đề tài nói về thủy sản

Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thãi nhà máy thuỷ sản

CHƯƠNG 4

TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

4.1 THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Nước thải từ các phân xưởng sản xuất theo mương dẫn của công ty vào bể bể thu gom .Trước khi vào bể thu gom, nước thải được dẫn
qua thiết bị lọc rác thô nhằm loại bỏ các chất rắn có kích thước lổn như: giấy, gỗ, nilông, lá cây ... ra khỏi nước thải. Nước thải từ bể thu gom
được bơm qua máy sàng rác (thiết bị lọc rác tinh), tại đây các chất rắn có kích thước lớn hơn lmm tiếp tục được tách ra khỏi nước thải để bảo vệ
các máy móc thiết bị ở các công đoạn xử lý nước theo. Tại bể điều hòa, nhờ quá trình khuây trộn và cấp khí bằng các đĩa phân phôi khí, nước
thải được điều hòa về lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm như : COD, BOD, SS, pH... đồng thời các đĩa phân phôi khí sẽ cung cấp ôxy cho
nước thải nhằm ôxy hóa một phần (20

30%) hàm lượng COD, BOD có trong nước thải và

giảm bớt mùi hôi.
Từ bể điều hòa, Nước thải sẽ được phân phối bằng bơm vào bể tuyển nổi áp lực, nhờ lực đẩy nổi và tỉ trọng nhỏ hơn nước của sơ sợi, các
hạt nhỏ hoặc mỡ kết dính với nhau thành những hạt lổn hơn và nổi lên bề mặt, tại đây sẽ được bô" trí một hệ thông gạt để thu hồi lai.nước thải
được dẫn với một lưu lượng cô" định vào bể bình phản ứng kỵ khí UASB. Tại bể UASB, các vi sinh vật Ở dạng kỵ khí sẽ phân hủy các châl hữu

cơ có trong nước thải (hiệu suất xử lý của bể UASB tính theo COD, BOD đạt 60-80%) thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản và khí Biogas (C0 2,

CH4, H2S, NH3...), theo phản ứng sau :
Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí

C02 + CH4+H2S + Sinh khối mới + ...

Sau bể UASB nước thải được dẫn qua bể Aerotank để tiếp tục quá trình xử lý. Tại bể Aerotank diễn quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ
không khí cấp từ các máy thổi khí. Tại đây, các vi sinh vật ở dạng hiếu khí (bùn hoạt tính) sẽ phân hủy các chất hữu cớ còn lại trong nước thải
thành các chất vô cơ Ở dạng đơn giản như : C02, H2O...Theo phản ứng sau :

Chat hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí ^ H20 + C02 + sinh khôi mđi+...
Hiệu suất xử lý của bể Aerotank tính theo COD, BOD đạt khoảng 90-95%. Từ bể Aerotank, nước thải được dẫn sang bể lắng, tại đây diễn
ra quá trình phân tách giữa nước thải và bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính lắng xuống đáy, nước thải ở phía trên chảy tràn sang bể tiếp xức khử trùng.

GVHD : TS.Đặng


Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thãi nhà máy thuỷ sản
Tại bể tiếp xúc khử trùng, nước thải đã bị loại bỏ chất hữu cơ được hòa trộn với dung dịch chất khử trùng chlorine nhằm diệt các vi khuẩn có
trong nước thải.
Nước thải sau khi qua bể tiếp xúc khử trùng đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 - 2005, loại B và được xả ra môi trường.
Bùn hoạt tính (bùn hiếu khí) Ở đáy bể lắng được thu gom về bể thu bùn và một phần được bơm tuần hoàn về bể làm thoáng nhằm duy trì
hàm lượng vi sinh vật trong bể làm thoáng. Bùn dư từ bể UASB được định kỳ xả và đưa trực tiếp vào máy ép bùn băng tải . Bùn dư được bơm
đến bể nén bùn. Tại bể nén bùn, nhờ quá trình lắng trọng lực nồng độ bùn thải từ 1% tăng lên 2,5 -T- 3%. Bùn sau khi đã nén sẽ được ép lọc để
giảm thể tích. Sau đó đem thải bỏ nơi qui định hoặc sử dụng làm phân bón cho cây trồng, cải tạo đất canh tác.
Váng, bọt từ bể lắng và nước dư từ bể nén bùn sẽ được thu gom vào bể thu, từ đây nước dư sẽ được bơm tuần hoàn lại bể Aerota nk.

4.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SÔ TÍNH TOÁN
Lưu lượng trung bình ngày:

GVHD : TS.Đặng


Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản
Q2 = 800 NỈ/NGÀY = 33,33 RN/H = 0,0092 RN/S = 9,26 L/S

Bảng 4.1 Hệ số không điều hòa chung
Lưu lượng nước thải trung bình (L/S)
Hệ số không
điều hòa chung

Ko
Kfl max

5
2,5

10
2,1

20
1,9

Ko min
0,38 0,45 0,5
Nguồn: TCXD VN 51:2006.

50 100
1,7

1,6

300

500 1.000 > 5.000

1,55 1,5

0.55 0,59 0,62 0,66

1,47 1,44

0,69 0,71

Với lưu lương 9,26 L/S tra Bảng 6.1
Ta có:
Korruix - 2,16
Komin =0,44 Lưu lượng lổn nhất:
Qhmax =Qngtb X K„max = 33,33 X 2,16 =72 m3/h Lưu lượng
giây nhỏ nhất:
Qhmin=QnStb xKomin = 33,33 x0,44 =14,67 m3/h

4.3 TÍNH TOÁN CẨC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
4.3.1

Song chắn rác

a. Nhiệm vụ
Song chắn rác có nhiệm vụ tách các loại rác và tạp chất thô có kích thước lổn trong nước
thải trước khi đưa nước thải vào các công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng song chắn rác
trong các công trình xử lý nước thải tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống,
mương dẫn và gây hỏng hóc bơm.
b. Tính toán
Trước tiên ta tính mương dẫn: Sau khi qua ngăn tiếp nhận nước thải được dẫn đến song
chắn rác theo mương tiết diện hình chữ nhật:
GVHD : TS.Đặng Viết Hùng

37
SVTH: Trần Văn Thạch

Trang

Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản
Diện tích tiết diện ưđt:
Ổ_ =01Ọ2 2W V 0,8

W=

Trong đó:
Qsmax : Lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất;
V : Vận tốc chuyển động cửa nưđc thải trưđc song chắn rác (M/S), phạm vi 0,7 1,0 M/S, chọn V = 0,8 M/S.
Mương dẫn có chiều rộng ,B=300mm.
Độ sâu mực nưđc trong mương dẫn:

,»

r

h, =

0,025

—— = ---= 0,08 mm
B 0,3

Theo tài liệu “xử lý nước thải :Lâm Minh Triết&Trần Hiếu Nhuệ năm 1978’' thì song chắn
rác được tính như sau:
Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60° so với mặt đất.
Sô" khe hở của song chắn rác:
n = Qnl‘lx X k„
b.h.Vm„„

Trong đó:
Qmax : lưu lượng lớn nhâ"t của dòng thải (m3/s).
Qmax = 72 m3/h = 0,02 m 3/s.
b : bề rộng khe hở giữa các song chắn rác (mm), từ 10 = 25 mm.
Chọn b = 13 mm.
kt, : hệ sô" tính đến độ thu hẹp của dòng chảy khi sử dụng công cụ cào rác cơ giới,
ko = 1,05.
h : chiều sâu mực nước qua song chắn (m) thường lây bằng chiều sâu mực nước
trong mương dẫn. Chọn h = 0,08m. v m a x : tốc độ chuyển động của nưđc thải trước
song chắn rác ứng với lưu lượng lớn nhất (72 m3/h), từ 0,6 = 1,0 m/s. Chọn vmax =
0,8m/s.

GVHD : TS.Đặng


Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản
1,05= 24
0,013x0,08x0,8

n =--------------—----------------X

Chọn n = 24 khe.
Chiều rộng song chắn rác:
Bs = S(n - 1) + b.n = 0,008(24 - 1) + 0,013 X 20= 0,472(m)

Chọn Bs = 0,5 m.Chọn s =0,008
Kiểm tra lại tốc độ dòng chảy Ở phần mỏ' rộng trước song chắn ứng vđi lưu lượng nước
thải Qmax = 0,02 m3/s. Vận tốc này không được nhỏ hơn 0,4 m/s (theo giáo trình xử lý nước
thải - PGS.TS Hoàng Huệ).
Tổn thất áp lực qua song chắn rác:

vktra

_ tMg

= 0,5

B„. s £ X V2
h = ———xk
2g

Trong đó:
Vmax

= 0,8 m/s.

g

: gia tốc trọng trường (m/s2).

k

: hệ số tính đến sự tăng tổn thất do rác đọng lại ở

k

=2

'Ị

: hệ sô" tổn thất cục bộ tại

songchắn,

3, chọn k = 3.
song chắn rác phụthuộc

vào

tiết diện

thanh song chắn được tính bởi:
S = PỊ^J sina

p : hệ sô" phụ thuộc tiết diện ngang của thanh. Đôi với thanh tiết diện
hình chữ nhật, chọn p = 2,42m ( theo"bảng 4-1,trang 69”tài liệu xử lý nước
thải_Lâm Minh Triết&Trần Hiếu Nhuệ năm 1978). a : góc nghiêng song
chắn rác, a = 60°

GVHD : TS.Đặng


0.0
08

s=

sin60" =
0,87 X 0,8 _ n
=> h„ = ———— X 3 =0,1

2x9,81

Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn:

y

0,5-0,3 ., ,
2Tính
tgU 2 toán
X tg20thiết
"
kê hệ thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản

B -Bk

n0 c

L, = —----- = — —— = 0,275 (m)
Trong đó:
q>

: góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác. Chọn cp =20°

Bk

: chiều rộng của mương dẫn nước thải vào. Chọn Bk = 0,3 m.

Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn:
L2 = 0,5.L| = 0,5 X 0,275 = 0,138 (m)
Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác:

L = L, + L2 + L3 = 0,275+ 0,138 + 1 = 1,42 (m)
L3 : chiều dài buồng đặt song chắn rác.

T.

IL
'

PQ

R

,
LI
_______
*

L?

*__L:_.

Hình 6.1 Sơ đồ lắp đặt song chắn rác. Bảng
5.2 các thông số xây dựng mương đặt song chắn rác
Thông sô"
Bề rộng khe

Đơn vị
M

GVHD : TS.Đặng Viết Hùng

Kích thưởc
13

Trang 6


Sô" khe hở

KHE

24

M

0,3

Chiều rộng mương dẫn nước vào

Chiều rộng song chắn
Tính toán thiết kê hệMthống xử lý nước0,5
thải nhà máy thuỷ sản
Chiều dài đoạn kênh trước song chắn
M
0,275
Chiều dài mương đặt song chắn

M

0,138

4.3.2 Bê thu gom a.
Nhiệm vụ
Bể thu gom nước thải tập trung toàn bộ nước thải từ các phân xưởng sản xuất của công ty
bao gồm cả nước thải sinh hoạt và để đảm bảo lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động an
toàn.
Trong bể thu gom, sử dụng hai bơm chìm hoạt động luân phiên để bơm nước thải đến bể
điều hòa.
b. Tính toán
Thời gian lưu nước trong bể thu gom tối thiểu là 15 đến 20 phút. Chọn thời gian lưu nước là
t = 20 phút. Thế tích bể thu gom được tính như sau:
V = Qmaxxt = 72x ^J=24 (m3)
60

Vậy kích thước của bể thu gom được xây dựng như sau:
Chiều dài

L = 4 m;

Chiều rộng

B = 3,5 m;

Chiều cao

H = 2,5 m;

Chiều cao bảo vệ Hbv = 0,5 m. Thể tích
thực của bể:

V = 42 m3

❖ Tính bơm Công
suất của bơm:

GVHD : TS.Đặng Viết Hùng

Trang 7


N=

Qn,i,x-H.Pll-g
ìooo.n

Trong đó:
3
toán
thiết
kê hệ
thống
nước
Qmax : lưu lượng nước thảiTính
lốn nhất
trong
ngày,
Qmax
= 72mxử
/h=lý0,02
m3thải

/s. nhà máy thuỷ sản

A p = H = h| + h2
h] : chiều cao cột nước trong bể, hi = 2,0 m
h2 : tổn thất cục bộ qua các chỗ nôi, đột mở, đột thu, tổn thất qua lớp bùn,... lây
trong khoảng từ 2+3 mH20.
=> Trở lực H = 2 + 3 = 5 (mH20)
Chọn H = 7 mH20 Công suất của bơm:
N=

0,02 7.1000.9,81
1000.0,8

Công suât thực của bơm lấy bằng 110% công suất tính toán:
N„= 1,1 X 1,72 = 1,89 (kW)

Chọn hai bơm hoạt động luân phiên, công suất mỗi bơm là 3 HP để bơm nước thải từ bể thu
gom sang bể điều hòa.
Bảng 5.3 Thông số thiết kế bể thu gom

Thông sô"

Đơn vị

Kích thươc

Chiều dài

m

4

Chiều rộng

m

3,5

Chiều cao
Chiều cao bảo vệ

m
m

2,5
0,5

Thể tích thực

3
m

42

4.3.3

Máy sàng rác a. Nhiệm vụ

Máy sàng rác hay còn gọi là trống quay dùng để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ
hoặc các sản phẩm có giá trị, trông quay có kích thước khe từ 0,5 -ỉ- 1,0 mm. Khi tang trông

GVHD : TS.Đặng Viết Hùng

Trang 8


quay, thường với vận tốc 0,1 đến 0,5 m/s, nước thải được lọc qua bề mặt trong hay ngoài,
tùy thuộc vào sự bô" trí đương dẫn nưđc thải vào. b. Tính toán Diện tích hữu ích của
tang trông:

Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản
p ______ Q ma.x
1

u
Trong đó:
Fc : tổng diện tích hữu ích (m2).
Qmax : lưu lượng lđn nhất của nước thải (m3/s).
u : vận tốc của nước thải chảy qua khe tâm chắn (thường lấy từ 0,8 -4-1,0 m/s).
Chọn u = 0,8 m/s.
F=

= — = 0.025 (m2)

u 0.8

Chọn máy loại GS6305 có:
Kích thước khe 1,0 mm;
Đường kính tang trông 630 mm;
Chiều dài thiết bị 1000 mm;

- Mô tơ 0,37 kw.

4.3.4

Bể điều hòa b. Nhiệm vụ

Do tính chất nước thải thay đổi theo từng giờ sản xuất và phụ thuộc vào từng loại nưđc thải
của từng công đoạn. Vì vậy cần thiết xây dựng bể điều hòa để điều hòa về lưu lượng, nồng
độ và nhiệt độ, tạo điều kiện tối ưu cho các công trình phía sau.
c. Tính toán
Để xác định chính xác dung tích của bể điều hoà , 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. Ớ
đây , do không có điều kiện để điều tra cụ thể về độ biến thiên lưu lượng nước thải của nhà

GVHD : TS.Đặng Viết Hùng

Trang 9


máy theo từng khoảng thời gian trong ngày nên ta chỉ có thể tính Thể tích bể điều hoà nhu
sau:

w =Q x xí = 72x4 = 288 m3
Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản
T : thời gian lưu nước trong bể điều hoà (phạm vi 4-12h),chọn T = 4 giờ Chọn
bể hình chữ nhật:
Chiều dài bể chọn

L=10,25m

Chiều rộng bể chọn

B = 6m

Chiều cao bể điều hoà

h = 4,5m

Chọn chiều cao bảo vệ của bể hbv = 0,3 m
Chiều cao tổng cộng của bể là:
H = 4,5 +0,3 =4,8 (m)
Thể tích thực của bể điều hoà:

L X B X H = 10,25 X 6 X 4,8
=295,2 m3 ❖ Tính toán hệ thông cấp khí trong bé điều hòa
Do đặc điểm của ngành chế biến thủy sản luôn sử dụng hệ thông làm lạnh và các vật liệu để
cấp đông, bảo quản sản phẩm nên nước thải của ngành chế biến thủy sản có nhiệt độ khá
thấp khoảng từ 15 + 25°c. Bên cạnh đó, công ty không sử dụng hệ thông nồi hơi trong sản
xuất và một trong những yêu cầu của nước thải khi vào các công trình sinh học là phải có
nhiệt độ từ 28 + 35°c để thích hợp cho các phản ứng sinh học. Do đó, trong bể điều hòa ta
sử dụng hệ thống khuấy trộn bằng bằng khí nén. Nhiệt độ của khí nén trong hình cao hơn so
với nhiệt độ của
môi trường nên việc dùng khí nén để khuấy trộn trong bể hòa có thể nâng nhiệt độ của nước
thải lên khoảng vài độ c , ngoài ra còn có những ưu điểm như:
- Tăng lượng ôxy hòa tan trong nước thải

GVHD : TS.Đặng Viết Hùng

Trang 10

Ồxy hóa một phần chất thải ở dạng hữu cơ trong nước thải (làm giảm tải lượng
BOD, COD cho các công trình sinh học phía sau)

Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản
❖ Đường ống dẫn khí cho bể điều hòa
Lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa: lượng khơng khí cần cấp cho 1 m3 nước thải trong
1 phút: 0,01 - 0,02 m3/m3.phút. Chọn qkk = 0,015 m3/m3.phút Lượng khí cần thiết phải cấp
vô bể điều hòa:

Qkk = qkk X V = 0,015x 295,2 = 240 !H

Chọn thiết bị phân phôi loại đĩa xốp có màng phân phôi khí dạng bọt thô, đường kính 170
mm, diện tích bề mặt đĩa F Jĩa = 0,02 m2. Cường độ sục khí của đĩa là 12m 3/h. Tổng sô" đĩa
bô" trí trong bể là:
N=Qkk/12=240/12=21
Chọn N = 21 đĩa
Tiết diện ống cấp khí vào bể:
/=

Ck

co : tốc ộ khí i trong ống, (0=10-15 m/s. Chọn (0=10 m/s Qkk :
lượng không khí cần cấp vào bể điều hòa, Qkk = 240 m3/h.

Đường kính ống cấp khí vào bể:

GVHD : TS.Đặng Viết Hùng

Trang 11

Chọn ống í) = 90 mm. Đường
kính ông phân phối:
14x6,7.10"
Với n = 3: sô" ông nhánh phân phôi
trong
bể.
dTính
= 0,017
' toán thiết
V kê hệ thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản
Sử dụng ông thép tráng kẽm $21.
❖ Máy nén khí
Công suất máy nén khí tính theo quá trình nén đoạn nhiệt:
/0 ,\2 8 3
W.R.T,
N
-—
1 (kW
29,7.n.
"
O
=
Trong đó:
w : khôi lượng không khí mà hệ thông cung cấp trong 1 giây (kg/s).
Lưu lượng không khí Q = 240 m3/h = 0,067 (m3/s).
Tỉ trọng không khí: 0,0118 kN/m3 =11,8 N/m3
...0,067.11,8 A A o n , , w =

(kg/s) ——— = 0,08
9,81

R

: hằng số khí lý tưởng, R = 8,314 KJ/Kmol°K.

T]

: n h i ệ t đ ộ t u y ệ t đối c ủ a k h ô n g k h í đ ầ u vào, T|
273

=

+ 25 = 298°K.

PJ

: áp suâ"t tuyệt đôi của khổng khí đầu vào, Pi =

p2

: áp suất tuyệt đôi của không khí đầu ra:
p2 = pm + 1 =

1 atm.

+1 = —— +1 = 1.484 (atm)
10,12 10.12

Với:
pm

: áp lực của máy nén khí tính theo atmotphe, (atm).

Hj

: áp lực cần thiết cho hệ thông khí nén:

Hj = (ha + he) + hf + H = 0,4 + 0,5 + 5 = 5,9 (m)

GVHD : TS.Đặng Viết Hùng

Trang 12


Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản
hj, ht : 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, (m). Tổng tổn thất do hj và hc không quá 0,4m.
hf : tổn thất qua các đĩa phân phối, không vượt quá 0,5m.
H : độ ngập sâu của đĩa phân phôi. Giá trị này xem như là chiều cao ngập nước
trong bể, H = 5m.
n = IC^1 = 0,283 (K = 1,395 đối với không khí)
K
29,7

: hệ số chuyển đổi.

e : hiệu suất của máy khí nén, chọn e = 0,8 Vậy công

N

0,08x8,314x29
8

'ỊAỊỊ4Ỵ a

= 1,86

suất của máy nén khí là:
Sử dụng 2 máy thổi khí công suât 2,2 kw (1 máy hoạt động , 1 máy dự phòng) ❖ Tính

Bơm qua bể tuyển nổi
Công suất của bơm:
N=

Q/H;P.-g
1000.q

Trong đó:
Q : lưu lượng nước thải trung hình trong ngày, Q = 800m3/ngđ= 0,0092
m3/s
Trở lực: H = 5 + 3 = 8 (mH20) Chọn H = 9 mH20 Công suất của bơm:
N=

0,0092.9.1000.9,81 0lW

1000.0,8
Công suất thực của bơm lấy bằng 110% công suất tính toán:

Ntt = 1,1 X 1,01 = 1,11 (kW)

GVHD : TS.Đặng


Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản
Chọn hai bơm hoạt động luân phiên, công suất mỗi bơm là 1,5HP để bơm nước qua Bể
tuyển nổi

❖ Tính toán đường ông dẫn nứổc thải
Ong dẫn nước thải từ bể thu gom lên bế điều hòa:
Vận tốc nước chảy trong ống V = 1 -ỉ- 2 m/s. Chọn V = 1,5 m/s.
Lưu lượng nước thải Qmaxh =72 m3/h = 0.02 m3/s Suy ra:
Sử dụng ông nhựa PVC o 150

Bảng 5.4. Thông số thiết kế bể điều hoà
0,02
= 0,130
D
Thông số
Đơn vị
0,785.
Chiều dài

1,5

Kích thưổc

m

10,25

Chiều cao

m
m

6
4,5

Chiều cao bảo vệ

m

0,3

Thể tích thực

m3

295,2

Chiều rộng

Nước thải sau khi đi qua song chắn rác ,thiết bị lọc rác tinh và bể điều hòa thì hiệu
suất khử BOD,COD và chất rắn lơ lửng là 20 %.Vậy :
Hàm lượng BOD :2100 X 0,8 =1680 (mg/1).
Hàm lượng COD :1400 X 0,8 =1120 (mg/1).
Hàm lượng s s :450 x0,8 =360 (mg/1).

4.3.5

Bề tuvển nổi a. Nhiệm

vụ
Chủ yếu là tách dầu mỡ và chất rắn lơ lửng tan hoặc không tan ra khỏi hồn họp nước thải.
GVHD : TS.Đặng Viết Hùng

SVTH: Trần Văn Thạch

Trang 48


Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản
b. Tính toán
Tính áp lực hoạt động trong bồn áp lực
Bảng 5.5. Các thông số tính toán bể tuyển nổi

Thông sô"

Đon vị

Khoảng giá trị

A/S

ml/mg

0,005- 0,06

ck

mg/1

0°c

29,2

10°c
20°c

22,8
18,7

30°c

15,7

f

-

0,5- 0,8

p
t

atm
phút

30 - 60 psi = 2,1 - 4,2atm
20-40

R/Q

%

5 - 120%

Hiệu suất khử ss

%

50-70%

Hiệu suất khử COD

%

15-20%

Tải trọng bề mặt
Thời gian lưu nước bồn ap lực

l/m2.phút
phút

8- 160
1 -3

Tính áp lực nén trong hình P:

A ục K (,/p-ì)R
s ~ CcQ
Trong đó:
Tỉ sô" A/S :0,005-0,06 ta chọn A/S= 0,03 mg khí / mg chất rắn .
Độ hòa tan của không khí sa =16,4 ml/1.
Tỉ số bảo hòa f = 0,5.
ơ tải trọng bề mặt tuyển nổi 48 m 3/m2.ngày đạt hiệu quả khử cặn lơ lửng 70%, khử dầu mỡ
đạt 90%.

GVHD : TS.Đặng


Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản
„
1,3 X 16,4 X (0,5P — 1) .
0,03 = - ---------------------- - atm
120

P = 2,34atm = 174,6 kPa
Thể tích cột áp lực:
Chọn chiều cao cột áp H = 2m. Vậy đường kính cột áp lực:
Bình làm bằng thép, có van an toan xả khí dư. 1x2
w = Qh =K
m
=
1,1
6
Thời gian lưu nước trong bồn

= 0,84
D lực:
33,áp
33
: H.ĩĩ V
t=—=
= 198 phút (1-3 phút) thỏa.
Q 33,33
Chọn bể tuyển nổi hình tròn.
Chọn thời gian lưu nước: 45 phút.
Thể tích bể tuyển nổi:

V = t.Q = ——— = 2,22 m
60

Chọn chiều cao bể: h = 2,5m. Chiều cao bảo vệ: h bv =
0,3m. Diện tích bể tuyển nổi:
Đường kính bể tuyển nổi:

¡4 7.94
V
_ = 7,94_
D= ——— = 3,18 m ,chọn
D=3,2m V 3,14
22,22 H
Kiểm tra lại thời gian lưu nưđc:
3 2 7 94
t= ’
- .60 = 45,7 phút
33,33

GVHD : TS.Đặng


Lưu lương khí
—— / / PHUT 0,7

Q=

Trong đó:
Lượng khí dùng để bão hòa thường là 70% s : lượng cặn lấy ra trong 1 phút, tính bằng gam
10001 / m3 X25M 3 /H
s= 336x0,7--------------------------= 98g/ phút
60phút
-> Q=4,5 L/phút
Chọn máy bơm gió Q=4,5L/phút ,p=280,5kPa ❖ Tính toán máy bơm nưổc cho bình áp lực
Áp suất cần thiết là P = 2,36ATM X 24MH,0
Đôi với máy bơm nước cho bình áp lực H > 50M . Chọn H = 50m.
Lưu lượng bơm tuần hoàn Qth = — = 33,33/3«) ’ /H
Công suất máy bơm:
N=

Q^P.G.H = 33,33/3.1000.9.81.50 =
1000.TỊ

1000.0,8.3600

Ì

89

(KW)

Trong đó:

P : là khối lưựng riêng của nước, P - 1000 kg/m3.
H : cột áp của bơm, mH20. H = 50M hay 5atm. Q : hiệu suất máy bơm, Q thường từ 0,6 - 0,93. Chọn 7= 0,8. Công suất thực của máy
bơm:

N ' = P X N = 1,1X1,89 = 2, Ữ!9KW = 2,8Hp
Trong đó:
p : hệ sô" an toàn của bơm, với:
jV < 1

-> P = 1,5 -2,2


N = 1-5
N

-»

= 5 — 50 ->

P = 1,2-1,5
/ 3 = 1, 1

Chọn 2 bơm N = 3Hp Hàm lượng COD sau tuyển nổi:
1680 X (1-0,2) = 1344 mg/1.
Hàm lượng BOD sau tuyển nổi:

1120 X (1 - 0,2) = 896 mg/1. Hàm lượng ss sau tuyển nổi: 336 X (1-0,7) =100,8 mg/1 Hàm
lượng mỡ sau tuyến nối:
120x (1 - 0,9) = 12 mg/1 Chọn máng tràn có bề rộng 0,3m.
Đường kính máng tràn:

4»,« = £- 2 x0, 3

= 2, 8- 2 x0, 3 = 2 ,2 / w

Tải trọng máng tràn:
a
Chọn chiều cao của mổi khe là 75 (mm). Chiều cao tổng cộng máng răng cưa 260(mm). Khoảng cách giữa 2 khe 60 (mm).
Vật liệu làm máng răng cưa là inox 2,5mm.

❖ Tính toán đường ống dẫn nưởc thải Lưu lượng nước thải Q = 33,331H Đường kính ống nước thải ra là:
Chọn ống thép không rỉ, đường kính trong dt = lOOmm. Đường kính ông tuần hoàn:


4.0,3.33,3
3 3600,/r.

= 0,059™

Chọn ống thép không rỉ, đường kính trong dt = 60mm.
Tướng tự ta tính toán đường dẫn nước thải vào có sử dụng bơm với v=l,5m/s Chọn d ong=80
mm ❖ Tính toán ông dẫn bùn
Chọn hiệu suất bể tuyển nổi khử s s là 70%, nghĩa là 70% chất rắn lơ lửng được tuyển nổi
hoặc lắng xuống đáy bể; 30% còn lại lơ lửng trong nước thải đầu ra. Giả sử có 10% cặn lơ
lửng trong nước thải không tuyển nổi được, lắng xuống, tạo thành bùn cặn. Khối lượng s s
lắng :

Mb = 0,1.800™"“'ịv336mg/l = 26,88kgSS I ngày

Cặn tươi thường có hàm lượng chất rắn là TSV = 3,4% khôi lượng riêng của cặn tươi
l,0072kg/l.
Thể tích bùn tươi cần xử lí mỗi ngày:
7,85™ / ngày

Chọn vận tốc bùn chảy trong ông là lm/s.
Chọn thời gian rút bùn là 20 phút, sau 1 ngày rút bùn 1 lần. Đường kính ông thu bùn:

Chọn ông nhựa pvc, đường kính trong dt = 90mm.

ĐƯỜNG ỐNG DẪN VÁNG NỔI: chọn đường ông dẫn váng nổi về bể chứa váng
nổi bằng đường ông dẫn cặn lắng d = 90mm.
❖ Tính toán vật liệu làm thép cho bồn áp lực Bồn áp lực làm việc với áp suất

trong:

p = 2,36atm = 0,229.10fi N / mm 1 <1,6.10* N / mm 2


Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản
Vật liệu làm bồn áp lực: thép CT3
Các trị sô" của thép:
ứng suất kéo ơk =380.106V/ 772772 2
ứng suât chảy Ơ C = 240.1047V7 mm2 Hệ sô" hiệu
chỉnh: Q = 1 Tốc độ gỉ: 0,006MM/NĂM (C A
=1.10 ~ 3 ,C H =0)
Áp suât cho phép của thép:

Với:

N ,N : hệ sô" an toàn; N = 2,6;N = 1,5;Q =
K

C

K

C

1 Vậy ta chọn áp suât cho phép[cr] = 146.10fi V/7K7K2
Áp lực của bổn áp lựcP, = 2,36ATM =

0,229A0 Í 'N/MM 1 Áp lực thủy tĩnh P, = PGH Trong
đó:

p : khôi lượng riêng của nước, P = I { ) { )
{ ) k g ! m ' g : gia tô"c trọng trưừng, g = 9.8l/Tì/.v2 H :
chiều cao cột nước bồn áp lực, H = 5,4/w Áp suât tính toán
bồn áp lực:

P=Ĩ\ +P 2 =0,229 +4,905.10“3 =0,3Ĩ3N/MM 2
Chiều dày bồn áp lực:
Chiều dày thân:

P 0,373

X 0,95 = 371,85 > 25

GVHD : TS.Đặng


S
'

500x0,37
3

Đtp

=
0,67;«;

Chiều dày thân: s = S'+C Trong đó:

c : hệ số’ b ổ sung: c = C + ch +C +C c
A

C

N

: hệ

sô’ b ổ

sungdo ăn mòn hóa học, c = 1 MM

Ch

: hệsô’ b ổ sung do ăn mòn cơ học, Ch = 0;«;«

c

: hệsô’ b ổ sung do sai lệch khi chê’ tạo lắp ráp, c = OMM

Ch

: hệsô’ b ổ sung để qui tròn kích thước, C0 = 3,33;«;»
=>5 = 0,67+1 + 3,33 = 5mm

Kiếm tra điều kiện:
Công thức chỉ đúng khi:
Kiểm tra áp suâ t:

s-c, 5-1

= 0,008 <

50 0,1
L[Ơ \Ĩ H (S - CDA ) 2x146x0,95x(5-l)
D,+(S-CJ
500+ (5-1)
Chiều dày đáy và nắp:

Chọn vật liệu làm đáy và nắp cùng loại vật liệu làm thân. Chọn đáy và nắp có
dạng elip tiêu chuẩn. Với D = 500mm.
=^146-x0.95 =372>25 P 0,373

=>5'=^A
2[ơ]cp
Đôi với đáy elip tiêu chuẩn R T = D, = 500;«;«

-Ỳ Chiều dày đáy và nắp:
5'= 500;°’373 = 0,67;»;» 2x146x0,95

= 2,2 >

0.313N /1


Chiều dày thật S = S'+C Tương tự như khi tính bề dày thân:
5'= 0,67 + 1 + 3,33 = 5mm
Bề dày đáy và nắp cần thỏa mãn:

-

= — = 0,008 < 0,125

D, 500

Kiểm tra áp suât dư cho phép tính toán:

2[R'+(S-C a )

2X146X0,95X(5-1)

= 2,2 >

500+ (5-1)

Bảng 5.6. Cấc thông số thiết kế bể tuyển nổi
Thông sô"
Đơn vị
Chiều cao

Kích thướt (sô" lượng)

Đường kính bể

m
m

2,8
3,2

Đường kính ông dẫn nước chính

m

0,09

Đường kính ông nưđc tuần hoàn

m

0,06

4.3.6

BểUASB

a. Nhiệm vụ
Từ bể điều hoà nước thải được bơm về bể kị khí ƯASB. Nhiệm vụ của quá trình xử lý
nước thải qua bể ƯASB là nhờ vào sự hoạt động phân hủy của các vi sinh vật kị khí biến
đổi chất hữu cơ thành các dạng khí sinh học. Chính các chất hữu cơ tồn tại trong nước thải
là các chất dinh dưỡng cho các vi sinh vật.
b. Tính toán
Khi đi qua các công trình xử lý cơ học thì hàm lượng COD giảm từ 20 + 40%. Chọn hiệu
quả xử lý của các công trình phía trưđc là 20% thì hàm lượng COD đầu vào của bể UASB
là:
CODv= 1680 x(l-0,2) =1344


Trong bể UASB để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý yếm khí phải duy trì được tình
trạng cân bằng thì giá trị pH của hỗn hợp nước thải từ 6,6 = 7,6 (phải duy trì độ kiềm đủ
khoảng 1000 -7- 1500 mg/1 để ngăn cản pH xuống dưới mức 6,2) và phải có tỉ lệ chất dinh

Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản

dưỡng Nitơ, Photpho theo COD là:
COD : N : p = 350 : 5 : 1.
Lượng N, p cần thiết phải cho vào nước thải khi vào bể ƯASB là:
, T 5 X 834

N=
p=

350

,, „ ,

...

=11.9 (mg/1)

1x834 =2 382 (mg/1)

Nước thải sau klii ra khỏi bể sẽ có hàm lượng COD nhỏ hơn 500 mg/1 để vào bể Aerotank.
Hiệu quả xử lý của bể UASB là:
1344-500
CODv

=E

xl00
xl00% =
63%

-CODr
1344

Lượng COD cần khử trong một ngày:
G= Q (COD -CODr) = 800(1334-500)xl0-3 = 667,2 (kgCOD/ngđ) Tải trọng
xử lý trong bể ƯASB (theo quy phạm 4-18 kg COD/m3) chọn a = 7 (kgCOD/m3ngđ)
Thể tích phần xử lý yếm khí cần thiết:
v = —= 667,2/4 = 166,8 (m3)

a

Để giữ cho lớp bùn hoạt tính Ở trạng thái lơ lửng, tốc độ nưđc dâng trong bể phải giữ
trong khoảng 0,6 = 0,9 m/h. Chọn vn = 0,9 m/h Diện tích bề mặt của bể:
F = -Q— = -^°°- = 34 (m2)
ỵ„24 0,9.24
Chiều cao phần xử lý yếm khí:

GVHD : TS.Đặng


H
v

166,8 An . . = -- = ——— = 4.9 (m) F 34

Chọn H] = 5 m Tổng
chiều cao bể :

TínhHbỂ
toán
hệ3 thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản
= H,thiết
+ H2kê
+H
Trong đó:
H2 : chiều cao vùng lắng. Để đảm bảo không gian an toàn cho bùn lắng xuống phía
dưới thì chiều cao vùng lắng phải lớn hơn 1,0 m, chọn chiều cao vùng lắng là l,5m.
H3 : chiều cao dự trữ của bể. Chọn H3 = 0,5 m HbỂ =
5 + 1,5 + 0,5 = 7 (m)

Vậy kích thước xây dựng bể UASB là: 6x5x7
Chiều dài

L = 6m;

Chiều rộng

B = 5 m;

Chiều cao Hbé’ = 7 m.
Thể tích thực của bể :

6 x 5 x 7 = 210(//?3)
Thời gian lưu nưđc trong bể:
V
T = _ .24
Q
210

=>T = — x 2 4 = 6,21 (giờ)
800
❖ Tính chi tiết bể UASB

Nươc trước khi đi vào ngăn lắng Ở đỉnh bể sẽ được tách khí bắng các
tấm cách khí đặt nghiêng so với phương ngang một góc 45 4- 60°. Tổng
chiều cao của toàn bộ ngăn lắng Hngiắng (kể cả chiều cao vùng lắng)
và chiều cao dự trữ chiếm trên 30% tổng chiều cao bể. Chọn góc
nghiêng giữa tấm chắn với phương ngang là 50° thì ta có:

GVHD : TS.Đặng

B/

=> Hngiắng +H3=(B/2)*tg 50°
=2,998( m) =>
Hngiắng
= 2,998Tính
toán thiết
kê hệ thống xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản
Kiểm tra lại:
Vậy các thông sô" thiết kế đã đạt yêu cầu.
2 998
Thời gian lưu nước trong ngăn lắng, thời gian này phải lđn hơn 1 giờ:
V,,
Q
5/2x6x2,498
800

Q

t = X 24 =

X 24 = 1,12

❖ Tính toán tấm hưởng dòng và tấm chắn khí trong bế UASB
Chọn khe hở giữa các tấm chắn và giữa tấm chắn và tấm hướng dòng là như nhau. Tổng
diện tích các khe hở này chiếm 15 4 - 20% tổng diện tích b ể . Chọn s k h e = 0,15Sbe’
Trong bể ƯASB, ta bô" trí 1 tấm hướng dòng và 4 tâm chắn khí, các tâm này đặt song song
với nhau và nghiêng so với phương ngang một góc 50°. Sơ đồ bộ phận tách ba pha được

trình bày trên hình 3.8, tấm hướng dòng trên hình 6.3. Diện tích một khe hở được tính như
sau:
Bề rộng giữa các khe:
bkhe = — =

s 1 19S

= 0,208 (m) = 208 (mm)
L6

Tính toán tấm chắn khí

GVHD : TS.Đặng