Đồ án xử lý nước thải dệt nhuộm

Chia sẻ: lehanhspk

Dệt nhuộm ở nước ta là ngành công nghiệp có mạng lưới sản xuất rộng lớn với nhiều mặt hàng, nhiều chủng loại và gần đây tốc độ tăng trưởng kinh tế rất cao. Trong chiến lược phát triển kinh tế của ngành dệt nhuộm, mục tiêu đặt ra đến năm 2010 sản lượng đạt trên 2 tỉ mét vải, kim ngạch xuất khẩu đạt 3,5 – 4 tỉ USD, tạo ra khoảng 1 triệu việc làm.

Bạn đang xem 20 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Đồ án xử lý nước thải dệt nhuộm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN KHCN & QLMT

… •  …


ĐỒ ÁN MÔN HỌC




TÊN ĐỒ ÁN




SVTH: Nhóm 6
Lớp: ĐHMT 1
Viện: KHCN & QLMT
GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn




Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 04 năm 2008.


1
Danh sách nhóm 6
Phạm Lê Phương Lâm
Phạm Thanh Loan
Nguyễn Trường Xuân Nam




2
MỤC LỤC




MỞ ĐẦU


1. Tính cần thiết của đề tài
Dệt nhuộm ở nước ta là ngành công nghiệp có mạng lưới sản xuất rộng lớn
với nhiều mặt hàng, nhiều chủng loại và gần đây tốc độ tăng trưởng kinh tế rất
cao. Trong chiến lược phát triển kinh tế của ngành dệt nhuộm, mục tiêu đặt ra
đến năm 2010 sản lượng đạt trên 2 tỉ mét vải, kim ngạch xuất khẩu đạt 3,5 – 4 tỉ
USD, tạo ra khoảng 1 triệu việc làm. Tuy nhiên, đây chỉ là điều kiện cần cho sự
phát triển, để ngành công nghiệp dệt nhuộm phát triển thật sự thì chúng ta phải
giải quyết vấn đề nước thải và khí thải một cách triệt để. Công nghệ dệt nhuộm
sử dụng một lượng nước khá lớn phục vụ cho các công đoạn sản xuất đồng thời
xả ra một lượng nước thải bình quân 12 – 300 m3/tấn vải. Trong đó, nguồn ô
nhiễm chính là từ nước thải công đoạn dệt nhuộm và nấu tẩy. Nước thải giặt có
pH: 9 – 12, hàm lượng chất hữu cơ cao (có thể lên đến 3000 mg/l), độ màu trên
dưới 1000 Pt – Co, hàm lượng SS có thể bằng 2000 mg/l.
Theo kết quả phân tích nước thải ở làng nghề dệt nhuộm Vạn Phúc (Hà Tây)
thì chỉ số BOD là 67 – 159mg/l; COD là 139 – 423mg/l; SS là 167 – 350mg/l, và kim
loại nặng trong nước như Fe là 7,68 mg/l; Pb là 2,5 mg/l; Cr6+ là 0.08 mg/l [Trung
tâm công nghệ xử lý môi trường, Bộ tư lệnh hoá học, 2003]. Theo số liệu của Sở
Tài nguyên Môi trường Thái Bình, hàng năm làng nghề Nam Cao sử dụng khoảng


3
60 tấn hóa chất các loại như ôxy già, nhớt thủy tinh, xà phòng, bồ tạt, Javen, thuốc
nhuộm nấu tẩy và in nhuộm. Các thông số ô nhiễm môi trường ở Nam Cao cho
thấy hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải cao hơn tiêu chuẩn cho phép
3,75 lần, hàm lượng BOD cao hơn tiêu chuẩn cho phép tới 4,24 lần, hàm lượng
COD cao hơn tiêu chuẩn cho phép 3 lần.
Thực chất, tiêu chuẩn Greentrade Barrier - tiêu chuẩn thương mại “xanh”, cũng
chính là một rào cản thương mại xanh. Rào cản thương mại xanh được áp dụng
đối với hàng may mặc là đòi hỏi các sản phẩm phải đáp ứng được các tiêu chuẩn
sinh thái quy định, an toàn về sức khỏe đối với người sử dụng, không gây ô nhiễm
môi trường trong sản xuất, bắt buộc các nhà xuất khẩu phải tuân thủ. Như vậy là,
trong cuộc cạnh tranh quyết liệt sau khi hạn ngạch dệt may được rỡ bỏ và một số
tiêu chuẩn được các thị trường EU, Mỹ, Nhật... Áp dụng, thì rào cản thương mại
“xanh” là một thách thức, trở ngại lớn đối với tất cả các nước xuất khẩu hàng dệt
may.
Chính vì những yêu cầu hết sức cấp thiết đó nên trong chuyên đề này nhóm sẽ
đề xuất “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải ngành dệt nhuộm công suất
500m3/ngày đêm”.
2. Mục tiêu của đề tài
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm có công suất
500m3/ngày đêm đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 – 1995, nước thải loại B.
3. Phương pháp nghiên cứu đề tài
1. Biên hội và tổng hợp tài liệu.
2. So sánh đối chiếu và lựa chọn công nghệ.
3. Trích dẫn một số tiêu chuẩn trong TCVN 5495 – 1995.
4. Tính toán và đề xuất công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm.
4. Tính mới của đề tài
Hiện nay các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm đa số đều sử dụng
phương pháp hóa lý, như vậy sẽ tiêu tốn một lượng hóa chất rất lớn và không đáp
ứng được yêu cầu kinh tế, làm cho giá thành xử lý 1m3 nước thải sẽ rất lớn. Trong
chuyên đề này sẽ trình bày phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương
pháp sinh học kết hợp với hóa lý, nhằm xử lý triệt để nước thải và mang lại tính



4
kinh tế trong quá trình xử lý. Tỉnh Long An hiện nay có nhiều nhà máy dệt nhuộm
nhưng vẫn chưa có hệ thống xử lý hoạt động hiệu quả, nhóm chúng tôi hy vọng
tập tài liệu này sẽ được áp dụng để xử lý nước thải ngành dệt nhuộm trên địa bàn
tỉnh.
5. Giới hạn của đề tài
Đề tài chỉ trình bày quy trình công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm đạt tiêu
chuẩn loại B theo TCVN 5945 – 1995. Với các thông số đầu vào như sau:
pH = 8 - 10
BOD5 = 860 (mg/l)
COD = 1430 (mg/l)
SS = 560 (mg/l)
Độ màu = 1000 (Pt – Co)


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM VÀ CÁC CHẤT Ô
NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM


1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM
Nguyên liệu chủ yếu của công nghiệp dệt là xơ bông, xơ nhân tạo hoặc tổng
hợp và len. Ngoài ra còn dùng các xơ đay gai, tơ tằm.
1.1.1 Các quá trình cơ bản trong công nghệ dệt nhuộm
Thông thường công nghệ dệt - nhuộm gồm ba quá trình cơ bản: kéo sợi, dệt
vải và xử lý (nấu tẩy), nhuộm và hoàn thiện vải. Trong đó được chia thành các
công đoạn sau:
Làm sạch nguyên liệu: nguyên liệu thường được đóng dưới các dạng kiện
bông thô chứa các sợi bong có kích thước khác nhau cùng với các tạp chất tự nhiên
như bụi, đất, hạt, cỏ rác… Nguyên liệu bông thô được đánh tung, làm sạch và trộn
đều. Sau quá trình là, sạch, bông được thu dưới dạng các tấm phẳng đều.
Chải: các sợi bông được chải song song và tạo thành các sợi thô.
Kéo sợi, đánh ống, mắc sợi: tiếp tục kéo thô tại các máy sợi con để giảm kích
thước sợi, tăng độ bền và quấn sợi vào các ống sợi thích hợp cho việc dệt vải.


5
Sợi con trong các ống nhỏ được đánh ống thành các quả to để chuẩn bị dệt vải.
Tiếp tục mắc sợi là dồn qua các quả ống để chuẩn bị cho công đoạn hồ sợi.
Hồ sợi dọc: hồ sợi bằng hồ tinh bột và tinh bột biến tính để tạo màng hố bao
quanh sợi, tăng độ bền, độ trơn và độ bóng của sợi để có thể tiến hành dệt vải.
Ngoài ra còn dùng các loại hồ nhân tạo như polyvinylalcol PVA, polyacrylat,…
Dệt vải: kết hợp sợi ngang với sợi dọc đã mắc thành hình tấm vải mộc.
Giũ hồ: tách các thành phần của hồ bám trên vải mộc bằng phương pháp
enzym (1% enzym, muối và các chất ngấm) hoặc axit (dung dịch axit sunfuric
0.5%). Vải sau khi giũ hồ được giặc bằng nước, xà phòng, xút, chất ngấm rồi đưa
sang nấu tẩy.
Nấu vải: Loại trừ phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên như dầu mỡ,
sáp… Sau khi nấu vải có độ mao dẫn và khả năng thấm nước cao, hấp thụ hóa
chất, thuốc nhuộm cao hơn, vải mềm mại và đẹp hơn. Vải được nấu trong dung
dịch kiềm và các chất tẩy giặt ở áp suất cao (2 - 3 at) và ở nhiệt độ cao (120 -
130oC). Sau đó, vải được giặt nhiều lần.
Làm bóng vải: mục đích làm cho sợi cotton trương nở, làm tăng kích thước các
mao quản giữa các phần tử làm cho xơ sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm nước hơn,
bóng hơn, tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm. Làm bóng vải thông thường bằng
dung dịch kiềm dung dịch NaOH có nồng độ từ 280 đến 300g/l, ở nhiệt độ thấp 10
- 20oC. sau đó vải được giặt nhiều lần. Đối với vải nhân tạo không cần làm bóng.
Tẩy trắng: mục đích tẩy màu tự nhiên của vải, làm sạch các vết bẩn, làm cho
vải có độ trắng đúng yêu cầu chất lượng. Các chất tẩy thường dùng là natri clorit
NaClO2, natri hypoclorit NaOCl hoặc hyrdo peroxyte H2O2 cùng với các chất phụ
trợ. Trong đó đối với vải bông có thể dùng các loại chất tẩy H2O2, NaOCl hay
NaClO2.
Nhuộm vải hoàn thiện: mục đích tạo màu sắc khác nhau của vải. Thường sử
dụng các loại thuốc nhuộm tổng hợp cùng với các hợp chất trợ nhuộm để tạo sự
gắn màu của vải. Phần thuốc nhuộm dư không gắn vào vải, đi vào nước thải phụ
thuộc vào nhiều yếu tố như công nghệ nhuộm, loại vải cần nhuộm, độ màu yêu
cầu,…
Thuốc nhuộm trong dịch nhuộm có thể ở dạng tan hay dạng phân tán. Quá trình
nhuộm xảy ra theo 4 bước:


6
Di chuyển các phân tử thuốc nhuộm đến bề mặt sợi.
-
Gắn màu vào bề mặt sợi.
-
Khuyết tán màu vào trong sợi, quá trình xảy ra chậm hơn quá trình trên.
-
Cố định màu và sợi.
-
In hoa là tạo ra các vân hoa có một hoặc nhiều màu trên nền vải trắng hoặc vải
màu, hồ in là một hỗn hợp gồm các loại thuốc nhuộm ở dạng hòa tan hay pigment
dung môi. Các lớp thuốc nhuộm cùng cho in như pigment, hoạt tính, hoàn nguyên,
azo không tan và indigozol. Hồ in có nhiều loại như hồ tinh bột, dextrin, hồ alginat
natri, hồ nhũ tương hay hồ nhũ hóa tổng hợp.
Sau nhuộm và in, vải được giặt lạnh nhiều lần. Phần thuốc nhuộm không gắn
vào vải và các hóa chất sẽ đi vào nước thải. Văng khổ, hoàn tất vải với mục đích
ổn định kích thước vải, chống nhàu và ổn định nhiệt, trong đó sử dụng một số hóa
chất chống màu, chất làm mềm và hóa chất như metylic, axit axetic, formaldehit.




