Đề tài Tiểu luận Bài - : Xử lý thủy sản

TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI : XỬ LÝ THỦY SẢN CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY Nhà Máy Chế Biến Thủy Hải Sản Thiên Mã. Chủ đầu tư Công ty Trách Nhiệm Hữu Hạn Xuất Nhập Khẩu Thủy Sản Thiên Mã. Trụ sở chính: 75/35 trần phú, phường Cái Khế, quận Ninh Kiều, TP. Cần Thơ Địa điểm thực hiện - Thuộc lô 16A-18, Khu CN Trà Nóc I, phường Trà Nóc, quận Bình Thủy, TP. Cần Thơ. Quy mô của nhà máy Diện tích 10.023,20 m2 thời hạn 40 năm để xây dựng nhà xưởng sản xuất và dự phòng phát triển thời gian tới. Xây dựng hoàn chỉnh và đưa vào hoạt động vào tháng 02/2007, công suất thiết kế 4.284 tấn sản phẩm/năm sản xuất ổn định Sản phẩm chủ yếu của nhà máy là Fillet cá Tra đông lạnh, kế hoạch sản xuất hàng năm theo công suất thiết kế như sau: Bảng: Công suất hoạt động nhà máy Fillet cá tra Năm 1 Năm 2 Năm 3 Năm 4 Năm 5 Sản lượng (tấn) 3.427 3.856 4.070 4.284 4.284 Nhà máy có 430 lao động, trong số đó lao động gián tiếp khoảng 30 người được trả lương ổn định theo công việc được giao, còn lại là lao động trực tiếp sẽ nhận lương theo mức khoán sản phẩm hoặc khối lượng công việc hoàn thành. Điều kiện tự nhiên của khu vực Nhiệt độ: Nhiệt độ không khí là yếu tố ảnh hưởng rất mạnh mẽ đến quá trình lan truyền và chuyển hoá chất ô nhiểm. Nhiệt độ càng tăng cao thì tốc độ lan truyền và chuyển hoá chất ô nhiểm trong môi trường càng lớn. Nhiệt độ không khí dao động trong khoảng ( 26,8-27.5 0C ). Nhiệt độ trung bình/năm là 26,4 0C. Nhiệt độ này thích họp cho sự phát Độ ẩm và chế độ mưa: Mưa có tác dụng làm pha loãng các chất thải, lượng mưa càng lớn thì mức độ ô nhiễm không khí và nước càng giảm. Lượng mưa trung bình hằng năm: 1.666 mm. Độ ẩm không khí: 75-90 %. Bão: Tần xuất bảo xuất hiện rất thấp. Bốc hơi: Lượng bốc hơi trung bình/năm từ 950-1200. Mùa mưa lượng bốc hơi ít hơn mùa khô(55-99 mm). Chế độ gió: Gió là yếu tố quan trọng trong việc lan truyền chất ô nhiễm không khí. Tốc độ gió càng cao thì chất ô nhiễm được vận chuyển càng xa nồng độ chất ô nhiễm càng được pha loãng bởi không khí sạch.Khi tốc độ gió nhỏ hoặc lặng gió thì chất ô nhiễm chụp ngay xuống mặt đất gây nên tình trạng ô nhiễm cao tại khu vực chế biến. Tốc độ gió trung bình trong năm 1,6 m/s. Trong năm có 63 ngày có dông, tốc độ gió dông cao nhất trong năm ghi nhận được là 31 m/s. Số ngày có dông xảy ra trong các tháng 5 đến tháng 10.Tốc độ gió và hướng gió thay đổi phụ thuộc vào từng thời kỳ trong mùa. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, gió Tây Nam từ biển thổi vào. Mùa khô, gió Đông Bắc và gió Đông Nam từ lục địa thổi qua gây khô. Chất lượng không khí Tại Thành Phố Cần Thơ Nhìn chung, môi trường không khí của khu vực thực hiện dự án bị ô nhiễm chủ yếu do bụi và tiếng ồn mà chủ yếu từ hoạt động giao thông. Môi trường không khí ở khu vực thực hiện dự án được thể hiện ở bảng sau. Bảng: Chất lượng không khí STT Chất ô nhiễm Đơn vị đo Kết quả TCVN 5937-2005 1 Bụi mg/m3 0,31 0,3 2 SO2 mg/m3 0,09 0,35 3 NO2 mg/m3 0,06 0,2 4 CO mg/m3 1,53 30 Qui trình sản xuất của nhà máy: Nhà Máy Chế Biến Thủy Hải