Thiết kế tính toán hệ thống xử lý nước thải nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng-Quảng Trị

Danh sách nhóm:
1. Trần Thị Tâm

2. Nguyễn Thị Kim Ngân
3. Trương Hoàng Vũ
4. Nguyễn Thị Hoài Thương
5. Đậu Văn Quý
6. Nguyễn Thị Cẩm Tú
7. Nguyễn Thị Nhật Lệ
8. Nguyễn Văn Trường


Mục lục:
I.Lời mở đầu
II.Các thông số đầu vào và đầu ra.
III.Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải:
1.Tính tốn thiết kế song chắn rác

2.Bể lắng cát ngang
3. Tính tốn bể lắng
4.Tính tốn bể UASB
5.Bể phản ứng hiếu khí(aerotank)
7.Với bể lắng đứng


I.Lời mở đầu
Ngành công nghiệp tinh bột sắn là một ngành quan
trong đối với kinh tế nước ta,đặc biệt đối với một tỉnh
cịn gặp nhiều khó khăn như Quảng Trị.Nhưng song

song với sự phát triển thì cơng nghiệp tinh bột sắn
cũng tác động lớn đến ơ nhiễm mơi trường.Trong đó
ơ nhiễm môi trường nước, đặc biệt là những nguồn
nước xung quanh Nhà máy. Do các công nghệ sử
dụng hầu hết đã lạc hậu, thiết bị cũ và không đồng
bộ,định mức nước cho một đơn vị sản phẩm cịn lớn
chính vì vậy nhóm em chon chủ đề:”Thiết kế tính tốn
hệ thống xử lý nước thải nhà máy tinh bột sắn Hải
Lăng-Quảng Trị”.



II.Các thông số đầu vào và đầu ra.
Nước thải sinh ra từ dây chuyền sản
xuất tinh bột sắn có các thông số đặc
trưng pH thấp, hàm lượng chất hữu
cơ và vô cơ cao, thể hiện qua hàm
lượng chất rắn lơ lửng (SS),
TSS rất cao, các chất dinh dưỡng
chứa N, P, các chỉ số về nhu cầu oxy
sinh học (BOD5), nhu cầu oxy hoá
học (COD), …với nồng độ rất cao và
trong thành phần của vỏ sắn và lỏi
củ sắn có chứa Cyanua (CN) một
trong những chất độc hại có khả
năng gây ung thư.


Bảng:Thông số hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải TBS
STT

Thông số

Hàm lượng

QCVN 40:2011
cột B

Đơn vị

1

Độ đục

<80

mg/l

2

pH

5-7

5,5-9

3

COD

10000

<150

mg/l

4

BOD5

6000

<50

mg/l

5

T-N

170

40

mg/l

6

CN

0,07

0,1

mg/l

7

T-SS

4800

<100

mg/l

8

T-P

30

6

mg/l


-Lưu lượng nước hệ thống:

QHT  Qsx  Qsh  60.16  10  970(m3 / ng.đ )

Trong đó: 60 là công suất nhà máy (tấn/ng.đ)
16 là định mức nước sử dụng (m3/tấn)
K ch  1,35 

0,81
0,81
 1,35 
 1,74
0, 2
0, 2
Qtb
 970 


24 


- Lưu lượng nước cực đại của hệ thống:
Q max

970
 K ch .Q tb  1,74.
 70,32(m3 / h)
24


III.Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải:

Sân phơi cát

Nước
thải

Sơng
Nhùng

Song
chắn
rác

Bể lắng
cát ngang

Hồ tùy
nghi

Nước tách bùn

Bể lắng
đứng
Máy
thổi khí
Hồ chứa bùn

Nước tách

Bể điều hòa

Bể
Aerontank

Bể lắng
bậc 1

Bể UASB

Bùn
hồi
lưu


Nước thải nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng được thu gom vào mương dẫn
có lắp Song chắn rác và được đưa vào Bể lắng cát ngang.Tại đây, cát
lắng đọng dưới đáy bể được thu gom chuyển sang sân phơi cát, nước
tách cát và nước thải sau đó được dẫn sang Bể điều hồ.Bể điều hồ có
nhiệm vụ điều hồ lưu lượng ổn định để bơm vào Bể lắng 1. Bể lắng1 có
tác dụng loại bỏ phần lớn hàm lượng SS và một phần COD và BOD lắng
cặn ở trong nước thải.Sau đó, nước thải được dẫn sang bể xử lý kỵ khí
UASB . Tại bể UASB nước thải được xử lý bằng các vi sinh vật kỵ khí.
Khoảng 75% COD và BOD , 50% SS được xử lý.Nước thải tiếp tục
được dẫn sang bể xử lý hiếu khí Aerotank để loại bỏ chất hữu cơ hoà tan
trong nước thải, trước khi qua bể lắng đứng . Cuối cùng nước thải được
chuyển sang hồ sinh học nhằm xử lý đạt QCVN 40:2011 cột B trước khi
thải ra sông Nhùng.
Bùn cặn từ bể lắng đứng một phần được tuần hoàn lại Bể tuần hồn,
phần cịn lại được đưa sang hồ chứa và cô cặn bùn, sau 2 năm tháo bùn
một lần.

1.Tính tốn thiết kế song chắn rác:
-Số lượng song chắn.

Qmax
70,32.1,05
n
.k 
 13
Vs h1d
1.3600 .0,2.0,008
Trong đó:
+k=1,05:hệ số tính tới lý thuyết thu hẹp dòng.
+d-bề dày(thanh HCN) các thanh song chắn(m).
+b-chiều rộng khe hở giữa các song.
+Qmax Lưu lượng tối đa của nước thải(m3/h)
+Vs Tốc độ nước chảy qua song chắn.
+h1 Độ sâu lớp nước song chắn(m)

(chiếc)


-Chiều rộng thiết kế song chắn:

Bs  b.n  1  d .n  0,016.13  1  0,008.13  0,296(m)
(n-1):số lượng khe hở giữa các song chắn.


-Tính kích thước buồng đặt song chắn:
•Tính chiều dài đoạn thu hẹp:

Bs  Bk
L1 
 1,37 Bs  Bk   1,37.0,296  0,2   0,13152 (m)
0
2.tg 20
•Chiều dài đoạn mở rộng:

L2  0,5.L1  0,5.0,13152  0,06576 (m)
Trong đó:

+Bk: Chiều rộng mương dẫn tới và ra khỏi song chắn.
+φ=200


-Tổn thất cột nước:

4

 2
3
V
  . d  sin   V . p
hs   .
.p 
 
 b
 2. g
2.g



2

4

 2
3
 2,42. 0,008  sin 60 0 . 1 .3  0,1273(m)




 2.9,8
 0,016 



Trong đó: V: tốc đọ nước chảy trong mương trước song chắn (m/s) ứng
với Qmax
ξ:hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác.
α là góc nghiêng đặt song
β hệ số lấy bằng 2,42 thanh hinh chữ nhật
P: hệ số tính đến việc tăng tổn thất áp lực do rác bám
G; gia tốc trọng trường lấy 9,8


2.Bể lắng cát ngang
Đường kính hạt: 0,25mm
=>Độ lớn thủy lực: U0 = 24,2 mm/s
Diện tích mặt nước phần hình chữ nhật của bể lắng

cát:
F = k.Q/Uo = 1,1.0,0278/(24,2.10-3)
= 1,26 (m2)
Trong đó:Q là lưu lượng nước thải lớn nhất (m3/s)
Uo là độ lớn thủy lực của hạt cần giữ(m/s).
Từ Uo=24,2mm => k = 1,1


Chiều dài bể:
L = k.V.H/Uo = 1,3.0,2.0,5 / (24,2.10-3)= 5,37 (m)
Trong đó:
H: chiều cao cơng tác của bể, lấy H=0,5m
V: là vận tốc chuyển động của nước trong bể (mm/s)
Ứng với Qmax=> V=0,2m/s
Uo là độ lớn thủy lực của hạt cần giữ trong bể, (mm/s)
k: hệ số kinh nghiệm
U0 = 24,2 mm/s =>k=1,3
Chiều rộng bể
B = F/L = 0,86/5,37 = 0,16 m


3. Tính tốn bể lắng:
Hiệu suất bể lắng: E =( C1 – C2 )/C1
= (4800 – 100)/4800
= 0,98
Trong đó C1, C2 là hàm lượng cặn lơ lửng trong
nước thải trước và sau khi lắng, mg/lít.
Thời gian lưu nước từ 0,5 – 2 phút, chon t = 120s.


a.Với bể lắng bậc 1:

840 .( K .h1 ) 0, 75 840 .(0,5.3) 0, 75
U0 

 21(mm / s )
 .t
0,45.2.60

Do vận tốc nước lưu trong bể là 0,20 m/s nên tốc độ rối
thành phần đứng W =0,5 mm/s
=> U’0 = U0 – W = 21 – 0,5 = 20,5 mm/s
Chiều dài bể lắng ngang:
L = V.h/(k.U’0) = 0,20.3/(0,3.20,5.10-3)
= 97 (m)





Dung tích phần chứa bùn cặn của bể:
Wc = 10-4 .Q.E.tlc .C 1/[(100-P).Ɣ]
= 10-4.40,4.0,98.4800.4/(100-95)
= 15,2 ( m3 )
Trong đó:
V: tốc độ chuyển động của nước thải trong bể
m/s
h1: chiều cao công tác của bể, thường 2,7-3,8 m,
đối với bể lắng đứng

K: hệ số lấy căn cứ vào loại bể lắng và kết cấu
của thiết bị phân phối và thu nước, thường chọn
từ 0,3 – 0,5.
Q: lưu lượng nước thải m3/h.
U0: tốc độ lắng của hặt cặn lơ lửng mm/s.


-Trong đó tlc là thời gian giữa 2 lần xả. Xả bằng
cơ giới : 4 giờ.
Nên ta chọn tlc =4h.
Ɣ là khối lượng thể tích của cặn = 1 tấn/m3
p: độ ẩm bùn cặn lắng bằng 93,5% đến 95%.
Chọn p = 95%


4.Tính tốn bể UASB

-Xác định hiệu quả làm sạch:
Lv  Lr 10000  150
E

 0,985
Lv
10000

Trong đó:
Lv,Lr: COD đầu vào và ra của bể(mg/l)


-Lượng COD cần khử một ngày:

G  Q.(Lv  Lr ).103  970.(10000  150).103  9554,5(kg / ng)
Trong đó:Q là lưu lượng nước thải tính tốn (m3/ngày)

-Thể tích phần xử lý yếm khí cần thiết:

G 9554 ,5
3
V 
 1124 ,06(m )
a
8,5
a –tải trọng khử COD lấy theo bảng


-Tốc độ nước dâng lên trong bể: ta chọn v=0,85 (m/h)
-Diện tích bể cần thiết:

Q
970
2
F

 48,12(m )
v.24 0,85.24
-Chiều cao phần xử lý yếm khí:

V 1124 ,06
H1  
 23,36(m)

F
48,12