Quang-đồ-án-1.docx

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CNHH&MT - BỘ MÔN HÓA MÔI TRƯỜNG ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Minh Quang Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật môi trường Trình độ đào tạo: Đại học

Loại hình đào tạo: Chính quy

Khóa học: 2014 - 2018 I. Tên đồ án “Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm”. II. Mục tiêu đề tài - Tính toán được công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè đạt QCVN hiện hành. III. Các cơ sở dữ liệu ban đầu - Các thông số đầu vào lấy theo kết quả phân tích số liệu thống kê thu thập được từ các tài liệu tham khảo đã được công bố VI. Nội dung các phần tính toán và thuyết minh CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT CHÈ (Thời hạn hoàn thành 20/01/2018 - 20/02/2018) 1.1 Nguyên liệu sản xuất

1.2 Tình hình sản xuất 1.3 Sơ đồ dòng thải hình thành trong quá trình sản xuất 1.4 Đặc tính nước thải sản xuất chè 1.5 Các công nghệ xử lý nước thải sản xuất chè CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ (Thời hạn hoàn thành 21/02/2018 - 30/3/2018) 2.1 Các thông số lựa chọn của nguồn nước thải cần xử lý GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 1

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

2.2 Đề xuất các phương án xử lý 2.3 Lựa chọn phương án xử lý phù hợp

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ (Thời hạn hoàn thành 1/4/2018 25/5/2018 V. Kết quả đạt được - Tính toán được các thiết bị xử lý cơ học - Tính toán được các thiết bị xử lý hóa lý, hóa học - Tính toán được các thiết bị xử lý sinh học - Hoàn thành các bản vẽ: + 01 bản vẽ sơ đồ công nghệ + 01 bản vẽ thiết bị chính + 01 bản vẽ mặt bằng + 01 bản vẽ mặt cắt dọc theo nước KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO VI. Cán bộ hướng dẫn: Th.s Nguyễn Việt Thùy VII. Ngày giao đồ án:

20/01/2018

VIII. Ngày hoàn thành đồ án:

25/5/2018

Hưng Yên, ngày 20 tháng 1 năm 2018 Khoa/Bộ môn

Cán bộ hướng dẫn

T.S Chu Thị Thu Hiền

Th.s Nguyễn Việt Thùy

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 2

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

MỤC LỤC MỤC LỤC ..........................................................................................................3 LỜI MỞ ĐẦU .....................................................................................................5 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT CHÈ ................7 1.1 Nguyên liệu........................................................................................................................7 1.1.1 Nguyên liệuchính ......................................................................................... 7 1.1.2 Tình hình sản xuất ....................................................................................... 10 1.3: Sơ đồ hình thành trong quá trình sản xuất .......................................................................21 1.4 Đặc tính nước thải sản xuất chè.........................................................................................24 1.5 Các công nghệ xử lý nước thải sản xuất chè ....................................................................25 1.5.1 Phương pháp xử lý cơ học ........................................................................... 25 1.5.2 Phương pháp xử lý hóa lý ........................................................................... 26 1.5.3 Phương pháp xử lý sinh học ........................................................................ 28

CHƯƠNG 2: CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ............................................................................................................................Er ror! Bookmark not defined. 2.1. Xử lý bằng phương pháp hóa học ..................................................................................................................................................Err or! Bookmark not defined. 2.2. Phương pháp khử trùng ..................................................................................................................................................Err or! Bookmark not defined. 2.2.1. Khử trùng bằng Clo và hợp chất của Clo .............................................................................................................................. Er ror! Bookmark not defined. 2.2.2. Khử trùng bằng ozon (O3) .............................................................................................................................. Er ror! Bookmark not defined.

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 3

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

2.2.3. Khử trùng bằng một số phương pháp khác .............................................................................................................................. Er ror! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ ..........................................38 3.1 Các thông số lựa chọn của nguồn nước thải cần xử lý ....................................................38 3.2 Đề xuất các phương án xử lý ............................................................................................38

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH CHÍNH ........................................41 4.1. Song chắn rác.....................................................................................................................41 4.2. Bể thu gom.........................................................................................................................44 4.3. Bể điều hòa ........................................................................................................................46 4.4. Bể lắng 1 ............................................................................................................................49 4.5. Bể Aerotank .......................................................................................................................54 4.6. Bể lắng 2 ............................................................................................................................61 4.7. Bể nén bùn .........................................................................................................................64 4.8. Máy ép bùn ........................................................................................................................66 4.9. Bể khử trùng ......................................................................................................................67

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 4

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

LỜI MỞ ĐẦU Cây chè đã và đang là nguồn thu nhập chính cho hàng triệu hộ nông dân và là một ngành chế biến hàng năm mang về hàng chục triệu đô-la Mỹ cho đất nước. Tuy nhiên, bên cạnh những kết quả đạt được thì sản xuất, kinh doanh chè trong những năm gần đây liên tục gặp khó khăn, người dân không còn “mặn mà” với chè. Đã có nhiều diện tích bị chặt bỏ; các nhà máy, cơ sở chế biến tiêu điều. Vậy đâu là nguyên nhân và đâu là hướng đi bền vững cho ngành chế biến chè? Chè sản phẩm và chè nguyên liệu có những tính chất khác nhau, hơn nữa mỗi loại chè sản phầm cũng có những tính chất đặc trưng khác nhau Chè nguyên liệu có vị đắng chát, mùi hăng tưới. Chè sản phẩm có màu nước xanh tưới hoặc màu sáng, vị chát đượm có hậu ngọt, có hương thơm tự nhiên, có mùi cốm nhẹ và mùi mật ong. Chè đen sản phẩm có màu nước đỏ tươi, có vị chát dịu, hậu ngọt và hương thơm của hoa tươi, quả chín. Các loại chè vàng, chè đỏ cũng như các loại chè trung gian khác cũng có những tính chất đặc trưng tương ứng. Có được sự khác nhau về tính chất của chè sản phầm và chè nguyên liệu. cũng như giữa các loại chè sản phẩm khác nhau, ngoài yếu tố về đặc tính của giống chè ra, đó là do có sự chuyển hóa các trong thành phần hóa học của chè trong các quá trình chế biến chè bằng các phương pháp công nghệ khác nhau. Có nhiều yếu tố tạo ra sự chuyển hóa các chất có trong chèm nhưng hai yếu tố quan trọng sau đây giữ vai trò chủ yếu : Hệ enzim có sẵn trong lá chè tươi. Trong đó các enzim thủy phân và enzim oxi hóa - khử là quan trong nhất. Nhiệt và độ ẩm được sử dụng trong quá trình chề biến chè. Tùy thuộc vào việc sử dung từng yếu tố riêng le hay sử dụng phối hợp các yếu tố nói trên ở những mức độ khác nhau mà từ cùng một loại nguyên liệu bạn đầu

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 5

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

như nhau, người ta có thể chiến biến ra nhiều loại chè sản phẩm có đặc tính khác nhau : chè xanh, chè đen, chè đỏ, chè vàng và nhiều loại chè trung gian khác. Thị phần chè đen và chè xanh khá ổn định, chè đen 90% và chè xanh 10%. Kể từ năm2006, tỷ lệ này không thay đổi. Chè xanh rất phổ biến nhưng không được tiêu thụ rộng rãi Về cơ bản, sản phẩm này được tiêu thụ ở thị trường ngách sản phẩm chè cao cấp, cũng có thể vì nguyên nhân này mà không tăng trưởng nhiều. Cũng có thời gian, chè vị hoa quả được yêu thích. Hiện tại, nhu cầu không cao. Xét về khối lượng, thị phần của chè vị hoa quả và chè thảo dược không cao. Chè đen không có phụ gia chiếm khoảng 70%, chè đen có hương vị chiếm 18%, chè xanh13%, còn lại là chè hoa quả, chè mang hương vị đặc trưng của các khu vực.

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 6

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT CHÈ 1.1 Nguyên liệu 1.1.1 Nguyên liệuchính

Hình 1.1. Chè và các sản phẩ m từ chè Cây chè hay cây trà có tên khoa ho ̣c là cameliia sinensis là loa ̣i cây mà lá và chồ i của chúng đướcử du ̣ng để sản xuấ t chè. Nó có cái rễ dài, hoa màu trắ ng ánh vàng, đường kính từ 2,5-4cm, với 7-8 cánh hoa. Ha ̣t của nó có thể ép để lấ y GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 7

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

dầ u. Lá của cây chè dài từ 4-15cm và rô ̣ng khoảng 2-5 cm. Lá tươi chiế m khoảng 4% caffein. Chè là mô ̣t loa ̣i thức uố ng lý tưởng có giá tri ̣về dươ ̣c liêu, ̣ đươ ̣c dùng phổ biế n hơn cả cà phê, ca cao... Chè thường đươ ̣c trồ ng ở vùng nhiê ̣t đới và câ ̣n nhiê ̣t đới, có lươ ̣ng mưa tố i thiể u là 127 cm. Thành phần chủ yếu cấu tạo lên chè nguyên liệu: Nước: thường chiếm 75-80 %, hàm lượng nước trong nguyên liệu chè giảm từ lá đến thân.Nước là môi trường xảy ra tương tác giữa các chất có trong nguyên liệu.Ngoài ra, nước còn tham gia chủ yếu vào quá trình phản ứng thủy phân hay oxy hóa khử xảy ra trong quá trình chế biến. Tanin: Là hỗn hợp các chất polyphenonl, dễ bị oxy hóa dưới tác dụng của xúc tác,men và oxy. Sản phẩm của sự oxy hóa này quyết định màu sắc, hương vị của chè đen. Trong quá trình chế biến chè đen,1/2 lượng tanin trong nguyên liệu chè sẽ mất đi, ngược lại trong sản xuất chè xanh,tanin tổn thất trong quá trình sản xuất không nhiều Cafein: công thức phân tử: C8 H10 C2 N4 ,cafein có tác dụng tạo cảm giác hưng phấn, nó có khả năng liên kết với các sản phẩm oxy hóa của tanin tạo nên muối tanat. Men: Trong nguyên liệu có nhiều loại men, nhưng chủ yếu là 2 nhóm sau: * Nhómmen thủy phân: amilaza, proteaza * Nhóm men oxy hóa khử: peroxydaza,polyphenoloxydaza Tinh dầu: trong nguyên liệu chè có khoảng 0.03% tinh dầu, có mùi hăng và các cấu tử phần lớn là các andehyt. Pectin: Pectin trong nguyên liệu chè ảnh hưởng rõ rệt đến quá trình chế biến và chất lượng thành phẩm. Với một lượng pectin thích hợp thì tạo điều kiện tốt cho lá chè dễ dàng xoắn chặt lại.

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 8

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Pectin có tính hút ẩm nên trong quá trình bảo quản, độ ẩm của chè thành phẩm sẽ làm giảm chất lượng chè. h. Sắc tố: Sắc tố trong nguyên liệu chè gồm có: clorofin, caroten, xantofi..., ngoài ra còn có những sắc tố mới được hình thành trong quá trình chế biến. Tùy theo loại sản phẩm chè mà người ta tìm cách loại bỏ sắc tố này hoặc sắc tố kia trong quá trình chế biến. Xantofin là sắc tố màu vàng, không tan trong nước nên xantofin làm cho bã chè có màu vàng, mày này lộ rõ hơn khi clorofin trong nguyên liệu bị phá hoại. Ở Việt Nam cây chè được trồng tập trung chủ yếu ở một số vùng chính sau đây: Vùng chè Tây Bắc: Vùng Tây Bắc chè được trồng nhiều ở các tỉnh Sơn La ( 1900 ha) và Lai Châu (590 ha). Giống chè chủ yếu là giống chè Shan ( Chiếm trên 80% diện tích) còn lại là chè Trung du ( khoảng 10 % diện tích) và các giống chè khác. Vùng chè Việt Bắc – Hoàng Liên Sơn: Vùng này gồm tỉnh Hà Giang, Tuyên Quang, Tây Yên Bái, Hòa Bình và Lào Cai. Chè được trồng tập trung dưới các hình thức công ty quốc doanh, hộ gia đình. Giống chè Trung Du (chiếm 91,6% diện tích chè Tuyên Quang, 65% diện tích ở công ty chè Trần Phú) và giống chè …. Vùng chè Trung Du – Bắc Bộ: Gồm các tỉnh Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Cạn, Phú Thọ, Nam Yên Bái, Hà Tây và Bắc Hà Nội. Trong đó tỉnh Thái Nguyên có diện tích trồng chè gần 18.000 ha, đứng thứ 2 trong cả nước, năng suất chè búp tươi bình quân đạt gần 100 tạ/ha, sản lượng gần 200.000 tấn Vùng chè miền Trung:

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 9

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Gồm các tỉnh: Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Nam với tổng diện tích trên 5 nghìn ha. Vùng chè Tây Nguyên: Chè được trồng chủ yếu ở Lâm Đồng, Gia Lai và Đắc Lắc. Riêng Lâm Đồng là tỉnh có diện tích trồng chè khá lớn của nước ta, với khoảng 23,9 ngàn ha, chiếm gần 19% diện tích chè cả nước; sản lượng chè búp tươi đạt gần 172 ngàn tấn, sản lượng xuất khẩu gần 10.000 tấn. Thu nhập từ một ha chè của Lâm Đồng cao nhất nước, trên 280 triệu đồng/ha, đứng đầu về giá xuất 1.1.2 Tình hình sản xuất Thế giới Trong năm 2010, lượng chè sản xuất trên thế giới đã vượt qua con số 4 triệu tấn để đạt mức 4.126.527 tấn.Trong đó Việt Nam là một trong những nước có sản lượng chè sản xuất đứng thứ 5. Qua thống kê sản phẩm chè của các nước trên thế giới thì thị phần Châu Á chiếm 83% sản lượng chè thế giới, tiếp theo là Châu Phichiếm 15% và Nam Mỹ chiếm 2,4%. Về thị trường tiêu thu trong giai đoạn gần đây, nhập khẩu chè đen thế giới ước tính khoảng 1,15 triệu tấn, mức tăng trung bình khoảng 0,6%/năm. Các nước nhập khẩu chính như Anh, Nga, Pakistan, Mỹ, Nhật Bản... sẽ chiếm khoảng 60% tổng lượng nhập khẩu chè trên toàn thế giới. Năm 2008; tổng kim ngạch của 10 nước nhập khẩu chè trên thế giới đạt 2,18 tỷ đô la mỹ, chiếm trên 50% tổng kim ngạch nhập khẩu chè toàn thế giới. So với cùng kỳ năm 2007, kim ngạch nhập khẩu của các nước này tăng trung bình 16.89%. Năm nước có kim ngạch nhập khẩu chè lớn nhất thế giới năm 2008 là Nga(510,6 triệu đô la), Anh(364 triệu đô la), Mỹ(318,5 triệu đô la), Nhật Bản (182,1 triệu đô la) và Đức(181,4 triệu đô la). Trong khi đó tổng kim ngạch của 10 nước xuất khẩu chè lớn nhất thế giới đạt gần 3,5 tỉ đô la mỹ tăng 18,8% so với cùng kỳ năm 2007

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 10

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Về thị trường tiêu thụ, theo FAQ, trong giai đoạn 2009-2010, nhập khẩu chè đen thế giới ước tính khoảng 1,15 triệu tấn, mức tăng trung bình khoảng 0,6% 1 năm. Các nước nhập khẩu chính như Anh, Nga, pakistan, Mỹ, Nhật Bản.... chiếm khoảng 60% tổng lượng nhập khẩu chè trên toàn thế giới vào năm 2010. Cụ thể: Pakistan tăng 2,9%/năm từ 109400 lên 150000 tấn; Nhật Bản cũng tăng từ 18000 lên 22000 tấn, tăng 1,8%/ năm

Hình 1.2. Tăng trưởng sản xuất toàn cầu giai đoạn 1995-2015 (tính bằng M.kgs) Hiện tại tình hình sản xuấy chè tại các nước sản xuất lớn nhất thế giới trong 12 tháng, tính đến tháng 5 vừa qua, được so sánh với hoạt động sản xuất từ tháng 6/2015- 5/2016. Tuy nhiên, số liệu tổng vẫn chưa tính đến sự khác biệt lớn giữa các nước. Ấn độ có một mùa xuân cho sản xuất chè bội thu, với sản lượng 1,063 triệu tấn chè được thu hoặc tại các bang phía bắc và 226.960 tấn hè được thu hoạch ở GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 11

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

phía nam. Tương tự, Bangladesh cũng báo cáo cho biết sản lượng tăng từ 72.353 tấn trong niên vụ kết thức vào 5/2016 lên 84.278 tấn trong niên vụ kết thúc vào tháng 5/2017. Lũ lụt nghiêm trọng tại sri lanka làm giảm mạnh sản xuất với mức giảm 21.000 tấn và sản lượng chè của kenya cũng giảm 48.000 tấn, theo số liệu thống kê của hội đồng chè quốc tế tại Luân Đôn. Tổng sản lượng lũy kế niên vụ tính đến tháng 5/2017 đạt 2,193 triệu tấn, tương đương sản lượng niên vụ trước đó và sản lượng 2,182 triệu tấn chè trong niên vụ 2014-2015. Tổng sản lượn chè Ấn Độ, kenya và sri lanka tăng 3.5% trong năm 201, chủ yếu nhờ sản lượng tăng của kenya và sản lượng chè Ấn Độ cũng tăng 2,5%; trong khi đó, sản lượng chè sri lanka giảm mạnh 11%. Sri lanka tiếp tục gặp nhiều khó khăn trong sản xuất chè do lũ lụt nghiêm trọng; ngược lại, kenya lại đang trải qua hạn hán. Theo thống kê giai đoạn 2009-2012, kim nga ̣ch xuấ t khẩ u chè của Viêṭ Nam sang thi ̣ trường UAE đã tăng ma ̣nh từ 3.55 triê ̣u USD năm 2000 lên 7.78 triệu USD năm 2012, sản lượng xuất khẩ u đa ̣t 1.795 tấn chè năm 2009 và đạt 3.772 tấn trong năm 2012. Kim ngạch và sản lươ ̣ng chè xuấ t khẩ u của Viê ̣t Nam sang UAE trong những năm qua liên tu ̣c tăng chứng tỏ UAE là thi ̣ trường đầy tiềm năng và có thể mở rộng lâu dài.Tuy nhiên xuấ t khẩ u của viêṭ nam còn quá khiêm tố n với sức tiêu thu ̣ của thi ̣trường này. UAE là mô ̣t trong 5 thi ̣ trường nhâ ̣p khẩu chè lớn nhấ t thế giới, đứng thứ hai thế giới về nhập khẩ u chè trong giai đoa ̣n 2007- 2011. Ngoa ̣i trừ năm 2009 xế p thứ 3 sau Anh.Trị giá nhâ ̣p khẩ u chè của UAE tăng từ 324 triêụ USD năm 2007 lên khoảng 485 triêụ USD năm 2011. Theo một nghiên cứu khảo sát trực tuyến đối với hơn 1.471 người mua hàng được hỏi về thói quen mua sắm hàng hóa, các mặt hàng thực phẩm tự nhiên có sức mua hàng đầu là phô mai (27%), ngũ cốc (23%), sữa chua(23%) và chè (20%). GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 12

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Từ năm 2009, tỷ lệ những người mua sắm nói rằng họ sử dụng những thực đơn mới có lợi cho sức khỏe đã tăng từ 52% lên 57%. Theo một nghiên cứu khảo sát, phụ nữ thường thích sử dụng các thực đơn có lợi cho sức khỏe hơn là đàn ông và tỷ lệ này là 61% so với 51%. Tỷ lệ những người mua sắm các loại siêu thực phẩm như là sô cô la đen, chè xanh, nước hoa quả đã giảm nhẹ vào năm 2011 trong khi chè là sản phẩm có mức tăng 167 triệu USD. Theo điều tra tại các cửa hàng bán buôn và bán lẻ khác nhau ở thành phố cảng Karachi, trong tháng 3/2013 giá chè đã tăng mạnh. Nguyên nhân tăng giá được các thương nhân lý giải là do tác động của những thay đổi về thuế bán hàng được đưa ra vào ngày 26 tháng 2 tại đây. Không chỉ giá của các loại chè rời khác nhau tăng lên mà tất cả những nhà sản xuất hàng đầu cũng tăng giá một loạt nhãn hiệu chè hộp mặc dù nhu cầu giảm sút do mùa hè đến. Giá các loại chè hộp thương hiệu nổi tiếng khác nhau tăng từ 75 -100 Rupi/kg, trong khi đó giá các loại chè rời cũng tăng từ 70-80 Rupi/kg tùy theo chất lượng của từng loại. đầu đổ lỗi giá cả tăng là do việc thực hiện điều chỉnh tăng thuế kinh doanh chè từ mức ưu đãi 5% lên đến 16%. Một doanh nghiệp chè khác cho rằng sự ưu đãi về thuế trong năm 2011-2012 đã cho phép các nhà sản xuất chè điều chỉnh giá chè dẫn tới nhu cầu tăng lên. Tuy nhiên, sự thay đổi đột ngột về thuế hiện nay ảnh hưởng mạnh tới nhu cầu của một trong những mặt hàng cần thiết nhất của mỗi gia đình. giảm mạnh trong suốt một tháng qua kể từ khi điều chỉnh tăng thuế, làm ảnh hưởng và suy giảm khả năng mua của phần đông dân số Pakistan.” Chủ tịch Hội đồng Xúc tiến xuất khẩu Quốc gia Kenya cho rằng Trung tâm đấu giá chè Dubai là đối thủ cạnh tranh thị trường chủ yếu đối với thị trường chè Đông Phi vì sự hiện diện của trung tâm là rất cần thiết để đảm bảo chè Kenya luôn luôn có sẵn. Ông cũng cho biết kế hoạch xây Việt Nam GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 13

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Nhìn chung ở việt nam các cơ sở chế biến chè của các hộ gia đình và các tiểu thương công nghiệp nhỏ chiếm phần lớn tổng lượng chè. Chủ yếu là chè xanh và chè đen,công nghệ chủ yếu vẫn là nhập từ liên xô cũ và ấn độ.những tồn tại cần khắc phục của khâu chế biến chè Công nghệ chế biến chè còn lạc hậu phân tán,chế biến thủ công, chất lượng không đồng đều,khó kiểm soát,sản phẩm chè chưa đa dạng và mẫu mà đơn giản. Các nhà máy chế biến nông nghiệp chưa khai thác hết công suất,vào thời vụ chính chỉ có 1 số doanh nghiệp khai thác được hết công suất còn đâu vẫn đa phần là sản xuất. Các doanh nghiệp sản xuất chè đen còn nhiều,đa số các nhà máy mua bán chè đều mua bán thành phẩm, rất ít vùng nguyên liệu cho mỗi nhà máy. Hệ thống máy móc thiết bị của doanh nghiệp đa phần xuất xứ từ trung quốc,đài loan,liên xô cũ,việt nam.Các dây chuyền chế biến hầu như là các công nghệ cũ,đầu tư trùng lặp cả chè đen và chè xanh.Tiêu chí mua thiết bị là rẻ,phổ biến và dễ sử dụng.

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 14

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Hình 1.3. Các quá trình sản xuất chè và sản phẩ m Tình hình sản xuất và xuất khẩu chè của việt nam trong những năm gần đây Việt Nam có diện tích trồng chè dao động khoảng 126.000- 133.000 héc ta và thu hút khoảng 2 triệu lao động. Trong năm 2011 cả nước có diện tích trồng chè là 133.000 ha; sản lượng (thô) đạt 888.600 tấn; sản lượng (đã chế biến) đạt 165.000 tấn; xuất khẩu là 132.600 tấn. Việt Nam hiện là nước xuất khẩu chè đứng thứ 5 trên thế giới. Sản phẩm chè xuất khẩu của Việt Nam chủ yếu là chè rời. Các loại chè có bao gói, mẫu mã mang thương hiệu còn rất hạn chế nên giá bán thấp, chưa có thị trường ổn định và bền vững Lợi thế của ngành chè Việt Nam là có nguồn nguyên liệu lớn, tuy nhiên do năng suất lao động thấp, diện tích sản xuất manh mún nhỏ lẻ, năng suất thu hoạch thấp nên chưa đáp ứng được cuộc sống của người nông dân trồng chè từ đó việc tái đầu tư vào cây chè là rất khó khăn. Bên cạnh đó, hiện tượng cạnh tranh mua bán giữa các doanh nghiệp chè trong nước vẫn xảy ra nên nhiều vùng GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 15

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

sản xuất chè phơi, chè chất lượng thấp, không tuân thủ quy trình quy định đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm... làm ảnh hưởng tới uy tín chè xuất khẩu Điều đáng lo ngại nhất về sản phẩm chè Việt Nam đó là chất lượng sản phẩm thấp, không ổn định, giá chè xuất khẩu bình quân cũng thuộc dạng thấp nhất trong các nước xuất khẩu chỉ bằng 50- 60% giá chè bình quân thế giới Sản phẩm chè chất lượng kém, giá xuất khẩu thấp do nhiều nguyên nhân, một trong những nguyên nhân chính là quy mô sản xuất ngành chè Việt Nam nhỏ lẻ, phân tán. Trong khi quản lý sản xuất, chế biến chè còn nhiều yếu kém, giá chè thường bị phụ thuộc và điều tiết bởi khách hàng trung gian nước ngoài. Hiện tại có nhiều công ty tham gia xuất khẩu chè, tuy nhiên những công ty không chuyên về chè nên không gắn với cây chè sẽ sẵn sàng bán các loại chè chất lượng thấp để thu lời làm ảnh hưởng đến uy tín ngành chè Việt Nam. Hướng tới mục tiêu mở rộng thị trường xuất khẩu, ngành chè Việt Nam Cả nước có khoảng 300 cơ sở chế biến chè có công suất 900 nghìn tấn búp tươi/năm, trong đó có khoảng 31 nhà máy có quy mô sản xuất lớn 30 tấn búp tươi/ngày chiếm 47% công suất chế biến; 103 nhà máy có quy mô vừa công suất chế biến 10 đến 28 tấn búp tươi/ngày chiếm 43%; còn lại là cơ sở chế biến nhỏ công suất từ 3 đến 5 hoặc 6 tấn búp tươi/ngày và các hộ chế biến nhỏ lẻ chiếm khoảng 10% tổng công suất chế biến. Kết thúc năm 2012, xuất khẩu chè của cả nước đạt 146.708 tấn, trị giá 224.589.666 USD,tăng 9,6% về lượng và tăng 10,1% về giá trị so với cùng kỳ năm trước với thị trường xuất khẩu mở rộng tới gần 100 quốc gia. Trong đó Pakistan là thị trường Việt Nam xuất khẩu chè nhiều nhất, với lượng 24.045 tấn, trị giá 45.304.840 USD, tăng 38% về lượng và tăng 39% về giá trị năm 2012, chiếm 20,1% tổng giá trị xuất khẩu chè tại Việt Nam.Tiếp đếm là Đài Loan, lượng chè xuất khẩu sang thị trường này đạt 22.45 tấn, trị giá 29.589.587 USD, tăng 10.4% về lượng và tăng 13% về trị giá; đứng thứ 3 là Nga rồi Trung Quốc, Indonexia, Mỹ… GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 16

