thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300m3/ngày đêm

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
1






CHƯƠNG I:




TỔNG QUAN

VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY SẢN.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
2
I.1 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT:

Nguyên liệu


Rửa Nước thải


Sơ chế Chất thải rắn


Rửa Nước thải


Phân cỡ
Phân loại

Rửa Nước thải


Xếp khuôn


Đóng hộp


Mạ băng


Bao gói


Bảo quản







ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
3
I.2 QUY MÔ CÔNG SUẤT

: 300 m
3
/ngày đêm.

I.3 THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI THÔ:

I.3.1 Thành phần:

 Chất thải rắn: Đầu, vỏ, vi, ruột cá, ruột tôm, râu mực, nang mực.
 Rác thải sinh hoạt: rau quả, thức ăn thừa, vỏ bao bì, túi nilon, vỏ đồ hộp…
 Nước thải: nước rửa nguyên liệu.

I.3.2 Tính chất nước thải:

Thông số Đơn vò Đầu vào
pH
6.5-7.3
COD
mg/l
1100
BOD
5
tổng
mgO
2
/L
800
Tổng nitơ
mgN/L
60

Tổng photpho
mgP/L
20
SS
mg/L
210

I.4 YÊU CẦU DÒNG RA:

Thông số Đơn vò Yêu cầu loại B
pH
5.5-9
COD
mg/l
100
BOD
5
tổng
mgO
2
/L
50
Tổng nitơ
mgN/L
60
Tổng photpho
mgP/L
6
SS
mg/L

100

Với: Tổng Nitơ = TNK + Nitơ
Amonia
+ Nitơ
nitrit-nitrat

Tổng BOD = CBOD +NBOD
Tổng Photpho = Photpho vô cơ + Photpho hữu cơ









ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
4

CHƯƠNG II:



LỰA CHỌN

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
5
II.1 MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC XỬ LÝ NƯỚC THẢI:

 Mục đích của quá trình xử lý nước thải là loại bỏ các chất ô nhiễm có trong
nước thải đến mức độ chấp nhận được theo tiêu chuẩn quy đònh. Mức độ yêu cầu xử lý nước
thải phụ thuộc các yếu tố sau:
 Xử lý để tái xử dụng
 Xử lý quay vòng
 Xử lý để xả ra ngoài môi trường

 Mục đích của công trình xử lý nước thải này là xử lý nước thải để xả ra ngoài
môi trường. Trong trường hợp này, yêu cầu mức độ xử lý phụ thuộc vào nguồn tiếp nhận
nước thải và quy đònh của từng khu vực khác nhau.
Mục đích của tài liệu này là xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn loại B.

 Việc lựa chọn phương pháp xử lý hay phối hợp nhiều phương pháp phụ thuộc
vào các yếu tố sau:

 Đặc tính của nước thải: cần xác đònh cụ thể thành phần các chất ô nhiễm có
trong nước thải, dạng tồn tại của chúng (lơ lửng, dạng keo, dạng hòa tan…), khả năng
phân hủy sinh học và độ độc của các thành phần vô cơ và hữu cơ.
 Mức độ yêu cầu khi xử lý: tức là chất lượng nước đầu ra phải thỏa mãn một yêu
cầu cụ thể nào đó. Ta cũng phải quan tâm đến các yêu cầu về chất lượng nước trong
tương lai.
 Chi phí xử lý và diện tích đất hiện có để xây dựng trạm xử lý. Trước khi tiến

hành chọn lựa quá trình xử lý phù hợp, ta cũng cần phải phân tích chi tiết chi phí xử lý
của từng phương án đưa ra.

 Các phương án xử lý phần lớn đều như nhau, ngoại trừ công đoạn xử lý sinh học
có thể dùng bể Aerotank hoặc bể lọc sinh học.














ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
6
II.2 ƯỚC TÍNH HIỆU SUẤT XỬ LÝ CỦA PHƯƠNG ÁN:
Nước thải
Q = 300m
3
/ngày đêm
COD = 1100mg/l