7
Sơ đồ nguyên lý công nghệ dệt nhuộm hàng sợi bông & các nguồn nước thải




8
1.1.2 Các loại thuốc nhuộm thường dùng trong ngành dệt nhuộm
Thuốc nhuộm hoạt tính
Các loại thuốc nhuộm thuộc nhóm này có công thức cấu tạo tổng quát là S-F-
T-X trong đó: S là nhóm làm cho thuốc nhuộm có tính tan; F là phần mang màu,
thường là các hợp chất Azo (-N=N-), antraquinon, axit chứa kim loại hoặc
ftaloxiamin; T là gốc mang nhóm phản ứng; X là nhóm phản ứng. Loại thuốc
nhuộm này khi thải vào môi trường có khả năng tạo thành các amin thơm được
xem là tác nhân gây ung thư.
Thuốc nhuộm trực tiếp
Đây là thuốc nhuộm bắt màu trực tiếp với xơ sợi không qua giai đoạn xử lý
trung gian, thường sử dụng để nhuộm sợi 100% cotton, sợi protein (tơ tằm) và sợi
poliamid, phần lớn thuốc nhuộm trực tiếp có chứa azo (môn, di and poliazo) và
một số là dẫn xuất của dioxazin. Ngoài ra, trong thuốc nhuộm còn có chứa các
nhóm làm tăng độ bắt màu như triazin và salicylic axit có thể tạo phức với các kim
loại để tăng độ bền màu.
Thuốc nhuộm hoàn nguyên
Thuốc nhuộm hoàn nguyên gồm 2 nhóm chính: nhóm đa vòng có chứa nhân
antraquinon và nhóm indigoit có chứa nhân indigo. Công thức tổng quát là R=C-O;
trong đó R là hợp chất hữu cơ nhân thơm, đa vòng. Các nhân thơm đa vòng trong
loại thuốc nhuộm này cũng là tác nhân gây ung thư, vì vậy khi không được xử lý,
thải ra môi trường, có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Thuốc nhuộm phân tán
Nhóm thuốc nhuộm này có cấu tạo phân tử tư gốc azo và antraquinon và nhóm
amin (NH2, NHR, NR2, NR-OH), dùng chủ yếu để nhuộm các loại sợi tổng hợp
(sợi axetat, sợi polieste…) không ưa nước.
Thuốc nhuộm lưu huỳnh
Là nhóm thuốc nhuộm chứa mạch dị hình như tiazol, tiazin, zin… trong đó có
cầu nối –S-S- dùng để nhuộm các loại sợi cotton và viscose.
Thuốc nhuộm axit
Là các muối sunfonat của các hợp chất hữu cơ khác nhau có công thức là R-
SO3Na khi tan trong nước phân ly thành nhóm R-SO3 mang màu. Các thuốc nhuộm
này thuộc nhóm mono, diazo và các dẫn xuất của antraquinon, triaryl metan…

9
Thuốc in, nhuộm pigmen
Có chứa nhóm azo, hoàn nguyên đa vòng, ftaoxianin, dẫn suất của
antraquinon…
1.1.3 Nhu cầu về nước và nước thải trong xí nghiệp dệt nhuộm
Công nghệ dệt nhuộm sử dụng nước khá lớn: từ 12 đến 65 lít nước cho 1 mét
vải và thải ra từ 10 đến 40 lít nước.
Nước dùng trong nhà máy dệt phân bố như sau:
Sản xuất hơi nước 5.3%
Làm mát thiết bị 6.4%
Phun mù và khử bụi trong các phân xưởng 7.8%
Nước dùng trong các công đoạn công nghệ 72.3%
Nước vệ sinh và sinh hoạt 7.6%
Phòng hỏa và cho các việc khác 0.6%
Nước thải từ công nghiệp dệt cũng rất đa dạng và phức tạp, nhu cầu nước cho
công nghiệp dệt cũng rất lớn. Từ đó lượng nước thải từ những công nghệ này
cũng rất nhiều.
Hàng len nhuộm, dệt thoi là: 100 - 240 m3/tấn
Hàng vải bông, nhuộm, dệt thoi: 50 - 240 m3/tấn, bao gồm:
Hồ sợi: 0.02 m3
Nấu, giũ hồ tẩy: 30 - 120 m3
Nhuộm: 50 - 240 m3
Hàng vải bông in hoa, dệt thoi là 65 - 280 m3/tấn, bao gồm:
Hồ sợi: 0.02 m3
Giũ hồ, nấu tẩy: 30-120 m3
In sấy: 5-20 m3
Giặt: 30-140 m3
Khăn len màu từ sợi polycrylonitrit là 40-140 m3/tấn, bao gồm:
Nhuộm sợi: 30-80 m3
Giặt sau dệt: 10-70 m3
Vải trắng từ polyacrylonitrit là 20-60 m3 .
1.2 CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM CHÍNH TRONG NƯỚC THẢI DỆT
NHUỘM

10
Nước thải từ các xí nghiệp dệt nhuộm rất phức tạp, nó bao gồm cả các chất
hữu cơ, các chất màu và các chất độc hại cho môi trường. Các chất gây ô nhiễm
môi trường chính có trong nước thải của xí nghiệp dệt, nhuộm bao gồm:
- Tạp chất tách ra từ xơ sợi, như dầu mỡ, các hợp chất chứa nitơ, các chất bẩn
dính vào sợi (trung bình là 6% khới lượng xơ sợi).
- Các hóa chất dùng trong quá trình công nghệ: hồ tinh bột, tinh bột biến tính,
dextrin, aginat, các loại axit, xút, NaOCl, H2O2, soda, sunfit… Các loại thuốc
nhuộm, các chất phụ trợ, chất màu, chất cầm màu, hóa chất tẩy giặt. Lượng hóa
chất sử dụng đối với từng loại vải, từng loại mầu là rất khác nhau và phần dư
thừa đi vào nước thải tương ứng.
- Đối với mặt hàng len từ lông cừu, nguyên liệu là len thô mang rất nhiều tạp
chất (250-600 kg/tấn) được chia thành:
+ 25-30% mỡ (axít béo và sản phẩm cất mỡ, lông cừu)
+ 10-15% đất và cát
+ 40-60% mưối hữu cơ và các sản phẩm cất mỡ, lông cừu.
Mỗi công đoạn của công nghệ có các dạng nước thải và đặc tính của chúng.
Bảng1.1: Các chất gây ô nhiễm và đặc tính nước thải ngành dệt - nhuộm
Công đoạn Chất ô nhiễm trong nước Đặc tính của nước thải
thải
Hồ sợi, bột, carboxy BOD cao (34-50% tổng sản
Tinh glucozo,
giũ hồ metyl xelulozo, polyvinyl alcol, lượng BOD).
nhựa, chất béo và sáp.
Nấu, tẩy NaOH, chất sáp và dầu mỡ, tro, Độ kiềm cao, màu tối, BOD cao
soda, silicat natri và xo sợi vụn. (30% tổng BOD).
Tẩy trắng Hipoclorit, hợp chất chứa clo, Độ kiềm cao, chiếm 5%BOD.
NaOH, AOX, axit…
NaOH, tạp chất. Độ kiềm cao, BOD thấp (dưới
Làm bong
1% tổng BOD).
Nhuộm loại thuốc nhuộm, Độ màu rất cao, BOD khá cao
Các
axitaxetic và các muối kim loại. (6% tổng BOD), TS cao.
Chất màu, tinh bột, dầu, đất Độ màu cao, BOD cao và dầu
In
sét, muối kim loại,axit… mỡ.
Hoàn thiện Vệt tinh bột, mỡ động vật, Kiềm nhẹ, BOD thấp, lượng
muối. nhỏ.


11
Bảng1.2: Đặc tính nước thải của một số xí nghiệp Dệt nhuộm ở Việt Nam
Đặc tính sản Hàng bông Hàng pha
Đơn vị Dệt len Sợi
phẩm dệt thoi dệt kim
m3/tấn
Nước thải 394 264 114 236
vải
pH 8-11 9-10 9 9-11
TS mg/l 400-1000 950-1380 420 800-1300
BOD5 mg/l 70-135 90-220 120-130 90-130
COD mg/l 150-380 230-500 400-450 210-230
Độ màu Pt-Co 350-600 250-500 260-300

Bảng1.2: Nồng độ của một số chất ô nhiễm trong nước thải Dệt nhuộm.
Thành phần Đặc điểm
pH 2-14
COD (mg/l) 60-5000
BOD (mg/l) 20-3000
PO43- (mg/l) 10-1800
SO42- (mg/l) 9 sẽ gây độc hại đối với
-
thủy tinh, gây ăn mòn các công trình thoát nước và hệ thong xử lý nước
thải.
Muối trung tính làm tăng hàm lượng tổng rắn. Lượng thải lớn gây tác hại
-
đối với đời sống thủy sinh do làm tăng áp suất thẩm thấu, ảnh hưởng đến
quá trình trao đổi của tế bào.
Hồ tinh bột biến tính làm tăng BOD, COD của nguồn nước, gây tác hại đối
-
với đời sống thủy sinh do làm giảm oxy hòa tan trong nguồn nước.
Độ màu cao do lượng thuốc nhuộm dư đi vạo nước thải gây màu cho dòng
-
tiếp nhận, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của các loài thủy sinh, ảnh
hưởng xấu tới cảnh quan.
Hàm lượng ô nhiễm các chất hữu cơ cao sẽ làm giảm oxy hòa tan trong
-
nước ảnh hưởng tới sự sống của các loài thủy sinh.