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Theo Tổng công ty Chè Việt Nam, trong thời gian vừa qua, một doanh nghiệp xuất khẩu 36 tấn chè đen dài OP và 7,2 tấn chè xanh OP ướp hương sen sang Phần Lan. Tuy nhiên, khi phân tích labo tại nước sở tại đã cho thấy hàm lượng hoạt chất Acetamiprid và Imidacloprid trong sản phẩm chè đã vượt quá mức cho phép. Những hoạt chất này là loại thuốc nội hấp, ngấm sâu vào thân và lá chè nên không dễ phân hủy và đào thải như những hoạt chất trừ sâu khác. Hiện tại, việc xuất khẩu chè vào thị trường EU rất khó khăn do việc quản lý chặt chẽ về dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trên sản phẩm chè. Bên cạnh đó, một số thị trường như UAE, Thổ Nhĩ Kỳ, Nga, Đông Âu hay Đài Loan cũng đã nghiêm cấm sản phẩm chè nhập khẩu có tồn dư hoạt chất nói trên. Theo quy định của Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn, các sản phẩm thuốc bảo vệ thực vật có chứa các hoạt chất nêu trên vẫn nằm trong danh mục cho phép sử dụng với chè như Sutin 5EC, Admaire 50 EC, 200 OD, Map-Jono 5EC, 700WP.. Được biết về yêu cầu chất lượng và kiểm soát dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, nhiều quốc gia nhập khẩu chè lớn của Việt Nam hiện nay đều không có yêu cầu cao như Pakistan chưa có yêu cầu về kiểm soát chất lượng và dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, Đài Loan đã có yêu cầu nhưng chưa theo tiêu chuẩn EU, Indonesia, Malaisia chưa có yêu cầu...). Tuy nhiên, một số thị trường nhập khẩu chè lớn khác như Ba Lan, Nga... đã chuẩn bị có kế hoạch kiểm soát chất lượng và dư lượng chè nhập khẩu theo các quy định hiện hành của EU. Thời gian gần đây, nhiều sản phẩm chè xuất khẩu của Việt Nam đã bị trả lại do không đáp ứng được các yêu cầu về chất lượng sản phẩm. Đây là thách thức đối với ngành chè xuất khẩu Việt Nam, khi mà tình hình kiểm soát chất lượng và dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trên sản phẩm chè chưa chặt chẽ. Nếu chúng ta không không kiểm soát được quá trình sản xuất từ trồng đến chăm sóc, thu hái, chế biến và bảo quản... thì khả năng thị trường chè xuất khẩu sẽ ngày càng dần bị thu hẹp. Đề nghị của Tổng công ty Chè Việt Nam không phải GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 17

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

không có cơ sở bởi theo báo cáo của Hiệp hội chè Việt Nam năm 2012, trong số mẫu chè của các công ty, doanh nghiệp gửi đi phân tích tại Đức, có tới 49/93 mẫu chè phát hiện tồn dư thuốc bảo vệ thực vật vượt ngưỡng cho phép, đây là một tỷ lệ đáng báo động về chất lượng sản phẩm chè Việt Nam. Theo dự báo của các chuyên gia kinh tế, năm 2013 kinh tế Việt Nam vẫn gặp nhiều khó khăn. Việc thắt chặt tài chính khiến thị trường sản xuất thiếu vốn, trong khi một số thị trường xuất khẩu chè truyền thống áp dụng chặt chẽ chỉ tiêu an toàn chất lượng, an toàn thực phẩm, chỉ tiêu về dư lượng thuốc bảo vệ thực vật... sẽ gây ảnh hưởng bất lợi tới ngành sản xuất và xuất khẩu chè Việt Nam. Để mở rộng xuất khẩu chè ra thị trường thế giới, ngành chè Việt Nam cần quan tâm nhiều hơn nữa đến nâng cao chất lượng nguyên liệu cũng như năng suất cây trồng. Đối với cây chè, 80% chất lượng sản phẩm thể hiện ở chất lượng nguyên liệu búp chè tươi và năng suất cây trồng quyết định tới sản lượng chè thành phẩm. Việt Nam hiện là nước xuất khẩu chè đứng thứ 5 trên thế giới. Tuy nhiên, sản phẩm chè xuất khẩu của Việt Nam chủ yếu là chè rời. Các loại chè có bao gói, mẫu mã mang thương hiệu còn rất hạn chế nên giá bán thấp, chưa có thị trường ổn định và bền vững. Lợi thế của ngành chè Việt Nam là có nguồn nguyên liệu lớn, tuy nhiên do năng suất lao động thấp, diện tích sản xuất manh mún nhỏ lẻ, năng suất thu hoạch thấp nên chưa đáp ứng được cuộc sống của người nông dân trồng chè từ đó việc tái đầu tư vào cây chè là rất khó khăn. Bên cạnh đó, hiện tượng cạnh tranh mua bán giữa các doanh nghiệp chè trong nước vẫn xảy ra nên nhiều vùng sản xuất chè phơi, chè chất lượng thấp, không tuân thủ quy trình quy định đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm... làm ảnh hưởng tới uy tín chè xuất khẩu. Điều đáng lo ngại nhất về sản phẩm chè Việt Nam đó là chất lượng sản phẩm thấp, không ổn định, giá chè xuất khẩu bình quân cũng thuộc dạng thấp nhất GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 18

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

trong các nước xuất khẩu chỉ bằng 50- 60% giá chè bình quân thế giới Sản phẩm chè chất lượng kém, giá xuất khẩu thấp do nhiều nguyên nhân, một trong những nguyên nhân chính là quy mô sản xuất ngành chè Việt Nam nhỏ lẻ, phân tán.. Hiện tại có nhiều công ty tham gia xuất khẩu chè, tuy nhiên những công ty không chuyên về chè nên không gắn với cây chè sẽ sẵn sàng bán các loại chè chất lượng thấp để thu lời làm ảnh hưởng đến uy tín ngành chè Việt Nam. Do đó, để ngành chè phát triển bền vững và đẩy mạnh xuất khẩu, ngành chè cần quan tâm tới các biện pháp nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm như: Thay thế dần các giống chẽ cũ lâu năm, năng suất thấp bằng các giống chè mới có năng suất cao, chất lượng tốt để đưa vào ứng dụng, lựa chọn loại nhân giống cho từng loại chè thành phẩm; tăng cường công tác khuyến môn. Áp dụng các quy trình sản xuất nông nghiệp bền vững và an toàn vệ sinh thực phẩm theo tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn quốc tế trong chè; áp dụng các quy chuẩn và tiêu chuẩn của nhà máy chế biến, nâng cao chất lượng sản phẩm bằng cách cải tiến quy trình công nghệ, máy móc sản xuất đồng bộ.

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 19

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Bảng 1.1. Tỷ trọng sản lượng chè khả dụng cho xuất khẩu theo năm

Năm

Sản lượng (tấn)

Xuất khẩu (tấn)

%

2006

3.665.600

1.579.000

43%

2007

3.854.400

1.579.000

41%

2008

3.965.500

1.652.100

42%

2009

4.018.600

1.615.500

40%

2010

4.280.900

1.786.400

42%

2011

4.561.500

1.763.900

39%

2012

4.691.100

1.777.200

38%

2013

4.990.700

1.864.100

37%

2014

5.196.400

1.830.300

35%

2015

5.304.500

1.801.500

34%

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 20

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

1.3: Sơ đồ hình thành trong quá trình sản xuất

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 21

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

1.3.1. Sơ đồ sản xuấ t chè đen NGUYÊN LIỆU CHÈ LÀM HÉ O VÒ LẦN 1 PHẦN CHÈ NHỎ

SÀNG CHÈ VÒ

PHẦN CHÈ

TO VÒ LẦN 2 PHẦN CHÈ NHỎ

SÀNG CHÈ VÒ

PHẦN CHÈ

TO VÒ LẦN 3 PHẦN CHÈ NHỎ

SÀNG CHÈ VÒ

PHẦN CHÈ

TO LÊN MEN SẤY (1-2 LẦN) CHÈ ĐEN BÁN THÀNH PHẨM SÀNG PHÂN LOẠI ĐẤU TRỘN, ĐÓNG HỘP CHÈ ĐEN THÀNH PHẦM

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 22

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

sơ đồ dòng thải hình thành Nguyên liê ̣u

Nhiê ̣t đô ̣ mă ̣t trời

Phơi nắ ng hoă ̣c hong héo

Máy vò chè

Vỏ chè

Tiế ng ồ n

Than, củi

Sao chè

Xỉ than, khói

Than, củi

Sấ y chè

Xỉ than, khói

Thành phẩ m

Nguyên liê ̣u

Phơi nắ ng hoă ̣c hong héo

Nước

thải

rửa

du ̣ng cu ̣

Vỏ chè

Chấ t thải nguyên

Sao chè

Nước thải chấ t hữu

liêụ

cơ Sấ y chè

Nước sinh hoa ̣t

Thành phẩ m

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 23

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

1.4 Đặc tính nước thải sản xuất chè các thành phần chính của nước thải chè: cơ sở chế biến chè và các nông sản khác đều thải ra lượng chất thải hữu cơ sinh ra trong quá trình sản xuất. Thành phần chue yếu của lượng chất thải này là hữu cơ như tinh bộ,protein, xenluloza.. là nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn thải. Nước thải: nước thải mang tính axit cao, tồn tại chất thải rắn ở dạng hữu cơ, các hạt lơ lửng và cac thành phần chất dinh dưỡng, chất độc hại có trong các loại chè. Nước thải này có nguồn từ nước rửa nguyên liệu và nước trong quá trình sản xuất Hiê ̣n tra ̣ng nước thải gây ô nhiễm của nhà máy sản xuấ t chè: Nước thải: Hoạt đô ̣ng chế biến các sản phẩm từ nông nghiê ̣p là loa ̣i hình sản xuấ t sử du ̣ng một lượng nước lớn có chứa các thành phàn nguy ha ̣i.( lươ ̣ng hóa chấ t bảo quản nông san vẫn còn đọng lại, hóa chấ t bảo vệ thực vâ ̣t, các loa ̣i hóa chấ t sử du ̣ng tẩ y trắ ng...). Ngoài ra, nước thải còn bi ̣diễm dầ u do rò rỉ, rơi vãi trong quá trình bảo dưỡng thiế t bi ̣máy móc, nước rửa sàn. Chấ t thải da ̣ng rắ n: Đối với các cơ sở chế biế n chè tươi, chấ t rắ n huy ha ̣i có thành phầ n chủ yế u là các vâ ̣t liêụ sàng, lo ̣c, chai lọ đựng hóa chấ t, chất phu ̣ gia, chấ t bảo quan trong quá trình chế biế n. Chấ t thải rắ n thông thường trong quá trình sản xuấ t, chế biế n: Chất thải rắ n phát sinh từ bô ̣ phâ ̣n chuẩ n bi nguyên liê ̣u: Lá chè tươi, bu ̣i, đấ t, ̣ cát theo nguyên liê ̣u dẫn đến tắ c hỏng máy. Các loại bao bì, chai lo ̣, dụng cu ̣ sàng sấ y,rỏ rỉ, nhiễm bẩ n không còn giá tri sư ̣ ̉ du ̣ng. Bã của nguyên liệu sau chế biến.

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 24

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

1.5 Các công nghệ xử lý nước thải sản xuất chè 1.5.1 Phương pháp xử lý cơ học Nhằm loại bỏ khỏi nước thải và các chất phân tán thô, vô cơ (cát, sỏi…) các chất lơ lửng có thể lắng được bằng cách gạn, lọc, lắng được thực hiện qua các công trình như: song chắn rác, bể lắng cát, bể tách dầu mỡ, bể điều hòa, bể làm thoáng… Song chắn rác được ứng dụng để loại bỏ khỏi nước thải các loại rác và các tạp chất có kích thước lớn hơn 5mm .Đối với các tạp chất nhỏ hơn thường sử dụng các loại lưới chắn rác với nhiều cỡ mắc lưới khác nhau. Bể lắng cát được thiết kế nhằm loại bỏ các tạp chất vô cơ mà chủ yếu là cát và đất có trong nước thải sản xuất hoa quả sấy Bể tách dầu mỡ thường được ứng dụng trong xử lý nước thải công nghiệp có chứa dầu mỡ (từ quá trình rửa thiết bị) các chất nhẹ hơn nước và các dạng nước thải khác. Do hàm lượng dầu mỡ không lớn nên có thể tách chúng ngay ở bể lắng đợt I nhờcác thanh gạt thu hồi dầu mỡ, chất nổi trên bề mặt bể lắng. Bể điều hòa thường được ứng dụng để điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ônhiễm trong nước thải công nghiệp. Bể lắng có nhiệm vụ tách các chất lơ lững còn lại trong nước thải (sau khi qua bể lắng cát) có tỷ trọng hơn hoặc nhỏ hơn tỷ trọng của nước.Thông thường bể lắng có 3 loại chủ yếu: bể lắng ngang, bể lắng đứng và bể lắng ly tâm. Ngoài ra còn có một số bểlắng khác như bể lắng nghiêng, bể lắng xoáy được thiết kế nhằm tăng cường hiệu quả lắng . Bể lọc được ứng dụng để loại bỏ các chất lơ lửng có kích thước nhỏ và được lọc qua lớp vật liệu lọc hoặc lưới lọc, màng lọc chuyên dụng. Bể lọc thường Để tăng hiệu suất công tác của xử lý cơ học có thể ứng dụng các biện pháp kích thích quá trình lắng như làm thoáng và đông tụ sinh học. Quá trình làm thoáng thường được thực hiện ở mương, máng dẫn nước thải vào bể lắng đợt I GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 25

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

hoặc ở trong công trình riêng biệt. Bể làm thoáng được đặt trước bể lắng. Hiệu suất lắng đạt đến 60% so với 40÷50% khi không có làm thoáng . 1.5.2 Phương pháp xử lý hóa lý Keo tụ - tạo bông Nước thải sản xuất chè còn chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ dạng hạt có kích thước nhỏ, khó lắng, khó để tách ra bằng phương pháp cơ học thông thường vì tốn nhiều thời gian nhưng hiệu quả không cao. Ta có thể áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng. Các chất kẹo tụ thường sử dụng phèn nhôm PAC, phèn sắt, phèn bùn,…kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ. Nguyên tắc của phương pháp này là: cho vào nước thải các hạt keo tụ mang điện tích trái dấu với các hạt lơ lửng của nước thải (các hạt có nguồn gốc silic và các chất hữu cơ có trong nước thải mang điện tích âm, các hạt nhôm hidroxid sắt hidroxi được đưa vào mang điện tích dương). Khi đó điện động của nước bị phá vỡ, các hạt mang điện tích trái dấu này sẽ liên kết lại thành các bông cặn có kích thước lớn và dễ lắng hơn.Phương pháp keo tụ có thể tách được 80-90% hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sản xuất hoa quả sấy khô.  Tuyển nổi Mục đích của việc tuyển nổi là để tách các hợp chất không tan, hoặc tan có khả năng lắng kém nhưng có thể kết dính vào các bọt khí nổi lên, hoặc các chất lỏng có trọng lượng nhỏ hơn tỷ trọng của chất lỏng làm nền, trong nước thải sản xuất hoa quả sấy, tuyển nổi được áp dụng nhằm tách các chất rắn có kích thước nhỏ, lắng kém. Các loại bể tuyển nổi thường gặp: + Tuyển nổi phân tán không khí bằng thiết bị cơ học (tuabin hướng trục) được sử dụng rộng rãi trong lực vực khai khoáng cũng như trong lĩnh vực xử lý nước thải, các thiết bị kiểu này cho phép tạo bọt khí khá nhỏ.