Sản Thiên Mã bao gồm hai phân xưởng: Phân xưởng chế biến Fillet cá Tra, cá Basa; Phân xưởng chế biến mực, bạch tuộc. Mỗi phân xưởng bao gồm nhiều qui trình sản xuất và được căn cứ vào thành phẩm của mổi phân xưởng. Sau đây tôi xin giới thiệu qui trình sản xuất của nhà máy: Quy trình chế biến Fillet cá Tra, cá Basa: Nguyeân lieäu Caáp ñoâng fillet Röûa, laïng Xeáp khuoân Ñònh hình Thaønh phaåm Caân ñònh löôïng Ñoùng goùi Xuaát kho thaønh phaåm Nhaäp kho tröõ ñoâng -200C Quy trình chế biến mực, bạch tuộc Nguyeân lieäu Xöû lyù noäi taïng Phaân maøu Caáp ñoâng Leân khuoân Phaân loaïi kích côõ Caân, ñoùng goùi Nhaäp kho ttröõ ñoâng -200C Xuaát kho thaønh phaåm Nước thải nhà máy: 2302 m3/ngày Nước thải sản xuất: Do đặc trưng của quá trình chế biến thuỷ hải sản nên lượng nước của công ty tập trung chủ yếu vào là nước sử dụng cho khâu rửa nguyên liệu ban đầu.Lượng nước thải theo tính toán của công ty sau khi qua hệ thông xử lý là rất lớn khoảng 2250 m3/ngày Bảng : Kết quả phân tích mẫu nước thải sản xuất của nhà máy TT Các chỉ tiêu Kết qủa Đơn vị TCVN (5945 – 2005) Loại A 1 SS 1.500-2.000 mg/l 50 2 COD 2.000-2.200 mg/l 50 3 BOD5 1.400-1.800 mg/l 30 4 Tổng Nitơ 150-250 mg/l 15 5 Tổng Photpho 25-30 mg/l 4 6 Dầu mỡ động vật 150-250 mg/l 10 Nguồn: Dự án đầu tư xây dựng nhà máy chế biến thủy sản Nước thải sinh hoạt: 52 m3 /ngày Nước thải sinh hoạt trong Công ty được sinh ra từ các khâu: vệ sinh cá nhân, tắm, giặt,…Do đặc trưng của của quá trình chế biến thuỷ hải sản các chất ô nhiễm được thể hiện dưới bảng sau. Bảng : Tải lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt STT Thông số Tải lượng, g/người.ngày Nồng độ, mg/l 1 SS 30-50 206-294 2 BOD 35-50 206-294 3 COD 115-125 676-735 4 Tổng Nitơ 6-17 35-10 5 Tổng Photpho 3-5 18-29 Nguồn: Trần Đức Hạ, Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô vừa và nhỏ Chương II: GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ ĐỀ XUẤT QUI TRÌNH XỬ LÝ II.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI II.1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ LÝ HỌC Bảng II.1 Ứng dụng của các công trình và thiết bị để xử lý lý học Công trình hoặc thiết bị Ứng dụng Lưu lượng kế Theo dõi, quản lý lưu lựơng nước thải Song chắn rác Loại bỏ rác có kích thước lớn Thiết bị nghiền rác Nghiền các loại rác có kích thước lớn, tạo nên một hỗn hợp nước thải tương đối đồng nhất Bể điều lưu Điều hòa lưu lượng nước thải cũng như khối lượng các chất ô nhiễm Thiết bị khuấy trộn Khuấy trộn các hóa chất và các khí với nước thải, giữ các chất rắn ở trạng thái lơ lững. Bể tạo bông cặn Tạo điều kiện cho các hạt nhỏ liên kết lại với nhau thành các bông cặn để chúng có thể lắng. Bể lắng Loại các cặn lắng và cô đặc bùn. Bể tuyển nổi Loại các chất rắn có kích thước nhỏ còn sót lại sau khi xử lý nước thải, có tỉ trọng bằng tỉ trọng nước. Siêu lọc Như bể lọc cũng được ứng dụng để lọc tảo trong các hồ cố định chất thải. Trao đổi khí Đưa thêm vào hoặc khử đi các chất khí trong nước thải. Bể lọc Loại bỏ các chất rắn có kích thước nhỏ còn sót lại. Làm bay hơi và khử các chất khí Khử các chất hữu cơ bay hơi trong nước thải. Khử trùng Loại bỏ các vi sinh vật bằng tia UV. Nguồn: Wastewater Engiineering: treatment, reuse, disposal 1991. Xử lý lý học là một giai đoạn trong hệ thống xử lý nước thải, bản chất của phương pháp này là làm sạch sơ bộ nước thải trước khi xử lý sinh học. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, khi mức độ cần thiết làm sạch nước thải không cao lắm và điều kiện vệ sinh cho phép thì phương pháp xử lý lý học giữ vai trò chính trong hệ thống xử lý. II.1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HÓA HỌC Phương pháp xử lý hóa học là đưa vào nước thải một hóa chất nào đó. Hóa chất này tác dụng với các chất ô nhiễm có trong nước thải để tạo thành cặn lắng hay chất hòa tan không độc hại. Bảng II.2. Ứng dụng quá trình xử lý hóa học. Quá trình Ứng dụng Trung hòa Để trung hòa các loại nước thải có độ kiềm hoặc độ axit cao Keo tụ Loại bỏ phospho và tăng hiệu quả lắng của các chất rắn lơ lửng trong các công trình lắng sơ cấp. Hấp phụ Loại bỏ các chất hữu cơ không thể xử lý được bằng các phương pháp xử lý hóa học hay sinh học thông dụng. Cũng được dùng khử clo của nước thải sau xử lý. Khử trùng Để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh. Các phương pháp thường sử dụng là: Chlorine, Chlorinedioxit… Khử Clo Để loại bỏ các hợp chất của chlorine còn sót lại sau quá trình khử trùng bằng clo Các quá trình khác Nhiều loại hóa chất sử dụng để đạt một mục tiêu nào đó Nguồn: Wastewater Engineering: treament, reuse, disposd 1991 II.1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC Qúa trình xử lý sinh học thường đi theo sau quá trình xử lý cơ học để loại bỏ các chất hữu cơ trong nước thải nhờ hoạt động của các vi khuẩn. Tùy theo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu khí hay hiếm khí mà người ta thiết kế các công trình khác nhau và tùy vào nhóm vi khuẩn, vi sinh vật mà các quá trình xử lý hiếu khí hay quá trình xử lý yếm khí. II.1.3.1 SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH HIẾU KHÍ Quá trình oxi hóa ( hay dị hóa) (COHNS) + O2 + vi khuẩn hiếu khí CO2 + NH4 + Sản phẩm khác + năng lượng chất hữu cơ Quá trình tổng hợp (hay đồng hóa) (COHNS) + O2 + vi khuẩn hiếu khí + năng lượng C5H7O2N Khi hàm lượng chất hữu cơ thấp hơn nhu cầu của vi khuẩn, vi khuẩn sẽ trải qua quá trình hô hấp nội bào hay là tự oxi hóa để sử dụng nguyên sinh chất của bản thân chúng làm nguyên liệu. C5H7O2N + 5O2 5CO2 +NH4+ + 2 H2O + năng lượng Nước thải đầu vào BOD Các chất nền không phân hủy Sinh khối Nước thải đầu ra CO2,H2O (SO42-, NO3-)… Hình II.1 Sơ đồ quá trình phân hủy hiếu khí II.1.3.2 SƠ LUỢC VỀ QUÁ TRÌNH YẾM KHÍ Trong điều kiện yếm khí, vi khuẩn yếm khí sẽ phân hũy chất hữu cơ sau: (COHNS) + vi khuẩn yếm khí CO2 + H2S + NH4+ + CH4 + các chất khác + năng lượng (COHNS) + vi khuẩn yếm khí + năng lượng C5H7O2N Thành phần hỗn hợp khí sản sinh ra từ quá trình phân hũy yếm khí bao gồm: Methane (CH4) 55 - 65% Carbon Deoxide (CO2) 35 - 45% Nitrogen (N2) 0 - 3% Hydrogen (H2) 0 – 1% Hydrogen Sulfide (H2S) 0 – 1% Quá trình yếm khí là một quá trình phức tạp, liên hệ đến hàng trăm phản ứng và chất trung gian, mỗi phản ứng sẽ được tiếp xúc bởi một loại enzyme hay chất xúc tác. Nói chung quá trình yếm khí diến ra qua các giai đoạn sau: Thủy phân hay quá trình cắt ngắn mạch các chất hữu cơ cao phân tử. Tạo axit. Sinh khí methane. Có 4 nhóm vi khuẩn chính tham gia vào quá trình lên men yếm khí: Các vi khuẩn thủy phân và lên men chất hữu cơ. Các vi khuẩn thuộc nhóm acetogenic (tạo ra acetate và H2). Nhóm vi khuẩn sử dụng acetate để tạo ra methane. Nhóm vi khuẩn sử dụng hydrogen để tạo ra methane. Chất hữu cơ (carbohydrate, protein, lipids) Thủy phân và lên men Axit béo Khử hydrogen của nhóm Acetogenic Hydrogen hóa của nhóm Acetogenic Acetate H2 + CO2 Khử nhóm cacboxyl của Acetate Tạo methane bởi phản ứng khử CH4 + CO2 CH4 +H2O Hình II.2 Ba giai đoạn của quá trình lên men yếm khí (Nguồn: Melnerny, MJ and Bryant, M.P. 1980) Chất hữu cơ cao phân tử Axit hữu cơ Acid acêtic H2 Methane 4% 24% 20% 52% 76% 72% 28% Hình II.3 Dòng vật chất (năng lượng) của quá trình lên men yếm khí theo % (Nguồn: Melnerney, M.J Bryant, N.P. 1980) II.2 ĐỀ XUẤT MỘT SỐ QUI TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY II.2.1 QUI TRÌNH XỬ LÝ 1 Bùn cặn Hoàn lưu bùn Nước thải đầu vào Bể UASB Bể điều lưu Bể lắng sơ cấp Bể bùn hoạt tính Bể lắng thứ cấp Bể khử trùng Sân phơi bùn Song chắn rác Bùn cặn Hoàn lưu nước Nước thải đã xử lý Hình II.4 Sơ đồ xử lý nước thải theo qui trình 1 +Ưu điểm: - Xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao - Nước thải đầu ra không gây mùi hôi. - Có thể tận dụng nguồn khí gas. + Nhược điểm: -Chi phí xây dựng cao. II.2.2 QUI TRÌNH XỬ LÝ 2 Bùn cặn Hoàn lưu bùn Nước thải đầu vào Bể lắng cát Bể lắng sơ cấp Bể bùn hoạt tính Bể lắng thứ cấp Bể khử trùng Sân phơi bùn Song chắn rác Bùn cặn Hoàn lưu nước Nước thải đã xử lý Bể điều lưu Hình II.5 Sơ đồ qui trình xử lý nước thải 2 +Ưu điểm: - Xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao - Nước thải đầu ra không gây mùi hôi. + Nhược điểm: - Chi phí xây dựng cao. - Hiệu xuất không đảm bảo lắm. II.2.3 QUI TRÌNH XỬ LÝ 3 II.3 MÔ TẢ SƠ ĐỒ CỘNG NGHỆ CÁC HẠNG MỤC CỦA HỆ THỐNG II.3.1 Song chắn rác: Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn trong nước thải để đảm bảo cho bơm, van và các đường ống không bị nghẽn bởi rác. Kích thước tối thiểu của rác bị giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách các thanh kim loại của song chắn rác. Để tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực của dòng chảy người ta thường xuyên làm sạch song chắn rác bằng cách cò rác thủ công hoặc cơ giới. Tùy theo yêu cầu và kích thước của rác chiều rộng khe hở của các song thay đổi. Bảng Các giá trị thông dụng để thiết kế song chắn rác Chỉ tiêu Cào rác thủ công Cào rác cơ giới Kích thước của các thanh Bề dày( cm) Bề bản( cm) 0,51¸1,52 2,54 ¸3,81 0.51 ¸1,52 2,54 ¸3,81 Khoảng cách giữa các thanh( cm) 2,54 ¸5,08 1,52 ¸7,62 Độ nghiêng song chắn rác theo trục thẳng đứng (độ) 30 ¸45 0 ¸ 30 Vận tốc dòng chảy(m/s) 0,31 ¸ 0,62 0,62 ¸0,99 Độ giản áp cho phép( cm) 15,24 15,24 Nguồn : Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 II.2. Bể lắng cát: Bể lắng cát nhằm loại bỏ cát, sạn , sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước thải . Trong nước thải, bản thân chúng không độc hại nhưng sẽ ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của các công trình thiết bị trong hệ thống như ma sát làm mòn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng của các bể xử lý và tăng tần số làm sạch các bể này. Vì vậy trong các trạm xử lý nhất thiết phải có bể lắng cát. Bể lắng cát thường đặt phía sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp. Đôi khi người ta đăt bể lắng cát trước song chắn rác, tuy nhiên việc đặt sau song chắn rác có lợi hơn cho việc quản lý bể. Ở đây phải tính toán như thế nào cho các hạt cát và các hạt vô cơ cần loại bỏ lắng xuống còn các chất hữu cơ lơ lững khác trôi đi. Bể lắng cát được áp dụng lâu đời nhất là bể lắng cát chuyển động dọc theo dòng chảy, trong bể này ta khống chế vận tốc dòng chảy để tạo diều kiện cho các hạt cát, sỏi lắng xuống còn các hạt hữu cơ khác sẽ theo dòng chảy trôi ra ngoài. Vận tốc dòng chảy được khống chế ở mức 0,3 m/ s, nhằm tạo dủ thời gian để các hạt cát lắng xuống đáy bể. với vận tốc này hầu hết các hạt chất hữu cơ dều dược dưa ra khỏi bể và vẫn ở trạng thái lơ lửng. Thông thường thì các bể này được thiét kế đẻ lắng các hạt có kích thươc lớn hơn 0,15 mm. Chiều dài bể phụ thuộc vào chiều sâu cần thiết để lắng các hạt ở vận tốc thiết kế, diện tích mặt cắt đứng của bể được điều chỉnh vận tốc dòng chảy và số bể . Cần phải hạn chế dòng chảy rối xảy ra ở đầu vào và đầu ra của bể, người ta đề nghị tăng chiều dài lý thuyết lên 50% để thoả mãn vấn đề này Bảng 3.2: Các giá trị thiết kế bể lắng cát Thông số Khoảng biến thiên Giá trị thông dụng Thời gian lưu tồn nước ( giây) Vận tốc chuyển động ngang ft/ s Tốc độ lắng của hạt ft/ min Giữ lại trên lưới có đường kính 0,21 mm Giữ lại trên lưới có đường kính 0,15 mm Độ giảm áp % độ sâu diện tích ướt trong kênh dẫn Hạn chế dòng chảy rối ở đầu vào và đầu ra 45 - 90 0,8 - 1,3 3,2 - 4,2 2,0 - 3,0 30 - 40 2 Dm - 0,5 L 60 1,0 3,8 2,5 36 Nguồn : Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Chú ý thời gian tồn lưu nước nếud quá nhỏ sẽ không đảm bảo hiệu suất lắng, nếu lớn quá sẽ có các chất hữu cơ lắng. Các bể lắng hường được trang bị thêm thanh gạt chất lắng ở dưới đáy, gàu múc các chất lắng chạy trên đường rây đẻ cơ giới hoá việc xả cặn II.3 Bể điều lưu: Trong quá trình xử lý nước thải cần phải điều hoà lượng dòng chảy. Trong quá trình này thực chất là thiết lập hệ thống điều hoà lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải nhằm tạo điều kiện tốt nhất cho các công trình phía sau hoạt động ổn định. Nước thải công ty được thải ra với lưu lượng biến đổi theo thời vụ sản xuất, giờ mùa. Trong khi đó các hệ thống sinh học phải được cung cấp nước thải đều đặn về thể tích cũng như các chất cần xử lý 24/24 giờ. Do đó sự hiện diện của bể điều lưu là hết sức cần thiết. Bể điều lưu có chức năng điều hòa lưu lượng nước thải và các chất cần xử lý để đảm bảo hiệu quả cho các quá trình xử lý sinh học phía sau, nó chứa nước thải và các chất cần xử lý ở những giờ cao điểm rồi phân phối lại cho các giờ không hoặc ít sử dụng để cung cấp ở một lưu lượng nhất định 24/24 giờ cho các hệ thống xử lý sinh học phía sau. Các lợi ích của bể điều lưu như sau: Bể điều lưu làm tăng hiệu quả của hệ thống sinh học do đó nó hạn chế hiện tượng “shock” của hệ thống do hoạt động quá tải hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng các chất hữu cơ, giảm được diện tích xây dựng các bể sinh học. Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức độ thích hợp cho hoạt động của vi sinh vật . Trong thực tế bể điều lưu được xây dựng lớn hơn thể tích thiết kế 10 ¸20% để phòng ngừa các trường hợp không tiên đoán được sự cố biến động hàng ngày của lưu lượng, trong một số hệ thống xử lý người ta có thể bơm, hoàn lưu một số nước thải về bể điều lưu. II.4 Bể tuyển nổi : Bể tuyển nổi được sử dụng để loại bỏ các hạt rắn hoặc lỏng ra khỏi hỗn hợp nước thải và cô đặc bùn sinh học. Trong xử lý nước thải, bể tuyển nổi được sử dụng chủ yếu để laọi các chất lơ lửng và cô dặc bùn sinh học. Lợi điểm chủ yếu của bể tuyển nổi là nó có thể loại các hạt chất rắn nhỏ, có vận tốc lắng chậm trong một thời gian ngắn Bể tuyển nổi gồm có các loại Bể tuyển nổi theo trọng lượng riêng Bể tuyển nổi bằng phương pháp điện phân Bể tuyển nổi bằng cách hoà tan không khí ở áp suất cao Bể tuyển nổi bằng sục khí Bể tuyển nổi theo kiểu tạo chân không Trong phạm vi đề tài, ta chọn bể tuyển nổi bằng cách hoà tan không khí ở áp suất cao Bể tuyển nổi bằng cách hoà tan không khí ở áp suất cao Theo cách này không khí được hoà tan vào nước thải ở áp suất cao vài atm, sau đó nước thải được đưa trở lại áp suất thường của khí quyển. lúc này không khí trong nước thải sẽ phóng thích trở lại vào áp suất khí quyển dưới dạn các bọt khí nhỏ. Các bọt khí này sẽ bám vào các hạt chất rắn tạo lực nâng các hạt chất rắn này nổi lên bề mặt của bể, sau đó các chất rắn này được loại bỏ bằng các thanh gạt. I.1.5. Bể lắng sơ cấp: Bể lắng làm nhiệm vụ tách các chất lơ lửng còn lại trong nước thải (sau khi qua bể lắng cát) có tỷ trọng lớn hơn hoặc nhỏ hơn tỷ trọng của nước dưới dạng lắng xuống đáy bể hoặc nổi lên trên mặt nước. Thông thường bể lắng có ba loại chủ yếu: bể lắng ngang (nước chuyển động theo phương ngang), bể lắng đứng (nước chuyển động theo phương thẳng đứng), và bể lắng ly tâm (nước chuyển động từ tâm ra xung quanh) thường có dạng hình tròn trên mặt bằng. Ngoài ra, còn một số dạng bể lắng khác như bể lắng nghiêng, bể lắng được thiết kế nhằm tăng cường hiệu quả lắng. Trước khi đi vào giai đoạn xử lí sinh học, hàm lượng chất rắn lơ lững trong nước thải SS 150mg/l. Chiều cao của bể : 3.084m h 4.572m (Trịnh Xuân Lai, 2000 Bảng 3.4 Vài giá trị của hằng số thực nghiệm a,b ở t200c. Chỉ tiêu a(giờ) b(giờ) Khử BOD5 0.018 0.020 Khử cặn lơ lững 0.0075 0.014 ( Nguồn: Tính toán thiết kế các công trình xử lí nước thải của Trịnh Xuân Lai) Bảng 3.5 Hiệu quả loại bỏ chất ô nhiễm sau khi qua bể lắng sơ cấp Thông số Hiệu suất xử lí (%) TSS 40 - 70 BOD5 25 – 40 COD 20 – 30 TP 5 – 10 Vi khuẩn 50 – 60 (Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991.) Bảng 3.6 Một số giá trị tham khảo để thiết kế bể lắng sơ cấp hình trụ tròn và hình chữ nhật. Thông số Giá trị Khoảng biến thiên Thông dụng Hình chữ nhật Sâu (m) 3 – 4.6 3.7 Dài (m) 15.2 – 91.4 24.4 – 39.6 Rộng (m) 3.0 – 24.4 4.9 – 9.7 Vận tốc thiết bị gạt váng và cặn (m/phút) 0.6 – 1.2 0.9 Hình trụ tròn Sâu (m) 3.0 – 4.6 3.7 Đường kính (m) 3.0 – 61 12.2 – 45.8 Độ dốc của đáy (m/m) 0.063 – 0.167 0.083 Vận tốc thiết bị gạt váng và cặn (vòng/phút) 0.02 – 0.05 0.03 (Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991.) Bể bùn hoạt tính: Xử lý nước thải bằng bể bùn hoạt tính bao gồm bể chứa khí và bể lắng, vi sinh vật kết bông được tách ra ở bể lắng và hoàn lưu lại bể hiếu khí để duy trì nồng độ cao của vi sinh vật có hoạt tính, lượng bùn thừa được tách ra đưa vào bể nén bùn hay các công trình xử lý bùn khác để đảm bảo có oxy thường xuyên và trộn đều nước thải với bùn hoạt tính, cần phải cung cấp khí cho bể hiếu khí bằng hệ thống sục khí. Bể bùn hoạt tính là một qui trình xử lý sinh học hiếu khí trong bể không có giá bám cho vi khuẩn . Việc loại bỏ BOD, keo tụ, các hạt keo không lắng và cố định các chất hữu cơ được thực hiện bởi vi sinh vật, chủ yếu là các vi khuẩn. Các vi sinh vật được sử dụng để chuyển hóa các hạt keo và các chất hữu cơ thành các chất khí và các tế bào vi khuẩn mới. Do đó các tế bào vi khuẩn có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng riêng của nước nó có thể tách khỏi nước thải bằng phương pháp lắng trọng lực. Thời gian lưu của nước thải, chế độ nạp nước và các chất hữu cơ trong bể phản ứng: Theo số liệu của Mỹ, thời gian cư trú trung bình của vi khuẩn trong bể theo thể tích bể 5 ¸ 15 ngày, thời gian lưu tồn nước trong bể 4 ¸ 8 giờ. Hiệu suất sục khí và tỷ lệ thức ăn trên vi sinh vật (F/M) nên giữ trị số DO = 1,5 ¸ 4 mg/l tại mọi khu vực trong bể, trên 4mg/l không tăng hiệu suất mà còn tốn điện. Đối với F/M lớn hơn 0,3mg/l, lượng không khí cần thiết 30 ¸ 55m3/kgBOD5 được xử lý( hệ thống tạo bọt khí), 24 ¸ 36 m3/kgBOD5 được xử lý (hệ thống sục khí tạo bọt mịn). Nếu F/M nhỏ hơn 0,3mg/l lượng không khí cần thiết sẽ tăng lên. Thông thường khi sử dụng hệ thống bơm nén khí với hệ thống khuếch tán khí người ta cần 3,75¸15m3 không khí trên một m3 nước thải. Đối với các thiết bị cơ khí khấy đảo để sục khí cần 1¸1,5kgO2/kgBOD5 được xử lý, theo thực nghiệm ở bể bùn hoạt tính khuấy hoàn chỉnh cho thấy giá trị F/M nằm trong khoảng 0,2 ¸ 1,0. Bể lắng thứ cấp: Bể lắng thứ cấp dùng để loại bỏ các tế bào vi khuẩn nằm ở dạng các bông cặn. Bể lắng thứ cấp có hình dạng cấu tạo gần giống với bể lắng sơ cấp, tuy nhiên thông số thiết kế về lưu lượng nạp nước thải trên một đơn vị diện tích bề mặt của bể khác rất nhiều. Ta có thể tham khảo các thông số thiết kế theo bản sau. Bảng 3.3 Các thông số tham khảo để thiết kế bể lắng thứ cấp Loại bể xử lý Lưu lượng nạp nước m3/m2.d Lưu lượng nạp chất rắn kg/m2h Chiều sâu của bể m Trung bình Tải đỉnh Trung bình Tải đỉnh Bùn hoạt tính thông khí bằng không khí (ngoại trừ loại thông khí kéo dài) 16,3 ¸ 32,6 40,7 ¸ 48,9 3,9 ¸5,9 9,8 3,66¸6,1 Bùn hoạt tính thông khí bằngoxy tinh khiết 16,3 ¸ 32,6 40,7 ¸48,9 4,9 ¸6,8 9,8 3,66¸6,1 Bùn hoạt tính thông khí kéo dài 8,2 ¸ 16,3 24,4 ¸32,6 1 ¸ 4,9 6,8 3,66¸6,1 Bể lọc sinh học nhỏ giọt 16,3 ¸ 24,4 40,7 ¸48,9 2,9 ¸ 4,9 7,8 3,05¸4,57 Đĩa quay sinh học Nước thải thứ cấp 16,3 ¸ 32,6 40,7 ¸ 48,9 3,9 ¸5,9 9,8 3,05¸4,57 Nước thải nitrat hóa 16,3 ¸ 24,4 32,6 ¸ 40,7 2,9 ¸4,9 7,8 3,05¸4,57 Nguồn : Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 II.7.Bể khử trùng: Để hoàn thành công đoạn xử lý nước thải dùng chclorine. Nước thải và dung dịch chclor( phân phối qua ống châm lổ hoặc suốt chiều ngang của bể trộn) được cho vào bể trộn trang bị một máy khuấy vận tốc cao, thời gian lưu tồn của nước thải và dung dịch chclorine trong bể không ngắn hơn 30 giây. Sau đó nước thải đã trộn lẫn với dung dịch chclorine được cho chảy qua bể tiếp xúc được chia thành những kênh dài và hẹp theo đường gấp khúc. Thời gian tiếp xúc giữa chclorine và nước thải từ 15 ¸ 45 phút, ít nhất phải giữ được 15 phút ở tải đỉnh. Bể tiếp xúc chclorine thường được thiết kế theo kiểu plug_flow. Tỷ lệ dài : rộng từ 10:1 đến 40:1. Vận tốc tối thiểu của nước thải từ 2 ¸ 4,5m/phút để tránh lắng bùn trong bể. II.8. Sân phơi bùn: Bùn thải ra từ bể tuyển nổi, bể lắng sơ cấp và bể lắng thứ cấp được đưa ra sân phơi bùn. Sân phơi bùn được coi là một công đoạn làm khô bùn, làm giảm ẩm độ bùn xuống còn khoảng 70 ¸ 80% , nghĩa là hàm lượng vật chất khô trong bùn tăng lên đến 20 ¸ 30%. Vì diện tích đệm của nhà máy lớn nên thích hợp cho thiết kế sân phơi bùn. Đáy sân phơi bùn thường làm bằng bêtông cốt thép để đảm bảo cách ly nước rỉ từ bùn vào nước ngầm và có mái che di động tránh nước mưa đổ vào. Chỉ tiêu thiết kế làm giảm ẩm độ bùn xuống còn 75% Chiều dày lớp bùn là 8cm( thời gian phơi 3 tuần). Chiều dày lớp bùn là 10cm( thời gian phơi 4 tuần). Chiều dày lớp bùn là 12cm( thời gian phơi 6 tuần). TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH Lưu lượng nước thải tính toán: Lưu lượng trung bình ngày đêm: Q = 2302 m3/ngày đêm Lưu lượng trung bình : (mỗi ngày sản xuất 8h) =0,0799m3/s=79,9 L/s (Nguồn :TCXD 51-2008) K0max =1,6402 K0min =0,5739 Qtbmax = Qtb x K0max = 79,9*1,6402= 131,05 (L/s) =0,131(m3/s) Qtbmin = Qt bx K0min = 79,9*0,5739= 45,85 (L/s) = 0,0127 (m3/s) Tính toán lại hàm lượng các chất trong nước thải: Lượng nước thải sản xuất hàng ngày là 2250m3. Lượng nước thải sinh hoạt hàng ngày là 52 m3 Dầu mỡ động vật 250 mg/L Tính toán kênh dẫn nước Chọn vận tốc dòng chảy trong kênh là v = 0,7m/s Diện tích mặt cắt ướt của kênh dẫn: Chọn chiều sâu ngập nước h1 = 0,62 m Chiều rộng kênh dẫn : Chọn chiều cao mặt thoáng là: h2 = 0,3m Chiều cao thực tế kênh dẫn nước: HK=h1 + h2 = 0,62 +0,3=0,92(m) Tính toán song chắn rác: Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý nước trước hết phải qua song chắn rác. Tại đây các thành phần rác có kích thước lớn như: vải vụn, vỏ đồ hộp, lá cây … được giữa lại. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải. Bảng 4: Các giá thông dụng để thiết kế song chắn rác: Chỉ tiêu Khoảng biến thiên Trị thiết kế Vận tốc nước chảy qua song chắn v (m/s) 0,3 ÷ 0,6 0,6 Chiều rộng khe (cm) 2,5 ÷ 5 2,5 Độ nghiêng so với trục đứng β (mm) 30 ÷ 45 45 Bề dày của sắc (cm) 0,51 ÷ 1,52