13
CHƯƠNG 2
MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM


Do đặc thù của công nghệ, nước thải dệt nhuộm chứa tổng hàm lượng chất
rắn TS, chất rắn lơ lửng, độ màu, BOD, COD cao nên chọn phương pháp xử lý
thích hợp phải dựa vào nhiều yếu tố như lượng nước thải, đặc tính nước thải,
tiêu chuẩn thải, xử lý tập trung hay cục bộ. Về nguyên lý xử lý, nước thải dệt
nhuộm có thể áp dụng các phương pháp sau:
- Phương pháp cơ học.
- Phương pháp hóa học.
- Phương pháp hóa – lý.
- Phương pháp sinh học.
2.1 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC


14
Thường được áp dụng ở giai đoạn đầu của quy trình xử lý, quá trình được
xem như bước đệm để loại bỏ các tạp chất vô cơ và hữu cơ không tan hiện diện
trong nước nhằm đảm bảo tính an toàn cho các thiết bị và các quá trình xử lý tiếp
theo. Tùy vào kích thước, tính chất hóa lý, hàm lượng cặn lơ lửng, lưu lượng nước
thải và mức độ làm sạch mà ta sử dụng một trong các quá trình sau: lọc qua song
chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của lực ly tâm, trọng trường, lọc
và tuyển nổi.
Xử lý cơ học nhằm mục đích
 Tách các chất không hòa tan, những vật chất có kích thước lớn như
nhánh cây, gỗ, nhựa, lá cây, giẻ rách, dầu mỡ... ra khỏi nước thải.
 Loại bỏ cặn nặng như sỏi, thủy tinh, cát...
 Điều hòa lưu lường và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải.
 Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo.
2.1.1 Song chắn rác
Song chắn rác gồm các thanh kim loại tiết diện chữ nhật hình tròn, hình chữ
nhật hoặc hình bầu dục. Song chắn rác được chia làm 2 loại, loại di động và loại
cố định. Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 – 900 theo hướng dòng chảy.
Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn ở dạng sợi: giấy, rau
cỏ, rác...
2.1.2 Lưới chắn rác
Để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ hoặc các sản phẩm có giá trị,
thường sử dụng lưới lọc có kích thước lỗ từ 0,5 – 1mm. Khi tang trống quay,
thường với vận tốc 0,1 đến 0,5 m/s, nước thải thường lọc qua bề mặt trong hay
ngoài, tùy thuộc vào sự bố trí đường ống dẫn nước vào. Các vật thải được cào ra
khỏi mặt lưới bằng hệ thống cào.
2.1.3 Bể điều hòa
Do đặc điểm của công nghệ sản xuất một số ngành công nghiệp, lưu lượng và
nồng độ nước thải thường không đều theo các giờ trong ngày. Sự dao động lớn về
lưu lượng này sẽ ảnh hưởng không tốt đến những công trình xử lý phía sau. Để
duy trì dòng thải và nồng độ vào công trình xử lý ổn định, khắc phục được những
sự cố vận hành do sự dao động về nồng độ và lưu lượng của nước thải và nâng


15
cao hiệu suất của các quá trình xử lý sinh học người ta sẽ thiết kế bể điều hòa.
Thể tích bể phải tương đương 6 – 12h lưu nước trong bể với lưu lượng xử lý
trung bình. Bể điều hòa được phân loại như sau:
- Bể điều hòa lưu lượng.
- Bể điều hòa nồng độ.
- Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ.
2.2 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC
Các phương pháp hóa học xử lý nước thải gồm có: trung hòa, oxy hóa và khử.
Tất cả các phương pháp này đều dùng tác nhân hóa học nên tốn nhiều tiền. Người
ta sử dụng các phương pháp hóa học để khử các chất hòa tan và trong các hệ
thống nước khép kín. Đôi khi phương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ trước
khi xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử lý nước thải
lần cuối để thải vào nguồn.
2.2.1 Phương pháp trung hòa
Trung hòa nước thải được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau
- Trộn lẫn nước thải với axit hoặc kiềm.
- Bổ sung các tác nhân hóa học.
- Lọc nước axit qua vật liệu lọc có tác dụng trung hòa.
- Hấp thụ khí axit bằng chất kiềm hoặc hấp thụ amoniăc bằng nước axit.
Trong quá trình trung hòa một lượng bùn cặn được tạo thành. Lượng bùn này
phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các
tác nhân xử dụng cho quá trình.
2.2.2 Phương pháp oxy hóa và khử
Để làm sạch nước thải có thể dùng các chất oxy hóa như Clo ở dạng khí và
hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, pemanganat kali,
bicromat kali, oxy không khí, ozon...
Trong quá trình oxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành
các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước thải. Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn
tác nhân hóa học, do đó quá trình oxy hóa học chỉ được dùng trong những trường
hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải không thể tách bằng những
phương pháp khác.



16
Oxy hóa bằng Clo
Clo và các chất có chứa clo hoạt tính là chất oxy hóa thông dụng nhất. Người
ta sử dụng chúng để tách H2S, hydrosunfit, các hợp chất chứa metylsunfit, phenol,
xyanua ra khỏi nước thải.
Khi clo tác dụng với nước thải xảy ra phản ứng
Cl2 + H2O = HOCl + HCl
HOCl ↔ H+ + OCl-
Tổng clo, HOCl và OCl- được gọi là clo tự do hay clo hoạt tính.
Các nguồn cung cấp clo hoạt tính còn có clorat canxi (CaOCl2), hypoclorit,
clorat, dioxyt clo, clorat canxi được nhận theo phản ứng
Ca(OH)2 + Cl2 = CaOCl2 + H2O
Lượng clo hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là: 10 g/m3 đối
với nước thải sau xử lý cơ học, 5 g/m3 sau xử lý sinh học hoàn toàn.
Phương pháp Ozon hóa
Ozo tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hóa bằng ozo
cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng của nước. Sau quá trình ozo hóa
số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99%, ozo còn oxy hóa các hợp chất Nito,
Photpho...
2.3 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA - LÝ
Cơ chế của phương pháp hóa lý là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó,
chất này phản ứng với các tập chất bẩn trong nước thải và có khả năng loại
chúng ra khỏi nước thải dưới dạng cặn lắng hoặc dạng hòa tan không độc hại.
Các phượng pháp hóa lý thường sử dụng để khử nước thải là quá trình keo tụ,
hấp phụ, trích ly, tuyển nổi...
2.3.1 Quá trình keo tụ tạo bông
Quá trình này thường được áp dụng để khử màu, giảm độ đục, cặn lơ lửng và
vi sinh vật. Khi cho chất keo tụ vào nước thô chứa cặn lắng chậm (hoặc không
lắng được), các hạt mịn kết hợp lại với nhau thành các bông cặn lớn hơn và nặng,
các bông cặn này có thể tự tách ra khỏi nước bằng lắng trọng lực.
Hầu hết chất keo tụ ở dạng Fe(III), Al(III); Al2(SO4)3.14H2O, FeCl3. Tuy nhiên
trong thực tế người ta thường sử dụng phèn sắt hơn do chúng có ưu điểm nhiều
hơn phèn nhôm. Trong quá trình keo tụ người ta còn sử dụng chất trợ keo tụ để

17
tăng tính chất lắng nhanh và đặc chắc do đó sẽ hình thành bông lắng nhanh và đặc
chắc như sét, silicat hoạt tính và polymer.
2.3.2 Phương pháp trích ly
Trích ly pha lỏng được ứng dụng để làm sạch nước thải chứa phenol, dầu, axit
hữu cơ, các ion kim loại... Phương pháp này được ứng dụng khi nồng độ chất thải
lớn hơn 3 – 4g/l, vì khi đó giá trị chất thu hồi mới bù đắp chi phí cho quá trình trích
ly.
Làm sạch nước bằng trích ly gồm 3 giai đoạn
Trộn mạnh nước thải với chất trích ly (dung môi hữu cơ) trong điều
-
kiệm bề mặt tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng hình thành 2 pha
lỏng, một pha là chất trích ly với chất được trích ly, một pha là nước
thải với chất trích ly.
Phân riêng hai pha lỏng nói trên.
-
Tái sinh chất trích ly.
-
Để giảm nồng độ chất tan thấp hơn giới hạn cho phép cần phải chọn đúng
chất trích ly và vận tốc của nó khi cho vào nước thải.


2.4 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC
Phương pháp này dựa trên cơ sở hoạt động phân hủy chất hữu cơ có trong
nước thải của các vi sinh vật. Các vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số chất
khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình phát triển, chúng
nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản. Phương
pháp này được sử dụng để xử lý hoàn toàn các chất hữu cơ có khả năng phân hủy
sinh học trong nước thải. Công trình xử lý sinh học thường được đặt sau khi nước
thải đã qua xử lý sơ bộ qua các công trình xử lý cơ học, hóa học, hóa lý.
Quá trình sinh học gồm các bước
Chuyển các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hòa tan
-
thành thể khí và các vỏ tế bào vi sinh.
Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo
-
vô cơ trong nước thải.
Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng.
-



18
Chất nhiễm bẩn trong nước thải dệt nhuộm phần lớn là những chất có khả
năng phân hủy sinh học. Thường nước thải dệt nhuộm thiếu nguồn N và P dinh
dưỡng. Khi xử lý hiếu khí cần cân bằng dinh dưỡng theo tỷ lệ BOD:N:P =
100:5:1 hoặc trộn nước thải dệt nhuộm với nước thải sinh hoạt để các chất dinh
dưỡng trong hỗn hợp cân đối hơn. Các công trình sinh học như: lọc sinh học, bùn
hoạt tính, hồ sinh học hay kết hợp xử lý sinh học nhiều bậc...


2.5 MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT
NHUỘM
2.5.1 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trong nước
2.5.1.1 Qui trình công nghệ tổng quát xử lý nước thải nhuộm vải
Trong ngành công nghiệp dệt nhuộm, nước thải nhuộm gồm ba loại chính:
 Nước thải phẩm nhuộm hoạt tính.
 Nước thải phẩm nhuộm sunfua.
 Nước thải tẩy.




Thành phần tính chất nước thải nhuộm được trình bày theo bản sau:
Kết quả
Đơn
Nước thải hoạt
Chỉ tiêu
Nước thải sunfua Nước thải tẩy
vị
tính
pH 10-11 >11 >12
COD mg/l 450-1.500 10.000-40.000 9.000-30.000
BOD5 mg/l 200-800 2.000-10.000 4.000-17.000
N tổng mg/l 5-15 100-1.000 200-1.000
P tổng mg/l 0.7-3 7-30 10-30
SS mg/l - - -
Màu Pt-Co 7.000-50.000 10.000-50.000 500-2.000
Độ đục FAU 140-1.500 8.000-200.000 1.000-5.000




19
Do mỗi loại nước thải có thành phần và tính chất đặc trưng riêng nên công
nghệ xử lý tương ứng cũng khác nhau. Trước tiên, ta phải tách riêng và xử lý sơ
bộ loại trừ các tác nhân gây hại đối với vi sinh vật rồi nhập chung xử lý bằng sinh
học. Nước thải nhuộm vải có nồng độ chất hữu cơ cao, thành phần phức tạp và
chứa nhiều hợp chất vòng khó phân hủy sinh học đồng thời các hóa chất phụ trợ
trong quá trình nhuộm có khả năng gây ức chế vi sinh vật. Hơn nữa nhiệt độ nước
thải rất cao, không thích hợp đưa trực tiếp vào hệ thống xử lý sinh học. Vì vậy, ta
phải tiến hành xử lý hóa lý trước khi đưa vào các công trình sinh học nhằm loại
trừ các yếu tố gây hại và tăng khả năng xử lý của vi sinh.
Sơ đồ qui trình công nghệ tổng quát xử lý nước thải nhuộm vải




Trong công nghệ này, nước thải nhuộm ở các công đoạn sẽ được thu gom và
xử lý sơ bộ riêng:
Nước thải hoạt tính được tiến hành keo tụ bằng phèn sắt với pH là 10-
-
10.5, hiệu quả khử COD là 60-85%.
Nước thải sunfua keo tụ ở pH khoảng 3, hiệu quả khử COD khoảng
-
70%.



20
Nước thải tẩy được tiến hành trung hòa nhằm đưa pH về 6.5. Khi đó
-
H2O2 sẽ bị phân hủy thành O2 bay lên gây ra bọt đồng thời hồ sẽ được
tách ra khỏi nước.
Sau đó, nước tẩy sẽ được đưa vào bể trộn cùng với nước sau lắng của nước
thải hoạt tính và nước thải sunfua. Bể trộn đóng vai trò điều hòa chất lượng nước
thải, vừa là nơi hiệu chỉnh pH cho quá trình lọc sinh học kỵ khí tiếp theo. Ở bể
lọc kỵ khí, chất hữu cơ một phần sẽ bị phân hủy thành khí biogas hoặc chuyển
hóa thành những hợp chất dễ phân hủy hơn và sẽ được tiếp tục oxy hóa sinh học
trong bể aerotank. Nước thải sau xử lý sinh học vẫn chưa đạt tiêu chuẩn nên phải
tiến hành xử lý bậc cao bằng phương pháp keo tụ. Phần bùn thải ra từ các bể lắng
được đưa vào máy ép bùn, nước tách từ bùn được đưa trở lại bể trộn, bùn sau ép
được đưa đi chôn lấp.