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 26

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

+ Tuyển nổi phân tán không khí bằng mấy bơm khí nén: qua các vòi phun (xử lý nước thải chưa có tạp chất dễ ăn mòn vật liệu chế tạo các thiết bị cơ giới với các chi tiết chuyển động), qua các tấm xốp… + Tuyển nổi với tách không khai với nước (tuyển nổi chân không, tuyển nổi không áp, tuyển nổi có áp hoặc bơm hỗn hợp khí nước): được sử dụng rộng rãi với nước thải chứa chất bẩn kích thước nhỏ vì nó cho phép tạo bọt khí rất nhỏ. Ngoài ra có có cả tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học, tuyển nổi hóa học. Khử trùng Mục đích của việc khử trùng nhằm loại bỏ các vi sinh vật trong nước thải sản xuất hoa quả sấy có khả năng gây anh hưởng đến môi trường tiếp nhận và sức khỏe con người. Một số phương pháp và hóa chất khử trùng thường gặp: Phương pháp Clo hóa: là phương pháp được áp dụng phổ biến hiện nay. Clo cho vào nước thải dưới dạng hơi hoặc clorua vôi. Lượng clo hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là: 10g/m3 đối với nước thải sau xử lý cơ học, 5 g/m3 sau xử lý sinh học hoàn toàn. Clo phải được trộn đều với nước và để đảm bảo hiệu quả khử trùng, thời gian tiếp xúc giữa nước với hóa chất là 30 phút trước khi thải ra nguồn.hệ thống Clo hóa nước thải Clo hơi bao gồm thiết bị Clorato, máng trộn và bể tiếp xúc. Phương pháp dùng Clo hơi ít được dùng phổ biến. Phương pháp Ozon hóa: Ozon tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hóa bằng ozon cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng của nước. Bằng Ozon hóa có thể xử lý phenol, sản phẩm dầu mỏ, H2S, các hợp chất asen, thuốc nhộm…Sau quá trình Ozon hóa số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến 99%. Ngoài ra Ozon còn oxy hóa các hợp chất Nito, photpho…Nhược điểm chính của phương pháp này là giá thành cao và thường được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước cấp. GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 27

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

1.5.3 Phương pháp xử lý sinh học Phương pháp xử lý sinh học trong xử lý nước thải có thể được phân ra như sau:

Hình 1.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 1.5.3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí là quá trình sử dụng các vi sinh vật hiếu khí để phân hủy các chất hữu cơ thích hợp có trong nước thải trong điều kiện được cung cấp oxy liên tục. Quá trình phân hủy chất hữu cơ của VSV hiếu khí có thể mô tả bằng phản ứng sau: (CHO)nNS + O2 → CO2 + H2O + NH4+ + H2S + Tế bào VSV + ∆H Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí gồm 3 giai đoạn: - Giai đoạn 1: Oxi hóa toàn bộ chất hữu cơ có trong nước thải để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào. CxHyOzN + (x+ + + ) O2 → xCO2 + H2O + NH3 - Giai đoạn 2 (quá trình đồng hóa): Tổng hợp để xây dựng tế bào CxHyOzN + NH3 + O2 → xCO2 + C5H7NO2 GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 28

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

- Giai đoạn 3 ( quá trình dị hóa): Hô hấp nội bào C5H7NO2+ 5O2 → xCO2 + H2O NH3 + O2 → O2 + HNO2 → HNO3 Khi không đủ cơ chất, quá trình chuyển hóa các chất của tế bào bắt đầu xảy ra bằng sự tự oxi hóa chất liệu tế bào. Các quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Tùy theo từng loại VSV khác nhau quá mà quá trình sinh học hiếu khí nhân tạo được chia thành:  Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng.  Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám. * Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí - Hồ sinh học hiếu khí Ao, hồ sinh học hiếu khí là loại công trình mà ánh sáng có thể chiếu xuyên xuống dưới đáy ao hồ. Ở đây, quá trình quang hợp của tảo được thực hiện trong toàn bộ tầng nước nên sự khếch tán oxy qua bề mặt và quang hợp là yếu tố chính cung cấp oxy trong ao, hồ. Ao, hồ sinh học hiếu khí được chia làm 2 loại: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ nhân tạo (có sục khí).

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 29

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Hình 1.4 Hồ sinh học hiếu khí tự nhiên - Cánh đồng tưới và bãi lọc Cánh đồng tưới và cánh đồng lọc là 2 công nghệ độc lập, tuy nhiên trong một số điều kiện cụ thể thì hai công nghệ này kết hợp với nhau thành một dây chuyền công nghệ.Thường thì cánh đồng lọc hỗ trợ cho cánh đồng tưới khi mà tới thời gian muốn giảm tưới và biến đất nghèo dinh dưỡng thành đất giàu dinh dưỡng. Thường sử dụng cho xử lý nước thải sinh hoạt do chứa N:P:K = 5:1:2 phù hợp cho phát triển thực vật. Nhằm xử lý nước thải đồng thời tận dụng nước thải làm nguồn phân bón. Nguyên tắc hoạt động: dựa trên khả năng giữ cặn trên mặt đất, nước thấm qua đất như đi qua lọc, trong đất chứa VSV hiếu khí với lượng oxy có trong các lổ hỏng và mao quản của lớp đất mặt. - Bể bùn hoạt tính (bể hiếu khí Aerotank)

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 30

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Bể bùn hoạt tính (bể aerotank) là bể phản ứng sinh học được làm hiếu khí bằng cách thổi khí nén và khuấy đảo cơ học làm cho các VSV tạo thành các hạt bùn hoạt tính lơ lửng trong khắp pha lỏng. Bể bùn hoạt tính là một trong những phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp.Ưu điểm của bể này là dễ xây dựng và vận hành. Tuy nhiên do bể này sử dụng bơm để tuần hoàn bùn nhẳm ổn định lại nồng độ bùn hoạt tính ở trong bể nên khi vận hành dễ tốn năng lượng. Nguyên lý làm việc của bể là quá trình sinh học xảy ra qua 3 giai đoạn: Giai đoạn 1: tốc độ oxi hóa bằng tốc độ tiêu thụ oxi. Ở giai đoạn này, bùn hoạt tính được hình thành và phát triển. Các VSV được sinh trưởng mạnh dẫn đến lượng oxi tăng cao. Giai đoạn 2: VSV phát triển ổn định và tốc độ tiêu thụ oxi gần như không thay đổi. Và trong giai đoạn này, các chất hữu cơ bị phân hủy mạnh nhất. Giai đoạn 3: tốc độ oxi hóa giảm dần và sau đó lại tăng lên. Tốc độ phân hủy chất bẩn hữu cơ giảm dần và quá trình nitrat hóa amoniac xảy ra. Sau cùng, nhu cầu tiêu thụ oxi lại giảm và quá trình làm việc của aerotank kết thúc.

Hình 1.5 Cơ chế hoạt động của bể aerotank trong xử lý nước thải

Có nhiều loại bể bùn hoạt tính: bể bùn hoạt tính truyền thống, bể bùn hoạt tính tiếp xúc ổn định, bể bùn hoạt tính cấp khí kéo dài, bể bùn hoạt tính cấp khí giảm GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 31

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

dần, bể bùn hoạt tính khuấy trộn hoàn toàn, bể bùn hoạt tính nạp nước thải theo bậc (cấp khí nhiều bậc). Bể lọc sinh học Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó chất thải được lọc qua lớp vật liệu lọc rắn được bao phủ bởi lớp màng vi sinh vật. Các vi khuẩn trong màng sinh học thường có hoạt tính cao hơn vi khuẩn trong bùn hoạt tính. Màng sinh học hiếu khí là một hệ vi sinh vật tùy tiện. Cấu tạo của bể lọc sinh học gồm các bộ phận chính: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước trên toàn bộ bề mặt bể, hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc, hệ thống dẫn và phân phối khí cho bể lọc. Bể lọc sinh học được chia làm 2 loại là: lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước và lọc sinh học có lớp vật liệu không ngập trong nước. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý trong thiết bị lọc sinh học: bản chất của chất hữu cơ ô nhiễm, vận tốc oxi hóa, cường độ thông khí, tiết diện màng sinh học, thành phần vi sinh…. Lọc sinh học nhỏ giọt Bể lọc sinh học nhỏ giọt rất đa dạng, gồm các loại: lọc sinh học nhỏ giọt quay, biophin nhỏ giọt, bể lọc sinh học thô…. Bể thường có dạng hình trụ hay hình chữ nhật. Thiết bị lọc nhỏ giọt thường bao gồm 5 phần chính: môi trường lọc đệm, bể chứa, hệ thống cung cấp nước thải, cống thoát ngầm và hệ thống thông gió. Nước thải được đưa vào xử lý được phân thành các màng nhỏ chảy qua lớp vật liệu đệm sinh học, dưới tác dụng của các vi sinh vật phân hủy hiếu khí trên lớp màng vật liệu thì các chất hữu cơ bị phân hủy và loại bỏ. Ưu điểm của loại hình công nghệ này là: Ít tốn diện tích đất xây dựng, Chi phí đầu tư thấp , Quy trình vận hành đơn giản và hoàn toàn tự động Đĩa quay sinh học

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 32

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Là công trình của thiết bị xử lý nước thải bằng kỹ thuật màng lọc sinh học dựa trên sự gắn kết của VSV trên bề mặt của vật liệu. RBC khử BOD và nitrat rất hiệu quả, được sử dụng nhiều để xử lý nước thải chế biến thủy sản. Trong quá trình vận hành, các VSV sẽ sinh trưởng gắn trên bề mặt đĩa và hình thành lớp màng mỏng nhầy trên bề mặt ướt của đĩa. Khi đĩa quay, thì các lớp màng vi sinh vật lần lượt tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và với không khí để hấp thụ oxi. Đĩa quay cũng là cơ chế để tách các chất rắn thừa ra khỏi bề mặt các đĩa nhờ lực ly tâm. Mương oxi hóa Là một dạng aerotank cải tiến khuấy trộn hoàn chỉnh trong điều kiện hiếu khí kéo dài, nước chuyển động tuần hoàn trong mương. Thường sử dụng với nước thải có độ nhiễm bẩn cao BOD20 từ 1000-5000 mg/l Mương oxi hóa được chia làm 2 nhóm chính là liên tục và gián đoạn Ưu điểm: Mương oxi hóa đơn giản, chi phí vận hành thấp, chi phí đầu tư nhỏ hơn 2 lần so với bể lọc sinh học. Hiệu quả xử lý BOD, nito, photpho cao. Ít bị ảnh hưởng bởi sự dao động lớn về chất lượng và lưu lượng.

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 33

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Hình 1.6 Mương oxi hóa – xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí 1.5.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí Quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí là do sự hoạt động của các vi sinh vật trong môi trường mà không cần sự có mặt của oxi không khí và sản phẩm cuối cùng tạo ra gồm CH4, CO2, N2, H2,… và trong đó khí CH4(metan) chiếm tới 65%. Quá trình này còn có thể gọi là quá trình lên men metan. Quá trình phân hủy kỵ khí có thể mô tả bằng sơ đồ tổng quát: (CHO)nNS → CO2 +H2O + CH4 + NH4 + H2 + H2S + tế bào vi sinh Quá trình xử lý kỵ khí trong điều kiện nhân tạo có thể được áp dụng để xử lý các loại cặn bã chất thải công nghiệp có hàm lượng chất bẩn hữu cơ cao BOD 1030(g/l). Quá trình phân hủy kỵ khí chất bẩn là quá trình diễn ra hàng loạt các phản ứng sinh hóa phức tạp và có thể họp thành 4 giai đoạn, xảy ra đồng thời trong quá trình phân hủy các chất thải hữu cơ như sau: GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 34

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Hình 1.7 Các giai đoạn phân hủy kị khí chất thải hữu cơ Trong 3 giai đoạn đầu thì lượng COD hầu như không giảm, COD chủ yếu chỉ giảm trong giai đoạn metan hóa. Trong xử lý kỵ khí cần lưu ý đến 2 yếu tố quan trọng:  Duy trì sinh khối vi khuẩn càng nhiều càng tốt  Tạo tiếp xúc đủ giữa nước thải với sinh khối vi sinh vật. - Bể tự hoại Bể tự hoại là công trình xử lý nước thải bậc I (xử lý sơ bộ) có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ hoặc hoàn toàn nước thải trước khi thải ra sông, hồ hay mạng lưới thoát nước bên ngoài. Bể tự hoại hoạt động theo nguyên lý tạo ra trong hai quá trình là quá trình lắng nước thải và quá trình lên men cặn lắng. Bể tự hoại thường được dùng trong các hộ gia đình có thể thống cấp thoát nước bên trong nhưng bên ngoài là hệ thống thoát nước chung không có trạm xử lý, thời gian lưu nước trong bể từ 1 đến 3 ngày. Bể tự hoại cũng được sử dụng trong xử lý cặn bùn của hệ thống xử lý nước thải chế biến thủy sản, với thời gian lưu bùn từ 1-2 tháng.Bùn được nâng nhiệt đến 350 độ C và có van tháo cặn dưới đáy bể.

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 35

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Nguyên lý hoạt động của bể tự hoại:  Quá trình thứ 1: Nguyên lý hoạt động của bể tự hoại trong quá trình lắng cặn trong bể có thể xem như quá trình lắng tĩnh. Dưới tác dụng trọng lượng, các hạt cặn sẽ rơi xuống dưới đáy bể và nước sau khi ra khỏi bể sẽ trong. Cặn rơi xuống bể ở đây có các chất hữu cơ sẽ bị phân hủy nhờ hoạt động của vi sinh vật yếm khí.  Quá trình thứ hai: Nguyên lý hoạt động của bể tự hoại trong quá trình lên men. Sau khi các hạt cặn lắng xuống đáy bể và các chất hữu cơ sẽ bị phân hủy nhờ có các vi sinh vật yếm khí, cặn sẽ lên men, mất mùi hôi và giảm thể tích. Tốc độ lên men của căn nhanh hay chậm phụ thuộc vào nhiệt độ, độ PH của nước + lửng trôi theo nước. - Bể bùn kỵ khí dòng chảy ngược – USAB (Upflow Anaerobic Blanket reactor) USAB là một trong những phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí được ứng dụng rộng rãi nhờ các đặc điểm sau:  Cả 3 quá trình: Phân hủy – Lắng bùn – Tách khí được đặt chung trong một công trình.  Tạo thành các loại hạt bùn kỵ khí có mật độ VSV cao và tốc độ lắng vượt xa do có lớp bùn hiếu khí lơ lửng. Bể USAB được chia làm 2 vùng:  Vùng lắng: được đặt nằm trên vùng phân hủy kỵ khí. Nước thải sau khi phân hủy sẽ di chuyển lên vùng này để lắng cặn.  Vùng chứa bùn phân hủy kỵ khí (không chiếm quá 60% thể tích bể): là lớp bùn chứa các VSV kỵ khí có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ, nước thải được chảy vào vùng này để xử lý. Nhờ có các VSV trong bùn hoạt tính mà các chất bẩn trong nước thải khi di chuyển từ dưới lên, xuyên qua lớp bùn bị phân hủy.Trong bể, các VSV liên kết nhau và hình thành các hạt bùn đủ lớn để tránh bị cuốn trôi ra khỏi bể.Đồng thời GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 36

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

các loại khí được tạo ra trong điều kiện kỵ khí sẽ tạo ra dòng tuần hoàn cục bộ giúp cho việc tạo thành những hạt bùn hoạt tính và giữ cho chúng được ổn định.Các bọt khí và hạt bùn có khí bám vào sẽ nổi lên trên mặt tạo thành hỗn hợp trên bể. Khi hỗn hợp này va phải lớp lưới chắn phía trên, các bọt khí sẽ vỡ ra và các hạt bùn được tách ra sẽ lắng xuống dưới bể. Bể USAB được sử dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao. Ưu điểm:  Chi phí đầu tư và vận hành thấp.  Lượng hóa chất cần bổ sung ít.  Không đòi hỏi cấp khí, do đó ít tiêu hao năng lượng, có thể thu hồi và tái sử dụng năng lượng từ biogas.  Lượng bùn sinh ra ít, cho phép vận hành với tải trọng cao, giảm diện tích công trình. Nhược điểm:  Giai đoạn xây dựng lâu.  Dễ bị sốc tải khi chất lượng nước vào biến động.  Bị ảnh hưởng bởi các chất độc hại.  Khó hồi phục sau thời gian ngừng hoạt động.

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 37

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 3.1 Các thông số lựa chọn của nguồn nước thải cần xử lý Bảng 3.1. Thông số nước thải đầu vào

Thông số

Đơn vị

Giá trị

pH

-

6

COD

mg/l

1200

BOD

mg/l

800

SS

mg/l

150

Tổng Nito

mg/l

15

Tổng photpho

mg/l

4

3.2 Đề xuất các phương án xử lý Nước thải hoa quả sấy khô có đặc tính chứa nhiều chất thải rắn nên để tránh chúng gây hại cho các bể chính thì ta phải bố trí song chắn rác ngay đầu dây truyền để thu chất thải rắn. Thứ 2 là trong nước thải có nhiều đất cát nên sẽ bố trí 1 bể lắng cát sau song chắn rác để lắng bỏ đất cát trong nước thải, tránh làm tắc nghẽn hệ thống bơm, ảnh hưởng đến các công trình đơn vị xử lý phía sau. Thứ 3 là nước thải chứa hàm lượng chất hữu cơ cao mà pH >6,5 rất thích hợp với quá trình xử lý kỵ khí của USAB nên ta sẽ bố trí thêm bể USAB vào dây truyền, kèm theo đó phải có bể chứa bùn và sân phơi bùn để xử lý bùn thải của bể Để xử lý nito, photpho tổng và khử BOD ta sử dụng bể Aerotank hoặc bểMBBR(bể xử lý bùn hoạt tính hiếu khí kết hợp bể lọc sinh học). Để khử trùng ta sử dụng bể khử trùng và để kiểm soát sự biến thiên lưu lượng nước thải theo từng giờ trong ngày, tạo dòng thải ổn định cho các bước xử lý kế tiếp thì ta sử dụng bể điều hòa được đặt sau các công trình xử lý cơ học và ở đây song chắn rác, bể lắng cát.  Sơ đồ công nghệ

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 38

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO

SONG CHẮN RÁC HỐ THU GOM MÁY THỔI KHÍ

BỂ ĐIỀU HÒA BỂ LẮNG ĐỨNG BẬC 1 MÁY THỔI KHÍ CẶN TƯƠI

BỂ CHỨA BÙN

BÙN THẢI

BỂ AEROTANK

BÙN HOẠT TÍNH TUẦN HOÀN CLO

XỬ LÝ THEO QUY ĐỊNH

BỂ LẮNG ĐỨNG BẬC 2 NGUỒN TIẾP NHẬN BỂ KHỬ TRÙNG QCVN 40:2011/BTNMT

Chú thích: Đường nước: Đường hóa chất - khí: Đường bùn tuần hoàn: Đường bùn thải:  Thuyết minh sơ đồ công nghệ Nước thải phát sinh từ nhà máy sản xuất được dẫn qua song chắn rác thường được đặt ở của vào kênh dẫn.Làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất thô có trong nước thải.Nước thải qua SCR giảm được 4% SS và BOD5.Rồi nước thải được dẫn về bể lắng cát để GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 39

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

lắng bỏ đất cát có trong nước thải, tránh làm tắc nghẽn hệ thống bơm, ảnh hưởng đến các công trình xử lý đơn vị phía sau.Cát sau khi lắng sẽ được đưa đến sân phơi cát.Sau đó nước thải được đưa đến hố thu gom, sau đó được bơm lên bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa nồng độ và lưu lượng nước thải tạo điều kiện cho các công trình đơn vị phía sau hoạt động ổn định. Bể điều hòa được sục khí nhằm tạo nên sự xáo trộn cần thiết để ngăn cản lắng và phát sinh mùi hôi. Qua bể điều hòa giảm được 10% SS. Tiếp tục nước thải được bơm sang bể lắng I(lắng đứng) để loại bỏ các hạt cặn lơ lửng có kích thước nhỏ (Bể lắng đứng loại bỏ được 45% SS, 25% BOD). Sau đó nước thải tiếp tục được đưa vào bể USAB (COD > 100mg/l, SS< 3000mg/l).Tại đây, khâu xử lý chính được bắt đầu. Tại bể USAB, các chất hữu cơ phức tạp dễ phân hủy sinh học sẽ bị phân hủy, biến đổi thành các chất hữu cơ đơn giản đồng thời sinh ra một số khí như: CO2, SO2, CH4… Nước thải sau khi qua bể này sẽ giảm một lượng đáng kể BOD và một phần COD ( hiệu quả xử lý của USAB tính theo COD, BOD là 60 – 80%). Nước thải sau khi ra khỏi bể USAB được đưa sang bể Aerotank. Tại bể Aerotank diễn ra quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ không khí cấp từ máy thổi khí. Tại đây các vi sinh vật ở dạng hiếu khí ( bùn hoạt tính) sẽ phân hủy các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản như: CO2, H2O… Hiệu quả xử lý của bể Aerotank là 85 – 90% tính theo COD, BOD. Sau đó nước thải được dẫn qua bể lắng II (lắng đứng).Bể lắng II (lắng đứng) được xây dựng để loại bỏ các bông bùn được hình thành trong quá trình sinh học lắng xuống đáy.Sau khi qua bể lắng II (lắng đứng), để giảm nồng độ chất ô nhiễm còn lại thì nước thải sẽ cho qua bể khử trùng đc chích hóa chất Clo rồi đưa ra nguồn tiếp nhận. Bùn thu được từ bể lắng II (lắng đứng), một phần dùng bơm định lượng bơm tuần hoàn lại bể Aerotank để bổ sung cho quá trình hiếu khí, phần bùn dư còn lại đưa về bể nén bùn.

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 40

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH CHÍNH Qua các phân tích và đánh giá ở trên ta có bảng số liệu đầu vào của dòng thải: Thông số

Đơn vị

Giá trị

pH

-

6

COD

mg/l

1200

BOD

mg/l

800

SS

mg/l

150

Tổng Nito

mg/l

15

Tổng photpho

mg/l

4

Ta có lưu lượng nước thải mỗi ngày: Q = 1800 m3/ngày = 75 m3/h = 20,8 l/s Bảng hệ số điều hòa chung TCVN 7957:2008 Lưu lượng nước thải trung bình 𝐪𝐭𝐛 (l/s)

Hệ số không điều hòa

5

10

20

50

100

300

500

1000

chung K0

≥ 5000

Komax

2,5

2,1

1,9

1,7

1,6

1,55

1,5

1,47

1,44

Komin

0,38

0,45

0,5

0,55

0,59

0,62

0,66

0,69

0,71

Với lưu lượng Q = 20,8 (l/s), thì ta có hệ số không điều hòa Komax = 1,9 Komin = 0,5 Lưu lượng lớn nhất : Q max = Q tb . K max = 75×1,9 = 142,5 m3 /h Lưu lượng nhỏ nhất : Q min = Q tb . K min = 75×0,45 = 34m3 /h 4.1. Song chắn rác Nhiệm vụ: tách các loại rác và tạp chất thô có kích thước lớn 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. GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 41

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Tính toán - Số khe hở của song chắn rác [2;113] 𝑛=

𝑄𝑚𝑎𝑥 × 𝑘0 𝑏×ℎ×𝑉

Trong đó: Qmax: lưu lượng lớn nhất của dòng thải (m3/s), Qmax= 142,5 m3/h = 0,039 m3/s b: Bề rộng khe hở giữa các song chắn rác. Chọn b=16mm [2] h: chiều sâu mực nước qua song chắn (m) k0: Hệ số tính đến độ thu hẹp của dòng chảy khi sử dụng cào rác, chọn k0=1,05 V: Vận tốc nước chảy qua song chắn, V=0,8m/s (song chắn rác làm sạch bằng cơ giới) - Số khe hở của song chắn rác là: 𝑛=

0,039 × 1,05 = 10,6 0,016 × 0,3 × 0,8

Chọn n=11, chiều rộng của song chắn rác là: 𝐵𝑥 = 𝑆 × (𝑛 − 1) + 𝑏 × 𝑛 = 0,008 × (11 − 1) + 0,016 × 11 = 0,23 𝑚 Chọn Bx = 0,25m Trong đó: S: chiều dày song chắn rác, S=0,008m n: số khe hở của song chắn rác, n=11 b: khoảng cách giữa các khe hở, b=16mm=0,016m Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn rác để khắc phục khả năng lắng đọng cặn khi vận tốc bé hơn 0,4m/s. 𝑉=

𝑞 0,039 𝑚 𝑚 = = 0,52 > 0,4 𝐵𝑥 × ℎ 0,25 × 0,3 𝑠 𝑠

- Tổn thất áp lực qua song chắn : 2 £ × 𝑉𝑚𝑎𝑥 ℎ𝑠 = ×𝑘 2×𝑔

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 42

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

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 song chắn. k=2:3, chọn k=3 £: hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác phụ thuộc vào tiết diện thanh song 𝑆

chắn được tính bởi : £ = 𝛽 × ( )4/3 𝑠𝑖𝑛𝛼 𝑏

β: hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh. Đối với thanh hình chữ nhật, β=2,42 α: góc nghiên song chắn rác, α=60o 4

0.008 3 £ = 2,42 × ( ) × 𝑠𝑖𝑛60𝑜 = 0,044 0,016 

ℎ𝑠 =

0,044×0,82 2×9,81

× 3 = 0,0043(𝑚𝐻2 𝑂)

- Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác là: 𝐻 = ℎ𝑚𝑎𝑥 + ℎ𝑠 + 0,5 = 0,3 + 0,0043 + 0,5 = 0,8043 𝑚 Trong đó: hmax: Độ đầy ứng với chế độ Qmax= 40 l/s, hmax=0,3 m hs: Tổn thất áp lực ở song chắn, hs= 0,0043 mH2O 0,5: Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60o so với mặt đất. - Chiều cao SCR: Hscr = H/sin600 = 0,8043/sin600 = 0,93 m - Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn 𝐿1 =

𝐵𝑥 − 𝐵 0,25 − 0,1 = = 0,21𝑚 2 × 𝑡𝑔20𝑜 2 × 𝑡𝑔20𝑜

- Chiều dài ngăn thu hẹp sau song chắn: 𝐿2 =

𝐿1 0,21 = = 0,105 𝑚 2 2

- Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác : GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 43

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

𝐿 = 𝐿1 + 𝐿2 + 𝐿𝑠 = 0,21 + 0,105 + 1,085 = 1,4 𝑚 Ls: Chiều dài phần mương đặt song chắn rác [2] Bảng 4.1. Thông số thiết kế song chắn rác STT Thông số thiết kế

Đơn vị

Kích thước

1

Chiều rộng song chắn

m

0,25

2

Chiều cao song chắn

m

0,93

3

Số thanh của song chắn

thanh

11

4

Khe hở giữa hai thanh

m

0,016

5

Bề dày thanh

m

0,008

độ

60

6

Góc nghiên đặt song chắn so với phương thẳng đứng

4.2. Bể thu gom Nhiệm vụ: tập trung nước thải trong nhà máy về hệ thống xử lý. Ta thiết kế bể theo nguyên lý tự chảy, theo kinh nghiệm của một số nước, dựa vào các kết quả nghiên cứu thực nghiệm có cơ sở khoa học và kinh nghiệm vận hành ở các trạm xử lý, có thể lựa chọn kích thước bể thu gom phụ thuộc vào lưu lượng tính toán Q của trạm xử lý theo bảng 4.2. Bảng 4.2. Kích thước bể thu gom [2] Đường kính ống

Lưu lượng nước thải

d (mm)

3

Q (m /h)

100 250

200

Kích thước của ngăn tiếp nhận

áp lực,

1

2

ống

ống

250

150

300

200

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

A

B

H

H1

h

h1

b

1500 1000 1300 1000

400

400

250

1500 1000 1300 1000

400

500

354

Page 44

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

400 650

400

250

1500 1000 1300 1000

400

650

500

1000

1400

600

300

2000 2300 2000 1600

750

750

600

1600

2000

700

400

2000 2300 2000 1600

750

900

800

2300

2800

800

500

2400 2300 2000 1600

750

900

800

3000

3600

900

600

2800 2500 2000 1600

750

900

800

2800

4200

1000 800

3000 2500 2300 1800

800

1000

900

Dựa vào lưu lượng tính toán đã xác định Qhmax = 142,5 m3/h, chọn bể thu gom với các thông số: Đường ống áp lực từ trạm bơm đến mỗi ngăn tiếp nhận: 1 ống với đường kính mỗi ống d = 250 mm Kích thước của ngăn tiếp nhận: A = 1500 mm; B = 1000 mm; H = 1300; H1 = 1000; h = 400 mm; h1 = 400 mm; b = 250 mm. - Thể tích bể: V = A x B x H = 1,5 × 1 × 3,1 = 4,65 m3

Bảng 4.3. Các thông số thiết kế bể thu gom

Thông số

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị

Kích

Chiều dài

A

Mm

1500

thước bể

Chiều rộng

B

Mm

1000

thu gom

Chiều cao

H

Mm

3100

Đường kính ống áp lực

d

Mm

250

Thể tích bể thu gom

V

m3

4,65

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 45

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

4.3. Bể điều hòa Nhiệm vụ: Điều hoà lưu lượng và nồng độ, tránh cặn lắng và làm thoáng sơ bộ. Qua đó oxy một phần chất hữu cơ, giảm kích thước các công trình xử lý phía sau, tăng hiệu quả xử lý của hệ thống. Tính toán - Chọn thời gian lưu trong bể là: t = 4 h - Thể tích của bể: ℎ 𝑉 = 𝑄𝑚𝑎𝑥 × 𝑡 = 142,5 × 4 = 570 𝑚3

- Chọn chiều cao hữu ích của bể : H = 5,5m - Diện tích mặt bằng: 𝐴=

𝑉 570 = = 104 𝑚2 𝐻 5,5

Chọn: L×B= 10,4m × 10m - Chiều cao bể xây dựng: 𝐻𝑥𝑑 = 𝐻 + 𝐻𝑏𝑣 = 5 + 0,5 = 6 𝑚 Trong đó: H: chiều cao hữu ích của bể, m hbv: chiều cao bảo vệ. hbv=0.5m 

Kích thước của bể điều hoà: L×B×H = 10,4m × 10m × 6m



Thể tích thực của bể : 𝑉𝑡 = 𝐿 × 𝐵 × 𝐻 = 10,4 × 10 × 6 = 624 𝑚3

- Tính toán hệ thống ống, đĩa,phân phối khí Hệ thống đĩa: Cho khuấy trộn bể điều hoà bằng hệ thống thổi khí. Lượng khí nén cần thiết cho thiết bị khuấy trộn: 𝑞𝑘ℎí = 𝑅 × 𝑉𝑑ℎ(𝑡𝑡) = 0,012 (𝑚3 ⁄𝑚3 × 𝑝ℎú𝑡) × 624 𝑚3 = 7,5 𝑚3 ⁄𝑝ℎú𝑡 = 449,8 𝑚3 ⁄ℎ = 7488 𝑙 ⁄𝑝ℎú𝑡 Trong đó:

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 46

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

R: Tốc độ khí nén , R = 10-15 (l/m3.phút). Chọn R = 12 (l/m3.phút) = 0.012 (m3/m3.phút) [11] Vdh(tt): Thể tích thật của bể điều hoà , m3 Chọn khuếch tán khí bằng đĩa bố trí theo dạng lưới. Vậy số đĩa khếch tán là : 𝑛=

𝑞𝑘ℎí = 𝑟

7488 80

𝑙 𝑝ℎú𝑡 𝑙

= 93,6 (đĩ𝑎)

𝑝ℎú𝑡

Chọn số đĩa là 94 đĩa Trong đó: r: lưu lượng khí, chọn bằng 80 l/phút. (r = 11 – 96 l/phút) [11] Chọn ống thổi khí Inox d=90 mm Chọn đường ống dẫn: Với lưu lượng qkk = 7,5 m3/phút = 0,125 m3/s và vận tốc khí nằm trong khoảng vkk = 10 – 15 m/s có thể chọn đường kính ống chính vật liệu Inox là D = 12 mm. Tính lại vận tốc khí trong ống chính: 𝑣𝑐 =

𝑞𝑘𝑘

𝜋 𝐷2 × 4

=

𝑚3 ) 𝑠 𝜋 0,122 × 4

0,125 (

𝑚

= 11 ( ) => thoả mãn vc trong khoảng 10 -15 m/s [3]. 𝑠

Chia ống dẫn chính thành 9 ống nhánh. Vậy mỗi ống nhánh ta có: Lưu lượng : 𝑞𝑛ℎ =

125 (𝑙/𝑠) 9

= 13,8(𝑙/𝑠) = 0,0139 (𝑚3 /𝑠) và chọn đường kính

ống nhánh với dnh = 4 mm ứng với vận tốc khí như sau: 𝑣𝑑 =

𝑞𝑛ℎ

0,0139 (𝑚3 /𝑠)

𝐷2 ×

0,04 2 ×

𝜋 = 4

𝜋 4

= 11,1 (𝑚/𝑠) => thoả mãn vd nằm trong khoảng 10 -

15 m/s [3]. - Áp lực và công suất của hệ thống nén khí Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí được xác định theo công thức 𝐻𝑡𝑡 = ℎ𝑑 + ℎ𝑐 + ℎ𝑓 + 𝐻 Trong đó: hd: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài đường ống dẫn, hd ≤ 0,4m GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 47

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

hc: tổn thất áp lực cục bộ , hc ≤ 0,4 m hf : tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối, hf ≤ 0,5 m H: chiều cao hữu ích của bể điều hoà, H= 5,5 m. Do đó, áp lực cần thiết 𝐻𝑡𝑡 = 0,4 + 0,4 + 0,5 + 5,5 = 6,8 𝑚 => tổng tổn thất là 6,8 m cột nước. Áp lực không khí sẽ là : P=

10,33+ 𝐻𝑡𝑡 10,33

=

10,33+6,8 10,33

= 1,6 𝑎𝑡

Công suất máy thổi khí được tính theo công thức: 34400 × (𝑃 0,29 − 1) × 𝑘 × 𝑞𝑘𝑘 34400 × (1,60,29 − 1) × 2 × 0,125 𝑁= = 102 × 𝑛 102 × 0,8 = 15,3 𝑘𝑊 Trong đó: qkk: lưu lượng không khí, (m3/s) n: hiệu xuất máy thổi khí, n= 0.7 – 0.9, chọn n = 0.8 k: hệ số an toàn khi thiết kế trực tiếp , chọn k=2 Chọn hai máy thổi khí công suất 16 kW (hai máy hoạt động luân phiên nhau) - Tính toán các ống dẫn ra khỏi bể điều hòa Bảng 4.4. Các thông số đầu vào đầu ra khi qua bể điều hòa STT

Thông số

Đơn vị

Đầu vào

Đầu ra

1

COD

mg/l

1200

1080

2

BOD5

mg/l

800

720

3

SS

mg/l

150

135

4

Tổng Nito

mg/l

15

15

5

Tổng photpho

mg/l

4

4

Bảng 4.5. Thông số tính toán bể điều hòa Thông số

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Kí hiệu

Đơn vị

Giá trị

Page 48

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Thời gian lưu nước của bể điều hoà

t

h

5

Kích thước của Chiều dài

L

m

10,4

bể điều hoà

B

m

10

Hxd

m

6

n

đĩa

99

Wt

m3

624

Chiều rộng Chiều cao xât dựng

Số đĩa khuyếch tán khí Thể tích bể điều hoà

4.4. Bể lắng 1 Nhiệm vụ: Loại bỏ các chất lơ lửng và các bông cặn có khả năng lắng được trong nước thải. Tính toán Bể lắng đứng được lựa chọn để tính toán thiết kế căn cứ vào công suất của trạm xử lý dưới 20000 m3 /ngđ [15] Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng F1 =

Q max 0,0396 = = 49,5 m2 v 0,0008

Trong đó: V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, V lấy 0,50,8 mm/s [15] Chọn :V = 0,8 (mm/s) = 0,0008 (m/s) Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm F2 =

Q max 0,0396 = = 3,96 m2 vtt 0,01

Trong đó: Vtt: Tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm, lấy không lớn hơn 30(mm/s) [15]. Chọn vtt = 10 (mm/s) = 0,01 (m/s) Diện tích bể lắng là: F = F1 + F2 = 49,5 + 3,96 = 53,5 m2 GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 49

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Đường kính của bể lắng: D=√

4×F 4 × 53,5 =√ = 8,3 m π π

Đường kính ống trung tâm: 4 × 𝐹2 4 × 3,96 d=√ =√ = 2,3m π π Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng: htt = v×t = 0,0005×2×3600 = 3,6 (m) Trong đó: t: Thời gian lắng, t = 2 h (t=1,5-2,5) [3] v: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng được xác định: hn = h2 + h3 = (

D − dn 8,3 − 0,5 ) × tgα = ( ) × tg50o = 4,6 m 2 2

Trong đó: h2: chiều cao lớp trung hòa (m) h3: chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể D : đường kính trong của bể lắng, D = 8,3 (m) dn : đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0,5 m α : góc ngang của đáy bể lắng so với phương ngang, α không nhỏ hơn 50o chọn α = 50o Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của vùng lắng và bằng 4,6 m. Đường kính phần loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đường kính ống trung tâm: D1 = h1 = 1,35 × d = 1,35 × 2,3 = 3,1 (m) Đường kính tấm chắn: lấy bằng 1,35 đường kính miệng loe và bằng: Dc = 1,35 × D1 = 1,35 × 3,1 = 4,2 (m) Góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng ngang lấy bằng 170 GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 50

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng sẽ là: H = htt + hn + hbv = htt + (h2 + h3 ) + hbv = 3,6 + 4,6 + 0,5 = 8,7 m Trong đó: hbv : khoảng cách từ mặt nước đến thành bể, hbv = 0,5 (m) Để thu nước đã lắng, dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể. Thiết kế máng thu nước đặt theo chu vi vành trong của bể, đường kính ngoài của máng chính là đường kính trong của bể. Đường kính máng thu: Dmáng = 80% đường kính bể Dmáng = 0,8 × 8,3 = 6,6 m Chiều dài máng thu nước: L = π × Dmáng = π × 6,6 = 20,7 m Kiểm tra lại thời gian lắng nước: Thể tích phần lắng : π π Vl = × (D2 − d2 ) × htt = × (8,32 − 2,32 ) × 3,6 = 111m3 4 4 Thời gian lắng : t=

Vl 111 = = 1,48 h Q 75

t : nằm trong khoảng 1 - 1,5 h, được chấp nhận. - Tải trọng máng tràn: Ls =

Q πD

=

1800 m3 /ngày 3,14 ×8,3

= 69,1

m3 m.ngày

< 490 m3/m.ngày

- Hiệu quả lắng cặn lơ lửng: 𝑅𝑆𝑆 =

𝑡 1,48 = = 52,6 % 𝑎+𝑏×𝑡 0,0075 + 0,014 × 1,48

a, b: hằng số thực nghiệm[3] - Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày là: Mtươi= 135×1800×0,526/1000= 129 kgSS/ngày

