Hướng dẫn thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp chuẩn nhất

Dưới đây là trình tự tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp sử dụng công nghệ MBR của Ngọc Thy. Bài toán này được áp dụng cho công suất xử lý 30m3/ngày đêm.

Hố thu gom này sẽ do chủ đầu tư trang bị:

  • Hình thức: xây gạch thẻ
  • Thể tích: 2m3
  • Kích thước: 1.000 x 1.000 x 2.000mm

Cách tính toán bể điều hòa

Hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp
Tính toán thể tích:
V = Qh x t
Trong đó:
  • Qh: lưu lượng nước thải trung bình, Qh = 1.25 m3/giờ
  • t: thời gian lưu nước trung bình khoảng 5 - 9 giờ (chọn t = 7 giờ)
=>  V = 7 x 1.25 = 8.75 m3
Chọn bể điều hòa có thể tích 10m3 thay cho bể bê tông cốt thép truyền thống.

Tính toán lưu lượng khí cấp:
Qkk = qkk x V
Trong đó:
=> Qkk = 15 x 10 = 150 = L/phút = 9 m3/giờ

Cách tính toán bể anoxic

Tính toán thời gian lưu nước:
t = (Nv – Nr)/(P25oCN2 x X)
Trong đó:
  • Nv: hàm lượng nitơ đầu vào, Nv = 85 mg/L
  • Nr: hàm lượng nitơ sau xử lý, Nr = 15 mg/L
  • P25oCN2 :tốc độ khử nitrat ở 250C:
P25oCN2 = P20oCN2 x 1.09t – 20 x (1 – DO) 

= 0.1 x 1.0925 – 20 x (1 – 0.15) = 0.13 (mg/mg.ng.đ) 
  1. P20oCN2 :tốc độ khử nitrat ở 200C là 0.1 (mg/mg.ng.đ)
  2. t: nhiệt độ nước thải, t = 250C
  3. DO: oxy hòa tan trong bể thiếu khí, DO = 0.15 mg/L
  4. X: nồng độ bùn hoạt tính (2.500 – 4.000 mg VSS/L), chọn X = 3.000 mg VSS/L.
=> Thời gian lưu nước của bể:
t = 24 x (85 – 15)/(0.13 x 3000) = 4.3 h
Tính toán thể tích:
V = Qh x t
Trong đó:
  • Qh: lưu lượng nước thải, Qh = 1.25 m3/giờ
  • t: thời gian lưu nước, t = 4.3 giờ
=> V = 4.3 x 1.25 = 5.375 m3
Chọn bể anoxic có thể tích 10m3 thay cho bể bê tông cốt thép truyền thống.

Cách tính toán bể aerotank

Công nghệ xử lý nước thải được sử dụng phổ biến nhất hiện nay
Tính thể tích:
Công thức tính thời gian lưu trữ bùn hoạt tính:
V = [0c x Q x (S0 – S) x Y]/[X x (1 + Kd x 0c)
Trong đó:
  • 0c: thời gian lưu bùn khoảng 5 - 15 ngày, chọn 0c = 10 ngày
  • Q: lưu lượng nước thải, Q = 30 m3
  • S0: hàm lượng BOD5 của nước thải đầu vào (mg/L), S0 = 300 mg/L
  • S: hàm lượng BOD5 của nước thải sau khi ra khỏi bể aerotank (mg/L), S = 60 mg/L
  • Kd: hệ số phân hủy nội bào (ngày-1), Kd = 0.06 ngày-1
  • Y: hệ số tải lượng bùn (0.4 – 0.8 mg VSS/mg BOD5), chọn Y = 0.5 mg VSS/mg BOD5
  • X: nồng độ bùn hoạt tính (2.500 – 4.000 mg VSS/L), chọn X = 3.000 mg VSS/L
=> V = [10 x 30 x (300 – 60) x 0.5]/[3.000 x (1 + 0.06 x 10) = 7.5 m3
Lựa chọn bể aerotank có thể tích 10m3 thay cho bể bê tông cốt thép truyền thống.
Thời gian lưu nước:
t = V/Q
Trong đó:
  • V: thể tích bể aerotank, V = 10 m3
  • Q: lưu lượng nước thải trong ngày, Q = 30 m3
=> t = 1/3 ngày = 8h
Kiểm tra chỉ tiêu:
Kiểm tra tỷ số khối lượng chất nền trên bùn hoạt tính:
F/M = S0/(t x X) = 300/(1/3 x 3.000) = 0.3 kg BOD5/kg MLSS.ngày
Tỷ số F/M = 0.3 nằm trong giới hạn với bể aerotank xáo trộn hoàn toàn (0.2 – 0.6 kg BOD5/kg MLSS.ngày)
Tải trọng:
La = 10-3 x (S0 x Q)/V = 10-3 x (300 x 30)/10 = 0.9 kg BOD/m3.ngày
La = 0.9 nằm trong giới hạn cho phép với bể aerotank xáo trộn hoàn toàn (0.8 – 1.9 kg BOD/m3.ngày)
Tính lượng bùn hoạt tính:
Tốc độ tăng trưởng:
Yb = Y/(1 + 0c x Kd)
Trong đó:
  • Y: hệ số tải lượng bùn (0.4 – 0.8 mg VSS/mg BOD5), chọn Y = 0.5 mg VSS/mg BOD5
  • Kd: hệ số phân hủy nội bào (ngày-1), Kd = 0.06 ngày-1
  • 0c: thời gian lưu bùn (5- 15 ngày), chọn 0c = 10 ngày
=> Yb = 0.5/(1 + 10 x 0.06) = 0.3125
Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5:
Px = Q x (S0 – S) x Yb = 30 x (300 – 60) x 0.3125 x 10-3 = 2.25 (kg/ngày.đêm)
Tính lượng oxy:
OC0 = [Q x (S0 – S)]/[1.000 x f] – 1.42 x Px
Trong đó:
  • Q: lưu lượng nước thải, Q = 30 m3
  • S0: hàm lượng BOD5 của nước thải đầu vào (mg/L), S0 = 300 mg/L
  • S: hàm lượng BOD5 của nước thải sau khi ra khỏi bể aerotank (mg/L), S = 60 mg/L
  • f: hằng số chuyển đổi từ BOD5 sang BOD20, BOD5/BOD20 = 0.55
  • 42: hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD
  • Px: lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5, Px = 2.25 kg/ngày.đêm
=> OC0 = [30 x (300 – 60)]/[1.000 x 0.55] – 1.42 x 2.25 = 9.9 (kgO2/ngày.đêm)
Lượng oxy cần thiết:
OCt = OC0 x Cs/(Cs – C) x 1/1.024t – 20 x 1/α
Trong đó:

  • Cs: nồng độ oxy bão hòa trong nước ở 200C, Cs ≈ 9.08 (mg/L);
  • C: nồng độ oxy cần duy trì trong bể (1.5 – 2 mg/L) theo tài liệu Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai, chọn C = 2 mg/L.
  • t: nhiệt độ nước thải, t = 250C
  • α: hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt (0.6 – 0.94), chọn = 0.7
=> OCt = 9.9 x 9.08/(9.08 – 2) x 1/1.02425 – 20 x 1/0.7 = 16 (kg/ngày)

Nhận xét

Đăng nhận xét