BOD = 800mg/l
SS = 210mg/l

H
COD
= 0%
%%
%

H
BOD
= 0%
%%
%

H
SS
= 0%
%%
%


H
COD
= 5%
%%
%

H
BOD

= 5%
%%
%

H
SS
= 35%
%%
%

COD = 1045mg/l
BOD = 760mg/l
SS = 199.5mg/l



H
COD
= 20%
%%
%

H
BOD
= 20%
%%
%

H
SS

= 70%


COD = 836mg/l

BOD = 608mg/l

SS = 60mg/l

H
COD
= 85%
%%
%

H
COD
= 85%
%%
%

H
SS
= 35%



COD = 83.6mg/l COD = 125.4mg/l
BOD = 60.8mg/l BOD = 91.2mg/l

SS = 36mg/l

SS = 39mg/l


H
COD
= 30%
H
BOD
= 30%
H
SS
= 50%

COD = 58.5mg/l
<
100mg/l COD = 87.78mg/l
<
100mg/l

BOD = 42.6mg/l
<
<<
<
50mg/l
BOD = 63.84g/l
>
>>
>

50mg/l


SS = 18mg/l
<
100mg/l

SS = 19.5mg/l
<
100mg/l

Nước ra nguồn tiếp nhận
Từ sơ đồ trên ta thấy bể lọc sinh học có hiệu quả khử BOD chưa đạt yêu cầu, ngoài ra ta có
thể so sánh hai phương án dựa trên một số yếu tố sau:

II.3 SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN:
Bể gom
nước thải
Bể
điều hòa
Bể
lắng 1

Bể
Aerotank
Bể lọc
sinh học
Bể
lắng 2
Bể tiếp xúc

chlorine
H
COD
= 90%
H
BOD
= 90%
H
SS
= 40%
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
7

Bảng 1: So sánh bể Aerotank và bể lọc sinh học

Phương án 1 (Bể Aerotank) Phương án 2 (Bể lọc sinh học)
 Sử dụng phương pháp xử lý bằng vi
sinh
 Quản lý đơn giản
 Dễ khống chế các thông số vận hành
 Cần có thời gian nuôi cấy vi sinh vật

 Cấu tạo đơn giản hơn bể lọc sinh học
 Không tốn vật liệu lọc
 Cần cung cấp không khí thường xuyên
cho vi sinh vật hoạt động

 Phải có chế độ hoàn lưu bùn về bể
Aerotank
 Không gây ảnh hưởng đến môi trường




 Hiệu quả xử lý COD, BOD, SS khi ra
khỏi bể Aerotank tốt hơn bể lọc sinh
học
 Sử dụng phương pháp xử lý bằng vi
sinh
 Quản lý đơn giản
 Khó khống chế các thông số vận hành
 Cần có thời gian nuôi cấy vi sinh vật,
hình thành màng vi sinh vật
 Cấu tạo phức tạp hơn bể Aerotank
 Tốn vật liệu lọc
 p dụng phương pháp thoáng gió tự
nhiên, không cần có hệ thống cấp
không khí
 Không cần chế độ hoàn lưu bùn

 Đối với vùng khí hậu nóng ẩm, về
mùa hè nhiều loại ấu trùng nhỏ có thể
xâm nhập vào phá hoại bể. Ruồi muỗi
sinh sôi gây ảnh hưởng đến công trình
và môi trường sống xung quanh
 Hiệu quả xử lý COD, BOD, SS khi ra
khỏi bể lọc sinh học không bằng bể

Aerotank














Bảng 2: So sánh các phương án xử lý bùn thải

Phương án 1 Phương án 2
Bể phân hủy bùn hiếu khí Bể phân hủy bùn kò khí
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
8
 Đơn giản về xây dựng và quản lý
 Vốn đầu tư và quản lý thấp
 Có thể tự động hóa được
 Cặn ổn đònh, không tạo ra mùi hôi
 Cặn dễ tháo nước ở công đoạn làm
khô, đặc biệt khi làm khô bằng sân

phơi bùn
 Lượng cặn hữu cơ giảm tương đương
bể Aerotan
 Nước gạn ra từ cặn có hàm lượng SS
và BOD thấp hơn bể phân hủy bùn kò
khí
 Tốn năng lượng chạy máy thổi khí nên
chỉ thích hợp khi công suất xử lý nhỏ

 Không thu được khí CH
4
để làm nhiên
liệu đốt

 Việc xây dựng và quản lý phức tạp
 Vốn đầu tư và quản lý khá cao
 Khó có thể tự động hóa được
 Cặn ít ổn đònh, tạo ra mùi hôi
 Cặn khó tháo nước ở công đoạn làm
khô



 Nước gạn ra từ cặn có hàm lượng SS
và BOD cao hơn bể phân hủy bùn
hiếu khí
 Không tốn năng lượng chạy máy thổi
khí nên có thể áp dụng khi công suất
xử lý lớn
 Không thu được khí CH

4
để làm nhiên
liệu đốt

Sân phơi bùn
 Chi phí đầu tư thấp
 Nồng độ cặn khô từ 20%-30%
 Sử dụng ở nơi có diện tích rộng, cách
xa khu dân cư, cách mực nước ngầm
hơn 1m
 Cần có lao động thủ công để xúc bùn
khô từ sân phơi bùn lên xe tải
 Thời gian làm khô bùn dài
 Hoạt động phụ thuộc vào điều kiện
môi trường và thời tiết
 Không sử dụng hóa chất

Máy ép bùn
 Chi phí đầu tư cao
 Nồng độ cặn khô từ 15%-25%
 Sử dụng được ở mọi nơi


 Không cần có lao động thủ công để
xúc bùn khô từ sân phơi bùn lên xe tải
 Thời gian làm khô bùn ngắn
 Hoạt động không phụ thuộc vào điều
kiện môi trường và thời tiết
 Có sử dụng polymer châm vào để tăng
khả năng tách nước

II.4 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG ÁN XỬ LÝĐƯC LỰA
CHỌN:

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
9
Từ những phân tích để lựa chọn công nghệ xử lý như trên chọn phương án 1 làm phương
án xử lý nước thải theo sơ đồ công nghệ như sau:




SCR
Hầm bơm
tiếp nhận
Bể
điều hòa
Bể lắng
đợt 1
Bể

Aerotank
Bể lắng
đợt 2
Bể
tiếp xúc
Chlorine
Nước ra
Bể
nén bùn
Bể
phân hủy
bùn hiếu
khí
Sân phơi bùn
Máy thổi khí
Chú thích
nước thải
bùn
nước tách bùn
ống dẫn khí nén
Máy thổi khí
Chlorine

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
10
II.5 MÔ TẢ CÔNG NGHỆ:

II.5.1 Bể thu gom nước thải có song chắn rác:
 Nước thải từ các phân xưởng sản xuất và nước thải sinh hoạt theo hệ thống cống dẫn
chảy vào các hố ga. Từ đây nước thải được bơm đến bể thu gom nước thải. Trước khi vào bể,
nước thải sẽ đi qua song chắn rác có các khe hở. Nếu không loại bỏ, rác sẽ gây tắc nghẽn
đường ống, mương dẫn hoăïc làm hư hỏng bơm.
 Lượng rác này thường xuyên được lấy đi bằng thủ công. Sau đó rác được tập trung lại
và được xe gom rác đưa đến bãi rác để xử lý. Phần nước còn lại ta sử dụng 2 máy bơm hoạt
động luân phiên theo chế độ tự động để bơm nước vào bể điều hòa.

II.5.2 Bể điều hòa:
 Nước thải được 2 bơm bơm lên bể điều hòa. Do tính chất nước thải thay đổi theo từng
giờ sản xuất và phụ thuộc nhiều vào loại nước thải của từng công đoạn. Việc xây dựng bể điều
hòa là rất cần thiết. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ của nước thải. Bể
điều hòa giúp làm giảm kích thước và tạo chế độ làm việc ổn đònh cho các công trình phía sau,
tránh hiện tượng quá tải.
 Trong bể điều hoà ta bố trí hệ thống đầu phân phối khí để cấp khí nhằm ổn đònh chất
lượng nước thải trước khi qua hệ thống xử lý tiếp theo. Đồng thời với việc ổn đònh chất lượng
nước, hệ thống thổi khí tại bể điều hoà có tác dụng hạn chế không cho các chất rắn lơ lửng
lắng trong bể.

II.5.3 Bể lắng 1:
 Nước thải từ bể điều hoà được dẫn qua bể lắng 1 để lắng sơ bộ. Các hạt cặn có thể tự
lắng riêng biệt không có tác động qua lại với nhau dựa trên lực trọng trường, các hạt có tỉ

trọng lớn như hạt cát, sỏi, mảnh vỏ tôm nhỏ…sẽ tự động lắng xuống đáy bể với khoảng thời
gian lưu nhất đònh.

II.5.4 Bể aerotank:
 Nước thải từ bể lắng 1 được bơm sang bể aerotank. Tại đây diễn ra quá trình oxy hoá
sinh hoá các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong nước thải với sự tham gia của các vi sinh
vật hiếu khí trong bể aerotank. Ta bố trí hệ thống sụt khí trên khắp diện tích bể, tạo điều kiện
thuận lợi cho vi sinh vật hiếu khí phân giải chất hữu cơ. Để cho bể hoạt động ổn đònh, ta có thể
lắp thêm lưu lượng kế để kiểm tra lưu lượng hoạt động bể.
 Vi sinh vật hiếu khí sẽ sử dụng các chất hữu cơ dạng keo và hoà tan trong nước làm
thức ăn để sinh trưởng và phát triển. Khi đó vi sinh vật sẽ phát triển thành quần thể có kích
thước lớn dễ lắng gọi là bông bùn hoạt tính. Khi vi sinh vật phát triển mạnh, sinh khối tăng tạo
thành bùn hoạt tính dư. Hàm lượng bùn hoạt tính nên duy trì nông độ MLSS=2500-4000mg/l.
 Do đó tại bể aerotank, một phần bùn dư từ bể lắng 2 phải được dẫn hoàn lưu về để
bảo đảm nồng độ bùn hoạt tính nhất đònh trong bể.



ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
11
II.5.5 Bể lắng 2:
 Hỗn hợp nước và bùn hoạt tính hình thành từ bể aerotank được dẫn về bể lắng 2. Bể
này có nhiệm vụ lắng và tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải. Bùn sau khi lắng, một phần sẽ
được tuần hoàn lại bể aerotank nhằm duy trì nồng độ MLSS, phần còn lại dẫn sang bể nén
bùn.
 Đó là quá trình lắng của các hạt kết tụ trong hỗn hợp huyền phù, các hạt rắn này liên
kết lại vơí nhau làm tăng khối lượng hạt lắng và do đó sẽ lắng nhanh hơn. Bể lắng 2 sẽ loại bỏ

một phần chất rắn lơ lửng sau các công trình xử lý sơ cấp thậm chí các loại bông keo tụ hoá
học cũng được khử.

II.5.6 Bể tiếp xúc Chlorine:
 Phần nước trong từ bể lắng 2 chảy sang bể tiếp xúc để tiến hành khử trùng. Mục đích
của khử trùng là tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh cho con người và động vật nhờ các chất
oxy hoá mạnh trước khi xả nước thải ra nguồn tiếp nhận.
 Chất khử trùng được chọn là Chlorine(vì giá thành rẻ, phổ biến) hàm lượng 10mg/l.
 Thiết bò Chlorator được sử dụng để đònh lượng Chlorine cho vào nước.
 Nước thải sau khi được hoà trộn với Chlo phải có đủ thơì gian lưu để tiêu diệt hoàn toàn
các vi khuẩn gây bệnh có trong nước trước khi thải vào nguồn tiếp nhận.

II.5.7 Bể nén bùn:
 Bùn dư từ bể lắng 2 và bùn tươi từ bể lắng 1 được đưa vào bể nén bùn trọng lực . Hàm
lượng chất rắn(TS) của bùn tươi từ bể lắng 1 khoảng 3-4% và bùn dư từ bể lắng 2 có TS thấp
hơn 0.75%.
 Hàm lượng chất rắn của hỗn hợp bùn tươi và bùn hoạt tính dư sau quá trình nén bùn sẽ
tăng lên 4-5%. Nước sau khi tách bùn sẽ được dẫn ngược về đầu vào của trạm xử lý.
 Thuận lợi của nén bùn trọng lực là giảm kích thước của công trình xử lý bùn tiếp theo
như bể phân hủy hiếu khí, tiết kiệm chi phí nhân công và năng lượng.

II.5.8 Bể phân hủy bùn hiếu khí:
 Bùn tươi từ bể lắng 1 là căn hữu cơ có khả năng gây ô nhiễm cao do khó bảo quản, có
mùi khó chòu, nguy hiểm về phương diện vệ sinh vì chứa nhiều trứng giun sán. Do đó chúng
cần được xử lý trong các bể phản ứng phân hủy để làm mất mùi, dễ làm khô, bảo đảm vệ sinh
và bảo tồn được các thành phần phân bón rất có lợi cho cây trồng.

II.5.9 Sân phơi bùn:
 Sân phơi bùn có nhiệm vụ xả nước tách bùn trước khi vận chuyển đến nơi khác.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
12







CHƯƠNG III:




TÍNH TOÁN THIẾT KE Á

HỆ THỐNG XỬ LÝ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
13


Xí nghiệp chế biến thủy sản có lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm 300m
3
/ngày.
Xí nghiệp làm việc 3 ca, 24/24 giờ và có chế độ xả nước không đều theo giờ.

Kết quả đo lưu lượng và nồng độ BOD
5
theo giờ thể hiện ở bảng:

Bảng 3: Lưu lượng và nồng độ BOD
5
theo giờ trong ngày:

Giờ trong ngày Lưu lượng (m
3
/giờ) Nồng độ BOD
5
(mg/l)
1 8.4 445
2 8 535
3 7 700
4 7 650
5 7 780
6 7.4 800
7 10 860
8 23 1220
9 20 1310
10 18 1000
11 14 980
12 10.6 790
13 10 540
14 10 600
15 12 705
16 19.8 1100
17 15.8 960
18 15.4 880
19 14 620
20 12.8 735
21 13.8 850
22 13.6 860
23 12.4 700
24 10 610

Tổng cộng 300 19230
Trung bình 12.5 800






ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
14

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
15
III.1 XÁC ĐỊNH LƯU LƯNG VÀ HỆ SỐ KHÔNG ĐIỀU HÒA:

Từ bảng 1 ta có:
 Lưu lượng giờ lớn nhất: Q
h
max
=23 m
3
/h
 Lưu lượng giờ nhỏ nhất: Q
h

min
=7 m
3
/h

Lưu lượng giây:

max
3
3 3
23 /
*1000 / *1000 / 6.39 /
3600 / 3600 /
h
Q
m h
q l m l m l s
s h s h
= = =

Lưu lượng giờ trung bình:

3
3
300 /
12.5 /
24 24 /
ngay
tb
h

Q
m ngay
Q m h
h ngay
= = =


Trạm xử lý làm việc 3 ca (24h/24h), vậy lưu lượng bơm bằng lưu lượng trung bình giờ:

Q
b
= Q
h
tb
= 12.5 m
3
/h

Hệ số giờ cao điểm:
max
3
max
3
23 /
1.84
12.5 /
h
h
tb
h

Q
m h
K
Q m h
= = =
Hệ số giờ nhỏ nhất:
min
3
min
3
7 /
0.56
12.5 /
h
h
tb
h
Q
m h
K
Q m h
= = =

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
16
III.2
TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI:


III.2.1 SONG CHẮN RÁC:
Kích thước song chắn rác có thể chọn dựa trên các thông số:
Bảng 4: Các thông số tính toán cho song chắn rác

Thông số kích thước song chắn Làm sạch thủ công
Rộng (mm) 5-15
Dày (mm) 35-38
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 (m/s) 0.3-0.6
Tổn thất áp lực cho phép (mm) 150

III.2.1.1 Kích thước mương đặt song chắn rác:
Chọn tốc độ dòng chảy trong mương là v = 0.3 m/s
Chọn kích thước mương rộng x sâu = BxH = 0.4x0.8 m

Vậy chiều cao lớp nước trong mương là:

max
3
23 /
0.053
3600 / * * 3600 / *0.3 / *0.4
h
a
Q
m h
h m
s h v B s h m s m
= = =

Chọn kích thước thanh là rộng x dày = 5mmx25mm và khe hở giữa các thanh là w = 25mm.

III.2.1.2 Kích thước song chắn rác:
Song chắn rác có n thanh⇒số khe hở: m = n +1


B = 400 mm
W = 26mm W = 26mm
b

Hình 1: Bố trí song chắn rác.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3

/ngày đêm
17
Ta có:
* ( 1)*
400 *5 ( 1)*25
12.5
B n b n w
n n
n
= + +
= + +
→ =

Chọn n=12
Điều chỉnh khoảng cách giữa các thanh:

400 12*5 (12 1)*
26
w
w mm
= + +
→ =

III.2.1.3 Tổn thất áp lực qua song chắn:

Gọi A là tổng tiết diện các khe song chắn .Ta có:

( * )*A B b n h= −
Trong đó: B: chiều rộng mương (m)
b: chiều rộng thanh (m)

n: số thanh
h: chiều cao lớp nước trong mương (m)

2
(0.4 0.005 *12)*0.053 0.01802
A m m m= − =


Vận tốc dòng chảy qua song chắn:

2 3
6.39 / 1
* 0.355 /
0.01802 1000 /
q l s
V m s
A m l m
= = =

Tổn thất áp lực qua song chắn:

2 2 2 2
2
1 1 (0.355 / ) (0.3 / )
0.00262 2.62 150
0.7 2 0.7 2*9.81 /
L
V v m s m s
h m mm mm
g m s

− −
= = = ≈ ≤
















ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
18
III.2.2 HẦM BƠM TIẾP NHẬN:

Thể tích hầm bơm tiếp nhận:
Vơí t = thời gian lưu nước (t = 10-30phút).Ta chọn t = 15phút

max
3 3

*
1
23 / *15 * 5.75
60
b h
b
V Q t
h
V m h phut m
phut
=
= =

Chọn chiều sâu hữu ích h= 2m
Chọn chiều cao an toàn bằng chiều sâu đáy ống cuối cùng h
f
=0.7m

Chiều sâu tổng cộng:
H = 2m + 0.7m = 2.7m
Hầm bơm có dạng hình tròn có đường kính:

3
4 4 5.75
* * 1.9
2
b
V
m
D m

h m
π π
= = =

Vậy kích thước hầm bơm tiếp nhận: D*H=1.9m*2.7m
Chọn bơm nhúng chìm đặt tại hầm bơm có lưu lượng Q=Q
h
max
=23m
3
/h
Cột áp toàn phần của bơm: H = 4.5m + 0.3m = 4.8m
Công suất của máy bơm:

3
. . . 1000*9.81*4.8 *23 / *24
0.38
1000 1000*0.8*86400
g H Q m m h h
N kW
ρ
η
= = =

Trong đó:
 Q:lưu lượng nước thải trung bình trong ngày, m
3
/ngày.
 H:cột áp của bơm, mH
2

O
 ρ: khối lượng riêng của chất lỏng
o Nước: ρ = 1000kg/m
3

o Bùn: ρ = 1006 kg/m
3

 g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s
2

 η: hiệu suất của bơm, η = 0,73÷0,93 ⇒ chọn η = 0,8
Công suất thực tế của bơm:
1.5* 1.5*0.38 0.57
tt
N N kW kW= = =
Đặt 2 bơm có công suất 0.57kW, một bơm làm việc, một bơm dự phòng.



ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
19
III.2.3 BỂ ĐIỀU HÒA:
III.2.3.1 Xác đònh thể tích bể điều hòa:
Thể tích tích lũy:

Thể tích tích lũy dòng vào của giờ thứ i được xác đònh:

( ) ( 1)v i v i i
V V Q
−
= +
Trong đó:
V
v(I-1)
: thể tích tích lũy dòng vào của giờ trước đó (m
3
)
Q
v(i)
: lưu lượng nước thải của giờ đang xét (m
3
/h)

Thể tích tích lũy bơm đi của giờ thứ i :
( ) ( 1) ( )b i b i b i
V V Q
−
= +
Trong đó:
V
b(I-1)
: thể tích tích lũy bơm của giờ trước đó (m
3
)
Q
b(i)
: lưu lượng bơm của giờ đang xét (m

3
/h)

Thể tích bể điều hòa:
Dựa vào các công thức tính như trên ta có thể lập bảng thể tích tích lũy cho mỗi giờ trong
ngày như bảng sau:
Bảng 5: Thể tích tích lũy theo giờ

Giờ trong
ngày
Q
(m
3
/h)
Thể tích tích
lũy vào bể (m
3
)
Thể tích tích
lũy bơm đi (m
3
)
Hiệu số thể tích
(m
3
)
1 8.4 8.4 12.5 4.1
2 8 16.4 25 8.6
3 7 23.4 37.5 14.1
4 7 30.4 50 19.6

5 7 37.4 62.5 25.1
6 7.4 44.8 75 30.2
7 10 54.8 87.5
32.7(max)
8 23 77.8 100 22.2
9 20 97.8 112.5 14.2
10 18 115.8 125 9.2
11 14 129.8 137.5 7.7
12 10.6 140.4 150 9.6
13 10 150.4 162.5 12.1
14 10 160.4 175 14.6
15 12 172.4 187.5 15.1
16 19.8 192.2 200 7.8
17 15.8 208 212.5 4.5
18 15.4 223.4 225 1.6
19 14 237.4 237.5 0.1
20 12.8 250.2 250 -0.2
21 13.8 264 262.5 -1.5
22 13.6 277.6 275 -0.6
23 12.4 290 287.5
-2.5(min)
24 10 300 300 0
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
20
Thể tích lý thuyết bể điều hòa bằng hiệu đại số giá trò dương lớn nhất và giá trò âm nhỏ
nhất của cột hiệu số thể tích tích lũy:
3

( ) max min
32.7 ( 2.5) 35.2
dh LT
V V V m= − = − − =

 Thể tích thực tế của bể điều hòa:

( ) ( )
3 3
( )
(1.1 1.2)
1.2*35.2 42.24
dh TT dh LT
dh TT
V V
V m m
= −
= =


Biểu đồ tích lũy:
Dựa theo số liệu bảng 5 ta vẽ được biểu đồ tích lũy theo giờ trong ngày như hình 2:

0
50
100
150
200
250
300

350
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
Thể tích tích lũy vào
Thể tích tích lũy bơm

Hình 2: Biểu đồ thể tích tích lũy

Chọn bể có hình dạng tròn: Chiều cao lớp nước lớn nhất h
max
= 4m
Chiều cao bảo vệ h
bv
= 0.5m
Vậy chiều cao tổng cộng:
H = h
max
+ h
bv
= 4m + 0.5m = 4.5m

Đường kính bể:
3
4 4 42.24
* * 3.7
4
V m
D m
H m
π π
= = =

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
21
Vậy kích thước bể điều hòa: D*H = 3.7m*4.5m

Tại bể điều hòa có đặt bơm nhúng chìm để bơm nước thải qua bể lắng 1
Cột áp toàn phần của bơm: H = 4.5m + 0.3m = 4.8m
Lưu lượng bơm: Q = 300m
3
/ngày
Công suất của máy bơm:
3
. . . 1000*9.81*4.8 *300 /
0.204
1000 1000*0.8*86400
g H Q m m ngay
N kW
ρ
η
= = =

Công suất thực tế của máy bơm:
1.5* 1.5*0.204 0.306
tt
N N kW kW= = =

III.2.3.2 Xác đònh hiệu quả khử BOD

5
của bể điều hòa:

Dựa vào kết quả phân tích biểu đồ hoăïc bảng, ta xác đònh được thời điểm bể cạn nhất là
lúc 7 giờ.
Thời điểm tính toán bắt đầu từ lúc 8 giờ.