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 51

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Giả sử nước thải có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm 95%), tỷ số VSS : SS = 0,75 và khối lượng riêng của bùn tươi = 1,053 (kg/l). Vậy lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là: 𝑄𝑡ươ𝑖 =

129 (𝑘𝑔/𝑛𝑔à𝑦) 1 3 × = 2,5 (𝑚 ⁄𝑛𝑔à𝑦) 0,05 × 1,053(𝑘𝑔/𝑙) 1000

Lượng bùn tươi có khả năng phân huỷ sinh học: Mtươi(VSS)= 129 (kgSS/ngày) × 0,75 = 97 (kgVSS/ ngày) Bùn dư từ quá trình sinh học được đưa về bể nén bùn. - Tính toán ống dẫn nước thải ra khỏi bể lắng 1 Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 1 (m/s) (v ≤ 2m/s) Lưu lượng nước thải: Q = 75 (m3/h). Đường kính ống là : 4×𝑄 4 × 75 𝐷=√ = √ = 0.08 𝑚 = 80 𝑚𝑚 3600 × 4 × 𝑣 × 𝜋 3600 × 4 × 1 × 3,14 Chọn ống nhựa PVC có Φ = 80 mm - Tính toán đường ống dẫn bùn Lưu lượng bùn tươi: Q = 2,5 (m3/ngày). Bơm bùn hoạt động 4 (giờ/ngày) Đường kính ống là: 4×𝑄 4 × 2,5 𝐷= √ = √ = 0,04 𝑚 3600 × 𝑣 × 𝜋 3600 × 0,6 × 3,14 Chọn ống nhựa PVC Φ = 50 mm - Chọn bơm bùn từ bể lắng 1 tới bể nén bùn Lưu lượng bùn thải: Q = 2,5 (m3/ngày) = 3x10-4 (m3/s). Công suất bơm: 𝑄×𝜌×𝑔×𝐻 3 × 10−4 × 1000 × 9.81 × 10 𝑁= = = 0,04 𝑘𝑊𝑝 1000 × 𝜂 1000 × 0.8 GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 52

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Trong đó: η : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93, chọn η= 0,8 ρ : Khối lượng riêng của nước (kg/m3) Chọn bơm bùn được thiết kế 2 bơm có công suất 0,04 kW - Thiết bị cào bùn bể lắng Loại cầu trung tâm. Hoạt động với vận tốc chậm, gom bùn lắng ở đáy bể về hố gom bùn. Từ đây, bùn được bơm hút đi. Chế độ vận hành 24/24. Hiệu quả xử lý BOD5, COD: 𝑅=

𝑡 𝑎+𝑏×𝑡

=

1,44 0,018+0,02×1,44

= 31,3 %

a, b: hằng số thực nghiệm [3] Nồng độ SS, BOD5, COD, độ màu sau khi qua bể lắng 1 giảm: 𝐿2𝑠𝑠 = 𝐿1𝑠𝑠 × (1 – 0,553) = 135×0,447 = 61 (mg/l) 𝐿1𝐵𝑂𝐷 = 𝐿0𝐵𝑂𝐷 × (1 – 0,313) = 720×(1 – 0,313) = 500 (mg/l) 𝐿1𝐶𝑂𝐷 = 𝐿0𝐶𝑂𝐷 × (1 – 0,313) = 1080×(1 – 0,313) = 760 (mg/l) Bảng 4.9. Thông số nước thải trước và sau khi qua bể lắng 1 STT

Thông số

Đơn vị

Đầu vào

Đầu ra

1

COD

mg/l

1080

760

2

BOD5

mg/l

720

500

3

SS

mg/l

135

61

4

Tổng Nito

mg/l

15

15

5

Tổng photpho

mg/l

4

4

Bảng 4.10. Thông số tính toán bể lắng 1 Thông số Đường kính bể lắng Chiều cao xây dựng bể lắng GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Kí hiệu

Đơn vị

Giá trị

D

m

8,3

Hxd

m

8,7

Page 53

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Đường kính ống trung tâm

D

m

2,3

Chiều cao ống trung tâm

h

m

4,6

4.5. Bể Aerotank Nhiệm vụ: Loại bỏ các hợp chất hữu cơ hoà tan có khả năng phân huỷ sinh học nhờ quá trình vi sinh vật lơ lửng hiếu khí. Chọn bể aerotank khuấy trộn hoàn toàn, có tuần hoàn bùn Tính toán Các thông số tính toán quá trình bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn Hàm lượng BOD5 trong nước thải dẫn vào Aerotank = 500 (mgBOD5/l) và SS = 61 (mg/l) tỷ số BOD5/COD = 0,7 nằm trong khoảng cho phép (0,5 – 0,7) phù hợp với phương pháp xử lý hiếu khí [3]. Yêu cầu BOD5 và SS sau xử lý sinh học hiếu khí là: 50 (mg/l) và 100 (mg/l) gồm 65% là cặn hữu cơ. Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải, Q = 1800 (m3/ngđ) t : Nhiệt độ trung bình của nước thải, t = 25 oC. Xo : Lượng bùn hoạt tính trong nước thải ở đầu vào bể, Xo= 0 (mg/l) X : Nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính MLVSS, X = 3000 (mg/l) (cặn bay hơi 2.500 – 4.000 mg/l) XT:Nồng độ cặn lắng ở đáy bể lắng đợt 2 cũng là nồng độ cặn tuần hoàn. XT =10.000 (mg/l). c

: Thời gian lưu của bùn hoạt tính (tuổi của cặn) trong công trình.

= 0,75

:15 (ngày). Chọn

(ngày)

Chế độ thủy lực của bể: Khuấy trộn hoàn chỉnh.

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 54

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Y :Hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại (hệ số sinh trưởng cực đại). Y= (0,4 – 0,6) (mg bùn hoạt tính/mgBOD). Chọn Y = 0,6. Kd : Hệ số phân hủy nội bào. Kd = (0,02 – 0,1) (ngày-1), chọn Kd = 0,06. Tỷ số MLVSS/MLSS = 0,8 F/M : Tỷ lệ BOD5 có trong nước thải và bùn hoạt tính, F/M = (0,2 – 1,0) (kg BOD5/kg bùn hoạt tính) với bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn. L : Tải trọng các chất hữu cơ sẽ được làm sạch trên một đơn vị thể tích của bể xử lý, L= (0,8 – 1,9) (kgBOD5/m3.ngày) với bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn. Các thành phần hữu cơ khác như Nitơ và Photpho có tỷ lệ phù hợp để xử lý sinh học (BOD5 : N : P = 100 : 5 :1) [3]. - Hiệu quả xử lý theo BOD5: E=

500−50 500

× 100 = 90 %

- Thể tích bể Aerotank: V=

=

10×1800×0,6×(500−50) 3000×(1+0,06×10)

= 1012,5 m3

- Chiều cao xây dựng H = Hi + Hbv = 6 + 0,5 = 6,5 m Trong đó : Hi là chiều cao hữu ích, chọn Hi = 6 m Hbv là chiều cao bảo vệ, chọn Hbv = 0,5 m [2] - Diện tích mặt bằng bể : A=

𝑉 𝐻

=

1012,5 6

= 168,75 m2

⇒ Chọn L × B = 14m × 12 m - Vậy thể tích thực : Vt = L x B x H = 14× 12 × 6,5 = 1092 m3 - Tính lượng bùn sinh ra: Tính Yobs: GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 55

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Yobs = Lượng bùn sinh ra theo VSS: Px = Yobs xQx(So – S)x 10-3 = 0,375 × 1800 × (500 – 50) ×10-3 = 304 kgVSS/ngày Lượng bùn sinh ra tính theo tổng chất rắn lơ lửng: PX(SS) = 304 / 0,8 = 380 (kg-SS/ngày) Tính lượng bùn thải mỗi ngày: Qxả =

𝑉𝑋−𝑄𝑟 𝑋𝑟 𝜃𝑐 𝑋𝑇 𝜃𝑐

=

1092×3000−1800×35×10 8000×10

= 33,1 m3/ngày = 1,38 m3/h

Trong đó: V : Thể tích của bể V = 1092 (m3). Qr = Qv = 1800 (m3/ngày) X : Nồng độ bùn hoạt tính trong bể, (mg/l) : Thời gian lưu của bùn hoạt tính,

= 10 (ngày).

XT : Nồng độ cặn lắng ở đáy bể lắng 2 cũng là nồng độ cặn tuần hoàn. XT= 0,8 × 10.000 = 8.000 (mg/l). Xr : Nồng độ bùn hoạt tính đã lắng Xr = 0,7 x 50 = 35 (mg/l), (0,7 là tỷ lệ lượng cặn bay hơi trong tổng số cặn hữu cơ, cặn không tro). - Tính tỷ lệ bùn hồi lưu: Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể: MLSS = MLVSS/0,8 = 3000/0,8 = 3750 mgSS/L Từ cân bằng khối của X trước và ngay sau đầu vào bể sục khí: QXo + QRXR = (Q + QR)×X với Xo = 0 theo giả thiết  QR . 8000 = (Q + QR).3000  α=

𝑄𝑟 𝑄

= 0,6

α: hệ số tuần hoàn Lượng bùn tuần hoàn: GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 56

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Qw = αQ = 0,6×1800 = 1080 m3/ngày.đêm = 45 m3/h - Tính F/M; OLR; U F/M =

𝑆0 𝜃𝑥

OLR =

U=

=

𝑆0 𝑄 𝑉

𝑆0 −𝑆 𝜃.𝑋

=

500 0,66×3000

=

= 0,25 (kg BOD5/kg bùn hoạt tính)

500×1800 1092

500−50 0,66×3000

×10-3 = 0,824 (kgBOD5/m3.ngày)

= 0,23 𝑑−1

- Tính lượng oxi cần thiết cung cấp cho bể Aerotank Lượng oxi cần thiết: 𝑂𝐶𝑡

𝑄(𝑆0 −𝑆).10−3 𝑓

− 1,42. 𝑃𝑥 =

1800×(500−50)×10−3 0,68

− 1,42 × 294,5 = 773

(kgO2/ngày) Lượng không khí cần thiết: Q khí =

OCt × fa OU

Trong đó: fa : Hệ số an toàn, fa = 1,5 ÷2, chọn fa = 1,5 [3] OU: công suất hòa tan ôxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gam ôxy cho 1m3 không khí. OU = Ou ×h Trong đó:

Ou : Phụ thuộc hệ thống phân phối khí. Chọn hệ thống phân phối

bọt khí nhỏ và mịn [3]. Bảng 4.11. Công suất hòa tan ôxy vào nước của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn Điều kiện thí nghiệm

Điều kiện tốt ưu

Điều kiện trung bình

Ou = grO2 /m3 . m

Ou = grO2 /m3 . m

Nước sạch T =20°

12

10

Nước thải T =20° ,α =

8,5

7

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 57

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

0,8  Ou = 7 gO2 /m3 .m h: Độ ngập nước của thiết bị phân phối khí, chọn h = 6 (m) OU = 7×6 = 42 gO2 /m3  Q khí =

773 42.10−3

× 1,5 = 27607,1 m3 /ngày

Bố trí hệ thống sục khí Chọn hệ thống cấp khí cho bể gồm 1 ống chính, 10 ống nhánh Đường kính ống chính dẫn khí: d=√

4×Q 4 × 0,32 =√ = 0,2 m π×V π × 10

 Chọn D = ∅ 200 mm Trong đó: V: tốc độ chuyển động của không khí trong mạng lưới trong ống phân phối, V=10 ÷ 15 (m/s), chọn V = 10 (m/s) [3]. Đường kính ống nhánh dẫn khí: 4×Q 4 × 0,32 d=√ =√ = 0,064 m n×π×V 10 × π × 10  Chọn D = ∅ 65 mm Chọn dạng đĩa phân phối khí LTD 270 – LONGTECH bọt mịn, đường kính 270 (mm), cường độ khí = 11 (m3/h) Số đĩa phân phối trong bể là: 1150 = 104 đĩa 11  Chọn : Số lượng đĩa : N = 104 đĩa N=

- Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn: Db = √

4 × Q th 4 × 1080 =√ = 0,103 m = 103 mm π × vb π × 1,5 × 86400

 Chọn D = ∅ 110 mm GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 58

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Trong đó:

vb : Vân tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện bơm, vb = 1 – 2 m/s

Tính toán máy thổi khí - Áp lực cần thiết của máy thổi khí: Hm = h1 + hd + H = 0,4 + 0,6 + 6 = 7 (m) Trong đó: h1 : Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển h1 = 0,4 (m) hd : Tổn thất qua đĩa phun không quá 0,7m. Chọn hd = 0,6 (m) H : Độ sâu ngập nước của miệng vòi phun H = 5 (m) Công suất máy thổi khí 𝐺𝑚á𝑦

𝐺 × 𝑅 × 𝑇1 𝑝2 0,283 = × (( ) − 1) 29,7 × 𝑛 × 𝑒 𝑝1

Trong đó: Gmáy : Công suất yêu cầu của máy nén khí , (Kw) G : Trọng lượng của dòng không khí , (kg/s) G = Qkk × ρkhí = 0,25 × 1,3 = 0,325 (kg/s) R : Hằng số khí , R = 8,314 (KJ/K.mol.oK) T1 : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1= 273 + 25 = 298 (oK) P1 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1= 1 (atm) P2 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra: ( K = 1,395 đối với không khí ) 29,7 : Hệ số chuyển đổi e : Hiệu suất của máy, chọn e = 0,8 vậy: Chọn 03 máy thổi khí có công suất 15 Hp , 2 máy chạy cùng lúc và luân phiên. Hiệu suất xử lý chất ô nhiễm của bể Aerotank 𝐿3𝑠𝑠 = 𝐿2𝑠𝑠 × (1 − 0,8) = 61 × (1 − 0,8) = 12 𝑚𝑔/𝑙 𝐿2𝐵𝑂𝐷 = 𝐿1𝐵𝑂𝐷 × (1 – 0,911) = 500 × (1 – 0,9) = 50 mg/l GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 59

