 0,6 ) x 400,1 = 160,04 mg/l. [ 6, tr 459 ]Trong bể UASB, để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý yếm khí phải duy

trì được tình trạng cân bằng với giá trị pH của hỗn hợp nước thải từ 6,6 ÷ 7,6(phải duy trì độ kiềm đủ khoảng 1000 ÷ 1500 mg/l để ngăn cản pH xuống dướimức 6,2) và phải có tỷ lệ chất dinh dưỡng N, P theo COD là COD : N : P = 350 :5 : 1.

Lượng COD được các vi sinh vật chuyển hóa thành khí:M = 900 x 55,56% = 500 mg/l.

Như vậy lượng Nito cần cung cấp:

)/(14,75350500N lmgcc



Lượng Photpho cần cung cấp :

)/(43,1350500P lmgcc

Lượng Nitơ dư sau bể UASB :

Ndư = 90 - 7,14 = 82,86 mg/l.

Lượng Photpho dư sau bể UASB :

Pdư = 10 – 1,43 = 8,57 mg/l.

Lượng COD cần khử một ngày là :

G = Qtbngày x (CODv – CODr) x 10-3

= 910 x (900 – 400) x 10-3 = 455 kg/ngày.

3.8.2. Tính kích thước bể UASB

Tải trọng COD hằng ngày: a = 8 kg COD/m3.ngày [ 25, tr 454 ]Thể tích bể gồm 2 phần chính:

Phần thể tích mà các hạt cặn lơ lửng sau khi tách khí đi vào hay thể tíchphần lắng.

Phần thể tích mà ở đó diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ hay thể tíchphần xử lý kị khí.

- Dung tích phần xử lí kị khí:

)(m 56,888

455 3aGV y

- Diện tích bề mặt bể cần thiết:

)(m 42,139,0

917,37 2vQF

htb

Trong đó:

Qtbh : Lưu lượng nước dẫn vào bể UASB trong 1 giờ. Qtbh = 37,917 m3/h.

v : Vận tốc đi lên của nước trong bể, khoảng 0,6÷ 0,9 m/h.

Chọn v = 0,9 m/h.- Chiều cao phần xử lí kị khí:

)m ( 1,3513,4288,56

1 FV

H y



- Chọn chiều cao vùng lắng: H2 = 1,2 m.

- Chọn chiều cao phần dự trữ hay chiều cao bảo vệ: H3 = 0,45m.

- Chiều cao xây dựng bể UASB:

H = H1 + H2 + H3 = 1,35 + 1,2 + 0,45 = 3 m.

- Thể tích toàn bộ bể UASB:

Vt = H x F = 3 x 42,13 = 126,39 m3.

- Kiểm tra thời gian lưu nước trong bể:

)h ( 2,9917,37

)45,03(13,42)( 3

htbQ

HHFt

- Với diện tích bề mặt bể UASB là: F = 42,13 m2, ta chọn tiết diện hình

vuông. Vậy chiều rộng mỗi cạnh là B = 6,5 m.

- Thể tích thực của bể là: V = B x B x H = 6,5 x 6,5 x 3 = 126,75 m3.

3.8.3. Tính toán phần ngăn lắng

Nước trước khi vào ngăn lắng sẽ được tách khí bằng các tấm chắn khí đặt

nghiêng so với phương ngang một góc từ 45 ÷ 600. Chọn góc này là 500.

- Bể được chia làm 2 ngăn lắng, chiều rộng mỗi ngăn:

)m ( 3,2525,6

2

Bb

Hình 3.2. Ngăn lắng



- Chiều cao phần lắng:

2/)(50tan 30

bHH m

Hm + H3 = (b/2) x tan500 = (3,25/2) x 1,19 = 1,93 m.

Hm = 1,93 – H3 = 1,93 – 0,45 = 1,48 m.

Chọn Hm = 1,48m.

- Kiểm tra chiều cao ngăn lắng: Tỉ số giữa chiều cao máng lắng với chiều

cao xây dựng bể phải ≥ 30%:

%3,49100348,1100

HH m

Như vậy chiều cao phần máng lắng đảm bảo chiều cao thiết kế.

- Kiểm tra thời gian lưu nước trong ngăn lắng:

Thời gian lưu nước trong ngăn lắng phải đảm bảo ≥ 1 giờ.

)h 1,14( 917,37

)45,048,1(13,42)( 3

htb

m

QHHFt

Như vậy thời gian lắng trong máng lắng đảm bảo yêu cầu thiết kế.

3.8.4. Tính toán tấm chắn khí và tấm hướng dòng

Chọn khe hở giữa các tấm chắn khí và giữa tấm chắn khí và tấm hướng dòng

là như nhau. Tổng diện tích các khe hở chiếm từ 15 ÷ 20% diện tích bể.

Chọn Skhe = 16% Sbể. Trong bể có 4 khe hở, vì vậy diện tích mỗi khe là:

)(685,1 4

13,4216,016,0 2mn

SS khe

Bề rộng một khe hở là:

.260)(26,0 5,6

685,1 mmmBSr khe

khe

Tấm chắn khí:

- Tính tấm chắn khí 1:

+ Chiều dài tấm chắn khí bằng chiều rộng bể: l1 = B = 6,5 m.