2.5.1.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm đang được áp
Hóa chất
Bể điều Bể tuyển
Song
chắn rác nổi
hòa
Nước thải




Nguồn Bể lọc
Bể chứa Bể lọc sinh học
tiếp áp lực
nhận
dụng:




Mô tả tóm tắt công nghệ thiết bị
Nước thải trước tiên theo cống thu gom, qua song chắn rác chảy vào bể điều
hòa. Sau khi tập trung tại bể điều hòa, nước thải được bơm lên bể tuyển nổi. Trên
ống dẫn vào bể tuyển nổi có 03 đường hóa chất châm vào là dung dịch trung hòa,


21
dung dịch phản ứng và dung dịch trợ lắng. Quá trình xử lý trong bể tuyển nổi
được thực hiện bằng cách hòa tan trong nước những bọt khí nhỏ, các bọt khí này
bám vào các hạt cặn làm cho tỷ trọng tổ hợp cặn khí giảm, lực đẩy nổi xuất hiện.
Khi lực đẩy nổi đủ lớn, hỗn hợp cặn - khí nổi lên mặt nước và được gạt ra ngoài
bằng tấm gạt cao su gắn phía trên bể. Bên cạnh đó bể tuyển nổi còn thực hiện
chức năng lắng. Do nước thải vào bể đã được hòa trộn với các chất tạo pH, chất
keo tụ nên trong bể tuyển nổi còn xảy ra quá trình keo tụ. Trên bể tuyển nổi có sử
dụng một môtơ khuấy với tốc độ thích hợp để kích thích quá trình tạo bông. Các
hạt bùn keo tụ tạo ra có tỷ trọng lớn lắng xuống đáy bể sẽ được lấy ra ngoài nhờ
van xả đáy.
Nước thải từ máng thu nước bể tuyển nổi tràn vào bể lọc sinh học từ dưới lên
trên qua lớp vật liệu nổi là các hạt polystyren. Các vi khuẩn hiện diện trong nước
thải dính bám lên lớp sinh khối nổi là những hạt polystyrene hay còn gọi là
Biostyrene và chúng được loại bỏ bằng cách khống chế môi trường hoạt động.
Xác vi sinh vật và chất rắn lơ lửng trong nước thải được loại bỏ bằng quá trình
rửa ngược. Đây là công nghệ lọc sinh học mới được áp dụng tại Việt Nam, có
hiệu quả sử dụng rất cao, chiếm mặt bằng ít, giá thành thấp.
Nước thải tiếp tục tự chảy đến bể chứa để từ đó có thể bơm đến thiết bị lọc áp
lực
Bể lọc áp lực là công trình xử lý cuối cùng trong hệ thống xử lý nước thải. Sau
khi qua bể lọc áp lực, nước thải có thể được xả ra cống.
Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khác
Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5945:1995, nguồn xả
-
loại B
Giá thành xử lý 1m3 nước thải: 1500 - 2000đ/m3
-
Ưu điểm của CN/TB
- Các thiết bị được chế tạo bằng thép nên có thể tháo ráp dễ dàng khi cần di
dời
- Mặt trong thiết bị được phủ epoxy chống ăn mòn, tăng thời gian sử dụng
- Hệ thống được điều khiển tự động, tránh cho công nhân có thể tiếp xúc trực
tiếp với nước thải độc hại
- Diện tích chiếm dụng mặt bằng giảm 50% so với bể xây bằng xi măng


22
- Thời gian thi công ngắn


2.5.2 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trên thế giới
2.5.2.1 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm sợi bông ở Hà Lan
Trong hệ thống có công đoạn xử lý hóa lý trước công đoạn xử lý sinh học. Với
các thông số như:
Nước thải có lưu lượng 3.000 - 4.000 m3/h; COD = 400 - 1.000 mg/l; BOD5 =
200 - 400 mg/l.
Nước sau xử lý BOD5 < 50 mg/l, COD < 100 mg/l.




Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nước thải của công ty Stork Aqua (Hà
Ca(OH) 2
Lan) Nước thải 1
1. Sàng chắn rác; 2. Bể điều hòa; ể điều hòaụ; 4. thiết bị lắng bùn; 5. Bể sinh học;
B 3. Bể keo t
Nước thải 2
6. Thiết bị xử lý bùn
2.5.2.2 Công nghệsắử lý nước thải dụ t nhuộm ở Greven (CHLB Đức)
Keo t ệ
Phèn x t
Nước thải ở đây có chứa 15-20% nước thải dệt nhuộm. Công suất của hệ
6
thống là 6.000 - 7.000 m3/ngày, trongắđó có 1100 - 1300m3/ngày nước thải dệt
L ng
nhuộm.
Sơ đồ này theo nguyên lýử ết sinh họclý hóa lýậc sinh học nhiều bậc, sau lắng
X k lý hợp xử nhiều b và
2 là một hồ nhân tạo (có thể là một hồ chứa lớn). Phần bùn lấy ra từ các bể lắng
không đưa tuần hoàn sử dụng lại mà ắnga vào xử lý kị khí,Xừilýọc ép ếmđưa đi
L đư rồ l bùn y và khí
chôn lấp.
Nước thải sau bể điều hòa cầồ nhân tchonh về pH tới 9.5 bằLọc ép sữa. Phèn
H n điều ạ ỉ ng vôi
sắt được đưa vào làm keo tụ là 170 g/m3.
Bùn
Nguồn tiếp nhận
23
Hình 3.2:Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt lần nước
thải dệt nhuộm
Ưu điểm:
Lượng bùn tạo ra nhỏ (1m3 nước thải tạo ra 0.6 kg bùn khô tuyệt đối).
Kết hợp vừa xử lý nước thải sinh hoạt vừa xử lý nước thải dệt nhuộm.


CHƯƠNG 3
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM
VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ
CÔNG SUẤT 500M3/NG.Đ


3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ
3.1.1 Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ dựa vào các yếu tố cơ bản sau:
 Công suất trạm xử lý.
 Thành phần và đặc tính của nước thải.
 Tiêu chuẩn xả nước thải vào các nguồn tiếp nhận tương ứng.
 Phương pháp sử dụng cặn.
 Khả năng tận dụng các công trình có sẵn.
 Điều kiện mặt nằng và đặc điểm địa chất thủy văn khu vực xây dựng.
 Khả năng đáp ứng thiết bị cho hệ thống xử lý.
 Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì.
3.1.2 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác
Nước thải trước xử lý:
pH = 8 - 10
BOD5 = 860 (mg/l)
COD = 1430 (mg/l)
SS = 560 (mg/l)
Độ màu = 1000 (Pt – Co)
Tổng N : 3,78 mg/l
Tổng P : 1,54 mg/l


24
Nước thải sau xử lý: Đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 – 1995 (loại B):
pH = 5,5 - 9
BOD5 < 50 (mg/l)
COD < 100 (mg/l)
SS < 100 (mg/l)
Độ màu < 50 (Pt – Co)
Tổng N : 60 mg/l
Tổng P : 6 mg/l


3.1.3 Các phương án được đề xuất
* Phương án 1




25
Nước thải


Song chắn rác


Bể lắng sơ bộ
+ vớt dầu

Nước ép bùn
Bể điều hòa
ChỉnhpH


Bể keo tụ
Hóa chất


Bể lắng I




Bùn
Bể aerotank
tuần
hoàn
Thiết bị xử lý
Bể lắng II bùn
Bùn dư

Thiết bị lọc Bùn
chậm


Chú thích:
Nước sau xử :nước

:bùn

Thuyết minh qui trình công nghệ:
Nước thải trước tiên theo cống thu gom, qua song chắn rác chảy vào bể lắng
sơ bộ kết hợp vớt dầu trước khi chuyển sang bể điều hòa, tại đây sẽ cho thêm hóa
chất để điều chỉnh pH. Sau khi tập trung tại bể điều hòa, nước thải được bơm lên
bể keo tụ, tạo bông. Trên ống dẫn vào bể keo tụ có 02 đường hóa chất châm vào
là dung dịch keo tụ và dung dịch trợ lắng để xảy ra quá trình keo tụ. Trong bể keo
tụ có sử dụng một môtơ khuấy với tốc độ thích hợp để kích thích quá trình tạo




26
bông. Các hạt bùn keo tụ tạo ra có tỷ trọng lớn lắng xuống đáy bể lắng 1 sẽ được
lấy ra ngoài nhờ van xả đáy.
Sau đó nước được tràn vào bể aerotank để xử lý sinh học các hợp chất hữu cơ.
Nước thải sau bể aerotank được lắng tại bể lắng 2, một phần bùn hoạt tính được
tuần hòan lại cho bể aerotank, phần còn lại đem xử lý. Nước thải tiếp tục đến
thiết bị lọc chậm để xử lý các vi sinh vật còn lại trong nước. Sau bể lọc chậm
nước được thải ra nguồn tiếp nhận.
Ưu điểm:
Qui trình công nghệ đơn giản, dễ vận hành
-
Chi phí đầu tư, vận hành và bảo dưỡng thấp
-
Nhược điểm
Xử lý nước thải với công suất vừa và nhỏ
-
Không xử lý triệt để các chất có trong nước thải dệt nhuộm
-
* Phương án 2

Nước thải Song chắn rác
thô Xử lí rác
Lưới lọc mịn

Chỉnh pH Nước sau rửa lọc
Bể điều
hòa
Hóa chất Bể keo tụ, tạo bông


Xử lí bùn
Lắng I


Thiết bị lọc
Nước thải vào
áp lực
nguồn tiếp nhận
Ozon Thiết bị oxy hóa


Tháp hấp phụ


Bể chứa nước
để sử dụng lại
H2O



27
Thuyết minh qui trình công nghệ:
Nước thải trước tiên theo cống thu gom, qua song chắn rác để giữ lại các lọai
rác có kích thước lớn, qua lưới lọc mịn giữ lại các cặn nhỏ hơn, sau đó chảy vào
bể điều hòa, tại đây sẽ cho thêm hóa chất để điều chỉnh pH. Sau khi tập trung tại
bể điều hòa, nước thải được bơm lên bể keo tụ, tạo bông. Trên ống dẫn vào bể
keo tụ có 02 đường hóa chất châm vào là dung dịch keo tụ và dung dịch trợ lắng.
Trong bể keo tụ có sử dụng một môtơ khuấy với tốc độ thích hợp để kích thích
quá trình tạo bông. Các hạt bùn keo tụ tạo ra có tỷ trọng lớn lắng xuống đáy bể
lắng 1 sẽ được lấy ra ngoài nhờ van xả đáy. Nước thải tiếp tục tự chảy đến bể
chứa để từ đó có thể bơm đến thiết bị lọc áp lực. Sau khi qua bể lọc áp lực, một
phần nước thải được xả ra nguồn tiếp nhận, một phần được nước thải được oxy
hóa bằng ozôn nhằm oxy hóa hoàn toàn các chất còn lại. Sau đó, nước được đưa
qua tháp hấp phụ để tái sử dụng nước.
Ưu điểm:
Hiệu quả xử lý cao, loại bỏ được các chất độc có trong nước thải dệt
-
nhuộm
Đảm bảo nước đầu ra đạt tiêu chuẩn
-
Diện tích cho công trình nhỏ, thiết bị di chuyển dễ dàng
-
Có thể tái sử dụng nước
-
Nhược điểm:
Chi phí vận hành cao nên hiệu quả về kinh tế thấp
-
Nhận xét
Cả hai phương án trên đều không được lựa chọn vì trong phương án 1 tuy là
dễ vận hành nhưng nó chỉ thích hợp cho những quy mô vừa và nhỏ, đồng thời hiệu
quả xử lý lại không cao. Phương án 2 có hiệu quả xử lý cao nhưng vận hành rất
tốn kém và khó khăn. Do đó, nhóm xin đề xuất phương án xử lý nước thải dệt
nhuộm có kết hợp cả phương pháp hóa lý và phương pháp sinh học cụ thể như
sau:
* Phương án 3




28
Nguồn nước thải




Nước tách bùn
Lưới chắn rác Xe chở rác đi xử lý


H2SO4 Bể điều hòa
Bơm
áp
lực BểPhèn Bể phản ứng
(cấp chứa
khí) hóa
Bể lắng I
Bùn tuần hoàn




Bể nén bùn
Chlorine




Bể Aerotank
(Cl2)




Máy nén bùn
Bể lắng II


Bùn thải
Bể tiếp xúc


Nước thải sau xử

Chú thích:
Chất lỏng

Khí
Bùn

3.1.4 Chức năng nhiệm vụ từng công trình đơn vị:
1. Song chắn rác
Loại bỏ các vật có kích thước lớn như: lá khô, cành cây nhỏ, mảnh vụn…
Ngoài ra, trong nước thải dệt nhuộm chứa nhiều xơ sợi li ti nên sau song chắn rác
ta cần bố trí lưới chắn mịn nhằm giữ các xơ sợi có trong nước thải. Nước qua
song chắn có vận tốc khoảng 0.6 m/s.
2. Bể điều hòa




29
Nhằm điều hòa lưu lượng và ổn định nồng độ cho công trình xử lý phía sau.
Trong bể có thiết bị định lượng hóa chất nhằm ổn định pH về khoảng 6.5-8.5 cho
quá trình xử lý. Bể điều hòa được cấp khí nhờ hệ thống đĩa sục khí đặt dưới đáy
bể nhằm tạo dòng khuấy trộn và duy trì tình trạng hiếu khí trong bể.
3. Bể phản ứng
Sử dụng để hòa trộn các chất với nước thải nhằm điều chỉnh độ kiềm của
nước thải, tạo ra bông cặn lớn có trọng lượng đáng kể và dễ dàng lắng lại khi qua
bể lắng I. Ở đây sử dụng phèn nhôm để tạo ra các bông cặn vì phèn nhôm hòa tan
trong nước tốt, chi phí thấp.
4. Bể lắng I
Giữ lại phần cặn lơ lững (SS) có trong nước thải, các bông cặn lớn được tạo
ra từ bể phản ứng sẽ được lắng ở đây, bể lắng I sẽ làm giảm tải lượng chất rắn
cho công trình xử lý sinh học phía sau.
5. Bể Aerotank
Aerotank hay còn gọi là bể bùn hoạt tính với sinh trưởng lơ lửng. Trong đó quá
trình phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên
tục. Các vi sinh vật dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn,
chuyển hóa chúng thành chất trơ không tan và tạo ra tế bào mới. Quá trình chuyển
hóa đó được thực hiện đan xen và nối tiếp nhau cho đến khi không còn thức ăn cho
hệ vi sinh vật nữa. Nước thải sau khi xử lý sinh học hiếu khí được đưa qua bể
lắng II.
6. Bể lắng II
Bùn sinh ra từ bể Aerotank và các chất lơ lửng sẽ được lắng ở bể lắng II,
nước thải sau lắng được dẫn vào bể tiếp xúc. Lượng bùn sinh ra từ bể lắng II sẽ
được xả vào bể chứa bùn.
7. Bể nén bùn
Cặn tươi từ bể lắng I và bùn hoạt tính từ bể lắng II có độ ẩm tương đối cao
(99 – 99,2% đối với bùn hoạt tính và 92 – 96% đối với cặn tươi), bể nén bùn có
nhiệm vụ làm giảm độ ẩm của bùn, sau đó bùn được đem đi xử lý.




30
8. Máy ép bùn
Sau khi bùn qua bể nén bùn nó sẽ tiếp tục được chuyển vào máy ép bùn, tại
đây thực hiện quá trình làm ráo phần lớn nước trong bùn sau khi đã qua bể thu bùn.
Nồng độ cặn sau khi làm khô trên máy đạt từ 15% – 25%.
9. Bể tiếp xúc( khử trùng bằng clorin)
Khử trùng nước bằng clo nhằm tiêu diệt vi sinh trước khi đưa nước đã qua xử
lý ra hệ thống thoát nước chung, lượng vi khuẩn giảm khoảng 99%. Hóa chất
dùng để khử trùng là nước Clo.
3.1.5 Thuyết minh quy trình công nghệ
Nước thải thu gom đến song chắn rác sẽ được loại bỏ những tạp chất khô
(vải, nilong...), sau đó nước thải tự chảy qua bể điều hòa và nhờ quá trình khuấy
trộn kết hợp với thổi khí sơ bộ, nước thải được điều hòa về lưu lượng cùng với
nồng độ các chất ô nhiễm như: BOD, COD, SS,... Ở ngay trên bể điều hòa ta dùng
bơm định lượng bơm dung dịch H2SO4 để điều chỉnh pH về trung tính, thuận lợi
cho các công trình xử lý sau. Tiếp theo nước thải từ bể điều hòa được bơm chìm
lên bể phản ứng có khuấy trộn để thực hiện quá trình keo tụ các hạt cặn lơ lửng
sau đó được bơm qua bể lắng I để loại bỏ các loại cặn thô, nặng có thể gây trở
ngại cho các công đoạn xử lý sau. Nước thải từ bể lắng I tự chảy tràn qua bể
Aerotank có xáo trộn.Tại bể Aerotank quá trình sinh học hiếu khí xảy ra và được
duy trì nhờ không khí cấp khí từ máy thổi khí, các vi sinh vật hiếu khí (trên bùn
hoạt tính) sẽ phân hủy các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô
cơ ở dạng đơn giản. Hiệu xuất xử lý của Aerotank đạt khoảng 90 – 95%. Tiếp
đến nước thải được dẫn sang bể lắng II và diễn ra lắng cặn hoạt tính, bùn sẽ
lắng xuống đáy bể, nước thải phía trên được chảy tràn qua bể tiếp xúc khử trùng
bằng dung dịch Clo, nhằm tiêu diệt vi khuẩn trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
Bùn từ bể lắng II một phần sẽ được tuần hoàn về bể Aerotank nhằm duy trì
lượng vi sinh vật có trong bể. Một phần cùng với lượng bùn sinh ra từ bể lắng I
sẽ được chuyển vào bể chứa bùn để tách nước, trong giai đoạn này polymer được
châm vào nhằm tăng hiệu quả tách nước ra khỏi bùn. Nước tách bùn sẽ được tuần
hoàn trở lại bể điều hòa. Lượng bùn từ bể chứa bùn sẽ được chuyển sang máy
nén bùn sau đó sẽ được chở đi chôn lấp.



31
Ưu điểm:
 Kết hợp được cả phương pháp hóa lý và sinh học.
 Hiệu quả xử lý cao.
 Ít tốn diện tích thích hợp với công suất thải của nhà máy.
 Quy trình công nghệ đơn giản, dễ vận hành.
Nhược điểm
 Nước thải ra chỉ đạt tiêu chuẩn loại B.
 Chi phí đầu tư ban đầu cao.
3.2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
3.2.1 Xác định mức độ cần thiết xử lý chất thải
• Mức độ cần thiết xử lý theo chất rắn lơ lửng
560 −100 *
= C 0 −C ra *100% = 100% = 82,14%
E
C 560
0



C0 : Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải vào, C0 = 560 mg/l.
Cra : Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau xử lý, Cra = 60 mg/l.
• Mức độ cần thiết xử lý theo BOD5
860 −50 *
BOD − BOD
100% = 88,4%
*100% =
5− ra
E = 5

C 860
5



BOD5 : Hàm lượng BOD5 trong hỗn hợp nước thải vào, BOD5 = 860 mg/l
BOD5 : Hàm lượng BOD5 trong nước thải sau xử lý, BOD5-ra = 100 mg/l
• Mức độ cần thiết xử lý theo COD
1430 −100 *
= COD 0 −COD ra *100% = 100% = 93,01%
E
C 1430
0



Từ các kết quả tính toán trên ta nhận thấy nước thải của nhà máy dệt nhuộm
này có mức độ cần thiết để xử lý rất cao tính theo BOD, COD do đó ta phải xử lý
bằng biện pháp sinh học.
3.2.2 Lưới chắn rác
a. Chức năng
Lưới chắn rác có nhiệm vụ tách các vật thô như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, các mẩu
đá, gỗ và các vật khác trước khi đưa vào các công trình xử lý phía sau. Lưới chắn




32
rác có thể đặt cố định hoặc di động, lưới chắn rác giúp tránh các hiện tượng tắc
nghẽn đường ống, mương dẫn và gây tắt nghẽn bơm.
b. Tính toán
Các thông số thiết kế cho lưới chắn rác được thể hiện trong bảng bên dưới.
Chọn lưới cố định dạng lõm có kích thước mắt lưới d = 0,35mm tương ứng với
tải trọng LA = 700l/phut.m2, đạt hiệu quả xử lý cặn lơ lửng E = 15%.
Các thông số thiết kế lưới chắn rác (hình nêm).
Thông số Lưới cố định Lưới quay
Hiệu quả khử cặn lơ lửng, %. 5 - 25 5 – 25
Tải trọng, L/m .phút.
2
400 – 1200 600 – 4600
Kích thước mắt lưới, mm. 0,2 – 1,2 0,25 – 1,5
Tổn thất áp lực, m. 1,2 – 2,1 0,8 – 1,4
Công suất motor, Hp - 0,5 – 3
Chiều dài trống quay, m. - 1,2 – 3,7
Đường kính trống. - 0,9 – 1,5
Lưu lượng nước thải trung bình
Qngđtb = 500 m3/ngđ
Qhtb = 20,8 m3/h = 5,79*10-3 m3/s
Giả sử lưới chắn rác được chọn theo thiết kế định hình có kích thước lưới B*
L = 0,3* 0,7 m. Diện tích bề mặt lưới yêu cầu.
h
Q 20,8m / h * 1h * 1000l = 2
0,5m
A= =
tb

L 2 3
700l / ph.m 60 ph m
A



Số lưới chắn rác
2
0,5m
A = 2,4 ≈3luoi
n= =
0,3m*0,7m
B*H
Tải trọng làm việc thực tế
h
Q
3
20,8m / h * 1h * 1000l = 2
550l / ph.m
th
L= = tb

L*B*n 0,3m*0,7m*3 60 ph 3
A
m
Tổng lượng SS sau khi qua song chắn rác giảm 20%
SS còn lại = 560*(1 – 0,2) = 450 (mg/l)
3.2.3 Bể điều hòa
a. Chức năng
Lưu lượng và chất lượng nước thải từ hệ thống thu gom chảy về nhà máy xử
lý thường xuyên dao động theo giờ và theo ngày, do đó bể điều hòa có tác dụng


33
duy trì dòng chảy gần như không đổi, khắc phục những vấn đề vận hành do dự
dao động lưu lượng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình ở
cuối dây chuyền xử lý.
Thu gom và điều hòa lưu lượng và thành phần các chất ô nhiễm như: BOD5,
COD, SS, pH… Đồng thời máy nén khí cung cấp Oxy vào nước thải nhằm tránh
sinh mùi thối tại đây và làm giảm khoảng 20 – 30% hàm lượng COD, BOD có
trong nước thải.
b. Tính toán
Kích thước bể
Thể tích bể điều hòa
V = Qtbh*t = 20,8* 5 = 104 (m3)
Với t là thời gian lưu nước trong bể điều hòa, chọn t = 3h
Thể tích thực tế bể điều hòa = K* Bể điều hòa tính toán
 Với K là hệ số an toàn = 1,2
→ Vtt = 104 * 1,2 = 124,8 (m3)
Chọn Vtt = 125 m3
Chọn chiều cao hữu ích của bể hc = 3m
Diện tích bể

= V tt = 125 = 41,6 (m 2)
F
h 3
c



Chọn F = 45 m2
→ Kích thước bể L*B = 15*3 (m).
Chọn mực nước thấp nhất của bể điều hòa để cho bơm hoạt động là 0,5m.
→ Thể tích nước bể phải chứa là
V = 0,5*45 + 104 = 126,5 (m2)
→ Mực nước cao nhất của bể là

V = 124,8 =
2,77 (m)
H = tt

F 45
max




Chọn chiều cao an toàn là 0,5 m
→ Chiều cao của bể là
H = 2,77 + 0,5 = 3,27 (m)
→ Chọn H = 3,5 m

34
Thể tích xây dựng bể điều hòa
Vxd = H * F = 3,5 * 45 = 157,5 (m3)
Đường kính ống dẫn nước vào bể
ngd
4*Q
D = tb

24*3600*π *v 0



Trong đó
 v0 : Vận tốc nước chảy trong ống do chênh lệch cao độ, v0 = 0,3 – 0,9
m/s, chọn v0 = 0,7 m/s
ngd
4*Q 4*500
24*3600*π *0,7 102,6 (mm)
 →D = = =
tb

24*3600*π *v 0



Chọn ống nhựa PVC dẫn nước vào bể điều hòa Φ 110 mm
Công suất bơm nước thải
Công suất bơm
ρ *Q* g *H = 1000*0,00579*9,81*10 =
N = 0,71 KW
1000*η 1000*0,8
Trong đó
 Q : Lưu lượng nước thải trung bình Q = Qtbs = 5,79*10-3 m3/s
 H : Chiều cao cột áp H = 10m
 η : Hiệu suất máy bơm η = 80%
Công suất thực máy bơm lấy bằng 120% công suất tính toán
Nthực = 1,2*N = 1,2 * 0,71 = 0,85KW = 1,2 Hp
Cần 2 bơm có công suất 1,5 Hp hoạt động thay phiên nhau để bơm nước thải
sang bể trung hòa (bể phản ứng).
Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa
Lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa
Qkk = q * V * 60
Trong đó
 q : Lượng khí cần cung cấp cho 1 m3 dung tích vể trong 1 phút, q = 1-
0,015 m3khí/ m3bể.phút, chọn q = 0,01 m3khí/ m3bể.phút (Nguồn: Trịnh
Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, năm 2004).
 V : Thể tích thực tế của bể điều hòa


35
→ Qkk = 0,01*125*60 = 75 (m3/h) = 0,021 (m3/s)
Thiết bị phân phối khí trong bể điều hòa là các ống ngang đục lỗ, bao gồm
4 đường ống với chiều dài mỗi đường ống là 14m, đặt dọc theo chiều dài bể,
đường ống đặt cách tường 1 m.
Đường kính ống phân phối khí chính
4*Q
D = kk

3600*π *v k



Trong đó
Vk : Vận tốc khí trong ống dẫn chính, vk = 10 m/s
4*Q 4*75
→D = 51,5 (mm)
= =
kk

3600*π *v 3600*π *10
k



Chọn ống dẫn khí Φ = 90 mm vào bể điều hòa là ống thép.
Lượng khí qua mỗi ống nhánh
Q
= 75 = 18,75
q (m3 / h)
= kk

4 4
khí




Đường kính ống nhánh dẫn khí
4*q
d = khí

3600*π *v khí



Trong đó
 vkhí : Vận tốc khí trong ống nhánh, vkhí = 10 – 15 m/s, chọn vkhí = 12 m/s

4*18,75
d = 23,5 (mm)
=
3600*π *12
Chọn ống nhánh bằng thép, có đường kính Φ = 30mm
Cường độ sục khí trên 1m chiều dài ống
Q 75 = 1,34 ( 3 / h.mdài )
q = =
kk
m
4*L 4*14
Lưu lượng khí qua 1 lỗ
( d lô) 2
π *
q = vtô *
4





Trong đó
 vlỗ : Vận tốc khí qua lỗ, vlỗ = 5 – 20 m/s (TCXD – 51 – 84), chọn vlỗ =
15m/s.


36
 dlỗ : Đường kính lỗ, dlỗ = 2 – 5 mm, chọn dlỗ = 4 mm

π * ( 0,004) =
2


1,88*10 (m / s ) = 0,678 (m3 / h)
−4
→ q = 15 *
3

4





Số lỗ trên 1 ống
q 18,75 =
N 27,65 (lỗ)
= =
khí

q 0,678


Chọn N = 30 lỗ/ống
Số lỗ trên 1 m ống nhánh

n =N = 30 = 2,14 (lỗ/m)
L 14
Chọn n = 2 lỗ
Khi được phân phối đến các ống nhánh thông qua ống dẫn khí chính làm bằng
sắt tráng kẽm, đặt trên thành bể dọc theo chiều rộng bể điều hòa. Ống dẫn khí
được đặt trên giá đỡ ở độ cao 8cm so với đáy.
Tính toán máy thổi khí
Áp lực cần thiết của hệ thống phân phối khí
Hk = hd + hc + hf + H
Trong đó
 hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn, hd ≤ 0,4 m, chọn
hd = 0,3 m.
 hc : Tổn thất cục bộ, hc ≤ 0,4 m, chọn hc = 0,2 m.
 hf : Tổn thất qua thiết bị phân phối khí, hf ≤ 0,2 m, chọn hf = 0,5 m.
 H : Chiều sâu hữu ích của bể điều hòa, H = 3,5 m.
→ Hk = hd + hc + hf + H = 0,3 + 0,2 + 0,5 + 3,5 = 4,5 m.
Áp lực máy thổi khí tính theo Atmosphere
0,45
H
P = 10,12 = 10,12 = 0,0445(atm)
m
m




Năng suất yêu cầu
Qkk = 75 (m3/h) = 0,021 (m3/s)
Công suất máy thổi khí
 
0 , 283

 P 2 
GRT  −1 
= 
=
P 1

máy
29,7ne  P1  
 


37
Trong đó
 Pmáy : Công suất yêu cầu của máy nén khí, KW.
 G : Trọng lượng của dòng không khí, kg/s.
 G = Qkk * ρkhí = 0, 021*1,3 = 0,0273 kg/s.
 R : Hằng số khí, R = 8,314 KJ/K.mol0K.
 T1 : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1 = 273 + 25 = 2980K.
 P1 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1 = 1 atm.
 P2 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = Pm + 1 = 1,05 atm.
K −1 =
0,283 (K = 1,395 đối với không khí).
→n =
K
29,7 : Hệ số chuyển đổi
e : Hiệu suất của máy, chọn e = 0,8
 
0 , 283
 
0 , 283

 P2   0,0273*8,314*298  1,05 
GRT  − 1
=   * 
P= −1  =
1

máy
29,7ne 29,7*0,283*0,8  1 
 P1   
 
 
= 0,14 KW ≈ 0,2Hp  Hp = 0,7457 KW 
 
 

Công suất thực của bơm bằng 1,2 công suất tính toán
→ Nt = 1,2*N = 0,168 (KW) ≈ 0,24 (Hp)
→ Tại bể điều hòa đặt 2 máy thổi khí 0,5 Hp hoạt động luân phiên nhau.
Hiệu quả xử lý nước thải qua bể điều hòa
Nồng độ cặn lơ lửng giảm 4%, còn lại
450 – (450*4%) = 432 (mg/l)
Nồng độ BOD5 giảm 5%, còn lại
860 – (860*5%) = 814 (mg/l)
Nồng độ COD giảm 5%, còn lại
1430 – (1430*5%) = 1357 (mg/l)
Kết quả tính toán
Tên thông số Đơn vị Số liệu
STT
Chiều dài (L)
1 m 15
Chiều rộng (B)
2 m 3
Chiều cao tổng cộng (H)
3 m 3,5
Lưu lượng không khí sục vào bể (Qkk) m3/h
4 75
Cường độ sục khí (q) 3
5 m /h.mdài 1,34
Đường kính ống sục khí chính (D)
6 mm 90

38
Tên thông số Đơn vị Số liệu
STT
Đường kính ống sục khí nhánh (d)
7 mm 30
Đường kính lỗ sục khí (d)
8 mm 4
Mực nước cao nhất (h)
9 m 2,77
Mực nước thấp nhất (hmin)
10 m 0,5
Khoảng cách giữa các lỗ
11 mm 50


3.2.4 Bể phản ứng
a. Chức năng
Là nơi diễn ra quá trính keo tụ, tạo điều kiện thuận lợi để các chất keo tụ tiếp
xúc với cặn bẩn làm tăng khối lượng riêng các hạt cặn bẩn, đồng thời trong bể có
thiết bị khuấy trộn nhằm tăng cường hiệu quả của quá trình. Bể có tác dụng bổ
trợ tốt hơn cho các công trình xử lý tiếp theo đặc biệt là bể lắng 1 và bể Aerotank.
b. Tính toán
Thể tích bể
500 * 30 = 10,42 ( 3)
V = Q*t = m
24*60
Chọn thời gian lưu từ 30 – 60 phút, chọn t = 30 phút
Để quá trình tạo bông xảy ra được tốt và gradient giảm từ đầu bể đến cuối
bể. Chia làm 3 bể mỗi bể có thể tích V1 = V/3 = 3,5 m3
Chọn bể hình vuông B*L*H = 1,6m*1,6m*1,4m
Chọn loại cánh khuấy là cánh guồng gồm 1 trục quay và 4 bản cách đặt đối
xứng nhau.
Trong bể đặt bốn tấm chắn ngăn chuyển động xoáy của nước, chiều cao tấm
chắn 1,4m, chiều rộng 0,16m (1/10 chiều dài bể).
Cánh guồng cách 2 mép tường một khoảng = (1,4 – 0,9)/2 = 0,25 (m)
Đường kính cánh guồng D = Chiều rộng bể - 0,25*2 = 1,6 – 0.5 = 1,1 m
Đường kính cánh cách mặt nước và đáy 0,3 m.
Chiều dài cánh guồng d = H – 0,3 = 1,4 – 0,3 = 1,1 m
Kích thước bản cánh
Chọn chiều rộng bản 0,1 m
Chọn chiều dài bản 0,8 m
Diện tích bản cánh khuấy f = 0,8*0,1 = 0,08 m2



39
Tổng diện tích 4 bản Fc = 4*f = 4*0,08 = 0,32 m2
Tiết diện ngang của bể phản ứng Fu = 1,6*1,4 = 2,24 m2
0,32
Tỷ lệ diện tích cánh khuấy: F c = *100 % = 14,2% < 15%
2,24
F u



