thiết kế sơ bộ hệ thống xử lý nước thải sản xuất dầu DOP của công ty LG VINA

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
CHƯƠNG 6
CHƯƠNG 6
THIẾT KẾ SƠ BỘ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN
THIẾT KẾ SƠ BỘ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN
XUẤT DẦU DOP CỦA CÔNG TY LG VINA
XUẤT DẦU DOP CỦA CÔNG TY LG VINA
6.1. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN:
 Thành phần nước thải đầu vào:
Chỉ tiêu Đơn vò Hàm lượng Đầu ra sau lắng
COD
BOD
5
SS
pH
Ntổng
Ptổng
mg/l
mg/l
mg/l
-
mg/l
mg/l
3000
500
150
≤ 4
68
-
2000
500

144
4
68
-
 Lưu lượng tính toán:
Đâøu vào trong quá trình xử lýù:
Lưu lượng trung bình ngày của nước thải sản xuất : Q
NTSX
= Q
1
= 100 m
3
/ngày.
Lưu lượng trung bình giờ của nước thải sản xuất :
ngaym
Q
Q
Q
ngay
tb
h
tb
/2,4
24
100
2424
3
1
====
Lưu lượng trung bình giây của nước thải sản xuất:

)/(2,1
6,3
2,4
6,3
,
sl
Q
Q
h
tb
sl
tb
===
Lưu lượng lớn nhất giờ của nước thải sản xuất:
75
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
)/(6,120,32,4
3
,1,1
max
hmxxKQQ
ch
h
tb
h
===
Lưu lượng lớn nhất giây của nước thải sản xuất:
)/(6,332,1
,,
max

slxxKQQ
ch
sl
tb
sl
===
Trong đó:
K
ch
– hệ số không điều hoà chung của nước thải lấy theo điều 2.1.2 tiêu chuẩn
TCXD 51 – 84 lấy theo bảng 4.1:
Bảng 4.1: Hệ số không điều hoà chung:
Q
tb
l,s
(l/s) 5 15 30 100 200 300 500 800 1250
K
ch
3,0 2,5 1,8 1,6 1,4 1,35 1,25 1,2 1,15
6.2. BỂ THU GOM:
6.2.1. Thông số thiết kế:
Q
tb
ngày
=100 (m
3
/ngày) Q
max
1.h
= 12,6 (m

3
/h)
Q
tb
1,h
= 4,2 (m
3
/h). Q
max
1.s
= 3,5 (l/s)
Q
tb
1,s
=1,2 (l/s)
6.2.2. Kích thước bể thu gom:
Bể thu gom có nhiệm vụ là chứa lượng nước thải sinh ra trong một ngày. Do
quá trình sản xuất hoạt động gián đoạn nên lượng nước thải sinh ra trong mỗi giờ
khác nhau, cần thiết kế bể có thể tích chứa lượng nước thải sinh ra trong một ngày
để tránh làm thay đổi lớn về lưu lượng và thành phần nước thải, nhờ đó quá trình
vận hành hệ thống xử lý nước thải ở các giai đoạn sau được tiến hành thuận lợi
hơn.
Thể tích bể thu gom ứng với Q
tb
ngày
= 100 (m
3
/ngày):
V
be

å= 100(m
3
).
Kích thước của bể thu gom:
V
be
å = L x B x H = 5 x 5 x 4 = 100 (m
3
).
76
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
Chiều cao xây dựng của bể thu gom:
H
xd
=H + H
dt
= 4 + 0,3 = 4,3(m).
Vậy thể tích thực của bể:
V
be
å = L x B
xd
x H
xd
= 5 x 5 x 4,3 = 107,5(m
3
).
6.3. BỂ TÁCH DẦU:
Bể tách dầu được sử dụng để giữ lại các hạt dầu thô khi nồng độ lớn hơn
100mg/l. Đối với thành phần nước thải của công ty, có nồng độ dầu còn lại khoảng

120mg/l( theo bảng đánh giá tác động môi trường tại công ty của Trung tâm Bảo
Vệ Môi Trường ), nên có thể sử dụng bể tách dầu này để thu hồi lại dầu.
Bể tách dầu này được thiết kế như bể lắng ngang. Bể lắng ngang là bể lắng có
dạng hính chữ nhật dài trên mặt bằng. Bể lắng này vừa có nhiệm vụ tách dầu vừa
có nhiệm vụ loại SS trước khi dẫn đến các công trình xử lý sinh học. Có nhiều
phương pháp tính bề lắng ngang, nhưng trong giớn hạn luận văn này chọn tính toán
theo phương pháp của tiêu chuẩn thiết kế: TCXD 51-84.
Chiều dài bể lắng được tính toán theo công thức:
)(5,26
6,05,0
24
m
x
x
KxU
vxH
L
o
===
Trong đó:
• U
o
: độ thô thủy lực (tốc độ nổi của hạt dầu), U
o
=0,4
÷
0,6 mm/s.
Chọn U
o
=0.6mm/s (trong trường hợp này khoảng 60% hạt dầu bò giữ lại)

• v: tốc độ tính toán trung bình trong phần nước chảy của bể, v=4
÷
6 mm/s.
Chọn v=4 mm/s.
• H: chiều sâu phần nước chảy của bể, H=2m.
• K:hệ số lấy theo kiểu bể lắng, đối với lắng ngang lấy K=0,5.
Chiều rộng của bể thu dầu, chọn B=3m.
Diện tích tiết diện ướt của bể lắng ngang được tính theo công thức:
)(9,0
004,0
0036,0
2
max,
m
v
Q
S
s
===
.
77
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
Thời gian lắng thực tế ứng với kích thước đã tính toán và chọn như sau:
)(7,12
5,12
159
max
h
Q
V

t
h
be
===
Trong đó:
• V
be
: thể tích bể theo kích thước chọn, V
be
= L x B x H=26,5 x 3 x 2=159 (m
3
)
• Q
max
h
: lưu lượng giờ lớn nhất, Q
max
h
=12,5 m
3
/h.
Chiều cao xây dựng của bể lắng ngang:
H
xd
= H + h
1
+ h
2
+ h
3

= 2 + 0,35 + 0,3 + 0,35 = 3,0 (m)
Trong đó:
• H: chiều sâu tính toán của vùng lắng, H=2m.
• h
1
: chiều cao lớp trung hòa, h
1
=0,35m.
• h
2
: khoảng cách từ mực nước đến thành bể, h
2
=0,3m.
• h
3
: chiều cao phầán chứa cặn, h
3
=0,35m.
Đáy bể được thiết kế với độ dốc i=0,01
÷
0,02 ngược với hướng nước chảy.
Cặn lắng từ hố tập trung nhờ ống xả có đường kính 150
÷
200mm, dưới áp lực
thủy tónh 1,5m cột nước (TCXD 51-84) đưa đến hố gom và được thải bỏ cùng với
chất thải rắn trong quá trình lọc.
Do lượng dầu trong nước thải tỷ lệ thuận với nồng độ COD trong nước thải,
nên với U
o
=0.6mm/s (trong trường hợp này khoảng 60% hạt dầu bò giữ lại), có

nghóa là nồng độ COD sau lắng cũng giảm đi 40%. Vậy với thiết kế như trên, với
thời gian lưu là 12,7 giờ thì sau lắng nồng độ COD còn lại là 2000 mg COD/l. Kết
quả nghiên cứu cũng khẳng đònh điều này.
* Lước chắn rác:
Trong nước thải của sản xuất dầu có hàm lượng lớn huyền phù và cặn mòn
trong quá trình rửa lọc, nên sử dụng lưới chắn rác thay cho song chắn rác.
Lưới được đặt ở đầu ống nướ thải vào bể thu gom, mỗi tuần được vệ sinh một
lần bằng phương pháp thủ công.
78
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
Sử dụng loại lưới là những dây thép đan với nhau , chiều rộng mắt lưới không
lớn hơn 5 mm.
Hiệu quả khử SS = 4%. Hàm lượng chất lơ lửng qua lưới chắn còn lại là:
SS
1
= SS (100% - 4%) = 150 x 96% = 144 (mg/l).
Tổn thất áp lực qua lưới:
( )
).(106
5,0
105,3
81,926,0
1
)2(
1
4
3
2
1
mx

x
x
xxA
Q
x
xgCx
h
−
−
=








=






=
Trong đó:
• C: hệ số lưu lượng xả qua lưới ( C =0,6 đối với lưới sạch).
• Q: lưu lượng qua lưới (m
3

/s).
• A: diện tích hiệu quả của lưới (m
2
), lấy = 50% diện tích tấm lưới.
• g: Gia tốc trọng trường (m/s
2
).
6.4. BỂ ĐIỀU HÒA:
6.4.1. Chức năng:
Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và tải lượng ô nhiễm trong nước
thải nhằm kiểm soát hoặc giảm thiểu sự dao động về tính chất của nước thải, tạo
điều kiện tối ưu cho quá trình cho các quá trình xử lý về sau. Việc sử dụng bể điều
hòa trong quá trình xử lý mang lại một số thuận lợi như sau:
 Tăng cường hiệu quả xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học vì bể điều
hòa có khả năng giảm thiểu hoặc loại bỏ hiện tượng vi sinh vật bò sốc do tải
trọng đột ngột tăng cao, pha loãng các chất gây ức chế cho quá trình xử lý sinh
học, ổn đònh pH của nước thải mà không phải tiêu tốn nhiều hóa chất.
 Nâng cao hiệu quả lắng cặn ở các bể lắng vì duy trì được tải trọng chất rắn
vào các bể lắng là không đổi.
 Giúp cho việc cấp nước vào các bể sinh học được liên tục trong khoảng thời
gian không có nước thải đổ về trạm xử lý.
Bên trong bể điều hòa thường được bố trí các thiết bò khuấy trộn hoặc cấp khí
nhằm tạo ra sự xáo trộn đều các chất ô nhiễm trong toàn bộ thể tích nước thải,
tránh việc lắng cặn trong bể. Ngoài ra nó cũng giúp cho việc oxy hóa một phần các
79
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
chất bẫn hữu cơ. Nhưng đối với nước thải nhiễm dầu hóa dẻo DOP, do mùi của
nước thải gây khó thở, nên bể điều hòa này chỉ dử dụng đề điều hòa một phần nào
chất lượng nước, không dùng xáo trộn trong bể.
6.4.2. Tính toán kích thước bể điều hòa:

Để xác đònh chính xác dung tích của bể điều hòa, ta cần có các số liệu về độ
biến thiên lưu lượng nước thải theo từng khoảng thời gian trong ngày, lưu lượng
trung bình của ngày. Ở đây, do không có điều kiện để điều tra cụ thể về độ biến
thiên lưu lượng nước thải của nhà máy theo từng khoảng thời gian trong ngày nên
ta chỉ có thể tính thể tích của bể điều hòa một cách gần đúng như sau:
_ Thể tích bể điều hòa:
W = Q
h
TB
x t
đh
= 4,2 x 5 = 21 (m
3
).
Trong đó:
♦ Q
h
TB
: Lưu lượng giờ trung bình của nước thải, 20m
3
/h.
♦ t
đh
: thời gian lưu nước trong bể điều hòa, lấy bằng 5 h.
_ Chọn kích thước bể điều hòa: Dài x rộng x chiều cao mặt nước = 5,25 x 2 x 2 (m).
Chiều cao dự trữ trên mặt nước: 0,3 m.
6.5. BỂ CHỨA DẦU ĐÃ TÁCH:
V
be
= B x L x H = 1,5 x 3,0 x 2,3 = 10,35 (m

3
).
6.6. BỂ LỌC KỴ KHÍ:
Theo số liệu nghiên cứu, với đầu vào là 2000 mgCOD/l, thì khi chạy mô hình
động với lưu lượng là 18 l/ngày, tương ứng với thời gian lưu nước trong mô hình là
16 giờ, đầu ra còn 900 mg COD/l. Như vậy bể lọc kỵ khí được thiết kế như sau:
Với Q
tb
h
= 4,2 m
3
/h, t = 16 giờ:
)(2,67162,4
3
mxxtQV
h
tb
be
===
Do mô hình được làm hai bậc, nên với thể tích bể như trên được chia làm 2 bể có
kích thước bằng nhau.
80
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
V
1
= V
be
/2=67,2/2=33,6 (m
3
).

Chiều cao của mực nước là H
nước
= H + h
1
+ h
2
= 2 + 0,8 + 0,7 + 1,2= 4,7m
Trong đó:
• H :là chiều cao lớp vật liệu lọc, chọn H = 2m.
• h
1
: Chiều cao của khối bùn lơ lửng dưới lớp lọc, h
1
=0,8 m.
• h
2
: Chiều cao từ mặt trên của vật liệu lọc đến lưới chắn trên, h
2
= 0,7 m.
• h
3
: Chiều cao từ lưới chắn trên đến máng thu nước, h
3
=1,2m.
• h
3
: Chiều cao bảo vệ, h
3
= 0,5m.
Chiều cao xây dựng cuả bể:

H
xd
= H
nước
+ h
bv
= 4,7 + 0,5 = 5,2 (m).
Vậy diện tích cần thiết của một bể lọc là:
)(15,7
7,4
6,33
2
m
H
V
F
nuoc
be
===
Vậy F = B xL = 2,68 x 2,68 = 7,18 (m
2
).
Thể tích của tầng vật liệu lọc là : V
lọc
= B x L x H
1
= 2,68 x 2,68 x 2 = 14,36 (m
3
).
Vận tốc nước dâng trong bể:

)./(6,0
15,7
2,4
hm
F
Q
v
h
tb
===
Đểà giữ lớp bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ nước dâng trong bể phải trong khoảng
0.6 ÷ 0.9 m/h, vậy thiết kế đạt tiêu chuẩn.
Ta có khối lượng riêng của xơ dừa là
ρ
= 31,88 kg/m
3
.
Vậy khối lượng xơ dừa cần cho một bể lọc kỵ khí là :
M
1
= V
lọc
x
ρ
=14,36 x 31,88 =458 (kg).
Khối lượng xơ dưà cần cho 2 bể là:
M
KK
= M
1

x 2 = 458 x 2 = 916 (kg).
Hệ thống phân phối nước
81
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DẦU DOP
_ Vận tốc nước chảy trong đường ống chính dao động từ 0,8 ÷2 m/s. Chọn v
ống
=
1m/s. Đường kính ống chính sẽ là:

ống
=
ống
TB
h
xvx
xQ
π
3600
4
=
114,33600
2,44
xx
x
≈ 0,038(m)
+ Chọn ống chính là ống thép có đường kính  =40 (mm).
+ Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống :
V
ống
=

π
xxD
xQ
ống
3600)(
4
2
=
14,33600)1040(
2,44
23
xxx
x
−
= 0,93(m/s).
Nước từ ống chính sẽ được chia làm hai ống nhánh (Lưu lượng nước trên ống chính
phân bố đều cho các ống nhánh). Ở mỗi ống nhánh, ta bố trí 3 vò trí phân phối
nước. Ở mỗi vò trí, đục 2 lỗ có đường kính d
lỗ
= 8 mm. Vận tốc nước trong ống
nhánh dao động từ 1,5÷2,5 (m/s). Chọn v
nhánh
= 1,5m/s.
+ Đường kính ống nhánh :

nhánh
=
nhánh
TB
h

xvxx
xQ
π
36002
4
=
5,114,336002
2,44
xxx
x
≈ 0,022 (m) = 22 (mm).
Chọn ống nhánh phân phối cũng là ống thép với 
nhánh
=22mm.
+ Kiểm tra lại vận tốc trong ống nhánh:
V
nhánh
=
πφ
xxx
xQ
nhánh
TB
h
3600)(2
4
2
=
14,33600)022,0(2
2,44

2
xxx
x
= 1,54 (m/s)
+ Các ống nhánh và vò trí phân phối được bố trí để phân phối nước đều trên toàn
diện tích bể như hình 6.4.
82