+ Chiều rộng: )(36,0 50sin

2,148,150sin 00

21 mHHb m



- Tính tấm chắn khí 2:+ Chiều dài: l2 = B = 6,5 m.

Chọn khoảng đè mí giữa 2 tấm chắn khí là: Δl = 0,2 m.+ Chiều rộng:

)(36,2 2,036,050sin

45,048,150sin 010

32 mlbHHb m

Tấm hướng dòng:Tấm hướng dòng cũng được đặt nghiêng so với phương ngang một góc 500 và

cách tấm chắn khí dưới là rkhe = 260 mm.Chiều dài tấm hướng dòng: lhd = B = 6,5 m.Khoảng cách từ đỉnh tam giác của tấm hướng dòng đến tấm chắn dưới:

)(4,339 40cos

260)5090cos( 000 mmrd khe

Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở từ 10 ÷ 20 cm. Chọnmỗi bên nhô ra 15 cm.

Như vậy, chiều rộng của tấm hướng dòng là:D = 2 x d + 2 x 150 = 2 x 339,4 + 2 x 150 = 978,8 mm.

3.8.5. Tính máng thu nước

Máng thu nước được thiết kế theo nguyên tắc máng thu của bể lắng. Thiết kế1 máng thu nước đặt giữa bể và chạy dọc theo chiều rộng của bể. Máng thu nướcđược tạo độ dốc để dẫn nước thải về cuối bể rồi theo ống dẫn theo cơ chế tự chảy,chảy sang bể Aerotank.

Vận tốc nước chảy trong máng: 0,6 ÷ 0,7 m/s. ( Nguyễn Ngọc Dung - Xử línước cấp, NXB Xây Dựng, 1999 ).

Chọn Vm = 0,6 m/s.Diện tích mặt cắt ướt của một máng:

)(018,036000,6(m/s)

/h)(m 37,917 23

mVQ

VQS

m

tbh

m

mm

Trong đó:Qm = Qhtb : Lưu lượng vào máng thu nước.



Với Sm = 0,018 m2, ta chọn chiều cao máng là hm = 120mm, thì chiều rộng

máng là 150 mm. Chiều dài máng thì bằng chiều rộng bể UASB, và bằng 6,5m.

3.8.6. Tính toán lượng khí mêtan sinh ra và ống thu khí

Tính toán lượng khí mêtan sinh ra

- Lượng khí sinh ra khi phân hủy 1 kg COD là: m = 0,5 m3/kg COD.

- Vậy lưu lượng khí sinh ra trong một ngày là:

Qkhí = m x G = 0,5 x 455 = 227,5 m3/ngày.

Với G là lượng COD khử mỗi ngày. G = 455 kg COD/ngày.

Trong tổng toàn bộ thể tích khí sinh ra thì khí CH4 chiếm 75% thể tích, như

vậy lượng khí mêtan do bể UASB sinh ra trong ngày là:

Qmêtan= Qkhí x 75% = 227,5 x 75% = 170,6 (m3/ngày).

Tính toán ống thu khí

Chọn vận tốc khí trong ống Vkhí = 10 m/s.

Đường kính ống thu khí:

Trong đó:

Qkhí : Lưu lượng khí sinh ra trong một ngày.

Qkhí = 227,5 (m3/ngày) = 2,63x10-3 (m3/s).

Chọn đường kính ống khí: Dkhí = 20 mm.

3.8.7. Tính toán ống phân phối nước vào bể UASB

Đường kính ống chính:

- Vận tốc nước chảy trong ống chính v = 0,8 ÷ 2 m/s. Chọn v = 1 m/s.

Từ ống chính, chia thành 2 ống nhỏ đi vào 2 ngăn.

Vậy đường kính ống nhánh là:

).(3,18)(0183,010

00263,0444 mmmVQ

VQD

khí

khí

khí

khíkhí

).(116)(116,036001917,3744 mmm

VQD

).(82)(0082,036001

2/917,3742/4 mmmV

QD



3.8.8. Tính toán lượng bùn sinh ra

Tính toán lượng bùn sinh ra:- Lượng sinh khối hình thành mỗi ngày:

[8, tr 459 ]

)./(28,71060025,01

910]400900[04,0 3 ngàykgVSPx

Trong đó:Y : Hệ số sản lượng bùn. Y = 0,04 gVSS/gCOD.CODv : Nồng độ COD dẫn vào bể UASB, CODv = 900 mg/l.CODr : Nồng độ COD dẫn ra khỏi bể UASB, CODr = 400 mg/l.Q : Lưu lượng nước thải, Q = 910 m3/ngày.kd : Hệ số phân hủy nội bào, kd = 0,025 ngày-1.

c : Thời gian lưu bùn trong bể, c = 60 ngày.

- Lượng bùn sinh ra mỗi ngày:

Trong đó: Css: Nồng độ bùn trong bể UASB, Css = 50 kg/m3.

Bảng 3.10. Các thông số tính toán bể UASB

STT Chỉ số Đơn vị Giá trị

1 Diện tích bề mặt bể UASB m2 42,13

2 Chiều rộng bể M 6,5

3 Chiều cao xây dựng bể UASB M 3

4 Chiều cao bảo vệ M 0,45

5 Chiều cao vùng lắng M 1,2

6 Chiều cao phần xử lí kị khí M 1,35

7 Bề rộng một khe hở M 260

8 Tấm chắn khí 1

+ Chiều dài: m 6,5

cd

rvx k

QCODCODYP

1][

)/(146,05028,7 3 ngàym

CPWss

xb



+ Chiều rộng: m 0,36

9 Tấm chắn khí 2

+ Chiều dài:

+ Chiều rộng:

m

m

6,5

2,36

10 Tấm hướng dòng

+ Chiều dài:

+ Chiều rộng:

m

m

6,5

978,8

3.9. Tính toán

bể Aerotank

Bảng 3.11. Các thông số thiết kế cho bể xử lí hiếu khí [17, tr 441]

Thông số Giá trị

Thời gian lưu nước ở 200C, ngày

+ Chỉ có bùn hoạt tính dư

+ Bùn tươi + bùn hoạt tính dư

10 ÷ 15

15 ÷ 20

Tải trọng chất rắn 1,6 ÷ 4,8

Nhu cầu Oxi , kg O2/kg chất rắn phân hủy

+ Tế bào vi sinh

+ Bùn bể lắng đợt 1( Bùn tươi)

2,3

1,6 ÷ 1,9

Nhu cầu năng lượng cho xáo trộn

+ Xáo trộn cơ khí, W/m3

+ Khuếch tán khí, lit/ m3.phút

19,8 ÷ 39,5

20 ÷ 40

Do trong dung dịch bùn, mg/l 1 ÷ 2

Hiệu suất giảm VSS, % 40 ÷ 50

Chọn các thông số ban đầu:

Lưu lượng nước thải ngàytbQ = 910 m3/ngày, h

tbQ = 37,917 m3/h

Hàm lượng BOD5 vào bể aeroten là So = 160,04 mg/l



Hàm lượng BOD5 ở đầu ra là 30 mg/l (nước thải loại A).

Hàm lượng cặn lơ lửng ở đầu ra còn 25 mg/l. Trong đó có 65% cặn dễ phân

huỷ sinh học.

Hệ số chuyển đổi BOD5 : BODL = 0,68

Nước thải khi vào bể aeroten có hàm lượng chất rắn lơ lửng bay hơi (nồng độ

vi sinh vật ban đầu) Xo = 0

Tỉ số giữa lượng chất rắn lơ lửng bay hơi (MLVSS) với lượng chất rắn lơ lửng

(MLSS) 7,0MLSSMLVSS (độ tro của bùn hoạt tính Z = 0,3)

Hàm lượng bùn tuần hoàn (tính theo chất rắn lơ lửng) : 10000 mgSS/l

Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi hay bùn hoạt tính (MLVSS) được duy trì

trong bể aeroten là : X = 3200 mg/l

Thời gian lưu bùn trung bình : θc = 10 ngày

Hệ số phân hủy nội bào : kd = 0,72 ngày -1

Hệ số sản lượng tối đa (tỉ số giữa tế bào được tạo thành với lượng chất nền

được tiêu thụ) : Y = 0,4045 mgVSS/mg BOD5

Loại và chức năng của bể: chọn bể aeroten khuấy trộn hoàn toàn.

Xác định hiệu quả xử lý:

- Xác định BOD5 hoà tan sau lắng 2 theo mối quan hệ sau:

Tổng BOD5 = BOD5 hoà tan + BOD5 cặn lơ lửng

- Xác định BOD5 của cặn lơ lửng ở đầu ra :

Hàm lượng cặn có thể phân huỷ sinh học:

0,65 x 25 = 16,25 mg/l

BODL của cặn lơ lửng dễ phân huỷ sinh học của nước thải sau lắng 2:

16,25 x 1,42 = 23,07 mg/l

Trong đó: 1,42 là mg O2 tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hoá.

- BOD5 của cặn lơ lửng của nước thải sau bể lắng 2:

BOD5 = BODL x 0,68 = 23,07 x 0,68 = 15,69 mg/l

- BOD5 hoà tan của nước thải sau bể lắng 2:



30 = S + 15,69. Suy ra S = 14,31 mg/l.

- Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hoà tan:

05,91160,04

31,14 160,04

o

o

SSSE %

- Hiệu quả xử lý của toàn bộ sơ đồ:

25,81160,04

30 160,04

oE %

Xác định kích thước bể aeroten:- Thể tích bể aeroten:

)1()(ngày

cd

otbc

kXSSYQV

[22, tr 429]

Trong đó:ngàytbQ : lưu lượng nước đầu vào, ngày

tbQ = 910 m3/ngày

Y : hệ số sản lượng tế bào,Y = 0,4045 mgVSS/mgBOD5

So : hàm lượng BOD5 của nước thải vào bể Aeroten, So = 160,04 mg/lS : hàm lượng BOD5 hoà tan sau lắng 2, S = 14,31 mg/lX : nồng độ chất rắn bay hơi được duy trì trong bể, X = 3200 mg/lkd : hệ số phân hủy nội bào, kd = 0,072 ngày-1

θc : thời gian lưu bùn, θc = 10 ngày

Vậy: 46,97)10072,01(3200

)31,14 160,04(4045,091010

V m3

- Thời gian lưu nước của bể:

57,224910

46,97ngày tbQV giờ

- Chọn:Chiều cao hữu ích bể h = 4 m; chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m. [14, tr 429]Vậy chiều cao bể tổng cộng là: H = h + hbv = 4 + 0,5 = 4,5 mChọn tỉ số rộng: cao = B : H = 1 : 1Vậy chiều rộng của bể là: B = 4,5 mChiều dài của bể là:



81,45,45,4

46,97H B

VL m

Chọn L = 4,9 m.

Vậy kích thước mỗi đơn nguyên: L × B × H = 4,9 m x 4,5 m x 4,5 m

Tính lượng bùn dư thải ra mỗi ngày:

Lượng bùn dư thải ra mỗi ngày được tính theo công thức:

ccrWc XQXQ

XV

[30, tr 430]

Suy ra: Qw = 18,2107000

105,17910320046,97X cr

ngày

cctb XQXV m3/ngày.

Trong đó:

V : thể tích bể aeroten, V = 97,46 m3

Xc : nồng độ chất rắn bay hơi ở đầu ra của hệ thống

Xc = 0,7 × SS ra = 0,7 × 25 = 17,5 mg/l.

Xr : nồng độ chất rắn bay hơi có trong bùn hoạt tính tuần hoàn.

Xr = 0,7 × 10000 = 7000 mg/l.

Tính lượng bùn tuần hoàn:

Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể aeroten:

43,45717,0

32007,0

MLVSSMLSS mgSS/l

ngàytbQ , Xo

ngàytbQ + Qr Qe, Xe

ngàytbQ , Xu

Qw, Xu

Hình 3.3. Sơ đồ thiết lập cân bằng sinh khối quanh bể aerotenngàytbQ : lưu lượng nước thải trung bình theo ngày vào bể, m3/ngày.



Qr: lưu lượng bùn tuần hoàn, m3/ngày.

Qw : lưu lượng bùn xả, m3/ngày

Qe : lưu lượng nước đầu ra.Xo : hàm lượng chất rắn lơ lửng bay hơi đầu vào, Xo= 0 mg/l.Xu : hàm lượng SS của lớp bùn lắng hoặc bùn tuần hoàn, mgSS/l.Xe : nồng độ bùn sau khi qua bể lắng 2, mg/l.X : hàm lượng bùn hoạt tính trong bể aeroten bậc một, mgSS/l.

Dựa vào sự cân bằng sinh khối qua bể aeroten, xác định tỉ lệ bùn tuần hoàndựa trên phương trình cân bằng sinh khối:

ngàytbQ x Xo + Qr x Xr = (Q + Qr ) x X.

Xo= 0 và Qr = x ngàytbQ , chia 2 vế cho ngày

tbQ , biểu thức được triển khai như sau:

XXX

u 84,0

43,45711000043,4571

Trong đó:

α: hệ số tuần hoàn,QQr

Vậy lưu lượng bùn tuần hoàn là:Qr = × ngày

tbQ = 0,84 × 910= 764,4 m3/ngày = 31,85 m3/h

Kiểm tra tải trọng thể tích LBOD và tỉ số F/M:Kiểm tra tải trọng thể tích L BOD:

LBOD = 5,1100046,97

160,04910ngày

V

SQ otb kgBOD5/m3×ngày

Giá trị này nằm trong khoảng cho phép (LBOD = 0,8 ÷ 1,9). [ 5 tr 432 ]

Kiểm tra tỉ sốMF :

MF = 47,0

3200)24/57,2(160,04

XSo

ngày -1

Trị số này nằm trong khoảng cho phép (MF = 0,2 ÷ 0,6).

Trong đó:LBOD : tải trọng thể tích, kgBOD/m3×ngày

So : nồng độ BOD5 vào, mg/l



V : thể tích bể aeroten, m3

: thời gian lưu nước trong bể, giờ

Tính toán lượng khí cần thiết cho quá trình bùn hoạt tính:

Chọn hiệu suất chuyển hoá oxy của thiết bị khuếch tán khí: E = 9%, hệ số an

toàn f = 2 để tính công suất thực tế của máy thổi khí. [ 11, tr 432 ]

Hệ số sản lượng quan sát (Yobs) tính theo công thức:

Yobs = 24,010072,01

4045,01

cdk

Y

mgVSS/mgBOD.

Lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo VSS:

Px = Yobs x ngàytbQ x (BODvào – BODra).

Px = 0,24 x 910 x (160,04 – 14,31) x 10-3 = 31,83 kgVSS/ngày

Khối lượng BODL tiêu thụ trong quá trình bùn hoạt tính:

LBODM

68,0)31,14 160,04(910

68,0)(ngày

SSQ Otb ×10-3

=> LBODM 195,02 kgBODL/ngày.

Nhu cầu oxy cho quá trình:

2Mo =LBODM – 1,42 x Px = 1623,29 – 1,42 x 264,92. [13, tr 436]

=> 2Mo = 1247,1 kgO2/ngày

Không khí có 25% trọng lượng oxy và khối lượng riêng không khí là 1,2 kg/m3

Lượng không khí lý thuyết cho quá trình là:

Mkk = 41572,125,0

1,12472,125,0

2

Mo m3/ngày

Kiểm tra lượng không khí cần thiết cho quá trình xáo trộn hoàn toàn:

10001440

146,9709,0

4157

VEMq kk = 329,1 l/m3×phút

Trong đó:

E: hiệu xuất chuyển hóa oxy của thiết bị khuếch tán khí, E = 9%

V: thể tích bể aeroten, V = 97,46 m3



Giá trị này nằm trong khoảng cho phép q = (20 ÷ 40) l/m3.phút.