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

𝐿2𝐶𝑂𝐷 = 𝐿1𝐶𝑂𝐷 × (1 – 0,911) = 760 × (1 – 0,9) = 76 mg/l

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 60

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Bảng 4.12. Thông số nước thải trước và sau khi qua bể Aerotank STT

Thông số

Đơn vị

Đầu vào

Đầu ra

1

COD

mg/l

760

76

2

BOD5

mg/l

500

50

3

SS

mg/l

61

61

4

Tổng Nito

mg/l

15

15

5

Tổng photpho

mg/l

4

4

Bảng 4.13. Thông số tính toán bể Aerotank Kí hiệu

Đơn vị

Giá trị

t

ngày

0,64

Chiều dài

L

m

14

Kích thước

Chiều rộng

B

m

12

bể Aerotank

Chiều

Hxd

m

6,5

Vt

m3

1080

Thông số Thời gian lưu nước

cao

xây

dựng Thể tích bể

4.6. Bể lắng 2 Bùn sinh ra từ bể Aerotank và các chất lơ lửng sẽ được lắng ở bể lắng II. Bùn hoạt tính sẽ được tuần hoàn trở lại bể Aerotank. Tính toán Bể lắng đứng được lựa chọn để tính toán thiết kế căn cứ vào công suất của trạm xử lý dưới 20000 m3 /ngđ[15] Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm F2 = Trong đó:

Q tt (1 + 0,6) × 0,0396 = = 6,3 m2 Vtt 0,01

Vtt : Tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm, lấy

không lớn hơn 30(mm/s) [15]. GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 61

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Chọn Vtt = 10 (mm/s) = 0,01 (m/s) Q tt : Lưu lượng tính toán khi có tuần hoàn, Q tt = (1 + α) × Q max Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng: Q tt (1 + 0,6) × 0,0396 = = 79,2 m2 V 0,0008

F1 =

Trong đó: V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, V lấy 0,50,8mm/s [15] Chọn :V = 0,5 (mm/s) = 0,0005 (m/s) Chọn 2 bể lắng đứng và diện tích của bể lắng là : F = 𝐹1 + 𝐹2 = 85,5 m2 Chọn diện tích bể lắng 2 là: 85,5 m2. Đường kính của bể lắng: 4×F 4 × 85,5 D=√ =√ = 10,4 m π π Đường kính ống trung tâm: 4 × 𝐹2 4 × 6,3 d=√ =√ = 2,8 m π π Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng: htt = v.t = 0,0005×2, 5 ×3600 = 4,5 (m) Trong đó: t: Thời gian lắng, t = 2,5 h [15] v: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, chọn v = 0,0005 m/s [15] Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng được xác định: hn = h2 + h 3 = (

10,4 − dn 9,2 − 0,5 ) × tgα = ( ) × tg50o = 5,9 m 2 2

Trong đó: h2: chiều cao lớp trung hòa (m) h3: chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 62

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

D : đường kính trong của bể lắng, D = 10,4 (m) dn : đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0,5 m α : góc ngang của đáy bể lắng so với phương ngang, α không nhỏ hơn 50o chọn α = 50o Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của vùng lắng và bằng 5,9 m. Đường kính phần loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đường kính ống trung tâm: D1 = h1 = 1,35 × d = 1,35 × 2,8 = 3,8 (m) Đường kính tấm chắn: lấy bằng 1,3 đường kính miệng loe và bằng: Dc = 1,35 × D1 = 1,35 × 3,8 = 5,1 (m) Góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng ngang lấy bằng 170 Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng sẽ là: H = htt + hn + hbv = htt + (h2 + h3 ) + hbv = 4,5 + 5,9 + 0,5 = 10,9 m Trong đó: hbv : khoảng cách từ mặt nước đến thành bể, hbv = 0,5 (m) Để thu nước đã lắng, dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể. Thiết kế máng thu nước đặt theo chu vi vành trong của bể, đường kính ngoài của máng chính là đường kính trong của bể. Đường kính máng thu:

Dmáng = 80% đường kính bể Dmáng = 0,8 × 10,9 = 8,7 m

Chiều dài máng thu nước: L = π × Dmáng = π × 8,7 = 27,4 m Tải trọng thu nước trên 1m dài của máng: aL =

Q 1800 × (1 + 0,6) = = 105,1 (m3 /mdài. ngày) L 27,4

Kiểm tra lại thời gian lắng nước: Thể tích phần lắng :

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 63

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

π π × (D2 − d2 ) × htt = × (10,42 − 2,82 ) × 4,5 = 298 m3 4 4 Thời gian lắng : Vl =

t=

Vl 298 = = 2,48 h Q 75 × (1 + 0,6)

Bảng 4.15. Thống số nước thải trước và sau khi vào bể lắng 2 STT

Thông số

Đơn vị

Đầu vào

Đầu ra

1

COD

mg/l

76

68

2

BOD5

mg/l

50

45

3

SS

mg/l

61

12

4

Tổng Nito

mg/l

15

15

5

Tổng photpho

mg/l

4

4

Bảng 4.16. Các số liệu thiết kế bể lắng 2 Tên thông số

STT

Số liệu dung thiết kế

Đơn vị

1

Đường kính ống trung tâm (d)

2,8

m

2

Đường kính của bể lắng (D)

10,4

m

3

Chiều cao của bể (H)

10,9

m

4

Thời gian lắng (t)

2,48

giờ

4.7. Bể nén bùn Nhiệm vụ:tại đây bùn dư từ bể thu bùn được nén bằng trọng lực nhằm giảm thể tích bùn. Bùn hoạt tính ở bể lắng 2 có độ ẩm cao 99 ÷ 99,2%, vì vậy cần phải thực hiện nén bùn ở bể nén bùn để giảm độ ẩm còn khoảng 96%. Chọn kiểu bể dạng đứng, lượng bùn cần xử lý mỗi ngày: qbd = Qtươi + Qxa= 2,5+ 33,1 = 35,6 m3/ngày.đêm Tính toán

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 64

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Chọn vận tốc dòng bùn trong vùng lắng là V1 = 0.04 mm/s ( theo 6.10.3-TCXD 51-84) Diện tích bề mặt bể nén bùn: F1 =

𝑄 𝑉1

=

35,6 0.04 𝑥24 𝑥 3600 𝑥 10−3

Đường kính bể nén bùn là : D1 = √

4𝑥𝐹 𝜋

= √

= 10,3 m2

4 𝑥 10,3 𝜋

= 3,6 𝑚

Đường kính ống phân phối trung tâm : D2 = 30% D1 = 0,3 x 3,6 = 1,08 m Diện tích bề mặt ống phân phối trung tâm là : F2 =

𝜋.𝐷2 4

=

𝜋 .1,082 4

= 0,92 m2

Tổng diện tích bể nén bùn là: F = F1 + F2 = 13,7 + 0,92 = 14,6 m2 Đường kính phần loe ống trung tâm là : dl = 1,35D2 = 1,35 x 1,08 = 1,46 m Đường kính tấm chắn : dc = 1,3dl = 1,3 x 1,46 = 1,9 m Chiều cao phần lắng của bể nén bùn là : hl = V1.t.3600 = 0,04 x 10-3 x 24 x 3600 = 3,5 m Với thời gian lưu bùn: t = 0,5 – 20 ngày, chọn t = 1 ngày = 24 h Chiều cao ống trung tâm: hống = 1-1,25 chọn hống = 1 m Đáy bể được xây dựng với dạng hình nón với đáy lớn bằng đường kính bể và đáy nhỏ bằng 0,4. Góc nghiêng của đáy so với phương ngang là 45⁰ 1

Nên chiều cao phần đáy bể là: hd = (3,5 − 0,4)𝑡𝑔45 = 1,6 m 2

Chọn chiều cao bảo vệ : hbv = 0,4 m Vậy chiều cao tổng cộng của bể nén bùn là : Htc = h1 + hd + hbv = 3,5 + 1,6+ 0.3 = 5,5 m Lượng bùn thải ra từ bể nén bùn là Q’bùn =

𝑄.(100−𝑝1 ) (100−𝑝2 )

Trong đó : Q : lưu lượng bùn trước khi nén p1 : Độ ẩm của bùn trước khi nén p1 = 98% GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 65

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

p2 : Độ ẩm của bùn sau khi nén p2 = 95% Q’bùn =

35,6 × (100−98) (100−95)

= 14,24 m3/ngày

Bảng 4.17. Thông số tính toán bể nén bùn Kí hiệu

Đơn vị

Giá trị

Đường kính bể nén bùn

D

m

3,6

Đường kính ống trung tâm

d

m

1,09

Htc

m

5,5

Thông số

Chiều cao tổng cộng

4.8. Máy ép bùn Nhiệm vụ: Thiết bị lọc ép bùn dây đai là một loại thiết bị dung để khử nước ra khỏi bùn vận hành dưới chế độ cho bùn liên tục vào thiết bị. Bùn được ép thành bánh và đem chôn lấp theo quy định. Tính toán - Lượng bùn cặn đến lọc ép dây đai: q = 14,24 m3/ngày - Giả sử hàm lượng bùn hoạt tính sau khi nén C= 50 kg/m3, lượng cặn đưa đến máy lọc ép dây đai là: Q = C × q = 50 × 14,24 = 712 kg/ngày - Máy ép làm việc 8 giờ/ngày, 5 ngày/tuần, khi đó lượng cặn đưa đến máy trong 1 tuần là: 712 × 7 = 4984 kg. Lượng cặn đưa đến máy trong 1 giờ: G = 4984/(5×8)= 125 kg/giờ Tải trọng cặn trên 1m rộng của băng tải dao động trong khoảng 90

680 kg/m

chiều rộng băng/giờ. Chọn băng tải có năng suất 100 kg/m rộng.giờ. Chiều rộng băng tải: b = G/100 = 125/100 = 1,25m Chọn máy có chiều rộng băng 0,2 m và năng suất 100 kg/m rộng.giờ GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 66

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

4.9. Bể khử trùng Nước thải sau khi ra khỏi bể Aerotank- lắng 2 được dẫn đến bể tiếp xúc để khử trùng bằng dung dịch NaOCl 10%. Bể tiếp xúc được thiết kế với dòng chảy ziczăc qua từng ngăn để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc giữa nước thải và hóa chất khử trùng. Tính toán Tính toán bể tiếp xúc với thời gian lưu nước trong bể 30 phút. - Dung tích hữu ích của bể: V= Qhtb × t = 75 × 0,5 = 37,5 m3 Chọn chiều cao hữu ích của bể h= 2 m, chiều cao bảo vệ = 0,5 m - Chiều cao xây dựng: Hxd = 2 + 0,5 = 2,5 m - Diện tích mặt thoáng của bể: 𝑉

37,5

𝐻

2

A= =

= 18,75 m2

- Chọn bể tiếp xúc gồm 3 ngăn - Thể tích thực của bể: Vt= L×B×H×n = 6,25×3×2,5 = 47 m3 Bảng 4.18. Thông số nước thải trước và sau khi đi qua bể khư trùng STT

Thông số

Đơn vị

Đầu vào

QCVN 40-2011 (B)

1

COD

mg/l

68

100

2

BOD5

mg/l

45

50

3

SS

mg/l

12

150

4

Tổng Nito

mg/l

15

20

5

Tổng photpho

mg/l

5

5

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 67

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Bảng 4.19. Thông số tính toán bể tiếp xúc Kí hiệu

Đơn vị

Giá trị

n

ngăn

3

Chiều cao

Hxd

m

2,5

Chiều dài × rộng mỗi ngăn

HxB

m

2,1×3

Vt

m3

47

Thông số Số ngăn

Thể tích bể

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 68

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống công trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất chè công suất 1800 m3/ngày.đêm.

Tài liệu tham khảo 1. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình công nghệ xử lí nước thải, Nhà xuất bản khoa học và Kỹ thuật, Năm 2005. 2. Lâm Minh Triết (chủ biên), Xử lí nước thải đô thi ̣ và công nghiệp - Tính toán thiết kế công trình, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Năm 2008. 3. Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế công trình xử lí nước thải, Nhà xuất bản Xây dựng, Năm 2000. 4. TCVN 7957-2008 - Thoát nước - Mạng lưới và công trình bên ngoài - Tiêu chuẩn thiết kế

5. Lâm Vĩnh Sơn, Bài giảng kỹ thuật xử lí nước thải, Nhà xuất bản thành phố Hồ Chí Minh, Đại học Công nghiệp. 6. QCVN 13-MT : 2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt nhuộm. 7. Trần Hiếu Nhuệ, Lâm Minh Triết, Xử lí nước thải, Nhà xuất bản Đại học Xây Dựng Hà Nội, Năm 1978. 8. Trần Hiếu Nhuệ, Thoát nước và xử lí nước thải công nghiệp, Nhà xuất bản xây dựng, Năm 2000. 9. Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lí nước thải bằng biện pháp sinh học, Nhà xuất bản Giáo Dục, Năm 2002. 10. Sổ tay xử lí nước, Tập 1 và 2, Nhà xuất bản Xây Dựng, Năm 1999. 11. Nguyễn Văn Phước, 2007, Giáo trình xử lý nước thải và sinh hoạt bằng phương pháp sinh học, NXB Xây Dựng. 12. Nguyễn Ngọc Dung, 2005, Xử lý nước cấp, NXB Xây dựng 13. Lê Đức Trung, Viện Môi trường và Tài nguyên, ĐHQG- HCM 14. Nguyễn Đức Lượng, Công nghệ xử lý nước thải, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM, năm 2003 15. TCXD 51 – 1984, Thoát nước – Mạng lưới bên ngoài và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế

GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thùy SVTH: Nguyễn Minh Quang

Page 69