Đang tải... (xem toàn văn)
Luận văn về quy trình xử lý chất thải Tân Mai
Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG 7.1 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY GIẤY TÂN MAI Dựa vào kết nghiên cứu Chương Chương 6, đề xuất công nghệ xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai sau : 7.1.1 THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Nước thải công đoạn xeo giấy (Công đoạn A) Nước thải từ công đoạn xeo giấy dẫn đến hố thu sau qua song chắn rác Tại đây, nước thải bơm đến bể điều hòa để ổn định lưu lượng nồng độ trước vào bể lắng Bột giấy nước thải xeo có khả lắng tốt nên phần lớn bột giấy thu hồi bể lắng để tái sử dụng, nước thải tiếp tục dẫn đến công trình xử lý sinh học phía sau Nước thải từ công đoạn sản xuất bột giấy (Công đoạn B) Nước thải từ công đoạn sản xuất bột giấy sau qua song chắn rác đến hố thu nước bơm đến bể điều hòa để ổn định lưu lượng nồng độ Tiếp theo, nước thải đưa đến bể trộn đứng Tại đây, nước thải hòa trộn với chất keo tụ (phèn sắt, PAC, ) trước dẫn vào bể phản ứng xoáy hình trụ kết hợp bể lắng đứng – nơi diễn phản ứng hóa học tạo thành cặn có khả lắng tốt, đồng thời nơi diễn trình lắng tách cặn khỏi nước thải Cặn lắng phần lớn bột giấy thu hồi để tái sử dụng, nước thải hòa dòng với nước thải sau lắng công đoạn xeo để tiếp tục xử lý sinh học công trình đơn vị phía sau Sau qua số bước xử lý riêng nước thải từ hai công đoạn sản xuất hòa trộn với điều chỉnh pH trước đưa đến bể aeroten Nước thải sau qua bể aeroten dẫn đến bể lắng để loại bỏ bùn hoạt tính Sau nước thải khử trùng trước thải nguồn tiếp nhận nhằm loại bỏ mầm bệnh có nước thải Bùn hoạt tính từ bể lắng phần tuần hoàn trở lại bể aeroten để trì ổn định mật độ vi sinh vật, phần dư xả bỏ Bùn dư dẫn qua bể nén bùn lọc ép dây đai để giảm độ ẩm, bùn sau xử lý sử dụng làm phân bón 7.1.2 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ (xem trang sau) SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 83 Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG 7.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ A Nước thải công đoạn xeo giấy Công ty giấy Tân Mai QngàyTB = 7.500 m3/ngày QgiờTB = 312,5 m3/giờ Qgiờmax = 420 m3/giờ BOD5 = 671 mg/L COD = 1489,6 mg/L Độ màu = 450 Pt – Co N – NH3 = 1,15 mg/L P – PO43- = 1,21 mg/L SS = 653,33 mg/L pH = 6,3 – 7,2 Nhiệt độ = 300 C B Nước thải công đoạn sản xuất bột giấy CTMP Công ty giấy Tân Mai QngàyTB = 2.500 m3/ngày QgiờTB = 104,2 m3/giờ Qgiờmax = 138 m3/giờ BOD5 = 833 mg/L COD = 3724 mg/L Độ màu = 3040 Pt – Co N – NH3 = 0,553 mg/L P – PO43- = 2,34 mg/L SS = 935 mg/L pH = 5,86 – 6,4 Nhiệt độ = 300C YÊU CẦU SAU XỬ LÝ ĐẠT TIÊU CHUẨN LOẠI B COD = 100 mg/L BOD5 = 50 mg/L SS = 100 mg/L pH = 5,5 – 9,0 Nhiệt độ < 400 SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 84 Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG 7.2.1 NƯỚC