Thể tích nước trong bể điều hòa ở giờ đang xét thứ I được xác đònh theo công thức sau:


Trong đó:
V
(i)
: thể tích nước trong bể điều hòa ở giờ đang xét (m
3
)
V
(I-1)
: thể tích nước trong bể điều hòa ở giờ trước đó (m
3
)
V
in(i)
: thể tích nước đi vào bể điều hòa ở giờ đang xét (m
3
)
V
out(i)
: thể tích nước bơm ra khỏi bể điều hòa ở giờ đang xét (m
3

)

Ta tính được thể tích nước trong bể điều hòa vào lúc 8 giờ:
3
(8) (7) (8) (8)
0 23 12.5 10.5
in out
V V V V m= + − = + − =

Thể tích nước trong bể điều hòa vào lúc 9 giờ:
3
(9) (8) (9) (9)
10.5 20 12.5 18
in out
V V V V m= + − = + − =

Giả sử khối nước trong bể điều hòa được xáo trộn hoàn toàn. Vậy hàm lượng BOD
5
trung bình
bơm ra khỏi bể có thể tính theo biểu thức sau:

( ) ( ) ( 1) ( 1)
( )
( ) ( 1)
. .
in i in i i i
out i
in i i
V S V S
S

V V
− −
−
+
=
+


Trong đó: S
out(i)
: hàm lượng BOD
5
trung bình của dòng ra ở giờ đang xét (mg/l)
S
in(i)
: hàm lượng BOD
5
trung bình của dòng vào ở giờ đang xét (mg/l)

V
(I-1)
: thể tích nước trong bể điều hòa ở giờ trước đó (m
3
)
V
in(i)
: thể tích nước đi vào bể điều hòa ở giờ đang xét (m
3
)

( ) ( 1) ( ) ( )i i in i out i
V V V V
−
= + −
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
22
Vậy ta tính được hàm lượng BOD
5
trung bình của dòng ra vào lúc 8 giờ:

3 3
(8) (8) (7) (7)
3
(8)
3
(8) (7)
. .
23 / *1220 / 0*0
1220 /
23 / 0
in in
out
in
V S V S
m h g m
S g m

V V m h
+
+
= = =
+ +


Hàm lượng BOD
5
trung bình của dòng ra vào lúc 9 giờ:

3 3 3 3
(9) (9) (8) (8)
3
(9)
3 3
(9) (8)
. .
20 / *1310 / 10.5 / *1220 /
1279 /
20 / 10.5 /
in in
out
in
V S V S
m h g m m h g m
S g m
V V m h m h
+
+

= = =
+ +


Bảng 6: Hàm lượng BOD
5
trung bình và tải lượng BOD
5
trước và sau bể điều hòa:

Giờ
trong
ngày
Lưu
lượng
(m
3
/giờ)
Thể tích
nước trong
bể (m
3
)
Nồng độ
BOD
5
vào
(mg/l)
BOD
5

trung
bình ra khỏi
bể (mg/l)
Tải lượng BOD
5

trước điều hòa
(kgBOD
5
/h)
Tải lượng BOD
5

sau điều hòa
(kgBOD
5
/h)
8 23 10.5 1220 1220
28.1(max)
15.3
9 20 18 1310 1279 26.2
16(max)
10 18 23.5 1000 1155 18 14.4
11 14 25 980 993 13.7 12.4
12 10.6 23.1 790 923 8.4 11.5
13 10 20.6 540 715 5.4 8.9
14 10 18.1 600 560 6 7
15 12 17.6 705 642 8.5 8
16 19.8 24.9 1100 914 21.8 11.4
17 15.8 28.2 960 1046 15.2 13.1

18 15.4 31.1 880 932 13.6 11.7
19 14 32.6 620 799 8.7 10
20 12.8 32.9 735 652 9.4 8.2
21 13.8 34.2 850 769 11.7 9.6
22 13.6 35.3 860 853 11.7 10.7
23 12.4 35.2 700 818 8.7 10.2
24 10 32.7 610 680 6.1 8.5
1 8.4 28.6 445 576
3.7(min)
7.2
2 8 24.1 535 465 4.3
5.8(min)
3 7 18.6 700 572 4.9 7.2
4 7 13.1 650 686 4.6 8.6
5 7 7.6 780 695 5.5 8.7
6 7.4 2.5 800 790 5.9 9.9
7 10 0 860 848 8.6 10.6
Tbình 12.5 800 816 10.8 10.2


ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
23
0
5
10
15
20

25
30
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Tải lượng BOD5 trước
điều hòa (kgBOD5/h)
Tải lượng BOD5 sau
điều hòa (kgBOD5/h)

Hình 3: Biểu đồ tải lượng BOD
5

Từ bảng 6 ta tính được các số liệu cho bảng 7

Bảng 7: Hệ số không điều hòa về tải trọng BOD
5

Tỉ số Trước điều hòa Sau điều hòa
L
max
: L
tb
28.1 : 10.8 = 2.6 16 : 10.2 = 1.6
L
min
: L
tb

3.7 :10.8 = 0.34 5.8 : 10.2 = 0.57
L
max

: L
min

28.1 : 3.7 = 7.6 16 : 5.8 = 2.76







ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
24
III.2.3.3 Dạng xáo trộn:

Các dạng xáo trộn trong bể điều hòa:

Bảng 8: Các dạng xáo trộn trong bể điều hòa

Dạng khuấy trộn Giá trò Đơn

vò
Khuấy trộn cơ khí 4-8 W/m
3
thể tích bể
Tốc độ khí nén 10-15 Lit/m
3

thể tích bể.phút

Chọn khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống thổi khí.
Chọn: tốc độ khí nén R=13lit/m
3
phút=0.013m
3
/m
3
phút
Lưu lượng khí nén cần cho khuấy trộn:

3 3 3 3
( )
* 0.013 / *42.24 0.55 / 33 / 9.17 / 550 /
khi dh TT
q R V m phut m m phut m gio l s l phut= = = ≈ ≈ ≈


 Tính toán máy nén khí cho bể điều hòa:
 p lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén:

H
d
= h
d
+ h
c
+ h
f

+ H
Trong đó:
• h
d,
h
c
: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn và tổn thất
cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh.
h
d
+ h
c
≤ 0.4m
• h
f
: tổn thất qua hệ thống phân phối khí
h
f
≤ 0.5m
• H: độ ngập sâu của ống phân phối khí, lấy bằng chiều cao hữu ích của bể điều hòa
H = 4m
Vậy áp lực cần thiết là:
H
d
= 0.4m + 0.5m + 4m = 4.9m

 p lực của máy nén khí:


(10.33 )

(10.33 4.9)
1.47( )
10.33 10.33
d
m
H
P atm
+
+
= = =

Theo công thức 152 –giáo trình Xử lý nước thải của Hoàng Huệ ta có công suất của
máy nén khí:

( ) ( )
0.29 0.29
3
34400 34400
* 1 * * 1.47 1 *0.00917 / 0.37
102 102
LT m kk
N P Q m s kW
   
= − = − =
   



 Công suất tính toán của máy nén khí:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản công suất 300 m
3
/ngày đêm
25

0.37
0.53
0.7 0.7
LT LT
TT
N N
kW
N kW
η
= = = =

Chọn loại khuếch tán khí là ống màng khoan lỗ dạng lưới có lưu lượng khí 92l/m
3
phut.

Số ống khuếch tán khí:
550 /
6
92 /
l phut
n cai
l phut
= =

Chọn tốc độ dòng khí trong ống dẫn chính là 8m/s. Vậy ta có:

Ống chính có đường kính trong là:

3
0.55 / *1/ 60 /
4* 4*
8 /
0.038 38
Q m phut phut s
v m s
d m mm
π π
= = = =


Chọn loại ống nhựa HDPE của nhựa Bình Minh d
ngoài
= 40mm, bề dày 2.3mm

Chọn tốc độ dòng khí các ống dẫn nhánh là 8m/s. Vậy ta có:
Ống nhánh có đường kính trong là:

3 3
92.10 / *1/ 60 /
4* 4*
8 /
0.016 16
q m phut phut s
v m s
d m mm
π π

−
= = = =


Chọn loại ống nhựa HDPE của nhựa Bình Minh d
ngoài
= 20mm, bề dày 2.3mm

Trên các ống nhánh có đục lỗ đường kính d
lỗ
= 5mm.
Chọn vận tốc thoát ra mỗi lỗ là 10m/s. Lưu lượng khí thoát ra khỏi 1 lỗ là:

2
3 2
4 3 3 3
.
.(5*10 )
* * 8 / * 1.571 10 / 9.425.10 /
4 4
lâ
lâ
khi khi lâ khi
d
m
q v S v m s x m s m phut
π
π
−
− −

= = = = =
Số lỗ trên mỗi ống nhánh là:
3 3
3 3
92.10 /
10
9.426.10 /
khi
lâ
khi
q
m phut
n
q m phut
−
−
= = =









III.2.4
BỂ LẮNG ĐT 1: