Thuyết minh tính toán hệ thống xử lí nước thải nhà máy bia

BÁO CÁO MÔN HỌC
XỬ LÍ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP
Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy Bia Quảng Ngãi
GVHD: TS. Trần Văn Quang
Nhóm 6:
1.Vũ Hinh (L)
2. Nguyễn Thị Liên
3. Đoàn Anh Sơn
4. Hồ Thị Thu Thủy
5. Y Yến


I. Dây chuyền công nghệ:


* Thuyết minh dây chuyền công nghệ:
Nước thải từ mạng lưới thu gom được đưa về giếng tập trung trong trạm xử lý, sau
đó nước được đưa ngăn tiếp nhận.
Từ ngăn tiếp nhận nước theo mương dẫn qua song chắn rác thô, sau đó nước vào
hố gom. Tại đây nước được bơm đến lưới lọc rác tinh đặt trên bể điều hòa nhằm
loại bỏ các loại rác kích thước bé.
Sau đó nước được sang bể mê tan. Tại đây diễn ra quá trình phân hủy kị khí với
thời gian 7 ngày với bể mê tan có cánh khuấy. Hiệu quả xử lí của bể mê tan 80 ÷
90%.
Nước từ bể mê tan được đưa đến bể Aeroten , tại đây các chất hữu cơ được oxy
hóa với hiệu suất khoảng 80-90%.
Nước từ Aeroten chảy sang bể lắng ly tâm để tách bùn. Bùn từ lắng hai được bơm
tuần hoàn về ngăn tái sinh bùn để đưa vào bể Aeroten, phần còn lại đưa ra sân
phơi bùn
Nước thải sau lắng ly tâm đạt tiêu chuẩn theo mương dẫn xả vào nguồn tiếp nhận
là sông Trà Khúc.

Rác từ song chắn rác đưa đến thùng rác và được vận chuyển hàng ngày. Lượng
bùn dư từ bể lắng ly tâm và bể mê tan được đưa sang sân phơi bùn nhằm làm giảm
độ ẩm xuống 75%. Sau đó bùn khô được vận chuyển đến bãi chôn lấp hợp vệ sinh.
II. Tính toán kích thước các công trình:
1. Ngăn tiếp nhận nước thải:
- Lưu lượng tính toán: giả sử q max,h = 138 m3/h , theo bảng 3.4 – Xử lý nước thải đô
thị và công nghiệp- Lâm Minh Triết, chọn ngăn tiếp nhận với thông số mỗi ngăn như
sau:
Lưu
lượn
g
nước
thải
Q
( m3 /
h)
138

Đườn
g kính
ống
áp
lực,
d
(mm)
1 ống
250

Kích thước của ngăn tiếp nhận

A
150
0

B
100
0

H
130
0

H1
100
0

h
40
0

h1
40
0

b
250


h

h1

H1 H

Nước thải vào

B

Ngăn tiếp nhận

A

b

Ngăn tiếp nhận
Mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận tới các công trình tiếp theo có tiết diện hình
chữ nhật.

•Kết quả tính toán thuỷ lực mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận:

Thông số
thuỷ lực

Lưu lượng nhỏ
nhất
Q min . s = 0.01
tc

(l/s)
Chiều rộng của

mương B (mm )
Độ dốc i

Lưu lượng trung
bình
Q

tc
tb. s

= 0.019 (l/s)

Lưu lượng lớn
nhất
tc

Q max . s = 0.038
(l/s)

250

250

250

0.003

0.003

0.003

- Chiều cao xây dựng mương :
H = hmax + hbv
hmax : Chiều cao lớp nước lớn nhất trong mương lấy bằng độ đầy tính toán của mương
dẫn ứng với q max , hmax = 0,15m
hbv : Chiều cao bảo vệ mương hbv = 0,35 m
=> H = 0,15 + 0,35 = 0,5 m

2. Tính toán song chắn rác:
Chọn 2 song chắn rác trong đó 1 song chắn làm việc, 1dự phòng.


Hình : Song chắn rác
1

A-A

2

hs
h1

h1

h1

A

A

Bm

Bs

L1

Ls

L2

•Chiều cao lớp nước ở song chắn rác lấy bằng chiều cao lớp nước của mương dẫn
nước ứng với trường hợp Qmax: h = hmax = 0.15 m
•Số khe hở của song chắn rác:
n=

q max
0,038
×k =
× 1,05 = 16 khe
v × l × hmax
1 × 0,016 × 0,15

Trong đó:
n - là số khe hở
qmax - lưu lượng lớn nhất giây: qmax = 0.038 (m3/s)
v : vận tốc của dòng nước qua song chắn ứng với lưu lượng lớn nhất, giả sử v= 1 m/s

b - khoảng cách giữa các khe hở l = 16 mm = 0,016 m
k - hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác,
k = 1,05

•Chiều rộng của song chắn rác được tính theo công thức sau
Bs = s(n +1) + (l.n) = 0,008(16+1)+(0,016.16) = 0,4 (m)
Trong đó : s là bề dày của thanh song chắn rác, thường lấy 0,008m.
•Tổn thất áp lực ở song chắn rác :
hs = ξ .

2
v max
.K

2.g

(m)

Trong đó:
vmax – vận tốc của nước thải trước song chắn rác ứng với chế độ Qmax.
K – hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn. K=2-3
Chọn K1 = 3.


ξ - hệ số sức cản cục bộ của song chắn rác:
3
4

3
4

ξ = β . b  . sin(α ) = 1,83. 0,008  . sin(60) = 0,628
l

 0,016 

β - hệ số phục thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn.
Tra bảng 3-7 chọn β = 1,83.
α - góc nghiêng của song chắn so với hướng dòng chảy α = 600.
⇒ hs = 0,628.

12.3
= 0,1 (m)
2.9,81

• Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác L1 với góc mở rộng của mương là 300
Bs − Bm
0,4 − 0,25
L1 =
= 0,2 (m)
0 =
2.0,577
2tg 20

với B chiều rộng mương dẫn
• Chiều dài phần mở rộng sau thanh chắn rác L2
L2 =

0,26
L1
=
= 0,1 m
2
2

Chiều dài phần mương mở rộng đặt song chắn rác Ls = 1,5m
•Vậy chiều dài xây dựng là :
L = L1 + L2 + Ls = 0,2 + 0,1 + 1,5 = 1,8 (m)
•Chiều cao xây dựng đặt song chắn rắc
Hxd = hmax + hs + 0,5 = 0,15 + 0,1 + 0,35 = 0.6 m
3. Bể điều hòa:
Chọn thời gian lưu t=8h (1 ca)
W= 550 m3
Chọn H= 5 m, kích thước bể 10,5 m x10,5 m
Chiều cao xây dựng bể 5.5 m
Chia bể làm 3 hành lang .
4.Bể mêtan
Chọn quá trình xáo trộn hoàn toàn, cao tải 1 bậc
Số lượng bể : 4 bể, D= 22 m
Hiệu suất của phương pháp lên men kị khí : 80-90%
Khí làm ấm lên nhiệt độ 35-37 0C
W= Qngđ.t=1100.7=7700 m3
t : Thời gian nước lưu (h) ( Bể có sử dụng thiết bị khuấy trộn t=7 ngày)
5. Bể aeroten:
- Tốc độ oxy hóa đối với chất hữu cơ trong nước thải:


ρ = ρ max ×

Lt × C0
1
×
Lt × C0 + K l × C0 + K 0 × Lt 1 + ϕ × ar

Trong đó:
ρ max

: Tốc độ oxy hóa riêng lớn nhất (mg BOD5/g chất khô không tro của bùn)

trong 1h., ρ max
= 232
C0 : Nồng độ oxy hòa tan cần thiết phải duy trì trong aeroten (mg/l)
K l : Hằng số đặc trưng cho tính chất của chất bẩn hữu cơ trong nước thải, (mg

BOD/l).
K 0 : Hằng số kể đến ảnh hưởng của oxy hòa tan (mg O2/l).
ϕ

: Hệ số kể đến sự kìm hãm quá trình sinh học bởi các sản phẩm phân hủy bùn hoạt

tính (l/h).
Đối với nước thải đô thị : ρ max =262; Kl = 90; K 0 = 1.66; ϕ = 0.; C0 =2 mg/l, [6].
Lt

: hàm lượng BOD5 của nước thải sau xử lý, Lt = 50 mg/l.

Vậy:

ρ = 45.65 mg BOD/g.h.

Thời gian oxi hóa ( thổi khí)
( La − Lt ).15
.
t0 =

a × (1 − Tr ) × ρxT

(h)

Trong đó:
Tr: Độ tro của bùn hoạt tính, đối với nước thải đô thị Tr= 0.35 , [ QCVN 7957:2008].
t0 =

300 − 30
=3
2,5 × (1 − 0,35) × 45.65

Chọn t0= 3h
- Thể tích ngăn aeroten :
W = t0 . Qtb = 3.46 = 138 m3.
Chia làm 2 bể. Chọn chiều cao mỗi bể là H= 3 m.

(h)


Thể tích của mỗi bể là:
W1= W/2 = 138/2 = 69 m3.
Diện tích của mỗi bể là: F =W/H=69/ 3 = 23 m2.
Chọn kích thước mỗi bể là 5(m) x 5 (m)
- Giả sử bùn chiếm 1/3 dung tích bể, ta có lượng bùn hồi lưu là
Wb = 1/9W1 = 1/9 . 69=7.7 m3.
- Lượng khí cấp cho bể là:
Z × ( La − Lt )
D = K 1 × K 2 × n1 × n 2 × (C P − C )
(m3/m3)

Trong đó:
Z
: Lưu lượng oxy đơn vị tính bằng mg để làm sạch 1 mg BOD5
K1

Z = 0.9 mg oxy /mg BOD5 [ QCVN 7957-2008 ]
: Hệ số kể đến thiết bị nạp khí tạo bọt khí cỡ nhỏ lấy theo tỉ lệ giữa diện tích vùng

được nạp khí và diện tích Aeroten.
K1 = 1,94; với f/F = 0,4
K2
: Hệ số kể đến chiều sâu đặt thiết bị.
K2 = 2,52, với h = 4,5 m
n1

: Hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ nước thải.
n1 = 1 + 0,02 × (ttb - 20 ) = 1 + 0.02 × (20 - 20) = 1,

ttb

: Nhiệt độ trung bình trong nước thải về mùa hè, ttb = 20 0C.

n2 : Hệ số xét tới quan hệ giữa tốc độ hoà tan của oxy vào hỗn hợp nước và bùn với
tốc độ hòa tan của oxy trong nước sạch. Đối với nước thải sinh hoạt n 2 = 0,72 khi f/F =
0,4
CP : Độ hoà tan oxy của không khí vào trong nước.
C P = C T=

468
≈ 9,1

31,5 + 20

(mg/l)

Trong đó:
CT : Độ hoà tan của oxy không khí vào nước phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất.
C
Vậy

: Nồng độ trung bình của oxy trong Aeroten, C = 2 (mg/l).
D=

0,9 × (300 − 50)
=9
1,94 × 2,52 × 1 × 0,72 × (9,1 − 2)

- Độ tăng sinh khối bùn:

(m3/m3)


Pr = 0.8 ×P+ 0.3 × La = 0,8 . 60 + 0,3 . 300=138 (mg/l)
6. Bể Lắng ly tâm II
- Chọn thời gian nước lưu t=2h
Thể tích bể là : W = t . Qtb = 2. 46 = 92 m3.
Chọn H=1,5 -5 m, chọn H =1m
- Chọn 2 bể. Diện tích mỗi bể là:
F=

W

92
=
=46 m2
2.H 2.1

-

Đường kính mỗi bể là :
4.F
4.46
=
=7.7 m
π
π

D=
-

Đường kính trung tâm Dtt= 0,2.D=1,6 m

-

Diện tích ống trung tâm : ftt=

π .Dtt
= 2,77 m2
4

- Diện tích xây dựng của bể là :
Fb = F+ftt = 46 + 2,77 = 49 m2

- Đường kính xây dựng kính mỗi bể là :
Dxd =

4.Fxd
4.49
=
=8 m
π
π

Thể tích phần chứa cặn :
WC =

Qtb E BOD ET
46 × 300 × 85 × 2
=
= 1,2 m3
(100 − P) × γ
(100 − 98) × 10 6

Đô cặn = 1,6 => H= 0.6 m

7. Bể tiếp xúc
Nhiệm vụ :
Bể tiếp xúc là thực hiện quá trình tiếp xúc giữa clo và nước thải để loại bỏ các vi
trùng còn lại trong nước thải trước khi xả nước thải vào nguồn tiếp nhận. Chọn bể
tiếp xúc dạng bể lắng đứng để tính toán thiết kế. Thời gian tiếp xúc, tính cả thời
gian nước thải theo mương dẫn từ bể tiếp xúc ra nguồn tiếp nhận là 30 phút.
Tính toán:
Thời gian tiếp xúc riêng trong bể tiếp xúc:

t = 30 -

L
180
= 30 −
= 24 phút
v.60
0,5.60

Trong đó: L - chiều dài mương dẫn từ bể tiếp xúc ra nguồn tiếp nhận, L = 180m
v - tốc độ chuyển động của nước trong mương dẫn nước thải từ bể tiếp xúc
ra đến sông, v = 0,5 m/s.
Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc:
W = qtb,h.t = 46.

24
= 18 m3
60

Diện tích bể tiếp xúc trên mặt bằng:
F=

W 18
=
= 12 m2
H 1.5

Trong đó: H – chiều cao công tác của bể tiếp xúc - kiểu bể lắng ngang. Lấy theo

(điều 8.5.11[1]), H = 1,5 ÷ 3 m.Chọn H = 2 m.
Tỉ lệ giữa chiều dài và chiều sâu của bể
=>

L
L
= 8 ÷ 12, chọn = 8
H
H

L = 8×H = 8×1.5 = 12 (m)

Chiều rộng tổng cộng của bể:
B =1m
Thể tích cặn vùng chứa cặn trong mỗi bể tiếp xúc:
Chiều cao hố thu cặn chọn 0,2 m.
Bể lắng được xây dựng có độ dốc 0,01 về phía hố thu cặn, chiều cao từ mép
trên hố thu cặn đến lớp nước trung hoà là:
H2 = (L-B) × 0,01= (12 – 1) × 0,01= 0,11 m
Chiều cao xây dựng bể:


HXD = Hbv + H + Hth + H1 + H2
Hbv: chiều cao bảo vệ Hbv = 0,3m
H: chiều cao công tác của bể H = 1,5 (m)
Hth: chiều cao lớp nước trung hoà của bể Hth = 0,3 (m).
Vậy HXD = 0,3 +1.5 + 0,3 + 0,2 +0,11 = 2,4 m
Lượng Clo cần châm vào bể sau xử lí sinh học hoàn toàn:
MClo=Qtb.hx0.3= 46x0.3= 13,8 g/h= 0.14kg/h
Số clorato hoạt động đồng thời: 1, 1 dự phòng.

Lượng clo dự trữ trong 1 tháng: Mclo= 0.14x24x30= 125kg
Chọn bình dung tích 20l (theo bảng 4-5/ trang 278- sách Xử lí nước thải đô thị và
công nghiệp- Lâm Minh Triết) thì cần 5 bình với mỗi bình có trọng lượng 25kg.

III. Mặt bằng trạm xử lí:


‘

IV. Trắc dọc trạm xử lí


-