THẢI TỪ CÔNG ĐOẠN XEO GIẤY TẠI CÔNG TY GIẤY TÂN MAI 7.2.1.1 Hố thu nước A a Chức Giúp công trình đơn vị phía sau thiết kế âm sâu đất b Tính toán - Thời gian lưu t = 10 phút Thể tích hố thu nước V - Q ngaøy TB t 24 60 = 7.500 10 = 52,08 (m3) 24 60 Kích thước hố thu nước L B H = 4,2 Bơm nước thải vào bể điều hòa 4,2 3,0 m Chọn bơm nước thải hoạt động luân phiên Lưu lượng bơm Q = 7.500 m3/ngày = 0,0868 m3/s Cột áp bơm H = m Công suất bơm QgH 0,0868 1000 9,81 8 N = 1000 = = 8,5 (kW) 1000 0,8 :hieäu suất chung bơm từ 0,72 – 0,93 tra bảng ta có = 0,8 7.2.1.2 Song chắn rác A a Chức Giữ lại thành phần rác có kích thước lớn : vải vụn, vỏ đồ hộp, cây, bao nilông, đá cuội,…Nhờ tránh làm tắt bơm, đường ống kênh dẫn Đây bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn điều kiện làm việc thuận lợi cho hệ thống xử lý nước thải b Tính toán Lưu lượng nước thải vận chuyển qua song chắn rác qmaxs = 0,1167 (m3/s) Các thông số mương dẫn nước thải từ công đoạn xeo giấy đến trước song chắn rác Lưu lượng qmaxs = 0,1167 m3/s Độ dốc i = 0,008 Chiều ngang B = 0,5 m Vận tốc vmax = 0,8 m/s Độ đầy h = 0,3 m Chiều sâu lớp nước song chắn rác lấy độ đầy mương dẫn h = hmax = 0,3 m Số khe hở song chắn rác s q max K n= V b h SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 85 Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG Trong : qmaxs : Lưu lượng lớn giây qmaxs = 0,1167 m3/s b : Khoảng cách khe hở b = 16 mm = 0,016 m h : Chiều sâu lớp nước qua song chắn hmax = 0,3 m V : Vận tốc nước chảy qua song chaén V = 0,8 m/s K0 : Hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy hệ thống cản rác K = 1,05 0,1167 n = 0,8 0,016 0,3 1,05 = 31,9 - - Chọn n = 32 khe hở Chiều rộng song chắn rác Bs = S (n –1) + b n Trong : S : Chiều dày song chắn S = 0,008 m n : Số khe hở song chắn rác n = 32 khe b : Khoảng cách khe hở b = 16 mm = 0,016 m Bs = 0,008 (32 –1) + 0,016 32 = 0,76 (m) Choïn Bs = 0,8 m Kiểm tra vận tốc dòng chảy phần mở rộng mương trước song chắn, ứng với lưu lượng nước thải q = 0,1167 m3/s vận tốc không nhỏ 0,4 m/s q 0,1167 Vkt = B h = 0,8 0,3 = 0,49 (m/s) > 0,4 (m/s) s - Tổn thất áp lực qua song chaén Vmax K hs = g Trong : Vmax : Tốc độ chuyển động nước thải trước song chắn ứng với lưu lượng lớn Vmax = 0,8 m/s K : Hệ số tính đến tăng tổn thất vướng mắc rác song chắn K = – Chọn K = : Hệ số sức cản cục song chắn S = b 0,008 sin = 2,42 0,016 sin 60 = 0,832 Trong : o : Hệ số phụ thuộc tiết diện ngang Tiết diện chữ nhật = 2,42 o : Góc nghiêng đặt song chắn so với phương ngang = 600 0,8 , 832 2 = 0,05 (m) hs = 9,81 - Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 86 Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG Bs B 0,8 0,5 0,41 (m) tg 20 tg 20 Chiều dài ngăn đoạn thu hẹp sau song chaén l l2 = = 0,205 (m) Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác L = l1 + l2 + 1,085 = 0,41 + 0,205 + 1,085 = 1,7 (m) Chiều cao xây dựng ngăn đặt song chắn rác H = h + hs + 0,3 = 0,3 + 0,05 + 0,3 = 0,65 (m) l1 = - - - 7.2.1.3 Bể điều hòa A a Chức Điều hòa lưu lượng nồng độ chất hữu cơ; tránh cặn lắng; làm thoáng sơ qua ôxy hóa sinh hóa phần chất bẩn hữu b Tính toán Từ số liệu lưu lượng nước thải theo Công ty giấy Tân Mai, chọn thời gian lưu nước bể điều hòa T = (theo W.Wesley Eckenfelder, Industrial Water Pollution Control, 1989) Thể tích bể điều hòa W = QgiờTB T = 312,5 = 1.250 (m3) Bể điều hòa chia làm 02 ngăn thông nhau, kích thước ngăn L B H = 12 10 5,3 m Löu lượng không khí cần cung cấp cho bể điều hòa Lkhí = QgiờTB a Trong QgiờTB : Lưu lượng nước thải trung bình theo QgiờTB = 312,5 m3/giờ a : Lưu lượng không khí cấp cho bể điều hòa a = 3,74 m khí/m3 nước thải (theo W.Wesley Eckenfelder, Industrial Water Pollution Control, 1989) Lkhí = 312,5 3,74 = 1168,75 (m3/giờ) Khí cung cấp hệ thống ống PVC có đục lỗ, ngăn bao gồm ống đặt dọc theo chiều dài bể (12m), ống cách 2m Lưu lượng khí ống Lkhi 1168,75 qống = = = 116,875 (m3/giờ) 10 10 Vận tốc khí ống 10 – 15 m/s Chọn vống = 10 m/s Đường kính ống dẫn khí dống = - q ống π v oáng 3.600 = 116,875 = 0,064 (m) = 64 (mm) π 10 3.600 Chọn ống = 60 (mm) Đường kính lỗ – mm Chọn dlỗ = mm = 0,004 m Vận tốc khí qua lỗ – 20 m/s Chọn vlỗ = 15 m/s SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 87 Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai - Lưu lượng khí qua lỗ qlỗ = vlỗ - Số lỗ ống π d 2lỗ π 0,004 = 15 4 N= - GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG q ống q lỗ = 3600 = 0,678 m3/giờ 116,875 = 172 (lỗ) 0,678 Số lỗ 1m dài ống n= N 172 = = 14,3 (lỗ/m) 12 12 Chọn n = 15 lỗ/m ống Tính toán máy thổi khí - Áp lực cần thiết máy thổi khí Hm = hl + H Trong hl : Tổn thất hệ thống ống vận chuyển hl = 0,4 m H : Độ sâu ngập nước ống H = m Hm = 0,4 + = 5,4 (m) Choïn Hm = 5,4 m = 0,54 atm - - Năng suất yêu cầu Lkhí = 312,5 Công suất máy thổi khí 3,74 = 1168,75 (m3/giờ) = 0,325 (m3/s) GRT1 p Pmaùy = 29,7ne p1 0,283 1 Trong Pmáy : Công suất yêu cầu máy nén khí, kW G : Trọng lượng dòng không khí, kg/s G = Lkhí khí = 0,325 1,3 = 0,4225 kg/s R : Hằng số khí R = 8,314 KJ/K.mol oK T1 : Nhiệt độ tuyệt đối không khí đầu vào T1 = 273 + 25 = 298 o K P1 : AÙp suất tuyệt đối không khí đầu vào P1 = 1atm P2 : Áp suất tuyệt đối không khí đầu P2 = Hm + =1,54 atm K1 = 0,283 (K = 1,395 không khí) K n= 29,7 : Hệ số chuyển đổi e : Hiệu suất máy, chọn e = 0,7 Vậy Pmáy = 0,4225 8,314 298 1,54 29,7 0,283 0,7 0.283 1 = 23,12 (kW) 7.2.1.4 Beå lắng đợt 1A SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 88 Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG a Chức Dùng để tách chất lơ lửng có khả lắng tác dụng trọng lực b Tính toán Chọn loại bể lắng ly tâm, có mặt hình tròn Lưu lượng nước thải xử lý QngTB = 7500 m3/ngày Tổng chiều cao vùng lắng h l = 3,5 m (Chọn theo bảng 4-4, Trịnh Xuân Lai - Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải) Tải trọng bề mặt v0 = 40m3/m2.ngày Diện tích bề mặt cần thiết bể lắng - Fl = - Q ng TB vo = 7500 = 187,5 m2 40 Đường kính bể lắng xác định công thức 4(Fl ftt ) Dbể = Trong ftt : Diện tích tiết diện buồng phân phối trung tâm, với đường kính buồng phân phối trung tâm : dtt = (1520%) D) Dbể ( theo Trịnh Xuân Lai - Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải) Chọn dtt = 20%) D Dbể (0,2D bể ) d tt ftt = 4 F1 : Diện tích phần lắng F1= 187,5 m2 Thay ftt vào phương trình ta có ta tính D bể = 15,77 m Chọn đường kính bể D bể = 16 m, đường kính ống trung tâm dtt = 3,2 m Tính lại diện tích bề mặt cần thiết bể lắng - U0TB = - D beå = 200,96 (m2) Xác định lại tải trọng bề mặt bể theo QgiờTB Fl = Q 24 312,5 24 = 200,96 = 37,32 (m3/m2.ngày) Fl Giá trị nằm khoảng cho phép 31 – 50 m3/m2ngày Xác định lại tải trọng bề mặt bể theo Qgiờmax Uomax = Q max Fl 24 420 24 = 200,96 = 50,16 (m3/m2.ngaøy) max Giá trị Uo phù hợp với thông số tính toán bể lắng I cho bảng – giáo trình Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 89 Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai - - Bể lắng có dạng hình trụ có đổ thêm bêtông đáy để tạo độ dốc 10%) D Hố thu gom bùn đặt bể tích nhỏ cặn tháo liên tục, đường kính hố thu gom bùn lấy 20%) D đường kính bể Chiều cao phần chóp đáy bể, có độ dốc 10%) D hướng tâm hc = - - GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG D bể 0,1 = 0,1 = 0,8 (m) Chiều cao dự trữ mặt thoáng hdt = 0,3 (m) Chiều cao tổng cộng toàn bể Hbể = hl + hdt = 3,8 (m) Thể tích phần công tác bể - Dbeå 3,14 16 3,5 = 703,36 (m3) Vct = hl = 4 Thể tích tổng cộng bể Vc = - D bể Thời gian lưu nước bể lắng t= - Hbể = 3,14 16 3,8 = 763,65 (m3) Vct 703,36 24 = 2,25 (giờ) TB = 7500 Q ng Vận tốc giới hạn vùng lắng 8k 1 gd VH f 1/ Trong đó: K : Hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn, chọn k = 0,06 (Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) : Tỷ trọng hạt, chọn 1,25 (Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) g : Gia tốc trọng trường g 9,81 m/s2 d : Đường kính tương đương hạt, chọn d 10-4 (m) (Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) f : Hệ số ma sát, hệ số phụ thuộc vào đặc tính bề mặt hạt hệ số Reynold hạt lắng Chọn f 0,025 (Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) 0,06 1,25 1 9,81 10 vH = 0,025 - 1/ = 0,0686 (m/s) Vận tốc nước chảy vùng lắng ứng với Qhmax SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 90 Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai GVHD : NGUYỄN TAÁN PHONG max Qh 420 vmax = = 3,14 16 3600 = 0,00058 (m/s) ( Dbể ) 3600 - - - - Ta thấy vmax < vH Điều kiện đặt để kiểm tra thỏa mãn Máng thu nước sau lắng bố trí sát thành bể ôm theo chu vi bể Máng cưa neo chặt vào thành bể có nhằm điều chỉnh chế độ chảy lượng nước tràn qua để vào máng máng thu Tổng chiều dài máng cưa L = Dbể = 3,14 16 = 50,24 (m) Tải trọng thủy lực maùng thu TB Q ng 7500 utb = = 50,24 = 149,28 (m3/m.ngày) L rc Xác định hiệu khử BOD5 vaø SS R= t a b t Trong t : Thời gian lưu nước t = 2,25 (giờ) a,b : Các số thực nghiệm (Chọn theo bảng – Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) Đối với BOD5 a = 0,018 ; b = 0,020 ; SS a = 0,0075 ; b = 0,014 2,25 RBOD = 0,018 0,020 2,25 = 35,71%) D 2,25 - RSS = 0,0075 0,014 2,25 = 57,69%) D Lượng bùn khô sinh ngày 57,69 mg kg m3 L 653,33 10 7500 1000 100 L mg ngaøy m kg G 2826,8 ngày G - Thể tích bùn sinh ngày Vbùn G C Trong G : Lượng bùn sinh ngày G = 2826,8 kg/ngày C : Hàm lượng chất rắn bùn nằm khoảng 40 – 120 g/L = 40 – 120 kg/ m3 , lấy trung bình C = 80 kg/m3 Vbùn 2826,8 = 35,335 (m3/ngày) 80 7.2.2 NƯỚC THẢI TỪ CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT BỘT GIẤY CTMP TẠI CÔNG TY GIẤY TÂN MAI SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 91 Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG 7.2.2.1 Hố thu nước B a Chức Giúp công trình đơn vị phía sau thiết kế âm sâu đất b Tính toán - Thời gian lưu t = 10 phút - Thể tích hố thu nước V - Q ngaøy TB t = 2.500 10 = 17,36 (m3) 24 60 24 60 Kích thước hố thu nước L B H = 4,2 1,4 3,0 m Bơm nước thải vào bể aeroten Chọn bơm nước thải hoạt động luân phiên Lưu lượng bơm Q = 2.500 m3/ngày = 0,0289 m3/s Cột áp bơm H = m Công suất bôm QgH 0,0289 1000 9,81 8 N = 1000 = = 2,835 (kW) 1000 0,8 :hiệu suất chung bơm từ 0,72 – 0,93 tra bảng ta có = 0,8 7.2.2.2 Song chắn rác B a Chức Giữ lại thành phần rác có kích thước lớn : vải vụn, vỏ đồ hộp, cây, bao nilông, đá cuội,…Nhờ tránh làm tắt bơm, đường ống kênh dẫn Đây bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn điều kiện làm việc thuận lợi cho hệ thống xử lý nước thải b Tính toán Lưu lượng nước thải vận chuyển qua song chắn rác qmaxs = 0,038 m3/s Các thông số mương dẫn nước thải từ công đoạn xeo giấy đến trước song chắn rác Lưu lượng qmaxs = 0,038 m3/s Độ dốc i = 0,008 Chiều ngang B = 0,3 m Vận tốc vmax = 0,85 m/s Độ đầy h = 0,15 m Chiều sâu lớp nước song chắn rác lấy độ đầy mương dẫn h = hmax = 0,15 m Số khe hở song chắn rác s q max K n= V b h Trong : qmaxs : Lưu lượng lớn giây qmaxs = 0,038 m3/s b : Khoảng cách khe hở b = 16 mm = 0,016 m h : Chiều sâu lớp nước qua song chắn hmax = 0,15 m SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 92 ... giáo trình Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 89 Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai -... thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG 7.2.1 NƯỚC THẢI TỪ CÔNG ĐOẠN XEO GIẤY TẠI CÔNG TY GIẤY TÂN MAI 7.2.1.1 Hố thu nước A a Chức Giúp công trình đơn vị phía... thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG 7.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ A Nước thải công đoạn xeo giấy Công ty giấy Tân Mai