Vậy lượng khí cấp cho quá trình bùn hoạt tính cũng đủ cho nhu cầu xáo trộn hoàn

toàn.

Lưu lượng cần thiết của máy thổi khí:

Qkk = 15,641440

109,0

41572 e

Mf KK m3/phút = 2,67 m3/s

Trong đó: f : hệ số an toàn, f = 2.

Bảng 3.12. Các thông số tính toán của bể aeroten


Hiệu quả xử lý theo BOD5 hoà tan % 91,05

Hiệu quả xử lý của toàn bộ sơ đồ % 81,25

Thể tích bể m3 97,46

Thời gian lưu nước trong bể h 2,57

Kích thước bể:- Chiều dài- Chiều rộng- Chiều cao

mmm

4,94,54,5

Lượng bùn dư thải ra mỗi ngày m3/ngày 2,18

Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể mgSS/l 4571,43

Lượng bùn tuần hoàn vào bể m3/h 31,85

3.10. Tính toán bể lắng đợt 2

Chọn tải trọng bề mặt thích hợp cho loại bùn hoạt tính là 20 m3/m2.ngày và

tải trọng chất rắn là 5 kg/m2.h. [ Bảng 9-12, tr 434 ]

Vậy diện tích bề mặt lắng theo tải trọng bề mặt là:

AL= 5,45 20

910ngày

A

tb

LQ m2.

Trong đó:ngàytbQ : lưu lượng nước thải trung bình theo ngày, m3/ngày



LA : tải trọng bề mặt, m3/m2×ngàyDiện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn là:

AS =S

rtb

LMLSSQQ )( h 79,63

7,010005320085,31917,37

m2.

Trong đó:htbQ : lưu lượng nước thải vào theo giờ, h

tbQ = 37,917 m3/giờ

Qr : lưu lượng bùn tuần hoàn, Qr = 31,85 m3/giờLS : tải trọng chất rắn, LS = 5 kgSS/m2xgiờ

MLSS: lượng chất rắn lơ lững, MLSS =7,01000

3200

kg/m3

Do AS > AL nên diện tích bề mặt theo tải trọng chất rắn là diện tích tính toán.Đường kính bể lắng:

D =

SA4 =

79,634 = 9 m

Đường kính ống phân phối trung tâm:d = 20% D = 0,2 9,01 = 1,8 m.

Chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng hL = 3m.Chọn chiều cao lớp bùn lắng hb = 1,5 m.Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m. Độ dốc đáy bể 8%. [18, tr 434]Chiều cao tổng cộng của bể:

H = hL + hb + hbv = 3 + 1,5 + 0,3 = 4,8 mChiều cao ống phân phối trung tâm:

h = 60 % hL= 0,6 × 3= 1,8 m.

Kiểm tra lại thời gian lưu nước ở bể lắng:- Thể tích phần lắng:

LL hdDV 22

4

2,18338,194

22 m3

Thời gian lưu nước:



t =rtb

L

QQVh =

85,31917,372,183

= 2,65 giờ

Thể tích phần chứa bùn:Vb = AS x hb = 63,79 x 1,5 = 95,69 m3

Thời gian lưu giữ bùn trong bể:

385,3124/18,2

69,95

rw

bb QQ

Vt giờ

Với Qw: Lượng bùn dư thải ra mỗi ngày. Qw = 2,18 m3/ ngày.Tải trọng máng tràn:

LS =DQQ rtb

ngày

=9

85,31910

= 33,31 m3/m x ngày.

Giá trị này nằm trong khoảng cho phép La < 500 m3/m.ngày. [ 11, tr 435 ]Bảng 3.6. Các thông số tính toán của bể lắng đợt 2


Kích thước bể lắng:

- Đường kính

- Chiều cao

M

m

9

4,8

Kích thước ống phân phối trung tâm:

- Đường kính

- Chiều cao

M

m

1,8

1,8

Thời gian lưu nước H 2,65

Thời gian giữ bùn trong bể H 3

Tải trọng máng tràn m3/m.ngày 33,31

3.11. Tính toán bể khử trùng

Chọn thời gian lưu của nước thải trong bể t = 40 phút. [1, tr 468]

Thể tích bể tiếp xúc:



V = htbQ × t = 40

60917,37

= 25,28 (m3)

Chọn vận tốc dòng chảy trong bể tiếp xúc v = 2,5 m/phút. Tiết diện ngang bể

tiếp xúc:

An = 253,0602,5

917,37h

vQtb (m2)

Giả sử chiều cao hữu ích của bể tiếp xúc h = 0,9 m; chiều cao bảo vệ hbv =

0,3m. Vậy chiều cao tổng cộng của bể:

H = h + hbv = 0,9 + 0,3 = 1,2 (m)

Chiều rộng của bể:

B = 28,09,0

253,0

hAn (m)

Chiều dài tổng cộng của bể:

L = 32,1009,028,0

28,25

hBV (m)

Kiểm tra tỷ số L : B = 100,32: 0,28 = 358,29 (>10). [18, tr 468]

Vậy việc chọn kích thước trên là thích hợp

Để giảm chiều dài xây dựng có thể chia bể ra làm 10 ngăn chảy dích dắc.

Chiều rộng mỗi ngăn là B = 0,28 m.

Chiều dài của mỗi ngăn được tính như sau:

mhBVL 03,10

109,028,028,25

10

Lượng Clo tiêu thụ trong một ngày là:

MCl = 910 m3/ ngày x 10 mg/l = 9100 mg Clo/ ngày = 9,1 kg Clo/ ngày.

Bảng 3.8. Thông số tính toán của bể khử trùng


Thời gian lưu nước phút 40



Thể tích bể m3 25,28

Vận tốc dòng chảy trong bể m/phút 2,5

Tiết diện ngang của bể m2 0,253


- Số ngăn

- Chiều dài

- Chiều rộng

- Chiều cao

ngăn

m

m

m

10

10,03

0,28

1,2

Lượng Clo tiêu thụ trong một ngày kg/ngày 9,1

3.12. Tính toán bể chứa bùn

Bể chứa bùn gồm 2 ngăn : ngăn chứa bùn dư và ngăn chứa bùn tuần hoàn.

Kích thước ngăn chứa bùn dư:

- Lưu lượng bùn vào bể chứa bùn là lượng bùn tươi từ bể lắng 1,2:

Qdư = 1,89 + 2,18 = 4,07 m3/ngày.

Trong đó: 1,89 m3/ngày là lượng bùn tươi từ bể lắng đợt 1.

2,18 là m3/ngày là lượng bùn tươi từ bể lắng đợt 2.

- Thể tích ngăn chứa bùn dư:

V = Qdư x t = )(07,4242407,4 3m

Với t là thời gian lưu bùn, chọn t = 24 giờ.

- Ngoài lượng bùn dư từ bể lắng đợt 1 và 2, thì ngăn chứa bùn phải đủ lớn để

chứa lượng bùn dư xả ra từ bể UASB sau định kì 2 tháng.

Với lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày ở bể UASB là: Wb = 0,146 m3/ngày, suy

ra thể tích bùn dư sau 2 tháng là:

Vb = 0,146 m3/ngày x 60 ngày = 8,76 m3.

Thể tích tổng cộng của ngăn: Vtc = 4,07 + 8,76 = 12,83 m3.

- Chiều cao tổng cộng của ngăn chứa bùn:

Htc = H + hbv = 2 + 0,5 = 2,5 m.



Trong đó: H : Chiều cao ngăn chứa bùn. Chọn H = 2m.

hbv : Chiều cao bảo vệ của bể. Chọn hbv = 0,5 m.

- Diện tích bề mặt bể:

F = )(42,6283,12 2m

HVtc

Chọn tiết diện đáy là hình chữ nhật.Vậy kích thước ngăn là H x B x L= 2m x 2m x 3.21m.

Kích thước ngăn chứa bùn tuần hoàn- Lưu lượng vào ngăn chứa bùn tuần

hoàn:Qth = Qr + Qd = 746,4 + 2,18 = 748,58 m3/ngày.

- Thể tích ngăn chứa bùn tuần hoàn:

V = Qth x t = )(166030

2458,748 3m

t: Thời gian lưu trong ngăn chứa bùn tuần hoàn. Chọn t = 30(phút).

Chọn chiều dài và chiều cao ngăn thứ 2 bằng chiều rộng và chiều cao ngăn

thứ 1. L = 2m, H =2m, Htc =2,5m.

- Chiều rộng ngăn chứa bùn tuần hoàn:

B = )(422

16 mLH

V

Vậy kích thước ngăn chứa bùn tuần hoàn là: B x L x H = 4m x 2m x 2m.3.13. Tính toán bể nén bùn

Lượng bùn tươi từ bể lắng 1 là 1,89 m3/ngàyLượng bùn dư từ bể lắng 2 là 2,18 m3/ngàyLượng bùn từ bể UASB là 0,146 m3/ngày.Vậy lưu lượng bùn cần xử lý trong một ngày:

Qb = 1,89 + 2,18 + 0,146 = 4,216 m3/ngày.Diện tích bề mặt của bể nén bùn được tính theo công thức sau:

59,0243,0

216,4

0

qQF b m2.

Trong đó:



q0: tải trọng tính toán lên diện tích mặt thoáng của bể nén bùn, m3/m2×giờ

Chọn q0 = 0,3 m3/m2×giờ ứng với nồng độ của bùn hoạt tính trong khoảng

5000 ÷ 8000 mg/l. [2, tr502]

Đường kính của bể nén bùn ly tâm:

75,059,044

FD m.

Trong đó: F: diện tích của bể nén bùnChiều cao công tác của vùng nén bùn:

3103,00 tqH m.

Trong đó:

t: thời gian nén bùn, chọn t = 10 h. [Bảng 3.12, tr154]

Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn ly tâm:

7,413,04,03321 hhhHH TC m.

Trong đó:

h1: khoảng cách từ mực nước đến thành bể, h1= 0,4 m.

h2: chiều cao lớp bùn và lắp đặt thiết bị gạt bùn ở đáy, h2 = 0,3 m.

h3: chiều cao tính từ đáy bể đến mức bùn, h3 = 1 m. [13, tr 155]

Tốc độ quay của hệ thống thanh gạt là 0,75 ÷ 4 giờ-1.

Độ nghiêng ở đáy bể nén bùn tính từ thành bể đến hố thu bùn khi dùng hệ

thống thanh gạt, i = 0,01.

Bùn đã nén được xả định kỳ dưới áp lực tĩnh 0,5 ÷ 1,0 m.

Bảng 3.8. Các thông số của bể nén bùn

Thông số

Đơn

vị

Giá

trị

Diện tích bề mặt nén bùn m2 0,59


- Đường kính

- Chiều cao

m

m

0,75

4,7



3.14. Tính toán máy ép bùn

Lưu lượng cặn đến lọc ép dây đai:

0281,095100

2,9910024216,4

100100

2

1

PPQq bb (m3/h). [22, tr 502]

Trong đó:

P1 là độ ẩm của bùn trước khi nén. P1 = 99,2%.

P2 là độ ẩm của bùn khi nén ở bể lắng 2. P2 = 95%.

Qb là lưu lượng bùn cần xử lý trong một ngày. Qb = 4,216 m3/ngày.

Giả sử hàm lượng bùn sau khi nén C = 50 kg/m3. [1, tr 510]

Vậy lượng cặn đưa đến máy:

405,10281,050 bqCQ (kg/h) = 33,72 (kg/ngày)

Suy ra lượng cặn đưa đến máy trong 1 tuần là 236,04 kg.

Với chế độ làm việc mỗi tuần máy ép làm việc 1 ngày với 8 giờ/ngày. Vậy

lượng cặn đưa đến máy trong 1 giờ:

5,298104,236

G (kg/h)

Tải trọng cặn trên 1 m rộng của băng tải dao động trong khoảng 90 ÷ 680

(kg/m chiều rộng băng.giờ). Chọn băng tải có năng suất 90 kg/m.h

Tốc độ quay của hệ thống thanh gạt giờ-1 0,75 ÷ 4

Độ nghiêng đáy bể 0,01



Chiều rộng băng tải:

33,090

5,2990

Gb (m)

Vậy chọn máy có chiều rộng băng 0,5 m và năng suất 90 kg/m rộng.h.

CHƯƠNG 4: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

CỦA BỂ UASB

4.1. Tổng quan và cấu tạo của bể UASB

4.1.1. Tổng quan về bể UASB

UASB là tên viết tắt của cụm từ Upflow Anaerobic Sludge Blanket – có

nghĩa là bể xử lí sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn lơ lửng kỵ khí.

Bể UASB được nghiên cứu và phát triển vào cuối những năm 1970 bởi Tiến

sĩ Gatze Lettinga và các đồng nghiệp tại trường đại học Wageningen (Hà Lan).

Lúc đầu công nghệ UASB được xây dựng thí điểm để xử lý nước thải của một

nhà máy sản xuất đường từ củ cải ở Hà Lan.

Sau đó công nghệ này nhanh chóng được phát triển và ứng dụng

quy mô lớn xử lý nước thải cho các nhà máy đường, chế biến tinh bột khoai

tây và các ngành công nghiệp thực phẩm khác cũng như các nhà máy tái chế giấy

trên khắp đất nước Hà Lan vào cuối những năm 1970.

Năm 1980, công nghệ UASB được công bố và ứng dụng rộng rãi

trên thế giới.



UASB là một trong những công nghệ xử lý nước thải bằng biện

pháp sinh học kỵ khí được ứng dụng rộng rãi trên thế giới do các đặc điểm sau:

- Cả ba quá trình: Phân hủy – Lắng bùn – Tách khí được lắp đặt

chung trong cùng một công trình.

- Tạ o th à nh các lo ạ i bù n h ạ t k ỵ kh í có mậ t độ VS V cao và

tố c độ l ắng vượt xa so với lớp bùn hiếu khí lơ lửng. Đặc tính của bể UASB

xử lý được chất hữu cơ có hàm lượng cao nhưng không triệt để.

Do đó, đối với nước thải có hàm lượng BOD cao thì trong sơ đồ

công nghệ, vị trí bể UASB thường được đặt trước bể hiếu khí Aerotank

nhằm để xử lý triệt để chất hữu cơ có trong nước thải, vì bể UASB chỉ xử lý BOD

giảm về một mức độ nhất định, không triệt để, còn bể Aerotank thì có thể xử

lý được chất hữu cơ có nồng độ thấp đạt hiệu quả cao. Do đó bể UASB

thường đặt trước bể hiếu khí.

4.1.2. Cấu tạo bể UASB



Hình 4.1. Cấu tạo của bể UASB.

Bể UASB được chia thành 2 vùng chính:

- Vùng chứa bùn phân hủy kỵ khí: (chiếm không quá 60% thể tích bể). Là

lớp bùn hoạt tính chứa các VSV kỵ khí có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ,

nước thải vào được cho chảy qua lớp bùn này để xử lý.

- Vùng lắng: nằm phía trên lớp bùn kỵ khí. Nước thải sau khi phân

hủy sẽ di chuyển lên vùng này để thực hiện quá trình lắng cặn. Ngoài ra còn có

hệ thống phân phối nước vào, hệ thống thu nước ra, hệ thống thu khí và các vách

ngăn và một số hệ thống phụ trợ khác.



4.2. Nguyên lý hoạt động của bể UASB

Bể UASB hoạt động dựa vào sự phân hủy hợp chất hữu cơ của các VSV kỵ

khí bám dính và lơ lửng trong bể. Nước thải sau khi được xử lý qua các

công trình phía trước, được điều chỉnh pH thích hợp sẽ được bơm vào theo

hệ thống ống dẫn phân phối đều ở đáy bể. Sau đó nước thải sẽ di chuyển

đều từ dưới lên, đi qua lớp bùn hạt lơ lửng ở đáy bể với vận tốc được

duy trì trong khoảng 0,6 – 0,9 m/h ( thực tế 0,9 – 1,1m/h).

Quá trình xử lý xảy ra khi hỗn hợp bùn kỵ khí phân bố ở đáy bể tiếp xúc đều

với các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải, hấp phụ, phân hủy và chuyển hóa

chúng thành các hợp chất khí: 70 – 80% CH4, 20 – 30% CO2 và một số khí khác.

Bọt khí sinh ra trong quá trình phân hủy sẽ có xu hướng lên trên và kéo theo các

hạt bùn nổi lên. Khi lên tới mặt nước, nhờ hệ thống tách pha rắn – lỏng – khí, các

bọt khí sẽ bị tách ra và đi vào hệ thống thu khí của bể, còn các hạt bùn sẽ chìm

xuống lại lớp bùn dưới đáy bể. Quá trình này gây nên sự xáo trộn và tuần hoàn

cục bộ của lớp bùn lơ lửng trong bể. Sau quá trình phân hủy ở lớp bùn kỵ khí ở

đáy bể, hỗn hợp bùn và nước thải đã phân hủy sẽ di chuyển qua vách ngăn và đi

vào vùng lắng phía trên bể. Tại đây, các hạt bùn sẽ bị lắng xuống và đi qua khe hở

của vách ngăn, tuần hoàn trở lại bể.

Nước sau khi lắng sẽ được thu ra ngoài qua hệ thống máng răng cưa hoặc

máng tràn của bể để đi qua các công trình xử lý tiếptheo nếu cần thiết. Khí sinh ra

trong quá trình phân hủy sẽ được đi vào hệ thống thu khí, được dự trữ để phục vụ

cho các mục đích khác (sản xuất điện, làm nhiên liệu đốt,…). Sau một thời gian,

do sự vận hành liên lục của bể và do sự phát triển của VSV kỵ khí, lượng bùn

trong bể sẽ tăng lên. Do đó sau một thời gian vận hành, cần phải loại bỏ lớp bùn

già ở đáy bể ra ngoài

Hiệu suất của bể UASB bị phụ thuộc vào các yếu tố như: nhiệt độ, pH, các

chất độc hại trong nước thải…



KẾT LUẬNTrước xu thế phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế đất nước, việc đảm bảo

phát triển bền vững cần thiết phải đi đôi với bảo vệ môi trường. Đặc biệt trong xu

thế hiện nay, vấn đề bảo vệ môi trường đã và đang trở thành vấn đề mạng tính

toàn cầu, cần sự chung tay của tất cả các nước, của toàn nhân loại.

Ngành công nghiệp chế biến thủy sản nói chung là một trong những ngành

có nguy cơ ô nhễm cao, do đó cần thiết có hệ thống xử lí nước thải để xử lí trước

khi thải ra môi trường.

Với hệ thống xử lí được thiết kế như trên, nước thải của nhà máy chế biến

thủy sản đông lạnh sau khi được xử lí sẽ đạt tiêu chuẩn chất lượng loại A – theo

QCVN 40:2011/BTNMT, đủ điều kiện thải ra ngoài môi trường.



TÀI LIỆU THAM KHẢO1. Lâm Minh Triết – Nguyễn Thanh Hùng – Nguyễn Phước Dân, Xử lí nước thải

đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình, NXB ĐHQG Tp HCM,

2008.

2. TS. Trịnh Xuân Lai, Tính toán – thiết kế các công trình xử lí nước thải, NXB

Xây Dựng, 2000.

3. PGS. TS. Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh

học, NXB Giáo dục, Hà Nội, 2003.

4. Trịnh Xuân Lai, Nguyễn Trọng Dương, Xử lí nước thải công nghiệp, NXB

Xây Dựng Hà Nội, 2005.

5. QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công

nghiệp.

6. http://voer.edu.vn/bai-viet/kinh-te/vai-tro-cua-xuat-khau-thuy-san.html

7. http://xulymoitruong.com/xu-ly-nt-che-bien-thuy-hai-san-4889/

8. http://vi.scribd.com/doc/44910740/81/III-3-2-Tinh-toan-thi%E1%BA%BFt-

k%E1%BA%BF-b%E1%BB%83-UASB

9. http://vi.scribd.com/doc/73709424/Noi-Dung-Hoan-Chinh

10. http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/do-an-xu-ly-nuoc-thai-thuy-san.489063.html

http://voer.edu.vn/bai-viet/kinh-te/vai-tro-cua-xuat-khau-thuy-san.html

http://xulymoitruong.com/xu-ly-nt-che-bien-thuy-hai-san-4889/

http://vi.scribd.com/doc/44910740/81/III-3-2-Tinh-toan-thiáº¿t-káº¿-bá»�-UASB

http://vi.scribd.com/doc/73709424/Noi-Dung-Hoan-Chinh

xu ly nuoc_thai

Documents