Bán kính bản cánh khuấy: R1 = D/2 = 1,1/2 = 0,55 m
R2 = 0,55 – 0,25 = 0,3 m
 Buồng phản ứng 1
Chọn số vòng quay cánh n = 8v/ph
Năng lượng cần thiết cho bể
N = 51 * C * f * v3
Trong đó
f : Tổng diện tích của bản cánh khuấy (m2)
v : Tốc độ chuyển động tương đối của cánh khuấy so với mặt nước (m/s)
C : Hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào tỷ lệ chiều dài l và chiều rộng b
của bản cánh quạt:
Khi l/b = 5 , C = 1,2
Khi l/b = 20 , C = 1,5
Khi l/b = 21 , C = 1,9
Tỷ số chiều dài và chiều rộng = 0,8/0,1 = 8 → C = 1,3
Diện tích bản cánh khuấy đối xứng f = 2*0,08 = 0,16 m2
Vận tốc tương đối của cánh khuấy so với nước
v = 0,75 * (2 * π * R * n/60)
Do có 2 bản cánh khuấy ứng với 2 bán kính R1 và R2, nên
v1 = 0,75 * (2*π*0,55*8/60) = 0,3454 m/s
v1 = 0,75 * (2*π*0,3*8/60) = 0,1884 m/s
Năng lượng cần thiết cho bể
N = 51 * C * f * v3 → N = 51*C*f*(v13 + v23)
→ N = 51 * 1,3 * 0,16 * (0,34543 + 0,18843) = 0,5 W
Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước
W = N/V = 0,5/3,5 = 0,143 W

0,143 =
Gradien vận tốc: G = 10 * W 40,1 (s −1)
= 10 *
µ 0,0089

40
μ : Độ nhớt động lực của nước ở 250C, μ = 0,0089 kgm3/s
 Buồng phản ứng 2
Chọn số vỏng quay cánh khuấy n = 6 v/ph
Vận tốc tương đối của cánh khuấy so với nước
v = 0,75 * (2* π* R* n/60)
Do có 2 bản cánh khuấy ứng với 2 bán kính R1 và R2, nên
v1 = 0,75* (2* π* 0,55* 6/60) = 0,259 m/s
v2 = 0,75* (2* π* 0,3* 6/60) = 0,1413 m/s
Năng lượng cần thiết cho bể
N = 51* C* f* (v13 + v23)
N = 51* 1,3* 0,16* (0,2593 + 0,14133) = 0,21 W
Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1 m3 nước
W = N/V = 0,21/3,5 = 0,06 W

0,06 =
Gradien vận tốc: G = 10 * W 26 (s −1)
= 10 *
µ 0,0089
 Buồng phản ứng 3
Chọn số vỏng quay cánh khuấy n = 5 v/ph
Vận tốc tương đối của cánh khuấy so với nước
v = 0,75 * (2* π* R* n/60)
Do có 2 bản cánh khuấy ứng với 2 bán kính R1 và R2, nên
v1 = 0,75* (2* π* 0,55* 5/60) = 0,216 m/s
v2 = 0,75* (2* π* 0,3* 5/60) = 0,118 m/s
Năng lượng cần thiết cho bể
N = 51* C* f* (v13 + v23)
N = 51* 1,3* 0,16* (0,2163 + 0,1183) = 0,124 W
Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1 m3 nước
W = N/V = 0,124/3,5 = 0,035 W

0,035 =
Gradien vận tốc: G = 10 * W 19,83 (s −1)
= 10 *
µ 0,0089
Nước từ bể phản ứng tự chảy qua bể lắng I do chênh lệch mực nước.
Kết quả kiểm toán


41
Thông số Đơn vị Số liệu
STT
Chiều dài (L)
1 m 1,6
Chiều rộng (B)
2 m 1,6
Chiều cao (H)
3 m 1,4
Sồ bể
4 - 3
Đường kính cánh guồng (D)
5 m 1,1
Bán kính cánh guồng R1
6 m 0,55
Bán kính cánh guồng R2
7 m 0,3



3.2.5 Bể lắng I
a. Chức năng
Khi nước thải chảy liên tục vào bể lắng 1 thì dưới tác dụng của trọng lực các
hạt phân tán nhỏ, các chất lơ lửng sẽ bị lắng xuống đáy bể và được tháo ra ngoài.
b. Tính toán
Chọn bể lắng đợt 1 có dạng tròn, nước thải vào từ tâm và thu nước theo chu
vi (bể lắng ly râm).
Bảng 1.4: Các thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng ly tâm
Giá trị
Thông số
Trong khoảng Đặc trưng
1. Thời gian lưu nước (h) 1,5 – 2,5 2
2. Tải trọng bề mặt (m3/m2.ngày) 32 – 48 40
Lưu lượng trung bình 32 – 48
Lưu lượng cao điểm 80 – 120
3. Ống trung tâm:
Đường kính (15 – 20%)D
Chiều cao (55 – 65%)H
4. Chiều sâu H của bể lắng (m) 3 – 4,6
5. Đường kính D của bể lắng (m) 3 – 60 3,7
6. Độ dốc đáy (mm/m) 62 – 167 12 - 45
7. Tốc độ thanh gạt bùn (v/ph) 0,02 – 0,05 83
0,03
Nguồn: Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toán thiết
kế công trình, trang 482, Năm 2004.
Diện tích bề mặt lắng


42
tb
Q ng
A=
L A



 LA : Tải trọng bề mặt (m3/m2.ngày)
Chọn : LA = 40 (m3/m2.ngày)
tb
Q
12,5 ( m2)
500 =
→A= ng
=
40
L A



4*12,5
4* A = 3,99(m)
Đường kính bể lắng: D = =
π 3,14
Chọn D = 4 m
Đường kính ống trung tâm: d = 15%D = 0,6 (m)
Chiều cao tổng cộng của bể lắng đợt I
Htc = H + hn + hth + h` = 3 + 1,8 + 0,15 + 0,3 = 5,25 (m)
Chiều cao phần hình nón

=  D − d n  * tgα
 
h 2 
n
 

Chọn α = 450
 4 − 0,4 
=  D − d n  * tgα = 
  * 0

 tg 45 = 1,8(m)
hn 
→ 

2 2
 
  

Chọn: Chiều cao bể lắng : H = 3 m
Chiều cao phần hình nón : hn = 1,8 m
Chiều cao lớp trung hòa : hth = 0,15 m
Chiều cao bảo vệ : hbv = 0,3 m
Chiều cao ống trung tâm
Htt = 60%H = 0,6* 3 = 1,8 (m)
Đường kính phần loe ống trung tâm
Dloe = 1,35* d = 1,35* 0,8 = 1,08 (m)
Đường kính tấm ngăn: dh = 1,3* d = 1,3* 0,8 = 1,04 (m)
Khoảng cách từ mép ngoài của miệng loe đến mép ngoài cùng của bề mặt
tấm ngăn theo mặt phẳng qua trục.
4*Q
L =
v *π * ( D + d )
k n


Trong đó


43
 vk = 0,02 m/s: Tốc độ dòng nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống
trung tâm và bề mặt tấm hắt.
 dn : Đường kính đáy nhỏ của hình chóp cụt, chọn dn = 0,4 m

= 0,084 ( m )
4*500
0,02*π * (4 + 0,4 ) * 24 + 3600
→L =


Kiểm tra lại thời gian lưu nước trong bể lắng
Thể tích phần lắng
3,14 * ( −
4 0,6 ) * 3 = 36,8 (m )
=π * (D − d ) * H 2
2 3
2 2
W =
4 4
Thời gian lưu nước
36,8
W
20,8 1,76 (h) > 1,5 (h)
t = = =
tb
Qh


Tải trọng máng tràn
tb
Q 500 =
39,8  m / m.ng  10(m) → Vậy kích thước bể đạt yêu cầu
B1
 Để giảm chiều dài xây dựng ta chia bể ra làm 10 ngăn chảy ziczac.
Chiều rộng mỗi ngăn B = 1 m.
Chiều dài mỗi ngăn sẽ là:
10,42 =
V 1,2 (m)
l = =
H * B*10 0,9*1*10
Vậy kích thước mỗi ngăn tiếp xúc bằng Clo
L* B* H = 1,2m* 1m* 1,2m
Ta có tối 10 ngăn chứa Clo
Tính toán đường ống dẫn nước
 Vận tốc nước trong ống dẫn ra bể tiếp xúc: v = 0,8 m/s.
Đường kính ống dẫn nước ra
tb
4*Q 4*500
ng

3,14*0,8*3600*24 95,99 (mm)
= = =
D
π *v
r




Vậy chọn ống PVC có Φ = 110 mm.
Kết quả tính toán
Thông số Đơn vị Số liệu
STT
Chiều dài (L)
1 m 12
Chiều rộng (B)
2 m 1
Chiều cao (H)
3 m 1,2
Số ô
4 - 10
Thời gian tiếp xúc
5 Phút 30
Lượng hóa chất NaClO 10%
6 l/ngày 7,4
Đường kính ống dẫn nước
7 mm 110


3.2.11 Bể trộn hóa chất




65
Ta có thể chọn phèn nhôm hay phèn sắt nhưng để đạt hiệu suất cao ta nên sử
dụng hỗn hợp phèn nhôm và phèn sắt theo tỷ lệ 1:1. Chọn lượng phèn nhôm cần
sử dụng là 60mg/l. Lượng phèn nhôm dùng trong một ngày là
M = 60* 250* 103/10-6 = 15 (kg/ngày).
Lượng phèn sắt cần dùng là 15 (kg/ng).
Lượng dung dịch phèn nhôm 10% cần dùng là
Mdd10% = M/C% = 15/10% =150 (kg/ ngày).
 C: nồng độ dung dịch phèn (c= 10 – 15 %)
Lượng phèn nhôm dùng trong một ngày
Qphèn = Mdd10%/ γ =150/1000 = 0,15 (m3/ngày) = 6,25 (l/giờ).
Lưu lượng phèn sắt cần thiết là 6,25 l/ giờ
Lượng nước cần thiết để pha phèn
(150 - 15)*2/1000 = 0,27 m3/ngđ
Dùng bơm định lượng một hoạt động, một dự phòng lưu lương là 6,25*2
=12,5 (l/h).
Thể tích bể trộn phèn:
V = Q.T = 0,27*8/24 = 0,1 (m3).
 T: thời gian lưu
Chọn chiều cao bể trộn phèn gấp 1,5 lần đường kính
Đường kính bể:
4 *V 4 * 0,1
D =3 =3 = 0,3 (m).
1,5 * π 1.5 * π

o H = 1.5 D = 0,5 (m).
Dùng máy khuấy trộn cơ khí để hòa tan lượng phèn trên
Đường kính cánh khuấy d = D/2 = 0.15m
Năng lượng cho cánh khuấy hoạt động:
p = G 2 * µ * V =2002* 0.001* 0,1= 4 (W).

 G là gradiant vận tốc (chọn G =200 S-1)
 µ :độ nhớt của nước ở 200 c
 V: thể tích bể




66
o Chọn máy khuấy tuabin cánh nghiêng 450, đường kính cánh khuấy 0,15
m. Đặt máy khuấy sao cho khoảng cách từ cánh khuấy đến đáy là 0.55
m.
P
Công suất máy khuấy N = = 4/0.8 = 5 (W).
η

• η : công suất hữu ích của máy (chọn 80 %).
3.3 TÍNH TOÁN HÓA CHẤT SỬ DỤNG
3.3.1 Bể chứa Urê (nồng độ 10%) và van điều chỉnh dung dịch Urê
(cho vào bể Aerotank)
Trong xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính, tỷ lệ BOD:N = 100:5, do đó với BOD5
vào là 570 mg/l.
5*570 =
28,5 (mg / l )
Lượng N cần thiết sẽ là: N =
100
Phân tử lượng của Urê (H2N-CO-NH2) = 60
Khối lượng phân tử: N2 = 2* 14 = 28

Tỷ lệ khối lượng: N 28
=
Ure 60
60*28,5 =
Lượng Urê cần thiết = 61,07 (mg / l )
28
Lưu lượng nước thải trung bình cần xử lý : Q = 500 m3/ng.
Lượng Urê tiêu thụ cho đối với lưu lượng 500 m3/ng

61,07*500 =
= 30,535 (kg / ngày )
1000
Nồng độ dung dịch Urê cung cấp mỗi ngày = 10% (hay 100 kg/m3) tính theo
khối lượng.
30,535 =
Lưu lượng dung dịch Urê cung cấp: q 0,31 (m3 / ngày )
=
100
Thời gian lưu dung dịch = 15 ngày
Thể tích bể yêu cầu
Vbể = q* t = 0,31* 15 = 4,65 (m3)
 Chọn 2 bơm (1 vận hành, 1 dự phòng)
 Đặc tính bơm định lượng Q = 0,31 (m3/ngày) = 13 (l/h), áp luc75 1,5bar.

67
3.3.2 Bể chứa axit photphoric (H3PO4) và van điều chỉnh châm H3PO4
(cho vào bể Aerotank)
Tỷ lệ BOD:P = 100:1 do vậy vấy BOD5 vào là 570 mg/l thì
1*570 =
5,7 (mg / l )
Lượng P cần thiết là: P =
100
 Sử dụng axit phophoric làm tác nhân cung cấp P

P = 31
 Tỷ lệ khối lượng:
H PO 98
3 4



98*5,7 =
 Lượng H3PO4 cần thiết = 18,02 (mg / l )
31
Lưu lượng nước thải trung bình cần xử lý : Q = 500 m3/ng.
18,02*500 =
Lượng tiệu thụ = 9,01 (kg / ngày )
1000
Nồng độ H3PO4 sử dụng = 10% = 10 kg/m3.
9,01 =
Dung dịch H3PO4 cung cấp : q 0,901 (m3 / ngày )
=
10
 Thời gian lưu = 7 ngày.
Thể tích bể yêu cầu: Vbể = q* t = 0,901* 7 = 6,307 (m3).
 Đặc tính bơm định lượng Q = 0,901 (m3/ng) = 37,5 (l/h), áp lực 1,5bar.
3.3.3 Bể chứa dung dịch axit H2SO4 và bơm châm H2SO4 (cho vào bể
điều hòa)
Lưu lượng thiết kế: Q 20,8 m3/h
=
pHvào max = 10
pHtrung hòa = 7
K = 0,000005 mol/l
Nồng độ dung dịch H2SO4 = 10%
Trọng lượng riêng dung dịch = 1,84
−5
0,5*10 **20,8*1000 =
0,554 (l / h)
Liều lượng châm vào =
10*1,84*10
Thời gian lưu = 7 ngày
Thể tích cần thiết bể chứa = 0,554* 24* 7 = 93,1 (l/ng)
Chọn 2 bơm châm axit H2SO4: 1 vận hành, 1 dự phòng.


68
Đặc tính bơm định lượng Q = 0,006 l/h, áp lực 1,5 bar.
3.3.4 Chất trợ lắng polymer dạng bột sử dụng ở bể lắng I
SS *Q = 432*500 =
I
Lượng bùn khô = 216 kg/ng
1000 1000
Thời gian vận hành = 2 h/ng
Lượng bùn thô trong 1 giờ = 216/2 = 108 kg/h
Liều lượng polymer 5 kg/tấn bùn
=
Liều lượng polymer tiêu thụ = (5*108)/1000 = 0,54 (kg/h)
Hàm lượng polymer sử dụng = 0,2%
Lượng dung dịch châm vào 0,54/2 = 0,27 m3/h
=
 Chọn một hệ thống châm polymer Công suất 0,27 m3/h
Tất cả các bể pha chế và chứa hóa chất phục vụ cho hệ thống xử lý nước thải
được đặt chung trong một bể lớn có nhiều ngăn riêng biệt, gọi là bể hóa chất và
thường xuyên được kiểm tra giám sát.




CHƯƠNG 4
KHÁI TOÁN KINH TẾ


4.1 Phần xây dựng


69
Thể tích Số lượng Đơn giá Thành tiền
STT Tên công trình
(đồng/m3) (triệu đồng)
(m3)
Lưới chắn rác
1 1 3.000.000 3
Bể điều hòa
2 47,22 1 1.500.000 70,830
Bể phản ứng
3 4,416 3 1.500.000 19,872
Bể lắng 1
4 37,15 1 1.500.000 55,716
Bể aerotank
5 60,156 1 1.500.000 90,234
Bể lắng 2
6 41,25 1 1.500.000 61,875
Bể tiếp xúc
7 13,884 1 1.500.000 20,826
Bể nén bùn
8 16,48 1 1.500.000 24,73
9 Máy nén bùn 1 450.000.000 450
Nhà điều khiển
10 1 30.000.000 30
Tổng cộng: 827.083.000 đồng.


4.2 Phần thiết bị
Phần thiết bị Số Đơn giá Thành tiền
STT
lượn (đồng/m3) (triệu đồng)
g
Bơm chìm
1 2 10.000.000 20
Máy thổi khí
2 2 8.000.000 16
Bơm định lượng hóa chất
3 3 8.000.000 24
Tấm chặn váng bọt – bể lắng I + II
4 4 1.000.000 4
Máng tràn răng cưa - bể lắng I + II
5 4 1.000.000 4
Giàn gạt cặn - bể lắng I + II
6 2 35.000.000 70
Motơ kéo giàn gạt cặn 2 bể lắng 3Hp
7 2 30.000.000 60
Ống phân phối trung tâm bể lắng I + II
8 2 1.700.000 3,4
Máng thu ván nổi bể lắng I + II
9 4 1.500.000 6
Máy thổi khí ở Aerotank
10 2 65.000.000 130
Bơm bùn tuần hoàn
11 2 10.000.000 20
Cánh khuấy bể phản ứng
12 3 11.000.000 33
Máy khuấy bể trộn
13 2 8.000.000 16
Tủ điện điều khiển
14 1 23.000.000 23
Các thứ khác: ống điện, ống nước, van
15 80.000.000 80
khóa, lan can,…
Tổng cộng: 509.400.000 đồng


Tổng vốn đầu tư cơ bản bao gồm chi phí khấu hao xây dựng 30 năm và chi phí
khấu hao máy móc 15 năm
827.083.000 509.400.000
Tv = = 92.294.150 (đồng/năm).
+
20 10
4.3 Phần quản lý vận hành


70
Chi phí công nhân
 Máy vận hành cụm công nghiệp liên tục chia làm 2 ca; mỗi ca 2 người.
 Lương công nhân trung bình 2.000.000 đồng/tháng.
 Lương cán bộ, trung bình 3.200.0000 đồng /tháng.
Lương công nhân
4 người * 2.000.000 đồng/tháng * 12 tháng/ năm = 96.000.000 đống/năm
Lương cán bộ
1 người * 3.200.000 đồng/tháng * 12 tháng/năm = 38.400.000 đống/năm
Tổng chi phí công nhân
Tcn = 96.000.000 + 38.400.000 = 134.400.000 đồng/năm
4.4 Chi phí điện năng
Thành phần Thông số Số Máy hoạt Giờ hoạt Điện năng
ST
kỹ thuật lượn động động tiêu thụ
T
g
Bơm chìm bể điều hòa 1.5 Hp
1 1,2 KW 2 1 24 28,8
Máy thổi khí bể điều hòa
2 0,375 KW 2 1 12 4,5
0,5Hp
Bơm định lượng hóa chất
3 0,375 KW 1 4 12 4,5
0,5Hp
Moto kéo giàn gạt cặn 3Hp
4 2,235 KW 2 2 24 108
Máy thổi khí ở Aerotank 6Hp
5 4,5 KW 2 1 12 54
Bơm tuần hoàn 0,5Hp
6 0,375 KW 2 1 24 9
Máy khuấy dd bể trộn 0,5Hp
7 0,375 KW 2 1 4 1,5
Tổng cộng: 210,3 KW/ngày.
Chi phí điện năng
Tđ = 210,3* 365* 2.000 (đồng/KW) = 153.519.000 (đồng/ năm).
4.5 Chi phí hóa chất
Chi phí cho dung dịch Polimer dạng bột trợ lắng
0,27kg/h* 2h/ng* 365ngay/năm* 50.000đ/kg = 9.855.000 đồng/năm.
Chi phí cho dung dịch H2SO4 để trung hòa nước thải
0,0057l/h* 24h/ngày* 365ngày/năm* 8.500đ/l = 424.500 đồng/năm.
Chi phí cho phèn dạng bột để xử lý nước thải
30kg/ngày* 365ngày/năm* 5.000đ/kg = 54.750.000 đông/năm.
Chi phí cho H3PO4 để xử lý nước thải
11l/ngày* 365ngày/năm* 8.500đ/l = 34.127.500 đồng/năm.


71
Cho phí cho Urê dạng bột để xử lý nước thải
31kg/ngày* 365ngày/năm* 5.000đ/kg = 56.575.000 đồng/năm.
Chi phí cho dung dịch Clo lỏng
0,004kg/m3* 500m3/ngày* 365ngày/năm* 4.000đ/kg = 2.920.000 đồng/năm.
Tổng chi phí hóa chất cho 1 năm
Thc = 9.855 + 424,5 + 54.750 + 34.127,5 + 56.575 + 2.920
= 158.472 (ngàn đồng/năm).
4.6 Chi phí sửa chữa nhỏ
Chi phí sữa chữa nhỏ hàng năm ước tính bằng 1% tổng số vốn đầu tư vào
công trình xử lý.
Tsc = 0,01* 92.294.150 = 922.000 (đồng/năm).
4.7 Tính giá thành chi phí xử lý 1m3 nước thải
T = Tv + Tcn + Tđ + Thc + Tsc
= 92.294.000 + 134.400.000 + 153.519.000 + 158.472.000 + 922.000
= 446.500.000 (đồng/năm).




 Giá thành xử lý cho 1m3 nước thải
446.500.000 = 2.400dong / m 3
S =
500*365




72
Tài liệu tham khảo


1. Hoàng Huệ, Xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, Năm 1996.
2. Hoàng Văn Huệ, Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp – Tính
toán thiết kế công trình, Viện Môi Trường và Tài Nguyên, Năm 2002.
3. Lâm Minh Triết (Chủ biên), Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp -
Tính toán thiết kế công trình, NXB Đại học Quốc gia TP. HCM, Năm
2008.
4. Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh
học, NXB Giáo Dục, Năm 2002.
5. Nguyễn Văn Phước, Quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa học,
Tập 14, Trường Đại học Quốc gia TP. HCM.




73
6. Tiêu chuẩn Xây Dựng TCXD – 51 – 84, Thoát nước màng lưới bên
ngoài và công trình, Viện Môi Trường và Tài Nguyên, Đại học Quốc
gia TP. HCM.
7. TCVN 5945 – 1995.
8. Trần Huế Nhuệ, Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp, NXB
Xây Dựng, Năm 2000.
9. Trịnh Xuân Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, NXB
Xây Dựng, Năm 2004.
Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB Xây
Dựng, Năm 2000.
Sổ tay xử lý nước, Tập 1 và 2, NXB Xây Dựng, Năm 1999.




74
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản